19 อุปกรณ์ที่ใช้วัดอุณหภูมิ
อุปกรณ์ที่ใช้วัดอุณหภูมิ (Temperature measuring devices)
วีพีที
รูปตัวอย่างอุปกรณ์วัดวีพีที
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
เทอร์โมมิเตอร์แบบความดันไอ หรือวีพีที (Vapor-Pressure Thermometer: VPT) เป็นอุปกรณ์เทอร์โมมิเตอร์ความดันไอ มีกระเปาะบรรจุสาร ที่เป็นสถานะของเหลวหรือของแข็ง และบางส่วน ยังเป็นไอสมดุล กับเฟสควบแน่น
จะมีกระเปาะต่อโยงกับท่อทางเพื่อถ่ายโอนความดันที่วัดความดันได้จากจุดวัด วีพีทีสามารถวัดค่าได้ละเอียดมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อนำสารที่มีจุดเดือดต่ำมาใช้ เช่น ฮีเลียม ก็ยิ่งสร้างความแม่นยำถูกต้องขึ้นไปอีก
การทำงานของวีพีที มีหลักการทำงาน คือมันทำงานในระบบปิด ซึ่งมีสภาพสมดุล ความดันจะนิ่งอยู่ไม่เปลี่ยนแปลง ขณะเดียวกันอุณหภูมิที่วัดอยู่ก็ไม่เปลี่ยนแปลง
ถ้าอุณหภูมิในอุปกรณ์ กระเปาะวีพีที ลดลงเนื่องจากมีการนำ ส่วนของกระเปราะเหลว จะเกิดการควบแน่น และเปลี่ยนระดับของระบบ ดังนั้น ความดันจึงมีผลตอบสนองต่ออุณหภูมิ
รูปผังวงจรการวัดความดัน
เกจวัดแบบบัวดอง (Bourdon tube gauge) เป็นเกจผสมที่อาจนำไปใช้วัดแทนวีพีทีบ้าง แต่ค่าที่วัดอาจจะไม่ได้ละเอียดเท่าวีพีที
รูปตัวอย่างเกจวัดแบบบัวดอง
กระเปาะ (Bulb) โดยทั่วไป ตัวของมันเองมีขนาดเล็ก และภายในกระเปาะจะมีของเหลวบรรจุอยู่ เมื่อเกิดอุณหภูมิขึ้น ของเหลวภายในกระเปาะจะเกิดความดันในของเหลวและอาจกลายเป็นไอในภาวะสมดุล กระเปาะมีการเชื่อมต่อด้วยท่อไปยังอุปกรณ์การวัดความดัน (มันถูกทำให้ลดความดันลง ประกอบด้วยความดันในท่อ และกระเปาะ และความดันที่ต่ำน้ำสัมพันธ์กับระดับล่างของอุณหภูมิ)
รูปตัวอย่างกระเปาะ กับอุปกรณ์เอ็กแพนชั่นวาล์ว
ทรานสดิวเซอร์ (Transducer) ใช้ตัวทรานสดิวเซอร์คู่กับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ สามารถวัดค่า และเก็บค่าอ่านย้อนหลังได้ตามต้องการ
รูปตัวอย่างทรานสดิวเซอร์วัดอุณหภูมิ
วาล์วประจุชาร์จ (Charge Valve) วาล์วชาร์จใช้เพื่อบรรจุก๊าซเข้าไปในระบบ ให้ความดันก๊าซมีความถูกต้องเสมอ ค่าความดันที่วัดได้ในวีพีที ประมาณ 100 psig วาล์วนี้มักจะเป็นฝาครอบเมื่อไม่ใช้ ช่วยป้องกันการรั่วซึมออกมา
รูปตัวอย่างวาล์วประจุชาร์จของระบบไครโอเจนิกส์
ท่อทาง ปริมาตรของระบบวีพีทีเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้เกิดการทำงานที่เหมาะสม เส้นผ่านศูนย์กลางท่อภายใน (Inner Diameter: ID) จะต้องมีขนาดเล็ก ถ้าวิ่งท่อยาว
ชนิดของก๊าซ ไนโตรเจน, อาร์กอน, นีออน, ไฮโดรเจน และฮีเลียม VPT อย่างธรรมดาสร้างในระบบการแบ่งการวิจัย ก๊าซนี้เลือกได้เพื่อช่วงอุณหภูมิของเหลว
|
ช่วงอุณหภูมิบางชนิด
|
|
ฮีเลียม
|
2.27K - 4.5K
|
|
นีออน
|
21.1K – 27.7K
|
|
ไฮโดรเจน
|
13K – 21.1K
|
|
ไนโตรเจน
|
62.7K – 80K
|
ตัวต้านทาน (Resistors)
ความต้านทานของโลหะบริสุทธิ์ ใกล้อุณหภูมิห้อง เป็นการประมาณการเป็นสัดส่วนที่อุณหภูมิสัมบูรณ์ มันเป็นคุณสมบัติของโลหะบริสุทธิ์เป็นการประยุกต์ในเครื่องตรวจวัดอุณหภูมิมีผลสำเร็จมาก อุปกรณ์วัดอุณหภูมิต้านทาน (Resistance thermometer)
รูปตัวอย่างอุปกรณ์วัดอุณหภูมิต้านทาน
ตัวต้านทานคาร์บอน (Carbon Resistors)
ตัวต้านทานคาร์บอนใช้ในการอ่านอุณหภูมิที่ต่ำ เพราะว่า พวกมันมีความไวต่อสิ่งที่กระตุ้นที่อุณหภูมิต่ำเช่น ที่80 k หรือที่ต่ำกว่านั้น
รูปกราฟโอห์ม และอุณหภูมิ
แสดงแผนผัง ความสัมพันธ์ระหว่าง โอห์ม และอุณหภูมิ พร้อมกับ ตัวต้านทานคาร์บอนไม่เป็นเส้นตรง
พลาตินัม หรือทองคำขาว (Platinum)
ตัวต้านทานพลาตินัมใช้เพื่ออ่านอุณหภูมิที่ต่ำ เพราะว่ามันมีความไวต่ออุณหภูมิที่ลดลงต่ำมาก เช่น ประมาณการที่ 30 K ในช่วงอุณหภูมิต่ำ ความไวของตัวต้านทานพลาตินัมมีความทนทานมาก
รูปกราฟโอห์ม อุณหภูมิ ใช้ทองคำขาว
แผนผังแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง โอห์ม และอุณหภูมิ เป็นเส้นตรง จากใช้ความต้านทานพลาตินัม พวกมันมักนำมาใช้ในการวัดอุณหภูมิไนโตรเจนเหลว หรืออาร์กอน ที่คาดหวังไว้ ขึ้นไปหรือสูงกว่าโดยรอบ
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
ร่วมน้อมรำลึกถึง คำพ่อสอน เพื่อใช้เป็นแนวทางในการดำเนินชีวิต
“การปิดทองหลังพระนั้น เมื่อถึงคราวจำเป็นก็ต้องปิด
ว่าที่จริงแล้วคนโดยมาก
ไม่ค่อยชอบปิดทองหลังพระกันนัก
เพราะนึกว่าไม่มีใครเห็น
แต่ถ้าทุกคนพากันปิดทองแต่ข้างหน้า
ไม่มีใครปิดทองหลังพระเลย
พระจะเป็นพระที่งามบริบูรณ์ไม่ได้”
พระบรมราโชวาทของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว
ในพิธีพระราชทานปริญญาบัตรของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ๒๕ กรกฎาคม ๒๕๐๖
ขอน้อมส่งพระองค์สู่สวรรคาลัย
ด้วยเกล้าด้วยกระหม่อมขอเดชะ
<หน้าที่แล้ว สารบัญ หน้าต่อไป>
