Thermometer

dt. metron ") ist ein Messinstrument zur Temperaturbestimmung. Bei vielen Thermometern wird die Abhängigkeit der Wärmeausdehnung von flüssigen, gasförmigen oder festen Stoffen, deren Ausdehnungskoeffizienten bekannt ist, zugrunde gelegt. Der Messpunkt des Fieberthermometers muss dazu die Messstellentemperatur des Messobjektes einnehmen. Zusätzlich zu diesem mechanischem Meßeffekt werden unterschiedliche temperaturabhängige elektronische Größen verwendet, z.B. der Einfluss der Temperaturen auf den spezifischen Durchgangswiderstand.

Bei Pyrometern dagegen wird berührungslos mit der für die jeweilige Messstelle typischen Temperaturabstrahlung gemessen. Ein Thermometer setzt sich aus einem Temperatursensor (in dem der Meßeffekt auftritt) und einer Darstellung (z.B. über eine Skala) oder einer Anschlußstelle für ein elektronisches Messsignal zusammen. Die Einstellung der Thermometer erfolgt über feste Temperaturpunkte, wie z.B. den Dreifach- oder Schmelzpunkt von bestimmten Werkstoffen, oder über ein kalibriertes Referenzthermometer.

Das Thermometer ist sicherlich nicht auf die Entdeckung einer einzigen Persönlichkeit zurückzuführen. Bei der Thermoskopie wurde ein Glasgefäß in ein Wasserbad eingetaucht und der Wasserspiegel je nach Wassertemperatur steigt oder fällt. Santorio Santorio Santorio aus Padua, der mit Galilei in Berührung kam, hat seine wissenschaftlichen Ergebnisse ärztlich genutzt und sowohl Temperaturmessungen mit Thermoskopen als auch Pulsmessungen mit Pendeln durchgeführt.

2 ] Santorio verwendete zwei Bezugspunkte (Schnee und Kerzenflamme) zur Kalibrierung des Gerätes. Bei allen bisher eingesetzten Thermoskopen wurde nicht die thermische Expansion der Flüssigkeiten, sondern die der Raumluft genutzt. Ferdinand II. de' Medici, Grossherzog der Toskana, liess 1654 das erste Thermometer produzieren, das die Expansion des Alkohols in einer verschlossenen Glasröhre nutzte.

Seine Waage definierte Anders Celsius 1742 anhand der Schmelz- und Siedepunkte des Wassers, aber anders herum als die heute nach ihm genannte Waage. Im Jahre 1859 formuliert er das nach ihm genannte Strahlengesetz, das den Grundstock für Thermometer auf Basis von Wärmeabstrahlung legt. Messabweichungen entstehen hier vor allem durch ungenügenden Wärmekontakt mit dem Target oder übermäßige Wärmeabfuhr durch das Thermometer.

In einem weiteren Sinn beinhalten Thermometer auch Maximalwertanzeigen, z.B. Haftpads mit irreversiblen Farbveränderungen oder Seekonus. Thermostatventile und thermostatische Mischbatterien mit Wachselementen sind jedoch keine Thermometer, sondern Regelgeräte. Berührungslose Messthermometer (Pyrometer) verwenden die Fähigkeit, dass Gegenstände aufgrund ihrer eigenen Temperatur elektro-magnetische Wärmestrahlung abgeben. Anhand der Breite der ausgewerteten Strahlen kann eine weitere Aufteilung vorgenommen werden:

Das Infrarot-Fieberthermometer ist ein Beispiel für ein langwelliges Messthermometer. Thermografiekameras eignen sich auch als Thermometer in Verbindung mit einer Bildverarbeitungssoftware. Das Unternehmen bietet flächige Wärmebilder, die in den Bereichen Mechanik, Automation, F&E, Medizintechnik, Sicherheits- und Überwachungstechnologie sowie in der Bauindustrie eingesetzt werden. Durch die oft benutzte Falschfarbdarstellung wird jeder einzelnen dieser Farben eine bestimmte Farbtemperatur zugeordnet.

Das Thermometer, das auf der Gravitation und der temperaturabhängigen Flüssigkeitsdichte basiert, das sogenannte Kalibrierthermometer, wurde nicht von Galilei entwickelt, sondern nur nach ihm genannt. Auf der anderen Seite erlaubt ein Rohr das Einführen des Fühlers des Referenz-Thermometers zum einen wegen der eingeschränkten Ablesbarkeit: Der Füllstand in einem konventionellen Flüssigkeits-Thermometer kann weder millimetergenau abgelesen werden, noch ist es möglich, die gemessene Lufttemperatur mit einem Digital-Thermometer exakter als mit einer Teilung einer Ziffer abgelesen werden.

Bei Industrie-Thermoelementen und Platin-Widerstandsthermometern gibt es standardisierte Spezifikationen in unterschiedlichen Präzisionsklassen. Mit zunehmender Erwärmung expandiert nicht nur die Thermometerflüssigkeit, sondern auch die Fernleitung. Beides muss die gleiche Messpunkttemperatur erreicht haben. Wenn das Thermometer unter anderen Betriebsbedingungen als bei der Einstellung eingesetzt wird, ist eine Gewindekorrektur vonnöten.

Der gemessene Wert wird bei allen Temperaturschwankungen verzögert der aktuellen Solltemperatur nachgeführt, da zur Angleichung der Temperaturen ein Wärmetransport erforderlich ist. Beim Thermokontakt des Gerätes mit dem zu messenden Objekt muss dessen Innendurchmesser (?) berücksichtigt werden. Fritz Burckhardt: Die Entwicklung des Fieberthermometers, Basel 1867, von G. Schör.