온도 측정
Temperature measurement |
온도 측정(온도 측정이라고도 함)은 즉시 또는 나중에 평가하기 위해 현재 로컬 온도를 측정하는 과정을 설명합니다.반복 표준화된 측정으로 구성된 데이터 세트를 사용하여 온도 추세를 평가할 수 있습니다.
역사
17세기 이전의 표준화된 온도 측정 시도는 기껏해야 조잡했다.예를 들어 서기 170년, 의사 클라우디우스[1] 갈레누스는 "중립" 온도 기준을 만들기 위해 얼음과 끓는 물을 같은 비율로 섞었다.현대 과학 분야는 갈릴레오를 포함한 1600년대 피렌체 과학자들이 상대적인 온도 변화를 측정할 수 있는 장치를 만들었지만 기압 변화와 교란되기 쉬운 연구들에서 그 기원을 가지고 있다.이 초기 장치들은 온도계라고 불렸다.최초의 밀폐 온도계는 1654년 페르디난드 [1]2세 토스카니 대공에 의해 만들어졌다.오늘날의 온도계와 온도 척도의 개발은 18세기 초에 시작되었는데, 가브리엘 화씨(Gabriel Fahrenheit)가 수은 온도계와 척도를 만들면서 둘 다 Ole Christensen Römer에 의해 개발되었다.화씨 눈금은 섭씨와 켈빈 눈금과 함께 여전히 사용되고 있다.
테크놀로지
많은 온도 측정 방법이 개발되어 왔다.이들 중 대부분은 온도에 따라 변화하는 작업 재료의 물리적 특성을 측정하는 데 의존합니다.온도를 측정하는 가장 일반적인 장치 중 하나는 유리 온도계입니다.이것은 작동 유체 역할을 하는 수은이나 다른 액체로 채워진 유리 튜브로 구성됩니다.온도가 상승하면 유체가 팽창하므로 유체의 부피를 측정하여 온도를 결정할 수 있습니다.이러한 온도계는 보통 온도계의 유체 수준을 관찰하는 것만으로 온도를 읽을 수 있도록 교정된다.실제로 많이 사용되지 않지만 이론적인 관점에서 중요한 또 다른 유형의 온도계는 가스 온도계입니다.
온도를 측정하기 위한 기타 중요한 장치는 다음과 같습니다.
온도를 측정할 때 측정 기기(온도계, 열전대 등)가 측정 대상 물질과 실제로 동일한 온도가 되도록 주의해야 합니다.경우에 따라서는 계측기의 열이 온도 구배를 일으킬 수 있으므로 측정된 온도가 시스템의 실제 온도와 다릅니다.이 경우 측정된 온도는 시스템의 온도뿐만 아니라 시스템의 열전달 특성에 따라 달라집니다.
인간, 동물, 식물이 느끼는 열적 쾌적함은 유리 온도계에 나타난 온도 이상과 관련이 있다.주변 공기의 상대 습도 레벨은 증발 냉각을 다소 유도할 수 있습니다.습구 온도 측정은 이 습도 효과를 정상화시킵니다.평균 복사 온도도 열 쾌적성에 영향을 줄 수 있습니다.바람의 한기는 유리 온도계가 같은 온도를 나타내더라도 바람이 많이 부는 조건에서는 고요한 조건보다 더 춥게 느껴지게 한다.공기 흐름은 체내 또는 체내로의 열 전달 속도를 증가시켜 동일한 주변 온도에서 체온 변화를 더 크게 일으킵니다.
온도계의 이론적 근거는 열역학 제0법칙으로, 만약 여러분이 세 개의 물체인 A, B, C, A와 B가 같은 온도에 있고, B와 C가 같은 온도에 있다면, A와 C는 같은 온도에 있다고 가정합니다.물론 B는 온도계입니다.
온도 측정의 실질적인 근거는 삼중점 세포의 존재이다.트리플 포인트는 압력, 부피 및 온도 조건이며, 세 가지 상(예: 고체, 증기, 액체)이 동시에 존재합니다.단일 구성요소의 경우 삼중점에는 자유도가 없으며 세 변수가 변경되면 셀에서 하나 이상의 위상이 사라집니다.따라서 트리플 포인트 셀은 온도와 압력에 대한 보편적인 참조로 사용할 수 있습니다(기브스 위상 규칙 참조).
어떤 조건에서는 플랑크의 흑체 복사 법칙을 직접 사용하여 온도를 측정하는 것이 가능해진다.예를 들어 우주 마이크로파 배경 온도는 WMAP와 같은 위성 관측에 의해 관측된 광자의 스펙트럼에서 측정되었다.중이온 충돌을 통한 쿼크-글루온 플라즈마 연구에서 단일 입자 스펙트럼이 온도계 역할을 하는 경우가 있다.
비침습 온도 측정
최근 수십 년 동안 많은 온도계 기법이 개발되었습니다.생명공학 분야에서 가장 유망하고 널리 보급된 비침습 온도 측정 기술은 자기 공명 영상, 컴퓨터 단층 촬영 영상 및 에코토모그래피 분석을 기반으로 합니다.이러한 기술을 사용하면 [2]감지 요소를 도입하지 않고도 조직 내 온도를 모니터링할 수 있습니다.반응 흐름(예: 연소, 플라스마), 레이저 유도 형광(LIF), CARS 및 레이저 흡수 분광법은 엔진, 가스 터빈, 충격관, 합성 원자로[3] 등의 내부 온도를 측정하기 위해 이용되었다.그러한 광학 기반 기법의 능력에는 측정 대상을 동요시키지 않는 능력(예: 화염, 충격 가열 가스)에도 불구하고 신속한 측정(나노초 타임스케일까지 감소)이 포함된다.
표면 공기 온도
지구 표면 근처의 공기의 온도는 기상 관측소와 기상 관측소에서 측정되며, 일반적으로 통풍이 잘 되는 표준화된 흰색 페인트 기구 수용소인 스티븐슨 스크린과 같은 수용소에 설치된 온도계를 사용한다.온도계는 지상 1.25-2m 위에 위치해야 한다.이 설정에 대한 자세한 내용은 세계기상기구(WMO)에 의해 정의된다.
진정한 일평균은 연속적으로 기록된 온도계를 통해 얻을 수 있었다.일반적으로 개별 판독치의 평균(예: 24시간 판독치, 4시간 판독치 등) 또는 일일 최소 및 최대 판독치의 평균(단,[4] 관측 시간에 따라 평균 온도가 참 평균보다 최대 1°C 더 낮거나 더 높을 수 있음)으로 근사한다.
세계 평균 표면 온도는 약 14°C입니다.
온도 척도 비교
| 댓글 | 켈빈 K | 섭씨 °C | 화씨 화씨 | 랭킨 °Ra(°R) | 딜리슬 °D » | 뉴턴 경이다. °N | 레아우무르 °R(°Ré, °Re) » | 뢰머 °Rö(°R) » |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 절대 제로 | 0 | −273.15 | −459.67 | 0 | 559.725 | −90.14 | −218.52 | −135.90 |
| 지구 최저 자연 온도 기록 (남극의 보스토크 - 1983년 7월 21일) | 184 | −89 | −128 | 331 | 284 | −29 | −71 | −39 |
| 섭씨/화씨 "교차" 온도 | 233.15 | −40 | –40 | 419.67 | 210 | –13.2 | –32 | –13.5 |
| 화씨 얼음/소금 혼합물 | 255.37 | −17.78 | 0 | 459.67 | 176.67 | −5.87 | −14.22 | −1.83 |
| 물이 얼다(표준 압력으로) | 273.15 | 0 | 32 | 491.67 | 150 | 0 | 0 | 7.5 |
| 지구의 평균 표면 온도 | 287 | 14 | 57 | 517 | 129 | 4.6 | 12 | 15.4 |
| 사람의 평균 체온 ² | 310.0 ±0.7 | 36.8 ±0.7 | 98.2 ±1.3 | 557.9 ±1.3 | 94.8 ±1.1 | 12.1 ±0.2 | 29.4 ±0.6 | 26.8 ±0.4 |
| 지구상 최고 기록 표면 온도 (미국, Furnace Creek - 1913년 7월 10일) | 329.8 | 56.7 | 134 | 593.7 | 65.0 | 18.7 | 45.3 | 37.3 |
| 물이 끓는다(표준 압력으로) | 373.15 | 100 | 212 | 672 | 0 | 33 | 80 | 60 |
| 가스 불꽃 | ~1773 | ~1500 | ~2732 | |||||
| 티타늄이 녹다 | 1941 | 1668 | 3034 | 3494 | −2352 | 550 | 1334 | 883 |
| 태양의 표면 | 5800 | 5526 | 9980 | 10440 | −8140 | 1823 | 4421 | 2909 |
1 이 온도계는 사용되지 않고 단지 역사적 관심사일 뿐이다.
2인간의 정상 체온은 36.8±0.7°C 또는 98.2±1.3°F입니다.일반적으로 주어진 값 98.6°F는 단순히 19세기 독일 표준 37°C의 정확한 변환이다.따라서 허용 가능한 범위를 나열하지 않기 때문에 초과(유효하지 않은) 정밀도를 가지고 있다고 할 수 있습니다.자세한 내용은 건강한 사람의 온도(체온)를 참조하십시오.
이 표의 몇몇 숫자는 반올림되었다.
표준
미국기계공학회(ASME)는 온도 측정에 관한 두 가지 별개의 표준인 B40.200과 PTC 19.3을 개발했습니다. B40.200은 바이메탈 작동식, 충전식 및 유리 내 액체 온도계에 대한 지침을 제공합니다.또한 서모웰에 대한 지침도 제공합니다.PTC 19.3은 성능 테스트 코드와 관련된 온도 측정에 대한 지침을 제공하며, 특히 측정 오류의 기본 출처와 이러한 오류 대처 방법에 중점을 두고 있습니다.
미국(ASME) 규격
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ a b T. J. Quinn (1983). Temperature. London: Academic Press.
- ^ "Hyperthermal Procedure". Measurements and Biomedical Instrumentation Lab. Università Campus Bio-Medico di Roma.
- ^ Chrystie, Robin S. M.; Feroughi, Omid M.; Dreier, Thomas; Schulz, Christof (2017-03-21). "SiO multi-line laser-induced fluorescence for quantitative temperature imaging in flame-synthesis of nanoparticles". Applied Physics B. 123 (4): 104. Bibcode:2017ApPhB.123..104C. doi:10.1007/s00340-017-6692-0. ISSN 1432-0649.
- ^ Baker, Donald G. (June 1975). "Effect of Observation Time on Mean Temperature Estimation". Journal of Applied Meteorology. 14 (4): 471–476. Bibcode:1975JApMe..14..471B. doi:10.1175/1520-0450(1975)014<0471:EOOTOM>2.0.CO;2.
- ^ "ASME". American Society of Mechanical Engineers. Retrieved 13 May 2015.
- ^ "ASME". American Society of Mechanical Engineers. Archived from the original on 2015-09-08. Retrieved 13 May 2015.
외부 링크
- Callendar, Hugh Longbourne (1911). . Encyclopædia Britannica. Vol. 26 (11th ed.). pp. 814–821. 관련 자료에 대한 또 다른 동시 조사.
- Callendar, Hugh Longbourne (1911). . Encyclopædia Britannica. Vol. 26 (11th ed.). pp. 821–836. 온도계 이론과 온도계 설계의 상세한 동시 조사.
- 다양한 측정 기술 비교
