発熱抵抗箔の発熱量はどうやって測定するのですか？

ちょっと、そこ！発熱抵抗箔のサプライヤーとして、発熱抵抗箔の発熱量の測定方法についてよく質問を受けます。これは、特に工業用加熱システムから家庭用電化製品に至るまで、さまざまな用途でこれらのフォイルを利用している人々にとって、重要な問題です。このブログ投稿では、発熱抵抗箔の熱出力を測定する実用的な方法をいくつか紹介します。

耐熱箔の基礎を理解する

測定方法に入る前に、発熱抵抗箔とは何かを簡単に説明しましょう。発熱抵抗箔は、電流が流れると発熱する薄いシート状の材料です。などの電気抵抗の高い材料で作られています。0Cr21Al6Nbまたは0Cr21Al6Nb抵抗線。これらの材料は、高温に耐えることができ、安定した電気特性を備えているために選択されます。

加熱抵抗箔の熱出力は、材料の抵抗、印加される電圧、そこを流れる電流などのいくつかの要因によって決まります。ジュールの法則によれば、導体で発生する熱 (Q) は式 Q = I²Rt で与えられます。ここで、I は電流、R は抵抗、t は時間です。したがって、熱出力を測定するには、これらの電気パラメータを理解する必要があります。

電気パラメータの測定

発熱抵抗箔の熱出力を測定する最初のステップは、電気パラメータを測定することです。電圧、電流、抵抗を測定できる便利なツールであるマルチメーターが必要です。

抵抗の測定

加熱抵抗箔の抵抗を測定するには、マルチメーターを抵抗 (オーム) 設定に設定します。マルチメーターのプローブをホイルの両端に接続します。接続が良好で、接触不良がないことを確認してください。マルチメーターには抵抗値がオーム単位で表示されます。この値は熱計算式で使用されるため、非常に重要です。

電圧の測定

次に発熱抵抗箔にかかる電圧を測定します。マルチメーターを電圧 (ボルト) 設定に設定します。抵抗測定の場合と同様に、フォイル全体にプローブを接続します。マルチメーターには電圧値が表示されます。電圧は、オームの法則 (V = IR) に従って、フォイルを流れる電流の量を決定するため、重要な要素です。

電流の測定

電流の測定にはもう少し注意が必要です。回路を遮断し、マルチメーターを加熱抵抗箔と直列に挿入する必要があります。マルチメーターを電流 (アンペア) 設定に設定します。範囲が予想される電流に対して適切であることを確認してください。マルチメーターを正しく挿入すると、現在の値が表示されます。

熱出力の計算

抵抗、電圧、電流の値がわかったら、ジュールの法則を使用して熱出力を計算できます。加熱抵抗箔の抵抗 (R) が 10 オーム、電圧 (V) が 12 ボルト、電流 (I) が 1.2 アンペアであると測定したとします。

まず、オームの法則を使用して値を再確認できます。オームの法則によれば、V = IR です。この例では、1.2 アンペア * 10 オーム = 12 ボルトで、これは測定された電圧と一致します。

では、発熱量を計算してみましょう。式 Q = I²Rt を使用して、時間 (t) が 1 秒であると仮定します。したがって、Q=(1.2)² * 10 * 1 = 14.4 ジュール/秒となります。これは、発熱抵抗箔が毎秒 14.4 ジュールの熱を発生していることを意味します。

温度センサーの使用

発熱抵抗箔の熱出力を測定する別の方法は、熱センサーを使用することです。熱電対や赤外線温度計などの熱センサーは、箔の温度を直接測定できます。

熱電対

熱電対は、一端で結合された 2 つの異なる金属で構成されるデバイスです。接合部と金属の他端との間に温度差があると、電圧が発生します。この電圧を測定することで温度を知ることができます。

熱電対を使用して発熱抵抗箔の熱出力を測定するには、熱電対の接点を箔の表面に取り付けます。熱電対が正確に温度を測定できるように、接触が良好であることを確認してください。熱電対の他端をデジタル温度計などの温度測定装置に接続します。

フォイルが加熱されると、熱電対が温度変化を検出します。温度を経時的に記録し、フォイル素材の比熱容量に基づいて熱出力を計算できます。比熱容量 (c) は、物質の単位質量の温度を 1 ℃上昇させるのに必要な熱量です。熱出力 (Q) は、式 Q = mcΔT を使用して計算できます。ここで、m はフォイルの質量、c は比熱容量、ΔT は温度変化です。

赤外線温度計

赤外線温度計は非接触温度測定装置です。これらは、物体から放射される赤外線を検出し、それを温度測定値に変換することによって機能します。

赤外線温度計を使用して発熱抵抗箔の熱出力を測定するには、短い距離から温度計を箔に向けます。温度計とホイルの間に障害物がないことを確認してください。赤外線温度計はフォイルの表面温度を表示します。

熱電対と同様に、温度を経時的に記録し、比熱容量の式を使用して熱出力を計算できます。ただし、赤外線温度計は表面温度を測定するため、周囲環境への熱損失が発生する可能性があることに注意することが重要です。

熱量測定

熱量測定は、発熱抵抗箔の熱出力を測定するより正確な方法ですが、より複雑な方法でもあります。これには、物質によって吸収または放出される熱を測定​​できる装置である熱量計の使用が含まれます。

既知の質量の水で満たされた容器を使用して、簡単な熱量計を作成できます。発熱抵抗箔を水の中に入れ、電源に接続します。ホイルが加熱されると、熱が水に伝わります。

温度計を使用して水の初期温度を測定します。一定時間経過後、最終的な水の温度を測定します。水によって吸収される熱 (Q) は、式 Q = mcΔT を使用して計算できます。ここで、m は水の質量、c は水の比熱容量 (4.18 J/g°C)、ΔT は温度変化です。

周囲環境への熱損失がないと仮定すると、水が吸収する熱は発熱抵抗箔の熱出力に等しくなります。ただし、現実の状況では、ある程度の熱損失が発生するため、熱出力を計算する際にはこれを考慮する必要があります。

正確な測定の重要性

発熱抵抗箔の熱出力を正確に測定することは、いくつかの理由から非常に重要です。産業用途では、加熱システムが効率的かつ安全に動作することを保証します。熱出力が低すぎると、プロセスが適切に機能しない可能性があります。高すぎると、機器が損傷したり、安全上の問題が発生したりする可能性があります。

家庭用電化製品では、製品の性能とユーザーの安全のために、正確な熱出力測定が重要です。たとえば、ヘアドライヤーでは、過熱することなく効果的に髪を乾燥させるために、加熱抵抗ホイルが適切な量の熱を生成する必要があります。

結論

発熱抵抗箔の熱出力の測定は、電気パラメータの測定、熱センサーの使用、熱量測定など、さまざまな方法で行うことができます。各方法には独自の利点と制限があり、方法の選択は特定のアプリケーションと必要な精度のレベルによって異なります。

高品質の耐熱箔をお探しなら、当社が対応いたします。私たちの0Cr21Al6Nbそして0Cr21Al6Nb抵抗線優れたパフォーマンスと信頼性で知られています。産業用または民生用アプリケーションで耐熱箔が必要な場合でも、当社は適切なソリューションを提供できます。

発熱抵抗箔の購入にご興味がある場合、または熱出力の測定についてご質問がある場合は、お気軽にお問い合わせください。暖房に関するご要望にいつでも喜んでお手伝いさせていただきます。

参考文献

• ハリデー D.、レズニック R.、ウォーカー J. (2014)。物理学の基礎。ワイリー。
• サーウェイ、RA、ジュエット、JW (2018)。現代物理学を備えた科学者とエンジニアのための物理学。センゲージ学習。