เครื่องวัดอุณหภูมิ (Thermometer) หรือเรียกอย่างทับศัพท์ว่าเทอร์มอมิเตอร์เป็นเครื่องมือสากลที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิ อุณหภูมิและความร้อน
โดยที่ความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งมีหน่วยเป็นจูล ในทางกลับกัน อุณหภูมิคือตัววัดความร้อนนั้นซึ่งหมายความว่าถ้าความร้อนมากขึ้น อุณหภูมิก็มากขึ้นด้วยเช่นกัน
อุณหภูมิและเครื่องวัดอุณหภูมิ
ตามคำนิยามอุณหภูมิคือระดับความร้อนหรือความเย็นที่วัดได้ มันเป็นตัวแทนทางคณิตศาสตร์ของความร้อน มีหน่วยวัดอุณหภูมิที่แตกต่างกันเช่นเซลเซียส (˚C) เคลวิน (K) และฟาเรนไฮต์ (˚F)
มีเครื่องมือวัดอุณหภูมิหลายประเภทที่จำแนกตามความต้องการตัวอย่างเช่นสำหรับวัดอุณหภูมิร่างกาย ใช้ในห้องปฏิบัติการ หรือใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ซึ่งต้องเลือกให้เหมาะสมกับการใช้งานในแต่ละด้าน
ประเภทของเครื่องวัดอุณหภูมิ
ต่อไปนี้เป็นเทอร์มอมิเตอร์ประเภทต่างๆ ที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน:
- แบบแบบอนาล๊อก (Analog)
- แบบดิจิตอล (Digital)
- แบบอินฟราเรด (Infrared)
- แบบเทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple)
- แบบภาพความร้อนหรือเทอร์โมสแกน (Thermal imaging camera)
แบบแบบอนาล๊อก (Analog)
เทอร์โมมิเตอร์อนาล๊อกใช้หลักการของโลหะ 2 ชนิด (Bimetallic) เป็นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิ โดยจะแปลงอุณหภูมิเป็นการเคลื่อนที่เชิงกลโดยใช้โลหะสองชนิดที่แตกต่างกันซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่างกัน
นิยมใช้ในอุปกรณ์ที่ทั่วไปเช่นเครื่องปรับอากาศ เตาอบ และอุปกรณ์อุตสาหกรรมต่างๆ ได้แก่เครื่องทำความร้อน สายไฟร้อน โรงกลั่น เป็นต้น เป็นวิธีการวัดอุณหภูมิที่ง่าย ทนทาน และประหยัดต้นทุน
ข้อดีได้แก่:
- การออกแบบที่เรียบง่ายและทนทาน
- ราคาถูกกว่าชนิดอื่นๆ
- ไม่ต้องการแหล่งพลังงานใด ๆ ในการทำงาน
- ติดตั้งและบำรุงรักษาง่าย
- การตอบสนองเกือบเชิงเส้นต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
- เหมาะสำหรับช่วงอุณหภูมิที่กว้าง
ข้อเสียได้แก่:
- ไม่แนะนำให้ใช้กับอุณหภูมิที่สูงมาก
- อาจต้องมีการสอบเทียบบ่อยครั้ง
- อาจให้ค่าที่อ่านได้ไม่แม่นยำสำหรับอุณหภูมิต่ำ
แบบดิจิตอล (Digital)
เครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบดิจิตอลคือประเภทหนึ่งของเทอร์มอมิเตอร์ที่ใช้เซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อวัดอุณหภูมิและแสดงค่าที่อ่านได้บนหน้าจอดิจิตอล
และมักใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ในทางอุตสาหกรรม ด้านอาหาร และทางการแพทย์ แม้ว่าจะสามารถใช้ในลักษณะอื่นๆ ได้เช่นกัน โดยทั่วไปแล้วจะประกอบด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เซ็นเซอร์อุณหภูมิ และจอแสดงผลดิจิทัล
เซ็นเซอร์อุณหภูมิสามารถเป็นได้ทั้งเทอร์มิสเตอร์หรือเทอร์โมคัปเปิล ซึ่งจะแปลงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ประมวลผลโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ การอ่านค่าอุณหภูมิจะแสดงบนหน้าจอดิจิตอลเป็นองศาเซลเซียสหรือฟาเรนไฮต์ ขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้ใช้
ข้อดี
อ่านง่ายและให้การวัดอุณหภูมิที่รวดเร็วและแม่นยำ ส่วนใหญ่จะมีคุณสมบัติเช่นอ่านค่าจากหน่วยความจำของการอ่านครั้งก่อนและการเตือนเมื่ออุณหภูมิสูงหรือต่ำ
สามารถใช้ได้ในหลากหลายสถานที่เช่น โรงพยาบาล คลินิก บ้าน การผลิต การแปรรูปอาหาร การตรวจสอบการทำงานของระบบปรับอากาศเป็นต้น
แบบอินฟราเรด (Infrared)
เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดหรือที่เรียกว่าเครื่องวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสหรือปืนวัดอุณหภูมิเป็นอุปกรณ์ที่วัดอุณหภูมิโดยไม่ต้องสัมผัสทางกายภาพกับวัตถุที่กำลังวัด แต่จะวัดรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุและใช้การวัดนี้เพื่อคำนวณอุณหภูมิ
โดยทั่วไปแล้วประกอบด้วยเลนส์ที่โฟกัสรังสีอินฟราเรดไปยังเครื่องตรวจจับ ซึ่งจะแปลงรังสีเป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นสัญญาณจะถูกประมวลผลโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ในเทอร์โมมิเตอร์เพื่อแสดงการอ่านค่าอุณหภูมิบนหน้าจอดิจิตอล
ข้อดี
สามารถวัดอุณหภูมิได้จากระยะไกล ทำให้มีประโยชน์สำหรับการวัดอุณหภูมิของวัตถุที่ยากต่อการเข้าถึงหรือเป็นอันตราย เช่น เครื่องจักรร้อนหรืออาหารในเตาอบ
นอกจากนี้ยังมีประโยชน์สำหรับการวัดอุณหภูมิของวัตถุที่เคลื่อนไหวหรือวัตถุที่สัมผัสได้ยากเช่นเพลาของมอเตอร์ สายพานลำเลียง และสามารถวัดได้ตั้งแต่ -50°C ถึงมากกว่า 2,000°C
แบบเทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple)
เทอร์โมคัปเปิลคือเทอร์มอมิเตอร์ประเภทหนึ่งที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิ เป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ทำจากโลหะสองชนิดที่ต่างกันที่ปลายด้านหนึ่ง เมื่ออุณหภูมิที่จุดเชื่อมต่อเปลี่ยนแปลงจะสร้างแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กที่เป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสอง
ประกอบด้วยหน่วยแสดงผลและโพรบที่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์หัววัดถูกเสียบเข้าไปในวัตถุที่กำลังวัดอุณหภูมิ และแรงดันไฟฟ้าที่ผลิตจะถูกส่งไปยังหน่วยแสดงผล ซึ่งจะแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นค่าอุณหภูมิที่อ่านได้
ข้อดี
เวลาตอบสนองที่รวดเร็วและแม่นยำ สามารถวัดได้หลากหลายตั้งแต่ต่ำไปจนถึงสูงมาก และมักใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมที่ต้องการการวัดอุณหภูมิที่แม่นยำเช่น ในงานโลหะ กระบวนการทางเคมี และการผลิตกระแสไฟฟ้า
ความทนทานและทนทาน สามารถทนต่อสภาวะที่รุนแรงและอุณหภูมิสูงได้ หัววัดมีจำหน่ายในประเภทและวัสดุที่หลากหลายเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน เช่นหัววัดแบบเข็มสำหรับวัดอุณหภูมิของของเหลว หรือหัววัดพื้นผิวสำหรับวัดอุณหภูมิพื้นผิวเรียบ
แบบภาพความร้อน (Thermal imaging camera)
กล้องถ่ายภาพความร้อน (Thermal imaging camera) เป็นกล้องประเภทหนึ่งที่ใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดเพื่อสร้างภาพตามความแตกต่างของอุณหภูมิของวัตถุ หลักการทำงานคือการตรวจจับรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุและแปลงเป็นภาพที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
สามารถใช้เพื่อแสดงภาพและวัดรูปแบบอุณหภูมิ ซึ่งสามารถเปิดเผยบริเวณที่สูญเสียหรือได้รับความร้อน ระบุจุดร้อนหรือจุดเย็น และตรวจจับรูปแบบความร้อนที่ผิดปกติ มักใช้ในงานอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และการทหาร เช่นเดียวกับการตรวจสอบอาคาร การตรวจสอบไฟฟ้า และการดับเพลิง
ข้อดี:
ความสามารถในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในพื้นที่ขนาดใหญ่อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โดยไม่จำเป็นต้องสัมผัสหรือให้แสงสว่าง สามารถผลิตภาพในความมืด หมอก ควัน หรือสภาพทัศนวิสัยต่ำอื่นๆ ทำให้มีประโยชน์สำหรับปฏิบัติการค้นหาและกู้ภัยหรือการใช้งานด้านความปลอดภัย