การวัดอุณหภูมิ
Temperature Measurement
1. บทนำ
อุณหภูมินับเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานตัวหนึ่งที่ต้องทำการวัดค่า เพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในprocess control system ให้เป็นไปตามต้องการ
คำว่า อุณหภูมิ (Temperature) และความร้อน (Heat) มีความหมายใกล้เคียงกันมาก แต่อุณหภูมิจะหมายถึงระดับของความร้อน (Degree of Heat) พูดง่ายๆคือ อุณหภูมิเป็นตัวแทนของความร้อนนั่นเอง ส่วนความร้อนหมายถึง ปริมาณพลังงานความร้อน (Quantity of Heat Energy)
1.1 Temperature Scale
มีหลาย Scale แต่ที่นิยมใช้กันในงานอุตสาหกรรมมากที่สุดคือ เซลเซียส (พบมากที่สุด), ฟาเรนไฮต์ (พบรองลงมา), เคลวิน (พบน้อยมาก)
ความสัมพันธ์ของ Scale ต่าง ๆ เป็นดังนี้
ü ความสัมพันธ์ระหว่าง Celsius and Fahrenheit
C = F 32
5 9
ü ความสัมพันธ์ระหว่าง Celsius and Kelvin
K = C + 273.15
ü ความสัมพันธ์ระหว่าง Rankine and Fahrenheit
R = F + 459.69
ü ความสัมพันธ์ระหว่าง Reaumur กับ Fahrenheit
R¢ = F 32
80 180
การเขียนสัญลักษณ์ที่ถูกต้องเป็นดังนี้
oC , oF , oR , oR¢ , K ( ไม่ต้องมี o )
1.2 Zero Absolute Temperature
คือ อุณหภูมิ 0K หรือ 273.15 oC เป็นจุด Ideal Point คือ ณ จุดนี้ จะไม่มีพลังงานความร้อนเหลืออยู่เลย และ electron จะหยุดโคจรรอบนิวเคลียส์ของสารนั้น ๆ ซึ่งในทางปฏิบัติไม่สามารถกระทำได้ หรือปรากฏการณ์นี้ไม่มีในโลกแห่งความเป็นจริงนั่นเอง
1.3 Reference point Fundamental
โดยทั่วไปจะใช้จุดเยือกแข็งและจุดเดือดของน้ำ โดยอุณหภูมิที่อยู่ในช่วงนี้เรียกว่า Fundamental Interval คือ 0 100 oC นั่นเอง
.
ในการวัดอุณหภูมิมักอาศัยตัวแปรสัญญาณเชิงกลหรือ เชิงไฟฟ้าแบบต่างเปลี่ยนค่าอุณหภูมิเป็นค่าแปรมูลฐาน อันได้แก่ การเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง, ความดัน (หรือแรงหรือแรงปิด) แรงดันไฟฟ้า (หรือกระแสไฟฟ้า), impedance แล้วส่งเข้าเครื่องวัดทำการเปลี่ยนค่าแปรมูลฐานดังกล่าวเป็น การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งขั้นสุดท้าย เพื่อ indicator หรือ record หรือไปขับกลไกในเครื่องควบคุมต่อไป
การเลือกใช้เครื่องวัดอุณหภูมิแบบใดนั้น จะต้องพิจารณาถึงความเหมาะสมกับงาน เนื้อที่ว่างและสภาพแวดล้อมของจุดวัด ช่วงอุณหภูมิที่ต้องการวัด ความจำเป็นของการวัดจากที่ไกล ความละเอียดแม่นยำและความวางใจได้ (Reliability) ของค่าวัด ความทนทาน และความสะดวกในการใช้และบำรุงรักษาตลอดจนราคาเชิงเศรษฐกิจ เป็นต้น
ในวงการอุตสาหกรรมในปัจจุบัน การวัดอุณหภูมิเชิงไฟฟ้า โดยใช้thermocouple และความต้านทานไฟฟ้า เป็นแบบที่ใช้มากที่สุดคือมากว่าครึ่งหนึ่งของการวัดอุณหภูมิทั้งหมด ทั้งนี้เป็นเพราะตัววัดทั้งสองมีช่วงวัดอุณหภูมิที่เหมาะสม, มีความละเอียดแม่นยำสูง, สามารถวัดจากที่ไกลได้ และสัญญาณที่ส่งออกเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งสะดวกในการใช้ร่วมกับเครื่องวัด เครื่องบันทึก หรือเครื่องควบคุมแบบไฟฟ้าได้
ส่วนการวัดอุณหภูมิเชิงกล โดยใช้ตัววัดแบบกระเปาะบรรจุของเหลวนั้น ยังคงนิยมใช้กันอยู่มาก เพราะตัววัดแบบนี้ไม่ต้องอาศัยพลังขับดันอื่นมาช่วย, แข็งแรงทนทาน, สะดวกในการใช้และบำรุงรักษา
2. วิธีการวัดอุณหภูมิ (Method of Temperature Measurement) มี 2 แบบ คือ แบบสัมผัส (Contact Meas.) และแบบไม่สัมผัส (Non-Contact Meas.)
(เทอร์โมมิเตอร์)THERMOMETER คือ เครื่องมือสำหรับวัดอุณหภูมิ
หลักการ คือ จะบรรจุของเหลวที่ในปรอท หรือ แอลกอฮอล์ผสมสี เหตุที่ใช้ของเหลวนี้เพราะมีคุณสมบัติในการขยายและหดตัว หลักการสำคัญของเทอร์โมมิเตอร์ มีอยู่ว่า สารเมื่อได้รับความร้อนจะขยายตัว และเมื่อลดความร้อนจะหดตัว หรือมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
เทอร์โมมิเตอร์ในยุคที่ไม่ใช่ิดิจิตอลนั้น ใช้หลักการกระเปาะเปียก และกระเปาะแห้งในการวัด แต่เมื่อเทคโนโลยีเปลี่ยนไป
ความทันสมัย และยุคดิจิตอลทำให้เรามีเครื่องวัดอุณหภูมิและความชื้นที่เป็นระบบดิจิตอลแทน ค่าที่วัดได้ทั้งอุณหภูมิและ
ความชื้นนั้นสามารถ วัดได้ละเอียดใกล้เคียงกับความเป็นจริงมาก
รายละเอียด
ทฤษฎีพร้อมหลักการทำงานของอินฟราเรดเทอร์โมมิเตอร์
ท่านจะได้ทราบหลักทฤษฎีอินฟราเรด พร้อมหลักการทำงานของอินฟราเรดเทอร์โมมิเตอร์
อย่างละเอียด สามารถใช้อ้างอิงได้กับทุกยี่ห้อที่เป็นอินฟราเรดเทอร์โมมิเตอร์ซึ่งอยู่บน
พื้นฐานหลักการทำงานเดียวกัน
