温度データロガー／熱電対データロガーとは

さまざまな分野で、製品が曝露した温度やその温度に曝露した時間を把握することが重要不可欠です。手術器具や医療機器を加圧滅菌機で滅菌する場合や食品を缶詰前に加熱する場合など、温度と時間の証拠が必要になります。温度を監視することで、施設管理者がレジオネラ菌の増殖を予防したり、環境科学者が水温によって河川の健康度を測定したりできるようになります。このような多くのプロセスでは、温度データロガーを使用して温度を監視し、検証のために証拠を取得します。

温度データロガーは、温度プローブまたはセンサ用に最適化または構成されたデータロガーです (温湿度ロガーの場合は、湿度センサも使用します)。データロガーは、複数の計測値を保管できる電子デバイスです。多くの場合、電池を動力源として、1つ以上のセンサ入力を受信し、所定の頻度でデータをサンプリングし、保存します。データ取得期間の最後に、ロガーを回収し、データをPCにダウンロードして分析します。一部のデータロガーは、測定結果をPCまたは他のデバイスへ送信できるため、現場へ足を運ぶ必要がありません。

本質的に、どの温度ロガーも温度センサと記録システムという2つの要素を備えています。記録システムは、所定の間隔でセンサをサンプリングし、測定結果を保存します。このセンサは、記録システムに直接組み込まれていたり、ある程度の距離を置いた場所に設置したりすることができます。

単一パッケージのロガーにサーミスタまたは熱電対を組み込むと、軽量で小型の記録デバイスとなります。弱点は、温度の測定点に設置しなければならないことです。このため、センサを内蔵するロガーは、デバイス内の電子的要素の動作温度範囲内で作動する必要があるため、高温環境で使用することができません。ただし、芸術作品や卵などの生鮮食料品を出荷する場合などの、輸送中の温度のログ作成には有用です。

ほとんどの温度ロガーは1つ以上の熱電対からの直接入力に対応しています。たとえば、OMEGAのマルチチャネルHH1384 (4インプット温度計兼データロガー) は、K、J、E、T、R、S、N、L、U、BおよびC型の熱電対に対応しています。温度データロガー近辺の温度を記録することができますが、電池や電子部品には高温すぎる、または低温すぎる場合に最適なアプローチではありません。このようなデータロガーの多くは、比較的短時間の記録を目的とするハンドヘルドデバイスです。一部の汎用データロガーには熱電対やサーミスタが装備され、温度計として簡単に使用することができます。

外部プローブが付属している場合

超高温または超低温環境で温度を測定する場合の問題は、プローブが付属した温度データロガーを使用すると解決できます (一例として、OMEGAのOM-CP-HITEMP140-FPは、フレキシブルプローブを装備した高温データロガーです)。プローブがあると、記録装置とセンサを別の環境に設置することが可能になります。たとえば、ロガーが耐えられないような炉内の温度を記録することが可能になります。

マルチチャネル温度ロガー

汎用の温度データロガーは、最大32のインプット (シングルエンドの場合、差動入力の場合は16) を利用できます。サーミスタや熱電対、ならびに2、3、4線式RTD温度センサに対応しています。

センサ内蔵型データロガーの多くは、USBドライブのように設計され、コンピュータのUSBポートに差し込んでデータをダウンロードすることができます。USBインタフェースを使用していても別途ケーブルが必要なロガーもあります。また、ロガーからPCやモバイルデバイスにBluetooth®インタフェースで接続できるものもあります。一部のロガーでは、イーサネットネットワーク上で使用してデータをPCに送信したり、ワイヤレス通信を利用して測定値を送信したりできます。どちらのアプローチも、データを回収するために現場のロガーまで足を運ぶ必要がなくなります。

温度測定は、河川の健康度を監視する場合や、滅菌手順が正しく行われていることを検証する場合など、さまざまな用途で重要です。場合によっては、長期的な傾向を判断する方法として、長期間にわたる測定値が必要になります。また、到達した最高温度または最低温度やその曝露期間を把握することが必要な場合もあります。

施設管理において、特に精密測定または温度に敏感な処理が実施される場合、温度と湿度の変動の記録は、非効率性を特定する上で有用になり得ます。植物や動物の繁殖にも同じことが言えます。施設管理者が特に懸念するのは、致死の可能性がある肺炎を発生させるレジオネラ菌の予防です。このような用途では、温度と湿度のデータロガーを組み合わせて、長期間にわたって経験した状態をタイムスタンプを付けて記録します。
芸術品の輸送時にも、タイムスタンプを付けた記録が有用です。輸送状態が監視されていることがわかっているだけで、細心の取扱を促すこともあります。

「高温」について厳密な定義は存在しませんが、80 °Cを超える温度を記録する装置は通常、高温ロガーとされています。高温環境として、加圧滅菌機、滅菌、食品および材料加工があります。この一例は食品の缶詰製造です。この場合、製造業者は、製品がボツリヌス菌のような細菌を殺すために必要な最低温度に到達したことを証明する必要があります。このような環境に適切なロガーでは、高温環境から精密な電子部品を保護できるようにプローブを組み込むことがよくあります。

水族館では、限定された水温範囲でしか生存できない魚が多い中、そのような魚に最適な環境を持続できるように水温を監視します。同様な目的で、科学者は河川のエコシステムの健康度指標として河川の水温を使用します。どちらも、水温データロガーの適切な用途ですが、装置に対する要件はそれぞれ異なります。 水族館では、ロガーは簡単にアクセスできるため、メモリ容量の要件はさほど重要ではありません。また、データは、直接PCに接続するか、Bluetoothで収集できます。対照的に、河川の水温について有効なデータを収集するには、何か月間もロガーを設置したままにすることになります。このような環境では、メモリ容量や電池の寿命が重視され、ワイヤレス能力が重要になる場合もあります。

さまざまな食品や薬は、腐敗や劣化を避けるため、綿密に管理された状態で出荷しなければなりません。輸送中の状態を記録するために、小型の温度データロガーを輸送物品内に設置します。こうすると、製品に問題が生じなかったことを保証し、取扱のミスが生じた場合に証拠を提供できるようになります。

さまざまな温度データロガーが市販されているため、適切なロガーを選択することは簡単ではありません。温度ロギングの理由を理解して初めて、最も重要な特性を特定し、使用できる機器の種類を見分けることができるようになります。オメガエンジニアリングでは、このプロセスを支援するデータロガー製品検索ツールをオンラインで提供していますが、ご質問がある場合は、オメガエンジニアリングまでお問合せください。お客様の用途に合わせた適切な機器を推奨させていただきます。