Lämpömittari
Lämpömittarion laite, jota käytetään aineenlämpötilanmittaamiseen. Mittareita on monenlaisia eri käyttötarkoituksiin. Lämpömittarin keksijänä pidetäänGalileo Galileita,joka keksi alkeellisen lämpömittarin vuonna1592.[1]
Lämpömittareissa on käytössä erilaisia asteikkoja, joista yleisin on Suomessakin käytössä olevaCelsius-asteikko.Tieteellisessä käytössä käytetäänabsoluuttisesta nollapisteestäalkavaaKelvin-asteikkoa.
Historia
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Lämpömittari keksittiin 1600-luvun alussa. Ensimmäisen nestelämpömittarin keksiJean Rey.[1]Hänen keksintöään paranteliToscanansuurherttuaFerdinand IItekemällä mittarista ilmatiiviin, jolloin ilmanpaineen muutokset eivät haitanneet mittauksia. Hän kokeili eri nesteitä ja päätyialkoholiin,mutta myöhemmin se korvattiinelohopealla,jonka lämpölaajeneminen osoittautui lineaarisemmaksi.
Nestepohjainen lämpömittari
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Nestepohjainen lämpömittari on yksinkertaisimpia lämpömittarimalleja. Se koostuu nestesäiliöstä, nesteestä, säiliöön liitetystä putkesta ja putken viereen asetetusta asteikosta. Normaalilla mittausalueella mittarin nestesäiliö on täytetty aivan täyteen ja myös putki on osaksi nesteen täyttämä. Mittarin toiminta perustuu nesteenlämpölaajenemiseen:lämpötilan noustessa nesteen tilavuus kasvaa ja nestepinta nousee putkessa. Mittarin asteikko on kalibroitu niin, että nestepinnan korkeus suoraan osoittaa lämpötilan. Mittarin astevälin pituus määräytyy nesteenlämpölaajenemiskertoimesta,käytettävästä asteikosta sekä säiliön tilavuuden ja putken poikkipinta-alan suhteesta. Valmistuksessa mittariin laitetaan nestettä niin paljon, että nesteen pinta asettuu putkessa oikealle kohdalle kyseisessä ympäristössä.
Nesteenä käytetään yleisesti värjättyäpetroliasen laajan lämpötilojen siedon ja tasaisen lämpölaajenemisen vuoksi. Myös värjättyäetanoliakäytetään varsinkin sellaisissa lämpömittareissa, joilla on mitattava hyvin alhaisia lämpötiloja. Myrkyllinenelohopeaon edelleen perinteinen mittaneste vanhemmissa nesteperusteisissa ruumiinlämpömittareissa elikuumemittareissa.Nykyään kuumemittareissa käytetään muuta nestemetallia kuten galliumista, indiumista, tinasta ja sinkistä tehtyä seosta[2].
Kaksoismetallilämpömittari
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
Kaksoismetallikierukallatoimiva lämpömittari on toinen hyvin yksinkertainen malli. Se perustuumetallienerilaisiinlämpölaajenemisominaisuuksiin.Metallikierukka on valmistettu tavallisimmin päällekkäisistäteräs- jakuparikiekuroistajotka näin yhdistettyinä vääntää mittarin osoitinta eri lämpötiloissa eri asentoihin. Saunojen lämpömittarit ovat tyypillisesti kaksoismetallilämpömittareita. Nestelämpömittari edellyttäisi saunakäytössä erikoislasia, jottalämpölaajeneminenei särkisi mittalasia.
Elektroninen lämpömittari
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Sähköinen lämpömittari voi perustua esimerkiksi joidenkin materiaalien merkittäväänresistanssinlämpötilariippuvuuteen. Lämpötila voidaan tällöin määrittää mittapiirin resistanssin mukaan. TyypillisiävastuslämpöantureitaovatplatinastavalmistetutPT100- jaPT1000-anturit. On myös epätarkempia ja edullisempiaNTC-vastusantureita (Negative Temperature Coefficient), joiden vastuksen lämpötilariippuvuus on hyvin suuri ja voimakkaasti epälineaarinen.
Toinen käytetty periaate on metalliparista muodostettutermopari,jonka jännitettä mitataan.
Digitaalinäyttöei tee mittarista tarkkaa, vaan tarkkuuden määrittää muut tekijät; myös digitaalinen lämpömittari voi olla epätarkka. Digitaalista kuumemittaria on syytä pitää kainalossa suositeltua pidempään[3].
Infrapunalämpömittari
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
Pintalämpötilaa, esimerkiksi seinän lämpötilaa, voidaan mitata etäältäkininfrapunalämpömittarilla,joka mittaa kohteenlämpösäteilyäinfrapunasäteilylleherkänanturinavulla.
Kaikkiabsoluuttista nollapistettälämpimämmät kappaleet säteilevät infrapuna- eli lämpösäteilyä, joka on hieman näkyväävaloapitkäaaltoisempaasähkömagneettista säteilyä.Vaikka sitä ei voi ihmissilmin nähdä, sitä voidaan havainnoida oikealla laitteistolla samalla tavoin kuin ihminen näkee valoa.Wienin siirtymälakikertoo miten lämpötila siirtää lämpösäteilynspektriä,ja tämän avulla pinnan lämpötila voidaan määrittää.
Digitaaliset korva-/otsakuumemittaritovat tyypillisesti infrapunalämpömittareita.
Lämpökamera
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]- Pääartikkeli:Lämpökamera
LämpökamerassaoninfrapunasäteilylleherkkäCCD-kennoja sillä voidaan tuottaastillkuviataivideokuvaa.
Muita lämpömittareita
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]- Akustisessa lämpömittarissahyödynnetäänäänennopeuden riippuvuutta lämpötilasta.
- Kelojenjamuuntajienkäämien lämpötilaa saatetaan tarvittaessa mitata mittaamalla käämin resistanssin muutosta.Resistanssin muutoksesta voidaan laskea lämpötilan nousu perustuen käämin metallinominaisresistanssiin.
Katso myös
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]Lähteet
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]- ↑abEskola, Sisko Maria; Ketolainen, Pasi & Stenman, Folke:” 2.3 Lämpötila”,Fotoni 2: Lämpö ja energia,s. 54. Helsinki: Otava, 2002.ISBN 951-1-16393-0.(suomeksi)
- ↑EU säätää: Ensin menivät kotien kuumemittarit, nyt lähtevät ammattilaisten paine- ja kosteusmittarit[vanhentunut linkki]T&T.Viitattu 19.2.2019.
- ↑Perinteinen kuumemittari edelleen huippusuosittu
Aiheesta muualla
[muokkaa|muokkaa wikitekstiä]
Autoklaavi|Bunsenlamppu|Eksikkaattori|Lämpökaappi|Lämpömittari|Mikroskooppi|Sentrifugi|Spaatteli|Spektrofotometri|Vaaka|Vesi-imu|Vetokaappi
Byhnersuppilo|Byretti|Erlenmeyer|Erotussuppilo|Imupullo|Kaasupipetti|Kellolasi|Keitinlasi|Koeputki|Kolvi|Kyvetti|Mittalasi|Mittapullo|Petrimalja|Pipetti|Ruiske|Soxhlet|Upokas