温度計

おそらく私たちが小学生や中学生だったときに理科や科学で温度計の仕組みを習ったと思いますが、うろ覚えな部分が多いと思います。冒頭に触れたよく見るタイプの温度計は、気温の上下に合わせて、中の液体が上下する仕組みとなっています。これは物質があたためられると体積が増加するということを利用しています。温度計の液体の体積が増加すると上に伸びていき、冷えて体積が減少すると下に降りるという仕組みです。このタイプの温度計で利用される液体は灯油などが使われています。

従来の温度計は接触型の温度計が主流といえます。ガリレオが作った温度計は接触型温度計のモデルであり、温度が変わることで大気が膨らんだり縮んだりすることを利用しています。接触型温度計は、長い年月を経て大きく改善されてきましたが、基本的な原理については大きな違いがありません。現在は水銀や灯油が広く利用されています。一方、非接触型温度計とは、測定対象物が発するエネルギー（赤外線）を特別な方法で測ることで、温度を計測する温度計です。研究により、あらゆる物体は赤外線を放射していることがわかっており、温度が高いとエネルギーも高くなるという性質があります。非接触温度計は赤外線の強弱をはかり、そのエネルギーを温度に変換する温度計です。非接触温度計の代表的な温度計に放射温度計があります。

専門分野に従事する方が利用する温度計にはさまざまあります。そこで専門的な温度計を代表する種類と特徴について紹介しましょう。

放射温度計

普通の生活ではほとんどお目にかかることのできない専門的な温度計のひとつに放射温度計があります。放射温度計は私たちがよく見かけるタイプの温度計とは性質から違います。従来の温度計は接触型なのですが、放射温度計は非接触温度計になります。

放射温度計の仕組み

放射温度計が直接測定するのは物体から発する赤外線です。放射エネルギーを測定して物質の表面温度を計測します。

放射温度計の使用方法

放射温度計を使用する場合、ちょっとしたコツが必要になります。特にどのポイントを計測しているのかわかりづらいという欠点があります。そこで放射温度計の上手な使い方について紹介しましょう。

放射温度計の測定ポイントをチェック

測定ポイントを「点」として計測するか、「面」として計測するかについて測定前に決めます。放射温度計の大半は、測定ポイントの形状を変更できますので、用途に応じて利用しましょう。

放射温度計の放射率の設定

物質の種類により放射している放射エネルギーの出る方法が異なってきます。そこで精度を向上させるために、計測した物質に対し放射率を設定してあげます。人の皮膚は0.98、外の木は0.5〜0.7、コンクリートは0.94、水表面は0.92〜0.96となります。

放射温度計の主な利用法

研究開発などの産業分野では、物質にさわることなく、正確な温度計測が必要になります。たとえば、食品関連の研究室で食品の温度管理を行うときに利用します。ほかにもさまざまな分野で放射温度計は活躍しています。

デジタル温度計

デジタル温度計とは、温度をデジタルで表示する温度計です。温度計の多くの種類は現在ほとんどがデジタルとなります。温度を計測するだけではなく、湿度も一緒に計測できるタイプもあります。デジタル温度計は専門的に利用する大変高価なものから家庭で利用する気軽なものまで幅広くあります。

ガリレオ温度計

ガリレオ温度計とは、透明な細長いガラスの柱に水を入れ、その中に液体の入った球体を閉じこめておきます。すると、室温の変化により、その温度に対応した球体が上昇する仕組みとなっています。ガリレオが温度計を発明したときの温度計であり、現在は温度計というより、部屋を飾るインテリアとして活躍しております。

表面温度計

表面温度計とは、物質の表面を棒状のセンサを利用し接触させ計測する温度計です。一体型の表面温度計は熱電対などの機能も搭載しています。センサーの接触面にバネが搭載していると、表面のでこぼこにも対応することができます。接触面に触れてから、すぐに測定結果がでるような応答時間がはやく、精度が高い物ほど高価になります。

排気温度計

排気温度計は車などのエンジン排気部分に取り付けることが多いです。レース仕様の車などはデリケートにできているため、排気温度のチェックも行い、エンジン状態を監視します。アクセルをあけると排気温度は上がり、閉じると温度は下がります。アクセルを閉じても、温度が上がったままですとエンジンに何らかのトラブルが生じていると考えて良いです。

パソコン温度計

パソコン温度計とはパソコンが熱で暴走しないよう、温度管理を行うときに利用する温度計です。一般的にCPUの温度は室内より＋25〜30℃となることが多いです。その際、パソコンケース内の温度も＋5〜10℃となります。

中心温度計

中心温度計とは物質内部の温度を計測するときに使用する温度計です。中心温度計の用途として代表的な物に食材の中心温度の調査などがあります。