Temperature profile characterization of baths in three dimensions

Abstract

İzlenebilir sıcaklık ölçümleri, sıcaklık ölçümlerinde kullanılan sıcaklık sensörlerinindüzenli olarak uluslararası alanda Kabul edilen sıcaklık standardları ile kalibre edilmesiile mümkündür. Bunun gerçeklesebilmesi için iki method kullanılmaktadır, örnğ:karsılastırmalı ve sabit nokta metodu. Karsılastırma metodu ikinci derece kalibrasyonlaboratuvarları tarafından en çok kullanılan bir metotdur. Bu metotda, sıvı banyoları ençok kullanılan kalibrasyon aletleri olup, sıcaklık ölçümlerininin belirsizligini direketkilemektedir. Bu nedenle, sıvı banyolarının karaekteriktiksel özelliklerinin iyibelirlenmesi ve anlasılması gerekmeketedir.Platin Direnç Termometrelerin, Göstergeli Sıcaklık Sensörlerin, cam termometrelerin veısılçiftlerin kalibrasyonlarında kullanılan sıvı banyolara ait sıcaklık profilleri ve kararlılıkdegerleri, kalibrasyon ölçüm belirsizligi hesaplamaları açısından önemlidir .Ticari amaçla kullanılan sıvı banyoları genellikle iki boyutlu sıcaklık profilini veya sıvıbanyosunun karalılıgını sunarlar. Bununla beraber ısıl cifler termometreler ve benzericihazlar sıvı banyasunun içerisine daldırıldıklarından, derinlik veya z boyutu önemkazanmaktadır.Bu çalısmada, ölçüm düzenegi olarak üç adet step motor kullanılarak ve uygun yazılımdiliyle çalısan laboratuvar yapımı 3 boyutlu tarayıcı system kurulmustur. Üç boyutlutarayıcı system, Hart scientific model Referans Platin direnç termometresi ile birliktekullanılarak, sıvı banyoların: su, yag ve tuz, sıcaklık profilleri ve kararlılık degerleri 30 °ile 450 °C sıcaklık aralıgında tespit edildi.

Traceable temperature measurements require that temperature sensors should be regularlycalibrated with respect to the internationally agreed temperature standards . To do this,two methods are used i.e comparison calibrations and fixed point calibrations. The latteris the most common method used by secondary temperature calibration laboratories.Liquid baths are the main calibration equipment that directly affect the measurementuncertainty in temperature calibrations. Therefore, the characteristics of baths need to bewell investigated and understood.The temperature profile and stability of liquid baths are one of the most importantcontributions to the calibration uncertainty of platinum resistance thermometers, digitalthermometers, liquid-in glass thermometers, thermocouples and etc. .In general, commercial baths only present a two-dimensional bath profile or sometimejust a stability of the baths are given However, thermometers, thermocouples and etc. areimmersed into the body of the bath. Thus the depth or z axis is also very important.In this work a measurement system has been designed using three-stepper motors and adata acquisition system (DAS). The DAS is developed using object oriented algorithmscalled a three dimensional (3-D) scanning system. The 3-D scanning system is homemadeand used in conjunction with a Hart Scientific reference platinum thermometer, thetemperature profiles and stability of several types of baths: water, oil and salt werecarried out in the temperature range 30 °C to 450 °C. This will then contribute towards amore accurate uncertainty budget.