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No.33 恒温水槽内の温度の安定性(実測結果)

恒温水槽内の温度の安定性(変動の状況)について測定したデータをご紹介します。


1.温度測定の方法

1.1 測定に用いた恒温水槽
  ・型式   :BZ100D (ヤマト科学製)
  ・槽内寸法:H:200 × W:300 × D:240 (mm)
  ・水温調節のヒータ型式 :BF600 (ヤマト科学製)
   恒温水槽  【 温度の設定値 】  30℃ / 50℃ / 70℃
 (写真はヤマト科学(株)様のHPより引用)
1.2 測定に用いた温度センサ
測定には以下のセンサを使用しました。
温度センサ
1.3 測定条件
測定は以下の条件にて実施しました。
 ●記録計(温度の測定)
  ・型式    : DR-230(横河電機製)
  ・記録周期 : 1秒/データ
 ●PC(温度データの収集)
  ・データロギングソフトウェアはDAQWORX DAQ32Plus(横河電機製)
   記録計で測定したデータをPCにて収集する。
 ●温度センサの設置場所
  ・恒温水槽内の下図の位置に温度センサを設置しました。
   (①~⑨は記録計のch1~ch9に相当します)
センサ設置位置
1.4 測定システム
測定に使用した機器と接続イメージは以下の通りです。
温度測定システム

2.測定した結果 

2.1 測定結果の一覧表(平均値、最大値、最小値)
恒温水槽の温度設定値を30℃、50℃、70℃に設定したときの、各点の温度平均値、
最大値、最小値は以下のようになりました。
温度の変動
2.2 上記の結果を纏めると
 □ 温度設定値が 30℃、50℃ の時は、全ての点で最大、最小値の幅が
   0.1℃以下であった。
 □ 温度設定値が 70℃ の時は、
   ・上段(⑤⑦⑨)は最大・最小値の幅が0.2℃であった。
   ・水温調節器(ヒーター)近くの下段(④)も最大・最小値の幅が0.2℃であった。
   ・水温調節器(ヒーター)近くの点を除く、中段、下段(①②③⑥⑧)は最大・最小値の
    幅が0.1℃であった。

3.上記の結果からいえることは

測定した結果より、以下のことが言えると考えます。
 □ 上段は設定温度と外気温との温度差が大きくなると、温度の変動が大きくなる
 □ 攪拌水流の出口近辺は、ヒーターによる温度調節動作の影響を受けやすい
 ■ 上記より、恒温水槽を70℃の設定で±0.1℃の条件(試験の温度条件)で
   使用するなら、、、
    ①安定している箇所(①②③⑥⑧)で使用する、あるいは
    ②安定させるための工夫を行う
   必要があります。
   ※ ②の安定させる工夫については、その内容と効果についての実測結果を後日
     ご紹介したいと考えています。


▼関連「装置の実験データ」はこちら
 No.28 気相での温度センサの熱応答速度(時定数)
 No.29 センサの仕様による温度変動の違い
 No.30 試験に用いる温度センサの時定数(実測結果)
 No.34 恒温水槽内の温度を安定させる工夫とその効果
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