เทอร์โมมิเตอร์ (Thermometer) คือเครื่องมือวัดที่ใช้ในการวัดปริมาณอุณหภูมิหรือสภาวะความร้อน ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับและแสดงระดับความร้อนหรือความเย็นที่มีอยู่ในสสาร วัตถุ หรือสภาพแวดล้อม หลักการพื้นฐานเบื้องหลังเทอร์โมมิเตอร์คือการใช้วัสดุที่มีคุณสมบัติทางเทอร์โมเมตริกซึ่งเปลี่ยนแปลงไปในลักษณะที่คาดเดาได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ในทางปฏิบัติ Thermometer จะแสดงอุณหภูมิเป็นตัวเลข ซึ่งมักมีหน่วยวัดอุณหภูมิทั่วไป 3 หน่วยที่นิยมใช้ทั่วโลกได้แก่องศาเซลเซียส (°C) ฟาเรนไฮต์ (°F) และเคลวิน (K) ขึ้นอยู่กับขนาดที่ใช้ โดยทั่วไปอุปกรณ์จะประกอบด้วยองค์ประกอบตรวจจับอุณหภูมิและสเกลที่ปรับเทียบแล้วเพื่อให้ตีความการอ่านค่าอุณหภูมิได้ง่าย
เทอร์โมมิเตอร์แบบดั้งเดิมอาจใช้วัสดุเช่นปรอทหรือแอลกอฮอล์ ในขณะเครื่องมือวัดสมัยใหม่ใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิดิจิตอลหรือเทคโนโลยีอินฟราเรดเพื่อการวัดที่แม่นยำและรวดเร็ว เทอร์มอมิเตอร์มีบทบาทสำคัญในหลากหลายสาขา รวมถึงอุตุนิยมวิทยา การแพทย์ อุตสาหกรรม และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โดยให้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการติดตามและการตัดสินใจ
ประเภทของ Thermometer (เทอร์โมมิเตอร์)
Thermometer มีหลายประเภท แต่ละประเภทได้รับการออกแบบสำหรับการใช้งานและสถานการณ์เฉพาะ ดังตัวอย่างต่อไปนี้ได้แก่:
- ชนิดที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ
- เครื่องวัดแบบดิจิตอล
- เครื่องวัดแบบโพรบ (Probe)
- เครื่องวัดแบบอินฟราเรด
- เครื่องวัดชนิด Bimetallic
- เครื่องวัดแบบเทอร์โมคัปเปิ้ล
เทอร์โมมิเตอร์แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อจำกัด ทำให้เหมาะสมกับงานและสภาพแวดล้อมเฉพาะ การเลือกเทอร์โมมิเตอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ความแม่นยำที่ต้องการ ช่วงอุณหภูมิ เวลาตอบสนอง และการใช้งานในปัจจุบัน
เครื่องวัดอุณหภูมิในห้องปฏิบัติการ (Laboratory Thermometer)
เนื่องจากมีเทอร์โมมิเตอร์เฉพาะหลายประเภทโดยเฉพาะชนิดที่ในห้องปฏิบัติการ ซึ่งใช้วัดจุดเดือด จุดเยือกแข็ง และอุณหภูมิของวัตถุอื่นๆ ที่หลากหลายในห้องปฏิบัติการและการทดสอบ
เครื่องมือนี้มีจุดประสงค์เพื่อใช้ในห้องปฏิบัติการเท่านั้น และไม่ควรใช้ในสภาพแวดล้อมทางคลินิกหรือทางการแพทย์ นอกจากนี้ ยังช่วยนักพยากรณ์อากาศในการกำหนดอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุด ณ สถานที่ใดก็ตาม โดยทั่วไปเทอร์โมมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการจะมีช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -10 ถึง 110 องศาเซลเซียส
เครื่องวัดอุณหภูมิแบบดิจิตอล (Digital Thermometer)
เซ็นเซอร์ความร้อนใช้ในเทอร์มvมิเตอร์แบบดิจิตอลนี้ส่วนใหญ่เพื่อระบุอุณหภูมิของร่างกายมนุษย์ นอกจากนี้ยังมีวงจรอิเล็กทรอนิกส์และหน้าจอแสดงผลสำหรับการวัดอุณหภูมิ สามารถใช้อ่านค่าได้จากทวารหนัก ใต้ลิ้น หรือใต้รักแร้
เป็นรูปแบบหนึ่งของเทอร์โมมิเตอร์ที่ล้ำหน้ากว่าแบบดั้งเดิมๆ เมื่อใช้อย่างถูกต้องประเภทนี้ถือว่ามีความแม่นยำที่สุด นอกจากนี้ยังใช้งานง่าย ราคาไม่แพง และหาได้ง่ายอีกด้วย ดูรายละเอียดเครื่องวัดอุณหภูมิแบบดิจิตอลรุ่นยอดนิยม
เทอร์โมมิเตอร์แบบโพรบ (Probe Thermometer)
เครื่องวัดอุณหภูมิแบบโพรบเป็นชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปและนิยมใช้กันทั่วไปโดยตามชื่อคือแบบโพรบ (หรือใช้หัววัด) โดยส่วนใหญ่หัววัดจะเป็นสแตนเลสเพื่อให้มีความทนทาน และทำงานสะอาดได้ง่ายเพื่อจะใช้ในการตรวจและอ่านค่าอุณหภูมิของอาหารและตัวอย่างของเหลวแบบเรียลไทม์
โดยทั่วไปแล้วโพรบ (หัววัด) จะมีปลายแหลมซึ่งช่วยในการเจาะและการจุ่ม เข้าไปในวัตถุ อาหารทั้งที่เป็นของเหลวและของแข็งเพื่อการทดสอบอุณหภูมิได้ง่าย
การอ่านอุณหภูมิอย่างรวดเร็วของอุปกรณ์เหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการทดสอบสุขอนามัยที่ร้านค้าปลีก ห้องปฏิบัติการ ในอุตสาหกรรมอาหารและที่อื่นๆ ตามความต้องการ
เครื่องวัดอุณหภูมิแบบอินฟราเรด (Infrared Thermometer)
เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดซึ่งบางครั้งเรียกว่าเครื่องวัดอุณหภูมิเลเซอร์หรือปืนวัดอุณหภูมิ เป็นอุปกรณ์ตรวจจับระยะไกลที่ช่วยในการวัดอุณหภูมิในระยะไกล โดยทั่วไปเครื่องวัดนี้ทำงานโดยการแผ่รังสีความร้อน (รังสีอินฟราเรด) ที่ปล่อยออกมาจากวัตถุและเครื่องวัดนี้สามารถตรวจจับได้
ข้อดีที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งคือการวัดแบบที่คุณไม่ต้องสัมผัสอะไรเลย จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบอุณหภูมิของวัตถุหรือพื้นผิวที่เคลื่อนไหว และมีประโยชน์ในการวัดอุณหภูมิของสิ่งของที่ไม่สามารถสัมผัสได้เนื่องจากมีโครงสร้างที่ซับซ้อนหรือมีอุณหภูมิสูงมาก จึงนิยมใช้ในการวัดอุณหภูมิที่สูงกว่า 2,000 องศาเซลเซียส (°C)
เครื่องวัดเทอร์มอมิเตอร์แบบไบเมทัล (Bimetallic Thermometer)
ใช้หลักการทำงานจากการขยายตัวเนื่องจากความร้อนของโลหะที่ไม่เท่ากันสองชนิดที่แตกต่างกันถูกนำมาใช้เพื่อผลิตเทอร์โมมิเตอร์แบบแถบโลหะคู่ (Bimetallic)
เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น โลหะจะรวมตัวกันจนขยายตัวในอัตราต่างๆ โลหะทั้งสองของเทอร์มอมิเตอร์เหล่านี้จะขยายออกไปตามความยาวต่างๆ เช่นกัน เป็นผลให้แถบโลหะคู่โค้งงอหรือโค้งงอไปทางด้านข้างของแถบโลหะคู่ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำกว่า
เมื่อแถบโลหะคู่เคลื่อนที่ ตัวชี้จะเบนไปทางสเกลที่ปรับเทียบแล้ว ซึ่งช่วยในการกำหนดอุณหภูมิ นอกจากนี้ เทอร์โมมิเตอร์แบบไบเมทัลลิกยังทนทาน ต้นทุนต่ำ และติดตั้งและใช้งานง่ายอีกด้วย
เครื่องวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิ้ล (Thermocouple)
เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) เป็นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่ประกอบด้วยลวดสองเส้นที่ทำด้วยโลหะต่างกันเชื่อมต่อกันที่ปลายแต่ละด้าน หัวต่อด้านหนึ่งวางไว้ในตำแหน่งที่จะวัดอุณหภูมิ และอีกหัวต่อหนึ่งจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าคงที่ มีการเชื่อมต่อเครื่องมือวัดเข้ากับวงจร
ความแตกต่างของอุณหภูมิทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (เรียกว่าปรากฏการณ์ซีเบค Seebeck effect) ซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่ได้นี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ
โลหะหรือโลหะผสมสองชนิดใดๆ ก็ตามที่มีลักษณะพิเศษของเทอร์โมอิเล็กทริก แต่มีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่ใช้เป็นเทอร์โมคัปเปิลได้เช่นพลวงและบิสมัท ทองแดงกับเหล็ก หรือทองแดงและคอนสแตนตัน (โลหะผสมทองแดง-นิกเกิล)
โดยปกติแล้วแพลตตินัมจะใช้โรเดียมหรือโลหะผสมแพลตตินัม-โรเดียมในเทอร์โมคัปเปิลที่มีอุณหภูมิสูง มีชื่อประเภทเทอร์โมคัปเปิล (เช่น ประเภท E [นิกเกิล โครเมียม และคอนสแตนตัน], J [เหล็กและคอนสแตนตัน], N [โลหะผสมนิกเกิล-ซิลิคอนสองตัว ซึ่งหนึ่งในนั้นประกอบด้วยโครเมียมและแมกนีเซียม] หรือ B [โลหะผสมแพลตตินัม-โรเดียม ])
ความแม่นยำ
เครื่องมือวัดอุณหภูมินั้นมีความสำคัญดังนั้นผลการวัด หรือค่าที่ได้จากการวัดต้องมีความถูกต้องแม่นยำในระดับที่ยอมรับได้เพื่อนำค่าที่ได้ไปดำเนินการวินิจฉัยและปรับปรุงกระบวนการต่างๆ ดังนั้นการสอบเทียบเพื่อยืนยันความแม่นยำเป็นสิ่งจำเป็น
ตัวอย่างเอกสารสอบเทียบ Certificate of Calibration
ความสำคัญของ Thermometer ในชีวิตประจำวัน
เทอร์โมมิเตอร์มีความสำคัญอย่างมากในชีวิตประจำวันเนื่องจากมีการใช้งานที่หลากหลายในบริบทต่างๆ ต่อไปนี้เป็นเหตุผลสำคัญบางประการว่าทำไม Thermometer จึงขาดไม่ได้ในชีวิตประจำวันของเรา:
1.การตรวจสุขภาพ:
การตรวจจับไข้: เครื่องวัดอุณหภูมิมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตรวจวัดอุณหภูมิร่างกายและตรวจจับไข้ ซึ่งเป็นอาการที่พบบ่อยของการเจ็บป่วย นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการวินิจฉัยและการรักษาตั้งแต่เนิ่นๆ
2.ความปลอดภัยของอาหาร:
การทำอาหารและการแช่แข็ง: เป็นเครื่องมือสำคัญในห้องครัวเพื่อความปลอดภัยของอาหาร ช่วยวัดอุณหภูมิภายในของอาหารที่ปรุงสุกเพื่อป้องกันการปรุงไม่สุกหรือปรุงมากเกินไป นอกจากนี้สามารถตรวจสอบอุณหภูมิของตู้เย็นและตู้แช่แข็งเพื่อรักษาความสดของสิ่งของที่เน่าเสียง่าย
3.พยากรณ์อากาศ:
อุตุนิยมวิทยา: เป็นส่วนสำคัญในสถานีตรวจอากาศสำหรับการบันทึกความแปรผันของอุณหภูมิ การวัดเหล่านี้มีส่วนช่วยในการพยากรณ์อากาศและการทำความเข้าใจรูปแบบสภาพอากาศ ช่วยในการวางแผนกิจกรรมประจำวัน และการเตรียมพร้อมสำหรับสภาวะที่รุนแรง
4.การวินิจฉัยทางการแพทย์:
ทางคลินิก: ในการดูแลสุขภาพ เทอร์โมมิเตอร์มีบทบาทสำคัญในการวินิจฉัยและติดตามอาการทางการแพทย์ต่างๆ ช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพประเมินความรุนแรงของการเจ็บป่วยและติดตามความคืบหน้าของผู้ป่วยในระหว่างการรักษา
5.กระบวนการทางอุตสาหกรรม:
การควบคุมคุณภาพ: ในอุตสาหกรรม เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการติดตามและควบคุมกระบวนการที่ขึ้นกับอุณหภูมิ นี่เป็นสิ่งสำคัญในการผลิตและการควบคุมคุณภาพเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องจักรทำงานอย่างเหมาะสมและการผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงที่สม่ำเสมอ
6.ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน:
ระบบ HVAC: เทอร์มอมิเตอร์เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบทำความร้อน การระบายอากาศ และการปรับอากาศ (HVAC) ช่วยให้มีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพโดยการควบคุมอุณหภูมิภายในอาคารตามจำนวนผู้เข้าพักและสภาวะภายนอก
7.เกษตรกรรม:
การตรวจสอบพืชผล: เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการเกษตรเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิดิน ช่วยให้เกษตรกรกำหนดเวลาการเพาะปลูกที่เหมาะสมที่สุด และประเมินสุขภาพของพืชผล
8.กิจกรรมสันทนาการ:
สระว่ายน้ำ: เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในสระว่ายน้ำเพื่อรักษาอุณหภูมิของน้ำให้อยู่ในช่วงที่นักว่ายน้ำสบาย
9.การเตรียมความพร้อมด้านความปลอดภัยและเหตุฉุกเฉิน:
ความปลอดภัยจากอัคคีภัย: ในบ้านและอาคารพาณิชย์ เครื่องมือนี้จะใช้ในระบบความปลอดภัยจากอัคคีภัยเพื่อส่งสัญญาณเตือนภัยหรือระบบสปริงเกอร์เมื่ออุณหภูมิถึงระดับที่เป็นอันตราย
โดยสรุป
เทอร์โมมิเตอร์เป็นเครื่องมือสำคัญที่ส่งผลต่อความเป็นอยู่ที่ดี ความปลอดภัย และการทำงานของระบบต่างๆ ในชีวิตประจำวันของเราอย่างมีประสิทธิภาพ การใช้งานของพวกเขาครอบคลุมในอุตสาหกรรมและสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการตรวจสอบและจัดการสภาวะและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ