お酒好きのおしりトラブル対策とは

おせわになります。

水溶液の温度(0度から100度までの範囲)を温度計ではなく熱電対を用いて温度の経時変化を観察したいのですが可能でしょうか?
時間変化による温度算出ソフトおよび装置はもっています。あとは、熱電対を用意するだけなのですが・・・

熱電対にも多種多様な種類が存在し、特に水溶液内で使用する場合は防水性熱電対を用いる必要があるのでしょうか?
また、水の中で使用する場合において注意する点がありましたら教えてください。

よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

熱電対の専門家では無くて一般ユーザーです。


私自身は普段は水中では使っていませんが、熱電対はmVレベルの起電力を測る測定器なので、ほとんど電流は流しませんし微小電圧しかかかりませんから、熱電対部分だけなら直接水に入れても問題無いと思いますが。
ただ、長期的に水中で使うと熱電対が水の影響で劣化するかも知れません。気になるなら、熱電対をステンレス管(シース)の中に入れて、熱伝導の良い絶縁物の粉で押し固めて封入した「シース熱電対」と呼ばれるものが市販されているので、それを使われてはどうでしょうか?ただし、当然温度変化に対するレスポンスは多少悪くなります。
熱電対は金属の組み合わせが他種類有りますが、主にどの温度領域を測るかで使い分けます。10K付近の低温だとAuFe-クロメル、1000℃あたりの高温だと白金ロジウムを使うとといった感じです。
室温付近の測定には、一番ポピュラーで測定器も多いアルメル-クロメル(K)熱電対が良いと思います。
精度の良い測定をしたければ、氷水の「ゼロ接点」と言うものを使って、回答2にも有るように、信頼出来る温度計と比較して起電力と温度の関係を自分で校正し、直接起電力測定をして温度換算する必要が有るでしょう。しかも、熱電対は長期的には特性が変化する可能性が有るので、適当なタイミングでこの校正作業を繰り返す方が良いです。
1,2度の誤差を気にしないなら、電気的なゼロ接点を備えた種々の熱電対温度計が市販されているので、これらを利用するのが便利です。
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測定の目的が何なのか分かりませんが、体験してみようというだけなら、特段の注意事項はありませんが、ある程度の計測精度がいる場合には、熱電対は誤差が大きいので、事前または事後に熱電対の誤差検定をしておいたほうがいいと思います。

方法は2つあります。
(1)高精度な温度計と比較する。
(2)高精度な温度計がないときは、氷水で0℃を、沸騰水で100℃を作って、その2点から計測値の誤差修正を行う。
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可能か、不可能か、と聞かれたらば可能ですと答えます。



濡れたらば電気関係は動きません。保護管を自作できる程度の技量をお餅ならば、ご自身で裸の熱電対を保護間に入れるだけなので裸の熱電対を購入するだけですが、技能がないのであれば、購入する必要があります。ですから、わかりません。条件によっては防爆型が必要だったり、高圧型が必要だったりしますので。

注意点は範囲が広すぎて回答不能。
日本化学会、実験化学講座、基礎操作
のどこかに、電子測定関係の内容があったので読んで下さい。
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Aベストアンサー

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もし、アルミ板(3mm)の内部にグラスウール10K、100mmが貼ってある時、
放射率εはどの値を使用して、また最初の式のアルミ表面温度Tfと外気温度T0を
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どうか、宜しくご指導お願い致します。

Aベストアンサー

>もし、アルミ板(3mm)の内部にグラスウール10K、100mmが貼ってある時、
>放射率εはどの値を使用して、また最初の式のアルミ表面温度Tfと外気温度T0を
>使用して求めればよいのでしょうか?
グラスウールを伝わってアルミ外壁まで来た熱が,外界へ放射で伝わるのなら,壁の外側の放射率で計算することになります。外面がアルミ(塗装なし)ならアルミの放射率を,外面にグラスウールが吹き付けてあるならグラスウールの放射率を,塗装してあれば塗料の放射率(ε=0.3~0.9)を用います。
これらの場合,この式で計算した放射による熱移動分は,自然対流による空気への熱伝達α*(Tf-T0)に加えて使うことになります。
もし,乾燥炉内に赤熱した部分(数百℃以上)があって,そこから出た熱赤外線が乾燥炉の外へ放射されているならば,その部分の熱損失を単独に考える必要があります。


仮に外壁が21.4℃,外気が20℃とします。自然対流による熱伝達は2~10W/m^2・K程度なので,熱流束としては1.4K*(2~10W/m^2・K)=2.8~14W/m^2程度になります。
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グラスウールの熱伝導率を0.04W/m・Kとし,厚みを0.1mとすると,その熱抵抗は2.5[K・m^2/W]で,外壁・空気間の熱抵抗のほぼ一桁上です。
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熱流束を4.8+2.8=7.6W/m^2とすると,断熱材の内外で19℃の温度差があります。アルミ壁の内外での温度差は0.0001Kとなり無視できます。炉内部が40℃で外気が20℃とすると,断熱材で19℃,外壁・外気間で1℃の温度差がでるかな,といった見当です。

熱移動や温度分布全体から言うと,熱放射や対流熱伝達は話が込み入る割りに計算には効かなくて,むしろグラスウールの熱伝導率の精度の方が問題になるでしょう。

>もし、アルミ板(3mm)の内部にグラスウール10K、100mmが貼ってある時、
>放射率εはどの値を使用して、また最初の式のアルミ表面温度Tfと外気温度T0を
>使用して求めればよいのでしょうか?
グラスウールを伝わってアルミ外壁まで来た熱が,外界へ放射で伝わるのなら,壁の外側の放射率で計算することになります。外面がアルミ(塗装なし)ならアルミの放射率を,外面にグラスウールが吹き付けてあるならグラスウールの放射率を,塗装してあれば塗料の放射率(ε=0.3~0.9)を用います。
これらの場合...続きを読む

Q熱電対の誤差原因

ご存知の方や詳しい方ご教示いただけると幸いです。
熱電対10本を恒温槽内に入れ40℃~80℃まで10℃刻みで温度を計測しました。
この時の熱電対10本の最大温度差
40℃=0.3℃
50℃=0.3℃
60℃=0.3℃
70℃=0.3℃
80℃=0.3℃
でした。
この事から熱電対と計測器を含めたばらつきが0.3℃程度と考えられます。
この熱電対10本を10cm×10cm×t=2mmの無地ステンレス板
10枚のそれぞれにの裏にアルミテープで接触部分はしっかり貼り付けました。
ステンレス板にはゴム足を付けて水平に安定するようにしました。
それを断熱材の上に並べて炎天下の日向に放置しました。
すると20℃や30℃では0.4℃くらいだったばらつきが
50℃以上になると3℃くらいばらつきました。
この原因は何でしょうか?
1.熱電対の貼り方??(貼り方だと20℃や30℃の時にもばらついても良いような)
2.風の影響??
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

ぱっと思いつくのを、

熱電対の貼り方で、ステンレス板に本当に密着して接触しているかどうか。
ステンレス板の位置による誤差バラツキ、試験板の設置位置によって風や地面の温度が変化していないかどうか。

熱電対の条件が全て同じかどうか、熱電対は基本的に異種金属が対になった部分で生じる起電力によって温度を測定するのですが、
高温の部分が対の部分ではなく、熱電対の途中の部分に高温の部分があった場合も起電力を生じて温度を測定してしまいます。
炎天下ということで熱電対の途中の部分が加熱されていないかどうか。

私が思いついたのはこんなところです。


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