دما یکی از اساسیترین مقادیری است که در علم فیزیک میتوان آن را اندازه گرفت و با واحدهای گوناگونی بیان میشود. اندازهگیری دما هم در صنعت و هم در زمینه پزشکی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. برای این کار، از ابزارهای مختلفی با طراحیها و عملکردهای متفاوت استفاده میشود. به این ابزارها که برای سنجش میزان گرما و سرما به کار میروند، ترمومتر گفته میشود. در این نوشته، به طور کامل به معرفی انواع ترمومتر و کاربردهای آنها میپردازیم.
رونیکس را بخوانید!
نگاهی به واحدهای اندازهگیری دما
دماسنج چیست؟ پیش از آنکه به این سوال پاسخ دهیم، بیایید نگاهی به واحدهای سنجش دما بیندازیم: سه مقیاس رایج برای نشان دادن مقدار گرما و سرما عبارتند از سانتیگراد، فارنهایت و کلوین.
در سامانه استاندارد جهانی اندازهگیری (SI) از مقیاس سلسیوس استفاده میشود و تقریباً همه کشورهای جهان به جز آمریکا، برمه و لیبریا با این واحد کار میکنند. سلسیوس در گذشته با نام سانتیگراد نیز شناخته میشد (سانتیگراد واژهای فرانسوی و سلسیوس واژهای سوئدی است).
در سیستم استاندارد بینالمللی واحدها، دمای صفر درجه سلسیوس به عنوان نقطه انجماد آب و دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس به عنوان نقطه جوش آن تعریف شده است. تنها سه کشور جهان — ایالات متحده آمریکا، برمه و لیبریا — از واحد فارنهایت برای سنجش دما استفاده میکنند. با این حال، حتی در این کشورها نیز مقیاسهای سلسیوس و کلوین کاربرد دارند. در مقیاس فارنهایت، آب در ۳۲ درجه یخ میزند و در ۲۱۲ درجه به جوش میآید.
دانشمندان و فیزیکدانانی که به اندازهگیریهای بسیار دقیق دما نیاز دارند، معمولاً از مقیاس کلوین بهره میبرند. این مقیاس تنها واحدی است که دما را بر پایه «صفر مطلق» میسنجد؛ یعنی دمایی که در آن هیچ انرژی گرمایی وجود ندارد. در این سیستم، آب در ۲۷۳ کلوین منجمد میشود و در ۳۷۳ کلوین میجوشد. البته در زندگی روزمره، معمولاً از مقیاس کلوین استفاده نمیکنیم.
ترمومتر چیست؟
دما یک مفهوم نسبی و مقایسهای است. اما در زمینههایی مانند پزشکی، صنعت و زندگی روزمره، لازم است این کمیت با دقت اندازهگیری و نمایش داده شود. ترمومتر یا دماسنج، وسیلهای دقیق برای سنجش است که مقدار دمای محیط یا جسم را به صورت عددی و کمی مشخص میکند.
ابزارهای دقیق اندازهگیری رونیکس
این ابزارها برای سنجش دمای مواد جامد، مایعات و گازها به کار میروند. پیش از اختراع دماسنجهای امروزی، وسیلهای به نام ترموسکوپ مورد استفاده قرار میگرفت. ترموسکوپ نمیتوانست دمای دقیق را اندازه بگیرد و تنها تغییرات دما را به صورت تقریبی نمایش میداد. این وسیله توسط دانشمندان بزرگی مانند گالیله به کار برده میشد. بعدها و نزدیک به آغاز انقلاب صنعتی، نخستین دماسنجهای واقعی ساخته شدند که در ابتدا بیشتر در زمینه پزشکی استفاده میشدند. مقیاس فارنهایت، اولین مقیاس استاندارد برای دماسنجها بود که به طور گسترده مورد پذیرش و استفاده قرار گرفت.
بیشتر بخوانید: مولتی متر چیست و چه کاربردهایی دارد؟
ترمومتر صنعتی چیست؟
همانطور که از نامش مشخص است، ترمومتر صنعتی وسیلهای برای سنجش دقیق دما در محیطهای صنعتی و کارگاهی مانند صنایع ساختمانی، تولید فولاد، پتروشیمی و موارد مشابه به کار میرود. این ابزار در گونههای مختلفی مانند نوع مادون قرمز، دیجیتال، پروب دار و آنالوگ ساخته میشود.
بیشتر بخوانید: آموزش کار با مولتی متر برای تعمیر ابزارآلات برقی
انواع ترمومتر
ترمومترها بسته به کاربردهای گوناگونشان، در شکلهای مختلفی تولید میشوند. در این قسمت، نگاهی به انواع آنها خواهیم داشت.
ترمومتر مایع در شیشه
وقتی مایعات گرم میشوند، به طور یکنواخت و قابل اندازهگیری حجمشان بیشتر میشود. به همین دلیل، در دماسنجهای شیشهای از یک لوله باریک استفاده میشود که مایع داخل آن با تغییر دما بالا و پایین میرود و دمای محیط را نشان میدهد. جیوه از رایجترین مایعاتی است که در این دماسنجها به کار میرود. گاهی هم از مایعات دیگری مانند الکل در ساخت این ابزار استفاده میکنند.
نحوه عملکرد این دماسنجها به این شکل است که با گرم شدن هوا، مایع داخل دماسنج از قسمت حبابمانند پایینی به سمت فضای خالی لوله منبسط شده و بالا میرود. وقتی دما کم میشود، مایع جمع شده و دوباره در لوله پایین میآید. معمولاً روی این نوع دماسنجهای شیشهای، دو عدد درجهبندی برای سانتیگراد و فارنهایت وجود دارد که در دو طرف لوله نوشته شدهاند.
ترمومتر کمینه، بیشینه
دماسنجهای بیشینه و کمینه، شبیه به دماسنجهای معمولی مایع در شیشه هستند. کار این دماسنجها این است که پایینترین و بالاترین دمای هوا را در یک مدت زمان معین، مثلاً در طول یک روز کامل، ثبت میکنند. این دماسنجها معمولاً به شکل حرف U ساخته میشوند و درون آنها دو نوع مایع به نامهای الکل و جیوه وجود دارد. قسمت پایینی لوله U شکل از جیوه پر شده و الکل همان مایعی است که تغییرات دما را نشان میدهد.
ترمومتر گازی
در دماسنجهای گازی یا دماسنجهای مدرج، دمای هوا از راه تغییر حجم و فشار آن سنجیده میشود. به این صورت که با اندازهگیری حجم گاز یا فشاری که وارد میکند، میتوان مقدار دما و تغییرات آن را در همان لحظه مشخص کرد. این نوع دماسنجها از دقت بسیار خوبی برخوردارند و محدوده وسیعی از دماها را میتوانند اندازه بگیرند.
ترمومتر الکترونیکی
برای اندازهگیری دما در مواردی که به دقت بسیار بالایی نیاز است و بر اساس واحد کلوین سنجیده میشود، نمیتوان از دماسنجهای معمولی مثل جیوه یا دیگر مایعها استفاده کرد. دماسنجهای کلوینی معمولاً ابزارهای الکترونیکی هستند که حتی تغییرات بسیار جزئی در تابش را هم میتوانند اندازه بگیرند. این تغییرات آنقدر کوچک هستند که با چشم دیده نمیشوند.
این دماسنجهای الکترونیکی با قطعهای به نام ترمیستور کار میکنند. مقاومت ترمیستور در برابر جریان برق، با تغییر دما کم یا زیاد میشود. یک کامپیوتر مقاومت ترمیستور را اندازه میگیرد و آن را به یک عدد تبدیل میکند تا دمای دقیق نشان داده شود.
بیشتر بخوانید:نحوه تعمیر جک سوسماری
ترمومتر لیزری
ترمومتر لیزری یک وسیله برای اندازهگیری دما است که بدون نیاز به تماس با جسم کار میکند. این دستگاه با استفاده از حسگرهای مادون قرمز، حرارت ساطع شده از سطح اجسام را از راه دور تشخیص میدهد و دمای آن را نشان میدهد.
دماسنج لیزری رونیکس مدل RH-9601
این محصول یک دماسنج دیجیتال و بدون تماس است که با استفاده از فناوری مادون قرمز کار میکند. شما میتوانید با آن دمای سطح اجسام مختلف را از فاصله اندازه بگیرید، بدون اینکه نیاز به تماس فیزیکی داشته باشید. این وسیله برای بررسی و نظارت بر تجهیزات برقی، سیستمهای مکانیکی، سیستمهای گرمایش و سرمایش، خودروها، امور آشپزخانه و موارد مشابه بسیار مناسب است.
این دماسنج با دقت و کیفیت خوبی که دارد، میتواند دمای مواد گوناگون مانند خوراکیهای یخزده، شیشه، فلزات، سنگ، سفال، برنج، چوب و بسیاری سطوح دیگر را به راحتی اندازهگیری کند.
ترمومتر ترموکوپلی
ترمومتر ترموکوپلی یک دماسنج است که برای اندازهگیری دما باید با جسم تماس پیدا کند. این دماسنج از دو سیم نازک و فلزی با جنس متفاوت (مثلاً مس و روی) ساخته شده که در یک نقطه به هم وصل شدهاند. دستگاه به یک قطعه الکترونیکی به نام میکروکنترلر متصل است.
کارکرد این ترمومتر بر پایه پدیده ترموالکتریک است؛ یعنی وقتی نقطه اتصال دو سیم گرم میشود، به دلیل متفاوت بودن جنس فلزها، یک جریان الکتریکی خیلی ضعیف در مدار ایجاد میشود. هرچه دما بیشتر شود، این جریان الکتریکی هم قویتر میشود. در نهایت، تغییرات جریان به سیگنالهای الکتریکی تبدیل شده و دمای جسم محاسبه میگردد.
پیرومتر
پیرومتر که با نام تفسنج نیز شناخته میشود، یک دماسنج غیرتماسی است. این دستگاه دمای اجسام را از راه دور و با سنجش میزان تابش گرمایی که از آنها ساطع میشود، اندازه میگیرد. از پیرومتر معمولاً برای سنجش دمای کورههای بسیار داغ، مانند کورههایی با دمای بالاتر از ۱۵۰۰ درجه، استفاده میشود. در چنین دمای بالایی، روشهای معمول اندازهگیری تماسی قادر به کار نیستند.
ترمومتر دیجیتال
امروزه دماسنجهای دیجیتال بسیار محبوب شدهاند و در زمینههای گوناگونی کاربرد دارند. حسگر این دماسنجها از نوع نیمههادی است که با بالا و پایین شدن دما، میزان مقاومت و جریان الکتریکی آن نیز تغییر میکند.
کاربرد ترمومتر
تا اینجا با انواع دماسنج آشنا شدیم؛ اما یک دماسنج به چه دردی میخورد؟ اصلیترین کاربرد آن، سنجش دماست. مهم نیست در چه زمینهای فعالیت میکنید؛ برای تعیین میزان گرمای چیزهای گوناگون، به انواع دماسنج نیاز خواهید داشت. در ادامه، برخی از مهمترین موارد استفاده از دماسنج را مرور میکنیم:
صنایع غذایی
دمای نامناسب مواد غذایی میتواند موجب خراب شدن آنها شود. اگر از یخ زدن یا گرم شدن بیش از حد مواد خوراکی جلوگیری کنیم، میتوانیم آنها را برای مدت طولانیتری تازه و سالم نگه داریم. برای اندازهگیری دقیق و سریع دما، میتوان از دماسنجهای مخصوصی مانند دماسنج داخل فر، دماسنج نوک تیز (برای فرو بردن در مواد غذایی) و دماسنج لیزری استفاده کرد.
پزشکی
ترمومتر وسیلهای بسیار مهم است که در بیمارستانها و مراکز درمانی برای سنجش دمای بدن بیماران به کار میرود. در پزشکی معمولاً از گونههای مختلفی از ترمومتر مانند انواع دیجیتالی، جیوهای، لیزری و پلاستیکی استفاده میشود.
برق و الکترونیک
برای بررسی دمای موتورهای برقی، پیدا کردن مشکل در قطعات الکترونیکی و مکانیکی، عیبیابی کلیدهای مینیاتوری، بخشهای الکتریکی خودرو و موارد مشابه، از دماسنج دیجیتالی (ترمومتر) استفاده میکنند.
صنعت ساختمان
دوربینهای تصویربرداری حرارتی یا ترمومترهای لیزری، ابزارهایی هستند که برای اندازهگیری دمای سطوح از راه دور به کار میروند. از این دستگاهها در زمینههای مختلفی استفاده میشود؛ مثلاً برای تشخیص نقاطی از ساختمان که عایقبندی مناسبی ندارند و باعث هدر رفتن گرما میشوند، یا برای بررسی کیفیت عایقکاری در بخشهای مختلف یک سازه.
سخن آخر
در این نوشته از مجله رونیکس، به سراغ دماسنج رفتهایم و انواع مختلف آن و همچنین کاربردهای هر کدام را مرور کردهایم. امیدواریم پس از خواندن این مطلب، بتوانید با آگاهی بیشتری، دماسنج مناسب برای نیاز خود را انتخاب کنید. اگر پرسش یا نظری دارید، میتوانید از بخش دیدگاههای همین صفحه با ما در میان بگذارید.
سوالات متداول
محدوده دمایی که دماسنجهای صنعتی تماسی میتوانند اندازهگیری کنند، چقدر است؟ این نوع دماسنجها قادرند دماهایی از ۲۰۰- درجه سانتیگراد تا ۱۰۰۰+ درجه سانتیگراد را ثبت کنند.
ترموویژن چیست؟ ترموویژن یا دوربین حرارتی، یک نوع دماسنج بدون تماس است که معمولاً برای سنجش دماهای خیلی بالا، مثل دمای داخل کورههای ذوب، مورد استفاده قرار میگیرد.
چطور میتوانم دماسنج لیزری دیجیتال مدل RH-9601 رونیکس را بخرم؟ برای خرید این محصول و سایر کالاهای شرکت رونیکس، میتوانید به فروشگاههای ابزارفروشی در سراسر کشور مراجعه نمایید.
دیدگاهتان را بنویسید