Werkzeuge zur Temperaturmessung

Die meisten Leute würden sagen, dass Thermometer die Temperatur messen, und das ist wahr, aber es gibt viele verschiedene Arten. Das Thermometer, mit dem Sie Ihre Temperatur messen, wenn Sie krank sind, hilft nicht viel, wenn Sie die Temperatur von geschmolzenem Blei messen. Außerdem sind manche Dinge zu klein, zu groß oder zu weit entfernt, um mit einem handelsüblichen Glühbirnenthermometer ihre Temperatur zu bestimmen.

Ein Standardthermometer ist normalerweise ein Glühbirnen- oder ein Federthermometer. Beide funktionieren, indem eine Flüssigkeit, entweder Alkohol oder Quecksilber, in einem Vakuum eingeschlossen ist, und die Flüssigkeit dehnt sich bei steigender Temperatur aus. Farbiger Alkohol oder Quecksilber steigt entlang einer Skala in einem Glühthermometer auf, während sich ausdehnende Flüssigkeit eine Feder dreht, um eine Anzeigenadel entlang einer kreisförmigen Skala eines Federthermometers herumzudrehen. Thermometer haben heute oft digitale Skalenanzeigen.

Die Temperatur wird manchmal durch ein Thermoelement gemessen. Zwei Metallleitungen aus unterschiedlichen Metallen werden in unmittelbarer Nähe zueinander platziert, wodurch Spannung erzeugt wird. Spannungsänderungen entsprechen Temperaturänderungen. Thermoelemente werden in der Industrie verwendet und sind oft mit anderen Geräten verbunden, die Mechanismen als Reaktion auf bestimmte Temperaturen ein- und ausschalten. Thermoelemente sind nicht so genau wie Thermometer.

Thermoelemente werden zunehmend durch Widerstandstemperaturfühler oder Widerstandsthermometer ersetzt. RTDs sind im Allgemeinen stabiler und genauer als Thermoelemente; sie verwenden Kohlenstoff- oder Platinsensoren, um Änderungen des elektrischen Widerstands zu erkennen. Diese Änderungen werden durch Temperaturänderungen verursacht und die Änderungen sind vorhersehbar. Ein konstanter Lichtstrom wird durch das RTD geleitet, vorbei an den Leitungen, und dann kann der Widerstand bestimmt und die Temperatur berechnet werden.

Ein Pyrometer misst die Oberflächentemperaturen von Objekten. Es ist ein Werkzeug, das eine optische Funktion mit einem Temperaturleser kombiniert, der aus einem ultradünnen Filament besteht. Das Pyrometer wird auf die Oberfläche eines Objekts gerichtet, woraufhin das optische Gerät auf die thermische Signatur – oder Strahlungswärme – fokussiert und diese Signatur an den Filamentleser überträgt. Diese sind besonders nützlich, um Temperaturen an Oberflächen zu messen, die außerhalb der Reichweite oder zu heiß zum Berühren sind, wie Dampfkessel, Metallurgieöfen und Heißluftballons.

Irving Langmuir war ein Physik-Nobelpreisträger. Langmuir wollte im Rahmen seiner Forschung lernen, wie man die Temperatur von Elektronen misst das elektrische Potential von Plasma, einem gasähnlichen Zustand der Materie, bei dem einige Teilchen verloren gehen Elektronen. Langmuir erfand ein Gerät namens Langmuir-Sonde, das genau das tut, indem es Elektroden in das Plasma platziert und dann die Ströme im Plasma misst. Langmuir-Sonden sind nicht im täglichen Gebrauch.

Die Detektion von Infrarotstrahlung ist eine weitere Möglichkeit, Wärme zu messen. Wenn Sie Dinge betrachten, sehen Sie sichtbares Licht; Ein rotes Feuerwehrauto sieht rot aus, egal ob die Temperatur 0 oder 100 Grad Fahrenheit beträgt. Wenn Sie jedoch Objekte durch einen Infrarotdetektor betrachten, können Sie „Wärmesignaturen“ sehen, d. h. Änderungen basierend auf der Temperatur. Durch Anbringen eines Messgeräts, das die Infrarotlichtfrequenz misst, kann das Infrarot-Thermometer – wie das Pyrometer – Oberflächentemperaturmessungen aus der Ferne vornehmen.