Firmanızda –80 °C'ye kadar kalibre etme gereksinimi nedeniyle yeni bir kalibrasyon banyosu satın almak istediniz. Ürünleri inceleyip, sıcaklık aralığının -80oC ile 110oC arasında olan bir kalibrasyon banyosu satın aldınız. Konu hakkında yeterli bilgiye sahip değilseniz bu size tek bir kalibrasyon sıvısında – 80 ile 110oC’ye kadar ayarlayabileceğiniz yeni bir range aralığına sahip olduğunuzu düşündürebilir.
Belki de size bunun mümkün olmadığını, sıcaklığı 70oC üzerine çıkaramayacaklarını belirtirler. Bu duruma anlam veremeyip banyo da bir problem olduğunu mu düşünürsünüz? Aslında bu doğru değildir. Sıcaklık kalibrasyonu hakkında araştırma yapmak yeterli olacaktır.
Kusursuz çalışan bir banyo, kendi çalışma aralığındaki bir sıcaklığa nasıl ulaşamaz? Cevap, kalibrasyon banyosu için seçilen sıvının özelliklerinde yatmaktadır. Her zaman olduğu gibi bu özellikler sıcaklığa bağlıdır.
Banyo sıvılarının üst sıcaklık limitleri
Bir kalibrasyon banyosunun üst sıcaklık aralığını sınırlayabilecek banyo sıvısı özellikleri:
Parlama noktası
Buharlaşma oranı
Kaynama noktası
Güvenlik endişeleri nedeniyle alevlenme noktası, çalışma sıcaklık aralığına üst sınır koyan bir özelliktir.
Bu video alevlenme noktasını ve sıcaklıkla ilişkisini anlatıyor.
Sıvının buhar basıncı değeri, o sıvının buharlaşma hızına dair göstergedir. Yüksek buhar basıncı olan sıvılar hızla buharlaşır. Örneğin aynı sıcaklıkta etil alkol, sudan daha hızlı buharlaşır. Bunun nedeni ise etil alkol, 25°C'de 0.08 atm buhar basıncına sahipken, aynı sıcaklıkta su 0.03 atm buhar basıncına sahiptir. Kalibrasyon banyolarında hızlı buharlaşma sıvının miktarını daha çabuk azaltacağından kalibrasyon sıvısı maliyetini yükseltir. Ayrıca hızlı buharlaşma ısı kayıplarına daha fazla neden olacağından sıcaklık kontrollü banyonun performansını etkiler.
Buhar basıncı sıcaklıkla beraber artar ve çevre basıncına eşit olduğunda (genellikle atmosferik) sıvı kaynama noktasına gelir. Daha yüksek rakımlar daha düşük atmosferik basınçlara sahiptir, bu nedenle daha yüksek rakımlarda daha düşük sıcaklıklarda kaynama meydana gelir. Sıvı kaynarken, sıvının sıcaklığı, sıvının tamamı buhar haline gelinceye kadar yükselemez.
Sıvıların alt sıcaklık limitleri
Alt sıcaklık aralığını sınırlayabilecek banyo sıvısı özellikleri:
Sıvı viskozitesi
Donma noktası
Sıvı viskozitesi, sıvıların akmaya karşı direnci olarak tanımlanabilir. Bunu genellikle sıvının yoğunluğu olarak düşünürüz. Videoda bu kavram anlatılmaktadır.
Kinematik viskozite, 10 centistokes'den yüksek olduğunda, karıştırma ve pompalama mekanizmaları üzerinde bir zorlanma yaratacaktır. Ayrıca sıvı, kalibrasyon sırasında gerektiği şekilde ısıyı iletmeyecektir.
Genellikle bir sıvının viskozitesi, sıvı donmadan (ör. Etilen Glikol) veya akma noktasına ulaşmadan (ör. silikon yağı) çok uzun zaman önce problem oluşturur. Ancak bu her zaman için geçerli değildir. Örneğin, su 0°C'de donar, ancak su viskozitesi buz oluşmaya başlayana kadar problem yaratmaz.
Tek bir sıvı ile banyonuzun tüm aralığını kapsamak mümkün olmayabilir.
Yazımızın başında, -80°C ile 110°C tüm çalışma aralığı boyunca tek bir sıvı ile kalibrasyon banyosunu kullanmak istedik. Her ne kadar makul bir istek gibi gözükse de mümkün değildi.
Kalibrasyon banyosundaki sıvının kullanılabilir sıcaklık aralığını da göz önünde bulundurmamız gerektiğini anladığımızda durum netleşiyor. Fiziğin olanaklarımızı sınırladığını görmek biraz hayal kırıklığı yaratıyor. Parlama noktaları, viskozite ve buharlaşma, banyonun tüm çalışma aralığını tek bir sıvıyla planlamamızı engelleyebilir.
Ron Ainsworth, Business Manager for Process Calibration, Fluke Calibration