รู้จักเครื่องมือวิทยาศาสตร์

ชนิดของเครื่องมือวิทยาศาสตร์

เครื่องมือวิทยาศาสตร์ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการที่ค่อนข้างเรียบง่ายเช่นเครื่องชั่ง ไม้บรรทัดเทอร์โมมิเตอร์ ฯลฯ เครื่องมือง่ายๆ อื่นๆ ที่พัฒนาขึ้น อย่างไรก็ตามเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์บางชนิดอาจมีขนาดค่อนข้างใหญ่และมีความซับซ้อนที่สำคัญเช่นเครื่องตรวจจับอนุภาคหรือเสาอากาศของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ในทางกลับกันเทคโนโลยีไมโครสเกลและนาโนกำลังก้าวหน้าไปถึงจุดที่ขนาดของเครื่องมือเปลี่ยนไปสู่ขนาดเล็กรวมถึงเครื่องมือผ่าตัดนาโนนาโนบอทชีวภาพและอิเล็กทรอนิคส์ชีวภาพ

1) เครื่องมือวัด

2) เครื่องมือวัดอุตสาหกรรม

3) เครื่องมือวิทยาศาสตร์

4) เครื่องมือวัดทางฟิสิกส์

pH Meter

เครื่องวัดค่า pH เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่ใช้วัดกิจกรรมของไฮโดรเจนไอออนในสารละลายที่ใช้น้ำ โดยระบุความเป็นกรดหรือด่างซึ่งแสดงเป็นค่า pH เครื่องวัดค่า pH จะวัดความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรด pH และอิเล็กโทรดอ้างอิง ดังนั้นบางครั้งเครื่องวัด pH จึงเรียกว่า “เครื่องวัดค่า pH แบบโพเทนชิโอเมตริก” ความแตกต่างของศักย์ไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับความเป็นกรดหรือ pH ของสารละลาย เครื่องวัดค่า pH ถูกใช้ในการใช้งานมากมายตั้งแต่การทดลองในห้องปฏิบัติการไปจนถึงการควบคุมคุณภาพ

 

เพื่อให้เครื่องวัดค่า pH มีความแม่นยำต้องได้รับการปรับเทียบอย่างถูกต้อง ปรับเทียบเครื่องวัดค่า pH โดยจุ่มลงในสารละลายบัฟเฟอร์ แล้วปรับพีเอชมิเตอร์ให้เหมาะสม วิธีนี้จะดีที่สุดหากความผันผวนของอุณหภูมิมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในขณะที่คุณทำการวัดค่าต่างๆ

EC meter

เครื่องวัดการนำไฟฟ้า (EC meter) จะวัดค่าการนำไฟฟ้าในสารละลายหรือของเหลว มีการใช้งานหลายอย่างในการวิจัยและวิศวกรรมโดยมีการใช้งานทั่วไปในระบบไฮโดรโปนิกส์ การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำและระบบน้ำจืดเพื่อตรวจสอบปริมาณสารอาหารเกลือหรือสิ่งสกปรกในน้ำ

 

EC Meter วัดค่าการนำไฟฟ้าเป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ ซึ่งค่า EC กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือแสดงให้เห็นว่าน้ำสามารถนำไฟฟ้าได้ดีเพียงใด เราสามารถประเมินได้ในเบื้องต้นว่าน้ำน้ำเน่าเสียหรือไม่ ถ้า EC ระดับสูงหมายความว่าน้ำมีสารที่ละลายอยู่ในความเข้มข้นสูงดังนั้นน้ำจึงไม่บริสุทธิ์เป็นต้น (น้ำบริสุทธ์จะไม่นำไฟฟ้า)

 

ที่สำคัญที่สุดคือ EC หรือการนำไฟฟ้า ยิ่งมีเกลืออยู่ในสารละลายมากเท่าใดก็ยิ่งนำไฟฟ้าได้ดีเท่านั้น เครื่องวัด EC แสดงค่าที่อ่านได้ในหน่วยมิลลิซีเมนส์หรือไมโครซีเมนส์ต่อเซนติเมตร (mS/cm หรือ μS/cm)

TDS Meter

ค่า TDS (Total Dissolved Solids) เป็นค่าผลรวมของของแข็งที่ละลายในน้ำ ของแข็งเหล่านี้ได้แก่ เกลือ แร่ธาตุและโลหะ ค่านี้เรียกอีกอย่างว่าค่าการนำไฟฟ้าของน้ำ เนื่องจากยิ่งของแข็งหรือไอออนดังกล่าวอยู่ในน้ำมากเท่าใดก็ยิ่งนำไฟฟ้าได้ดีเท่านั้น โดยทั่วไปแล้วเครื่องวัด TDS จะวัดปริมาณการนำไฟฟ้านี้เป็นไมโครซีเมนส์แต่ถูกแปลงเป็นค่าในหน่วย ppm (ppm ย่อมาจากส่วนต่อล้าน) เช่นค่า 40 ppm หมายความว่าจากอนุภาคหนึ่งล้านอนุภาคมีไอออนที่ละลายน้ำได้ 40 ไอออนส่วนที่เหลือ (= 999 960) เป็นโมเลกุลของน้ำ

 

กล่าวโดยย่อน้ำที่มีค่า ppm ต่ำแทบจะปราศจากเกลือและแร่ธาตุ แต่สามารถซ่อนสารเคมีที่ไม่ใช่ไอออนิกได้ในตัว ผลลัพธ์ของเครื่องวัด TDS จึงไม่มีความหมายมากนักสำหรับคุณภาพน้ำที่แท้จริง วิธีการวิเคราะห์อื่นๆ หรือการวิเคราะห์น้ำโดยห้องปฏิบัติการที่มีชื่อเสียงอาจเหมาะสมกว่าเพื่อหาข้อมูลเกี่ยวกับคุณภาพน้ำที่แท้จริง

เครื่องวัดความหนาโลหะ (Thickness Meter)

ในด้านการทดสอบทางวิทยาศาสตร์การวัดความหนาด้วยอัลตราโซนิก (Ultrasonic Thickness Measurement) เป็นวิธีการวัดโดยไม่ทำลายวัตถุ ของความหนาของชิ้นส่วนที่เป็นของแข็ง

เครื่องวัดความหนาอัลตราโซนิกทำงานเป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์โดยการวัดระยะเวลาด้วยความแม่นยำสำหรับคลื่นเสียงในย่านอัลตร้าโซนิกส์ที่สร้างขึ้นโดยหัววัดขนาดเล็กเพื่อให้คลื่นเสียงนี้เดินทางผ่านชิ้นทดสอบและสะท้อนกลับจากพื้นผิวด้านในหรือผนังด้านไกล จากการวัดนี้ความหนาของชิ้นทดสอบจะถูกคำนวณและแสดงบนหน้าจอดิจิตอล

เครื่องวัดระดับเสียง (Sound Level Meter)

เครื่องวัดระดับเสียงใช้สำหรับการวัดอะคูสติก (เสียงที่เคลื่อนที่ผ่านอากาศ) เป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่มีไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ ซึ่งผสมผสานความแม่นยำเข้ากับความเสถียรและความน่าเชื่อถือ ไดอะแฟรมของไมโครโฟนตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศที่เกิดจากคลื่นเสียง นั่นคือเหตุผลที่บางครั้งเรียกเครื่องมือนี้ว่าเครื่องวัดระดับความดันเสียง (SPL) การเคลื่อนที่ของไดอะแฟรมจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า (โวลต์ V) จะใช้การแปลงลอการิทึมและระบุระดับความดันเสียงแทนในหน่วยเดซิเบล dB

 

เครื่องวัดระดับเสียงใช้ในการวัดเสียงรบกวนจากแหล่งต่างๆ รวมถึงโรงงานอุตสาหกรรม การจราจรทางถนนและงานก่อสร้าง และใช้ในสถานการณ์อื่นๆ เช่นวัดความดังเสียงจากการแข่งขันกีฬา คอนเสิร์ตกลางแจ้ง

เครื่องวัดความเร็วลมและ CFM CMM

เครื่องวัดความเร็วลมเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความเร็วหรือความเร็วของก๊าซทั้งในการไหลที่มีอยู่เช่นการไหลของอากาศในท่อหรือในการไหลที่ไม่มีการกำหนดเช่นลมในบรรยากาศ ในการกำหนดความเร็วของลมเครื่องวัดความเร็วลมจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพบางอย่างของของเหลวหรือผลกระทบของของเหลวที่มีต่ออุปกรณ์เชิงกลที่สอดเข้าไปในการไหล

 

เครื่องวัดความเร็วลมถูกใช้ในสถานีตรวจอากาศและนักฟิสิกส์ด้านการบินและอวกาศมักใช้เครื่องวัดความเร็วลมแบบเลเซอร์ เครื่องวัดความเร็วลมชนิดนี้ใช้ในการทดลองความเร็ว ความเร็วคือการวัดอัตราและทิศทางของการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของวัตถุ เครื่องวัดความเร็วลมเลเซอร์จะคำนวณความเร็วลมรอบๆ รถยนต์เครื่องบินและยานอวกาศเป็นต้น เครื่องวัดความเร็วลมช่วยให้วิศวกรทำให้ยานพาหนะเหล่านี้มีอากาศพลศาสตร์มากขึ้น

เครื่องวัดอุณหภูมิ (Thermometer)

เครื่องวัดอุณหภูมิบางครั้งเรียกทับศัพท์ภาษาอังกฤษว่าเทอร์โมมิเตอร์เป็นเครื่องมือวัดอุตสาหกรรมที่ใช้วัดอุณหภูมิ เทอร์โมมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดอุณหภูมิ สามารถวัดอุณหภูมิของของแข็งเช่นอาหารของเหลวเช่นน้ำหรือก๊าซเช่นอากาศ หน่วยวัดอุณหภูมิที่พบบ่อยที่สุดสามหน่วยคือเซลเซียสฟาเรนไฮต์และเคลวิน

 

เครื่องวัดอุณหภูมิเป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่จำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์หลายประการตั้งแต่ในครัวเรือนไปจนถึงภาคอุตสาหกรรม ในห้องครัวสามารถวัดอุณหภูมิของอาหารได้ เช่นเดียวกันในตู้เย็นจะช่วยรักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้ ในโรงงานเทอร์โมมิเตอร์ในเตาเผาจะช่วยให้เปิดและปิดเตาได้ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องเลือกประเภทของเทอร์โมมิเตอร์ให้เหมาะสมกับการใช้งานที่ต้องการ การใช้งานเครื่องวัดอุณหภูมิที่สำคัญได้แก่:

• 1) ในการตรวจสอบเครื่องยนต์หรือแบริ่ง
• 2) ระบบปรับอากาศ
• 3) การตรวจสอบการขนส่งและยานยนต์
• 4) การปรุงอาหาร
• 5) ในห้องปฏิบัติการ

เครื่องวัดความหนืดของของเหลว

เครื่องมือวัดความหนืด (Viscometer) ใช้วัดความต้านทานต่อการไหลของของเหลว โดยทั่วไปของเหลวจะอยู่นิ่งและวัตถุเคลื่อนที่ผ่านหรือวัตถุอยู่นิ่งและของไหลเคลื่อนที่ผ่านไป ลักษณะสำคัญของเครื่องวัดความหนืดนั้นเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์หมุนซึ่งเรียกว่าแกนหมุนซึ่งจมอยู่ใต้น้ำในของเหลวทดสอบ จากนั้นจะใช้แรงบิดบนเพลาหมุนเพื่อวัดความต้านทานของของเหลวต่อการไหล

 

เนื่องจากการวัดนี้ไม่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วง แต่เป็นการทำงานของความเค้นเฉือนภายในของของไหลเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนจะคำนวณความหนืดสัมบูรณ์ของของเหลว รูปแบบทั่วไปของ viscometer ประเภทนี้เรียกว่า viscometer ของ Brookfield

เครื่องวัดความชื้น

ความชื้นสามารถพบได้ในวัสดุใดๆ แม้แต่วัสดุที่ถือว่าแห้งก็ยังมีความชื้นเล็กน้อย ความไม่สมดุลของความชื้นไม่ว่าจะเป็นความชื้นที่มากเกินไปหรือความชื้นน้อยเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาตั้งแต่การเจริญเติบโตของเชื้อราและแบคทีเรียที่ไม่ต้องการไปจนถึงรอยแตกและข้อบกพร่อง เพื่อหลีกเลี่ยงความไม่สมดุลของความชื้นจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตรวจสอบปริมาณความชื้นด้วยเครื่องวัดความชื้นที่ให้ผลการวัดที่แม่นยำและเชื่อถือได้

 

เครื่องวัดความชื้นใช้เพื่อวัดเปอร์เซ็นต์ของน้ำในสารที่กำหนด ข้อมูลนี้สามารถใช้เพื่อตรวจสอบว่าวัสดุพร้อมใช้งานเปียกหรือแห้ง ผลิตภัณฑ์ไม้และกระดาษมีความไวต่อความชื้นมาก คุณสมบัติทางกายภาพได้รับผลกระทบอย่างมากจากความชื้นและความชื้นที่สูงเป็นระยะเวลาหนึ่งอาจทำให้วัสดุเสื่อมคุณภาพลงได้ เครื่องวัดความชื้นสามารถวัดความชื้นของทุกสิ่งได้ตั้งแต่อากาศ (ความชื้นสัมพัทธ์) ไปจนถึงวัสดุก่อสร้างและสิ่งก่อสร้าง (คอนกรีตไม้) ไปจนถึงชีวมวลและผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร (หญ้าแห้งฟางเมล็ดพืชข้าวโพดถั่วเม็ด) ไปจนถึงขยะมูลฝอย (เยื่อกระดาษ , สารละลาย) และอื่นๆ