TÜBİTAK-UME Termodinamik Metroloji Laboratuvarı bünyesinde Radyasyon Sıcaklığı, Nem Laboratuvarı ve Termofiziksel Özellikler Laboratuvarı olmak üzere üç alt laboratuvarı barındırmaktadır. Bu laboratuvarların verdiği hizmetler ve çalışma alanları aşağıda özetlenmiştir.
RADYASYON SICAKLIĞI LABORATUVARI
Radyasyon Sıcaklığı Laboratuvarı’nda uzaktan ve temassız sıcaklık ölçümleri alanında çalışmalar yürütülmektedir. Radyasyon Sıcaklığı bir yüzeyden gelen ışınım enerji (elektromanyetik tayfın görünür ışık ve kızılötesi ışınım bölgelerinde) değerini Planck Işınım Eşitliği’nde kullanarak, o yüzeyin sıcaklığını uzaktan ölçme tekniğidir.
Günümüzde izlenebilir sıcaklık ölçümleri Uluslararası Sıcaklık Ölçeği ITS-90 ‘a göre gerçekleştirilmektedir. Halihazırda, bu ölçeğin (ITS-90) saf gümüş (en az %99.9999 saflıkta) metalinin donma sıcaklığı değeri olan 1234,93 K’in (961,78 °C) üzerindeki sıcaklıkların izlenebilir olarak ölçümleri Radyasyon Sıcaklığı metotları üzerinden oluşturulmaktadır.
Ülkemizde ITS-90’nın gümüş donma sıcaklığı üzerindeki sıcaklıkların izlenebilir ölçümleri Planck Işınım Kanunu ile tanımlanmış olarak TÜBİTAK UME Radyasyon Sıcaklığı Laboratuvarı’nda gerçekleştirilmektedir. Laboratuvarda ITS-90 ölçeği oluşturulurken gümüş, altın ve bakır siyah cisim sabit nokta hücreleri kullanılmaktadır. Ayrıca indiyum, kalay, çinko, alüminyum siyah cisim sabit nokta hücreleri ile düşük sıcaklık aralığında ölçümler yapılmaktadır. Yüksek sıcaklık ölçüm belirsizliğinin iyileştirilmesi için ötetik sabit nokta siyah cisim hücreleri yapımı ve ölçümleri gerçekleştirilmekte ve referans radyasyon termometresi yapımı konusunda Ar‑Ge çalışmaları yürütülmektedir.
Radyasyon Sıcaklığı yöntemi, uzaktan ve hızlı sıcaklık ölçümlerine olanak sağlamaktadır. Bu nedenle demir-çelik, tekstil, lastik, cam, kağıt, çimento ve gıda gibi ölçüm cihazının malzemeye zarar verebileceği veya cismin uzak ve ulaşılamayacak bir konumda olduğu durumlarda, askeri ve sivil amaçlı termal kamera ile gece görüş dürbünleri gibi sistemlerde kullanılmaktadır. Radyasyon sıcaklığı ölçeği her ne kadar yüksek sıcaklıklar için tanımlanmış olsa da, uygulamada özellikle gıda, tıp, inşaat gibi alanlarda -50 °C’ye kadar radyasyon sıcaklığı ölçümü yapılabilmektedir.
UME Radyasyon Sıcaklığı Laboratuvarında -80 °C ile 3500 °C aralığındaki ölçümler ve kalibrasyonlar siyah cisim kaynakları ve referans radyasyon termometreleri kullanılarak gerçekleştirilmektedir.
Bu ölçümlerin:
-80 °C ile 150 °C aralığında izlenebilirliği kontak sıcaklık,
150 °C ile 960 °C aralığında izlenebilirlik Planck Eşitliği’nin interpolasyonu,
960 °C ile 3500 °C aralığında izlenebilirlik Planck Eşitliği’nin ekstrapolasyonu
üzerinden gerçekleştirilmektedir.
Laboratuvar -80 °C ile 3500 °C aralığında çalışan radyasyon termometrelerinin (pyrometrelerin), termal kameraların (radyometrik kalibrasyonu), siyahcisimlerin, IR kalibratörlerin izlenebilir kalibrayonunu sağlamaktadır.
-50 °C ile 2600 °C sıcaklık aralığındaki kalibrasyonlarımız akreditasyon kapsamındadır.
Ayrıca termal kameraları ve alın termometreleri kullanarak insan vücudunun in-vivo sıcaklığı (ateşi) ölçümlerinin güvenilir bir şekilde yapılması da laboratuarın çalışma alanları içerisindedir. Bu amaçla, dış etkenlerin etkisini minimize edecek algoritmaların geliştirilmesi; insan vücudunun (kafa ve yüz, boyun ve boğaz bölgelerinin) başta emisivite değerinin belirlenmesi olmakla beraber termal ve termofiziksel parametrelerinin (in-vivo) haritasının çıkarılması çalışmaları yapılmaktadır.
NEM LABORATUVARI
Nem metrolojisi kapsamında birinci seviye bağıl nem ve hava sıcaklık ölçümleri, 11 %rh ile 95 %rh aralığındaki bağıl nem değerlerinde -10 °C ile 70 °C aralığındaki hava sıcaklık değerlerinde referans çiy-noktası nem ve hava sıcaklık ölçer sistemi kullanılarak gerçekleştirilmektedir. İkinci seviye bağıl nem ve hava sıcaklık ölçümleri, 20 %rh ile 90 %rh bağıl nem değerlerinde 10 °C ile 90 °C aralığındaki hava sıcaklık değerlerinde referans çiy-noktası nem ve hava sıcaklık ölçer sistemi kullanılarak gerçekleştirilmektedir.
Hava sıcaklık ölçümleri -10 °C ile 70 °C aralığında nem kaynağında, -40 °C ile 100 °C aralığında iklimlendirme kabinlerinde yapılmaktadır.
Çiy-noktası ölçümleri -30 °C ile 60 °C kırağı/çiy-noktası sıcaklık aralığında ve -10 °C ile 70 °C aralığındaki hava sıcaklık değerlerinde kabin içinde veya hava hattında gerçekleştirilmektedir. -80 °C ile 10 °C aralığındaki kırağı/çiy-noktası ölçümleri ise hava hattında ve referans çiy-noktası nem ölçer kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Tüm ölçümler atmosfer basıncı ortamında gerçekleştirilmektedir.
Malzemede rutubet ölçümleri kapsamında Kurutma ile Kütle Kaybı (Loss-on-Drying) yöntemi ile sıkıştırılmış talaş, kağıt ve benzeri malzemelerin 2,7 %mc ile 26,6 %mc aralığındaki rutubet miktarı ölçümleri yapılmaktadır.
Nem kaynakları ve iklimlendirme kabinlerinin ilgili standartlar ve kılavuz dokümanlara göre karakterizasyon hizmeti yukarıda verilen bağıl nem ve hava sıcaklık aralıklarında gerçekleştirilmektedir.
İklimlendirme kabininde deney ve test hizmetleri de yürütülmektedir.
Nem kaynakları, referans çiy-noktası nemölçerler ve hava sıcaklık ölçerler kullanılarak çiy-noktası sıcaklık, hava sıcaklık ve bağıl nem parametrelerinde uluslararası karşılaştırmalara katılım sağlanmaktadır.
Nem Laboratuvarı
TERMOFİZİKSEL ÖZELLİKLER LABORATUVARI
Termofiziksel Özellikler Laboratuvarı’nda malzemelerin termal performanslarının ölçülmesi ve karakterize edilmesi alanında çalışmalar yürütülmektedir. Bu ölçümlerin kapsamı Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu (BIPM) tarafından tayin edilmiş tanımlar üzerinden belirlenmiştir. Laboratuvarın hizmet kapsamı ısıl iletkenlik, ısıl direnç, özısı, ısıl yayılma, ısıl genleşme, kalorimetrik ölçümler, ısı akışı, emisivite ve hiperspektral ölçümleri, vb. alanlarındaki ölçümleri içermektedir. Halihazırda laboratuvar katıhal maddelerin termofiziksel özelliklerinin ölçülmesine yönelik faaliyetler gerçekleştirmektedir.
Özellikle, yalıtım (izolasyon) ve süper-izolasyon malzemelerin ısıl iletkenliklerinin ve ısıl dirençlerinin ölçülmesi için mevcut uluslararası standartlara göre tanımlanmış olan ısı akışı yöntemi ve muhafazalı sıcak tabaka yöntemleri kullanılarak -10 °C ile 250 °C arasında ölçümler izlenebilir bir şekilde yapılmaktadır.