Tuesday, 9 July 2024

เข้าใจกับเทอร์โมมิเตอร์ (Thermometer) หลักการทำงานและประเภท

เทอร์โมมิเตอร์คือ

เทอร์โมมิเตอร์ (Thermometer) คืออุปกรณ์ที่ใช้วัดอุณหภูมิ หรือปริมาณร้อนหรือความเย็นของวัตถุหรือระดับอุณหภูมิ สามารถวัดอุณหภูมิของของแข็งเช่นอาหาร หรือของเหลวเช่น น้ำ หรือก๊าซเช่น อากาศ

หน่วยวัดอุณหภูมิที่พบบ่อยที่สุด 3 มหน่วย ได้แก่ เซลเซียส (ใช้สัญลักษณ์ °C) ฟาเรนไฮต์ (ใช้สัญลักษณ์ °F) และเคลวิน (ใช้สัญลักษณ์ K)

มาตราส่วนเซลเซียสเป็นส่วนหนึ่งของระบบเมตริก (นิยมใช้ทั่วโลก) ระบบเมตริกยังรวมถึงหน่วยมวล เช่น กิโลกรัม และหน่วยความยาว เช่นกิโลเมตร

ระบบเมตริก (Metric system) เป็นระบบการวัดอย่างเป็นทางการสำหรับเกือบทุกประเทศทั่วโลก สาขาวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่จะวัดอุณหภูมิโดยใช้ระดับเซลเซียส ศูนย์องศาเซลเซียสคือจุดเยือกแข็งของน้ำ และ 100 องศาเซลเซียสคือจุดเดือดของน้ำ

สนใจหน่วยวัดอุณหภูมิดูรายละเอียดเพิ่มเติมการทำความเข้าใจหน่วยอุณหภูมิ (Unit of temperature) คู่มือฉบับสมบูรณ์

ส่วนประกอบเทอร์โมมิเตอร์ (Thermometer) 2 ส่วนได้แก่:

  1. เซ็นเซอร์อุณหภูมิคืออุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิโดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ ทำงานบนหลักการที่แตกต่างกัน แต่ทั้งหมดมีเป้าหมายเพื่อให้การวัดอุณหภูมิที่แม่นยำ เช่นเทอร์โมคัปเปิล RTD เทอร์มิสเตอร์ เซ็นเซอร์อินฟราเรด (IR)
  2. วิธีแสดงผลโดยการแปลงการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นค่าตัวเลข (เช่นสเกลที่มองเห็นได้ซึ่งทำเครื่องหมายไว้บนแบบปรอทในแก้ว หรือการแสดงภาพความร้อนเป็นต้น

ชนิดของเทอร์โมมิเตอร์

เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิ ทำงานตามหลักการต่างๆ ขึ้นอยู่กับประเภทและชนิดของเซ็นเซอร์ มีหลากหลายรูปทรงและขนาด ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ใช้ เป็นเครื่องมือส่วนใหญ่จะใช้ในการวัดอุณหภูมิของวัตถุ (สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต)

แบบปรอทในแก้ว: เป็นแบบดั้งเดิม (เก่าแก่) ประกอบด้วยปรอทที่บรรจุอยู่ในหลอดแก้ว เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ปรอทจะขยายตัวและเพิ่มขึ้นในหลอด และสามารถอ่านอุณหภูมิได้ตามสเกล

แบบดิจิตอล: ใช้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อวัดอุณหภูมิและแสดงค่าที่อ่านได้บนหน้าจอดิจิตอล มีความแม่นยำมากและให้การอ่านที่รวดเร็ว

แบบอินฟราเรด: ประเภทนี้วัดรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุเพื่อกำหนดอุณหภูมิโดยไม่ต้องสัมผัสทางกายภาพ มักใช้เพื่อวัดอุณหภูมิของวัตถุจากระยะไกล

แบบแถบ Bimetallic: มีส่วนประกอบด้วยโลหะสองชนิดที่เชื่อมต่อกันซึ่งจะขยายตัวในอัตราที่ต่างกันเมื่อถูกให้ความร้อน การขยายตัวที่แตกต่างกันจะทำให้แถบงอ และใช้ปริมาณการโค้งงอเพื่อวัดอุณหภูมิ

เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple): เทอร์โมคัปเปิลประกอบด้วยโลหะสองประเภทที่แตกต่างกันซึ่งเชื่อมต่อกันที่ปลายด้านหนึ่ง เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายที่ต่อกับปลายอีกด้านหนึ่ง จะเกิดแรงดันไฟฟ้าที่สามารถวัดได้เพื่อวัดอุณหภูมิ

เทอร์โมคัปเปิ้ล

การใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบต่างๆ

เทอร์โมมิเตอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ รวมถึงอุตุนิยมวิทยา การแพทย์ การทำอาหาร และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เพื่อให้มั่นใจว่าการวัดอุณหภูมิถูกต้องและเชื่อถือได้ นี่คือตัวอย่างเพียงบางส่วน:

  • ใช้ในบ้านเพื่อตรวจสอบความปลอดภัยของอาหาร การปรุงอาหาร และอุณหภูมิห้อง เครื่องวัดอุณหภูมิแบบดิจิตอลยังสามารถวัดอุณหภูมิร่างกายสำหรับไข้หวัดหรือไข้ได้
  • เทอร์โมมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการใช้ในการวัดอุณหภูมิต่างๆ ในการทดลองและติดตามการเปลี่ยนแปลงระหว่างปฏิกิริยาทางเคมี คุณยังสามารถใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อปรับเทียบเครื่องมือหรืออุปกรณ์อื่นๆ ได้อีกด้วย การทำเครื่องหมายอุณหภูมิของสารละลายระหว่างการไทเทรตเป็นการใช้งานทั่วไปอีกประการหนึ่ง
  • ใช้ในรถยนต์เพื่อวัดอุณหภูมิเครื่องยนต์และประสิทธิภาพของระบบทำความเย็น นอกจากนี้ยังพบได้ทั่วไปบนแผงหน้าปัดของรถยนต์ ดังนั้นผู้ขับขี่จึงสามารถตรวจสอบอุณหภูมิภายนอกขณะเดินทางได้
  • ใช้สำหรับการใช้งานต่างๆ ในอุตสาหกรรม เช่น การตรวจสอบอุณหภูมิในกระบวนการผลิต และการทดสอบคุณภาพของผลิตภัณฑ์เพื่อตรวจสอบมาตรฐานความปลอดภัย นอกจากนี้ยังใช้ในการวัดอุณหภูมิโดยรอบในโรงงานอุตสาหกรรมอีกด้วย
  • ในร้านอาหารและสถานประกอบการจัดเตรียมอาหารอื่นๆ จะใช้วัดอุณหภูมิของอาหารที่ปรุงสุกหรือส่วนผสมเพื่อให้แน่ใจว่ามีสภาพการเก็บรักษาที่เหมาะสมและความปลอดภัยของอาหาร