Astm E77

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

เอกสารนี้ใชประกอบการสัมมนาเชิงวิชาการเทานั้น วิธที ดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร ตาม ASTM E771 แปลและเรียบเรียงโดย: นายนฤดม นวลขาว หองปฏิบัติการดานอุณหภูมิ ฝายมาตรวิทยาอุณหภูมิ 1. ขอบเขต

วิธีการตรวจสอบนี้ครอบคลุมการตรวจสอบลักษณะภายนอกและขนาด ทดสอบความคงทนของสี ทดสอบเสถียรภาพของกระเปาะ และทดสอบความถูกตองของสเกล ที่ใชในการทวนสอบเทอรโมมิเตอรชนิดของ เหลวในกระเปาะแกว ซึ่งไดกําหนดไวในขอกําหนด E1 อยางไรก็ตามวิธีการเหลานี้ก็สามารถที่จะนําไปประยุกตใช กับเทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกวชนิดอื่นๆได 1.2 มาตรฐานนี้ไมมีจุดมุงหมายที่จะกลาวถึงปญหาดานความปลอดภัยที่จะเกิดขึ้นในการใช เปนหนาที่ ของ ผูใชมาตรฐานนี้ที่จะตองระมัดระวังและรักษาสุขภาพเอง รวมถึงการจัดขอบเขตของลําดับกอนหลังในการใชงาน 1.1

2. เอกสารอางอิง 2.1 มาตรฐานของ ASTM :

- E 1 ขอมูลจําเพาะของเทอรโมมิเตอร ASTM - E 334 คําจํากัดความที่เกี่ยวของกับเทอรโมมิเตอรและไฮโดรมิเตอร 3.

เนื้อหา 3.1 คําจํากัดความ

คําจํากัดความบางสวนที่ไดกลาวไวในเนื้อหาของ E 344 ถูกพิจารณาวามีความสําคัญเกี่ยวของ กับมาตรฐานนี้ซึ่งประกอบไปดวย 3.1.2 เทอรโมมิเตอรชนิดจุมแบบสมบูรณ (Complete-Immersion Thermometer) เทอรโมมิเตอร ชนิดของเหลวในกระเปาะแกว ที่ไมไดกําหนดไวในเอกสารของ ASTM ถูกออกแบบมาใหวัดอุณหภูมิไดถูกตองเมื่อ จุมเทอรโมมิเตอรทั้งหมดลงไปในอุณหภูมิที่ตองการวัด 3.1.3 เทอรโมมิเตอรชนิดจุมบางสวน (Partial-Immersion Thermometer) เทอรโมมิเตอรชนิด ของเหลวในกระเปาะแกวที่ถูกออกแบบมาใหวัดอุณหภูมิไดถูกตองเมื่อกระเปาะและแนวเครื่องหมายบนแทงแกวถูก จุมลงในอุณหภูมิที่ตองการวัด 3.1.4 เทอรโมมิเตอรชนิดจุมทั้งหมด (Total-Immersion Thermometer) เทอรโมมิเตอรชนิดของ เหลวในกระเปาะแกวที่ถูกออกแบบมาใหวัดอุณหภูมิไดถูกตองเมื่อลําปรอทในเทอรโมมิเตอรถูกจุมลงในของเหลวที่ ตองการวัด 3.1.1

1

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

13.2 คําอธิบายของพจนตางๆ ที่กําหนดในมาตรฐานนี้

การสอบเทียบ การตรวจสอบคาแสดงผลของเทอรโมมิเตอรที่สัมพันธกับอุณหภูมิที่มีคาคงที่โดย ใชผลของตัวมาตรฐานเปนคาแกของสเกลเมื่อตองการความถูกตองที่ดีที่สุด 3.2.2 จุดอางอิง อุณหภูมิที่ใชในการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรกระเปาะในเทอรโม มิเตอร 3.2.3 การทวนสอบ กระบวนการทดสอบเทอรโมมิเตอรวาเปนไปตามขอกําหนดหรือไม 3.2.4 จุดอุณหภูมิในการสอบทวน อุณหภูมิเฉพาะซึ่งใชในการทดสอบวาเทอรโมมิเตอรเปนไปตามขอ จํากัดวาดวยความผิดพลาดสูงสุดของสเกลหรือไม 3.2.5 คําอธิบายของพจนอื่นๆ ที่เกี่ยวของกับเทอรโมมิเตอรไดรวมอยูใน Section 3 และ 7 ของขอ กําหนด E 1 3.2.1

4. ขอสังเกตและการใชงาน 4.1 วิธีการทดสอบที่ไดอธิบายในมาตรฐานนี้จะสามารถทํ าใหแนใจไดวาเทอรโมมิเตอรที่ระบุไวในขอ

กําหนดE1 จะวัดอุณหภูมิไดโดยไมเกินคาความผิดพลาดสูงสุดของสเกล สามารถเขากันไดกับเครื่องมือทั่วๆไปและ เปนไปตามวัตถุประสงคของการออกแบบ 4.2 เทอรโมมิเตอรที่ไมผานการตรวจสอบลักษณะภายนอกและขนาด อาจกอใหเกิดความผิดพลาดสูงหรือ ตํ่าจากอุณหภูมิที่อานได หรืออาจมีขนาดไมเหมาะสมกับเครื่องมือที่จะใชที่ใชในวิธีการ ASTM ถาสีของสเกลมีการ ลบเลือนหรือจางลงไป ก็จะทําใหการอานคาของเทอรโมมิเตอรนั้นทําไดยากขึ้น การเตรียมความพรอมของกระเปาะ ซึ่งใชพิจารณาการทดสอบเสถียรภาพของกระเปาะไมถูกตอง จะมีผลทําใหคาที่อานไดจากเทอรโมมิเตอรมีการเปลี่ยน แปลงไปอยางรวดเร็ว สําหรับการวัดอุณหภูมิที่ตองการความแมนยําสูง การอานสเกลของเทอรโมมิเตอรควรเปน ไปตามตามคําอธิบายในวิธีการทดสอบนี้ 5.

เครื่องมือ

คาสูงสุดและคาตํ่าสุดที่ใชระบุความเปนมิติเชิงเสน ถูกวัดโดยใช graduated metal scales หรือ templates วางลงบนเสนที่ถูกขีดไว และทําการวัดวามีระยะหางจาก จุดอางอิงเหมาะสมและเปนไปตามคาสูงสุดและคาตํ่าสุดที่ระบุไวเหรือไม 5.2 Micrometer และ Ring Gages เสนผานศูนยกลางที่ถูกกําหนดไวสําหรับเทอรโมมิเตอร ASTM จะ ถูกตรวจสอบโดยใช micrometer หรือเพื่อความสะดวกขึ้นก็ใช ring gages ซึ่งประกอบดวยแผนโลหะที่มีรูกลวง และมีขนาดเหมาะสมตามคามากสุดและคานอยสุดของมิติที่จําเพาะเจาะจงตางๆ ความหนาของ gage จะประมาณคา เสนผานศูนยกลางของรูกลวงเพื่อที่จะลดความผิดพลาดที่เกิดจากดานที่เปนแนวแกนของเทอรโมมิเตอรมากกวาใน ระนาบที่ตั้งฉากกับแผน gage เพื่อใหจําเพาะเจาะจง เสนผานศูนยกลางควรจะมีการตรวจสอบดวย snap gages อีก ครั้งหนึ่ง 5.1 Graduated Metal Scales

2

หรือ

Templates

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

จะใชเปนตัวทวนสอบคาความถูกตองของสเกลของ เทอรโมมิเตอรชนิด ของเหลวในกระเปาะแกว ชนิดตางๆที่เหมาะสมไดถูกอธิบายไวในดรรชนี (Appendix) 5.4 เตาอบ การทดสอบความคงทนของสีสามารถที่จะกระทําไดในเตาอบที่เหมาะสม ตัวอยางเชนชนิดที่ แสดงไวในรูปที่ 1 5.5 Metal Block Baths การทดสอบความเสถียรของกระเปาะสามารถที่จะทําไดในเครื่องมือตางๆมาก 5.3 Comparator comparator

มาย metal block bath และ salt และ tin comparator เครื่องมือที่จะสามารถพบเห็นไดโดยทั่วไปสําหรับใชในงานนี้

bath

ซึ่งไดอธิบายไวในดรรชนี เปนตัวอยางหนึ่งของ

ในชวงตั้งแต -183 ถึง 630 องศาเซลเซียส (-297 ถึง 1166 องศาฟาเรนไฮค) คือ platinum resistance thermometer อุณหภูมิจะไม สามารถวัดออกมาไดโดยตรงจากเครื่องมือชนิดนี้ ความตานทานกระแสไฟฟาของอุปกรณชนิดนี้สามารถพิจรณาได โดยการเปรียบเทียบกับตัวตานทานมาตรฐาน โดยอาศัย potentionmeter Kelvin-type double bridge หรือ Wheastone bridge (โดยเฉพาะอยางยิ่ง Muller type) หรือ AC resistance bridge อุณหภูมิจะถูกคํานวณโดย อาศัยสมการความตานทาน-อุณหภูมิที่เหมาะสม เพื่อใหไดคาที่ถูกตอง เทอรโมมิเตอรตองมีคาสัดสวนของความ ตานทานที่อุณหภูมิของไอนํ้ากับอุณหภูมิของนํ้าแข็งจะตองมีคามากกวา 1.3925 สําหรับขอมูลที่สมบูรณเกี่ยวกับ โครงสรางและการใช primary standard thermometer สามารถหาไดจาก NIST SP250-22 5.7 Secondary Standard Thermometers secondary standard thermometers เหมาะที่จะใช สําหรับงานที่ตองทําเปนประจําและมีหลายแบบซึ่งจะไดอธิบายตอไป มันงายตอการใชมากกวา primary standard thermometer โดยใชควบคูกับอุปกรณเสริม เทอรโมมิเตอรชนิดนี้มีคาความถูกตองและแมนยํามากกวา เทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกว การเลือกใช secondary standard thermometers ขึ้นอยูกับหลาย ปจจัยดวยกัน เกณฑตางๆตอไปนี้จะนํามาใชพิจารณาความเหมาะสม: ตัว Standard จะใชในการสอบเทียบ เทอรโมมิเตอรจะตองมีคาความไว (Sensitivity)มากกวาหรือเทากับเทอรโมมิเตอรที่ถูกสอบเทียบ และสามารถให ความถูกตองที่มากกวาหรือเทากับเทอรโมมิเตอรที่ถูกสอบเทียบ รวมทั้งการที่ใหคาที่ดีกวาหรือเทากับสําหรับการวัด ซํ้า (Reproducibility) และความแมนยํา คาแกของสเกลจะตองนํามาใชเสมอสําหรับการใช standard ชนิดนี้ สวน secondary standard มีแบบตางๆ ดังนี้ 5.6 Primary Standard Thermometer primary standard thermometer

5.7.1 Direct-Reading Resistance Thermometers direct-reading resistance thermo

สามารถหาไดทั่วไปตามทองตลาด สะดวกตอการใชและไดเปรียบกวาการใชชนิด primary เพราะสามารถที่ จะอานคาของอุณหภูมิออกมาไดโดยตรงจากเครื่องมือ แตจะตองทําการสอบเทียบซํ้าทุกๆ 6 ถึง 12 เดือน ขึ้นอยูกับ อุณหภูมิที่ใช สําหรับจุดเยือกแข็ง (Ice-point)จะตองทําการสอบเทียบซํ้าทุกๆ 3 เดือน 5.7.2 เทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกว เทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกวใน กรณีที่ใชเปน secondary standard สามารถแบงออกไดเปน 2 กลุม คือใชสอบเทียบเทอรโมมิเตอรทั่วๆไปแบบจุม แชทั้งหมดหรือจุมแชบางสวน กับใชสอบเทียบเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวนแบบพิเศษ 5.7.2.1 เทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชทั้งหมด วัตถุประสงคหลักของการใชเทอรโมมิเตอรชนิดจุมทั้ง หมดนั้น คาความไวของเทอรโมมิเตอรที่จะถูกสอบเทียบจะเปนตัวกําหนด standard ที่จะใชสําหรับเทอรโมมิเตอรที่ มีการแบงชองอุณหภูมิครั้งละ 1, 2, หรือ 5 องศา เทอรโมมิเตอรแบบที่ทํามาปราณีตพอประมาณก็เพียงพอสําหรับใช meters

3

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

สอบเทียบโดยใชคาแกที่เหมาะสมควบคูไปดวย สําหรับเทอรโมมิเตอรที่มีการแบงขีดที่ละเอียด แนะนําใหใชชุด เทอรโมมิเตอรกับตารางเปนตัวมาตรฐาน สําหรับรายละเอียดของเทอรโมมิเตอร ASTM เหลานี้ไดกลาวไวในขอ กําหนดที่ E 1 ASTM Thermometer Number 62 C 63 C 64 C 65 C 66 C 67 C 68 C 69 C 70 C

ASTM Thermometer Number 62 F 63 F 64 F 65 F 66 F 67 F 68 F 69 F 70 F

Celsius Range - 38 to - 8 to 25 to 50 to 75 to 95 to 145 to 195 to 295 to

+2 oC +32 oC 55 oC 80 oC 105 oC 155 oC 205 oC 305 oC 405 oC

Divisions

Length, mm

0.1 oC 0.1 oC 0.1 oC 0.1 oC 0.1 oC 0.2 oC 0.2 oC 0.5 oC 0.5 oC

380 380 380 380 380 380 380 380 380

Divisions

Length, mm

0.2 oF 0.2 oF 0.2 oF 0.2 oF 0.2 oF 0.5 oF 0.5 oF 1.0 oF 1.0 oF

380 380 380 380 380 380 380 380 380

Fahrenheit Range - 36 to 18 to 77 to 122 to 167 to 203 to 293 to 383 to 563 to

+35 oF 89 oF 131 oF 176 oF 221 oF 311 oF 401 oF 581 oF 761 oF

ชุดเทอรโมมิเตอรขางตนจะตองถูกสอบเทียบแบบจุมแชทั้งหมด เทอรโมมิเตอรแตละแบบจะตองมีขีด ของ 0 องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮค) ยกเวนสองอันดับแรก เอาไวสําหรับตรวจสอบกับ fixed point ซึ่งจะตอง ทําทุกครั้งกอนใชเทอรโมมิเตอร คาของอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปของจุดเยือกแข็งที่อานไดจะมีผลกับการอานคาทั้งหมด จําเปนอยางยิ่งที่เทอรโมมิเตอรจําเปนที่จะตองถูกสอบเทียบอยางสมบูรณหนึ่งครั้ง สวนการสอบเทียบซํ้าจะทําตามคํา อธิบายในหัวขอ 6.5.8 5.7.2.2 เทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวน โดยปกติเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวน ซึ่งสวน ใหญบริษัทผูผลิตจะเปนผูกําหนดรายละเอียดของเทอรโมมิเตอรเอง สามารถซื้อขายกันไดโดยปราศจากรายละเอียด ของอุณหภูมิของ emergent column ของเทอรโมมิเตอรในชวงอุณหภูมิตางๆ ในกรณีเชนนี้การทวนสอบจะเอา อุณหภูมิของ emergent column ออกไป

4

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

เทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวนแบบพิเศษ เทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวนแบบ พิเศษ ดังตัวอยางในขอกําหนด E1 จะมีการระบุคาของอุณหภูมิของ emergent mercury column หรือ stem ได เทอรโมมิเตอรชนิดนี้สามารถใชเปน standard ในการสอบเทียบเทอรโมมิเตอรอื่นๆ ที่มีรายละเอียดคลายกันกับ โครงสรางบริเวณเหนือจุดที่จุมของตัว standard แตอาจแตกตางกันบริเวณใตจุดที่จุมกับขีดจุดเยือกแข็ง 5.7.2.3

6. การปฏิบัติ 6.1 การตรวจสอบลักษณะภายนอก

การเกิดฟองอากาศและการแยกตัว การเกิดฟองอากาศจะสามารถมองเห็นไดโดยทันทีและสวน ใหญจะเกิดขึ้นระหวางมีการขนสง ไมมีวิธีใดๆที่จะปองกันใหมีการเขาไปแทนที่ของฟองอากาศเหลานี้ได เมื่อมีการ สังเกตเห็นฟองอากาศเหลานี้เกิดขึ้นสวนใหญจะทําใหหายไปโดยการหลอเย็นดวยนํ้าแข็งแหง หรือเครื่องทําความเย็น อื่นๆ จนกระทั้งของเหลวไดไหลลงมารวมกันหมดที่ในกระเปาะ เคาะเทอรโมมิเตอรเบาๆในขณะที่ตั้งเทอรโมมิเตอร ขึ้นจะชวยทําใหฟองอากาศลอยขึ้นมายังผิวหนาของของเหลว เปนเรื่องที่สําคัญมาก ถากระเปาะถูกทําใหเย็นลงตํ่า กวาจุดเยือกแข็งของของเหลว จะตองคอยระวังที่จะใหความรอนที่เพียงพอตอกานแกวในการหลอมเหลวเพื่อที่จะไม ใหมีของแข็งเกิดขึ้นภายในกานแกว มิฉะนั้นเปาะอาจจะแตกหรือทอแคบ (Capillary) อาจเกิดการแตกราวภายใน เนื่องมาจากแรงจากการขยายตัวของของเหลวในกระเปาะ 6.1.1.1 ถาเกิดมีการแยกตัวของปรอทในกานแกวมีหลายวิธีที่จะทําให ลําปรอทเกิดการรวมตัว กันใหม ซึ่งขึ้นอยูกับโครงสรางของเทอรโมมิเตอรนั่นๆและชนิดของการแยก ถาเกิดมีรอยแยกเล็กๆของของเหลวที่ สวนบนสุดของคอลัมน โดยที่เทอรโมมิเตอรมีหองกาารขยายตัว (Expansion Chamber)ประกอบอยูดวย ของ เหลวจะถูกทําใหรวมกันไดโดยการใหความรอนอยางชาๆและระมัดระวังแกกระเปาะจนกระทั่งรอยแยกดังกลาวถูก ขับลงไปยังชองการขยายตัว อยาเผากระเปาะดวยเปลวไฟโดยตรง เมื่อของเหลวไหลขึ้นไปรวมกันในชองแลวรอย แยกในคอลัมนก็จะหายไป การเคาะเทอรโมมิเตอรเบาๆกับฝามือก็จะชวยใหคอลัมนมีการรวมกันได วิธีนี้จะไมนํา มาใชกับเทอรโมมิเตอรที่ใชวัดอุณหภูมิสูงๆ (เกินกวา 260 องศาเซลเซียส หรือ 500 องศาฟาเรนไฮค) เพราะวาการให ความรอนแกกระเปาะ ซึ่งเปนการขับใหของเหลวไหลไปอยูที่หองการขยายตัว อาจทําใหกระเปาะแตกได เนื่องจาก ความดั นของอากาศ หรือทํ าใหความถูกตองของเทอรโมมิเตอรสูญเสียไปดวยการทํ าใหกระเปาะมีการขยายตัว เทอรโมมิเตอรที่มีชองการหดตัว (Contraction Chamber) อยูตํ่ากวาขีดตํ่าสุดของเทอรโมมิเตอร สวนใหญจะเกิด รอยแยก ไมที่หองการหดตัวก็ที่จุดเหนือหองการหดตัว โดยปกติจะทําการการกําจัดรอยแยกไดโดยการใหความเย็น แกเทอรโมมิเตอร ซึ่งจะทําใหรอยแยกกับลําปรอทสวนหลักไหลมารวมกันที่หองการหดตัว การเคาะเทอรโมมิเตอร กับฝามือหรือกับวัตถุที่นิ่มๆ อาทิเชนจุกยางก็จะชวยใหของเหลวในเทอรโมมิเตอรกลับมารวมกันได สําหรับการแยก ตัวที่ยากตอการทําใหรวมกันใหม จําเปนที่จะตองใหความเย็นแกกระเปาะดวยนํ้าแข็งแหง(Dry Ice) จนถึงอุณหภูมิ หนึ่งซึ่งเพียงพอที่จะทําใหของเหลวทั้งหมดกลับมารวมตัวกันใหมในกระเปาะ การเคาะเบาๆบนวัตถุนิ่มๆหรือกับฝา มือก็จะชวยใหของเหลวไหลลงมารวมกันในกระเปาะไดเหมือนกัน ควรจะมีการใหความรอนอยางๆชา แกกระเปาะ ของเหลวจะไหลเขาสูทอแคบโดยปราศจากรอยแยก 6.1.1

5

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ใชเทอรโมมิเตอรชนิดที่เติมดวยสารอินทรีย การกลั่นตัวอาจเกิดขึ้นได โดยการควบแนน ของของเหลวที่ไมมีสีที่สวนบนของเทอรโมมิเตอร ดังนั้นควรจะมีการสังเกตุการเกิดรอยแยกจากกรณีนี้ดวย ซึ่งถามี รอยแยกเกิดขึ้นก็สามารถแกไขไดโดยวิธีที่กลาวมาแลวขางตน เกิดมีของเหลวแยกตัวและสะสมอยูในหองการขยายตัว ของเทอรโมมิเตอร สามารถตอของเหลวไดโดยการใหความรอนที่หองของเทอรโมมิเตอรอยางระมัดระวังเพื่อที่จะทํา ใหเกิดการตอกันของของเหลวตามที่ไดกลาวมาแลวขางตน 6.1.1.3 การใชของเหลวที่เปนสารอินทรียในเทอรโมมิเตอรแทนการใชปรอท ควรใหเวลาแก เทอร โ มมิ เ ตอร พ อสมควรสํ าหรั บ การเคลื่ อ นตั ว ของของเหลว โดยเฉพาะอย า งยิ่ ง เมื่ อ ใช ห รื อ ทวนสอบกั บ เทอรโมมิเตอรที่อุณหภูมิตํ่ากวา 0 องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮค) จะเปนการดีถาจุมเทอรโมมิเตอรเฉพาะ บริเวณกระเปาะเทานั้น การทําเชนนี้จะเปนการทําใหความหนืดของของเหลวในทอแคบตํ่าและมีความไวในการ ไหลสูง 6.1.2 ของเหลวเกิดเปนกอน การเกิดเปนกอนกลมของของเหลวในกานแกว ซึ่งเปนผลมาจากการแยก ตัวทางกลศาสตร สามารถที่จะแกไขไดโดยการใหความรอนแกกระเปาะของเทอรโมมิเตอรจนกระทั้งกอนของเหลว ดังกลาวนั้นหายไป ถากอนดังกลาวเกิดปรากฏขึ้นอีกตอนใหความเย็นแกกระเปาะ นั่นเปนตัวบงชี้การเกิดปฎิกริยา ออกซิเดชั่นของปรอท หรือแสดงวามีการกีดขวางเกิดขึ้นในหลอดแกว และเปนเหตุผลในการเลิกใชเทอรโมมิเตอร นั่นๆ 6.1.3 วัตถุแปลกปลอม วัตถุแปลกปลอมบางครั้งก็สามารถมองเห็นไดดวยตาเปลา แตจะสะดวกมาก ขึ้นถาใชแวนขยายชวยในการสังเกต ซึ่งควรจะใชที่มีกําลังขยาย 10 เทา สิ่งแปลกปลอมสวนใหญซึ่งเปนสาเหตุใน การเลิกใชเทอรโมมิเตอรนั้นๆ เกิดจากการหลุดออกมาของเศษแกว อนุภาคเล็กๆของฝุน หรือผง ปรอทที่ถูกออกซิ ไดซ ( ทั้งสีแดง สีเหลือง และสีดํา ) สิ่งแปลกปลอมที่เกิดจากแกวสวนใหญจะเรียกวาตะกอนสีขาว หรือ หิน หรือ กอนเหล็ก ซึ่งบางครั้งเปนตัวบงบอกถึงความผิดพลาดในการประดิษฐหลอดแกว 6.1.3.1 มีการใชกาซบางชนิดเติมลงไปเหนือของเหลว กาซอื่นๆที่ถูกเติมลงไปก็เปรียบเสมือน วัตถุแปลกปลอม ตัวอยางที่เห็นไดงายๆ คือการที่มีอากาศเขาไปแทนที่กาซไนโตรเจนในเทอรโมมิเตอรชนิดของเหลว ในกระเปาะแกวที่ใชปรอทเปนของเหลว ซึ่งอาจจะเกิดจากเหตุบังเอิญหรือจากการฝาฝนขอกําหนด อากาศเหลานี้ สามารถตรวจหาไดโดยเปดชองสําหรับเติมกาซในเทอรโมมิเตอรและจุมบริเวณสั้นๆของคอลัมนของเหลวที่อุณหภูมิ 340 ถึง 370 องศาเซลเซียส (644 ถึง 698 องศาฟาเรนไฮค) โดยการใชเตาอบชนิดที่แสดงไวในรูปที่ 1 ภายใตเงื่อน ไขนี้จะเกิดการออกซิไดซของปรอทขึ้นและจะแสดงออกมาใหเห็นไดโดยการเกิดผลึกสีแดงของปรอทที่ออกซิไดซ ภายหลังเปดชองดังกลาว 10 ถึง 12 ชั่วโมง 6.1.4 ความบกพร อ งของแก ว ความบกพร อ งของแก ว มี ด  ว ยกั น หลายแบบ การที่ ช  อ งภายใน เทอรโมมิเตอรมีการเปลี่ยนรูปไปอาจจะโดยการถูกระทบจากภายนอกหรือเกิดจากภายในตัวมันเองนั้นก็เปนเหตุผลใน การที่จะเลิกใชเทอรโมมิเตอรตัวนั้น ความเครียดที่เกิดขึ้นในแกวซึ่งสังเกตไดจากการใชเครื่อง polarized light strain gage ขยายดูที่บริเวณกานแกวหรือรูกลวงในกานแกว หรือดานบนสุดของเทอรโมมิเตอร สามารถทําใหเกิด ความเสียหายได ถาเปนดังนี้แลวรอยแตกอยางรุนแรงอาจเกิดขึ้นภายหลัง ความเครียดที่เกิดขึ้นใกลๆกับกระเปาะเปน ตัวบงชี้ใหเห็นถึงความไมมีเสถียรภาพอยางสมบูรณของแกว และจะทําใหเทอรโมมิเตอรนั้นๆไมสามารถใชงานไดที่ 6.1.1.2

6

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

อุณหภูมิเกิน 150 องศาเซลซียส(302 องศาฟาเรนไฮค) การทดสอบความเสถียรของกระเปาะจะเปนวิธีที่ชวยในการ คัดเลือกเทอรโมมิเตอรที่อุณหภูมิสูงในกรณีที่เกิดความบกพรองดังกลาว การตรวจสอบขนาด 6.2.1 ในการพิจารณาวาเทอรโมมิเตอรสามารถยอมรับไดหรือไมในเรื่องเกี่ยวกับความเปนมิติเชิงเสน ทําไดโดยการเปรียบเทียบกับเครื่องมือวัดหรืด template ที่เหมะสมตามที่ไดอธิบายไปแลวในหัวขอ 5.1 ในกรณีของ การวัดขนาดของเสนผานศูนยกลาง กระเปาะ หรือสวนตางๆของเทอรโมมิเตอรที่ถูกวัด ไมควรที่จะกระทําโดยการ นําไปใสในรูกลวงของ ring gage ที่มีขนาดเล็กกวา (ดูไดในหัวขอ 5.2) หรือใหญกวา ในกรณีของเทอรโมมิเตอร มาตรฐาน ASTM ขนาดของเสนผานศูนยกลางตองถูกทดสอบตลอดชวงของเทอรโมมิเตอร 6.2.2 ในการตรวจสอบความสมํ่าเสมอของระยะหางของเสนแบงสเกลในเทอรโมมิเตอร โดย ปกติแลวผลจากการตีบของทอแคบหรือความไมเปนเสนตรงของการขยายตัวของของเหลวที่เปนอินทรียสาร จะ ปรากฏเห็นเดนชัดไดเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทีละนอยของระยะหางระหวางสเกล ความไมสมํ่าเสมอในระยะหางจะ ทําใหการแบงขีดนั้นเกิดความผิดพลาดขึ้นได ในการตรวจสอบความสมํ่าเสมอของการแบงสเกลสามารถทําไดดวยตา เปลา ในกรณีตองการความถูกตองสูงๆ วงเวียนที่จะใชวัดระยะจะเหมาะสมที่สุด กางวงเวียนออกใหครอบคลุม 10 ถึง 20 ชองของสเกล และทําการเปรียบเทียบระยะหางของแตละขีด จุดที่เปลี่ยนไปจะตองทําการบันทึกเอาไว เมื่อ ทําการทวนสอบที่หลายๆจุดอุณหภูมิ 6.2

รูปที่ 1. เตาที่ใชในการทดสอบความคงทนของสี

7

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ความคงทนของสี 6.3.1 การทดสอบความคงทนของสีถูกออกแบบมาเพื่อพิจารณาถึงความสามารถของวัสดุที่ใชทําเม็ดสี วามีความคงทนมากนอยเพียงใด ในสภาวะของการใชงานโดยที่ไมมีการหลุดลอก 6.3.2 วางสวนที่มีเสนขีดแบงสเกลของเทอรโมมิเตอรที่ตองการทดสอบลงไปในเตาอบแบบที่แสดงไว ในรูปที่ 1 ใหความรอนเปนเวลา 3 ชั่วโมงที่อุณหภูมิประมาณ 260 องศาเซลเซียส (500 องศาฟาเรนไฮค) แลวปลอย ใหเย็นลงอยางชาๆ ตรวจสอบความแตกตางของเทอรโมมิเตอรในสวนที่ทํ าการทดสอบกับสวนที่ไมไดทํ าการ ทดสอบ การไหม การหลุดหายไป การหลุดแตกเปนผง หรือการเลือนหายไปของเม็ดสีจะเปนสาเหตุของการเลือก ใชเทอรโมมิเตอรนั้นๆ 6.3

เสถียรภาพของกระเปาะ 6.4.1 การทดสอบเสถียรภาพของกระเปาะ ออกแบบมาเพื่อที่จะใชในการพิจารณาความพอเหมาะใน การที่ใหความรอนคงที่แกกระเปาะเทอรโมมิเตอรในระหวางการผลิต ถากระเปาะไมไดรับความรอนที่เพียงพอจะทํา ใหเทอรโมมิเตอรไมสามารถใชงานไดนาน ซึ่งจะมีผลอยางมากที่อุณหภูมิสูงๆ 6.4.1.1 ใหความรอนแกเทอรโมมิเตอรเปนเวลาประมาณ 5 นาที ที่อุณหภูมิที่กําหนดไวในขอ 12.1 ของขอกําหนด E 1 ในอางอุณหภูมิ ซึ่งอาจมีลักษณะเดียวกันกับที่แสดงไวในรูปที่ 2 ระยะการจุมจะตองเพียง พอที่จะใหกระเปาะของเทอรโมมิเตอรอยูในอุณหภูมิที่กําหนด ปลอยใหเทอรโมมิเตอรเย็นตัวลง อาจจะโดยอาศัย อากาศจากธรรมชาติหรือปลอยใหเย็นลงอยางชาๆในอางอุณหภูมิภายใตอัตราการลดที่กําหนด ที่ตําแหนง 20 องศา เซลเซียส (36 องศาฟาเรนไฮค ) เหนืออุณหภูมิหอง หรือที่อุณหภูมิใดๆก็ไดที่ตํ่ากวา 50 องศาเซลเซียส (122 องศา ฟาเรนไฮค ) หลังจากนั้นทําการอางอิงที่จุดใดๆอาทิเชนจุดเยือกแข็ง ถาปลอยใหเย็นตามธรรมชาติโดยอาศัยอากาศ ใหอานคาที่จุดอางอิงภายใน 1 ชั่วโมง นําเทอรโมมิเตอรมาจุมกลับในอางอุณหภูมิอีกครั้ง ใหความรอนถึงอุณหภูมิที่ ทดสอบเปนเวลา 24 ชั่วโมง ปลอยใหเทอรโมมิเตอรเย็นลง ดวยอัตราเดียวกันกับที่เริ่มทําการทดสอบ และทําการ อานคาที่จุดอางอิงอีกครั้งภายใตเงื่อนไขเดียวกันกับครั้งแรก ขนาดของผลตางของอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปของจุด อางอิงนี้ซึ่งเปนผลมาจากการใหความรอนเปนเวลา 24 ชั่วโมง จะเปนตัววัดคุณภาพของกระเปาะ และปริมาณความ รอนที่พอเหมาะที่ใหแกเทอรโมมิเตอรในขั้นตอนการผลิต 6.4

สําหรับเทอรโมมิเตอรที่เติมดวยของเหลวที่มีความหนืด ซึ่งปกติใชสําหรับการวัดอุณหภูมิตั้งแต 50 องศาเซลเซียส (122องศาฟาเรนไฮค )ขึ้นไป ตามการทดสอบเสถียรภาพของเทอรโมมิเตอรตอไปนี้ 6.4.2.1 ใหความรอนแกเทอรโมมิเตอรที่อุณหภูมิจุดอางอิงใดๆ บนสเกลหลัก รักษาอุณหภูมิให คงที่อยางนอย 15 นาที และพิจารณาคาแกของสเกลที่จุดนั้น 6.4.2.2 ปลอยใหเทอรโมมิเตอรเย็นตัวลงอยางชาๆ ในอางอุณหภูมิที่ใชในการทดสอบ ( หรือใน อากาศ ) ที่ตําแหนง 20 องศาเซลเซียส (36 องศาฟาเรนไฮค ) เหนืออุณหภูมิหอง หรือที่อุณหภูมิใดๆที่ตํ่ากวา 50 องศาเซลเซียส (122 องศาฟาเรนไฮค) และพิจารณาคาแกหลังจากที่แชไวที่จุดเยือกแข็งอยางนอย 15 นาที ถาปลอย ทิ้งไวใหเย็นตามธรรมชาติ การพิจารณาคาแกจะตองทําภายใน 1 ชั่วโมง 6.4.2

8

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

รูปที่ 2. อางทดสอบความเสถียรของกระเปาะ ใหความรอนแกเทอรโมมิเตอรอีกครั้งที่อุณหภูมิจุดอางอิงเดิม เก็บไวที่อุณหภูมิดังกลาว เปนเวลา 168 ชั่วโมง แลวทิ้งใหเย็นลงดังที่ไดกลาวมาแลวในขอ 6.4.2.2 แลวทําซํ้าขั้นตอนขอ 6.4.2.1 และ 6.4.2.2 ขั้นตอนดังกลาวมีความสําคัญมาก สวนการใชงานเทอรโมมิเตอรหลังจากใหความรอนไปแลว 168 ชั่วโมง ควรจะตองเหมือนกับที่ใชในการสอบเทียบเริ่มตน 6.4.2.3

6.5

การทวนสอบความถูกตองของสเกล

การอานคาเทอรโมมิเตอรโดยการหลีกเลี่ยงปญหาของการเหลื่อม คาความผิดพลาดที่เกิดจาก การเหลื่อมในการอานคาสามารถที่จะกําจัดไดโดยการเพิ่มความระมัดระวังเรื่องของการสะทอนของสเกล ซึ่งสามารถ ที่จะมองเห็นไดในลําปรอท โดยการปรับแนวการมองใหสเกลและภาพสะทอนของสเกลอยูในแนวเดียวกัน ในการ อานคาของเทอรโมมิเตอรนั้นพึงสํานึกเสมอวาขนาดของเสนตองกวางพอ วิธีที่ดีที่สุดคือใหอานเสนที่อยูที่ตําแหนง กึ่งกลางของสวนโคงของลําปรอทตอนบน 6.5.1

ความลึกในการจุมเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชทั้งหมด ถึงแมวาโดยความหมายของเทอรโมมิเตอร ชนิดจุมทั้งหมดที่วาทั้งกระเปาะและลําปรอทในกานแกวจะตองถูกจุมลงในของเหลว ทั้งในกรณีที่ใชงานและการทวน สอบ แตก็ไมสะดวกที่จะทําอยางนั้นบอยๆ ถาสวนหนึ่งสวนใดของลําปรอทในกานแกวเกิดโผลพนออกมาจากระดับ ของเหลว คาแกของการจุมคอลัมนของปรอทก็จะตองนํามาพิจารณา คาแกจะไมจําเปนตองนํามาคิดถาคาที่ไดมีคา นอยกวาหนึ่งสวนหาของคาความผิดพลาดที่ไดจากการสอบเทียบ หรืออีกนัยหนึ่งควรจะใชคาแกที่แทจริงแทน ใน บางกรณีของเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชทั้งหมดอาจถูกใชแบบชนิดจุมแชแบบสมบูรณได อยางเชนเทอรโมมิเตอร แบบ kinematic-viscosity รุน 30F คาความผิดพลาดจะเกิดขึ้นอันเนื่องจากการใชงานที่ไมถูกตองแตถา เทอรโมมิเตอรนั้นไดรับการทวนสอบในเงื่อนไขเดียวกับการใชงาน คาความผิดพลาดก็จะหายไป สิ่งเหลานี้เปนผลมา จากการเพิ่มขึ้นของความดันแกสเหนือคอลัมนซึ่งเปนสาเหตุที่ทําใหกระเปาะเกิดเสียหายได 6.5.2

9

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ความลึกในการจุมเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชแบบบางสวน เทอรโมมิเตอรแบบนี้สามารถทวน สอบไดดวยวิธีที่ไดอธิบายไวในหัวขอ 6.5.7.2 6.5.7.3 และ 6.5.7.4 โดยใชตัวเปรียบเทียบที่เหมาะสม ถา เทอรโมมิเตอรเปนแบบ general-purpose จะตองทําการทวนสอบโดยการจุมตามความลึกที่กําหนดไว และอาน เปรียบเทียบกับ secondary standard 6.5.3

การทวนสอบที่จุดเยือกแข็ง 6.5.4.1 เลือกนํ้าแข็งที่สะอาดหรือนํ้าแข็งที่ทํามาจากนํ้ากลั่นหรือนํ้าบริสุทธิ์ นําสวนที่มีลักษณะ ขุนหรือมีความไมปลอดภัยทิ้งไป ลางใหสะอาดดวยนํ้ากลั่นแลวบดใหละเอียด โดยระวังไมใหเกิดการสัมผัสโดยตรง กับมือหรือวัตถุที่มีสารเคมีเจือปนอยู บรรจุเกล็ดนํ้าแข็งดังกลาวลงใน Dewar vessel และใสนํ้ากลั่นลงไปในปริมาณ ที่พอเหมาะ โดยนํ้ากลั่นที่เติมลงไปตองเปนนํ้าที่เย็นแลว เติมลงไปในระดับที่ทําใหนํ้าแข็งเริ่มแฉะแตไมไดทําใหนํ้า แข็งลอยตัว เมื่อนํ้าแข็งเกิดการละลายก็ใหถายนํ้าบางสวนออกแลวเติมเกล็ดนํ้าแข็งเขาไป ใสเทอรโมมิเตอรลงไปและ นําเกล็ดนํ้าแข็งมาหุมไวรอบๆกานแกว โดยใสลงไปใหลึกประมาณหนึ่งชองสเกลตํ่ากวา 0 องศาเซลเซียส (32 องศา ฟาเรนไฮค ) 6.5.4.2 หลังจากผานไป 3 นาที ใหเคาะกานแกวเบาๆและอานคา อานคาครั้งตอไปใน 1 นาทีตอ มา โดยคาที่อานไดไมควรเกิน 1 ใน 10 ของของขีดแบง และจําเปนที่จะตองนํานํ้าแข็งมาหุมรอบเทอรโมมิเตอรอีก ครั้งถามีการละลายของนํ้าแข็ง 6.5.4

การทวนสอบที่จุดไอนํ้า 6.5.5.1 ถาเทอรโมมิเตอรอันไหนที่ไมมีจุดเยือกแข็งอยูในชวงของการใชงาน การทวนสอบก็อาจ จะทําไดที่จุดไอนํ้าที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส (212 องศาฟาเรนไฮค) สําหรับการอธิบายถึงเครื่องมือหรือวิธีการใช ที่เหมาะสม จะอางอิงเอกสารของ NIST หมายเลข SP250-23 6.5.5

6.5.6

การทวนสอบเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชทั้งหมดและจุมแชบางสวนที่อุณหภูมิอื่นที่ ไมใช Fixed

Points

พิจารณาจุดเยือกแข็งของ primary หรือ secondary standard และเทอรโมมิเตอรที่จะ ทําการทดสอบดังที่ไดอธิบายไวในหัวขอ 6.5.4 ถา secondary standard เปนแบบของเหลวในกระเปาะแกว จะตอง เก็บไวที่อุณหภูมิหองอยางนอย 72 ชั่วโมงกอนทําการพิจารณาคาจุดเยือกแข็งนอกเสียจากวาจุดเยือกแข็งในตอนแรก ไดถูกทําการวัดทันทีหลังจากที่มีการใหความรอนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม เทอรโมมิเตอรที่จะทําการทดสอบก็จะตอง ถูกปฏิบัติดวยวิธีการที่คลายคลึงกัน 6.5.6.2 ใสเทอรโมมิเตอรที่จะทดสอบและ standrd ลงในที่ใสเทอรโมมิเตอร ปรับอุณหภูมิของ ตัวเปรียบเทียบไปที่ประมาณ 5 องศาเซลเซียส (10 องศาฟาเรนไฮค) ตํ่ากวาอุณหภูมิของจุดที่จะทําการทวนสอบ จะ เปนผลดีถาใช secondary standard ที่เปนเทอรโมมิเตอรของเหลวในกระเปาะแกว 2 ตัว เพราะคาความผิดพลาด ของการอาน standard จะถูกขจัดไป ใหปริมาณความรอนที่พอเหมาะเพื่อที่จะใหอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอยางชาๆดวยอัตรา ที่คงที่ ที่จุดที่จะทําการทวนสอบอัตราการใหความรอนจะตองไมเกินกวา 1 ขีดแบงสเกลในชวงเวลา 3 ถึง 10 นาที เพื่อใหตรงตามความตองการในการทวนสอบ จะตองแนใจวาสวนตางๆบนกานแกวที่โผลพนของเหลวอยูในสภาวะ สมดุลทางความรอนกอนทําการอาน 6.5.6.1

10

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

เมื่ออัตราการเพิ่มของอุณหภูมิถูกตองและเหมาะสมแลว ทําการอานคาของเทอรโมมิเตอร ตามลําดับตอไปนี้ในชวงเวลาที่ใกลกัน standard เทอรโมมิเตอร หรือเทอรโมมิเตอรที่ถูกทดสอบ standard เทอรโมมิเตอรที่ถูกทดสอบในลําดับยอนหลัง standard คาเฉลี่ยของครั้งแรกและครั้งที่สามของการอานคาจาก standard จะตองเปนคาที่ใกลเคียงกับการอานในครั้งที่สอง การเปรียบเทียบผลตางของการอานจะประสบผลสําเร็จถา อัตราการเพิ่มมีความสมํ่าเสมอ 6.5.6.4 คํานวณคาเฉลี่ยจากคาที่ไดสําหรับเทอรโมมิเตอรทุกตัว ใชคาแกที่เหมาะสมจาก standard แลวทําการ คํานวณหาคาแกสําหรับเทอรโมมิเตอรที่ทําการทดสอบ 6.5.6.5 ตามวัตถุประสงคของการทวนสอบ หนึ่งชุดอนุกรมของการอานก็เพียงพอ ถาเทอรโม มิเตอรยังอยูในชวงสอบเทียบ จะตองมีการตรวจสอบตามขอกําหนดวา ผลของแตละชุดอนุกรมอยางนอย สามชุดจะ ตองมีใกลเคียงกับคาเฉลี่ยของอนุกรมในชวงไมเกินบวกลบหนึ่งสวนสิบของขีดแบงสเกล 6.5.6.6 นอกเสียจากวามีการกําหนดเปนพิเศษ มิฉะนั้นแตละจุดของการสอบเทียบจะตองทํากันที่ ระยะไมนอยกวา 40 และไมเกิน 100 ขีดแบงสเกลในตลอดชวงของเทอรโมมิเตอร 6.5.6.7 การเปรียบเทียบโดยใชวิธีการเพิ่มขึ้นอยางชาๆของอุณหภูมิ (Rising Temperature Method) สามารถทําไดที่อุณหภูมิคงที่ ขั้นตอนดังกลาวจะไดผลถาอุณหภูมิในอางควบคุมอุณหภูมิไมมีการเปลี่ยน แปลงไปเกินกวาความละเอียดของการอาน และถาเทอรโมมิเตอรถูกสั่นสะเทือนโดยการเคาะ กอนทําการอานเพื่อ กําจัดการจับตัวกันเปนกอนของปรอทในกานแกว การเคาะมีความสําคัญมากโดยเฉพาะอยางยิ่งกับเทอรโมมิเตอรที่มี เสนผานศูนยกลางอยูในระดับ 0.1 มิลลิเมตร หรือนอยกวา และมีผลดีตอการใชวิธีการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ควรจะ ใหเวลาที่เพียงพอแกเทอรโมมิเตอรเพื่อใหแนใจวาเทอรโมมิเตอรอยูในสภาวะสมดุลทางความรอน 6.5.6.3

การทวนสอบเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวนที่มีอุณหภูมิเฉพาะของ stem 6.5.7.1 สําหรับเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวนที่มีการกําหนดอุณหภูมิของ stem ไวอยางเชน ที่มีอยูในขอกําหนดของ E 1 สามารถทําการทวนสอบไดโดยใชวิธีหนึ่งวิธีใดในสามวิธี ดังตอไปนี้ 6.5.7.2 วิธีแรกโดยการเปรียบเทียบเทอรโมมิเตอรที่จุมแชทั้งหมด กับ standard ชนิดจุมแชทั้ง หมด จํานวนองศาของสเกลที่อยูบน emergent column ในเวลาที่ใชจริงจะตองถูกวัด จากขอมูลนี้คาแกของอุณหภูมิ ของ emergent column ที่กําหนดไว จะถูกคํานวณออกมา (อานหัวขอ 7.2) ในกรณีของเทอรโมมิเตอรที่ภายใน บรรจุดวยสารอินทรีย อยางเชน ASTM Low Cloud and Pour 6 องศาเซลเซียสและ 6 องศาฟาเรนไฮค คา สัมประสิทธิ์การขยายตัวของของเหลวซึ่งไดมาจากการทดลองหรือจากทางบริษัทผูผลิตถูกนํามาใชในการคํานวณดวย วิธีนี้มีผลดีคือ standard ที่ใชมีคาความไวตอการเปลี่ยนแปลงมากกวาเทอรโมมิเตอรที่ถูกสอบเทียบ ดวยเหตุนี้คา ความถูกตองของการวัดก็จะเพิ่มขึ้นดวย 6.5.7.3 วิธีที่สองเปนวิธีที่ดีวิธีที่ดีที่สุดเหมาะกับการทดสอบในปริมาณมากๆ จะใชในกรณีของ การเปรียบเทียบเทอรโมมิเตอรกับ standard มีรายละเอียดของโครงสรางเหนือตําแหนงการจุมที่เหมือนกัน แตอาจจะ แตกตางกัน ในสวนที่ตํ่ากวาจุดที่มีการจุม รวมไปถึงสเกลของจุดเยือกแข็ง เทอรโมมิเตอรเมื่อถูกสอบเทียบเสร็จ สมบูรณแลวโดยองคกรมาตรฐานและเทคโนโลยีแหงชาติอาจไมจําเปนตองถูกทวนสอบอีก ถามีการตรวจสอบคาจุด 6.5.7

11

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

เยือกแข็งเปนระยะๆ จากวิธีที่สองแสดงใหเห็นวาเทอรโมมิเตอร ASTM จะมีสเกลของจุดเยือกแข็งรวมอยูในชวง อุณหภูมิดวย แตสําหรับเทอรโมมิเตอรดังตอไปนี้จะไมมีการกําหนดสเกลของจุดเยือกแข็งเอาไว Paraffin Wax Melting Point: 14C, 14F High Softening Point: 16C, 16F Saybolt Viscosity: 17C, 17F, 18C, 18F, 19C, 19F, 20C, 20F, 21C, 21F, 22C, 22F, 77F ถึง 81F, 108F, 109F Engler Viscosity: 23C, 24C, 25C Stability Test of Soluble Nitrocellulose: 26C Turpentine Distillation: 27C Aniline Point: 34C, 34F, 35C, 35F Solvents Distillation: 38C, 39C, 40C, 41C, 42C, 102C 103C, 104C, 105C, 106C, 107C Stormer Viscosity: 49C Gas Calorimeter Inlet: 50F Gas Calorimeter Outlet: 51F Congealing Point: 54F Petrolatum Melting Point: 61C, 61F Antifreeze Freezing Point: 76F Solidification Point: 91C to 96C, 100C, 101C Tar Acids Distillation: 111C Brookfield: 122C, 123C, 124C, 125C

จุดเยือกแข็งที่หายไปเทอรโมมิเตอรที่ไดกลาวมาแลวขางตน มีสาเหตุมาจากเรื่องของความจําเปน ในการที่จะใสจุดเยือกแข็งลงไปในกรณีที่ไมถูกรวมอยูในชวงของเทอรโมมิเตอรจําเปนที่จะตองมีการสรางหองหด และขยายตัวใตขีดแรกของสเกล เพื่อใชควบคุมปริมาตรของปรอทระหวางจุดเยือกแข็งกับขีดแรกของสเกล หองการ หดตัวนี้จะเปนตัวทําใหเกิดคาความผิดพลาดจากการอาน นอกเสียจากวามันไดถูกจุมลงไปทั้งหมดหรือถูกจุมจนถึงขีด อุณหภูมิเดียวกันกับอุณหภูมิของตัวกลางที่ทําการวัด ขอกําหนดของการจุมนี้จะกระทําไดยากถามีขอจํากัดในเรื่อง ขนาดของเครื่องมือที่จะใชเปนตัวกลางในการสอบเทียบเทอรโมมิเตอร ขอจํากัดในเรื่องของเนื้อที่นี้เปนตัวขัดขวาง การเพิ่มจุดเยือกแข็งของเทอรโมมิเตอรในกลุมที่ไดกลาวมาแลวขางตน อยางไรก็ตามโดยการเพิ่มความยาวของเทอร โม มิเตอร สเกลของจุดเยือกแข็งจะสามารถถูกรวมเขาไปในเทอรโมมิเตอรเพื่อจะใชเปน standard สําหรับในกลุม ของเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชแบบบางสวน มิติของเทอรโมมิเตอรเหนือจุดที่จุมจะตองเปนไปตามเงื่อนไขของขอ กําหนดซึ่งสอดคลองกับเทอรโมมิเตอรแบบ ASTM สําหรับเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชทั้งหมดขอกําหนดเหลานี้ สามารถที่จะละเวนได 6.5.7.4 วิธีที่สามใช standard ชนิดจุมแชทั้งหมด ทําการวัดอุณหภูมิของ stem ของคอลัมนของ ของเหลวในสวนที่โผลพนขึ้นมาในเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชแบบบางสวนโดยใชฟาเดนเทอรโมมิเตอรหรือเทอรโมมิ

12

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

เตอรตอขนาดเล็ก ดวยขอมูลนี้การปรับอุณหภูมิของ stem สามารถทําได อาน NIST SP250-23 สําหรับรายละเอียด เพิ่มเติม

การสอบเทียบซํ้าโดยการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของกระเปาะ 6.5.8.1 กระบวนการทวนสอบที่ไดกลาวมาแลวขางตนสามารถนําไปใชในการหาคาแกสําหรับ การสอบเทียบของเทอรโมมิเตอร 6.5.8.2 การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กนอยของปริมาตรกระเปาะของเทอรโมมิเตอรในระหวางการใช งาน ซึ่งจะเห็นไดชัดเจนกับเทอรโมมิเตอรที่มีกระเปาะใหญๆ และเทอรโมมิเตอรที่ชวงอุณหภูมิแคบๆที่มีความ ละเอียดของขีดแบงสเกลสูงๆ อาจเกิดขึ้นไดถึงแมวาเทอรโมมิเตอรนั้นไดมีการบมดวยความรอนอยางระมัดระวังแลว ซึ่งจะมีผลทําใหคาที่อานไดรวมทั้งคาแกมีการเปลี่ยนแปลง โดยปกติกระเปาะจะหดตัวอยางชาๆ ดวยเหตุนี้ เทอรโมมิเตอรจะอานคาไดสูงขึ้นหลังจากถูกใชงานไปแลว ไมบอยนักที่กระเปาะมีการขยายตัวและเทอรโมมิเตอร อานคาไดตํ่าลง 6.5.8.3 สองกระบวนการที่จะกลาวตอไปนี้ เปนการใชจุดเยือกแข็งกําหนดการเปลี่ยนแปลง ปริมาตรของกระเปาะและใชในการสอบเทียบซํ้าของเทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกว วิธีหนึ่งจําเปนที่จะ ตองเก็บเทอรโมมิเตอรไวที่อุณหภูมิหองเปนเวลา 72 ชั่วโมงกอนที่จะนํามาวัดคาจุดเยือกแข็ง อีกวิธีหนึ่งกําหนดเงื่อน ไขไววาการอานคาจุดเยือกแข็งจะตองกระทํ าทันทีหรือในเวลาอันสั้นหลังจากที่ใหความรอนแกเทอรโมมิเตอรที่ อุณหภูมิที่จะทําการทดสอบแลว การเปลี่ยนแปลงคาแกของเทอรโมมิเตอรสามารถสังเกตไดจากการเปลี่ยนแปลงคาจุด เยือกแข็งที่วัดไดจากวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธีที่ไดกลามาแลวขางตน 6.5.8.4 บันทึกคาจุดเยือกแข็งที่อานไดและเปรียบเทียบกับคาที่อานไดกอนหนานี้ ถาคาจุดเยือก แข็งที่อานไดมีคาสูงกวาหรือตํ่ากวาคาจุดเยือกแข็งที่ไดจากการสอบเทียบครั้งกอน คาของจุดอื่นๆทั้งหมดจะตองเพิ่ม ขึ้นหรือลดลงตามไปดวย ถาใชวิธีที่ตองทําการวัดคาจุดเยือกแข็งทันทีหลังจากที่ใหความรอนกับเทอรโมมิเตอร ยกตัว อยางเชน kinematic viscosity thermometer จะตองเขียนหมายเหตุไวในตารางคาแกดังตอไปนี้ดวย 6.5.8

หมายเหตุ 2 คาแกอันมีผลมาจากเงื่อนไขของการจุมและเงื่อนไขของการวัดคาจุดเยือกแข็งหลังจากให ความรอนที่อุณหภูมิ_____ แกเทอรโมมิเตอรเปนเวลาไมนอยกวา 3 นาที มีคาเทากับ_____ ถาคาจุดเยือกแข็งที่อานได (ทําการวัดในชวงเวลา 2-5 นาที หลังจากที่ยกออกมาจากอางควบคุมอุณหภูมิ) มีคามากกวา(หรือนอยกวา) จากที่ระบุ ไว คาอื่นที่อานไดก็จะสูงกวา (หรือตํ่ากวา) ดวยเชนกัน ถาเทอรโมมิเตอรเปนของใหมที่รับมาครั้งแรก จะตองทําการทดสอบที่จุดเยือกแข็งทุกๆ เดือน และชวงเวลาของการสอบเทียบจะถูกยืดออกไปถาพบวาคาที่เปลี่ยนไปมีนัยสําคัญนอยมาก 6.5.8.5

13

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

7. วิธีการแสดงขอมูล จากคาแกที่จุดเยือกแข็งและที่จุดทวนสอบอื่นๆ สามารถทําตารางคาแกสําหรับเทอรโมมิเตอรได ถา เทอรโมมิเตอรถูกใชงานบอยๆที่จุดอื่นนอกเหนือจากจุดที่ไดทําการสอบเทียบไปแลว คาแกที่ไดจากเสนโคงจะสะดวก ตอการใชงานมากกวาการเทียบคาแกจากตาราง เสนโคงของคาแกจะแสดงความสัมพันธระหวางคาแกกับอุณหภูมิที่ทํา การอานคา 7.1

7.2

คาแกของคอลัมนที่โผลออกมาสามารถคํานวณไดโดยใชสมการ ดังตอไปนี้ คาแกของกานแกวที่โผลออกมา = kn(T- t)

เมื่อ: k = สัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงการขยายตัวของของเหลวและแกวซึ่งใชทําเทอรโมมิเตอร

สําหรับ

เทอรโมมิเตอรที่วัดอุณหภูมิเปนองศาเซลเซียสชนิดที่เปนปรอทในกระเปาะแกวคา k มีคา 0.00016 สําหรับที่วัดอุณหภูมิเปนองศาฟาเรนไฮค คา k มีคา 0.00009 สําหรับเทอรโมมิเตอรที่วัดอุณหภูมิ เปนองศาเซลเซียสชนิดทีใชสารอินทรียเปนของเหลวในกระเปาะแกวคา k มีคา 0.001 และสําหรับที่ วัดอุณหภูมิเปนองศาฟาเรนไฮคคา k มีคา 0.0006 n = จํานวนขีดองศาที่โผลอางควบคุมอุณหภูมิ T = อุณหภูมิของอางควบคุมอุณหภูมิ t = คาเฉลี่ยของอุณหภูมิของของเหลวในคอลัมนที่ n องศา การใชคาความถูกตองที่สูงกวานี้ของคา k อาจไมจําเปน เพราะคาความไมแนนอนของคาจริง ของคาเฉลี่ยของอุณหภูมิจริงของของเหลวจะไมเกินไปกวาคาของอุณหภูมิที่ทําการวัด 7.2.2 สําหรับคอลัมนที่โผลพนขึ้นมาของเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวน การคํานวณคาแกที่ อุณหภูมิของคอลัมนอยูนอกเหนือไปจากที่ระบุไวในตารางที่ 2 ของขอกําหนด E 1 สามารถทําไดตามสมการดังตอไป นี้ คาแกของกานแกวที่โผลออกมา = kn(ts-t0) เมื่อ : k = เหมือนในขอ 7.2 n = จํานวนขีดของสเกลองศาจากแนวการจุมถึงจุดบนสุดของคอลัมนของปรอท ความยาวระหวางแนวการจุม ถึงขีดแรกของสเกลก็ตองนํามาคิดกับจํานวนขีดของสเกลดวย ts = อุณหภูมิที่กําหนดไวในตารางที่ 2 ของขอกําหนด E 1 t0 = คาเฉลี่ยของอุณหภูมิที่อานไดของคอลัมนของเหลวที่ n องศา 7.2.1

ขีดจํากัดของความแมนยําอันเนื่องมาจากการบันทึกคาแกที่แตละอุณหภูมิของการสอบเทียบ การจัดทํา ตารางหรือแผนภูมิของคาแกหรือการบันทึกคาอุณหภูมิที่วัดโดยใชเทอรโมมิเตอร ก็คือการวัดคาความไวของเทอรโม มิเตอร และโดยปกติจะถูกอธิบายไวในขอความที่วา คาแกถูกกําหนดโดย 7.3

14

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

คาจํากัดของความเชื่อถือไดในการวัดอุณหภูมิโดยใชเทอรโมมิเตอรที่ไดรับการสอบเทียบแลว พรอมคา แกทั้งหมด ก็คือคาองศาของความไมแนนอนของเทอรโมมิเตอร 7.4

คาความผิดพลาดในการวัดอุณหภูมิของเทอรโมมิเตอรแบบ ASTM สามารถยอมรับไดถามีคาไมเกิน ไปกวาคาที่กําหนดในขอกําหนดไวในตารางที่1 ของขอกําหนด E1 เวนเสียแตวาไดมีการระบุวาเทอรโมมิเตอรที่ใชวัด ไมมีการนําคาแกไปใชดวย 7.5

8. ความแมนยําและความเอนเอียง 8.1 ไมมีขอความใดที่กลาวถึงความแมนยําหรือความเอนเอียงสําหรับวิธีการทดสอบแบบ E 77

ในสวนของ การตรวจสอบลักษณะภายนอกและขนาด ความคงทนของเม็ดสี หรือความเสถียรของกระเปาะ มีแตผลลัพธที่ระบุวา ประสบผลสําเร็จหรือลมเหลวไปจากขั้นตอน 8.2

ความแมนยําของการทวนสอบของความถูกตองของสเกล

ในทางปฏิบัติไมสามารถที่จะกําหนดคาความแมนยําของการทวนสอบคาความถูกตองของสเกล ไดเพราะความหลากหลายของเทอรโมมิเตอรที่ไดกลาวไวในขอกําหนด E1 มี 129 ชนิดที่แตกตางกันของเทอรโม มิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกว ซึ่งจะเปนชนิดจุมแชทั้งหมดหรือจุมแชบางสวน 8.2.1

การทวนสอบเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชทั้งหมด คาที่อานไดจะซํ้าๆกันเนื่องจากอุณหภูมิของกาน แกวที่บรรจุปรอทจะเปนอุณหภูมิเดียวกันกับอุณหภูมิของกระเปาะ เมื่อเทอรโมมิเตอรถูกจุมลงไปอยางถูกตอง อุ ณหภูมิของกานแกวที่โผลพนออกมาของเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวนสามารถเปลี่ยนแปลงไดขึ้นอยูกับ อุณหภูมิของสิ่งแวดลอมซึ่งจะมีผลตอการซํ้ากัน(Repeatability)ของขอมูล วิธีการวัดอุณหภูมิของคอลัมนของปรอท ที่โผลพนออกมา เมื่อมีการวัดอุณหภูมิของกานแกว จะมีผลตอการซํ้ากันของขอมูล โดยทั่วไปแลว เทอรโมมิเตอร ชนิดจุมแชทั้งหมดจะมีคาความไมแนนอนที่ดีกวาเทอรโมมิเตอรชนิดจุมแชบางสวน 10 เทาโดยประมาณ 8.2.2

เทอรโมมิเตอรโดยสวนใหญจะใชปรอทเปนของเหลวที่บรรจุไวภายใน เทอรโมมิเตอรบางชนิด โดยเฉพาะอยางยิ่งที่ใชที่อุณหภูมิตํ่ากวา -56 องศาเซลเซียส (-69 องศาฟาเรนไฮค ) จะใชของเหลวที่เปนสารอินทรีย ซึ่งไมเหมือนกับปรอท สารอินทรียจะเกาะติดกับผนังของทอแคบ ตองใหเวลาที่เพียงพอที่สารอินทรียจะหลุดจากผนัง มารวมตัวกัน ซึ่งจะใชเวลาไมเกิน 1 ชั่วโมงและจะสงผลตอคาความแมนยําของการวัด เทอรโมมิเตอรที่ใชสาร อินทรียเปนของเหลวจะมีคาความถูกตองที่นอยกวาชนิดที่ใชปรอทหรือปรอทผสมแธลเลียม 8.2.3

เทอรโมมิเตอรที่มีการแบงสเกลเปน 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 2.0 และ 5.0 องศา ความสามารถในการอานเทอรโมมิเตอรเหลานี้จะมีผลตอความแมนยําของการวัด ถาเทอรโมมิเตอรเหลานี้ถูกอาน โดยใชกลองขยาย เทอรโมมิเตอรที่มีระยะขีดแบงสเกลเทากับ 0.01 หรือ 0.02 องศา สามารถอานไดละเอียดเทากับ 0.001 องศา; ในกรณีของ 0.05 หรือ 0.1 องศา สามารถอานคาไดละเอียดถึง 0.005 องศา; ในกรณี 2.0 องศา สามารถอานไดละเอียดถึง 0.01 องศา; ในกรณีของ 0.5 หรือ 1.0 องศา สามารถอานไดละเอียดถึง 0.05 องศา; ใน 8.2.4

15

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

กรณีของ 2.0 องศา สามารถอานไดละเอียดถึง 0.1 องศา; และในกรณีของ 5.0 องศา สามารถอานไดละเอียดถึง 0.5 องศา 8.2.5 แตละหองปฏิบัติการสามารถที่จะกําหนดคาความแมนยําของการทวนสอบคาความถูกตอง ของ สเกลหรือการสอบเทียบเทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกว โดยใชขอมูลที่ไดกลาวมาแลวขางตนเปนแนว ทางในการปฏิบัติ การวิเคราะหทางสถิติของขอมูลที่ถูกรวบรวมมาจากหลายๆชนิดของเทอรโมมิเตอรสามารถนํามาใช ในการหาคาความผิดพลาดแบบสุมได 8.3 ความเอนเอียง

คลายกับในเรื่องของความแมนยํา คือยากที่จะจํากัดวามของความเอนเอียงสําหรับการทวนสอบ คาความถูกตองของสเกล เพราะความผิดพลาดของระบบอันเนื่องมาจากการเลือกใช standard และความละเอียดของ ตัวเปรียบเทียบในแตละหองปฏิบัติการ 8.3.1

ถา standard platinum resistance thermometer (SPRT) ถูกใชเปน standard คาความ ไมแนนอนในการวัดจะอยูประมาณ 0.001 ถึง 0.003 องศาเซลเซียส ถาเปนเทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะ แกวแบบจุมแชทั้งหมด อยางเชน ASTM ในชวงอุณหภูมิตั้งแต 62 องศาเซลเซียส (62 องศาฟาเรนไฮค) จนถึง 70 องศาเซลเซียส (70 องศาฟาเรนไฮค) ถูกใชเปน standard คาความไมแนนอนในการวัดจะอยูระหวาง 0.03 องศา เซลเซียส (0.05 องศาฟาเรนไฮค) ถึง 0.5 องศาเซลเซียส (1.0 องศาฟาเรนไฮค) คาความไมแนนอนของ เทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกวแบบจุมแชบางสวน จะมีคาประมาณ 0.3 องศาเซลเซียส (0.5 องศาฟา เรนไฮค) ถึง 2.0 องศาเซลเซียส(3.0 องศาฟาเรนไฮค) คาความไมแนนอนนี้อาจลดลงไดถาใชเทอรโมมิเตอรแบบจุม แชบางสวนชนิดพิเศษเปน standards โดยการวัดจะทําที่จุดอุณหภูมิกานแกวที่ถูกกําหนดไว ในทุกกรณี คาเฉลี่ยของ เทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกวที่ใชเปน standards สองตัวจะใหคาอุณหภูมิของตัวกลางที่เปรียบเทียบ ถูกตองมากกวา 8.3.2

คาความผิดพลาดอันเนื่องมาจากตัวเปรียบเทียบจะตองถูกหาออกมาสําหรับในแตละหองปฏิบัติ การ คาความผิดพลาดนี้โดยปกติจะเพิ่มมากขึ้นเมื่อตัวเปรียบเทียบถูกใชในการเปรียบเทียบที่อุณหภูมิสูงขึ้น 8.3.4 คาความแมนยําและความเอนเอียงสําหรับการทวนสอบคาความถูกตองของสเกลจะตองมีการหา ออกมาสําหรับในแตละหองปฏิบัติการ ซึ่งสามารถดูตัวอยางไดจาก NIST SP250-23 8.3.3

9. คําศัพทที่สําคัญ 9.1 การสอบเทียบ; เทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกว; การแยกตัวของปรอท; ของเหลวที่เปน อินทรียสาร; การทวนสอบ

16

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ดรรชนี คําอธิบายเกี่ยวกับเครื่องมือที่ใชสําหรับทวนสอบเทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวในกระเปาะแกว เตา ที่เหมาะสําหรับการทดสอบวัตถุที่แปลกปลอมในเทอรโมมิเตอร (ดูรูป 6.1.3.1) และความคงทน ของสี (6.3) แสดงไวในรูปที่ 1 X1.1

X1.2

อางควบคุมอุณหภูมิชนิดที่เหมาะสําหรับทดสอบความเสถียรของกระเปาะแสดงไวในรูปที่ 2

ตัวเปรียบเทียบ และขอกําหนดทั่วไป ตัวเปรียบเทียบที่ใชสําหรับการทวนสอบแบงออกไดเปน 2 ชนิด คือ ชนิดอุณหภูมิคงที่และชนิดที่อุณหภูมิแปรเปลี่ยนได ขอกําหนดทั่วไปจะถูกสรางโดยขึ้นอยูกับตัวเปรียบเทียบ และเครื่องมือเสริม การอานคาจะกระทําไดโดยการใชเครื่องมือชวยในการมองเห็นที่ใชสําหรับมองการเคลื่อนที่ใน แนวดิ่ง ชวงที่มองเห็นภาพชัดเจนไมควรเริ่มตนที่ตําแหนงมากกวา 20 เซนติเมตร กําลังขยายควรจะประมาณ 5 ถึง 10 เทาของเสนผานศูนยกลาง และมีขอบเขตประมาณ 1.5 เซนติเมตร ตัวเลนสสามารถมองไดถึง 90 องศา และควร มีตัวตัดแสงสะทอน การเคลื่อนที่ในแนวแกนตั้งควรทําไดประมาณ 30 เซนติเมตร ซึ่งตองสามารถปรับระยะไปมา ได เครื่องมือที่เหมาะสมจะเปนตามรูป X1.1 โดยสวนประกอบตางๆสามารถหาซื้อไดทั่วไป X1.3

รูป X1.1 ตัวขยายเพื่อการอานคาของเทอรโมมิเตอร ความรอนที่ใหเขาไปควรสามารถควบคุมไดอยางตอเนื่อง และแมนยําเพื่อใหเปนไปตามขอ กําหนดของการเพิ่มอุณหภูมิอยางชาๆ เพื่อใหไดผลการอานที่ดีควรใชแหลงจายกําลังไฟฟากระแสสลับพรอมหมอ แปลงไฟฟาที่ปรับคาได นอกจากนั้นสามารถใชตัวปรับแรงดันไฟฟาชนิดอื่นๆ อาทิเชน ชนิดเหนี่ยวนํากระแส socalled ได ถึงแมวาจะมีราคาแพงแตก็สามารถที่จะปรับคาไดอยางละเอียด X1.3.1

X1.3.2

ในอางควบคุมอุณหภูมิควรจะมีชองที่แบงเฉพาะสําหรับใส Platinum resistance thermo-

meter ในกรณีที่เปน standard

17

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ตัวเปรียบเทียบชนิดอุณหภูมิคงที่ X1.4.1 ตัวเปรียบเทียบชนิดอุณหภูมิคงที่ที่หางายที่สุดและสะดวกในการใชงานที่สุดก็คือเครื่องทําจุด เยือกแข็ง รูปX1.2 แสดงสวนประกอบของเครื่องอันไดแก กระติกเก็บความเย็น(Dewar Flask) ตัวจับเทอรโม มิเตอร, กลองสองขนาดกําลังขยาย 10 เทา, อุปกรณเสริมที่จําเปน รวมทั้งกาลักนํ้าที่ใชสําหรับดูดนํ้าสวนที่เกิน เครื่อง ปนนํ้าแข็งที่เหมาะสมก็เปนสิ่งที่จําเปน สําหรับการอานที่ตองการความละเอียดประมาณ 1 ใน 10 ของ 1 ชองสเกล ควรใชกลองขยาย แตถาตองการความแมนยําที่ไมสูงก็ไมจําเปนตองใช X1.4

X1.4.2 X1.5

สําหรับจุดไอนํ้าใหอาน NIST SP250-23

ตัวเปรียบเทียบชนิดปรับอุณหภูมิได

สําหรับการทวนสอบที่อุณหภูมิอื่นๆ ใหใชตัวเปรียบเทียบชนิดที่ปรับเปลี่ยนอุณหภูมิได รูป X1.3, X1.4, X1.5, X1.6 และ X1.7 แสดงแบบตางๆของเครื่องมือที่ใชในชวงอุณหภูมิจาก –160 ถึง + 621 องศา เซลเซียส (-256 ถึง +1150 องศาฟาเรนไฮค) สวนประกอบพื้นฐานของตัวเปรียบเทียบเหลานี้จะประกอบดวยใบพัด และอางของเหลวควบคุมอุณหภูมิที่หุมฉนวนไว พรอมทั้งมีตัวควบคุมสําหรับรักษาอุณหภูมิใหมีคาคงที่หรือมีการเพิ่ม ในอัตราสวนที่คงที่เหมือนกับเครื่องมือที่ใชที่จุดเยือกแข็ง กลองขยายสําหรับสองก็เปนสิ่งจําเปนในกรณีที่ตองการ ความแมนยํา 1 ใน 10 ของขีดแบงสเกล ของเหลวที่ใชในตัวเปรียบเทียบควรจะเปนไปตามขอกําหนดดังตอไปนี้: มี ความหนืดตํ่า, ไมติดไฟ, ไมมีพิษ, ไมมีการเปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป X1.5.1

รูป X1.2 ชุดเครื่องมือที่ใชในการสอบเทียบที่จุดเยือกแข็ง

18

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ตัวเปรียบเทียบในชวงอุณหภูมิจาก –160 ถึง -75 องศาเซลเซียส (-256 ถึง -103 องศาฟาเรน ไฮค) สําหรับการเปรียบเทียบที่ชวงอุณหภูมินี้ ซึ่งตํ่ากวาจุดระเหิดของคารบอนไดออกไซคที่เปนของแข็ง ไนโตรเจน เหลวถูกใชเปนตัวกลางทํ าความเย็นในอางควบคุมอุณหภูมิซึ่งเต็มไปดวยสารไฮโครคารบอนที่มีจุดเดือดตํ่ าเชน isopentance อุปกรณตางๆที่จะกลาวตอไปนี้เปนสิ่งจําเปนที่ตองใช โดยขนาดที่ใหเปนคาที่ยอมรับได แตไมได เฉพาะเจาะจง Aluminium Block ขนาดเสนผานศูนยกลาง 28 มิลลิเมตร มีความยาว 150 มิลลิเมตร Test Tube ขนาดเสนผานศูนยกลาง 33 มิลลิเมตร มีความยาว 235 มิลลิเมตร โดยมีลวดความ ตานทาน (165 โอหม) พันอยูภายนอก X1.5.2

Vacuum Pump Vacuum Jar ไมไดเคลือบดวยเงิน

โดยมีแขนยื่นออกมาพรอมกับกอกเปดปดนํ้า และมีเสนผาน ศูนยกลางภายใน 50 มิลลิเมตร และความลึกภายใน 300 มิลลิเมตร หมอแปลงไฟ ที่ปรับคาได ขนาด 0.3 kVA Vacuum Jar ที่เคลือบดวยเงิน ไมมีแขนยื่นออกมา มีเสนผานศูนยกลางภายใน 80 มิลลิเมตร และมีความลึกภายใน 350 มิลลิเมตร Platinum Resistance Thermometer อุปกรณเสริมอื่นๆ หรือ เทอรโมมิเตอรชนิดของเหลวใน กระเปาะแกวในระดับ Secondary แผนปด (ไมไดแสดงในรูป) ใชปดสวนบนของชองสําหรับทดสอบ ใยแกว ไนโตรเจนเหลว Isopentance X1.5.2.1

รายละเอียดของอุปกรณที่กลาวขางตนมีดังนี้

Aluminum Block ประกอบดวยรู 4 รู ที่มีขนาดเสนผานศูนยกลาง 10 ถึง 11 มิลลิเมตร โดยอาจ

จะถูกเจาะที่บริเวณกึ่งกลางของทรงกระบอก รูแตละรูจะเหลื่อมกันโดยมีลักษณะคลายกับใบไม 4 กลีบ ขนาดของรู ควรจะมีความลึกพอที่จะทําใหของเหลวไหลเขามาและใหเทอรโมมิเตอรที่จะทําการสอบเทียบไดถูกจุมอยางเหมาะสม ที่สุด กระบอกดังกลาวจะวางอยูบนใยแกว ซึ่งทําหนาที่กันการกระแทกที่จะติดกับสวนลางสุดของ test tube Test Tube มีลวดความตานทานพันรอบนอก โดยลวดจะถูกยึดติดดวยตัวสลักหรือเทปที่มีสวน ประกอบของเนื้อไมหรือฝาย ลวดดังกลาวจะตองไมรอนในกรณีที่หมอแปลงไฟฟาแบบปรับคาไดเกิดมีกระแสไฟฟา เต็มพิกัดแกลวด ตัว test tube จะถูกวางบน evacuable jar โดยใชใยแกวเปนตัวกันกระแทก Evacuable Vacuum Flask เปน Dewar flask ที่ไมไดเคลือบดวยเงิน โดยถูกยึดดวยแขนยื่นที่ มีกอกเปดปดนํ้าประกอบอยู ในการใชเครื่องมือที่แสดงในรูป X1.3 ตัว evacuable flask จะถูกบรรจุอยูในถังที่มี ขนาดใหญกวา โดยรองรับดวยลิ่มไมกอก 3 ตัวที่วางบนเสนลวด ระยะหางระหวางอุปกรณทั้งสองตองสูงพอสมควร เพื่อที่จะไดเติมไนโตรเจนลงไปในภาชนะโดยปราศจากการหกลนเขาไปสู isopentane ตัว Aluminum Block จะ X1.5.2.2

19

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ปกคลุมดวยสาร isopentane และชองวางระหวาง Dewar flask ทั้งสองชนิดจะถูกเติมดวยไนโตรเจนเหลว ตัวแผน ปดพรอมรูจะถูกวางอยูดานบนเพื่อปองกันการควบแนนและการพาความรอน เมื่อระบบถูกทําใหเย็นลงไปที่อุณหภูมิ สูงกวาอุณหภูมิที่ตองการเล็กนอย กระติกตัวในจะมีการระบายออกโดยใชปมเพื่อใหอุณหภูมิใน test tube อยูใน สภาวะสมดุล ( ในการทดสอบที่ชวงอุณหภูมิ -151 องศาเซลเซียส ( -256 องศาฟาเรนไฮค ) การระบายออกที่ไมจํา เปน) ที่อุณหภูมิที่ตองการทําการทดสอบ การถายเทความรอนจะสมดุลโดยขดลวดความรอน มันจําเปนที่จะตองให ทํา isopentane กระเพื่อมโดยการยกเทอรโมมิเตอรขึ้นลง แตการกวนอยางเร็วๆที่อุณหภูมิตํ่าจะเปนการผลิตความ รอนที่จะทําใหการรักษาสภาพสมดุลทําไดยากขึ้น

รูป X1.3 ตัวเปรียบเทียบในชวงอุณหภูมิจาก –160 ถึง -75 องศาเซลเซียส (-256 ถึง -103 องศาฟาเรนไฮค) การปองกันไวกอนเพื่อความปลอดภัยเปนสิ่งที่ควรคํานึง สิ่งสําคัญที่ควรทราบมีดังนี้ (1) เนื่องจากไนโตรเจนเหลวมีจุดเดือดตํ่ากวาอากาศเหลว ตัวอากาศเหลวหรือความชื้นบรรยากาศ หรือทั้งสองอยางจะควบแนนเกาะติดผนังของกระติก ดังนั้นตัวกระติกไมควรถูกทําใหอุนโดยปราศจากการปลอยผาน ชั้นบรรยากาศหรือภายใตสูญญากาศ และควรที่จะปลอยผานภายในทอที่แหง (2) อากาศเหลวหรือออกซิเจนเหลวหรือของผสมทั้งสองชนิดไมควรใชสารทําความเย็น X1.5.2.3

20

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

(3) ระดับของเพนเทนควรจะอยูเหนือพื้นผิวของ Aluminum Block เล็กนอยตลอดเวลา เมื่อไรก็

ตามที่เติมเพนเทนที่เย็นจัดเขาไปควรระวังไมใหกระเด็นไปโดนขดลวดความรอน (4)ขดลวดความรอนควรจะอยูติดกับหมอแปลงไฟโดยมีฉนวนกันความรอนปองกันอีกชั้น ตัวเปรียบเทียบในชวงอุณหภูมิจาก –80 ถึง +5 องศาเซลเซียส (-112 ถึง + 41 องศาฟาเรน ไฮค) ในการทดสอบอุณหภูมิที่ชวงนี้ตามรูปX1.4 ควรมีอางควบคุมอุณหภูมิสองตัว ตัวหนึ่งสําหรับเทอรโมมิเตอรที่ ตองการการจุมที่ลึก สวนอีกตัวหนึ่งสําหรับชนิดที่ตองการการจุมที่ตื้น โดยทั้งสองแบบอางควบคุมอุณหภูมิควรจะ ประกอบดวยกระติกสูญญากาศชนิด Dewar และผนังอาจเคลือบดวยเงินหรือไมก็ได โดยปกติแลวชนิดที่ไมเคลือบ ดวยเงินจะดีกวา กระติกสูญญากาศชนิดที่ทําดวยโลหะอาจจะใชแทนชนิดที่ทําดวยแกวได สําหรับแผนปดสวนบนของ อางจะหาซื้อตามทองตลาดไมได จะตองทําขึ้นมาเองโดยใชวัสดุที่มีคุณสมบัติไมนําความรอนเชน Phenolic Plastic และตองมีรูที่มีเสนผานศูนยกลางประมาณ 9 มิลลิเมตร ตัวเทอรโมมิเตอรที่จะทําการทดสอบจะถูกยึดโดยทอยาง ขนาดเล็ก สิ่งที่สําคัญอีกอยางหนึ่งคือตัวใบพัด ควรสรางกําลังดันที่มีทิศทางลง ถาเปนไปไดตัวใบมีดควรถูกติดตั้งอยู ภายในทอกลวงเพื่อลดการหมุนวนและเพิ่มการกระเพื่อมของของเหลวในอาง สวนประกอบอื่นๆที่สําคัญไดแก X1.5.3

รูป X1.4 ตัวเปรียบเทียบในชวงอุณหภูมิจาก –80 ถึง +5 องศาเซลเซียส (-112 ถึง

21

+ 41 องศาฟาเรนไฮค)

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

อุปกรณสําหรับอางควบคุมอุณหภูมิที่มีขนาดยาว กระติกสูญญากาศที่มีความลึก 12 นิ้ว (305 มิลลิเมตร) โดยมีเสนผานศูนยกลางภายใน X1.5.3.1

(70 มิลลิเมตร ), แผนปดชนิด

2

3 4

นิ้ว

4

5 8

นิ้ว

Phenolic Plastic ตามรูป X1.4 และเพลาหมุนที่เปนแกวพรอมใบพัด 2 ตัว

X1.5.3.2 อุปกรณสําหรับอางควบคุมอุณหภูมิที่ตื้น

กระติกสูญญากาศที่มีความลึก 7 3 นิ้ว (197 มิลลิเมตร) และมีเสนผานศูนยกลางภายใน 4

(117 มิลลิเมตร) แผนปดชนิด Phenolic Plastic ตามรูป X1.4 และเพลาหมุนที่เปนแกวพรอมใบมีด 1 ตัว สวนประกอบอื่นๆ (สําหรับอางควบคุมอุณหภูมิทั้งสอง) มอเตอรสําหรับกวน ทอกลวงที่เปนยาง คารบอนไดออคไซคที่เปนของแข็ง โดยนํามาบดใหละเอียด และของเหลวในอางซึ่งอาจจะเปน แอลกอฮอล, ไฮโดรคารบอน, หรือสารละลายอินทรียอื่นๆ ถามีการใชสารละลายที่มีสวนผสมของนํ้าเปนสวน ประกอบควรจะมีสวนผสมของนํ้าไมเกิน 5 % X1.5.3.4 ในการใชอางควบคุมอุณหภูมิที่ถูกเติมดวยของเหลวบางสวนใหเหมาะสม นํ้าแข็งแหง จะตองถูกเติมลงไปอยางชาๆเพื่อปองกันการเกิดฟองอากาศ ในขณะเดียวกันใหเติมของเหลวในสวนที่เหลือ โดยใหมี ปริมาณที่เพียงพอสําหรับอาง พรอมกับปริมาณเพิ่มเติมบางสวนเพื่อใหการทําใหอางเย็นตัวลวงหนากอนใชงาน ซึ่งวิธี ดังกลาวเปรียบเสมือนการทําใหเย็นในภาชนะชิ้นที่สอง เมื่ออุณหภูมิของภาชนะทั้งสองใกลเคียงกันแลว อางที่ใช ทดสอบจะถูกเติมและปรับใหมีอุณหภูมิตามที่ตองการ เทอรโมมิเตอรที่จะถูกสอบเทียบและ standard ถามีจํานวน ของเทอรโมมิเตอรที่จะทําการทดสอบจํานวนมาก การใหความเย็นลวงหนาจะเปนปจจัยในการลดเวลาที่ตองใชลงไป X1.5.3.3

รูป X1.5 ตัวเปรียบเทียบในชวงอุณหภูมิ 5 ถึง 375 องศาเซลเซียส (41 ถึง 707 องศาฟาเรนไฮค)

22

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ตัวเปรียบเทียบในชวงอุณหภูมิ 5 ถึง 375 องศาเซลเซียส (41 ถึง 707 องศาฟาเรนไฮค) ที่ อุณหภูมิในชวง 5 ถึง 200 องศาเซลเซียส (41 ถึง 392 องศาฟาเรนไฮค) จะใชตัวเปรียบเทียบดังแสดงใหดูในรูป X1.5 หรืออุปกรณอื่นๆที่เทียบเทา ซึ่งประกอบดวยภาชนะทรงกระบอกที่มีผนังเปน borosillicate-glass โดยมีการ รองรับเปนอยางดีพรอมติดตั้งตัวทําความรอน, ขดลวดทําความเย็นและเครื่องมือสําหรับกวน สําหรับอางจะตองมีตัว ควบคุมเพื่อรักษาอุณหภูมิใหมีคาคงที่ หรือมีอัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอยางชามากๆในชวงการทดสอบ และตองมี แผนปดอยูดานบนดังแสดงในรูป X1.5 สําหรับการทดสอบเทอรโมมิเตอร ชองสําหรับใสควรจะมีตัวยึดที่หมุนได 2 ตัวดังแสดงในรูป X1.5 ประกอบอยูดวย โดยตัวยึดจะเปนแผนเรียบที่วางอยูบนตลับลูกปน ซึ่งจะชวยหมุนเทอรโม มิเตอรใหมองงายขึ้น การกระจายความรอนไปยังทุกๆชิ้นสวนของอาง ถูกกระทําโดยขดลวดทําความรอนและความ เย็นที่บีบลอมรอบทรงกระบอกซึ่งมีใบพัดติดตั้งอยู ในกรณีทดสอบที่ชวงอุณหภูมิ 5 ถึง 95 องศาเซลเซียส (41 ถึง 203 องศาฟาเรนไฮค) ตัวอางควบคุมอุณหภูมิควรใชนํ้ากลั่น และเมื่อใชงานที่ 90 ถึง 200 องศาเซลเซียส (194 ถึง 392 องศาฟาเรนไฮค) ควรใชนํ้ามันที่มีจุดไหมไฟสูงเปนตัวกลาง ตัวมอเตอรควรถูกติดตั้งใหมีความสูงเพียงพอเพื่อ ปองกันความรอนจากตัวอางควบคุมอุณหภูมิ X1.5.4

รูป X1.6 ทางเลือกของการออกแบบตัวเปรียบเทียบสําหรับในชวงอุณหภูมิ 300 ถึง 538 องศาเซลเซียส (572 ถึง 1000 องศาฟาเรนไฮค ) และ ชวงอุณหภูมิ 5 ถึง 375 องศาเซลเซียส (41 ถึง 707 องศาฟาเรนไฮค)

23

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

ตัวเลือกแบบอางอีกตัวแสดงไวในรูป X1.6(b) อางควบคุมอุณหภูมิชนิดนี้จะใชกับ นํ้าหรือตระกูลของนํ้ามันที่มีคุณสมบัติเหมาะสมในชวงอุณหภูมิ 5 ถึง 315 องศาเซลเซียส (41 ถึง 599 องศาฟาเรน ไฮค ) ที่อุณหภูมิสูงควรจะเพิ่มความระมัดระวังใหมากขึ้นเพื่อเปนการปองกันอันตรายที่อาจเกิดจากการลุกไหม ซึ่ง มักจะเกิดขึ้นในขณะที่มีการยกเทอรโมมิเตอร หรือที่ยึดเทอรโมมิเตอรออกจากอางควบคุมอุณหภูมิ การใชแผนปดที่ เปนของแข็งแทนที่ที่ยึดเทอรโมมิเตอรจะใหผลที่ดีเพียงพอที่จะใชเปนเครื่องมือในการปองกันไฟ และควรเลือกชนิด ที่เปนคารบอนไดออกไซค X1.5.4.1

X1.5.5

ตัวเปรียบเทียบสําหรับในชวงอุณหภูมิ

200 ถึง 621 องศาเซลเซียส (392 ถึง 1150

องศา

ฟาเรนไฮค ) ตัวเปรียบเทียบที่ใชในชวงอุณหภูมินี้คืออางควบคุมอุณหภูมิที่ใชเกลือ ตัวอยางหนึ่ง แสดงในรูป X1.7 อยางไรก็ตามเครื่องมือชนิดนี้อาจสามารถประกอบติดตั้งโดยใชถังที่ใชเปนตัวบรรจุเกลือ ซึ่งทําจาก วัสดุชนิด pressed-steel โดยมีตัวทําความรอนอยูภายนอก, มีฉนวนกันความรอน, ตัวกวน และตัวยึดเทอรโมมิเตอร เปนสวนประกอบ การเชื่อมหรือการเย็บหมุดตัวอางสามารถทําไดโดยไมมีเงื่อนไขใดๆ แมวาจะมีการใชแกสเปนตัว ใหความรอน แตสําหรับอางชนิดนี้โดยสวนใหญแลวจะใชตัวทําความรอนที่ใชกระแสไฟฟา X1.5.5.1

รูป X1.7 ตัวเปรียบเทียบชนิดอางควบคุมอุณหภูมิที่ใชเกลือเปนของเหลวสําหรับใชงานในชวง200 ถึง 621 องศา เซลเซียส (392 ถึง 1150 องศาฟาเรนไฮค )

24

www.nimt.or.th

สถาบันมาตรวิทยาแหงชาติ

วิธีทดสอบมาตรฐานในการตรวจสอบ และทวนสอบเทอรโมมิเตอร

การระมัดระวังเปนสิ่งสําคัญมาก โดยเฉพาะอยางยิ่งที่อุณหภูมิสูงกวา 400 องศา เซลเซียส (752 องศาฟาเรนไฮค) เพื่อปองกันไมใหมีการกระเด็นกระดอนของสารอินทรียหรือของเหลวที่มีจุดเดือดตํ่า อาทิเชนนํ้า ลงไปปะปนกับเกลือ ซึ่งจะกอใหเกิดระเบิดหรือการลุกไหมขึ้นได ในการใหความรอนกับอางควรกระทํา อยางชาๆในตอนเริ่มตน เพื่อปองกันการปะทุของเกลือ X1.5.5.3 ที่อุณหภูมิตํ่าเทอรโมมิเตอรสามารถที่จะจุมลงไปในเกลือไดโดยตรง แตที่อุณหภูมิสูง อาจมีเกิดความเสียหายแกเทอรโมมิเตอรได ซึ่งสามารถปองกันไดโดยการใชทอเหล็กจุมลงในเกลือที่ละลายแลวโดยมี เทอรโมมิเตอรใสไวภายใน โดยปลายดานหนึ่งของทอเหล็กดังกลาวจะถูกปดไว X1.5.5.4 ตัวเปรียบเทียบที่ใชดีบุกที่ละลายแลวเปนของเหลวแสดงไวในรูป X1.6(b) ซึ่งจะใช ไดดีในชวงอุณหภูมินี้ รายละเอียดของการออกแบบ, โครงสรางและการใชงานสามารถหาไดจาก National X1.5.5.2

Institute of Standards and Technology

เอกสารอางอิง 1. Annual Book of ASTM Standards General Methods and Instrumentation. Vol 14.03 (1997) 61-73.

25

www.nimt.or.th