Yazılar

Ultrasonik Seviye Transmitterleri ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Ultrasonik seviye transmitterleri, sıvı ve katı malzemelerin seviyesini ölçmek için ses dalgalarını kullanan temassız ölçüm cihazlarıdır. Tank, silo ve açık alanlarda güvenilir ölçüm imkânı sağlar. Radar, kapasitif veya hidrostatik seviye ölçüm yöntemlerine göre daha ekonomik ve kolay kurulabilir olması nedeniyle birçok endüstride tercih edilmektedir.

Ultrasonik Seviye Transmitterleri

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Sensör, yüzeye ultrasonik dalgalar gönderir. Dalgaların geri dönme süresine göre mesafe hesaplanır ve seviye bilgisi elde edilir.

Temel formül: d = (c × t) / 2

Burada:
d: mesafe (m)
c: ses hızı (343 m/s hava için)
t: gidiş-dönüş zamanı (s)

Tank yüksekliği ile bu mesafenin farkı, sıvı veya katı malzemenin seviyesini verir.

YAPISAL ÖZELLİKLER

  • Ölçüm aralığı: 0,2 m – 70 m
  • Gövde malzemeleri: PVDF, paslanmaz çelik, PP
  • Çıkış sinyalleri: 4-20 mA, HART, Modbus, Profibus
  • IP67 – IP68 koruma sınıfı
  • ATEX ve IECEx sertifikalı modeller

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Temassız ölçüm, korozyon riski yok
  • Kolay montaj ve bakım gerektirmez
  • Tozlu ve agresif ortamlarda çalışabilir
  • Farklı tank geometrilerine uyum sağlar

Sınırlamalar:

  • Köpük ve buhar, ölçüm hassasiyetini etkileyebilir
  • Dar açılı tanklarda yansıma sorunları
  • Sıcaklık değişimleri ses hızını etkiler

SEÇİM KRİTERLERİ

  • Tank yüksekliği ve geometrisi
  • Ölçülecek malzemenin fiziksel özellikleri
  • Ortam koşulları (sıcaklık, basınç, nem)
  • Haberleşme protokolleri
  • Patlayıcı ortam sertifikaları (ATEX, IECEx)

UYGULAMA ALANLARI

  • Su ve atık su arıtma tesisleri
  • Gıda ve içecek endüstrisi
  • Kimya sanayi (korozif akışkan depoları)
  • Çimento ve madencilik (stok siloları)
  • Enerji santralleri (kül, kömür ve sıvı tankları)

STANDARTLAR

  • IEC 61010 (ölçüm cihazları güvenliği)
  • ATEX & IECEx sertifikaları
  • NAMUR NE 107 (diagnostic status)

SONUÇ

Ultrasonik seviye transmitterleri, temassız ölçüm avantajı ve dayanıklılığı ile endüstriyel tesislerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Doğru seçim ve kurulum ile işletme maliyetlerini azaltır ve proses güvenilirliğini artırır.

Akıllı Basınç Transmitterleri ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Akıllı basınç transmitterleri, klasik basınç ölçüm cihazlarının ötesine geçerek gelişmiş sensörler, mikroişlemciler ve dijital haberleşme protokolleri ile donatılmış modern ölçüm cihazlarıdır. Basıncı yalnızca ölçmekle kalmaz, aynı zamanda kendini teşhis edebilme, uzaktan izlenebilme ve ileri seviye kontrol sistemlerine entegre olabilme özelliklerine sahiptir. Bu sayede proses güvenliği, enerji verimliliği ve bakım maliyetlerinde önemli avantajlar sağlar.

Basınç Transmitterleri

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Akıllı basınç transmitterlerinin temel prensibi, uygulanan basıncı diyafram ve sensör elemanları aracılığıyla elektriksel sinyale çevirmektir. Kullanılan başlıca sensör teknolojileri şunlardır:

  • Piezorezistif sensörler
  • Kapasitif sensörler
  • Piezoelektrik sensörler
  • Strain gauge elemanlar

Bu sensörlerden gelen analog sinyal mikroişlemci tarafından dijital formata dönüştürülür. Böylece basınç verileri işlenir, filtrelenir ve kontrol sistemlerine aktarılır.

Temel formül:
P = F / A
P: Basınç (Pa)
F: Kuvvet (N)
A: Alan (m²)

YAPISAL ÖZELLİKLER

  • Hassas diyafram malzemeleri (paslanmaz çelik, tantal, monel, seramik)
  • Mikroişlemci tabanlı elektronik devre
  • Çıkış protokolleri: 4-20 mA, HART, Profibus, Fieldbus, Modbus, WirelessHART
  • IP65 – IP68 koruma sınıfı
  • Patlamaya dayanıklı modeller (ATEX, IECEx)

AKILLI FONKSİYONLAR

  • Self-diagnosis (kendi kendine arıza teşhisi)
  • Predictive maintenance (öngörücü bakım)
  • Uzaktan izleme ve kalibrasyon
  • Veri kaydı ve trend analizi
  • Zero/span otomatik ayarı
  • SCADA/DCS entegrasyonu

SEÇİM KRİTERLERİ

  • Ölçüm aralığı ve doğruluk sınıfı
  • Proses ortamı (sıcaklık, basınç, kimyasal uyumluluk)
  • Haberleşme protokolleri
  • Sertifikalar (ATEX, SIL, CE)
  • Montaj şekli ve mekanik dayanıklılık

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Yüksek doğruluk ve uzun süreli stabilite
  • Uzaktan erişim ve veri analizi
  • Bakım maliyetlerinde azalma
  • Endüstri 4.0 ve IIoT entegrasyonu

Sınırlamalar:

  • Yüksek ilk yatırım maliyeti
  • Konfigürasyonun uzmanlık gerektirmesi
  • Siber güvenlik riskleri

UYGULAMA ALANLARI

  • Petrol ve gaz endüstrisi (boru hatları, rafineriler)
  • Kimya tesisleri (reaktör basınç kontrolü)
  • Enerji santralleri (kazan ve türbin basınç ölçümleri)
  • Gıda ve ilaç endüstrisi (hijyenik prosesler)
  • Su ve atık su arıtma tesisleri

STANDARTLAR VE KALİBRASYON

  • IEC 61508 (SIL sertifikasyonu)
  • NAMUR NE107 (diagnostic status)
  • ISO/IEC 17025 (kalibrasyon)
  • Hart ve Fieldbus uyumluluk standartları

SONUÇ

Akıllı basınç transmitterleri, endüstriyel tesislerde güvenlik, verimlilik ve dijitalleşmenin temel taşlarından biridir. Doğru seçim ve uygulama ile uzun vadeli avantajlar sağlar.

Basınç Transmitterleri (Pressure Transmıtters) ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Basınç transmitterleri, endüstriyel tesislerde proses güvenliği ve verimliliği artırmak amacıyla kullanılan temel ölçüm cihazlarıdır. Basınç değerini algılayarak standart elektrik sinyallerine (örneğin 4-20 mA) dönüştürürler ve kontrol sistemlerine iletirler. Petrol-gaz, kimya, enerji, gıda, ilaç, su ve atık su arıtma gibi birçok sektörde yaygın olarak kullanılırlar.

Basınç Transmitterleri

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Basınç transmitterlerinin temel prensibi, uygulanan basıncın bir sensör elemanı üzerinde deformasyon veya elektriksel değişim yaratması ve bunun ölçülmesidir. Kullanılan başlıca ölçüm teknikleri şunlardır:

  • Strain gauge (gerinim ölçer): Diyafram üzerine yapıştırılmış direnç elemanının deformasyonunu ölçer.
  • Piezorezistif sensörler: Yarı iletken malzemelerin direnç değişimi ile basıncı ölçer.
  • Kapasitif sensörler: Diyaframın hareketiyle değişen kapasitansı ölçer.
  • Piezoelektrik sensörler: Basınca bağlı olarak voltaj üretir.

Temel formül:
P = F / A
P: Basınç (Pa)
F: Kuvvet (N)
A: Alan (m²).

Bu prensip, transmitterin ölçtüğü basıncı doğru ve tekrarlanabilir bir elektrik sinyaline çevirmesini sağlar.

YAPISAL ÖZELLİKLER

  • Gövde: Paslanmaz çelik, alüminyum veya özel alaşımlar
  • Sensör diyaframı: Paslanmaz çelik, monel, tantal, seramik
  • Elektronik devre: Analog/dijital sinyal işleme
  • Çıkış sinyalleri: 4-20 mA, HART, Fieldbus, Profibus
  • Koruma sınıfları: IP65 – IP68
  • Patlamaya dayanıklı modeller (ATEX, IECEx)

BASINÇ TRANSMITTER ÇEŞİTLERİ

  • Gauge (bağıl) basınç transmitterleri: Atmosfere göre basınç ölçer.
  • Mutlak basınç transmitterleri: Vakum referansına göre ölçüm yapar.
  • Diferansiyel basınç transmitterleri: İki nokta arasındaki basınç farkını ölçer, özellikle debi ölçümünde kullanılır.
  • Multivariable transmitterler: Basınç, sıcaklık ve debiyi aynı anda ölçebilir.

SEÇİM KRİTERLERİ

Basınç transmitterleri seçilirken aşağıdaki faktörler dikkate alınmalıdır:

  • Ölçüm aralığı (rangeability)
  • Doğruluk sınıfı
  • Proses sıcaklığı ve basıncı
  • Kimyasal uyumluluk (malzeme seçimi)
  • Çıkış sinyal protokolleri
  • Sertifikalar (ATEX, SIL, CE)
  • Montaj tipi (flanşlı, dişli, manifold bağlantılı)

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Yüksek doğruluk ve güvenilirlik
  • Geniş ölçüm aralığı
  • Dijital iletişim protokolleri ile entegrasyon
  • Uzun süreli stabilite

Sınırlamalar:

  • Düzenli kalibrasyon gerekliliği
  • Aşındırıcı veya yüksek sıcaklıklı ortamlarda özel diyafram ihtiyacı
  • Maliyetli olabilir

UYGULAMA ALANLARI

  • Petrol ve gaz boru hatlarında basınç izleme
  • Kimya tesislerinde reaktör basıncı
  • Enerji santrallerinde kazan basıncı
  • Su ve atık su tesislerinde pompa basıncı
  • Gıda ve ilaç endüstrisinde hijyenik proses basıncı

STANDARTLAR VE KALİBRASYON

  • IEC 61508 (SIL – Safety Integrity Level)
  • NAMUR NE43 (hata sinyalleri)
  • ISO/IEC 17025 (kalibrasyon)
  • OIML R 117 (ölçüm standartları)

Düzenli kalibrasyon, basınç transmitterlerinin uzun vadede güvenilir ölçüm sağlaması için kritik öneme sahiptir.

SONUÇ

Basınç transmitterleri, endüstriyel otomasyon ve proses güvenliği için vazgeçilmez cihazlardır. Doğru seçildiklerinde, tesislerde hem güvenliği hem de verimliliği artırırlar.

Termal Kütlesel Debimetreler (Thermal Mass Flowmeters) ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Termal kütlesel debimetreler, akışkanların kütlesel debisini ölçmek için ısı transferi prensibini kullanan ölçüm cihazlarıdır. Özellikle gaz akışlarının ölçümünde yüksek doğruluk sağlarlar ve kimya, enerji, çevre teknolojileri, HVAC ve proses kontrolü gibi birçok alanda tercih edilirler. Hareketli parça içermedikleri için bakım maliyetleri düşüktür ve uzun ömürlüdürler.

Termal Kütlesel Debimetreler

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Termal kütlesel debimetreler, ısıtılmış bir sensör üzerinden akışkan geçtiğinde, akışkanın taşıdığı ısı miktarını ölçerek debiyi belirler. İki ana prensip vardır:

  • Konvektif ısı transferi: Isıtıcı eleman belirli bir sıcaklıkta tutulur, akışkanın taşıdığı ısı miktarı akış hızıyla doğru orantılıdır.
  • Diferansiyel sıcaklık yöntemi: İki sensör arasındaki sıcaklık farkı ölçülerek debi hesaplanır.

Temel formül:
Qm = k · ΔT
Qm: kütlesel debi (kg/h), k: kalibrasyon katsayısı, ΔT: sıcaklık farkı (°C).

YAPISAL ÖZELLİKLER

  • Sensörler: Isıtıcı ve referans sıcaklık sensörleri
  • Malzeme: Paslanmaz çelik, Inconel, Teflon kaplama
  • Çıkış sinyalleri: 4-20 mA, Pulse, HART, Profibus, Modbus
  • Opsiyonel sıcaklık ve basınç kompanzasyonu
  • Patlayıcı ortamlara uygun ATEX sertifikalı modeller mevcuttur

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Doğrudan kütlesel debi ölçümü (yoğunluk kompanzasyonu gerekmez)
  • Yüksek doğruluk (%1 – %2 tipik)
  • Hareketli parça içermez, düşük bakım
  • Geniş ölçüm aralığı

Sınırlamalar:

  • Tozlu ve partiküllü akışkanlarda hassasiyet düşebilir
  • Yalnızca gaz ölçümünde yaygın kullanım
  • Yüksek basınç ve sıcaklıklarda sınırlamalar olabilir

UYGULAMA ALANLARI

  • Doğalgaz ve biyogaz ölçümü
  • HVAC sistemlerinde hava akışı kontrolü
  • Kimya ve petrokimya endüstrisi
  • Çevre teknolojilerinde emisyon ölçümü
  • Enerji santrallerinde yanma kontrolü

STANDARTLAR VE KALİBRASYON

  • ISO 14511: Termal debimetre standartları
  • EPA ve TÜV sertifikalı modeller emisyon ölçümlerinde kullanılabilir
  • ATEX sertifikaları ile patlayıcı ortamlarda güvenli kullanım
  • Düzenli kalibrasyon ölçüm doğruluğunu korumak için şarttır

SONUÇ

Termal kütlesel debimetreler, gaz ölçümlerinde yüksek doğruluk, düşük bakım ihtiyacı ve geniş uygulama yelpazesiyle modern endüstride önemli bir yere sahiptir. Dijital iletişim protokolleri ile otomasyon sistemlerine kolayca entegre edilebilirler.

Koriolis Debimetreler (Corıolıs Flowmeters) ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Koriolis debimetreler, akışkanların kütlesel debisini doğrudan ölçebilen en hassas akış ölçüm cihazları arasında yer alır. Coriolis etkisi prensibine dayanarak çalışan bu cihazlar, akışkanın yoğunluğu, sıcaklığı ve viskozitesi gibi parametreleri de aynı anda ölçebilme kabiliyetine sahiptir. Yüksek doğrulukları sayesinde özellikle kimya, petrokimya, gıda, ilaç, enerji ve petrol-doğalgaz endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Koriolis Debimetreler

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Coriolis debimetreler, içinden geçen akışkanın titreşimli ölçüm tüplerinde oluşturduğu sapmayı algılayarak kütlesel debiyi ölçer. Tüpler, elektromanyetik uyarıcılar ile titreştirilir. Akışkan geçtiğinde tüplerin giriş ve çıkış uçlarında faz farkı oluşur. Bu faz farkı doğrudan kütlesel debi ile orantılıdır.

Temel formül:
ṁ = k · Δφ
ṁ: kütlesel debi (kg/s), k: kalibrasyon katsayısı, Δφ: faz farkı (radyan).

Ek olarak, tüplerin doğal titreşim frekansı yoğunluk ölçümünde kullanılır:
ρ = f(ω)
ρ: yoğunluk, ω: titreşim frekansı.

YAPISAL ÖZELLİKLER

  • Ölçüm tüpleri: U veya paralel çift tüp tasarımları
  • Malzeme: Paslanmaz çelik, Hastelloy veya diğer korozyon dirençli alaşımlar
  • Sensörler: Elektromanyetik veya optik algılama
  • Çıkış: 4-20 mA, HART, Profibus, Modbus, Foundation Fieldbus
  • Ek fonksiyonlar: Yoğunluk, sıcaklık ve viskozite ölçümü

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Doğrudan kütlesel debi ölçümü
  • Çok yüksek doğruluk (±%0.1 – ±%0.2)
  • Yoğunluk ve sıcaklık ölçümü aynı cihazda
  • Hareketli parça içermediği için düşük bakım ihtiyacı

Sınırlamalar:

  • Yüksek maliyet
  • Büyük boru çaplarında ağır ve pahalıdır
  • Titreşim ve montaj koşullarına duyarlıdır

UYGULAMA ALANLARI

  • Kimya ve petrokimya endüstrisi: Asit, baz, çözelti ölçümü
  • Petrol ve doğalgaz endüstrisi: Kütlesel akış ölçümü
  • Gıda ve içecek üretimi: Şeker çözeltileri, süt, bira vb.
  • İlaç endüstrisi: Hassas formülasyonlar
  • Enerji sektöründe yakıt besleme ve proses kontrolü

STANDARTLAR VE KALİBRASYON

  • ISO 10790: Koriolis debimetreler için standart
  • OIML R 137: Gaz ölçüm cihazları için uluslararası standart
  • ATEX sertifikalı versiyonlar: Patlayıcı ortamlarda güvenlik
  • Periyodik kalibrasyon doğruluk için şarttır

SONUÇ

Koriolis debimetreler, doğrudan kütlesel debi ölçüm kabiliyetleri, yüksek doğrulukları ve çok yönlü fonksiyonlarıyla modern endüstriyel proseslerin vazgeçilmez ölçüm cihazlarıdır. Özellikle yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda en güvenilir seçeneklerden biridir.

Manyetik Debimetreler (Magnetııc Flowmeters) ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Manyetik debimetreler (elektromanyetik debimetreler), Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon kanununa dayalı olarak çalışan yüksek hassasiyetli ölçüm cihazlarıdır. İletken sıvıların akış hızını ölçmek için kullanılırlar ve özellikle su, atık su, kimya, gıda, ilaç ve enerji endüstrilerinde yaygın olarak tercih edilirler.

Metal Tüplü Debimetreler (Metal Tube Flowmeters) ve Endüstriyel Uygulamaları

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Manyetik debimetreler, iletken bir sıvı manyetik alan içerisinden geçtiğinde indüklenen gerilimi ölçerek çalışır. Faraday’ın kanununa göre:

E = B · d · v

E: indüklenen gerilim, B: manyetik akı yoğunluğu, d: elektrotlar arası mesafe, v: sıvının ortalama akış hızı.

Bu ölçülen gerilim akış hızına orantılıdır ve debi hesaplanır:

Q = v · A
Q: debi, v: hız, A: boru kesit alanı.

YAPISAL ÖZELLİKLER

  • Ölçüm tüpü: paslanmaz çelik veya astarlanmış (PTFE, kauçuk) malzeme
  • Elektrotlar: korozyona dayanıklı alaşımlar (316SS, Hastelloy, titanyum)
  • Manyetik alan: bobinler ile oluşturulur
  • Çıkış: 4-20 mA, HART, Profibus, Modbus, dijital göstergeler

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Hareketli parça içermez, düşük bakım ihtiyacı
  • Yüksek doğruluk (%0.2 – %0.5 hata payı)
  • Basınç kaybı oluşturmaz
  • Geniş boru çapı aralıklarında kullanılabilir

Sınırlamalar:

  • Sadece iletken sıvılarda çalışır (σ > 5 µS/cm)
  • Gaz, yağ ve saf distile su gibi iletkenliği düşük akışkanlarda kullanılamaz

UYGULAMA ALANLARI

  • Su ve atık su yönetiminde debi ölçümü
  • Kimya endüstrisinde asit, baz ve çözelti ölçümleri
  • Gıda ve içecek üretiminde hijyenik sıvı akışı
  • İlaç endüstrisinde proses akış kontrolü
  • Enerji santrallerinde soğutma suyu izleme

STANDARTLAR VE KALİBRASYON

  • ISO 6817: Elektromanyetik debimetreler için standart
  • OIML R 117: Sıvı ölçüm cihazları için uluslararası standart
  • ATEX sertifikalı modeller: Patlayıcı ortamlar için
  • Periyodik kalibrasyon gereklidir

SONUÇ

Manyetik debimetreler, iletken sıvıların ölçümünde sundukları hassasiyet, güvenilirlik ve düşük bakım ihtiyacı sayesinde modern endüstride kritik rol oynar. Dijital haberleşme yetenekleri sayesinde otomasyon sistemlerine kolayca entegre edilirler.