Lämpömittari

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Ulkokäyttöön tarkoitettu nestepohjainen lämpömittari

Lämpömittari on laite, jota käytetään aineen lämpötilan mittaamiseen. Mittareita on monenlaisia eri käyttötarkoituksiin. Lämpömittarin keksijänä pidetään Galileo Galileita, joka keksi alkeellisen lämpömittarin v. 1593lähde?. Lämpömittareissa on käytössä erilaisia asteikkoja, joista yleisin on Suomessakin käytössä oleva Celsius-asteikko. Tieteellisessä käytössä käytetään absoluuttisesta nollapisteestä alkavaa Kelvin-asteikkoa.

Nestepohjainen lämpömittari[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Nestepohjainen lämpömittari on yksinkertaisimpia lämpömittarimalleja. Se koostuu nestesäiliöstä, säiliöön liitetystä putkesta ja putken viereen asetetusta asteikosta. Nestesäiliö on täytetty aivan täyteen ja myös putki on osaksi nesteen täyttämä. Mittarin toiminta perustuu nesteen lämpölaajenemiseen: lämpötilan noustessa nesteen tilavuus kasvaa ja neste laajenee putkeen. Mittarin asteikko on kalibroitu niin, että nestepinnan korkeus suoraan osoittaa lämpötilan. Mittarin asteväli määräytyy nesteen lämpölaajenemiskertoimesta sekä säiliön tilavuuden ja putken poikkipinta-alan suhteesta. Tehtaalla nestettä täytetään niin paljon, että nesteen pinta asettuu putkessa oikealle kohdalle kalibrointilämpötilassa.

Nesteenä käytetään yleisesti värjättyä petrolia sen laajan lämpötilojen siedon ja tasaisen lämpölaajenemisen vuoksi. Myös etanolia eli spriitä käytetään varsinkin sellaisissa lämpömittareissa, joilla on mitattava hyvin alhaisia lämpötiloja. Myös elohopeaa esiintyy lämpömittareissa nesteenä. Värjätty alkoholi myös näkyy paremmin lasin läpi.

Bimetallilämpömittari[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Bimetallisella metallikierukalla toimiva mittari on toinen hyvin yksinkertainen malli. Se perustuu metallien lämpölaajenemiseen. Metallikierukkaan on toisiinsa kiinnitetty kaksi eri metalleista, tavallisimmin teräksestä ja kuparista, valmistettua kierukkaa, jotka näin yhdistettyinä näyttävät yhdeltä kappaleelta, ja koska eri metalleilla on erisuuri lämpölaajenemiskerroin, kierukka vääntyy eri lämpötiloissa eri asentoihin ja kääntää viisaria. Tyypillisiä kuluttajakäytössä olevia bimetallilämpömittareita ovat saunojen lämpömittarit. Koska mittareissa ei ole lasia, ei niiden rikkoontumisesta tule lasinsiruja saunojille. Koska toisaalta taas saunassa voi olla jopa 120 C -asteen lämpö, lasinen lämpömittari edellyttäisi erikoislasia, jotta lämpölaajeneminen ei särkisi mittalasia. Bimetallilämpömittareita käytetään myös erilaisissa mainoslahjalämpömittareissa, joiden valmistuskustannusten tulee olla halpoja.

Elektroninen lämpömittari[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Vastuslämpötila-anturi
Pääartikkeli: Termopari

Sähköinen lämpömittari voi perustua esimerkiksi joidenkin materiaalien sähkövastuksen suureen lämpötilariippuvuuteen. Lämpötila voidaan määrittää mittaamalla niiden vastusarvo. Tyypillisiä vastuslämpöantureita ovat platinasta valmistetut PT100- ja PT1000-anturit. On myös epätarkempia ja halpoja NTC-vastusantureita (Negative Temperature Coefficient), joiden vastuksen lämpötilariippuvuus on hyvin suuri ja voimakkaasti epälineaarinen.

Toinen käytetty periaate on metalliparista muodostettu termoelementti, jonka jännitettä mitataan.

Infrapunalämpömittari[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pintalämpötilaa, esimerkiksi seinän lämpötilaa, voidaan mitata infrapunalämpömittarilla, joka mittaa kohteen lähettämää lämpösäteilyä infrapunasäteilylle herkän anturin avulla.

Kaikki kappaleet säteilevät heikkoa infrapuna- eli lämpösäteilyä, joka on näkyvää valoa pitkäaaltoisempaa sähkömagneettista säteilyä. Vaikka sitä ei voi ihmissilmin nähdä, sitä voidaan havainnoida oikealla laitteistolla samalla tavoin kuin ihminen näkee valoa. Säteilyn aallonpituusjakauma ja voimakkuus riippuvat kappaleen lämpötilasta.

Lämpökamerassa on infrapunasäteilylle herkkä valokenno ja sillä voidaan tuottaa televisiokuvan tapaisia lämpökuvia. Lämpökamera tavallaan muuttaa infrapunasäteilyn ihmissilmälle sopivaksi. Näin saadaan kuvia eri kappaleiden lämpötiloista.

Muita lämpömittareita[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Akustisessa lämpömittarissa hyödynnetään äänen nopeuden riippuvuutta lämpötilasta.
  • Kelojen ja muuntajien käämien lämpötilaa mitataan usein mittaamalla käämin resistanssin muutosta. Resistanssin muutoksesta voidaan laskea lämpötilan nousu perustuen käämin metallin ominaisresistanssiin.

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Lämpömittari.