Optik Pirometre: Çalışma Prensibi ve Emisivite Hatası

Japon bir tedarikçinin fırın muayene kaydında cihaz hikari koonkei (光高温計, optik pirometre), okunan değer ise kido ondo (輝度温度, parlaklık sıcaklığı) olarak geçiyor; örneğin "1.000 °C". Proses föyünüz çeliğin gerçek sıcaklığını istiyor, elinizdeki kızılötesi termometre ise farklı bir değer gösteriyor. İki cihaz da doğru çalışıyor olabilir.

Parlaklık sıcaklığı, yüzeyin gerçek sıcaklığı değildir. Cihazın dalga boyunda, mükemmel bir kara cismin yüzeyle aynı parlaklıkta görünmesi için sahip olması gereken sıcaklıktır. Emisivitesi 1'den küçük bir yüzeyde, yansıyan ışınım ihmal edilebildiğinde okuma gerçek sıcaklığın altında kalır.

Bu kılavuz, filaman kaybolma tipi optik pirometrenin nasıl çalıştığını, kızılötesi ve iki renkli (oran) termometrelerden farkını ve emisivite, gözetleme penceresi, duman ve yansımaların okumayı nasıl kaydırdığını anlatır. Sonlara doğru Japon tarafa yönelik bir kontrol listesi ve e-posta şablonu bulacaksınız.

İçindekiler

1. Optik Pirometre Nedir?
2. Filaman Kaybolma Tipi Pirometre Nasıl Çalışır?
3. Parlaklık Sıcaklığı ve Gerçek Sıcaklık
4. Optik Pirometrelerin Avantajları ve Sınırları
5. Kalibrasyon ve İzlenebilirlik
6. Okumalar Uyuşmadığında: Nedeni Ayırma
7. Kontrol Listesi ve Japon Tarafa Sorular
8. Bu Kılavuzun Sınırları
9. SSS
10. Kaynaklar

Optik Pirometre Nedir?

Optik pirometre, sıcak bir cismin yaydığı ısıl ışınımdan yararlanarak, ona dokunmadan sıcaklığını bulan cihazdır. Radyasyon termometrelerinin (hosha ondokei, 放射温度計) bir türüdür. Klasik görsel tasarım, operatörün gözünü karşılaştırma dedektörü olarak kullanan filaman kaybolma tipidir (senjo shoshitsu-gata, 線条消失形).

Operatör, hedefin görüntüsünü cihazın içindeki bir lambanın filamanıyla üst üste getirir ve dar bir kırmızı bantta ikisi eşit parlaklıkta görününce lamba akımını ayarlamayı bırakır. Cihaz bu akımı sıcaklığa çevirir. Filaman, içinden akım geçince parlayan ince tel kısmıdır.

Elektronik dedektörlü kızılötesi cihazlar gibi diğer radyasyon termometreleri de hedeften gelen ışınımı kullanır. Fark; ölçtükleri dalga boyu bandında, algılama biçiminde ve okumanın nasıl üretildiğindedir.

Nerede Kullanılır: Sıcak, Işıldayan Hedefler

Görsel optik pirometre, görünür ışıkta yeterince parlayacak kadar sıcak bir hedef ister. Tipik hedefler erimiş metal, fırın içindeki malzeme ve ısıtılmış tel ya da çubuktur; yani hedefe açık bir görüş hattınızın olduğu her yer.

Örnek olarak CHINO Corporation'ın dijital göstergeli filaman kaybolma tipi IR-URN modeli 0,65 µm'de ölçüm yapar ve değiştirilebilir üç aralıkla 700–3.500 °C'yi kapsar. Bu rakamlar o modele aittir; her optik pirometrenin aralığı değildir.

Cihaz bu kadar yüksek sıcaklıkları okuyabilir, çünkü yalnızca hedeften gelen ışığı alır; cihazın kendisinin o sıcaklığa ulaşması gerekmez. Yine de cihazın kendi çevre çalışma sıcaklığı aralığı vardır ve yüksek ölçüm aralığı, onu fırın ağzının önünde ışınım ısısı altında tutabileceğiniz anlamına gelmez.

Pille çalışan taşınabilir modeller, atölyede ölçüm noktaları arasında dolaşmanıza izin verir. Bu şekilde kullanıyorsanız, her seferinde aynı mesafe ve bakış yönünü tekrarlayabileceğiniz konumlar seçin; böylece bugünkü okuma bir öncekiyle karşılaştırılabilir.

Çelikte kalite, ısıtma sıcaklığının yanı sıra bekletme süresine ve soğutmaya da bağlıdır. Su verme ve temperleme gibi ısıl işlemleri yönetirken, tek bir yüzey okumasını prosesin tüm koşullarının kontrolünden ayrı tutun.

Optik, Kızılötesi ve İki Renkli Pirometre Farkı

Elle tutulan kızılötesi termometre gibi, elektronik dedektörlü tipik bir radyasyon termometresi dedektör sinyalini işler ve sıcaklığı ekranda gösterir. Görsel filaman kaybolma tipi pirometrede ise kişi hedefe nişan alır, lamba akımını ayarlar ve parlaklığın ne zaman eşitlendiğine kendisi karar verir.

Dijital ekran bunu değiştirmez. Parlaklık eşleşmesi hâlâ gözle yapılıyorsa insan kararı adımı sürer; bu yüzden "dijital gösterge" ile "otomatik algılama"yı iki ayrı özellik olarak ele alın.

İki renkli termometre (nishoku ondokei, 二色温度計), oran pirometresi olarak da bilinir ve iki dalga boyu bandında ölçülen ışınımın oranını kullanır. Filamanı hedefle karşılaştırmak "iki rengi ölçmek" değildir; bu yüzden filaman kaybolma tipi pirometreyi iki renkli cihaz saymayın. Şekil 1 başlıca yöntemleri karşılaştırır.

Şekil 1: Temaslı, görsel ve elektronik yöntemler sıcaklığa farklı yollarla ulaşır

Temassız olmak tek bir algılama yöntemi demek değildir. Burada "optik pirometre", görsel filaman kaybolma tipini ifade eder.

Yöntem	Neyi alır	Sıcaklığa nasıl ulaşır	Başlıca kontrol edilecek koşullar
Temaslı termometre	Hedeften algılama elemanına iletilen ısı	Termoelektrik gerilimi, direnç vb. sıcaklığa çevirir	Yerleştirme, ısıl temas, koruyucu tüp, kablolama
Görsel optik pirometre	Hedeften gelen görünür ışınım	Parlaklığı filamanla eşler, kalibre edilmiş akımdan okur	Nişan alma, odak, eşleşme kararı, emisivite
Elektronik radyasyon termometresi (ör. kızılötesi)	Teknik özelliğinde belirtilen banttaki ışınım	Dedektör sinyalini işler, gösterir veya çıkış verir	Görüş alanı, hedef boyutu, emisivite, optik yol
İki renkli (oran) termometre	İki dalga boyu bandındaki ışınım	İki sinyalin oranından hesaplar	İki dalga boyundaki emisivite oranı, yoldaki geçirgenlik

İki renkli cihazlarda da emisivite ve optik yol kontrolleri gerekir. İki dalga boyu kullanmak, her hedef için hatayı ortadan kaldırmaz.

Pirometre üreticisi KELLER, oran cihazlarının nerede işe yaradığını ve nerede yaramadığını şöyle açıklar:

• Yaradığı yer: toz, duman ya da kirli bir pencere tüm dalga boylarını eşit ölçüde zayıflatıyorsa oran, dolayısıyla okuma kararlı kalır.
• Varsayım: okuma yalnızca emisivite iki dalga boyunda aynıysa gerçek sıcaklığa eşittir. KELLER, bunun pratikte nadiren doğru olduğunu belirtir.
• Daha kötü olabileceği yer: emisivite iki dalga boyu arasında farklıysa ve dalgalanıyorsa, özellikle demir dışı metallerde hata tek dalga boylu pirometreden büyük olabilir.

Filaman Kaybolma Tipi Pirometre Nasıl Çalışır?

Çalışma prensibini anlamak için iki ışık kaynağını ayırın: hedeften gelen ışık ve cihazın kendi ürettiği ışık. Pirometre hedefin sıcaklığını doğrudan akıma çevirmez; bunun yerine operatör bir karşılaştırma lambasının akımını ayarlar.

Objektif mercek hedefin görüntüsünü lamba filamanıyla aynı düzlemde oluşturur. Operatör bir filtre ve göz merceği (oküler) üzerinden, tek görüş alanında iki parlaklık düzeyini karşılaştırır.

Kırmızı filtre, karşılaştırmayı dar bir kırmızı dalga boyu aralığına daraltır. Okumayı sıcaklığa bağlayan şey, genel rengin benzer olup olmadığına bakmak değil, sabit bir bantta parlaklığı karşılaştırmaktır.

Gerçek cihazlarda ayrıca aralık değiştirmek için ışık düzeyini azaltan filtreler bulunur. Şekil 2 yalnızca görüntü ile karşılaştırma ilişkisini gösterir; filtrelerin türünü ve konumunu her cihazın optik tasarımından kontrol edin.

Şekil 2: Hedef görüntüsü filaman düzleminde odaklanır ve kırmızı bantta karşılaştırılır

Hedefin üst noktasından filaman düzlemine giden iki temsilî ışın çizilmiştir. Mavi kesikli çizgi yalnızca göz merceği tarafını gösterir; gerçek bir ışın izleme değildir.

Filaman kendisi de parlar ve hedef görüntüsüyle birlikte görülür. Kırmızı bandın seçilmesi ve ışığın azaltılması optiğin ölçüm işlevleridir; şekil, filtrenin göz korumasının yerine geçtiği anlamına gelmez.

Koyu, Kaybolan ve Parlak Filaman

Filaman akımı düşükse ve filaman hedeften daha sönükse, parlak bir zemin üzerinde koyu bir çizgi görürsünüz. Akımı artırdıkça filaman parlar ve zeminle arasındaki karşıtlık küçülür.

Akım çok yüksekse filaman hedeften daha parlak olur ve parlak bir çizgi olarak görünür. Bu durumda akımı azaltın ve koyu ile parlak ayarlar arasındaki eşleşme noktasını arayın.

Hedef ve filaman eşit parlaklıkta olduğunda, filamanın kenarı hedefin üzerinde zor seçilir. "Filamanın kaybolması" budur. Lamba hâlâ yanmaktadır ve fiziksel olarak hiçbir şey yok olmaz.

Karşılaştırmayı kolaylaştırmak için göz merceğini ve hedefe odağı ayarlayın. Görüntü bulanıksa ya da filaman hedefin kenarına denk getirilmişse, eşleşme kararı güvenilmez olur. Şekil 3 üç görünümü gösterir.

Şekil 3: Filaman, parlaklığı zeminle eşleşince "kaybolur"

Hedefin parlaklığı sabit tutulmuştur. Her görünümdeki eğri çizgi aynı filamandır.

Renkler ve çizgi kalınlıkları örnek amaçlıdır. Ortadaki görünümde lamba hâlâ yanıktır; filaman yalnızca zeminle karışmıştır.

Lamba Akımı Neden Sıcaklığa Çevrilebilir?

Akımı artırmak filamanın sıcaklığını ve ışınımını değiştirir, ancak tek başına bu, hedefin sıcaklığını vermez. Cihazın, eşleşme akımını parlaklık sıcaklığıyla ilişkilendiren bir kalibrasyona ihtiyacı vardır.

Kalibrasyonda laboratuvar, parlaklık sıcaklığı bilinen bir standart lamba ya da kara cisim kullanır ve cihazın filamanının onunla eşleştiği akımı bulur. Cihazın skalası veya iç dönüşümü, sıcaklığı bu ilişkiden okur.

Lamba ya da optik parçalar değişirse aynı akım farklı görünebilir. Bakımda iki kontrolü ayrı tutun: "filaman yanıyor" ile "okuma bir referansla uyuşuyor".

Ölçüm sırasında hedefle karşılaştırdığınız lamba ile kalibrasyonda kullanılan standart lamba farklı işler görür. Kalibrasyon, karşılaştırma lambasının akımından elde edilen sıcaklık okumasını standart lamba ya da kara cisim referansına bağlar.

0,65 µm, Isıl Işınımın Tepe Noktası Değildir

Bir cisim ısındıkça görünür bölgedeki ısıl ışınımı artar ve sonunda kırmızı parladığını görürsünüz. Kara cisim spektrumunun tepe noktası sıcaklık yükseldikçe kısa dalga boylarına kayar, ancak yeni parlamaya başlamış bir cisim en güçlü ışınımı görünür bölgede yapmaz.

Wien yer değiştirme yasası, kara cismin dalga boyu başına spektral ışıma tepe noktasını yaklaşık olarak verir. Dalga boyu µm, termodinamik sıcaklık K cinsinden alındığında sabit yaklaşık 2.898 µm·K'dir.

700 °C'deki bir kara cisim için tepe noktası yaklaşık 2,98 µm'dir; yani kızılötesi bölgenin içindedir. Pirometre yine de görünür bölgede parlaklığı karşılaştırabilir; bu yüzden tepe dalga boyu ile cihazın ölçüm dalga boyunu ayrı şeyler olarak düşünün.

Aynı şekilde 650 nm (0,65 µm), filtrenin sıcaklık değiştikçe tepe noktasına doğru kaydığı anlamına gelmez. Örnek model 0,65 µm'lik bir kırmızı bant kullanır, ancak etkin dalga boyu filtreye, gözün duyarlılığına ve başka etkenlere bağlıdır. Şekil 4 bu değerleri tek eksende gösterir.

Şekil 4: Kırmızı ölçüm bandı ile kara cisim tepe noktası farklı şeylerdir

Dalga boyu ekseni doğrusaldır. Noktalar hesaplanan tepe konumlarını gösterir; ışınım şiddetini göstermez.

Kırmızı bandın genişliği örnek amaçlıdır; herhangi bir modelin gerçek geçirgenlik bandı değildir. Tepe noktası karşılaştırması, emisivitenin spektral dağılımda yarattığı değişiklikleri içermez.

Parlaklık Sıcaklığı ve Gerçek Sıcaklık

Parlaklık sıcaklığı (kido ondo), belirli bir dalga boyunda hedefle tam aynı parlaklıkta görünecek kara cismin sıcaklığıdır. Kara cisim, üzerine düşen tüm ışınımı yutan ideal bir cisimdir ve gerçek cisimlerin ısıl ışınımını aynı sıcaklıkta karşılaştırmak için referans olur.

Emisivitesi (hosharitsu, 放射率) 1'den küçük bir hedef, aynı sıcaklıktaki kara cisimden daha az ışınım yayar. Çevreden gelen yansımalar ihmal edilebiliyorsa, kara cisme göre okunan parlaklık sıcaklığı gerçek sıcaklığın altında kalır.

Emisivite düzeltmesi uyguluyorsanız, ölçüm dalga boyuna ve yüzey durumuna uyan bir değer kullanın. Değeri yalnızca malzeme adına göre sabitlemeyin; oksit tabakası, pürüzlülük, sıcaklık ve bakış açısının onu nasıl değiştirdiğine bakın.

Çalışılmış Örnek: Emisivite Okumayı Ne Kadar Kaydırır?

Wien yaklaşımıyla parlaklık sıcaklığı ile gerçek sıcaklık arasındaki ilişki, bir IIT Madras ders metninin ideal pirometre denklemi dediği ifadeyle aşağıdaki gibi verilir. Sayılar hayalîdir ve yalnızca etkinin büyüklüğünü göstermek içindir.

Dalga boyu terimi önemlidir: aynı ε = 0,80 değerini varsayımsal 1,6 µm'lik bir cihaz için denkleme koyarsanız, 1.000 °C okumanın arkasındaki gerçek sıcaklık yaklaşık 1.042 °C olur. Daha kısa dalga boyu, okumayı emisivite hatasına karşı daha az duyarlı yapar. KELLER de metaller için kısa dalga boylu pirometreleri önerir.

Bu, kızılötesi termometre ile optik pirometrenin ikisi de kalibreliyken aynı yüzeyde neden farklı değer gösterebileceğinin nedenlerinden biridir. Arıza şüphesine geçmeden önce dalga boylarını ve emisivite ayarlarını karşılaştırın.

Yüzey Okuması ve İç Sıcaklık

Opak çelikte optik pirometre ışınımı esas olarak görünen yüzeyden alır. Kalın bir parçanın merkezini ya da duvarın arkasındaki sıcaklığı doğrudan okuyamaz.

Isıtma sırasında yüzey önce ısınır ve ısının çekirdeğe ulaşması zaman alır. Yüzey okumasının ayar değerine ulaşması, parçanın baştan başa homojen olduğu anlamına gelmez.

Temaslı termometrelerde de aynı sorun vardır: yanlış noktaya yerleştirilirse ihtiyaç duyduğunuz sıcaklığı okumaz. Akışkan sıcaklığında termokılıfın (thermowell) daldırma boyu ve tepkisi de, sensörün ısıyı gerçekte nereden aldığı sorusunu gündeme getirir.

Cam gibi ışığı geçiren malzemelerde, hedefin içinden ya da arkasından gelen ışınım karışabilir. Pirometrenin her malzemede yalnızca yüzeyi okuduğunu varsaymayın; hedefin ölçüm dalga boyunda opak olup olmadığını kontrol edin.

Aynısı yalıtımlı borularda da geçerlidir: dış kaplamanın sıcaklığı içerideki akışkanın sıcaklığı değildir. Yalıtım kalınlığı, ısı kaybı ve yüzey sıcaklığı arasındaki ilişkiyi göz önünde bulundurarak, ölçtüğünüz yüzeyin kontrol etmek istediğiniz sıcaklığa karşılık gelip gelmediğini kontrol edin.

Yansımalar, Pencereler, Duman ve Hedef Boyutu

Fırın duvarından gelen ışınım parlak bir metalden cihaza yansıdığında, hedefin kendi yaydığı ışığa yansıyan bir bileşen eklenir. Bu durumda düşük emisivitenin okumayı her zaman düşük yapacağını varsayamazsınız. Şekil 5 yolları birbirinden ayırır.

Şekil 5: Cihaza ulaşan ışık yalnızca hedef sıcaklığına bağlı değildir

Hedefin kendi ışınımını, arka plandan yansımaları ve aradaki pencere ile dumanı ayrı düşünün. İki yol, anlaşılır olması için birbirinden kaydırılarak çizilmiştir.

Oklar yalnızca yolları ayırır; ışınım miktarını ya da yansıma açılarını ölçekli göstermez. Pencerenin, dumanın ve arka planın okumaya etkisi; onların soğurmasına, yayımına ve şiddetine bağlıdır.

Yoldaki her unsurun ayrı kontrolü gerekir:

• Gözetleme penceresi: önemli olan, pencerenin ölçüm dalga boyunda ne kadar ışık geçirdiğidir. Gözle şeffaf görünen bir pencere, okuma üzerindeki etkisinin ihmal edilebileceği anlamına gelmez. KELLER, bilinen bir pencere kaybının emisivite ayarıyla telafi edilmesini anlatır (cihaz ayarı = hedef emisivitesi × yol geçirgenliği).
• Kir, buğulanma ve birikinti: biriktikçe hedeften gelen ışık değişir ve okuma kayar. KELLER, lens üzerindeki birikintilerin okumayı düşürdüğünü belirtir. Gerçek bir sıcaklık değişiminden ayırabilmek için pencerenin durumunu ve bakış yolunu kaydedin.
• Arka plan yansıması: mümkünse fırın duvarı ışınımının ulaşamayacağı bir noktaya nişan alın.
• Küçük hedefler: görsel yöntemin optiği burada yardımcı olabilir; ancak filamanın üzerine geldiği hedef alanının net görünüp görünmediğini, cihazın büyütmesinin ve odak uzaklığının uygun olup olmadığını kontrol edin.
• Elektronik cihazlar: hedef, belirtilen ölçüm alanını doldurmalıdır. Lazer nişan noktasını ölçüm alanı sanmayın; hedef boyutunu teknik özelliklerdeki mesafe-nokta çapı ilişkisine göre kontrol edin.

Optik Pirometrelerin Avantajları ve Sınırları

Başlıca avantaj, sıcak parçaya sensör koymadan, ışınımından sıcaklığı elde etmenizdir. Temasın hedefi bozmasından kaçınırsınız ve sensörü yüksek sıcaklığın kendisine maruz bırakmazsınız.

Temaslı sensörlerde dayanım, sensör tipine, koruyucu tüpe, atmosfere ve sürekli kullanım koşullarına bağlıdır. "Tüm termokupllar 2.000 °C'ye kadar çalışır" ya da "tüm RTD'ler 700 °C'ye kadar çalışır" gibi genel sınırlarla seçim yapamazsınız.

Sıcaklığın optik pirometrenin aralığına girmesi, onu temaslı sensöre göre daha iyi seçenek yapmaz. İhtiyaç duyduğunuz ölçüm noktasına ve ölçümün nasıl kullanılacağına göre seçin.

Noktasal Kontrol ve Sürekli İzleme

Görsel karşılaştırma, bir kişinin nişan alıp eşleşmeye karar verdiği ölçümlere uygundur. Hızlı değişen sıcaklıkları sürekli kaydedip otomatik kontrole beslemeniz gerekiyorsa, elektronik bir cihazı ya da ihtiyaç duyduğunuz çıkışı veren başka bir tipi düşünün.

PID kontrolde cihazı yalnızca azami sıcaklığına göre seçemezsiniz. Tepki, güncelleme periyodu, çıkış ve kirlenen optik yola karşı bakım, kontrol çevriminin ihtiyaçlarıyla uyuşmalıdır.

İnce bir ekran çözünürlüğü, gerçek sıcaklığın aynı incelikte ölçüldüğü anlamına gelmez. Kuvars termometreler gibi temaslı cihazlar için de aynısı geçerlidir: ölçüm kalitesini yalnızca basamak sayısıyla değerlendirmeyin.

Birkaç termometreyi karşılaştırırken önce hepsinin aynı noktayı aynı koşullarda ölçtüğünü kontrol edin. Çift elemanlı bir sıcaklık sensörü iki ölçüm kanalı verir, ancak başka bir yüzeyde alınan temassız okumayla kendiliğinden uyuşmaz.

Kalibrasyon ve İzlenebilirlik

Kalibrasyon, cihaz ile referans arasındaki farkı bulur. Kalibre edilmiş bir cihaz bile, ölçüm noktası, emisivite ya da gözetleme penceresi değişirse sahada farklı değer verebilir.

Bir pirometre için Japonca kalibrasyon belgelerini okurken şu noktalar işe yarar:

• ITS-90: gümüşün donma noktasının (961,78 °C) üzerinde, 1990 Uluslararası Sıcaklık Ölçeği sıcaklığı Planck ışınım yasası üzerinden tanımlar; referans gümüş, altın (1.064,18 °C) veya bakırın (1.084,62 °C) donma noktasıdır. Bu noktanın üzerinde ölçeğin kendisi radyasyon termometreleriyle gerçekleştirilir.
• JCSS: Japonya'nın akredite kalibrasyon sistemi (Japan Calibration Service System) radyasyon termometrelerini kapsar. Uluslararası kabul gerekiyorsa kalibrasyonun JCSS olup olmadığını ve sertifikada ilac-MRA işareti bulunup bulunmadığını sorun.
• ITS-90 mı, termodinamik sıcaklık mı: NITE'nin Ocak 2020 tarihli bildirimi, JCSS laboratuvarlarına NMIJ'nin (Japonya'nın ulusal metroloji enstitüsü) 960 °C ile 2.800 °C arasındaki radyasyon termometresi standartlarını ITS-90 yerine termodinamik sıcaklığa dayalı değerlere çevirdiğini bildirdi. Laboratuvarlardan sertifikada her değerin hangi esasa dayandığını belirtmeleri istendi; bu satırı kontrol edin.
• Kalibrasyon aralığı: kalibre edilen noktalardaki hatanın bunların ötesinde de sürdüğünü varsaymayın. Sertifikadaki noktaları kendi çalışma aralığınızla karşılaştırın.

Radyasyon termometrelerinin Japonca teknik föylerinde, radyasyon termometrelerinin performans deney yöntemlerine ilişkin Japon standardı olan JIS C 1612:2023'e atıf yapılabilir. ABD ve uluslararası tarafta karşınıza çıkabilecek belgeler arasında ASTM E1256 (tek dalga bandlı radyasyon termometreleri için deney yöntemleri) ve IEC TS 62492-1 (teknik föylerde belirtilmesi gereken teknik veriler) bulunur.

Türkiye'de kalibrasyon laboratuvarları için temel standart TS EN ISO/IEC 17025'tir ve laboratuvar akreditasyonu TÜRKAK tarafından yapılır. Bir TÜRKAK akreditasyonlu laboratuvarın sertifikası ile JCSS sertifikasının birbirine eşdeğer kabul edilip edilmeyeceği, ilac-MRA işareti gibi ayrıntılara ve müşterinizin şartlarına bağlıdır; kalite sisteminizde kabul koşulunu önceden netleştirin. JIS C 1612'nin bir TS karşılığı olup olmadığını doğrulayamadık; performans değerleriniz kabulünüz için önemliyse tedarikçiye hangi standart ve deney koşullarını izlediğini sorun.

Cihazı kalibrasyona gönderirken kullandığınız sıcaklık aralığını ve aralık ayarlarını belirtin, okuma hatasını bu koşullarda kontrol edin. Standarda göre hatayı, sahadaki hata kaynaklarından ayrı kaydedin.

Okumalar Uyuşmadığında: Nedeni Ayırma

İki cihaz uyuşmuyorsa ya da bugünkü okuma geçen haftakinden farklıysa, nedeni ölçüm noktası, optik yol ve okuma olarak ayırın. Sıcaklık farklarını ve koşul farklarını ayrı kaydedin; herhangi bir ayarı değiştirmeden önce karşılaştırma koşullarını eşitleyin. Şekil 6 dört alanı gösterir.

Şekil 6: Nedeni ölçüm noktası, optik yol ve okumaya göre ayırın

Sıcaklık farklarını ölçüm koşulu farklarından ayrı tutun. Ayar değiştirmeden önce karşılaştırma koşullarını eşitleyin.

Ölçüm noktasıMalzemenin hangi yüzü ve konumu? Temaslı sensörle karşılaştırmadan önce yüzey ile iç sıcaklık farkını hesaba katın.

Hedef yüzeyOksit tabakası, birikinti ya da pürüzlülük değişti mi? Ölçüm dalga boyuna ve yüzeye uyan bir emisivite kullanın.

Optik yolPencere kiri, duman veya arka plan yansıması değişti mi? Yolu ve düzeltmeyi önceki kayıtla karşılaştırın.

Cihaz ve okumaAralığı, odağı, filaman durumunu ve eşleşme kararını kontrol edin. Referansa göre farkı kalibrasyonla değerlendirin.

Farkı kapatmak için emisiviteyi ayarlamak gerçek nedeni gizler. Hedef ve referans koşullarına karşılık gelen değerleri kullanın.

Ölçümü tekrarlamanıza izin veren kayıtlar tutun:

• Nereye ve nasıl nişan alındı: cihaz kimliği, okuma, hedef konumu ve bakış yönü; hangi fırın ağzının kullanıldığı ve malzemenin hangi kısmına bakıldığı dahil.
• Ayarlar: aralık, emisivite ayarı ve pencere ya da filtre koşulları.
• Zaman içindeki değişiklikler: pencerenin ne zaman temizlendiği ve hedef yüzeyin nasıl değiştiği; bunları işletme koşullarındaki değişimlerden ayırabilmek için.
• Dağılım: tek bir görsel eşleşmeye karar vermek zorsa hedefin kararlı olduğunu doğrulayın ve tekrarlanan okumaların yayılımına bakın. Hedefteki dalgalanmayı, nişan alma ve eşleştirmedeki değişkenlikten ayırın.
• Operatör tutarlılığı: vardiyada operatör değiştiğinde odak ayarını ve karşılaştırma yerini eşitleyin. Yalnızca en parlak noktanın okumasını, başka bir yerde alınan okumayla aynı nokta olarak kaydetmeyin.

Kontrol Listesi ve Japon Tarafa Sorular

Japonca bir şartname, muayene kaydı veya fırın kılavuzu bir optik pirometre okuması verdiğinde bu kontrol listesini kullanın:

• Cihaz tipi: görsel filaman kaybolma, tek bantlı kızılötesi veya iki renkli
• Ölçüm (etkin) dalga boyu, örneğin 0,65 µm
• Kaydedilen değerin parlaklık sıcaklığı (kido ondo) mı, yoksa emisivite düzeltmeli sıcaklık mı olduğu
• Kullanılan emisivite ayarı ve nasıl seçildiği (yüzey durumu, dalga boyu)
• Gözetleme penceresi: malzemesi, durumu ve geçirgenliğinin düzeltilip düzeltilmediği
• Ölçüm noktası: hangi yüz, konum ve fırın ağzı; bakış yönü
• O noktada fırın duvarlarından veya ısıtıcılardan olası yansımalar
• Bakış yolunda duman, buhar veya toz
• Kalibrasyon sertifikası: JCSS olup olmadığı, kalibrasyon noktalarının sizin çalışma aralığınıza göre durumu, gerekiyorsa ilac-MRA işareti
• Sertifika değerlerinin ITS-90'a mı, termodinamik sıcaklığa mı dayandığı (NITE bildiriminin kapsadığı 960–2.800 °C aralığı)
• Proses şartnamenizin yüzey sıcaklığını, iç sıcaklığı mı yoksa fırın sıcaklığını mı istediği

Eksik maddeler varsa kısa bir e-posta genellikle sorunu çözer. Japon tarafla yazışma çoğunlukla İngilizce yürüdüğü için şablon İngilizce hazırlanmıştır; köşeli parantezli yerleri kendi bilgilerinizle değiştirin.

Bu Kılavuzun Sınırları

• Aralık, doğruluk, dalga boyu ve özellikler modele özgüdür. CHINO IR-URN rakamları bir örnektir, ortak teknik özellik değildir.
• Çalışılmış örnek hayalî emisivite ve geçirgenlik değerleri kullanır ve yansıyan ışınımı hesaba katmaz. Gerçek emisivite; malzemeye, yüzey durumuna, sıcaklığa, dalga boyuna ve bakış açısına bağlıdır.
• Bu kılavuz belirli malzemeler için emisivite değeri vermez. Bunları cihaz üreticisinden ya da kendi parçalarınız üzerindeki ölçümlerden edinin.
• Kalibrasyon uygulaması ve sertifika ifadeleri laboratuvardan laboratuvara değişir. Japonca bir sertifikanın kalite sisteminizde kabul edilip edilmeyeceği sizin ve müşterinizin şartlarına bağlıdır. TS karşılıkları ve TÜRKAK ile ilgili ifadeler bu hazırlıkta güncel kaynaktan doğrulanamamıştır; kullanmadan önce kontrol edin.
• Buradakilerin hiçbiri fırın gözleme talimatı değildir. Göz koruması ve güvenli bakış konumu, tesisinizin İSG kurallarına ve 6331 sayılı Kanun kapsamındaki risk değerlendirmesine göre belirlenir.

SSS

Parlama Renginden Sıcaklık Anlaşılabilir mi?

Hayır. Gördüğünüz renk ortam ışığına ve gözünüzün uyumuna da bağlıdır; bu yüzden renk tek başına bir cihazın yerini tutmaz. Filaman kaybolma tipi pirometre, tanımlı bir bantta parlaklığı bir referans filamanla karşılaştırır ve sıcaklığı kalibre edilmiş bir ilişkiden okur.

Filaman Kaybolunca Hedef Kara Cisim mi Demektir?

Hayır. Filamanın kaybolması, hedeften cihaza ulaşan ışığın filamanın parlaklığıyla eşleştiği anlamına gelir. Hedefin kara cisim olup olmadığı hakkında bir şey söylemez; gerçek sıcaklığı bulmak için emisiviteyi ve optik yolu kontrol edin.

Optik Pirometre Hareket Eden Hedefi Ölçebilir mi?

Hedefi görüş alanında tutup parlaklığını değerlendirebildiğiniz sürece ölçebilir. Hızı, hedefin ne kadar süre görünür kaldığını ve boyutunu düşünün; sürekli ölçüm gerekiyorsa algılama yöntemini ve tepki süresini buna göre seçin.

Kalibre Edilmiş Pirometre Pencere Arkasında da Aynı Değeri Okur mu?

Mutlaka değil. Kalibrasyon yalnızca cihazı kapsar; pencerenin geçirgenliği ve kiri ise cihaza ulaşan ışığı değiştirir. Kalibrasyon koşullarını gerçek bakış yoluyla karşılaştırın, sonra hangi düzeltme ve kontrollerin gerektiğine karar verin.

Kızılötesi Termometrem ile Optik Pirometre Neden Farklı Gösteriyor?

Genellikle şüpheli olanlar farklı dalga boyları, emisivite ayarları ve ölçüm alanı boyutlarıdır. Aynı emisivite hatası, uzun dalga boylu bir okumayı 0,65 µm'lik bir okumadan daha çok kaydırır; bu yüzden birini suçlamadan önce iki cihazın ayarlarını karşılaştırın ve aynı noktaya nişan alın.

Kaynaklar

• Filaman kaybolması, parlaklık sıcaklığı, ısıl ışınım temelleri: NBS/NIST, Self-Study Manual on Optical Radiation Measurements, Technical Note 910-8 (1985), §8.2
• İdeal pirometre denklemi, etkin dalga boyu, kaybolan filaman çalışması: S. P. Venkateshan, Mechanical Measurements, IIT Madras (NPTEL)
• IR-URN ölçüm prensibi ve teknik özellikleri: CHINO Corporation, dijital optik pirometre (Japonca)
• IR-URN optiği ve ölçüm bandı: CHINO Corporation, katalog CP-107-02 (Japonca)
• Parlaklık sıcaklığı ve gerçek sıcaklık: Ushio, "Halojen lambaların temelleri", §8(1) (Japonca)
• Wien yer değiştirme sabiti: NIST, 2022 CODATA değerleri (bu yazıda 2.898 µm·K'ye yuvarlanmıştır)
• Arka plan yansıması, yol geçirgenliği, oran pirometreleri: KELLER, "Metrological errors"
• Emisivite ve dalga boyu: KELLER, "Definition and influence of emissivity"
• Gümüş noktasının üzerinde ITS-90: BIPM/CCT, Guide to the Realization of the ITS-90: Radiation Thermometry (2018)
• JCSS radyasyon termometreleri, 960 °C–2.800 °C için termodinamik sıcaklık: NITE, JCSS radyasyon termometresi laboratuvarlarına bildirim, 30 Ocak 2020 (Japonca)
• Tek dalga bandlı radyasyon termometresi deney yöntemleri: ASTM E1256-17(2022)
• Radyasyon termometreleri için teknik föy terimleri: IEC TS 62492-1:2008