Nhiệt kế là gì? Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động chi tiết

Nhiệt kế là thiết bị hỗ trợ đắc lực giúp chúng ta kiểm soát thân nhiệt và đo lường nhiệt độ môi trường một cách chính xác. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết về khái niệm, phân loại cũng như nguyên lý hoạt động của các loại nhiệt kế phổ biến nhất hiện nay qua bài viết dưới đây.

Nhiệt kế là gì?

Định nghĩa

Thuật ngữ nhiệt kế bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó “nhiệt” nghĩa là nhiệt độ và “kế” nghĩa là đo lường. Đây là dụng cụ được thiết kế để đo và chỉ ra nhiệt độ tại một môi trường hoặc vật thể cụ thể thông qua nhiều nguyên tắc vật lý khác nhau như sự giãn nở của chất lỏng hoặc cảm biến hồng ngoại.

Nhiệt kế là một dụng cụ được thiết kế để đo và chỉ ra nhiệt độ

Cấu tạo

Về cơ bản, nhiệt kế được cấu tạo từ 2 bộ phận chính gồm:

• Phần hiển thị thông tin kết quả.
• Phần cảm biến nhiệt để đo nhiệt độ.

Nguyên lý hoạt động

Khi đo, phần cảm biến nhiệt sẽ nở ra nếu gặp vật nóng và co lại khi gặp vật lạnh. Thang đo được thiết kế từ thấp đến cao giúp người dùng dễ dàng theo dõi. Một số đơn vị đo tiêu chuẩn bao gồm:

• Celsius (°C): Phổ biến tại Canada, Anh và Việt Nam.
• Fahrenheit (°F): Thường dùng tại Mỹ.
• Kelvin: Đơn vị dùng trong nghiên cứu khoa học.

Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế khá đơn giản dựa vào phần cảm biến nhiệt độ

Công dụng của nhiệt kế

Công dụng chính của nhiệt kế là đo nhiệt độ, phục vụ nhiều mục đích từ gia đình đến công nghiệp và y tế:

• Theo dõi, kiểm soát nhiệt độ trong các động cơ.
• Đo lường nhiệt độ trong hệ thống điều hòa không khí.
• Kiểm tra chất lượng thực phẩm.
• Khảo sát tòa nhà để phát hiện độ ẩm và rò rỉ.
• Sử dụng trong phòng thí nghiệm và lưu trữ.
• Kiểm tra thân nhiệt trong y tế.

Nhiệt kế được sử dụng phổ biến, đặc biệt là trong y học

Các ứng dụng của nhiệt kế trong cuộc sống

Trong y tế

Trong y tế, nhiệt kế giúp xác định tình trạng sốt của cơ thể thông qua nhiều dạng như: nhiệt kế tai, nhiệt kế trán và nhiệt kế trực tràng hoặc miệng.

Nhiệt kế trong y tế được sử dụng với một số loại đa dạng

Trong công nghệ sản xuất

Nhiệt kế đóng vai trò quan trọng trong hệ thống kiểm soát nhiệt độ của các thiết bị như tủ lạnh, máy sưởi, máy lọc nước. Ngoài ra, thiết bị này còn hỗ trợ dự báo thời tiết, theo dõi nhiệt độ lò phản ứng năng lượng hạt nhân và đảm bảo an toàn thực phẩm trong quá trình bảo quản.

Trong công nghệ sản xuất máy móc, nhiệt kế điện có tác dụng trong hệ thống kiểm soát nhiệt độ không khí

Trong phòng thí nghiệm

Các cảm biến nhiệt độ được ứng dụng trong hầu hết các thí nghiệm khoa học và hệ thống đo lường vật lý chính xác.

Ở trong phòng thí nghiệm thì nhiệt kế được sử dụng một loạt các hoạt động vật lý

Các loại nhiệt kế phổ biến hiện nay

Trên thị trường hiện nay có 3 loại nhiệt kế được sử dụng phổ biến nhất:

• Nhiệt kế thủy ngân: Thiết bị truyền thống lâu đời.
• Nhiệt kế điện tử: Thiết bị hiện đại, đo được nhiều vị trí.
• Nhiệt kế hồng ngoại: Công nghệ không chạm, an toàn và nhanh chóng.

Nhiệt kế thủy ngân

Định nghĩa: Sử dụng đặc tính giãn nở của thủy ngân khi gặp nhiệt độ để đo thân nhiệt.

Cấu tạo gồm 3 phần:

• Phần cảm nhận nhiệt độ: Bầu đựng thủy ngân.
• Ống mao dẫn: Cột dẫn thủy ngân giãn nở.
• Phần hiển thị: Các vạch chia độ.

Nhiệt kế thủy ngân là thiết bị được phát minh từ rất lâu đời nhưng cho đến ngày nay nó vẫn là một thiết bị được sử dụng khá nhiều

Nguyên lý hoạt động: Dựa trên sự giãn nở của thủy ngân theo nhiệt độ. Vị trí đo phổ biến là nách hoặc dưới cánh tay.

Nhiệt kế thủy ngân hoạt động dựa theo nguyên lý sự giãn nở của thuỷ ngân theo nhiệt độ

Ưu điểm: Giá thành rẻ, độ chính xác cao, dễ sử dụng.

Nhiệt kế bằng thủy ngân có thể sử dụng cho nhiều người khi đo ở nách

Nhược điểm: Thời gian đo lâu (3 – 5 phút), dễ vỡ, độc hại nếu rò rỉ thủy ngân.

Nhiệt kế điện tử

Định nghĩa: Dùng công nghệ cảm ứng nhiệt, cho tốc độ đo nhanh và an toàn.

Nhiệt kế điện tử là một loại nhiệt kế dùng công nghệ cảm ứng bức xạ hồng ngoại để đo nhiệt độ

Cấu tạo: Bộ phận cảm biến, màn hình LCD và nút nguồn.

Nhiệt kế điện tử Microlife MT550

Nguyên lý hoạt động: Cảm biến thu thập tín hiệu nhiệt, truyền về bảng vi mạch để xử lý và hiển thị trên màn hình.

Nhiệt kế điện tử được thiết kế để sử dụng cảm biến nhiệt để đo nhiệt độ

Ưu điểm: An toàn cho mọi đối tượng, độ bền cao, trả kết quả nhanh (5 – 10 giây).

Nhược điểm: Giá thành cao hơn, có thể có sai số nhỏ.

Nhiệt kế điện tử đem lại cho người dùng nhiều tiện lợi khi đo nhiệt độ

Nhiệt kế hồng ngoại

Định nghĩa: Đo nhiệt độ không cần tiếp xúc, dựa trên bức xạ nhiệt của cơ thể.

Nhiệt kế điện tử hồng ngoại Kachi JXB-315

Cấu tạo: Phần cảm biến, màn hình LCD và các nút điều chỉnh chức năng.

Nguyên lý hoạt động: Đo năng lượng bức xạ hồng ngoại từ vật thể và tính toán thành chỉ số nhiệt độ.

Nhiệt kế hồng ngoại có nhiều công dụng và cho kết quả nhanh chóng

Ưu điểm: Đo không chạm, độ chính xác cao, đa năng (đo được nước, sữa, phòng).

Nhược điểm: Giá thành cao, dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh (gió, điều hòa).

Nhiệt kế điện tử hồng ngoại Microlife NC200

Các yếu tố cần biết khi chọn mua nhiệt kế

Đối với nhiệt kế thủy ngân, cần kiểm tra độ nguyên vẹn, không nứt vỡ và vạch chia độ phải rõ nét.

Kiểm tra về độ nguyên vẹn của sản phẩm, tránh lựa chọn những sản phẩm vỡ, có vết nứt, rạn là điều quan trọng nhất trước khi mua nhiệt kế thủy ngân

Đối với các loại nhiệt kế điện tử và hồng ngoại, cần lưu ý:

• Độ chính xác: Sai số nên trong khoảng 0.2 – 0.3 độ C.
• Bộ nhớ: Nên chọn loại lưu được từ 25 – 50 kết quả.
• Màn hình hiển thị: Nên chọn LCD hoặc LED rõ nét.
• Pin: Thời lượng sử dụng dài và dễ thay thế.
• Tiện ích và chế độ bảo hành.