問題 11

次の各文章の【1】～【15】の中に入れるべき最も適切な字句等をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。なお、【2】、【4】、【5】、【10】及び【11】は複数箇所あるが、それぞれ同じ記号が入る。(配点計50点) (1) すべての物体は、その表面から電磁波の形態でエネルギーを放射している。この電磁波は、紫外線・可視光線・赤外線からマイクロ波まで及ぶが、一般に産業分野の放射伝熱に関与する電磁波の大部分は【 1 】である。 この放射エネルギーの波長と強度は、物体の温度と一定の関係があり、これを利用して物体の温度を求めるのが放射温度計である。 同一温度で最も多く放射エネルギーを放出する理想的な物体を【 2 】と呼んでおり、その全放射エネルギーは、ステファン・ボルツマンの法則により熱力学温度の【 3 】乗に比例することが知られている。 放射温度計で測定する場合に注意すべきことは、一般の物体の放射エネルギーは、同じ温度の【 2 】の放射エネルギーに【 4 】を乗じて得られるため、一般の物体の測定では、【 4 】を考慮して補正しなければならないという点である。

(2) センサの電気的特性を利用して温度を求める温度計には、熱電温度計や抵抗温度計などがある。 1) 熱電温度計は、2種類の材質の異なる金属線の両端を接合したときの接点間の【 5 】を利用した温度計である。温度を一定に保った基準接点と測温接点の間の【 5 】の大きさは、両接点の温度によって決まり、金属線の長さ、太さ、接点以外の部分の温度には無関係である。 一般に用いられるR型熱電対では、白金線と白金ロジウム合金線が用いられており、測温接点温度550℃、基準接点温度0℃のとき、約【 6 】の電圧出力が得られる。JISによると、この熱電対による測定温度の常用限度は【 7 】[℃]である。

2) 抵抗温度計は、金属や非金属の電気抵抗が温度によって変化することを利用した温度計であり、用いられる抵抗体としては白金が最も一般的である。白金測温抵抗体は、JISでは使用温度範囲によって区分されており、そのうちの高温用の使用温度範囲は、0℃～【 8 】[℃]である。 0℃で100Ωの抵抗値を示す白金抵抗線は、1℃当たり約0.4Ω抵抗値が変化する。この白金抵抗線について100℃で1mAの電流を流したとき、0℃で1mAの電流を流したときと比較して約【 9 】[V]電圧出力が増加する。

(3) 流量計には様々な種類があり、得られる測定量には体積流量、質量流量、積算体積流量があるので、知りたい測定量に適したものを選択する必要がある。 1) 熱式流量計や【 10 】式流量計は、流体の【 11 】流量を測定するのに適した流量計であり、この二つの流量計の測定原理は、それぞれ次のとおりである。 ① 熱式流量計 流体を加熱した際の温度上昇をもとに流量を測定する。 ② 【 10 】式流量計 流体が流れているU字形の管を上下に振動させると力が発生する。この力と、流体の【 11 】流量は【 12 】関係にあり、このことを利用して流量を測定する。

2) 1)に示す①と②の流量計のうち、一般液体の他、固形物を含む液体、高粘度液体など広範な液体に適用できるのは、【 13 】の流量計である。

(4) 真空圧は、絶対圧を測定する圧力計で測定できるが、【 14 】以下の圧力を測定するときは専用の真空計を使用する必要がある。気体の種類に関係なく物理量の測定だけから圧力を求められる真空計を絶対真空計と呼ぶ。 ダイアフラム真空計は、ダイアフラム式圧力計の基準となる片側の圧力を【 15 】にしてダイアフラムの変位から圧力を測定する絶対真空計である。