Kızılötesi Termometre Nedir, Nasıl Çalışır ve Nasıl Kullanılır?

Nesnelerin sıcaklığını herhangi bir temas olmadan, uzaktan ve hızlı bir şekilde ölçebilen cihazlara kızılötesi termometre adı verilir. Bu cihazlar endüstriyel uygulamalarda sıkça kullanıldığı gibi ev kullanıcıları tarafından da tercih edilmektedir.

Mutlak sıfır sıcaklıkta (-273.15 °C) olmayan her nesnenin içinde hareket eden atomlar vardır. Bu atomların hareket hızı, nesnenin sıcaklığı ile doğrudan ilişkilidir. Sıcaklık ne kadar yüksekse, moleküller o kadar hızlı hareket eder. Hareket eden moleküller, kızılötesi radyasyon formunda enerji yayar.

Kızılötesi termometreler, nesnelerden yayılan kızılötesi ışığı toplar ve enerji miktarına göre sıcaklığını tahmin eder. Ölçüm sonucu, saniyeler içerisinde ekran üzerinde gösterilir.

Kızılötesi termometreler genellikle aşırı ısınmış ekipmanları tespit etmek, elektrik devrelerini incelemek, arızanın kaynağını bulmak, ısıtma ve soğutma sistemlerini test etmek için kullanılır.

Kızılötesi termometre, sıcaklığı ölçülecek nesneye doğru yönlendirilir ve üzerindeki tuşa basılarak ölçüm yapılır. Kızılötesi termometreler doğru kullanılmadığında hatalı ve yanıltıcı ölçümler alınabilir. Doğru sonuçlar için ölçüm mesafesi ve yüzeyin parlaklığı son derece önemlidir.

Her kızılötesi termometrede ölçüm mesafesi ile ölçülen alanın çapı arasındaki ilişkiyi gösteren bir D:S (Distance to spot) oranı vardır. Örneğin, D:S oranı 12:1 olan bir termometre hedefe 30 cm uzaklıkta tutulduğunda 2,5 cm çapta bir alanı ölçer. Hedefe 90 cm uzaktan tutulduğunda 7,5 cm, 150 cm uzaktan tutulduğunda 12,5 cm çapta bir alanın sıcaklığını ölçer.

Termometre, ölçüm yapılacak noktaya ne kadar uzakta tutulursa o kadar geniş alan ölçülür. Ölçüm yapılacak alan küçük bir yerse ve termometre çok uzaktan tutulursa, ölçüm yapılmak istenen alanın dışındaki bölgeler de ölçüme dahil edilecektir.

Piyasada bulunan kızılötesi termometrelerin D:S oranı 1:1’den 50:1’e kadar değişmektedir. Bu oran arttıkça termometrelerin fiyatı da yükselmektedir.

El tipi kızılötesi termometrelerin birçoğunda lazer işaretleyici bulunur. Kırmızı renkli lazer noktası, ölçüm yapılan alanın merkezini gösterir. Kızılötesi termometrelerde yalnızca lazer ışığıyla aydınlatılan alanın ölçüldüğü sanılır ancak bu ışık yalnızca bir kılavuzdur.

Kızılötesi termometreler, nesnelerin yaydığı kızılötesi ışınları ölçerek çalışır. Kızılötesi termometreler, pek çok çeşit nesnenin sıcaklığını yüksek doğrulukta ölçebilir. Ancak, parlak ve yansıtıcı yüzeylerde bazı sorunlar ortaya çıkmaktadır. Burada belirleyici unsur emissivity (yayma kuvveti) değeridir.

Emissivity değeri 0 ile 1 arasında bir sayıdır. 0 yayıcı değildir, 1 ise mükemmel yayıcı olarak kabul edilir. Parlak yüzeyler, mat yüzeylere göre daha düşük emissivity değerine sahiptir. Örneğin, parlak bakırın emissivity değeri 0,01, parlak alüminyumun 0,05, galvanizli çeliğin 0,28, beyaz kâğıdın 0,9, camın 0,92, kauçuğun 0,93, suyun 0,98‘dir.

Piyasada yaygın olarak kullanılan birçok kızılötesi termometrenin emissivity değeri 0,95 olarak sabitlenmiştir. Bu tür termometrelerde parlak yüzeylerin üzerine siyah elektrik bantı (emissivity değeri yaklaşık olarak 0,95) yapıştırılarak gerçeğe daha yakın ölçümler almak mümkündür.

Bazı gelişmiş termometrelerde emissivity değerini değiştirmek mümkündür. Ahşap, beton, alçı ve boya gibi yüzeylerde yüksek (0,95), paslanmış ya da matlaşmış metallerde orta (0,7), parlak metallerde ise düşük (0,3) emissivity ayarı kullanılabilir.

İnsan vücudunun emissivity değeri ise 0,95-0,98 aralığındadır. Endüstriyel cihazların ölçüm doğruluğu ± 1 °C ya da ± 2 °C gibi değerlerdedir. Bu yüzden insan vücudu gibi hassas ölçümlerde kullanılamaz. Kızılötesi vücut ve alın termometreleri ise çok daha düşük sıcaklık aralığında (35 °C – 42 °C), daha yüksek doğrulukta (± 0,2 °C) ölçüm yapabilir.