Inhalt
- Liquid-in-Glass-Thermometer
- Widerstandsthermometer
- Konstantvolumen-Gasthermometer
- Strahlungsthermometrie
Um das Wetter und andere Phänomene besser untersuchen zu können, verwenden die Wissenschaftler Thermometer, um die Temperatur zu messen. Thermometer gibt es in verschiedenen Ausführungen, darunter Liquid-in-Glass, Widerstand und Infrarotstrahlung. Jeder Typ bietet verschiedene Vorteile wie Kosten, Geschwindigkeit, Präzision und Temperaturbereich.
Liquid-in-Glass-Thermometer
Das Liquid-in-Glass-Thermometer ist eines der am häufigsten verwendeten Instrumente zur Temperaturmessung. Wie der Name schon sagt, besteht das Instrument aus einem Glaskolben, der eine spezielle Flüssigkeit enthält. Oben auf der Glühbirne befindet sich ein Stiel mit einer Skala zur Messung der Temperatur. Die für Thermometer ausgewählten Flüssigkeiten dehnen sich und ziehen sich in Reaktion auf Temperaturänderungen erheblich zusammen, sodass sie die Temperatur als Position auf der Stielskala anzeigen. Quecksilber war jahrelang eine häufig verwendete Flüssigkeit zur Temperaturmessung, wurde jedoch aus Sicherheitsgründen von Thermometerherstellern zugunsten von Alkohol und anderen Substanzen mit geringerer Toxizität ausgemustert. Daniel Gabriel Fahrenheit erfand das Quecksilber-in-Glas-Thermometer, das den Temperaturbereich von minus 38 bis 356 Grad Celsius abdeckt.
Widerstandsthermometer
Wenn elektrische Ströme durch Drähte fließen, zerstreuen sie sich und die Drahtgrenzen. Dies ist ein Phänomen, das als elektrischer Widerstand bekannt ist und dessen Wert sich auf die Temperatur bezieht. Widerstandsthermometer verwenden normalerweise Platindraht, da dieser in einem weiten Temperaturbereich nicht korrodiert oder anderweitig mit Luft reagiert. Der Draht wird normalerweise zu einer Spule gewickelt und in ein Keramikrohr gelegt. Widerstandsthermometer haben eine viel größere Auflösung als das Liquid-in-Glass-Verfahren und können Änderungen bis zu einem Tausendstel Grad messen.
Konstantvolumen-Gasthermometer
Das Gasthermometer mit konstantem Volumen besteht aus einem Behälter mit einer festgelegten Gasmenge im Inneren. Das Thermometer arbeitet nach dem Prinzip, dass Änderungen des Gasdrucks proportional zu Änderungen der Gastemperatur sind. Ein Drucksensor im Behälter erkennt den Druck und die Kalibrierelektronik wandelt diesen Wert in eine Temperaturmessung um. Konstantvolumenthermometer verwenden typischerweise Luft als Gas für Messungen nahe der Raumtemperatur. Wenn Messungen sehr niedrige Temperaturen erfordern, wird stattdessen Helium verwendet, da es einen Siedepunkt nahe dem absoluten Nullpunkt hat.
Strahlungsthermometrie
Alle Objekte senden Infrarotstrahlung mit einer Intensität aus, die in etwa proportional zu ihrer Temperatur ist. Strahlungsthermometer bestehen aus einer Reihe von Optiken, die Infrarotlicht auf einen speziellen elektronischen Detektor fokussieren. Der Detektor ist normalerweise ein Halbleiter wie Silizium, der einen der Intensität der Infrarotstrahlung proportionalen elektrischen Strom erzeugt. Das Gerät berechnet die Temperatur elektronisch. Ein wesentlicher Vorteil von Strahlungsthermometern ist die Möglichkeit, die Temperatur eines Objekts aus der Ferne zu messen. Sie können auch Temperaturen schneller messen als mit anderen Methoden. Einige Infrarot-Thermometer haben ein Laservisier, um das Gerät genau auf bestimmte Objekte auszurichten.