เครื่องมือ วัดอุณหภูมิ

เครื่องมือ วัดอุณหภูมิ

 

เครื่องมือ วัดอุณหภูมิ – หากต้องการคำจำกัดความสั้นๆ เกี่ยวกับเครื่องวัดอุณหภูมิ คือ อุปกรณ์สำหรับการวัดค่าความร้อนหรือความเย็น โดยที่เครื่องวัดอุณหภูมินั้น จะมีการเลือกใช้งานที่แตกต่างกัน จำแนกได้ว่า เครื่องวัดอุณหภูมินั้นสามารถวัดปริมาณไอน้ำในอากาศที่มีสภาพก๊าซซึ่งเป็นไอน้ำอยู่บนอากาศ โดยจะมีค่าความชื้นสัมพันธ์ที่สูง ถ้าต้องทำความเข้าใจคือการวัดระดับปริมาณความร้อนหรือความเย็น สามารถคำนวณจุดน้ำค้าง การเกิดแม่คะนิ้ง ซึ่งเป็นหลักพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์แขนงหนึ่ง เครื่องมือวัดอุณหภูมิ มีหลากหลายประเภท ได้แก่ เทอร์โมมิเตอร์ , เทอร์โมคัปเปิล , รังสีอินฟาเรด และ เทอร์มิสเตอร์

เครื่องวัดอุณหภูมิ คือเครื่องมือวัดปริมาณของระดับความร้อนหรือความเย็น เครื่องมือวัดที่ใช้วัดอุณหภูมิเรียกว่าเทอร์โมมิเตอร์ ทำจากหลอดแก้วภายในบรรจุของเหลวประเภทปรอทหรือแอลกอฮอล์ โดยของเหลวภายในหลอดแก้วจะหดตัวเมื่อได้รับความเย็นและขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน บนหลอดแก้วจะมีสเกลสำหรับบอกระดับอุณหภูมิ เมื่อต้องการวัดให้จุ่มกระเปาะที่ปลายของหลอดแก้วให้สัมผัสกับวัตถุที่ต้องการวัด

นอกจากเทอร์โมมิเตอร์แล้วยังมีเครื่องมือวัดอุณหภูมิประเภทอื่นๆ เช่น เทอร์โมคัปเปิล, รังสีอินฟาเรด, เทอร์มิสเตอร์ ฯลฯ

หน่วยวัดอุณหภูมิที่ใช้กันโดยทั่วมีอยู่ 3 หน่วย

  1. เซลเซียส หรือ Celsius (°C) กำหนดให้จุดศูนย์องศาสัมบูรณ์อยู่ที่ -273°C จุดเยือกแข็งอยู่ที่ 0°C และจุดเดือดอยู่ที่ 100°C องศา
  2. ฟาเรนต์ไฮต์ หรือ Fahrenheit (°F ) กำหนดให้จุดศูนย์องศาสัมบูรณ์อยู่ที่ -459.67°F  จุดเยือกแข็งอยู่ที่ 32°F และจุดเดือดอยู่ที่ 212°F
  3. เคลวิน หรือ Kelvin (K) กำหนดให้จุดศูนย์องศาสัมบูรณ์อยู่ที่ 0K จุดเยือกแข็งอยู่ที่ 273K และจุดเดือดอยู่ที่ 373K

 

มีวิธีการมากมายถูกพัฒนาขึ้นเพื่อวัดอุณหภูมิ ส่วนมากจะเป็นการวัดคุณลักษณะทางกายภาพของวัสดุที่แปรผันตามอุณหภูมิ ข้อควรระวังในการวัดอุณหภูมิคือการเลือกเครื่องมือวัดที่เหมาะสมกับวัสดุที่ต้องการวัด ในบางสถานการณ์ความร้อนจากเครื่องมือวัดเป็นสาเหตุทำให้ค่าอุณหภูมิคลาดเคลื่อนจากความเป็นจริง

 

Wind Chill

Wind chill คือการรับรู้การลดลงของอุณหภูมิในอากาศโดยร่างกายของมนุษย์ ที่น้อยกว่าค่าอุณหภูมิที่แท้จริงที่วัดได้จากเทอร์โมมิเตอร์ ปรากฏการณ์ Wind Chill เกิดได้จากการที่ลมพัดปะทะร่างกายของมนุษย์ แล้วทำให้รู้สึกว่าหนาวกว่าความเป็นจริง

 

Infrared Thermometer เรามีความต้องการจะวัดสิ่งของหรือวัตถุ จะมีเครื่องวัดอุณหภูมิที่จำเพาะหรือไม่ คำตอบคือมี สิ่งเครื่องวัดอุณหภูมิดังกล่าวใช้ระบบตรวจวัดแบบอินฟาเรดโดยเล็งเครื่องไปยังจุดที่ต้องการจะตรวจวัดและกดปุ่มยิง ค่าอุณหภูมิที่ได้ก็จะขึ้นมายังตัวเครื่องเอง แต่มีจุดที่พึงระวังสำหรับผู้ใช้ด้วย คือ ผู้ใช้ควรจะต้องรู้อุณหภูมิคร่าว ๆ ของอุปกรณ์ที่จะตรวจวัดก่อน และก็เช่นกันควรจะรู้คร่าว ๆ ถึงขีดความสามารถอุปกรณ์ที่จะใช้ตรวจวัด

อธิบายให้ง่ายๆ คือ ต้องรู้คร่าว ๆ ถึงอุณหภูมิของสิ่งของที่จะวัดและปืนที่จะใช้ ทำไมจึงเป็นเช่นนั้นคำตอบคือ ถ้าไม่รู้ถึงอุณหภูมิคร่าว ๆ ของสิ่งของที่จะตรวจวัดและนำปืนที่จะใช้ตรวจวัดไปใช้กับสิ่งของนั้น ๆ ถ้าอุณหภูมิของสิ่งของนั้น ๆ อยู่ในช่วงที่ปืนสามารถจะตรวจวัดได้ก็จะทำให้การตรวจวัดเป็นปกติ แต่ถ้าอุณหภูมิสิ่งของนั้น ๆ ไม่อยู่ในช่วงที่ปืนวัดอุณหภูมิจะสามารถวัดได้ก็จะทำให้ค่าที่ได้จากการตรวจวัดคลาดเคลื่อนได้ หรือในบางกรณีสิ่งของที่จะตรวจวัดมีอุณหภูมิสูงกว่าความสามารถของปืนวัดอุณหภูมิจะสามารถรับได้มาก ๆ ก็เป็นไปได้ที่จะทำให้ปืนวัดอุณหภูมิที่ใช้เกิดความเสียหายได้

โดยทั่วไปการวัด อุณหภูมิโดยปกติเรา อาจจะใช้ปรอทหรือเทอร์โมมิเตอร์ แบบกระเปาะในการวัดได้ถ้าอุณหภูมิ ที่จะตรวจวัดไม่สูงจนเกินไป หรือต่ำจนเกินไป ซึ่งข้อดีของเทอร์โมมิเตอร์ แบบกระเปาะแบบธรรมดาคือ ราคาถูก หาง่าย แต่ถ้าหากอุณหภูมิ ที่เราต้องการจะตรวจวัดสูงหรือต่ำกว่าอุณหภูมิของเทอร์โมมิเตอร์แบบกระเปาะที่รับได้ การเลือกอุปกรณ์ ตรวจวัดแบบเครื่องวัดอุณหภูมิระบบ ไม่สัมผัสเป็นทางเลือกที่ดีกว่า ยืดหยุ่นกว่า ไม่ทำให้ผู้วัดต้อง ไปสัมผัสกับสิ่งของโดยตรงเพื่อ หลีกเลี่ยงการปนเปื้อน การวัดไม่รบกวนระบบการทำงานของเครื่องจักร ไม่ต้องหยุดเดิน เครื่องจักร สามารถจะตรวจวัดในจุดที่เข้าถึงได้ยาก เช่น ซอกมุมเล็ก ๆ สามารถตรวจวัดโดยหลีกเลี่ยงสัมผัสกับสารเคมีอันตราย เป็นต้น สามารถทำการตรวจวัดและทราบข้อมูลได้อย่างรวดเร็วเพื่อที่จะควบคุมระดับอุณหภูมิของสิ่งที่เราต้องการจะวัดให้อยู่ในระดับที่เราต้องการได้ เช่น เตาอบพิซซ่า อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมพลาสติก หม้อไอน้ำ อุปกรณ์ในโรงงานอุตสาหกรรมหรือในห้องทดลองทางวิทยาศาสตร์ เครื่องยนต์ กิจการดับเพลิง ฯลฯ

ถ้าจะถามว่าการเลือกซื้อปืนวัดอุณหภูมิสักเครื่อง ควรจะพิจารณาจากคุณสมบัติใดบ้าง

ข้อพึงสังเกตุง่าย ๆ คือค่า D:S (Distance to spot ratio) หรือบางครั้งก็เรียก Field of view ซึ่งก็คือค่า ระยะทางจากหน้าเลนส์ตัวปืนวัดไปยังจุดที่ต้องการวัด หารด้วยระยะโฟกัสของปืนวัดอุณหภูมิตัวนั้น

ด้วยนิยามของค่า D:S นี้ทำให้อนุมานได้ว่า ค่า D:S ยิ่งมากยิ่งดี เพราะ ระยะโฟกัสของปืนมีความคงที่ในปืนนั้น แต่ระยะทางในการวัดเปลี่ยนไปได้

ค่า D:S ปกติที่พบเห็นทั่วไปในปืนวัดอุณหภูมิจะอยู่ในช่วง 10:1 ขึ้นไป ซึ่งปืนวัดอุณหภูมิที่มีค่าดังกล่าวสูง ๆ สามารถมีค่านี้ได้ถึง 20:1 จนมากกว่านี้ก็มี

อีกคุณสมบัติหนึ่งที่ควรนำมา พิจารณาประกอบด้วยก็คือ ค่า EMISSIVITY คือความสามารถในการสะท้อนรังสีอินฟาเรดของวัตถุใด ๆ เมื่อวัตถุนั้น ๆ รับพลังงานเข้าไปแล้วซึ่ง จะไม่เท่ากันในทุกวัตถุ แต่ส่วนใหญ่ปืนวัดอุณหภูมิจะถูกตั้งค่า ดังกล่าวไว้ที่ 0.95 แต่ถ้าปืนวัดอุณหภูมิรุ่นใดสามารถเลือกฟังก์ชั่นค่านี้ได้ก็จะทำให้การวัดอุณหภูมิมีความแม่นยำขึ้น ด้านล่างคือตัวอย่างค่า EMISSIVITY ที่ควรทราบ

มาที่ค่า D:S ของปืนวัดอุณหภูมิกันอีกครั้ง ถามว่าถ้าปืนวัดอุณหภูมิตัวหนึ่งมีค่า D:S ระบุว่า 12:1 หมายความว่าอย่างไร 12:1 เข้าใจง่าย ๆ ก็คือถ้าปืนวัดอุณหภูมิตัวนั้นนำไปวางอยู่หน้าวัตถุที่ต้องการวัดในระยะ 12 หน่วย จะวัดอุณหภูมิเฉลี่ยในเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 หน่วย

อธิบายให้ง่ายขึ้นอีก สมมติผมถือปืนดังกล่าวแล้วอยู่ห่าง จากจุดที่ผมต้องการวัด 3 เมตร แล้วเล็งปืนและกดปุ่มวัดให้จุดแสงเลเซอร์ไปตกกระทบยังวัตถุที่จะวัด วัตถุที่จะวัดนั้นควรมี ขนาดไม่เล็กไปกว่าวงกลมวงหนึ่ง ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 25 ซม.โดยมีแสงเลเซอร์นั้นเป็นจุดศูนย์กลาง

คำนวนให้ดูครับ 3/x =12 เพราะฉะนั้น X = 0.25 m หรือ 25 ซม.

สรุปได้ว่าวัตถุ ที่เล็กควรวัดในระยะ ที่ใกล้ถึงใกล้มาก หรือถึงแม้วัตถุที่ใหญ่ ก็ตามถ้าไม่จำเป็นก็ไม่ควรไปวัด ในระยะที่ไกลมาก เพราะจะทำให้การเฉลี่ย อุณหภูมิอยู่ในวงกว้าง

 

ข้อจำกัดของปืนวัดอุณหภูมิ nfrared Thermometer

  1. ไม่ควรนำ ไปวัดกับสิ่งของโปร่งแสง เช่น น้ำ น้ำมัน พลาสติกใส เพราะค่าที่ได้จะไม่ตรง
  2. วัตถุใด ๆ ก็ตามที่มีค่า EMISSIVITY ต่ำมาก ๆ มีวิธีแก้ไขได้ถ้าต้องการ ใช้ปืนวัดอุณหภูมิไปตรวจวัด โดยที่ปืนวัดอุณหภูมินั้นได้ตั้งค่า EMISSIVITY ไว้ล่วงหน้าแล้วไว้ที่ค่าค่อนข้างสูงเช่น preset ไว้ที่ 0.95 เป็นต้น ให้ใช้เทปกาวสีดำพันสายไฟ หรือ แลคเกอร์ดำ ไปปะไว้ยังจุดที่ต้องการเล็งปืนวัดอุณหภูมิ แล้วค่อยเล็งเพื่อตรวจวัด
  3. ไม่ควรนำ ไปวัดกับวัตถุใด ๆ ที่มีสิ่งปกปิดมาก ๆ หรือมีฝุ่นจับหนา ๆ เช่นถ่านไฟในเตาเพราะ ปืนจะไปตรวจวัดขี้เถ้าบนพื้นผิวถ่านไฟ อาจจะทำให้ค่าที่วัดได้ไม่ตรง

กลับสู่หน้าหลัก http://toolofnadrive.com