JP4770402B2 - 温度データロガーの校正方法およびそれに用いる均熱ブロック - Google Patents

Description

本発明は、温度データロガーの校正方法およびそれに用いる均熱ブロックに係わり、より詳しくは、温度を計測して内部メモリに記憶させるクロック機能付きの温度データロガーの校正方法およびそれに用いる均熱ブロックに関する。

食品、製薬業界などの加熱殺菌、滅菌工程の有効性の検証、すなわちバリデーションに、温度計測したデータをセンサーに記憶させ、計測終了後に記憶データを付属インターフェイスでパソコンに取り込み、様々な解析が行える計測システムが普及している。このような計測システムに用いられる温度センサーの一例として、西華産業（株）が取り扱う米国Ｍｅｓａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製のＤａｔａｔｒａｃｅがある。このような温度センサーは、小型で、かつワイヤレスであるという特徴から、種々の移動体の計測が可能であり、またオートクレーブのような気密装置への取り付けなどの利便性から、日本国内でも数多く使われている。

近年、前記のような温度センサーを用いた計測の精度向上のため、前後キャリブレーション（校正）の重要性が高まり、校正のトレーサビリティ確立が求められている。

温度センサーの校正を、効率的に精度良く行う手法として、測定孔を点対称に設けた円形の均熱ブロックとその下端に配置した加熱ヒータおよび円形に配置した断熱材からなる温度センサー校正炉を用いた手法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、設定温度に早く到達し、短いサイクルで多くの設定温度で比較校正試験を行う手法として、銀又は銀合金により均熱ブロックを構成する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、これら従来の手法は、リアルタイムで温度を計測するワイヤ付き温度センサーを校正対象とするものであり、計測データを内部メモリに記憶させるワイヤレスタイプの温度センサーに対応する手法ではなく、温度センサーの一部が均熱ブロックから露出し外気と直接接した状態で校正を行うものである。

特開２００４−１３２９４１号公報 特開平８−１３６３６１号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、内部メモリにデータを蓄積するタイプのクロック機能付きの温度センサー、すなわち温度データロガーを、高精度で校正することができる手法およびそれに用いる均熱ブロックを提供する点にある。

本発明に係る温度データロガーの校正方法は、前述の課題解決のために、温度を計測して内部メモリに記憶させるクロック機能付きの温度データロガーと、バス外に設置されたコンピュータに計測器を介し接続された基準温度計とを、均熱ブロックを介して、恒温バス内に設ける手順と、恒温バスを昇温又は降温させ、基準温度計による計測データをコンピュータの記憶手段に記憶させる手順と、恒温バス内から取り出した前記温度データロガーをコンピュータに接続し、内部メモリに記憶している計測データを該コンピュータの記憶手段に記憶させる手順と、前記コンピュータの演算手段により、記憶手段に記憶されている前記基準温度計の計測データと温度データロガーの計測データの時間軸を合わせて校正した結果を出力させる手順とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記温度データロガーを、恒温バス内に設ける前に、コンピュータに接続して予め計測間隔を含む温度計測条件を入力しておくことが好ましい。

さらに、校正した結果を出力させる手法が、前記演算手段により、両計測データが各々所定バラツキ内に収束した所定区間を抽出し、両抽出データの平均値を出力する手法であることが好ましい。

また、前記均熱ブロックが、前記温度データロガーの全体を隙間が略無い状態に覆って収納してなることが好ましい。

さらに、前記温度データロガーが、前記内部メモリを収納した本体部と、該本体部より突出するセンサー部とより構成され、前記均熱ブロックが、下向きに収納された温度データロガーのセンサー部を受け入れるとともに前記基準温度計先端のセンサー部を受け入れるセンサー用ブロックと、前記温度データロガーの本体部を収納するとともに基準温度計の本体部を保持する本体用ブロックとに分割構成されていることが好ましい。

また、本発明に係る均熱ブロックは、前記の校正方法に用いる均熱ブロックであって、前記基準温度計を挿着するための挿着部と、前記温度データロガーの全体を隙間が略無い状態に覆って収納する収納部とを備えることを特徴とする。

さらに、前記均熱ブロックは、下向きに収納された温度データロガー先端のセンサー部を受け入れ、かつ基準温度計先端のセンサー部を受け入れるためのセンサー用ブロックと、前記温度データロガーの本体部を収納し、かつ基準温度計の本体部を保持するための本体用ブロックと、より分割構成してなることが好ましく、前記本体用ブロックの上下方向に沿って、前記温度データロガー及び前記基準温度計を挿通するための貫通孔をそれぞれ設け、該本体用ブロック下端部に合着される前記センサー用ブロックにおける前記貫通孔に対応する各位置に、それぞれ前記温度データロガーのセンサー部及び前記基準温度計先端のセンサー部が挿入される有底の収納孔を設けてなることがより好ましい。

また、前記均熱ブロックは、前記温度データロガーを挿通するための貫通孔に挿着され、収納された温度データロガー本体部上方の余剰空間を塞ぐためのロッド状ブロックを設けてなることが好ましく、互いに合着される前記センサー用ブロックと本体用ブロックとの間に、断熱材を介装してなることがより好ましい。

以上にしてなる本願発明に係る温度データロガーの校正方法によれば、前記コンピュータの演算手段により、記憶手段に記憶されている前記基準温度計の計測データと温度データロガーの計測データの時間軸を合わせて校正した結果を出力させることにより、内部メモリにデータを蓄積するタイプのクロック機能付きの温度データロガーを精度よく校正することが可能となる。

また、温度データロガーに予め計測間隔を含む温度計測条件を入力するので、計測タイミングを正確に一致させ、校正精度を向上させることができる。

また、前記コンピュータの演算手段により、校正した結果を出力させる手法が、前記演算手段により、両計測データが各々所定バラツキ内に収束した所定区間を抽出し、両抽出データの平均値を出力することを特徴とすることにより、両計測データの時間軸に僅かなズレが生じたとしても、校正精度への影響を殆ど無くすことができ、より精度の高い校正が可能となる。

ところで、小型のワイヤレス温度データロガーを高精度で校正しようとする場合、熱容量が小さい温度データロガーが外気と接触し放熱することによる影響は勿論のこと、均熱ブロックにおける熱伝導率の偏りや空気の対流に起因する均熱ブロック内の温度勾配による影響も無視できない。そこで校正装置全体としての熱的安定性を向上させ、校正の不確かさを十分に小さくすることが課題となるが、本発明では、均熱ブロックで温度データロガーの全体を隙間が略無い状態に覆って収納することにより、ロガーと外気を接触させず放熱による影響を防止できるものとなり、より高精度で校正することが可能となる。さらに、均熱ブロックを、下向きに収納された温度データロガーのセンサー部を受け入れるとともに基準温度計先端のセンサー部を受け入れるセンサー用ブロックと、温度データロガーの本体部を収納するとともに基準温度計の本体部を保持する本体用ブロックとに分割構成し、前記本体用ブロックの上下方向に沿って、前記温度データロガー及び前記基準温度計を挿通するための貫通孔をそれぞれ設け、該本体用ブロック下端部に合着される前記センサー用ブロックにおける前記貫通孔に対応する各位置に、それぞれ前記温度データロガーのセンサー部及び前記基準温度計先端のセンサー部が挿入される有底の収納孔を設けてなることにより、基準温度計先端と温度データロガーセンサー部とのセンサー用ブロック上下方向の位置合わせを容易にし、かつ、センサー用ブロック或いは本体用ブロックの何れか一方のみを取り替えることにより、様々な長さ、形状のデータロガーに対応したものとなる。

また、均熱ブロックが、前記温度データロガーを挿通するための貫通孔に挿着され、収納された温度データロガー本体部上方の余剰空間を塞ぐためのロッド状ブロックを設けてなることにより、温度データロガーの全体を簡単に隙間が無い状態に覆って収納することが可能となり、かつ温度データロガーが外気と接触することを防止することで、外気への放熱による温度変化を無くすことができるとともに、該空間内における空気の対流により均熱ブロック内に温度勾配が生じることを未然に防止することができる。
さらに、前記ロッド状ブロックを、前記本体用ブロックと同じ材質により構成してなることにより、均熱ブロック内の熱伝導度を均一にし、内部の温度安定性により優れたものとなる。

また、互いに合着される前記センサー用ブロックと本体用ブロックとの間に断熱材を介装することにより、さらに内部の温度安定性に優れたものとなる。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明に用いられる校正装置の全体構成の概要を示す説明図であり、より詳細には、後述する図３におけるＡ−Ａ断面を示している。図２は、本発明に係る均熱ブロックの代表的な実施形態を示す斜視図であり、図３は、本発明の代表的な実施形態に係る均熱ブロックに温度データロガー及び基準温度計を挿着し、これを温度制御手段を備えた恒温バスに設置した状態における断面図であり、図４は、本発明の代表的な実施形態に係る均熱ブロックにおけるセンサー用ブロックの平面図を示している。また、図５は、本発明に係る均熱ブロックの他の実施形態におけるセンサー挿入用ガイド部材を示している。さらに、図６は、本発明に係る校正方法の手順の概要を示している。

校正対象となる温度データロガー１は、内部メモリＭを備えたワイヤレスタイプのものであり、クロック機能を有する。その使用方法としては、例えばインターフェイスを使ってパソコンに接続し、予め計測開始時刻や計測間隔などの温度測定条件を設定した後に、該温度計測条件に従って自動温度計測させた後、再びパソコンに接続して内部メモリＭに記録した温度計測データを回収するというものである。その用途としては、例えば冷凍、冷蔵庫の温度管理、自然環境調査のための大気温、水温測定、ビニルハウス中の室温測定など多岐に渡る。

本発明に用いられる基準温度計２（より詳細には、２Ａ或いは２Ｂ）は、例えばＪＣＳＳ認定の標準温度計や、該標準温度計により校正された温度計など、不確かさが把握できている高精度の温度計であることが好ましいが、これらに限定されるものではなく、ここでは温度データロガー１を校正する際の基準として用いる温度計のことを言う。このような基準温度計２としては、校正する温度に応じて、例えば白金抵抗温度計や熱電対などを適宜用いることができる。尚、図２において、基準温度計として２Ａ、２Ｂの２本を示しているが、本発明に係る校正方法に用いる基準温度計は１本のみであって、他方は実施例において後述するように、該基準温度計を予め校正しておくための基準となる、より精度の高い標準温度計等を示すものである。

本発明の均熱ブロックは、前記基準温度計２を挿着するための挿着部と、前記温度データロガー１を収納する収納部とを備えるものであり、校正時には温度データロガー１及び基準温度計２に、後述する温度制御手段９により設定した校正温度を正確に伝えるために、内部の温度を均一に保持する機能を有するものである。均熱ブロック内に温度勾配が生じるようなことがあると、それは校正の誤差となり直接校正精度に影響するため、校正精度の向上には均熱ブロック内の温度を均一化することが不可欠である。

そこで、本発明の均熱ブロックは、内部の温度を均一化するために、前記温度データロガー１の全体を隙間が略無い状態に覆って収納する構造を有するものである。このように温度データロガー１の全体を均熱ブロックに収めることにより、温度データロガー１が外気と接触して放熱することによる温度変化を無くすことができる。

次に、本発明の均熱ブロックの様々な実施形態について、図１〜図５に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明に係る校正方法は、これら均熱ブロックを用いた場合に何ら限定されるものではない。

本発明に係る均熱ブロックの代表的な実施形態は、下向きに収納された温度データロガー先端のセンサー部１ａを受け入れ、かつ基準温度計先端のセンサー部２ａを受け入れるためのセンサー用ブロック４と、前記温度データロガーの本体部１ｂを収納し、かつ基準温度計２の本体部を保持するための本体用ブロック３と、後述するロッド状ブロック５からなる。さらには、前記本体用ブロック３の上下方向に沿って、前記温度データロガー１及び前記基準温度計２を挿通するための貫通孔１１及び１２ａ、１２ｂをそれぞれ設け、該本体用ブロック３下端部に合着される前記センサー用ブロック４における前記貫通孔１１及び１２ａ、１２ｂに対応する各位置に、それぞれ前記温度データロガーのセンサー部１ａ及び前記基準温度計先端のセンサー部２ａに嵌合する有底の嵌合孔１３及び１４ａ、１４ｂを設けてなる。このように均熱ブロックを分割構成することによる効果は、前述のとおりである。

ロッド状ブロック５は、前記温度データロガーを挿通するための貫通孔１１に挿着され、収納された温度データロガー本体部上方の余剰空間を塞ぐためのものである。尚、本実施形態のように均熱ブロックを分割構成した場合、このようなロッド状ブロック５を用いる代わりに、本体用ブロック３に貫通孔１１を設けず、該本体用ブロックの下方からロガー本体部ｂを収納できる有底の収納孔を設けたものとしてもよい。この場合、本体用ブロック３とセンサー用ブロック４とを合着させる前に、温度データロガー１を本体用ブロック３の前記有底の収納孔又はセンサー用ブロック４の有底嵌合孔１３に予めセッティングしておき、その後センサー用ブロック４と本体用ブロック３を合着させればよい。

均熱ブロックの形状は、本実施形態では円筒形のものを例示しているがこれに限定されず、熱の伝わり方を考慮して適宜決定することができる。

また、均熱ブロックの材質についても熱伝導度を考慮して適宜選択することができるが、本実施形態においてはアルミニウムを採用し、熱伝導度を一定にするため、各ブロック３〜５の材質を全て同じにしている。

本体用ブロック３とセンサー用ブロック４とを合着させる際には、均熱ブロック内部の温度を均一化するために、隙間が生じないようにすることが重要となる。そこでこれらのブロックを合着させる手法として、本実施形態においては、本体用ブロック３の底面に凸部２４を設けるとともに、センサー用ブロック４の上面に凹部２５を設け、これらを嵌合してネジ２１により固定することで隙間無く強固に合着させる構造を採用しているが、このような構造に何ら限定されず、ネジで螺合する以外にも、例えばクランプなどによりワンタッチで着脱できる構造とすることも好ましい。

均熱ブロックに温度データロガー１を挿入する際には、予め本体用ブロック３とセンサー用ブロック４とを合着させた後に、本体用ブロック３上面の貫通孔１１から静かに温度データロガー１を挿入してもよいし、本体用ブロック３とセンサー用ブロック４とを合着させる前に、センサー用ブロック４の有底嵌合孔１３に温度データロガーのセンサー部１ａを挿入するようにして温度データロガー１を静かに配置し、その後温度データロガー１が配置されたセンサー用ブロック４に、本体用ブロック３を被せるようにして合着させてもよい。尚、本実施形態においては、センサー用ブロック４の有底嵌合孔１３には、温度データロガーのセンサー部１ａを受け入れ易くするために、センサー部案内用の拡径部８を設けている。

このような代表的な実施形態に係る均熱ブロックによれば、後述する実施例に示すように内部の温度を非常に高い精度で均一化できるものとなるが、本実施形態においては、内部温度の均一化に対して更に万全を期すために、温度データロガー１と基準温度計２を以下のような配置で挿着或いは収納する構造としている。

すなわち、温度データロガー１及び基準温度計２の挿入位置は、図１に示すように、センサー用ブロック４の有底嵌合孔１３と有底嵌合孔１４ａ、１４ｂとの深さを合わせることにより、温度データロガー１のセンサー部１ａと基準温度計２の感温部２ａとが、センサー用ブロック４内で同じ挿入深さとなるように設定されており、これにより均熱ブロック上下方向の温度勾配が僅かに存在するとしても、それによる校正精度への影響を無くすことができるものとなる。

また、図３に示すように、本実施形態に係る均熱ブロックは、温度データロガー１を複数個同時に収納して校正することが可能であり、温度データロガー１を受け入れるための本体用ブロックにおける貫通孔１１及びセンサー用ブロックにおける嵌合孔１３と、基準温度計２を受け入れるための本体用ブロックにおける貫通孔１２ａ、１２ｂ及びセンサー用ブロックにおける嵌合孔１４ａ、１４ｂとを、それぞれ均熱ブロック軸心を中心とした同心円上に配置する構造とすることで、均熱ブロック横方向の温度勾配が僅かに存在するとしても、それによる校正精度への影響を無くすことができるものとなる。

さらに、本実施形態のように、複数の温度データロガー１を同時に挿着できるタイプの均熱ブロックにおいて、例えば温度データロガー１個のみを校正しようとする場合には、校正対象となる温度データロガーと同形状でかつ均熱ブロックと同材質のダミー部材を、その他の貫通孔１１及び嵌合孔１３に挿着することにより、内部空間を埋めてブロック内の熱伝導度を均一に保つことができ、均熱ブロック内に温度勾配を生じさせないものとすることができる。

また、本発明の均熱ブロックの他の実施形態として、センサー用ブロック４と、本体用ブロック３との間に図示しない断熱材を介装してもよい。断熱材を介装することにより、仮に本体用ブロック３において上下方向の僅かな温度勾配が生じていたとしても、均熱ブロックの中で最も高い精度で温度の均一性が要求されるセンサー用ブロック４については、前記本体用ブロック３と熱的に遮断されることとなり、高い温度均一性を保つことが可能となる。

さらに、本発明の均熱ブロックのその他の実施形態として、図５に示すガイド部材３１を採用することもできる。上述の代表的な実施形態に係る均熱ブロックにおいては、温度データロガーを挿入する際に、前述のように予め本体用ブロック３とセンサー用ブロック４とを合着させた後に、本体用ブロック３上面の貫通孔１１から静かに温度データロガー１を挿入する手法を採用した場合には、取り扱いが乱雑になると温度データロガー１が所定位置に挿入される際に均熱ブロックと衝突することによる衝撃が加わり、内部メモリＭの機能に影響が生じる可能性も捨てきれない。そこで、ガイド部材３１に温度データロガー１を予めセットしておき、ガイド部材３１ごと、ガイド部材挿通用の空間１５を設けた本体用ブロック３内に挿入することにより、ゆっくりと確実に、衝撃を与えることなく温度データロガー１を均熱ブロックに挿入できるものとなる。図示したガイド部材３１は、３本の枠部材３１ａをネジ３１ｃを用いて底部材３１ｂに固定したものであるが、このような構造に何ら限定されるものではなく、例えば枠部材を２本以上用いるタイプとすることもできる。また、熱の伝わり方を考慮して、ガイド部材３１には均熱ブロックと同材質のものを用いることが好ましい。

本発明に用いる恒温バス６は、従来と同様のものを用いることができ、本実施形態では温度制御手段９を備え、前記均熱ブロックを受け入れて前記温度制御手段９により校正温度を制御する機能を有するものである。恒温バス６は、ドライバスであっても、液体バスであってもよい。これらのうち、液体バスのほうが温度を均一に保つ能力において優れている。一方のドライバスは、液体バスのように使用時に蒸気が発生することがない、といった利点がある。温度制御手段９は、校正温度を制御できるものであれば特に限定されるものではないが、温度を設定できるだけでなく、昇温及び降温を時間軸に対し自由に設定して行えるものが好適である。一例として、冷却および加熱の両方が可能で、かつ温度制御も簡単に行えるペルチェモジュールが挙げられる。

本発明に用いるコンピュータ７としては、温度データロガー１或いは基準温度計２による計測データを記憶することができる記憶手段と、これらの計測データを演算するための演算手段とを備えたものであれば用いることができ、特に限定されるものではない。
尚、前記基準温度計２、恒温バス６、温度制御手段９およびコンピュータ７は、それぞれ別個独立のものを接続して用いても良いし、例えば基準温度計２、恒温バス６、温度制御手段９及びコンピュータ７が一体となった装置を用いてもよいことは勿論である。

本発明に係る温度データロガーの校正方法は、温度を計測して内部メモリに記憶させるクロック機能付きの温度データロガー１と、バス外に設置されたコンピュータ７に計測器を介し接続された基準温度計２とを、均熱ブロックを介して、恒温バス６内に設ける手順と、恒温バスを昇温又は降温させ、基準温度計２による計測データをコンピュータ７の記憶手段に記憶させる手順と、恒温バス６内から取り出した前記温度データロガー１をコンピュータ７に接続し、内部メモリＭに記憶している計測データを該コンピュータ７の記憶手段に記憶させる手順と、前記コンピュータ７の演算手段により、記憶手段に記憶されている前記基準温度計の計測データと温度データロガーの計測データの時間軸を合わせて校正した結果を出力させる手順と、を備える。校正温度としては、後述する実施例のように複数の水準を設定して各温度で順次校正を行っても良いし、特定の１水準のみを設定して行ってもよい。

以下、本発明に係る温度データロガーの校正方法により、校正を行った場合の校正精度に関し、校正の不確かさの見積もりを行うことにより評価した。

（均熱ブロック）
図２〜図４に示す前記本発明の代表的な実施形態に係る均熱ブロック３〜５を用いた。

（温度データロガー）
校正対象となる温度データロガー１として、西華産業（株）が取り扱う米国Ｍｅｓａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製の「Ｄａｔａｔｒａｃｅ」を用いた。これは、ワイヤレスで、内部メモリＭにデータを蓄積するタイプのクロック機能付きデータロガーである。

（基準温度計）
基準温度計２として、山里産業株式会社が保有するＪＣＳＳ認定の実用標準抵抗温度計を用いた。尚、前記実用標準抵抗温度計は、精密抵抗計測器とともに用いることは勿論である。

（恒温バス）
温度制御手段９を有する恒温バス６として、バス内の温度安定性に優れる「ハイドラ（英国アイソサーマルテクノロジー社製、液体バス、校正温度範囲−６０℃〜３００℃）」を用いた。

（校正温度）
−２０℃、１２１℃、１３８℃の３水準にて校正を行った。

（温度データロガーの校正手順）
温度データロガー１の校正は、図６に示すような手順で行った。すなわち、温度データロガー１をコンピュータ７に接続し、前記コンピュータ７に内蔵される時計を基準として、予め温度データロガー１に計測開始時間、終了時間及び計測間隔を入力し（Ｓ１０１）、このように温度計測条件を入力した前記温度データロガー１を均熱ブロック３〜５内に収納し（Ｓ１０２）、さらに温度データロガー１を収納した均熱ブロック３〜５を恒温バス６内に設置し（Ｓ１０３）、バス外に設置されたコンピュータ７に計測器を介し接続された基準温度計２を前記均熱ブロックに挿着して図１に示すような校正装置を組み上げた（Ｓ１０４）。尚、均熱ブロックには、基準温度計２挿着用の孔が２つ設けられているが、基準温度計２を挿着していない孔には、本体用ブロックと同材質のダミー部材を挿着し、内部に空間が生じないようにした。続いて、恒温バス６を温度制御手段９により昇温又は降温させて、−２０℃、１２１℃、１３８℃の順にバス内を校正温度に設定し（Ｓ１０５）、各校正温度において基準温度計２による計測データをコンピュータ７の記憶手段にリアルタイムで記憶させ（Ｓ１０６）、すべての校正温度で計測が終了した後に温度データロガー１を均熱ブロックから取り出してコンピュータ７に接続し（Ｓ１０７）、内部メモリＭに記憶している計測データを該コンピュータ７の記憶手段に回収した（Ｓ１０８）。さらに、コンピュータ７の演算手段により、記憶手段に記憶されている前記基準温度計２の計測データと温度データロガー１の計測データの時間軸を合わせ（Ｓ１０９）、−２０℃、１２１℃、１３８℃の各校正温度において、両計測データが各々所定バラツキ内に収束した所定区間をそれぞれ抽出し（Ｓ１１０ａ）、両抽出データの平均値をそれぞれ算出し（Ｓ１１０ｂ）、算出した結果を出力する（Ｓ１１０ｃ）ことにより、温度データロガー１の校正を行った。

尚、本実施例では、上記の手順（Ｓ１１０ａ）において、両計測データが各々所定バラツキ内に収束した所定区間を抽出する手法としては、コンピュータ７の演算手段に予め抽出すべき区間の条件（例えば計測データの温度バラツキ範囲等）を設定しておき、該演算手段により、所定区間を自動抽出する手法を採用した。さらに、手順（Ｓ１１０ｂ）において、両抽出データの平均値を算出する手法としては、コンピュータ７の演算手段に予め両抽出データの平均値を算出する条件を設定しておき、該演算手段により自動で両抽出データの平均値をそれぞれ算出する手法を採用した。

また、本実施例では、（Ｓ１１０ａ）において、両計測データが各々所定バラツキ内に収束した所定区間をそれぞれ抽出する手法を採用したが、本発明に係る温度データロガーの校正方法において、両計測データの抽出方法はこれに限定されるものではなく、例えば、基準温度計の計測データについては所定バラツキ内に収束した所定区間を抽出し、温度データロガーの計測データについては、前記基準温度計の計測データにおける所定区間と時間軸に対して同じ区間を抽出してもよい。

（校正の不確かさ）
以上のようにして温度データロガー１の校正を行った場合における校正の精度、すなわち校正の標準不確かさを表１に示す。不確かさの評価は、基準温度計の不確かさ、計測の不確かさ、ハイドラ内に設置された均熱ブロックの水平温度分布、ハイドラ内に設置された均熱ブロックの垂直温度分布、温度データロガーの計測データの安定性、分解能の各要因について行った。これらのうち、温度データロガー１による計測データの安定性に関する「不確かさ」の見積もりは、各校正温度において、１５分間、９０個のデータから標準偏差を算出することで行った。

尚、本実施例１において、「不確かさ」の見積もりは、Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ｔｈｅ Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｉｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ（ＧＵＭ）に基づき、定量的に評価した。

表１に示すとおり、拡張不確かさは０．０７〜０．０８℃となり、本発明に係る温度データロガーの校正方法によれば、高い精度でワイヤレスタイプの温度データロガーを校正できることが分かった。

（均熱ブロック）
実施例１と同様に、図２〜図４に示す前記本発明の代表的な実施形態に係る均熱ブロック３〜５を用いた。

（温度データロガー）
実施例１と同様に、校正対象となる温度データロガー１として、西華産業（株）が取り扱う米国Ｍｅｓａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｉｎｃ．製の「Ｄａｔａｔｒａｃｅ」を用いた。

（基準温度計）
基準温度計２としては、後述する恒温バスに付属する温度指示計を用いた。

（恒温バス）
恒温バス６として、「ハイパリオンＳ（英国アイソサーマルテクノロジー社製、校正温度範囲−２０℃〜１４０℃）」を用いた。ハイパリオンＳには、恒温バス内の温度をリアルタイムでモニターに表示する温度指示計が付属している。また、ハイパリオンＳにおける温度制御手段９は、ペルチェ素子を用いたものであり、温度制御特性に優れている。ハイパリオンＳは液体バスとしてもドライバスとしても用いることができるが、本実施例ではドライバスとして用いた。

（校正温度）
実施例１と同様に、−２０℃、１２１℃、１３８℃の３水準にて校正を行った。

（温度データロガーの校正手順）
先ず、山里産業株式会社が保有するＪＣＳＳ認定の実用標準抵抗温度計を用いて、ハイパリオンＳに付属する温度指示計を校正した。このようにして校正した前記温度指示計を基準温度計２として用い、かつ温度制御手段９を備えた恒温バス６としてハイドラの代わりに、ハイパリオンＳを用いた以外は実施例１と同様の手順で、温度データロガーの校正を行った。

すなわち、図６に示すとおり、温度データロガー１をコンピュータ７に接続し、前記コンピュータ７に内蔵される時計を基準として、予め温度データロガー１に計測開始時間、終了時間及び計測間隔を入力し（Ｓ１０１）、このように温度計測条件を入力した前記温度データロガー１を均熱ブロック３〜５内に収納し（Ｓ１０２）、さらに温度データロガー１を収納した均熱ブロック３〜５を恒温バス６内に設置し（Ｓ１０３）、バス外に設置されたコンピュータ７に計測器を介し接続された基準温度計２を前記均熱ブロックに挿着して図１に示すような校正装置を組み上げた（Ｓ１０４）。尚、均熱ブロックには、基準温度計２挿着用の孔が２つ設けられているが、基準温度計２を挿着していない孔には、本体用ブロックと同材質のダミー部材を挿着し、内部に空間が生じないようにした。続いて、恒温バス６を温度制御手段９により昇温又は降温させて、−２０℃、１２１℃、１３８℃の順にバス内を校正温度に設定し（Ｓ１０５）、各校正温度において基準温度計２による計測データをコンピュータ７の記憶手段にリアルタイムで記憶させ（Ｓ１０６）、すべての校正温度で計測が終了した後に温度データロガー１を均熱ブロックから取り出してコンピュータ７に接続し（Ｓ１０７）、内部メモリＭに記憶している計測データを該コンピュータ７の記憶手段に回収した（Ｓ１０８）。さらに、コンピュータ７の演算手段により、記憶手段に記憶されている前記基準温度計２の計測データと温度データロガー１の計測データの時間軸を合わせ（Ｓ１０９）、−２０℃、１２１℃、１３８℃の各校正温度において、両計測データが各々所定バラツキ内に収束した所定区間をそれぞれ抽出し（Ｓ１１０ａ）、両抽出データの平均値をそれぞれ算出し（Ｓ１１０ｂ）、算出した結果を出力する（Ｓ１１０ｃ）ことにより、温度データロガー１の校正を行った。尚、本実施例では、上記の手順（Ｓ１１０ａ）において、両計測データが各々所定バラツキ内に収束した所定区間を抽出する手法としては、コンピュータ７の演算手段に予め抽出すべき区間の条件（例えば計測データの温度バラツキ範囲等）を設定しておき、該演算手段により、所定区間を自動抽出する手法を採用した。さらに、手順（Ｓ１１０ｂ）において、両抽出データの平均値を算出する手法としては、コンピュータ７の演算手段に予め両抽出データの平均値を算出する条件を設定しておき、該演算手段により自動で両抽出データの平均値をそれぞれ算出する手法を採用した。

（校正の不確かさ）
以上のようにして温度データロガー１の校正を行った場合における校正の精度、すなわち校正の標準不確かさの評価結果のうち、実用標準抵抗温度計の不確かさ、計測の不確かさ、ハイパリオンＳ内に設置された均熱ブロックの水平温度分布、ハイパリオンＳ内に設置された均熱ブロックの垂直温度分布、基準温度計２の計測データの安定性、分解能の各要因に関する評価結果を表２に示す。

表２に示す不確かさの要因のうち、ハイパリオンＳ内に設置された均熱ブロックの水平温度分布については、基準温度計２受け入れ用の有底嵌合孔１４ａと温度データロガー受け入れ用の６つの有底嵌合孔１３（６つの孔をそれぞれ、Ａ孔〜Ｆ孔とする。）間の温度差から算出した。また、ハイパリオンＳ内に設置された均熱ブロックの垂直温度分布については、温度データロガーのセンサー部１ａにおける感温素子が最大でも１０ｍｍ程度の取り付けバラツキ範囲内であると想定し、通常の温度データロガー収納位置と、その位置から均熱ブロック上方向に１０ｍｍずらした位置との温度差から算出した。このようにしてハイパリオンＳ内に設置された均熱ブロックの水平温度分布及び垂直温度分布に関する不確かさを評価した結果を表３に示す。

尚、本実施例２において、「不確かさ」の見積もりは、実施例１と同様に、ＧＵＭに基づき、定量的に評価した。

表２に示す拡張不確かさは０．１０〜０．１１℃となり、これに温度データロガー１の計測データの安定性と分解能に関する不確かさを合成すると、実施例２における温度データロガーの−２０℃、１２１℃、１３８℃における校正の拡張不確かさ（９５％信頼）は表２に示す拡張不確かさとほぼ同じ値、±０．１１℃となった。これは、例えば温度データロガー１の−２０℃における計測データの安定性と分解能に関する不確かさが±０．００９７℃で、表２に示す−２０℃における合成標準不確かさ±０．０５４℃に対して十分に小さかったためである。

このように、基準温度計２として、ハイパリオンＳに付属する温度指示計を用いた場合においても、本発明に係る温度データロガーの校正方法によれば、高い精度でワイヤレスタイプの温度データロガーを校正できることが分かった。

（校正の結果）
実施例２のようにして温度データロガー１を校正した場合の結果は、例えば表４に示すような校正成績書に記載される。

尚、表４において、校正温度とは、基準温度計２が指示する温度をいう。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係る校正装置の概要を示す説明図。 本発明に係る均熱ブロックの代表的な実施形態を示す斜視図。 本発明の代表的な実施形態に係る均熱ブロックに温度データロガー及び基準温度計を挿着し、これを恒温バスに設置した状態における断面図。 本発明の代表的な実施形態に係る均熱ブロックにおけるセンサー用ブロックの平面図 本発明に係る均熱ブロックの他の実施形態におけるセンサー挿入用ガイド部材の斜視図。 本発明に係る校正方法の手順の概要を示す説明図。

符号の説明

１ 温度データロガー
１ａ センサー部
１ｂ 本体部
２ 基準温度計
２ａ センサー部
３ 本体用ブロック
４ センサー用ブロック
５ ロッド状ブロック
６ 恒温バス
７ コンピュータ
８ 拡径部
９ 温度制御手段
１１ 貫通孔
１２ａ、１２ｂ 貫通孔
１３ 有底嵌合孔
１４ａ、１４ｂ 有底嵌合孔
１５ ガイド部材挿通用の空間
２１ ネジ
２２ ネジ穴
２３ ネジ穴
２４ 凸部
２５ 凹部
３１ ガイド部材
３１ａ 枠部材
３１ｂ 底部材
３１ｃ ネジ
３１ｄ ネジ穴

Claims (11)

1. 温度を計測して内部メモリに記憶させるクロック機能付きの温度データロガーと、バス外に設置されたコンピュータに計測器を介し接続された基準温度計とを、均熱ブロックを介して、恒温バス内に設ける手順と、
   恒温バスを昇温又は降温させ、基準温度計による計測データをコンピュータの記憶手段に記憶させる手順と、
   恒温バス内から取り出した前記温度データロガーをコンピュータに接続し、内部メモリに記憶している計測データを該コンピュータの記憶手段に記憶させる手順と、
   前記コンピュータの演算手段により、記憶手段に記憶されている前記基準温度計の計測データと温度データロガーの計測データの時間軸を合わせて校正した結果を出力させる手順と、
   を備えたことを特徴とする温度データロガーの校正方法。
2. 前記温度データロガーを、恒温バス内に設ける前に、コンピュータに接続して予め計測間隔を含む温度計測条件を入力する手順を備えた請求項１記載の温度データロガーの校正方法。
3. 前記校正した結果を出力させる手法が、前記演算手段により、両計測データが各々所定バラツキ内に収束した所定区間を抽出し、両抽出データの平均値を出力することを特徴とする請求項１又は２記載の温度データロガーの校正方法。
4. 前記均熱ブロックが、前記温度データロガーの全体を隙間が略無い状態に覆って収納してなる請求項１〜３の何れか１項に記載の温度データロガーの校正方法。
5. 前記温度データロガーが、前記内部メモリを収納した本体部と、該本体部より突出するセンサー部とより構成され、前記均熱ブロックが、下向きに収納された温度データロガーのセンサー部を受け入れるとともに前記基準温度計先端のセンサー部を受け入れるセンサー用ブロックと、前記温度データロガーの本体部を収納するとともに基準温度計の本体部を保持する本体用ブロックとに分割構成されている請求項１〜４の何れか１項に記載の温度データロガーの校正方法。
6. 請求項１〜４の何れか１項に記載の校正方法に用いる均熱ブロックであって、前記基準温度計を挿着するための挿着部と、前記温度データロガーの全体を隙間が略無い状態に覆って収納する収納部とを備える均熱ブロック。
7. 前記温度データロガーが、前記内部メモリを収納した本体部と、該本体部より突出するセンサー部とより構成される請求項１〜４の何れか１項に記載の校正方法に用いる均熱ブロックであって、下向きに収納された前記温度データロガー先端のセンサー部を受け入れ、かつ前記基準温度計先端のセンサー部を受け入れるためのセンサー用ブロックと、前記温度データロガーの本体部を収納し、かつ基準温度計の本体部を保持するための本体用ブロックと、より分割構成してなる均熱ブロック。
8. 前記本体用ブロックの上下方向に沿って、前記温度データロガー及び前記基準温度計を挿通するための貫通孔をそれぞれ設け、
   該本体用ブロック下端部に合着される前記センサー用ブロックにおける前記貫通孔に対応する各位置に、それぞれ前記温度データロガーのセンサー部及び前記基準温度計先端のセンサー部が挿入される有底の収納孔を設けてなる請求項７記載の均熱ブロック。
9. 前記温度データロガーを挿通するための貫通孔に挿着され、収納された温度データロガー本体部上方の余剰空間を塞ぐためのロッド状ブロックを設けてなる請求項８記載の均熱ブロック。
10. 前記ロッド状ブロックを、前記本体用ブロックと同じ材質により構成してなる請求項９記載の均熱ブロック。
11. 互いに合着される前記センサー用ブロックと本体用ブロックとの間に、断熱材を介装してなる請求項７〜１０の何れか１項に記載の均熱ブロック。
    

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