برای اندازه گیری دما در آزمایشگاه به چه وسایلی نیاز داریم؟

اگر به خوبی یادتان باشد، دما مجموع انرژی جنبشی مولکول‌ ها یا ذرات است که به صورت جابه‌جایی، تشعشع و هدایت منتقل می‌شود. اندازه گیری دما نیز با ابزار و روش های متنوعی انجام می شود. این روش ها و ابزار با توجه به شرایط محیطی مثلاً نوع آزمایشگاه (شیمی، زیست شناسی و فیزیک) یا ویژگی‌های صنعتی محیط کار و سایر شرایط عمومی متفاوت خواهد بود. در این مقاله شما را با انواع ابزار و روش های اندازه گیری دما در آزمایشگاه و صنعت آشنا می کنیم.

نگاهی به روش های اندازه گیری دما

شاید این سؤال شما نیز باشد که روش های اندازه گیری دما در صنعت و آزمایشگاه چه مواردی هستند؟ یا منظور از دقت دماسنج در اندازه گیری دما چیست؟ در ضمن ممکن است دوست داشته باشید با تجهیزاتی مانند انواع دماسنج دیجیتال صنعتی یا لوکس متر و اهم متر دیجیتال که دقت کار شما را افزایش می دهند، بیشتر آشنا شوید. باید بگوییم که روش های اندازه گیری دما به چهار گروه زیر تقسیم می شوند:

1. تغییر در ظرفیت اتصال دو فلز غیرمشابه به واسطه دما که در ترموکوپل ها استفاده می شود.
2. تغییر در مقاومت الکتریکی به وسیله دما که در تجهیزات اندازه گیری دما مانند ترمیستورها که ابزارهای مقاومتی هستند، استفاده می شود.
3. انبساط یک ماده به واسطه دما که منجر به تغییر در طول، حجم و فشار می شود. ابزارهایی مانند ترمومترهای جیوه ای و الکلی از این روش اندازه گیری دما استفاده می کنند.
4. تغییر در انرژی تابشی به واسطه دما که در اندازه گیری های تشعشعی و نوری استفاده می شود.

جالب است بدانید که قدیمی ترین روش اندازه گیری دما، روش اندازه گیری انبساطی است. به این معنا که تجهیزات اندازه گیری دما برای سنجش تغییرات یک کمیت فیزیکی مانند طول سطح یا حجم مورد استفاده قرار می گیرند.

تجهیزات اندازه گیری دما را بشناسیم!

رایج ترین ابزار برای اندازه گیری دما، دماسنج است که انواع گوناگونی دارد. دماسنج ها عموماً برای استفاده از مزایای کمیت های الکتریکی، کمیت اندازه گیری شده مانند تغییر ارتفاع جیوه در لوله را به یک کمیت الکتریکی تبدیل می کنند.

علاوه بر این اگر دور لولۀ ترمومتر جیوه ای سیم پیچی بسته شده باشد، تغییرات ارتفاع ستون جیوه را می توان به تغییرات ضریب خودالقایی سیم پیچ تبدیل کرد. در نهایت، با مدارهای واسط دیگر دمای اندازه گیری شده را به کمیتی الکترونیکی تبدیل کرد. بهتر است سراغ دماسنج ها برویم و نگاهی کوتاه به طرز کارشان بندازیم.

انواع دماسنج و طرز کار آنها

دماسنج لوله ای شیشه ای می باشد که از دو طرف بسته است و در انتهایش مخزن جیوه ای یا الکلی دارد. دماسنج های جیوه ای دمای کمتر از 35 درجه را اندازه گیری نمی کنند. برای چنین دمایی دماسنج الکلی انتخاب مناسبی است. هرچند الکل در 120 درجه سانتی گراد در حالت مایع بوده و در 78 درجه نیز به جوش می آید.

دماسنج ترمومتری پزشکی

دماسنجی که برای همه ما آشناست و حرارت بدن را با آن اندازه می گیرند. دمای 35 تا 42 درجه بدن را می توان با آن اندازه گرفت. این در حالی است که سرما و گرمای هوا باعث تغییر میزان آن نمی شود.

دماسنج لیزری

دماسنج لیزری نوعی دماسنج دیجیتال صنعتی است که نیازی به سنسور ترموکوپل ندارد. دماسنج لیزری با استفاده از تکنولوژی انتشار امواج اینفرارد و برخورداری از نشانگر لیزری، سنجش دمای اجسام دور از دسترس را آسان کرده است.

دماسنج مایعی

یکی از روش های اندازه گیری دما در صنعت و آزمایشگاه استفاده از دماسنج مایعی می باشد. این دماسنج از یک مخزن مایع و لوله مویین تشکیل شده است و دمای 37.8- تا 315 درج سانتی گراد را اندازه گیری می کند. جالب است بدانید مایع درون مخزن بر اثر انبساط از لوله بالا می رود و دمای محیط را اندازه می گیرد. چنانچه مخزن مایع ازت باشد تا دمای 538 درجه را نیز اندازه گیری می کند.

دماسنج انبساط سیال

یکی از تجهیزات اندازه گیری دما در صنعت، دماسنج انبساط سیال است. قسمت حباب دماسنج دارای مایع یا گاز است که با افزایش دما در لولۀ مویین بالا می رود.

دماسنج الکترونیکی

اگر می خواهید متوجه شوید که منظور از دقت دماسنج در اندازه گیری دما چیست، بهتر است با دماسنج دیجیتال صنعتی آشنا شوید. دماسنج الکترونیکی یکی از پرکاربردترین تجهیزات اندازه گیری دما در صنعت و آزمایشگاه های مختلف است.

این دستگاه بیشتر به صورت مقاومتی و ترموکوپل است. در واقع به شکل یک سیم بلند و ظریف است که آن را دور قابی نازک می‌پیچند تا مانع فشار ناشی از انقباض هنگام سرد شدن باشد. دماسنج مقاومتی پلاتینی برای کارهای حساس و خیلی دقیق استفاده می شود و گستره دمایی 253 تا 1200 درجه سانتی گراد را اندازه می گیرد.

تجهیزات اندازه گیری دما در صنعت و آزمایشگاه

علاوه بر دماسنج هایی که در بالا معرفی کردیم، دستگاه های پرکاربردی دیگر نیز وجود دارند که در صنعت و آزمایشگاه استفاده می شوند.

ترموکوپل

ترموکوپل وسیله ای است که از اتصال دو فلز ناهمسان به یکدیگر تشکیل شده است. با حرارت دیدن محل اتصال این دو فلز، به خاطر ضریب انبساط متفاوت، تغییر طول متفاوت رخ می دهد که می توان آن را به سیگنالی الکترونیکی تبدیل کرد. ترموکوپل یکی از رایج ترین تجهیزات اندازه گیری دما در صنعت است که دمای صفر تا 1600 درجه سانتی گراد را اندازه می گیرد. هرچند جنس فلزهای سازنده در تعیین این میزان مؤثر است. با این حال به خاطر گستره دمایی این دستگاه، از آن در کوره ها، دمای دودکش، قطع کن سیستم گاز شومینه و اجاق گازها و همچنین صنایع داروسازی استفاده می کنند.

ابزارهای اندازه گیری دما با استفاده از مقاومت

برخی از ابزارهای سنجش دما از ویژگی ولتاژ برای اندازه گیری دما استفاده می کنند. در واقع همین ویژگی فیزیکی مقاومت است که مورد سنجش قرار می گیرد. در این فرآیند استفاده از اهم متر دیجیتال می‌تواند به شما کمک کند.

• ابزارهای سنجش مقاومت (RTD) با تغییرات مقاومتی که رابطه مستقیمی با تغییرات دمایی نیز دارد، فعالیت دماسنجی را نیز انجام می دهد.
• ترمیستورها ابزارهایی نیمه هادی هستند که مقاومت الکتریکی آنها با تغییر دما، تغییر می کند.

حسگرهای مادون قرمز

این دستگاه نیز نوعی سنسور است که وقتی آن را در مقابل جسمی نگهدارید، دستگاه با تاباندن اشعه مادون قرمز، دمای آن جسم را اندازه گیری می کند.

ابزارهای دو فلزی

یکی از روش های اندازه گیری دما استفاده از دو فلز برای سنجش دما هنگام گرم شدن و انبساط فلزهاست. از این دستگاه در موارد حساس استفاده نمی کنند زیرا دقت بالا در سنجش دما ندارد.

علاوه بر موارد فوق ترمومترهای صنعتی و آزمایشگاهی نیز وجود دارند. شما می توانید این تجهیزات و تجهیزاتی همچون لوکس متر را که نقش بارزی در دماسنجی ندارند، از پارس الکتریک تهیه کنید. چند مورد ترمومتر، شامل:

• دماسنج آزمایشگاهی برای سنجش دمای مواد مایع و جامد در آزمایشگاه استفاده می شود. دمای 5 تا 110 درجه را اندازه گیری می کند.
• دماسنج دیجیتال صنعتی که با مداری الکترونیکی دما را اندازه گیری می کند. میکروچیپ این دستگاه اطلاعات را دریافت و پردازش می کند. در نهایت عدد را روی صفحه نمایش می دهد.
• دماسنج پروب دار برای اندازه گیری فوری دمای مواد غذایی و مایعات است که در صنایع غذایی استفاده می شود.