เครื่องวัดอุณหภูมิ | Thermometer

เครื่องมือวัดอุณหภูมิที่ใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมมีอยู่ด้วยกันหลายชนิด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานเป็นหลัก เมื่อแบ่งเครื่องมือวัดอุณหภูมิตามหลักการวัด จะแบ่งออกเป็น 4 แบบ ด้วยกัน คือ

เลือกอ่านเฉพาะหัวข้อ..คลิ๊ก!

■ 1. หลักการวัดอุณหภูมิโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกล

■ การใช้ของเหลวบรรจุในหลอดแก้วปิด โดยของเหลวที่ใช้จะเป็นปรอทหรือแอลกอฮอล์
■ หลักการขยายตัวของของเหลว ไอ หรือก๊าซ เป็นค่าความดัน (Filled Thermal)
■ ใช้หลักการแถบโลหะคู่ (Bi-metal)

■ 2. หลักการวัดอุณหภูมิโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้า

■ อาร์ทีดี จะเปลี่ยนแปลงค่าอุณหภูมิเป็นค่าความต้านทาน
■ เทอร์โมคัปเปิล จะเปลี่ยนแปลงค่าอุณหภูมิเป็นค่าแรงดันทางไฟฟ้า

■ 3. หลักการวัดอุณหภูมิโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงแสงและการแผ่รังสี

ออปติคอลไพโรมิเตอร์ อาศัยการเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสง
ไพโรมิเตอร์แบบอินฟราเรด

■ 4. หลักการวัดอุณหภูมิโดยวิธีการทางเคมี

อาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงสีของสารเคมีเมื่อได้รับความร้อนหรือหลอมละลาย

---

1.หลักการวัดอุณหภูมิโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกล

▼ เทอร์มอมิเตอร์แบบหลอดแก้วเปิด

หลักการวัดของเทอร์มอมิเตอร์แบบหลอดแก้วปิด คือ เมื่อของเหลวประเภทปรอทหรือแอลกอฮอล์ได้รับความร้อนหรือความเย็นแล้ว ของเหลวนั้นจะเกิดการขยายหรือหดตัว โดยเครื่องมือวัดนี้จะบรรจุปรอทหรือแอลกอฮอล์ลงในหลอดแก้วปิด ขณะที่ข้างในหลอดแก้วเป็นสุญญากาศ โดยในหลอดแก้วจะมีขนาดทางเดินเป็นรูเล็กๆ สำหรับให้ของเหลวขยายหรือหดตัว ส่วนข้างนอกของหลอดแก้วจะมีแถบสเกลสำหรับอ่านค่าอุณหภูมิ ซึ่งอาจเป็นองศาเซลเซียส (°C) หรือฟาเรนไฮต์ (°F) โดยวิธีการอ่านค่าสามารถอ่านได้จากการที่ของเหลวขยายตัวหรือหดตัวเป็นความดันที่ขีดต่างๆในการใช้งานเครื่องมือวัดนี้โดยทั่วไปแล้ว ถ้าไม่มีส่วนป้องกันหลอดแก้วจะนิยมใช้ในห้องปฏิบัติการ (Laboratory) แต่ถ้าต้องการนำไปติดตั้งในกระบวนการผลิต (ตามท่อหรือถังที่ต้องการวัดอุณหภูมิ) จำเป็นจะต้องมีส่วนป้องกันการเสียหายต่อหลอดแก้ว (Metal Guard)

สำหรับแนวทางการเลือกใช้งาน (Selection) สามารถพิจารณาได้จาก

■ ย่านวัด (Range) ของการใช้งาน
■ ความยาว (Length) ของส่วนที่สัมผัสกับของไหล (Fluid)
■ ขนาด (Diameter) ของหัววัดที่สัมผัสของไหล
■ Process connection จุดที่ต้องการวัด อาจเป็นแบบเกลียวหรือแบบใช้หน้าแปลน
■ ขนาดและแบบของเกลียวหรือขนาดความกว้างของหน้าแปลน (Flange)
■ วัสดุที่ใช้ทำโครงสร้างที่ห่อหุ้มกระเปราะวัด เช่น ทองเหลือง หรือ บรอนซ์
■ Accuracy Class มีอยู่ในช่วง ±0.5 ถึง 2 Scale Division
■ ราคาในการจัดซื้อและจุดคุ้มทุน

เทอร์มอมิเตอร์แบบอาศัยการเปลี่ยนแปลงความดัน (Filled Thermal System)

skSATO SK-3050-L LB-75S Remote Sensing Dial Thermometer
(Made to Order)

เครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบนี้ได้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบนิวเมติก โดยใช้เป็นตัวแสดงค่าของสัญญาณอุณหภูมิหรือเป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณอุณหภูมิซึ่งเป็นสัญญาณลมมาตรฐานด้วยในตัว ส่วนใหญ่อุปกรณ์ประเภทนี้จะใช้งานในการแสดงค่าเป็นจุดในงานสนาม (Local Instrument) หรือใช้เป็นตัวควบคุมอุณหภูมิ (Temperature Area)

หลักการทำงานของเครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบนี้ จะอาศัยหลักการขยายตัวหรือหดตัวของของไหลซึ่งอาจอยู่ในรูปของของเหลว (Liquid) ไอน้ำ (Vapour) หรือก๊าซ (Gas) ก็ได้ โดยที่ของไหลจะเกิดการขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน แต่ถ้าของไหลได้รับความเย็นจะเกิดการหดตัวซึ่งเหมือนกับหลักการของเครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบหลอดแก้วปิดนั่นเอง เมื่อกำหนดให้ของไหลอยู่ในปริมาตรที่จำกัด เมื่อของไหลมีการขยายตัวหรือหดตัวจะเกิดการเปลี่ยนแปลงค่าความดันขึ้นโดยค่าความดันที่เปลี่ยนแปลงจะสัมพันธ์กับค่าของอุณหภูมิที่เกิดขึ้น

หลักการเครื่องวัดอุณหภูมิเแบบอาศัยการเปลี่ยนแปลงความดัน (Filled Thermal System)

โครงสร้างของเครื่องวัดอุณหภูมิเแบบอาศัยการเปลี่ยนแปลงความดัน
(Filled Thermal System) ที่มา http://benvalle.com/Temperature.html

การเลือกใช้งานสำหรับเครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบ Filled Thermal System สามารถพิจารณาได้จาก

■ อุณหภูมิช่วงใช้งาน ควรเลือกใช้งานตามประเภทของของไหล (Liquid, Vapour, Gas) บรรจุอยู่ภายในกระเปราะวัดตามมาตรฐาน SAMA
■ ความยาวของกระเปราะวัดอุณหภูมิ
■ วัสดุที่ใช้ทำกระเปราะวัด
■ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของกระเปราะวัด
■ ความยาวของท่อแคปพิลลารี่
■ ขนาดหน้าปัดของสเกลแสดงกระเปราวัด
■ Process Connection จุดต่อที่ต้องการยึด Buld กับกระบวนการผลิตที่ต้องการวัด
■ Accuracy Class มีอยู่ในช่วง ±0.5% ถึง 2% ของค่าเต็มสเกล
■ ราคาในการจัดซื้อและจุดคุ้มทุน

เครื่องวัดอุณหภูมิแบบแถบโลหะคู่

เครื่องมือวัดอุณหภูมิชนิดนี้จะมีแถบโลหะคู่ ซึ่งเป็นโลหะ 2 ชนิด ที่มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนไม่เท่ากันซึ่งยึดติดกัน เมื่อได้รับความร้อนโลหะทั้งสองชนิดจะขยายตัวไม่เท่ากันจึงทำให้แถบโลหะโก่งตัว ถ้ายึดปลายด้านหนึ่งไว้แล้วปลายอีกด้านหนึ่งจะเบี่ยงเบนไปตามค่าของอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง โดยระยะการโก่งตัวของโลหะคู่นี้จะขึ้นอยู่กับ

1.ความแตกต่างของสัมประสิทธิ์การขยายตัวของแถบโลหะทั้งสอง
2.ความยาวของแถบโลหะคู่
3.ความร้อนที่เกิดจากระดับอุณหภูมิ

จากตัวแปรทั้ง 3 ข้อนี้จะใช้เป็นค่าที่กำหนดความไว (Sensitivity) ของเครื่องมือวัดอุณหภูมิด้วย

BM Series Bimetal Thermometer (Made to order) สั่งทำแบบพิเศษตามต้องการ

โครงสร้างของเครื่องวัดอุณหภูมิแบบแถบโลหะคู่ ที่มา https://goo.gl/y1o5g6

การเลือกโลหะผสมที่มีความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ในปัจจุบันใช้ Invar ซึ่งเป็นโลหะที่มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวมากจะเป็นโลหะผสมระหว่างนิกเกิล เหล็ก โครเมียม และแมงกานีส การเพิ่มความยาวของแถบโลหะคู่สามารถเพิ่มได้โดยการขดขึ้นรูปในลักษณะเป็นขดซ้อน (Multiple Helix)

เครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบแถบโลหะคู่เหมาะสำหรับการแสดงค่าอุณหภูมิ ณ จุดที่ติดตั้งสำหรับส่วนของขดสำหรับส่วนของขด Helix ที่มีผลโดยตรงต่อการวัดอุณหภูมิจะอยู่ตรงส่วนปลายของ Sheath ที่สอดหรือจุ่มอยู่ในของไหลที่ต้องการทราบอุณหภูมิ ย่านใช้งานของเครื่องมือวัดนี้จะอยู่ในช่วง -180 °C ถึง 550 °C แต่ที่อุณหภูมิต่ำๆ อัตราการเบี่ยงเบนของเข็มจะตกลงอย่างรวดเร็ว เครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบนี้จะมีราคาถูก หลักการง่าย และให้ความไวในการวัดที่ดี แต่การสอบเทียบและปรับเทียบทำได้ค่อนข้างยาก แต่โดยทั่วไปควรเลือกย่านวัดให้แสดงค่าอยู่ที่ประมาณ 75% ของค่าเต็มสเกล (Full scale) ขึ้นไป

ข้อพิจารณาสำหรับการเลอกใช้งานเครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบโลหะคู่คือ

1. ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของหน้าปัด (Dial Size)
2.ย่านอุณหภูมิที่ต้องการวัด
3.Process Connection
4.รูปแบบการใช้งาน (Type)
5.ความยาวของกระเปราะการวัด (Length)
6.วัสดุที่ใช้ทำกระเปราะวัดและเคส
7.Accuracy Class มีอยู่ในช่วง ±0.5% ถึง 2% ของค่าเต็มสเกล (Full scale)
8.ราคาในการจัดซื้อ

---

//

2.หลักการวัดอุณหภูมิโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้า

 

อาร์ทีดี (Resistor Temperature Detector : RTD)

Ebro TPX-330 โพรบวัดอุณหภูมิ Blunt glass coated probe | (Pt 100)

อาร์ทีดีเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานโดยอาศัยหลัการเปลี่ยนค่าความต้านทานของขดลวดโลหะที่เปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ    โดยอาร์ทีดีที่ใช้งานในอุตสาหกรรมที่เรียกว่า Platinum Resistance Thermometer (พีอาร์ที) มีแบบ 2 แบบด้วยกัน คือ Pt50 และ Pt100 โดยที่

■ อาร์ทีดีแบบ Pt50 หมายถึง ค่าความต้านทาน Rt = 50 Ω ที่อุณหภูมิ 0˚C
■ อาร์ทีดีแบบ Pt100 หมายถึง ค่าความต้านทาน Rt = 100 Ω ที่อุณหภูมิ 0˚C

โดยทั่วไปในโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ จะนิยมใช้อาร์ทีดีแบบ Pt100 มากที่สุด และ เป็นแบบสาย

โครงสร้างของอาร์ทีดี ประกอบด้วยลวดโลหะที่มีความยาวค่าหนึ่งพันอยู่บนแกนที่เป็นฉนวนไฟฟ้าซึ่งมีคุณสมบัติทนต่อความร้อน โดยแกนที่ใช้เป็นสารประเภทเซรามิก หรือแก้ว เช่น อะลูมินาบริสุทธิ์ สภาพภายนอกของอาร์ทีดีจะดูคล้ายกับเทอร์โมคัปเปิล

โครงสร้างภายในของอาร์ทีดี ที่มา http://www.tutco.com/temperature_sensors/rtds.php

เนื่องจากอาร์ทีดีเป็นอุปกรณ์ประเภทงานเฉื่อยงาน (Passive Element) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่มีค่ากำลังเอาต์พุตน้อยกว่าอินพุต ดังนั้นการนำเอาอาร์ทีดีไปประยุกต์ใช้งานจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ส่งสัญญาณหรือทรานสมิตเตอร์ ซึ่งเป็นวงจรที่ใช้ในการแปลงค่าความต้านทาน Rt เป็นสัญญาณแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานเพื่อใช้ในการส่งสัญญาณต่อไป (ในปัจจุบันได้มีการนำอาร์ทีดีกับทรานสมิตเตอร์ต่ออยู่ร่วมกันภายในเครื่องมือวัดแล้ว)

การเลือกใช้อาร์ทีดีมีข้อพิจารณาดังนี้

1. รูปแบบของตัวเซนเซอร์ เช่น Pt100 หรือ Pt50
2.ความยาวเทอร์มอเวลล์ (Thermowell) และเซนเซอร์ที่ต้องการสัมผัสกับของไหลที่ต้องการวัด
3.ขนาดเส้นผ่านศูนยกลางของเซนเซอร์รและรูปแบบเซนเซอร์ว่าเป็นแลลเดี่ยวหรือแบบคู่
4.ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเทอร์มอเวลล์ทั้งด้านนอกและด้านใน (โดยเฉพาะด้านในขนาดจะต้องพอดีกับขนาดขนาดเซนเซอร์ด้วย เนื่องจากตัวเซนเซอร์จะต้องสอดใส่เข้าไปในเทอร์มอเวลล์)
5.Process Connection เป็นส่วนที่ใช้ยึดกับสิ่งที่ต้องการวัด เช่น ที่ท่อ หรือถัง เป็นต้น โดยอาจเป็นแบบเกลียว หรือ หน้าแปลน
6.กระแสไฟฟ้าที่ต้องการไหลผ่านตัวเซนเซอร์ เช่น 1 mA, 2 mA หรือ 5 mA
7.รูปแบบของ Terminal Box เช่น แบบ Weather proof, Flame Proof, หรือ intrinsically Safe เป็นต้น
8.Tolerance (Accuracy) Class โดยแบ่งเป็น Grade A และ Grade B (ตามมาตรฐาน ASTM)
9.ราคาในการจัดซื้อและจุดคุ้มทุน

เทอร์มอเวลล์เป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้กับเซนเซอร์วัดอุณหภูมิแบบอาร์ทีดีและเทอร์มอคัปเปิล เพื่อเสริมความแข็งแรงทนทานให้แก่ตัวเซนเซอร์และป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดกับตัวเซนเซอร์จากสภาวะการใช้งาน และเป็นตัวกลางไม่ให้ของไหลที่ต้องการวัดค่าอุณหภูมิมาสัมผัสโดยตรงกับเซนเซอร์ เพื่อลดการกัดกร่อนจากของไหล อีกทั้งยังเป็นการเพิ่มความสะดวกในการซ่อมบำรุงรักษาเมื่อต้องเปลี่ยนตัวเซนเซอร์อีกด้วย

ชนิดของเทอร์มอเวลล์แบบต่างๆ ที่มา http://www.jms-se.com/thermowell.php

เทอร์มอเวลล์อาจมีทั้งที่เป็นโลหะและอโลหะ ในทางปฏิบัติอาจเรียกชื่อต่างกันไป ดังเช่น อาจเรียกว่า “Protecting Well” หรือ “Bulb” เป็นต้น โดยทั่วไปจะแบ่งเป็น 4 แบบ

■ แบบ Lagging เหมาะสำหรับใช้งานทั่วไป
■ แบบ Taped เป็นแบบเรียวมีด้านโคนโต เหมาะสำหรับงานวัดของไหลที่มีความเร็วของการไหลสูง
■ แบบ flange จะใช้ต่อกับกระบวนการด้วยหน้าแปลน เหมาะสำหรับการวัดที่ของไหลที่เป็นสารกัดกร่อน
■ แบบเสริมโคนให้แข็งแรงเป็นพิเศษ โดยที่ด้านโคนจะโตและลดขนาดที่ปลายของเทอร์มอเวลล์ลง เพื่อให้ผลการวัดรวดเร็วขึ้น

สำหรับโลหะที่ใช้ทำเทอร์มอเวลล์มีอยู่หลายชนิด เช่น คาร์บอนสตีล สแตนเลสสตีล นิกเกิล อัลลอย เป็นต้น

การเลือกใช้งานเทอร์มอเวลล์ทั่วไปมีข้อพิจารณา ดังนี้

1.ขนาดของรูและความลึก (Bores & Depth)
2.การเลือกวัสดุที่ใช้ทำเทอร์มอเวลล์ต้องคำนึงถึงผลกระทบของของไหลที่จะสัผัสกับเทอร์มอเวลล์เป็นหลัก ว่าจะเกิดการกัดกร่อนหรือไม่และทนต่อความดันได้หรือไม่ โดยทั่วไปจะใช้วิธีการเปิดตารางคุณสมบัติของวัสดุ ตัวอย่างเช่น คาร์บอนสตีล สามารถใช้ได้กับงานที่มีอุณหภูมิสูงถึงประมาณ 700 °C และ stainless Steel เช่น SS304 SS316 สามารถใช้ได้กับงานอุณหภูมิสูงที่อยู่ในช่วง 900 °C ถึง 1000 °C ได้ดีและทนต่อการกัดกร่อนสูงกว่าแบบที่ทำจากคาร์บอนสตีล

เทอร์มอคัปเปิล (Thermocouple)

Lutron TP-02A โพรบวัดอุณหภูมิทั่วไป Max. 900℃ (Type K)

Rixen GK-03 โพรบวัดอุณหภูมิทั่วไป Max. 250℃ (General Type) 1M

หลักการของเทอร์มอคัปเปิล ถูกค้นพบในปี ค.ศ.1821 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน
โธมัส ซีเบ็ค (Thomas Seebeck) ที่พบว่าเมื่อนำลวดโลหะ 2 เส้น ที่ทำด้วยโลหะต่างชนิดกันมาเชื่อปลายทั้งสองเข้าด้วยกัน ถ้าปลายจุดที่ต่อทั้งสองได้รับอุณหภูมิที่ต่างกันจะทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลในวงจรเส้นลวดทั้งสอง และถ้าเปิดปลายจุดต่อด้านหนึ่งออก จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าขึ้นที่ปลายด้านเปิดจะเป็นสัดส่วนกับผลต่างของอุณหภูมิที่จุดต่างทั้งสอง

e AB = α∆T
เมื่อ e AB คือ  แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ หน่อยเป็น V
α คือ ค่าสัมประสิทธิ์ของซีเบ็ค
∆T คือ ผลต่างของอุณหภูมิ หน่อยเป็น K

การทดลองของซีเบ็ค ที่มา https://goo.gl/8hEDuH

หลักการของเทอร์มอคัปเปิล

เทอร์มอคัปเปิลที่นำมาใช้ในอุตสาหกรรรมนั้นมีอยู่หลายแบบด้วยกัน คือ แบบ S, R, B, T, E, K และ J  สำหรับ K, J เป็นแบบที่ได้รับการยอมรับและนิยมนำไปประยุกต์ใช้งานมาก

ข้อพิจารณาสำหรับการเลือกใช้เทอร์มอคัปเปิลจะเป็นเช่นเดียวกับกรณีของอาร์ทีดี แต่โดยทั่วไป ถ้าต้องการเลือกใช้ระหว่างอาร์ทีดีและเทอร์มอคัปเปิลนั้น จะพิจารณาไว้ว่า ถ้าอุณหภูมิที่ต้องการวัดมีค่าต่ำกว่า 550 °C และไม่คำนึงถึงความไวในการวัด จะนิยมเลือกใช้อาร์ทีดีมากกว่า เนื่องจากราคาติดตั้งเครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบเทอร์มอคัปเปิลในการใช้งานมีราคาแพงกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับราคาค่าติดตั้งกับเครื่องมือวัดทั้งแบบอาร์ทีดีและแบบเทอร์มอคัปเปิลได้รับความนิยมมากที่สุด

---

3.หลักการวัดอุณหภูมิโดยอาศัยการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงแสงและการแผ่รังสี

การวัดอุณหภูมิแบบนี้เป็นการวัดโดยไม่มีการสัมผัสโดยตรงกับวัตถุที่ต้องการวัดค่าอุณหภูมิ เพราะใช้วิธีการวัดโดยอาศัยการแผ่รังสีความร้อนและแสงของวัตถุเพื่อบอกค่าอุณหภูมิของวัตถุแทน ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของการแผ่รังสีกับการเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่นและอุณหภูมิด้านล่างนี้ โดยความยาวคลื่นจะอยู่ในย่านไมครอน (x 10-6)

คุณสมบัติทั่วไปของการแผ่รังสีในช่วงอุณหภูมิ 1000 °F ถึง 2800 °F พลังงานที่แผ่ออกมาเป็นรูปแสง แต่ถ้าอุณหภูมิต่ำกว่า 1000 °F จนถึงอุณหภูมิห้อง พลังงานที่แผ่ออกมาจะอยู่ในรูปของการแผ่รังสีความร้อน (Thermal Radiation) โดยที่ ณ จุดอุณหภูมิที่แตกต่างกัน จะมีความยาวคลื่นหรือความถี่ของพลังงานแตกต่างกันออกไปด้วย

ความเข้มข้นการแผ่รังสีกับการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นและอุณหภูมิที่มา https://www.optotherm.com/infrared-planck.htm

ระดับความยาวคลื่น ที่มา https://goo.gl/9m6KWs

เครื่องมือวัดอุณหภูมิที่อาศัยการแผ่รังสีความร้อนและแสงของวัตถุ จะถูกเรียกว่า “ไพโรมิเตอร์” (Pyrometer) ซึ่งแบ่งเป็น 2 ชนิดใหญ่ๆ คือ ชนิดที่มีการวัดคลื่นรังสีที่ตามนุษย์มองเห็น (Optical Pyrometer) และชนิดที่มีการวัดคลื่นรังสีอินฟราเรด (Infrared Pyrometer) โดยปกติความยาวคลื่นของแสงที่ตามนุษย์มองเห็นได้อยู่ในช่วงประมาณ 0.3 µm ถึง 0.7 µm เท่านั้น แต่อินฟราเรดมีความยาวคลื่นสูงกว่าในย่านที่ตามนุษย์มองเห็นได้ โดยอยู่ในช่วง 0.75 µm ถึง 1000 µm ที่มีความยาวคลื่นสูงกว่านี้จะเป็นย่าน Radar และ Ultrasonic, X-Ray และ Gramma-Ray เป็นต้น

ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความเข้มข้นของการแผ่รังสีที่อุณหภูมิต่างๆจะขึ้นอยู่กับสภาพผิวของวัตถุด้วย โดยผิวสีดำจะแผ่รังสีออกมาดีที่สุด ในปัจจุบันหลักการวัดอุณหภูมิโดยอาศัยหลักการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงแสงและการแผ่รังสีที่นิยมใช้มากที่สุด คือ ไพโรมิเตอร์แบบอินฟราเรด ส่วนไพโรมิเตอร์แบบอื่นๆ มีการใช้น้อยมากในการควบคุมประบวนการทางอุตสาหกรรม

ไพโรมิเตอร์แบบอินฟราเรด

จากรูปด้านล่าง เครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบนี้ นิยมใช้ในกรณีที่ต้องการวัดค่าอุณหภูมิเป็นครั้งคราว ซึ่งเป็นการตรวจสอบสภาพเฉพาะจุด เช่น การตรวจสอบความร้อนขากข้อต่อสายไฟ หรือต้องการหาจุด Hot-spot ที่ตัวหม้อแปลง โดยที่เครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบอื่น ไม่สามารถทำได้เครื่องมือวัดแบบอนฟราเรดจะมีตัวตรวจวัดอุณหภูมิซึ่งเป็นสารประเภทกึ่งตัวนำที่เรียกว่า “โฟตอน” (Photon) หรือใช้เทอร์มอไพล์เป็นตัวรับคลื่นแสง เมื่อโฟตอนหรือเทอร์มอไพล์ได้รับพลังงานความร้อนที่อยู่ในรูปของการแผ่รังสีความร้อน จะเกิดเป็นแรงดันไฟฟ้ามากขึ้น ทำให้สามารถวัดค่าอุณหภูมิของวัตถุต่างๆได้ สำหรับการเลือกใช้งานจะพิจารณาจากย่านวัด และ Accuracy Class เท่านั้น

LEGA LT-400G เครื่องวัดอุณหภูมิ IR

Hioki FT3701-20 เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด

---

//

4.หลักการวัดอุณหภูมิโดยวิธีการทางเคมี

การวัดอุณหภูมิโดยวิธีการทางเคมี จะอาศัยการเปลี่ยนแปลงสีของสารเคมีเมื่อได้รับความร้อนหรือหลอมละลาย การวัดอุณหภูมิด้วยหลักการนี้ จะนิยมใช้เฉพาะแต่ในห้องปฏิบัติการ (Laboratory) หรือใช้ทดสอบชิ้นงานเท่านั้น

ดินสอ (Crayons)

ดินสอใช้สำหรับวัดอุณหภูมิที่ผิวของชิ้นงาน ที่มา https://goo.gl/qtSUDb

ดินสอใช้สำหรับวัดอุณหภูมิที่ผิวของชิ้นงานดังรูปด้านล่าง ทำได้โดยขีดเป็นแนวบนชิ้นงาน เมื่ออุณหภูมิถึงจุดที่แต่ละสีระบุไว้ แนวที่ขีดจะละลาย สามารถเลือกใช้งานเพื่อวัดค่าได้ที่จุดอุณหภูมิต่างๆตั้งแต่ 30 °C ถึง 1250 °C ส่วนวิธีการใช้งานควรระวังผิวของชิ้นงานมีความสกปรก

แล็กเกอร์ (Lacquer)

แล็กเกอร์ใช้สำหรับวัดอุณหภูมิที่ผิวของชิ้นงาน ที่มา https://www.essexparts.com/temperature-paint-kit

แล็กเกอร์ใช้สำหรับวัดอุณหภูมิที่ผิวของชิ้นงานดังรูปด้านล่าง เป็นการใช้สารเคมีทาหรือพ่นไว้บางๆลงพื้นผิวของชิ้นงาน แล็กเกอร์จะแห้งในเวลาอันรวดเร็ว เมื่ออุณหภูมิถึงจุดที่ระบุไว้ บริเวณผิวส่วนที่ถูกเคลือบด้วยแล็กเกอร์จะละลายอย่างรวดเร็ว สามารถเลือกใช้งานเพื่อวัดค่าที่มีอุณหภูมิต่างๆตั้งแต่ 30 °C ถึง 1250 °C สำหรับข้อควรระวังในการใช้งานก็คล้ายกับแบบดินสอ

แบบ Pellet

แบบ Pellet ที่มา https://www.omega.com/pptst/STK_PLT_LAQ.html

แบบ Pellet ดังรูปด้านล่าง เป็นแบบแรกของเครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบสารเคมีที่นำมาใช้งานในกระบวนการอุตสาหกรรม ซึ่งมีลักษณะเหมือนเป็นเม็ดยา การบอกค่าอุณหภูมิตามจุดต่างๆจะใช้ช่วงเวลายาวกว่าสองแบบแรก ดังเช่น ใช้บอกอุณหภูมิตามจุดต่างๆเพื่อกำหนด Heat Zone ในเตาเผา (Furnace) การใช้งานเมื่ออุณหภูมิถึงจุดที่ระบุจะเปลี่ยนสี สามารถเลือกใช้งานเพื่อวัดค่าที่อุณหภูมิต่างๆตั้งแต่ 30 °C ถึง 1800 °C

แบบแผ่น (Labels)

Asey 3IC Series ที่วัดอุณหภูมิแบบ 3 จุด

Asey LC50 แถบวัดอุณหภูมิ (50 to 100 °C)

แบบแผ่น ดังรูปด้านล่าง จะมีสารเคมีฉาบอยู่บนแผ่นกระดาษเป็นวงๆพร้อมทั้งระบุจุดอุณหภูมิสำหรับแต่ละวง โดยค่าอุณหภูมิสำหรับแต่ละวง โดยค่าอุณหภูมิที่ระบุไว้จะมีค่าเดียวกันหรือหลายค่าก็ได้ ด้านหลังจะมีกาวสำหรับใช้ปะลงในที่ๆต้องการทราบย่านอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงค่าใดที่ได้ระบุไว้สารเคมีที่ฉาบอยู่ภายในวงจรเปลี่ยนเป็นสีดำหรือสีอื่นๆ หลังจากทราบค่าแล้วสามารถเก็บกระดาษที่ใช้วัดไว้เป็นข้อมูลของการวัดได้ด้วย โดยปกติในแต่ละแผ่นจะมีอยู่หลายจุดอุณหภูมิโดยเปลี่ยนค่าจุดละ 10 °F หรือบางแบบเปลี่ยนค่าจุดละ 25 °F สามารถเลือกใช้งานเพื่อวัดค่าที่อุณหภูมิต่างๆ ตั้งแต่ 100 °F ถึง 400 °F เหมาะสำหรับงานซ่อมบำรุงอุปกรณ์ไฟฟ้า

วิธีการวัดค่าอุณหภูมิโดยวธีการทางเคมีเป็นวิธีที่เหมาะสมวิธีหนึ่ง เนื่องจากค่าที่วัดได้ถูกต้อง รวดเร็ว ประหยัด สะดวกกว่าวิธีอื่นๆ อีกทั้งผู้ใช้งานไม่ต้องมีประสบการณ์มากนัก

---

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม:

● เลือกซื้อเครื่องวัดอุณหภูมิ คลิ๊ก

● สามารถเยี่ยมชม บทความจาก LEGA CORPARATION ได้ที่นี้

● โทร. 02-746-9933

● LINE: @lega