دما یکی از اساسیترین مقادیری است که در علم فیزیک اندازهگیری میشود و با واحدهای گوناگونی بیان میگردد. سنجش دقیق دما هم در صنعت و هم در زمینه پزشکی بسیار مهم و کاربردی است. برای اندازهگیری گرما و سرما، ابزارهای مختلفی با طراحیها و عملکردهای متفاوت وجود دارد. به این ابزارها ترمومتر یا دماسنج میگویند. در این نوشته، به طور کامل به معرفی انواع دماسنج و کاربردهای هر یک میپردازیم.
رونیکس را بخوانید!
نگاهی به واحدهای اندازهگیری دما
دماسنج چیست؟ پیش از آنکه به این سوال جواب بدهیم، بهتر است نگاهی به واحدهای سنجش دما بیندازیم: سه واحد 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. تقریباً همه کشورهای دنیا به جز آمریکا، برمه و لیبریا با این سامانه کار میکنند. سلسیوس در گذشته با نام سانتیگراد نیز شناخته میشد (سانتیگراد یک واژه فرانسوی و سلسیوس یک واژه سوئدی است).
در دستگاه بینالمللی یکاها، صفر درجه سلسیوس به عنوان دمای یخ زدن آب و ۱۰۰ درجه سلسیوس به عنوان دمای جوش آب تعریف شده است. تنها سه کشور آمریکا، برمه و لیبریا هستند که هنوز از واحد فارنهایت برای سنجش دما استفاده میکنند. البته حتی در این کشورها نیز گاهی از مقیاسهای سلسیوس و کلوین نیز بهره میبرند. در مقیاس فارنهایت، آب در ۳۲ درجه یخ میزند و در ۲۱۲ درجه میجوشد.
دانشمندان و فیزیکدانانی که به اندازهگیریهای بسیار دقیق دما نیاز دارند، معمولاً از مقیاس کلوین استفاده میکنند. 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 مقیاس، آب در ۲۷۳ کلوین منجمد میشود و در ۳۷۳ کلوین به جوش میآید. البته در زندگی عادی و روزمره، معمولاً از مقیاس کلوین برای بیان دما استفاده نمیکنیم.
ترمومتر چیست؟
دما یک ویژگی نسبی است و برای سنجش آن نیاز به مقایسه داریم. اما در زمینههایی مانند پزشکی، صنعت و زندگی روزمره، باید بتوانیم آن را با اعداد دقیق اندازهگیری و نمایش دهیم. دماسنج یا ترمومتر، وسیلهای دقیق برای اندازهگیری است که مقدار دما را به صورت عددی مشخص میکند.
ابزارهای اندازهگیری دقیق رونیکس
این ابزارها برای سنجش دمای مواد جامد، مایعات و گازها به کار میروند. پیش از اختراع دماسنجهای امروزی، وسیلهای به نام ترموسکوپ استفاده میشد که نمیتوانست عدد دقیق دما را نشان دهد؛ تنها افزایش یا کاهش دما را به صورت تقریبی مشخص میکرد. دانشمندان بزرگی مانند گالیله از این وسیله استفاده میکردند. بعدها و نزدیک به آغاز انقلاب صنعتی، نخستین دماسنجهای واقعی ساخته شدند که در ابتدا بیشتر در زمینه پزشکی کاربرد داشتند. اولین مقیاس استاندارد برای دماسنجها، مقیاس فارنهایت بود که به سرعت مورد استقبال عمومی 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 درجه حرارت در محیطهای صنعتی و کارگاهی مانند صنعت ساختمان، تولید فولاد، صنایع پتروشیمی و موارد مشابه است. این نوع ترمومتر در گونههای مختلفی مانند نوع مادون قرمز، دیجیتال، پروب دار، آنالوگ و دیگر مدلها ساخته میشود.
انواع ترمومتر
با توجه به کاربردهای گوناگون، ترمومترها در شکلها و مدلهای مختلفی تولید میشوند. در ادامه، به معرفی و بررسی انواع آنها میپردازیم.
ترمومتر مایع در شیشه
وقتی مایعات گرم میشوند، به طور یکنواخت و قابل اندازهگیری حجمشان افزایش مییابد. به همین دلیل، در دماسنجهای مایع در شیشه، مقداری مایع درون یک لوله شیشهای نازک قرار میگیرد تا تغییرات دما را از طریق انبساط مایع نشان دهد. جیوه از رایجترین مایعاتی است که در این نوع دماسنجها به کار میرود. گاهی نیز از مایعات دیگری مانند الکل معمولی (اتانول) در ساخت این دماسنجها استفاده میشود.
نحوه عملکرد این دماسنجها به این شکل است که با گرم شدن هوا، مایع درون دماسنج از قسمت حبابمانند پایینی به سمت فضای خالی بالا منبسط شده و در لوله بالا میرود. وقتی دما کم میشود، مایع جمع شده و دوباره در لوله پایین میآید. معمولاً روی دماسنجهای شیشهای مایعدار، دو واحد اندازهگیری دما — سانتیگراد و فارنهایت — نوشته شده که در دو طرف لوله دماسنج قابل مشاهده است.
ترمومتر کمینه، بیشینه
دماسنجهای بیشینه و کمینه، شبیه به دماسنجهای معمولی مایعدرشیشه 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 وجود دارد: الکل و جیوه. قسمت پایینی لوله U شکل از جیوه پر شده و مایعی که دمای هوا را نشان میدهد، الکل است.
ترمومتر گازی
در دماسنجهای گازی یا دماسنجهای مدرج، دمای هوا از راه تغییر حجم یا فشار آن سنجیده میشود. بدین شکل که با اندازهگیری حجم گاز یا فشاری که وارد میکند، میتوان مقدار دما و نوسانات آن را به طور پیوسته و آنی محاسبه کرد. این نوع دماسنجها از دقت بسیار خوبی برخوردارند و محدوده وسیعی از دماها را میتوانند نشان دهند.
ترمومتر الکترونیکی
برای اندازهگیری دقیق دما بر اساس واحد کلوین، نمیتوان از دماسنجهای معمولی مثل جیوهای استفاده کرد. در این موارد، از دماسنجهای الکترونیکی مخصوصی بهره میبرند که حتی تابشهای بسیار کم گرمایی را هم تشخیص میدهند. این تابشها با چشم دیده نمیشوند.
این دماسنجهای الکترونیکی قطعهای به نام ترمیستور دارند. مقاومت ترمیستور در برابر جریان برق، با تغییر دما کم و زیاد میشود. یک رایانه این تغییر مقاومت را اندازه میگیرد و آن را به یک عدد تبدیل میکند که نشاندهندهٔ دما است.
بیشتر بخوانید:نحوه تعمیر جک سوسماری
ترمومتر لیزری
ترمومتر لیزری یک وسیله برای اندازهگیری دما است که بدون نیاز به تماس مستقیم با جسم کار میکند. این دستگاه با استفاده از حسگرهای مادون قرمز، دمای سطح اجسام را از راه دور تشخیص 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 سطوح مختلف را از فاصله اندازهگیری کنید، بدون اینکه نیاز باشد به جسم مورد نظر دست بزنید. این وسیله برای بررسی دمای سیستمهای برقی، دستگاههای مکانیکی، سیستمهای گرمایش و سرمایش، خودروها، امور آشپزی 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 نشان دهد.
ترمومتر ترموکوپلی
ترمومتر ترموکوپلی یک دماسنج است که برای اندازهگیری دما باید با جسم تماس داشته باشد. این دماسنج از دو سیم نازک و رسانا از جنسهای مختلف —مثلاً مس و روی— ساخته شده که در یک نقطه به هم وصل شدهاند. دستگاه به یک قطعه الکترونیکی به نام میکروکنترلر متصل میشود.
کارکرد این ترمومتر بر پایه پدیدهای به نام اثر ترموالکتریک است. وقتی نقطه اتصال دو سیم گرم میشود، به دلیل متفاوت بودن جنس آنها، یک جریان الکتریکی خیلی ضعیف ایجاد میشود. هرچه دما بیشتر شود، این جریان الکتریکی هم قویتر میشود. در نهایت، تغییرات جریان به سیگنالهای الکتریکی تبدیل شده و دمای جسم مشخص میگردد.
پیرومتر
پیرومتر که با نام تفسنج نیز شناخته میشود، یک دماسنج بدون تماس 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 بالای ۱۵۰۰ درجه، استفاده میشود. در چنین دمای بالایی، روشهای اندازهگیری تماسی معمولاً کارایی ندارند.
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 کاری که یک دماسنج انجام میدهد، سنجش دماست. مهم نیست در چه زمینهای فعالیت میکنید؛ برای تعیین میزان گرمی یا سردی چیزهای گوناگون، به انواع دماسنج نیاز خواهید داشت. در ادامه، برخی از مهمترین موارد استفاده از دماسنج را مرور میکنیم:
صنایع غذایی
نگهداری مواد غذایی در دمای نامناسب میتواند باعث خراب شدن آنها شود. اگر از یخ زدن یا گرمای بیش از حد غذاها جلوگیری کنیم، میتوانیم آنها را برای مدت طولانیتری تازه و سالم نگه داریم. برای اندازهگیری دقیق و سریع دما، میتوان از انواع دماسنجها مانند دماسنج مخصوص فر، دماسنج نوک تیز برای داخل مواد غذایی و دماسنج لیزری استفاده کرد.
پزشکی
ترمومتر ابزار مهمی است که در بیمارستانها و مراکز درمانی برای سنجش دمای بدن بیماران به کار میرود. انواع مختلفی از آن وجود دارد که در پزشکی استفاده میشوند، مانند ترمومترهای دیجیتال، جیوهای، لیزری و پلاستیکی.
برق و الکترونیک
برای بررسی دمای موتورهای برقی، تشخیص مشکلات در مدارهای الکترونیکی و قطعات مکانیکی، عیبیابی کلیدهای مینیاتوری، بخشهای الکترونیکی خودرو و موارد مشابه، از دماسنج دیجیتالی (ترمومتر) استفاده میکنند.
صنعت ساختمان
دوربینهای تصویربرداری حرارتی یا ترمومترهای لیزری، در زمینههای مختلفی کاربرد دارند. مثلاً از این ابزارها برای تشخیص نقاطی از ساختمان که عایقبندی مناسبی ندارند و گرمای زیادی را هدر میدهند، استفاده میکنند. همچنین برای بررسی کیفیت عایقکاری و موارد مشابه نیز به کار میروند.
سخن آخر
در این نوشته از مجله رونیکس، به سراغ دماسنج رفتهایم و انواع مختلف آن و کارهایی که میتوان با آن انجام داد را مرور کردیم. امیدواریم پس از خواندن این توضیحات، بتوانید با آگاهی بیشتری، دماسنج مناسب برای نیاز خود را پیدا و انتخاب کنید. همچنین 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.
دوربین حرارتی یا ترموویژن چیست؟ این وسیله در واقع یک دماسنج بدون تماس است که معمولاً برای سنجش دماهای خیلی بالا، مثل حرارت داخل کورههای ذوب، به کار میرود.
چطور میتوانم دماسنج لیزری دیجیتال مدل RH-9601 برند رونیکس را بخرم؟ برای خرید این محصول و سایر کالاهای شرکت رونیکس، میتوانید به فروشگاههای ابزارفروشی در سراسر کشور مراجعه نمایید.
نظر شما در مورد این مقاله چیست؟