熱電対
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この電位差は接点以外での金属における温度勾配には依存しない。この効果が熱電対の物理学的基礎であり、温度測定によく使われている。
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そのため、探査機は1989年の打上げまで4年間倉庫に保管されていたことからRTGが劣化し、ミッションの電力供給について計画を立て直さなければならなかった。RTGは放射性物質からの熱を電気に変換するのに熱電対を用いている。熱電対は、非常に信頼性が高く長持ちするものの効率が非常に悪い。
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サーモパイルは熱エネルギーを電気エネルギーに変換する電気部品である。サーモパイルは複数の熱電対を直列あるいは並列に接続したものである。サーモパイルは絶対温度を測定するものではなく、局所的な温度差あるいは温度勾配に比例した電圧を出力するものである。
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熱電対の測温部分は温度の計測要求に応じて接触型・非接触型で用いる。また、細い熱電対を保護するため「熱電対保護管」を用いることもある。
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ラピッドサーマルプロセスにおける重要な課題は、ウェハー温度の正確な測定と制御である。熱電対による雰囲気のモニタリングは最近になってようやく実現可能になった。高温のランプ速度はウェハーがプロセスチャンバーと熱平衡になるのを防ぐためである。
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写真はモデルSBG01を示す。センサ特性を決定する他のパラメータは、熱電対の電気的特性である。熱電対の温度依存性は、熱流センサの温度依存性および非線形性を引き起こす。
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熱電対の測温部分は温度の計測要求に応じて接触型・非接触型で用いる。また、細い熱電対を保護するため「熱電対保護管」を用いることもある。この保護管には金属、非金属などが用いられる。
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DTAは、サンプルホルダー、熱電対、サンプル容器、セラミックや金属ブロック、炉、温度プログラム、記録システム から構成されている。鍵となる特徴は、電圧計に接続された2つの熱電対の存在である。一方の熱電対にはAl 2 O 3 のような「不活性な」標準試料をセットし、もう一方の熱電対には分析対象の試料をセットする。
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精錬速度を最大化し、スラグを最適温度で生成し、燃料消費を最小限とし、耐火物の寿命を長くすることにもなる。従来は熱電対が用いられてきたが、すぐに溶けてしまうために連続測定には適していない。鋼浴表面を上からパイロメーターで連続測定する方法は今でも用いられるが、放射率の変動、介在するガスや微粒子による影響、光学系への塵埃の堆積などによって不正確な結果しか得られないことが知られている。
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熱電対を利用した温度計測装置や自動車用の診断装置も供給する。発売当初は帯域が狭く、PCでも信号を表示できる代用品のような製品で、専業メーカーの製品には遠く及ばなかったものの、徐々に改良されたことにより、遜色ないものになりつつある。
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熱変化の測定は、通常測定されるべき変化がおこる閉鎖室における熱量測定により行われる。閉鎖室の温度は温度計または熱電対を用いて測定される。その温度を縦軸に、時間を横軸にプロットして基本量が計算できるグラフを作成する。
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計測は単独ではなく、より大きな電気システムのセンサとして使われることが多い。例えば、溶鉱炉の温度を一定に保つシステムで熱電対を利用するといった場合である。このため、計測工学と制御工学は組み合わせて扱われることが多い。
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この方式では3次元熱流束センサを用いて熱流の検出を行う。熱流束センサ素子は直列に接続して環状にしたいくつかの熱電対からなる。熱伝導率の高いサーモパイルで試料室をぎっしり覆い、ヒートシンクの役目を果たす大きな熱量計ブロックの中に設置する。
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数値は目安であり、メーカの取扱説明書に従い設置する。ここではダイオードと熱電対を利用例としてあげる。ダイオードは定電流を流すと温度依存のある順方向電圧として使うことができる。
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RTGは放射性物質からの熱を電気に変換するのに熱電対を用いている。熱電対は、非常に信頼性が高く長持ちするものの効率が非常に悪い。
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熱流センサは一般に、平板の形状で、センサ面に垂直な方向の感度とを有している。通常、サーモパイルと呼ばれる直列に接続された熱電対集合体が使用されます。サーモパイルの一般的な利点は、その安定性、低い内部抵抗値、良好な信号ノイズ比、ゼロ安定性である。
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また、熱起電力が低いことから、熱電対などに使われる。熱電対の相手の金属は例えば銅や鉄などである。
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