Nhiệt kế phòng thí nghiệm là gì? Các ứng dụng của nhiệt kế trong đời sống

Nhiệt kế là một thiết bị đo nhiệt độ hoặc độ dốc nhiệt độ, được sử dụng rộng rãi trong công nghệ và công nghiệp để theo dõi các quá trình trong khí tượng học, y học và trong nghiên cứu khoa học. Vậy nhiệt kế phòng thí nghiệm là gì? Các đặc điểm của nhiệt kế phòng thí nghiệm ra sao? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về sản phẩm này.

1. Nhiệt kế phòng thí nghiệm là gì?

1.1. Lịch sử hình thành của nhiệt kế

- Nhiệt kế thủy ngân của Daniel Fahrenheit là nhiệt kế chính xác đầu tiên trong lịch sử, sử dụng thủy ngân thay vì hỗn hợp rượu và nước.

- Các nhiệt kế cũ trước đó không giữ được nhiệt độ đọc sau khi nó được di chuyển đến một nơi có nhiệt độ khác. 

+ Khi muốn xác định nhiệt độ của một nồi chất lỏng nóng, người dùng phải để nhiệt kế trong chất lỏng nóng cho đến khi đọc xong. 

+ Nếu nhiệt kế này được lấy ra khỏi chất lỏng nóng, thì nhiệt độ biểu thị trên nhiệt kế sẽ thay đổi ngay lập tức để phản ánh nhiệt độ của điều kiện mới (trong trường hợp này là nhiệt độ không khí). 

- Nhiệt kế phòng thí nghiệm giữ được giá trị nhiệt độ cao nhất hoặc thấp nhất cho đến khi được đặt lại thủ công bằng cách lắc nhiệt kế thủy ngân cho giá trị đo về mức 0 độ hoặc đến khi đo mức nhiệt cao hoặc thấp hơn nhiều.  

Nhiệt kế thủy ngân Aurora được sử dụng phổ biến hiện nay

1.2. Các đặc điểm của nhiệt kế phòng thí nghiệm

- Mỗi nhiệt kế có hai bộ phận quan trọng:

+ Cảm biến nhiệt độ như bóng đèn của nhiệt kế thủy ngân hoặc cảm biến nhiệt kế trong nhiệt kế hồng ngoại. Nhiệt kế hồng ngoại là một loại pyrometer.

+ Phương tiện chuyển đổi sự thay đổi nhiệt độ thành giá trị số như thang đo có thể nhìn thấy được đánh dấu trên nhiệt kế thủy ngân hoặc đọc kỹ thuật số trên mô hình hồng ngoại.

- Thang đo nhiệt độ chính thức là thang đo nhiệt độ quốc tế năm 1990, kéo dài từ 0.65 K (-272.5 ° C;  458.5 ° F) đến khoảng 1.58 K (1.085 ° C; 1.985 ° F).

- Đơn vị của nhiệt kế là Fahrenheit (ký hiệu ° F) và Celsius (ký hiệu ° C). 

- Ngày nay, nhiệt kế sử dụng phương tiện điện tử với màn hình kỹ thuật số hoặc đầu vào nối với máy tính được dùng phổ biến, chúng cho phép ghi nhớ nhiệt độ tại một thời điểm xác định. Nhiệt kế điện tử thường dùng lắp ở một số bảng đồng hồ treo tường kiểu Lịch Vạn niên, trong các máy đo nhanh của y học,... thì dùng cảm biến bán dẫn, biến đổi tín hiệu tương tự sang số ADC và hiện số liệu.

Cấu tạo của nhiệt kế điện tử

2. Tiêu chuẩn của vật liệu chế tạo nhiệt kế

2.1. Tiêu chuẩn vật liệu chế tạo

Vật liệu chế tạo nhiệt kế phòng thí nghiệm được lựa chọn dựa trên mối quan hệ giữa áp suất, thể tích và nhiệt độ của vật liệu mà nó sẽ đo sau này, đảm bảo các tiêu chí:

- Dễ làm nóng và làm mát, tức là khi có sự thay đổi nhiệt độ, vật liệu phải giãn ra hoặc co lại nhanh chóng. Một số vật liệu không có tính chất này sẽ mất một thời gian để phân phối giữa nhiệt độ và thay đổi âm lượng.

- Hệ thống sưởi và làm mát có thể đảo ngược. Tức là vật liệu có thể thường xuyên được làm nóng hoặc làm lạnh vô thời hạn bằng cách tăng hoặc giảm nhiệt như nhau mà sau mỗi lần thay đổi như vậy, chúng vẫn trở về áp suất, thể tích và nhiệt độ ban đầu. Đối với vật liệu là nhựa sẽ không có tính chất này.

- Hệ thống sưởi và làm mát phải đơn giản. 

2.2. Cách hiệu chuẩn nhiệt kế

- Nhiệt kế có thể được hiệu chuẩn bằng cách so sánh chúng với các nhiệt kế hiệu chuẩn khác hoặc kiểm tra chúng với các điểm cố định đã biết trên thang đo nhiệt độ.

- Điểm cố định được dùng nhiều nhất là điểm nóng chảy và sôi của nước tinh khiết. Lưu ý rằng điểm sôi của nước thay đổi theo áp suất, vì vậy điều này phải được kiểm soát.

Hiệu chuẩn nhiệt kế thủy tinh trong phòng thí nghiệm

4. Các loại nhiệt kế phòng thí nghiệm phổ biến

- Nhiệt kế chất lỏng: Cơ sở hoạt động là sự dãn nhiệt của các chất và phổ biến nhất là thủy ngân, rượu màu, rượu etylic, pentan,…

- Nhiệt kế điện: Sử dụng các đặc tính điện hoặc từ phụ thuộc nhiệt độ như hiệu ứng nhiệt điện trong một mạch có hai hay nhiều kim loại.

- Nhiệt kế điện trở: Đo nhiệt độ dựa trên hiệu ứng biến thiên điện trở của chất bán dẫn, bán kim hoặc kim loại khi thay đổi nhiệt độ.

- Nhiệt kế bán dẫn: Dùng cảm biến nhiệt là một linh kiện bán dẫn nhóm Diot Zenner biến đổi tín hiệu tương tự sang số ADC và hiện số liệu.

- Nhiệt kế hồng ngoại: Dựa trên hiệu ứng bức xạ nhiệt dưới dạng hồng ngoại của các vật nóng.

Nhiệt kế hồng ngoại đo trán để kiểm tra tình trạng nóng, sốt

5. Nhiệt kế được sử dụng để làm gì?

Nhiệt kế phòng thí nghiệm sử dụng một loạt các hiệu ứng vật lý để đo nhiệt độ. Cảm biến nhiệt độ được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng khoa học và kỹ thuật, đặc biệt là các hệ thống đo lường. 

Hệ thống nhiệt độ chủ yếu là điện hoặc cơ, đôi khi không thể tách rời khỏi hệ thống mà chúng điều khiển (như trong trường hợp nhiệt kế thủy ngân trong thủy tinh). 

- Nhiệt kế được sử dụng để đo nhiệt độ trên đường ở vùng khí hậu lạnh giúp xác định xem nơi đó có thể bị đóng băng hay không.

- Trong nhà, nhiệt kế điện được sử dụng trong các hệ thống kiểm soát nhiệt độ không khí như điều hòa, tủ đông, máy sưởi, tủ lạnh, máy nước nóng. Nhiệt kế Galileo được sử dụng để đo nhiệt độ không khí trong nhà, do phạm vi đo của chúng bị giới hạn.

- Nhiệt kế tinh thể lỏng dùng để đo nhiệt độ nước trong bể cá và các vòng đeo cảm nhận tâm trạng con người.

- Cảm biến nhiệt độ cách tử sợi Bragg được sử dụng trong các nhà máy năng lượng hạt nhân để theo dõi nhiệt độ lõi lò phản ứng và tránh khả năng xảy ra sự cố hạt nhân. 

- Trong lĩnh vực y tế, nhiệt kế được sử dụng trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe để xác định xem cá nhân có bị sốt hạy hạ thân nhiệt hay không.

+ Nhiệt kế tai (nhiệt kế hồng ngoại).

+ Nhiệt kế trán (nhiệt kế tinh thể lỏng).

+ Nhiệt kế trực tràng và miệng (thường là nhiệt kế thủy ngân nhưng hiện nay, phần lớn đã được thay thế bởi nhiệt kể NTC với đầu đọc kỹ thuật số).

Cặp nhiệt kế dùng để đo nhiệt độ cơ thể

- Trong lĩnh vực an toàn thực phẩm

+ Nhiệt kế rất quan trọng trong an toàn thực phẩm. Nếu thực phẩm ở nhiệt độ khoảng 41 và 135 ° F (5 và 57 ° C), vi khuẩn có hại có thể phát triển sau vài giờ. Nhiệt kế giúp theo dõi nhiệt độ làm lạnh và duy trì nhiệt độ trong thực phẩm dưới đèn nhiệt hoặc tắm nước nóng.

+ Nhiệt kế nấu rất quan trọng, giúp xác định xem thực phẩm có được nấu đúng cách hay không. 

- Nhiệt kế rượu, nhiệt kế hồng ngoại, nhiệt kế thủy ngân, nhiệt kế ghi, nhiệt kế Six được sử dụng trong khí tượng học và khí hậu ở các cấp độ khác nhau của khí quyển và đại dương. 

- Máy bay sử dụng nhiệt kế và ẩm kế để xác định xem trong khí quyển có tồn tại điều kiện có thể đóng băng hay không. Các phép đo này được sử dụng để khởi tạo các mô hình dự báo thời tiết.

Nhiệt ẩm kế giúp xác định khả năng đóng băng của khí quyển

Trên đây là những thông tin về nhiệt kế phòng thí nghiệm là gì? Các đặc điểm, phân loại và ứng dụng của nhiệt kế mà LabVIETCHEM tổng kết được. Hy vọng, nó sẽ là những thông tin hữu ích đối với các bạn.

Hiện nay, LabVIETCHEM đang cung cấp rất nhiều mẫu nhiệt kế chất lượng, giá tốt như:

- Nhiệt kế chữ T, Đầu dò dài 300mm HI145-20 Hanna

- Nhiệt kế treo tường HI146-00 Hanna

- Nhiệt kế hồng ngoại HI99550 Hanna

- Máy đo nhiệt độ KEY® HI98517 Hanna

Quý khách hàng quan tâm đến nhiệt kế dùng trong phòng thí nghiệm xin vui lòng liên hệ cho chúng tôi theo số Hotline 1900 2639 để được tư vấn và báo giá sớm nhất.

Xem thêm: 

• Tỷ trọng kế là gì? Cấu tạo và cách sử dụng tỷ trọng kế
• Cách sử dụng tỷ trọng kế đo độ mặn nước ao thủy sản