Isıl çiftlerle sıcaklık ölçme ve kontrol sistemleri tasarımı
Temperature measurement and designing control systems with thermocouple
- Tez No: 994687
- Danışmanlar: DOÇ. DR. COŞKUN DENİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Aydın Adnan Menderes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Bu çalışmada öncelikle, iki farklı metal tel kullanılarak punta kaynak ile aktif sıcaklık sensörlerinden olan yeni ısıl çiftlerin üretilmesi ve karakterizasyonlarının yapılması amaçlanmıştır. Daha sonra, K ve E tipi ısıl çiftler, MAX6675 ve INA114AP yükselteçleri kullanılarak ARDUINO temelli özgün bir sıcaklık ölçme ve kontrol cihazı tasarlanması amaçlanmıştır. Geliştirilen cihazın ölçme başarısının, istatistiksel yöntemler kullanılarak diğer ölçme cihazlarıyla karşılaştırılması amaçlanmıştır. Materyal ve Yöntem: Bu çalışmada kullanılan K tipi ısıl çiftin sıcaklık-voltaj karakterizasyonları, ısıtmalı-soğutmalı su banyosunda Keithley-2182A Nanovoltmetre ile gerçekleştirilmiştir. K ve J tipi ısıl çift telleri sökülerek, punta kaynak ile yeni bir E tipi ısıl çift üretilmiş ve bunun da aynı şekilde sıcaklık-voltaj karakterizasyonu yapılmıştır. Daha sonra, K ve E tipi ısıl çift ile çalışmak üzere, i- MAX6675 modülü ve ii- INA114AP yükselteç içeren iki farklı ARDUINO temelli bir sıcaklık ölçme ve kontrol sistemi, Proteus yazılımı üzerinden tasarlanmış ve üretilerek cihaza dönüştürülmüştür. Cihazın MAX6675 kısmında içsel kompanzasyon mevcuttur, INA114AP'li kısmında ise“soğuk bağlantı kompanzasyonu”ARDUINO yazılımı üzerinden tasarlanmıştır. Özgün olarak geliştirilen bu cihaz, kontrol edilmesi istenen 230V ile çalışan cihazın çalışması istenen sıcaklık aralığını kullanıcının menü üzerinden elle ayarlamasına müsaade etmektedir. Kullanıcının ayarladığı sıcaklık aralığında çalışması istenen cihazın enerjisi (230V AC), K tipi ısıl çift sıcaklığının kullanıcı tarafından ayarlanan alt-üst sıcaklık limitini aşması halinde kesilmekte ve alarm vermektedir. Geliştirilen cihazın sıcaklık ölçme doğruluğu, diğer ölçme cihazlarıyla (Keithley-2182A nanometre, RuoShui97 Dijital Multimetre ve Fluke 17B+ Dijital Multimetre ile) ısıtma ve soğutma için kıyaslanarak gerçekleştirilmiş ve Keithley-2182A cihazı referans alınarak cihazımızın başarımları istatistiksel olarak incelenmiştir. Kıyaslamak için tüm cihazlarla yapılan ölçümlerde, ısıl çiftlerin karakterizasyonun,da kullanılan ısıtma-soğutma su banyosu deney düzeneği kullanılmıştır. Bulgular: K tipi ısıl çift ve punta kaynak kullanılarak üretilen E tipi ısıl çift için yapılan ısıtma-soğutma karakterizasyonlarının, literatürde verilen karakteristik değerlerle uyum içinde olduğu görülmüştür. Proteus yazılımı üzerinden tasarlanarak üretilen sıcaklık ölçme ve kontrol cihazının INA114AP'li modülünün, MAX6675'li modülden daha hassas sıcaklık ölçmesi yaptığı görülmüştür. Sonuç: K ve E tipi ısıl çiftle çalışmak üzere üretilen sıcaklık ölçme ve kontrol cihazının INA114AP'li kısmının, MAX6675'li tasarımdan daha hassas ölçüm yaptığı ve dolayısıyla 230V AC ile çalışan cihazların sıcaklık kontrolünde başarılı olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Bu sistemin daha da geliştirilerek uygun şekilde gerekli“soğuk eklem kompanzasyonu”yapılması halinde, diğer ısıl çiftlerle de çalıştırılmasının mümkün olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Objective: In this study, the primary aim is to produce and characterize new thermocouples which are active temperature sensors by using two different metal sticks with spot welding. Our second goal is to design unique temperature measurement and control device based on ARDUINO by using a K and E type thermocouples, MAX6675, and INA114AP amplifiers. It is aimed at comparing the measurement performance of the developed device with other measurement devices by using statistical methods. Material and Methods: Temperature-voltage characterizations of the K type thermocouple which is used in this study were carried out with a Keithley-2182A Nanovoltmeter in a heated-cooled water bath. The K and J-type thermocouple sticks were removed, and a new E-type thermocouple was produced by using spot welding, and its temperature-voltage characterization was also performed in the same way. After that, two different ARDUINO-based temperature measurement and control systems which work with K and E type thermocouples, including i- MAX6675 module and ii- INA114AP amplifier, were designed and produced using Proteus software and turned into a device. The MAX6675 section of the device has internal compensation, while the“cold junction compensation”for the INA114AP section is designed through ARDUINO software. This uniquely developed device allows the user to manually adjust the desired temperature range for the operation of device which works with 230V and wanted to be controlled through menu. If temperature which is measured by the K-type thermocouple set exceeds the lower or upper temperature limit which is set by user, the power of device which is supposed to operate within the temperature range set by the user (230V AC) will cut off, and an alarm will be triggered. The temperature measurement accuracy of the developed device was compared with other measurement devices (Keithley-2182A Nanovoltmeter, RuoShui97 Digital Multimeter, and Fluke 17B+ Digital Multimeter) for heating and cooling experiment, and the success of our device was statistically analyzed with the reference of Keithley-2182A device. For comparison, the same heating-cooling water bath of thermocouple characterization experiment was used for measurements with all devices. Results: The heating-cooling characterizations of the E-type thermocouple which are produced by using spot welding and by K-type thermocouple were consistent with the characteristic values provided in the literature. It was observed that the INA114AP-based module of the temperature measurement and control device which is designed through Proteus software provides more accurate temperature measurements compared with the MAX6675-based module. Conclusion: It was concluded that the INA114AP-based section of the temperature measurement and control device designed for usage with the K and E type thermocouples provides more accurate measurements than the MAX6675-based design, and so, it can be successfully used for temperature control of devices operating with 23 0V AC. It was also concluded that, with further development of the system and proper implementation of the necessary“cold junction compensation”, it would be possible to operate with other thermocouples as well.
Benzer Tezler
- Gemi kargo tanklarında doğal taşınımla olan ısı geçişinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of natural convection heat transfer in ship cargo tanks
KORAY ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- An Experimental study on cooling by an impinging air jet
Çarpan hava jeti yardımıyla düz bir yüzeyin soğutulmasının deneysel olarak incelenmesi
MURAT KIZILIRMAK
- Theoretical and experimental analysis of the double walled concentric heat pipe
Başlık çevirisi yok
EROL ABİT
- Identificaton of closed cavity facades in terms of condensation risk and energy performance
Kapalı boşluklu–çift cidarlı cephelerin yoğuşma riski ve enerji performans analizleri
AHMET BİLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE SÖZER
- Kömürün gazlaştırılmasında gazlaştırma parametrelerinin yapay gaz (SYNGAS) enerji potansiyeline etkisi
Gasification parameters effect of coal gasification on SYNGAS energy potential
ÜNAL ALTINTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDİL ESKİN