какие виды термометров бывают
Термометр и его разновидности
Термометр — это устройство, применяемое для измерения температуры. Его название произошло от двух греческих слов: «тепло» и «измеряю». Прибор позволяет фиксировать температуру разных сред: газов, жидкостей и твердых тел.
Все существующие термометры можно разделить на:
О каждом виде термометров и пойдет речь в статье. Но сначала об истории создания и о тех, кто создавал первые измерительные устройства.
История создания термометра
Считается, что первым человеком, который изготовил термометр, был итальянский физик эпохи Возрождения — Галилео Галилей. Хотя прямых доказательств этого нет. Однако об этом свидетельствовали последователи ученого, которые даже назвали год этого изобретения — 1597. Название у прародителя термометра было «термобароскоп» или «термоскоп».
Идея создания термоскопа пришла Галилею после изучения трудов греческого математика, жившего в I в.н.э, Герона Александрийского. Изначальным замыслом не предусматривалось измерение температуры. Устройство использовалось, чтобы демонстрировать подъем воды в зависимости от нагревания воздуха.
Термоскоп изготавливался из стеклянной трубки, полой, с одной стороны, и с припаянным шариком, с другой. Работало устройство следующим образом:
Измерить термоскопом температуру было невозможно. Он не был градуирован, да и уровень подъема воды зависел не только от степени нагрева воздуха, но и от окружающего давления. Почти через 60 лет после смерти Галилея (в 1657 году) его термоскоп усовершенствовали ученые из Флоренции.
Термоскопу добавили шкалу-бусины и герметично запаяли трубку, удалив из нее воздух, залив внутрь спирт и перевернув. До того, как стали использовать винный спирт, трубки лопались при замерзании воды. То, что именно спирт позволит сохранить целостность колбы при отрицательных температурах, предположил Фердинанд II — тосканский герцог. С 1654 года мастера стали заливать в термоскопы алкоголь.
Сосуд стал не нужен для работы прибора, поэтому от него избавились. В зависимости от температуры воздуха, бусины поднимались или опускались. А в качестве исходных точек для измерения использовали отметки, сделанные в самый жаркий и самый холодный дни года.
Наряду с Галилеем, первенство в создании устройств, которые фиксировали изменения температуры окружающего воздуха приписывают:
Хотя де Косс был лично знаком с Галилеем, поэтому мог увидеть его изобретение. Устройства других исследователей тоже были созданы по принципу термоскопа и зависели от температуры, так же, как и от атмосферного давления.
Впервые жидкостный термометр был описан флорентийцами в 1667 году. Сохранилось описание процедуры изготовления стеклянных колб стеклодувами. Этих мастеров называли «Confia». Несколько экземпляров флорентийских термометров можно и сегодня увидеть в музее Галилея. Эти устройства довольно большие по своим размерам и не отличаются точностью показаний. Хотя самые опытные мастера уже тогда умели так наносить шкалу градусов, что их термоскопы показывали одинаковую температуру. Измерить ими, что то еще, кроме температуры воздуха, было невозможно.
Следующим ученым, внесшим вклад в эволюцию термометра, стал французский ученый Гийом Амонтон, живший в 1663–1705 гг. Он стал измерять степень увеличения упругости воздуха, а не его расширение. Свои опыты Амонтон проводил, используя открытую трубу, изогнутую к нижней части и переходящую в замкнутую круглую полость. Подливая в трубку ртуть, ученый фиксировал изменения объема воздуха в зависимости от температуры.
Второй термометр Амонтона был герметичен и независим от окружающего давления. Его устройство включало в себя коленчатую трубку с раствором углекислого калия и нефтью, которая заканчивалась резервуаром с воздухом. Но этому сифонному барометру было еще очень далеко до совершенства современных термометров.
Тем, как выглядит современный термометр мы обязаны германскому ученому 18 века Габриэлю Фаренгейту. Начав с заполнения трубок спиртом, позднее он стал заполнять их ртутью. Фаренгейт установил ноль своей шкалы на отметке температуры смеси поваренной соли или нашатыря со снегом. Сделав градуирование, Фаренгейт установил, что вода начинает кипеть при 212⁰, а замерзает при 32⁰. Температура человеческого тела, при помещении термометра под мышку, составила 96⁰.
Метеоролог из Швеции Андерс Цельсий поставил точки кипения воды и таяния льда совсем не так, как это выглядит на современных градусниках. По его шкале вода закипала при 0⁰, тогда как лед начинал таять при 100⁰. Последователям оставалось лишь перевернуть шкалу, чтобы она приняла сегодняшний вид. Сделали это шведские ученые Карл Линней и Мортен Штремер. Кроме изобретения своей шкалы, Цельсий предсказал, что температура кипения воды может отличаться в зависимости от расположения местности относительно уровня моря. Зная этот уровень предполагалось проводить калибровку измерительных приборов.
Бытует мнение, что шкала должна называться именем Штремера и носит имя Цельсия из-за ошибки, допущенной химиком Иоганном Якобом в своей научной работе.
Еще одним человеком, оставившим след в истории создания измеряющего температуру устройства, является француз Рене Антуан Реомюр. Его работы стали причиной появления шкалы, градуированной в 80⁰. Несмотря на большой вклад в науку, прибор Реомюра не получил распространения и стал своеобразным шагом назад по сравнению с устройствами Фаренгейта. Фаренгейт и Реомюр стали последними, кто самостоятельно изготавливали свои термометры. После них этим стали заниматься ремесленники, зарабатывавшие на продажах устройств измерения температуры.
Виды термометров
Как уже говорилось, все термометры можно классифицировать в зависимости от устройства и принципа работы на жидкостные, механические, газовые, оптические, электронные.
Жидкостные
В принцип действия жидкостных термометров, как это понятно из их названия, заложено изменение объема жидкости, заполняющей столбик устройства, при понижении или повышении окружающей температуры. В качестве жидкости, чаще всего, используется ртуть или спирт. Кроме спиртов и ртути, применяют также:
Наиболее характерным жидкостным термометром является обычный градусник для измерения температуры тела. Подобные устройства можно встретить у многих людей, которым интересна температура в комнатах или в других помещениях, например, в сауне. Используются они и для термометрии на открытом воздухе.
В связи с тем, что ртуть представляет опасность для здоровья, ее использование постепенно подпадает под запрет. Сейчас в термометрах начинают использовать другие жидкие металлы и их сплавы, например, галистан, в в состав которого входят:
Такой наполнитель идеально подходит для замеров тел с высокой температурой. На замену ртутным градусникам все чаще приходят другие типы устройств, в том числе механические и электронные.
Механические
Такие термометры используют в качестве индикатора стрелку, закрепленную на спиральной пружине или биметаллической ленте. В зависимости от температуры пружина скручивается или разжимается, и стрелка движется вдоль шкалы с градусами. Такие градусники не отличаются точностью показаний и используются обычно в быту, когда максимальная точность не особо важна.
Следующей разновидностью являются газовые приборы.
Газовые
Устройства, использующие для определения температуры газов, основаны на принципе, изложенном в законе Шарля. В соответствии с ним в газах, остающихся в одном объеме, повышается давление при их нагревании. И, наоборот, давление газообразного вещества снижается, если оно остывает.
Исходя из установленной пропорции и замеряя повышение или понижение давления идеального газа, можно определить температуру измеряемой среды или вещества. Наиболее точные показания выдает термометр, где рабочим веществом является водород или гелий.
Оптические
Пожалуй, одними из самых востребованных на сегодня устройств измерения температуры являются оптические термометры. Они позволяют делать замеры на расстоянии, не соприкасаясь с телом или предметом измерения.
К такому виду относятся инфракрасные термометры, применяемые в медицине. Они улавливают тепловые, инфракрасные, лучи и, после их электронной обработки, выдают на дисплей температурный показатель. Своим принципом работы такие устройства схожи с тепловизорами, но отличаются более высокой точностью.
Еще одним поводом к тому, что такие приборы становятся все более востребованными, стал запрет на ртутные градусники. Уже с 2030 года в нашей стране будет запрещено использовать устройства для измерения температуры с ртутью в качестве рабочего вещества.
Электронные
Электронные термометры показывают температуру, оценивая изменение электрической сопротивляемости проводника, которая зависит от степени его нагрева. В более широкодиапазонных устройствах применяется термопара.
При этом учитывается разность потенциалов на контактах металлических проводников с отличающейся электроотрицательностью. Контактная разность меняется в зависимости от окружающей температуры. Самыми точными устройствами признаны те, в которых используется платиновая проволока или керамика с платиновым напылением.
Кроме приведенных устройств выделяют еще технические термометры, а также приборы для фиксации максимальной и минимальной температуры.
Технические термометры
Технические термометры нашли свое применение в различных сферах промышленности, начиная с сельскохозяйственной и заканчивая тяжелым машиностроением.
Среди них выделяют:
В зависимости от способа фиксации показателей, приборы измерения температуры могут классифицироваться как:
Примером максимального термометра служит градусник для измерения температуры тела. После того, как ртуть или жидкость поднимается по шкале, она остается на максимальном уровне, а не опускается вниз. Минимальные устройства фиксируются на минимуме температуры. Нефиксируемые изменяют свои показания в зависимости от интенсивности прогрева или остывания среды измерения.
Видео по теме
Как выбрать градусник? Обзор термометров, плюсы и минусы
Градусник или медицинский термометр – измерительный прибор, который должен быть в каждой домашней аптечке. Ведь повышение температуры тела – явный признак заболевания. Как выбрать градусник, учитывая широкое разнообразие медицинских термометров на Здравсити? На какие критерии обратить внимание?
Классика – ртутный градусник
Ртутный градусник иногда передается из поколения в поколение, может работать десятилетиями и не терять точности. И это один из самых бюджетных вариантов.
Это стеклянный прибор с капилляром ртути внутри. Кстати, за счет стекла (хоть и хрупкого), такие градусники легко дезинфицировать и обрабатывать антисептиками, не боясь их повреждения и выхода из строя. Поэтому такие приборы чаще всего используют в стационарах, ну или бесконтактные.
Действие ртутных градусников основано на температурном расширении металла. Предпочтение этому градуснику отдают за счет простоты его использования и точности – вплоть до 0,1 градуса.
Но, несмотря на все плюсы, есть и минусы:
Ртутным градусником можно измерять температуру орально, ректально или в подмышечной впадине, но. При ректальном измерении температуры есть особенности: обтекаемая формы и хрупкий, негнущийся наконечник делает этот прибор не самым удобным.
Такие градусники хрупкие, а внутри – ртуть, очень опасное вещество. Но избежать этих рисков можно при правильной утилизации градусника.
Для получения достоверного результата нужно 3-5 минут. При измерении температуры взрослого человека проблем не возникает, а вот если речь идет о маленьких детях, то минуты превращаются в часы. Ведь нужно контролировать малыша, его подвижность.
Безртутные градусники
Безртутные градусники внешне напоминают ртутные, но в них нет этого опасного и токсичного металла. Вместо этого: смесь металлов, которая даже при повреждениях безвредна для человека.
Алгоритм работы схож со ртутными моделями, сплав металлов расширяется под действием температуры и виден результат. Единственное отличие – трясти градусник, чтобы сбить прошлые результаты, нужно гораздо дольше, ведь этот сплав металлов движется медленнее, чем ртуть.
Плюс в том, что корпус градусника выполнен из закаленного стекла и покрыт пленкой и даже если термометр разобьется, исключается распространение осколков – корпус просто треснет.
Электронные термометры
Их также называют цифровыми, и эти медицинские термометры с массой модификаций удобны при изменении температуры у малышей. В носике встроен чувствительный датчик, который измеряет температуру и передает ее на дисплей.
Кстати, для крох разработаны специальные электронные градусники – термометры-соски, которые показывают результат в течение минуты. Электронные градусники немногим дороже ртутных. Хотя чем больше девайсов, тем выше цена.
Цифровые термометры выполнены из пластика, поэтому далеко не все средства дезинфекции могут использоваться. Однако, некоторые модели снабжены съемными наконечниками, решающими проблему дезинфекции.
В отличие от ртутного градусника, у электронного гнущийся кончик, что позволяет использовать при измерении температуры различными способами, например, ректально. И самый явный плюс – время измерения температуры — результат всего за минуту. Но, при измерении в подмышечной впадине, – не менее 3-5 минут. Это существенное преимущество для родителей.
У электронных медицинских термометров есть и минусы:
Инфракрасный термометр
В последнее время, в связи с пандемией, инфракрасные бесконтактные термометры получили широкое распространение. Но пользуются им чаще в больницах, поликлиниках и популярность объясняется скоростью получения результата.
Существенным преимуществом является устойчивость к дезинфицирующий средствам, воде. Кстати, можно измерить температуру воды для купания малыша. Особой популярностью такие медицинские термометры пользуются при измерении температуры у детей, ведь держать малыша и сковывать его движения не нужно, достаточно удержать его на расстоянии сантиметра ото лба.
Но измерять температуру таким прибором можно только следуя инструкции, например, прикладывать ко лбу, виску или уху. При ушном измерении температуры использую специальные наконечники, которые помещаются в ушную раковину, но при отитах результат будет заведомо неверен.
Кроме того, на достоверность результатов влияет состояние человека, например, если ребенок плачет и сильно кричит, цифры оказываются неверными.
К числу других минусов можно отнести:
Термополоски
Несмотря на это, термополоски окажется полезным в путешествиях и других походных условиях.
Каждый вид медицинских термометров имеет свои преимущества. Например, самый надежный и точный – ртутный, но результатов придется дожидаться 3-5 минут. Кстати, вопреки распространенному мнению, при изменении температуры электронным градусником, его нужно держать в подмышечной впадине также около 3-5 минут.
Более безопасны, но столь же точны безртутные градусники.
Инфракрасные градусники дают самый быстрый, но менее точный результат. Поэтому пользоваться ими можно только в соответствующих случаях, например, в походах, путешествиях и поездках.
Виды термометров и их предназначение
Сегодня практически невозможно представить себе жизнь без термометра. Конечно, о температуре на улице можно узнать из сводки погоды. Но как же определить уровень тепла в комнате, духовке, сушильной камере или теплице? Тут никак не обойтись без термометра.
Существует несколько их видов:
Жидкостные
Принцип действия такого прибора основан на эффекте расширения или сжатии жидкости, которая заполняет колбу и изменяет свой объем при колебании собственной температуры. Обычно, в него заливают ртуть или спирт, которые тонко реагируют на минимальное изменение тепла в окружающей среде.
Механические
Принцип работы прибора данного типа тоже основан на расширении. Но с его помощью определяется температура в зависимости от расширения биметаллической ленты или металлической спирали.
Такие термометры характеризуются высокой точностью, они надежны и просты в эксплуатации.
Как отдельную, самостоятельную модель их, правда, не используют, обычно они применяются в автоматизированных системах.
Газовые
Газовый тип температурного измерителя работает по тому же принципу, что и жидкостное устройство. В качестве рабочего вещества в нем используют какой-либо инертный газ.
Электрические
Работа такого измерительного прибора связана с зависимостью сопротивления используемого проводника от температуры. Известно, что сопротивление любых металлов линейно зависит от уровня их тепла. Более точные измерения можно получить, если заменить металлические проводники полупроводниками. Однако полупроводники в таких приборах практически не используют, поскольку зависимость между характеристиками полупроводника и уровня тепла нельзя выразить линейно и практически невозможно проградуировать приборную шкалу.
Оптические
Оптические приборы или пирометры позволяют узнать температуру по уровню светимости тела, анализу его спектра и некоторым другим параметрам. Это бесконтактный прибор, способный измерять, причем с точностью до нескольких градусов, уровень тепла в широчайшем диапазоне – от 100 до 3000 градусов. Чаще всего на практике мы встречаемся с инфракрасными бытовыми термометрами. Такие градусники очень удобны, поскольку позволяют безопасно, быстро и точно определять температуру тела человека.
Существуют и другие, более сложные температурные измерители, например, волоконно-оптические или термоэлектрические. Это очень чувствительные приборы, дающие точнейшие результаты измерения практически без ошибки.
Термометры и измерительные приборы в ассортименте Техмос
Введение:
★ Термометры
Что делать, если вы разбили ртутный градусник, мы рассказываем в другой статье.
Термометры
Термометры условно можно разделить на несколько типов:
Жидкостные термометры
Достоинства:
Недостатки:
Стекло, из которого сделан термометр и его колба/капилляр, можно разбить при неаккуратном обращении
Примеры комнатных термометров:
Механические термометры
Это такие виды биметаллических термометров:
Достоинства:
Недостатки:
цена чуть дороже жидкостных
Термогигрометры и психрометры
— это просто «термометр + гигрометр» (измеритель относительной влажности воздуха) в одном приборе.
Чем вам пригодится гигрометр, а точнее знание относительной влажности воздуха:
Для начала обратимся к нормам и СНИПам нормальным показателем относительной влажности в помещении считается от 45% до 60%
Совет: Как сделать воздух более влажным?
Самый простой, но не всегда возможный — мокрое полотенце на разогретую радиаторную батарею. Но лучше для этого использовать специальные увлажнители воздуха
Психрометры
Вот примеры популярных психрометров:
Как с ними работать, написано на странице самих психрометров. На самом деле — необходима легкая арифметика и найти в прилагаемой таблице нужные параметры: разница показаний мокрого и сухого термометров по прилагаемой температуре дает максимально точное значение относительной влажности воздуха.
Кому нужны психрометры:
Метеостанции
Метеостанции — это домашний цифровой прибор для комплексных показателей по температуре, влажности. Часто в более продвинутых моделях есть еще часы, будильник и показатели атмосферного давления.
Есть также метеостанции, которые могут выдавать краткосрочный прогноз погоды и на индикаторе показывать историю показаний по одному из измерений: температура, влажность, давление.
Есть еще особенность: некоторыйе виды метеостанций, к которым можно подключать внешние датчики от 1 до 3-4-х дополнительно.
Например,
— один поставить в другой комнате (например, в детской),
— второй на улицу,
— а третий датчик уже встроен в саму метеостанцию. |
И наблюдать за 3-мя показаниями, чтобы вовремя одеться на улицу, включить увлажнитель воздуха в детской или наоборот осушитель воздуха в основной комнате.
Кухонные термометры
Это отдельная категория термометров для измерения или температуры мяса (или любого другого продукта), или для замера температуры духовки, или и для того и другого.
Все виды градусников для измерения температуры тела
В статье рассказывается о различных видах термометров, применяемых для определения температуры, сделан акцент на принципе работы и особенностях.
Также рассказывается о видах медицинских приборов сообразно способу их применения, есть характеристики ректального, ушного, налобного приборов.
Также указаны популярные производители и примерная стоимость устройств.
Градусники для определения температуры тела — какие они бывают
Для постановки диагнозов различных заболеваний не обойтись без градусников.
Существуют различные виды термометров. Перечислим их:
Эти виды медицинских градусников используются для выявления отклонений температуры человеческого тела.
Высокие показатели могут быть свидетельством различных патологий – это может касаться воспалительных заболеваний, болезней головного мозга, онкозаболеваний, прочего.
Принято считать, что показатель должен быть 36,6° С. Но этот показатель может меняться вследствие менструации, овуляции или даже времени суток.
О принципах работы различных типов градусников
Электронный градусник состоит из терморезистора, который является главной составляющей этого прибора.
Когда показания колеблются, он меняет уровень сопротивления. Для защиты электронного градусника от повреждений его корпус изготовлен из материалов, не пропускающих влагу.
После измерения можно услышать звуковой сигнал. Узнать результат можно, взглянув на дисплей медицинского прибора.
Электронный медицинский градусник: на дисплее указана температура тела. Для удобного хранения предусмотрен прозрачный футляр
Особенностью этой модели является наличие сменных колпачков, они нужны для гигиенических целей, идут в комплекте.
Для того чтобы воспользоваться электронным термометром, нужно нажать всего одну кнопку. Результат можно увидеть на жидкокристаллическом дисплее.
Для получения точного результата лучше его использовать в прямой кишке или во рту.
Плюсы электронных градусников:
Есть и недостатки у таких приборов. Перечислим их:
Различные виды градусников позволяют выбрать любой понравившийся, но самый распространенный — ртутный.
Его особенность в том, что он может запоминать последнее показание. Сейчас этот товар является лидером продаж.
Однако ртуть является отправляющим веществом. Хрупкость – главный недостаток прибора. Если его разбить, то ртуть выльется наружу.
Чтобы минимизировать ущерб, ртутные варинты продаются в оболочках-капсулах. Даже если градусник поломается, ртуть останется внутри капсулы.
Перечислим плюсы ртутных термометров:
Эта разновидность градусников имеет свои минусы:
Принцип работы стеклянного градусника основан на том, что осуществляется расширение ртути при повышенной температуре тела: металл начинает подниматься по стеклянному резервуару.
Полагают, что ртутный градусник способен дать максимально достоверные показания.
Футляр используют для хранения ртутного прибора. Медприбор нужно хранить сухим, столбиком вниз.
Вышеприведенная классификация термометров включает в себя и инфракрасные градусники. Они также применяются для определения температуры человеческого тела.
Инфракрасные модели – это чаще всего ушные термометры: необходимо датчик вставить в ухо, полученные результаты отобразятся на экране. Об окончании процедуры сообщит сигнал, так же, как и в электронных моделях.
Особенностью таких термометров является наличие подсветки.
У инфракрасного градусника есть свои плюсы:
У этого типа термометра есть и недостатки:
Работа таких приборов основана на наличии сверхчувствительного компонента, который реагирует на инфракрасные лучи, исходящие от тела человека.
Вся информация выводится на жидкокристаллический дисплей. О том, что устройство завершило свою работу, можно узнать по звуковому сигналу.
Если прибор с подсветкой, то увидеть показания можно даже ночью.
Расскажем о ректальных термометрах. Перед их использованием необходимо ознакомиться с инструкцией.
При помощи таких приборов можно контролировать состояние здоровья человека. Этот прибор способен показать температуру, измеряемую в анальном отверстии.
Обычно ими пользуются женщины. С помощью таких градусников можно следить за состоянием детородной функции, что поможет узнать гормональный фон в разные дни.
Также такой градусник используют для измерения температуры тела у детей – делать это необходимо исключительно тогда, когда ребенок спокоен.
Градусник нужно ввести в анальное отверстие максимум на 5 сантиметров. Рекомендуется при проведении процедуры пользоваться смазкой. Для этого подойдет детский крем или лубрикант.
Ждут несколько минут, затем градусник достают и смотрят на показатели. После использования наконечник прибора обрабатывают антибактериальной салфеткой.
Использование ректального градусника
Такие градусники еще могут называть цифровыми.
Перечислим плюсы таких термометров:
Также у таких градусников есть свои минусы:
Чтобы быстро измерить температуру, используют градусники на лоб. Они могут быть как электронные, так и в виде наклеек.
Для измерения лоб должен быть чистым и сухим. Термометр прикладывают на середину лба, при этом прибор следует удерживать с двух сторон. Не прикасайтесь пальцами к цифрам.
Если пользуетесь наклейкой, то достаточно 20 секунд, чтобы узнать температуру. Использовать термометр-наклейку под яркими лампами или прямыми солнечными лучами запрещено.
Плюсы таких термометров-наклеек:
Из минусов можно отметить следующее:
Также могут использоваться жидкостные термометры. Их еще называют техническими.
Он состоит из шкалы, капиллярной трубки, жидкости, перепускной камеры, шарика термометра.
Принцип его работы — в свойствах жидкостей расширяться и сжиматься.
При нагреве жидкости происходит ее расширение, жидкость начинает подниматься вверх по капиллярной трубке, что сигнализирует о повышении температуры.
Плюсы жидкостных термометров:
Они также имеют свои минусы:
Манометрический прибор используется для того, чтобы измерять температуру газообразных и жидких нейтральных сред.
Принцип прибора основан на измерении давления вещества, заключенного в ограниченном пространстве. На показатели оказывает влияние температура чувствительного элемента.
О производителях и ценах на термометры
Инфракрасные, электронные модели выпускает японская компания AND DT. Стоимость инфракрасных – до 1200 рублей, электронных – порядка 300 рублей и дороже.
B-Well — известная швейцарская фирма. Электронные модели градусников этого медпроизводителя можно купить по весьма доступной цене — не дороже 300 рублей. Приборы отличаются особым ярким дизайном, отдельные модели украшены веселыми рисунками. Такие модели обычно покупают для детей.
В перечне товаров можно выбрать градусники, использующиеся для измерения ректальной температуры, их стоимость начинается от 170 рублей.