หลักการทํางานเครื่องมือวัดอุณหภูมิ “เข้าใจการทำงานของเทอร์โมมิเตอร์”

1. เทอร์โมมิเตอร์แบบแก้ว

เป็นอุปกรณ์ที่มีโครงสร้างเรียบง่ายและมีต้นทุนต่ำ ไม่เพียงแต่พบเห็นได้ทั่วไปในชีวิตประจำวันเท่านั้น คุณจะพบว่าสิ่งเหล่านี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมอีกด้วย

อย่างไรก็ตามก็มีข้อเสียอยู่บ้างเนื่องจากเปราะบางได้ ดังนั้นจึงต้องใช้ด้วยความระมัดระวัง เนื่องจากกระจกหักเหแสง

มุมมองที่เบี่ยงเบนเล็กน้อยอาจทำให้การอ่านค่าไม่ถูกต้อง เหมาะสำหรับใช้ในผลิตภัณฑ์ทดลองทางเคมี ช่วงอุณหภูมิโดยทั่วไปคือ -60°C ถึง 200°C

หลักการทำงาน:

ปรอทเหลวหรือแอลกอฮอล์ถูกฉีดเข้าไปในเส้นกระเปาะแก้ว อุณหภูมิวัดโดยหลักการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวของของเหลวเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง

2. เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัล (Bimetal)

เครื่องมือนี้ทำจากโลหะ 2 ชนิดซึ่งจะต้องรอให้โลหะด้านในขยายตัวจึงจะวัดอุณหภูมิได้ เวลาตอบสนองจึงช้า เหมาะสำหรับใช้งานกลางแจ้งและที่อื่นๆ ช่วงอุณหภูมิโดยทั่วไปคือ -70°C ถึง 600°C

หลักการทำงาน:

แผ่นโลหะสองแผ่นที่แตกต่างกันถูกเชื่อมเข้าด้วยกันและกลายเป็นรูปทรงเกลียว และอุณหภูมิจะวัดตามคุณลักษณะที่แตกต่างกันของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของโลหะ

ยึดปลายด้านหนึ่งของเกลียวโลหะคู่เข้ากับปลายคงที่และปลายอีกด้านหนึ่งเข้ากับตัวชี้ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง แผ่นโลหะจะขยายหรือหดตัวจนเกิดการดัดงอของโลหะ ส่งผลให้ตัวชี้หมุน

3.เทอร์โมคัปเปิ้ล (Thermocouple)

เทอร์โมคัปเปิลมีความแม่นยำสูงและมีช่วงการวัดกว้าง มีความเสถียรจึงมักใช้ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามการปรับสภาพสัญญาณในช่วงการอ่านต้องใช้เวลาและความซับซ้อนมากจึงไม่เหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย

การใช้งานช่วงอุณหภูมิโดยทั่วไปคือ -200°C ถึง 2500°C (วัสดุตัวนำต่างกัน ช่วงอุณหภูมิต่างกัน)

หลักการทำงาน:

หลักการสำคัญคือเทอร์โมอิเล็กทริกซึ่งประกอบด้วยตัวนำโลหะสองตัวที่มีคุณสมบัติต่างกันเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้อุณหภูมิที่โหนดของโลหะทั้งสองแตกต่างกัน ผลต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้เพื่อวัดอุณหภูมิ

เมื่อพิจารณาวัสดุของโลหะที่ปลายทั้งสอง ขนาดของแรงเคลื่อนเทอร์โมอิเล็กทริกจะสัมพันธ์กับความแตกต่างของอุณหภูมิที่ทั้งสองโหนด มีการใช้ปลายสองด้าน ปลายการวัดและปลายอ้างอิง (หรือคงที่) ปลายอ้างอิงมักจะตั้งไว้ที่ 0°C

4.อินฟราเรดเทอร์โมมิเตอร์

เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดเพื่อวัดอุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุได้ทุกเมื่อ แน่นอนว่าเนื่องจากลำแสงอินฟราเรดจะสะท้อนจากพื้นผิวเท่านั้น วิธีนี้จึงไม่ใช่วิธีการวัดที่เหมาะสมเมื่อจำเป็นต้องค้นหาอุณหภูมิภายในของวัตถุ

เทคโนโลยีนี้ได้ถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมหลากหลายประเภทเช่นการตรวจสอบระดับความร้อนที่มาจากชิ้นส่วนอุปกรณ์

เป็นวิธีที่ดีในการตรวจสอบปัญหาที่อาจเกิดขึ้นภายใน หากอุปกรณ์ร้อนกว่าที่ควรจะเป็นเมื่ออยู่บนพื้นผิว ก็มีโอกาสที่ดีที่จะมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นภายใน

เมื่อพิจารณาว่าเครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบอินฟราเรดมีกี่รุ่นที่มีอยู่ในปัจจุบัน และมีความแม่นยำเพียงใด จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่าเหตุใดจึงเป็นตัวเลือกยอดนิยมในหลายอุตสาหกรรม

หลักการทำงาน:

ทำงานโดยการโฟกัสแสงที่มาจากวัตถุในรูปของรังสีอินฟราเรด แล้วส่งแสงนั้นเข้าไปในเครื่องตรวจจับ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าเทอร์โมไพล์ ในเทอร์โมไพล์นั้นรังสีอินฟราเรดจะเปลี่ยนเป็นความร้อน

จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้าซึ่งจะทำการวัด ในที่สุดปริมาณไฟฟ้าที่เกิดจากรังสีที่ปล่อยออกมาจากวัตถุนั้นจะเป็นค่าที่อ่านได้ซึ่งแสดงบนเทอร์โมมิเตอร์

การอ่านค่าจะเกิดขึ้นในเวลาไม่กี่วินาที ซึ่งหมายความว่าเป็นวิธีที่รวดเร็วในการรวบรวมการอ่านค่าอุณหภูมิในสถานการณ์ต่างๆ มากมาย