質問: 赤外線式、電子式、水銀式といった種類がある、体の温度を測るための装置を何という?
回答: 体温計

タイトル: 温度計
温度計は大きく分けて一次温度計と二次温度計に分類される。一次温度計とは、熱力学温度と直接対応する物理量を測定することで温度が決定される温度計のことであり、温度標準の決定に用いられる。例えば、理想気体の状態方程式 pV=nRTにおいて圧力と体積、物質量が求められれば温度は一意に決定される。一次温度計の特徴として、このように物理量の定義から温度が導かれるので較正(こうせい)という概念がない点にある。温度標準(温度目盛)は国際的な取り決めとして温度域ごとに定義式が定められている。それに対して二次温度計とは、温度との対応が明確に関連付けられた別の量、電気抵抗値や液柱の高さ、出力される電圧などを測定することで温度を求める温度計を指す。一般に流通しているほとんどの温度計はこの二次温度計に分類される。二次温度計は一次温度計で決定された温度を基準に温度計に値を付ける較正作業が必要である。

タイトル: 放射温度計
赤外放射温度計は、比較的低温領域でも放出される赤外線をもちいて、物体の表面温度を測定する機器である。物質によって熱放射の放射率ε が異なるため、放射率の補正を考慮しないと、測定温度が正しく測れない場合がある。放射率は、黒体は1であるが、ゴムやセラミックなどでは0.95程度、金属等表面光沢がある物は0.9未満になる傾向がある。 このことから、対象物表面状態に左右される計測方法であり、誤差が生じやすい。誤差を抑制するためには、事前に他の温度測定法(熱電対など)との間で校正曲線を求めるか、黒体放射とするための媒体を表面に塗布する事が必要となる。ただし、後者の場合は、媒体が本来の測定対象と同一温度になるために若干の時間を要するため、測定値に遅れが出る。

タイトル: 赤外線センサ
感度は、用いる半導体の種類のほか、赤外線の波長によっても左右される(波長依存性)。人工のものの場合数十度の差、ピット器官による熱映像視野を持つヘビなどは数度の差を検知することができる。しかし一方で、原理的に熱雑音の影響を受けやすく、撮像素子自体が発する熱を検出してしまうため、撮像素子を被写体に比べ十分に低温に保つ必要がある。真空に維持された筐体に収められ極低温に保たれる。用途や要求される水準にもよるが、温度は通常60K〜100K(-213°C〜-173°C)である。冷却する必要があるので作動に時間がかかる。冷却措置としては、ジュール=トムソン効果やスターリング冷凍機が用いられることが多い。赤外線宇宙望遠鏡の場合は冷却材が喪失した時点で事実上の寿命を迎える物もあり、最近は冷却材の喪失後は他の観測機での観測に切り替えて運用する場合が多い。

タイトル: 生体電磁気
生体からはプランクの法則に則り、温度に対応した波長のマイクロ波から遠赤外線に至るまでの電磁波が放射されている。それらを検出して可視化することで内部構造や機能が明らかになる。電磁波の生体透過率は周波数に比例して指数関数的に減少するため、赤外線は体表からマイクロメータ単位の温度の測定に用いられるが、マイクロ波であれば数cmの深部の体内温度の測定が可能で臓器レベルの代謝情報が得られる。使用するマイクロ波の周波数によって浸透深度が異なるので複数の周波数を使用することで深さ方向の温度分布が得られる。ハイパーサーミア治療に不可欠とされる治療部位の無侵襲測温法として検討された経緯がある。

タイトル: 細フィラメント高温測定法
典型的なTFP装置は、炎やその他の高温ガス流、そしてフィラメントとカメラからなる。黒体放射(黒体輻射)によって放出される光のスペクトルが温度によって変化することを利用し、その物体の温度を非接触で観察・測定するパイロメーターを用いた手法である。

タイトル: ボロメータ
ボロメータ (bolometer、ギリシア語: βολόμετρον、測るもの (-μετρον)、放射物の (βολο-) から)は入射する電磁波などの放射のエネルギーを、温度に依存する電気抵抗を持つ物質の受ける熱を通して計測する観測機器である。1878年にアメリカ人天文学者サミュエル・ラングレーにより発明された。名前は、光線のことを放り投げられたものを意味するギリシア語: βολή により表現している。熱力学における熱量計として使用する事が本来の使用法である。低温物理学に於いて代替し得る物は無い。20世紀初頭には既に現在の形態になったが、20世紀後半には赤外線カメラなどの赤外線撮像素子等に応用されたが、近年、MEMS技術を取り入れる事で、さらなる応用の広がりが期待されている。

タイトル: 生体信号
従来は据え置き式の装置でなければ生体信号の計測、取得は困難で用途は医療診断関係に限られていたが、近年ではBITalinoのように測定装置の小型軽量化により応用範囲が広がり、ウェアラブルコンピュータにセンサが接続されて生体信号の取得、蓄積、分析が行われ、感情を分析することで商品開発に応用されるなど、適用範囲が拡大しつつある。生体信号は大きく以下の3種類に分類される。生体信号の計測手法には絶対的な「値」と時間的な「変動」という2種類の手法があり、計測方法としては接触計測と非接触計測がある。接触式では主に電極を対象の表面に設置することで電圧を検出する。一方、非接触式では心磁図や脳磁図の計測に使用される磁気センサを使用したり、見守りセンサーや電磁波人命探査装置のようにマイクロ波を利用して体内の活動を検出する。

タイトル: 赤外線
遠赤外線(熱線)の放射は、対象物に熱を与える効果があり、暖房や調理器具などとして利用されている。多くの暖房器具は輻射を利用しているが、暖房効果における輻射の比率には大小がある。主に輻射による暖房器具として、こたつ、電気ストーブなどがある。燃焼を使う器具は温度が高いため可視光の比率が多いが、温度の低い触媒燃焼を利用する器具もある。輻射を利用した調理器具としては電気オーブンやオーブントースターが挙げられる。また塗装の工程で塗装面に熱を与えて硬化させる場合には輻射を利用した専用のヒーターが用いられる。リフロー方式によるプリント基板のはんだ付けでは、基板及び部品の加熱に用いるリフロー炉において遠赤外線がしばしば使用される。上述の通り、遠赤外線は身体の内部から温めると言われるが、これは誤りであり、数ミリ程度しか浸透しない。

タイトル: 二酸化炭素測定器
二酸化炭素測定器(にさんかたんそそくていき)とは、LTEや各種サービスを標準搭載したCO2濃度、湿温度が測定できるデバイス。

タイトル: 熱量計
熱量計(ねつりょうけい)、カロリーメーター(仏: calorimètre、英: calorimeter、独: Kalorimeter)とは、熱量測定、すなわち化学反応・物理変化にともなって出入りする熱量や熱容量の測定に用いられる器具である。一般に普及している方式には示差走査熱量計(DSC)、等温微少熱量計(IMC)、等温滴定型熱量計(ITC)、加速速度熱量計(ARC、暴走反応熱量計とも)などがある。金属容器に水を満たし、燃焼室の上に吊り下げて温度計を取り付けるだけでも簡単な熱量計となる。物質AとBの間の反応においてA単位量当たりのエンタルピー変化を決定するには、まずそれらを熱量計にセットして反応前後の温度を記録する。温度の変化量に物質の質量および比熱をかけると反応で吸収されたエネルギー量となり、さらにそれをAの物質量で割れば反応のエンタルピー変化が得られる。

タイトル: 熱流センサ
人間における熱交換の測定は、医学研究、衣服、耐寒耐水服(イマージョンスーツ)、寝袋の設計に重要である。この測定での難点は、人間の皮膚が熱流センサの取り付けに、特に適しているというわけではないことである。 また、センサーは薄くなければならない。皮膚は本質的に一定の温度のヒートシンクであるため、追加される熱抵抗は避けなければならない。 別の問題は、テストの被験者が動いている可能性があるということである。 被験者とセンサとの接触が失われる可能性がある。熱流センサは、温度および熱フラックスがはるかに高い可能性がある工業分野でも使用される。 これらの環境の例としては、アルミニウム精錬、集光型太陽光発電、石炭ボイラー、高炉、フレアシステム、流動床、コーカーユニットなどがある。

タイトル: 放射計
放射計(ほうしゃけい、Radiometer)とは、電磁波の放射電力を測定する機器である。ラジオメーターとも呼ばれる。一般的に、放射計といえば、赤外線の放射を測定する機器を指すが、赤外線以外の周波数領域でも使われる。赤外線放射計の、電磁波検出装置は、多くの場合、ボロメータ型であり、赤外線の吸収による温度の上昇を温度計で測定することで、間接的に放射電力量を知ることができる。温度の増加量は、入射する放射電波の電力量に比例する。また、マイクロ波領域の電磁放射を計測する機器、マイクロ波放射計という。

タイトル: 生体センサー
生体から発せられる様々な値を数値化する。体温や鼓動、血圧や心拍のような物理量を計測するセンサや血糖値のように化学的な値を計測するセンサもある。血圧計のように着用して計測するセンサやマイクロ波やミリ波のドップラー効果を利用して鼓動や心拍数を計測する非接触式のセンサもある。

タイトル: 赤外線センサ
熱型(非冷却型)赤外線センサは、赤外線を受光して熱によってセンサーが温められ、素子温度が上昇することで生じる電気的性質の変化を検知するものである。量子型(冷却型)と比して感度、応答速度は低いが、波長帯域が広く常温で使えるのが特徴である。熱電効果を利用した熱電素子(サーモパイルなど)、焦電効果を利用した焦電素子(PZTなど)、温度による電気抵抗の変化を利用したボロメータなどがある。また、温度に応じて可逆的に変色する感温液晶マイクロカプセルを塗布した撮像素子による赤外線画像の撮像方法もある。常温で使用でき、冷却措置を必要としないことから小型、軽量化できるが、その反面で、素子の熱容量に影響を受けるため、解像度や階調、残像、感度など、画質は冷却型と比較した場合に劣る。なお、熱型(非冷却型)赤外線センサによる撮像素子の場合、熱源と背景の赤外線の放射量の差が存在しなければ何も検知することができない。

タイトル: 気圧計
フォルタン水銀気圧計とも呼ばれる。一端を封じたガラス管の内部に水銀を満たして水銀槽に倒立させ、ガラス管の上部にトリチェリの真空を生じさせた構造である。水銀槽の液面にかかる大気圧とガラス管の内部の水銀柱の重さ(∝高さ)との釣り合いから気圧が測定できる。気象観測における基準器として用いられることが多い。水銀槽の下部は、皮製の袋をネジで押し上げて液面の高さを調整できる構造になっており、水銀槽内の液面が象牙の針の先端に接するようにしたうえで、ガラス管に添えられた目盛りを読み取る。より厳密な測定には温度及び重力加速度を用いた補正が必要である。このため気温測定用のものと同等の附着温度計と呼ばれる温度計が付属する。またガラス管上端にレーザーを用いた測距装置を備えることで、測定値の電気的な出力を行えるものもある。

タイトル: ベックマン温度計
ベックマン温度計(ベックマンおんどけい)は水銀温度計で特に目盛り間隔を大きくして温度の読み取り分解能を高くしたものをいう。ドイツの化学者エルンスト・オットー・ベックマンの名前に因む。精密に製作された細管を用いることによって温度を0.001 °Cの分解能で読むことができる。その反面、測定範囲が5 °Cばかりと小さくなるという欠点をもち、基準温度で校正することができないので、相対的な温度比較にのみ用いられた。たとえば融点や沸点の微小な変化の測定に用いられた。それらの計測も現在は電気的な方法で計測されるので、学生実験などで用いられるだけになっている。

タイトル: 水温計
水温計(すいおんけい、英語:water-temperature-meter、water-temperature-gauge)は、水冷式の機器において冷却水の温度を指示する計器、測定器である。自動車・オートバイなどの水冷式内燃機関を搭載する、冷却水温が重要な意味を持つ機器に装備され、操作者が現在の冷却水温を把握するために用いられる。以下では特に、自動車、オートバイの水温計に関して記述する。

タイトル: 赤外線カメラ
医療では体表面の皮膚温度分布を測定し、それを色分布などで画像化して乳癌、手足などの血流の低下などの診断に用いる。 国際空港や公共施設などで、新型インフルエンザなどの伝染性疾患の簡易検査にも用いられている。外壁タイルの浮きなどの調査用として撮影される。 タイルとモルタルの接着強度の低下により空気層ができる。この空気層が太陽光や外気温により温度が上昇することを利用し、タイルの浮きを判断する。そのほか、同様に温度差を利用して、外壁の中の雨漏りの経路の調査、断熱不良部分の調査、さらに木造建築物の壁の内部に設けられた筋かいの有無の調査にも応用範囲が広がっている。その他にも接触不良による不具合箇所は温度が上昇するので電気設備の劣化調査として撮影される。暗視カメラとして警備や軍用に使用される。それらは受動的に撮像できるので探知されにくい。

タイトル: 温度計
J.ルレション(Jean Leuréchon、1591年頃 - 1670年)が、1626年に“thermomètre”という言葉を使っており、これが英語に翻訳されたのが語源といわれている。日本では古くは寒暖昇降、寒暖昇降器、験温儀、列氏験器、験温管、験温器、験温子、験温表、寒暑鍼、寒暑針、寒暑表などと訳され、1880年代から福沢諭吉の物理学に関する著書で採用されたのをきっかけに「寒暖計」という訳が定着したが、第二次世界大戦中に「寒暖計は正確には温度を測定する器具である」という理由から「温度計」と訳されるようになった。

タイトル: 非定常熱線法
非定常熱線法の原理を用いた測定装置には、熱線への通電方式(直流か交流か)や、測温方式(測温計の種類や方法)の異なるものが種々考案されている。その中で、セラミックス製品の測定に用いられた代表的な測定装置の構成図を示す(図3)。装置は、2個の試料の間に挟み込んだ熱線に一定電流を印加できる定電流電源と熱線の中央に溶接された熱電対の熱起電力で熱線温度を測定できるデジタルマルチメーターから構成され、最適供給電力と測定開始最適時期の検出がインターフェースを介したパソコンで行えるように設計されていると、自動で熱伝導率の測定を行うことができる。計算式の誘導時の仮定条件により、熱線はできるだけ細い方がよく、本装置のように一定電流を印加する方法では、温度の上昇に伴って熱線の電気低抗値が変化し発熱量が一定にならないので、抵抗の温度係数の小さい金属線が望ましい。

タイトル: 示差走査熱量測定
一般にDSCの装置は二つに大別される。試料及び基準物質を同時に昇降温し、温度に対する熱の変化を記録するが、装置の構造が大きく異なる。

タイトル: 露点計
温度の測定には、熱電対・抵抗温度計等が用いられる。露点の原理を直接採用した測定器であるため、標準器として使用されている。主に、スイスMBW社の鏡面冷却露点計が各国の標準として採用されている。測定範囲:−100〜+100 °Ctd測定精度:0.1~0.5 °Ctd

タイトル: 測温抵抗体
測温抵抗体(そくおんていこうたい)は金属の電気抵抗率が温度に比例して変わることを利用した温度センサーである。金属では1K温度が上昇すると約0.3%程度抵抗が増加する。ここで αは材料によってきまる定数である。実用的な温度センサとしては化学的な安定性から主に白金線が用いられる。極低温では炭素皮膜抵抗、ゲルマニウムなどの半導体も用いられる。

タイトル: 熱赤外分光法
熱赤外分光法(ねつせきがいぶんこうほう、英: Thermal infrared spectroscopy、英: TIR spectroscopy)とは赤外分光法の一つであり、物体の構成物質を決定する目的で広く使われている。物体全体や表面から放出された熱赤外線を測定し、その電磁スペクトルを解析して既知の物質のスペクトルと比較することで構成物質を決定できる。

タイトル: カタ計
カタ計(英: katathermometer, kata-thermometer, catathermometer、別名:カタ温度計、カタ寒暖計)とは、環境が人体を冷却する能力の指標であるカタ冷却力(kata cooling power、別名:カタ度、カタ値)を測定する特殊な温度計である。温度、湿度、風速などに左右される鉱山などの労働環境の快適性を見積もる測定器として1916年にイギリスの生理学者レナード・ヒル(英語版)によって考案され、微風速計として利用された。

タイトル: 体温
体温(たいおん、英: body temperature, BT、独: Körpertemperatur, KT)は、体の温度のことである。

タイトル: 圧力測定
機械式圧力計で、圧力で部品が変形する度合いを読み取る方法は、先に説明したギアで針を回す方法の他に、変形を電気信号に変換する方法がある。静電容量式、振動式のタイプなどがある。特に重要なのがひずみゲージを利用したものであり、現在では簡易なデジタル圧力計のほとんどはこれである。熱伝導率式圧力計は、気体の熱伝導率が圧力で変化する性質を利用している。気体の中に電熱線を入れておき、その冷却速度を測るものである。電熱線の温度を熱電対や測温抵抗体を利用して測定する。電熱線の発熱量から予想される温度と比較して下がっている分は、周囲の気体に熱が逃げているのであり、その熱が逃げる量は熱伝導率で決まる。よく使われるのはピラニ真空計であり、電熱線にはプラチナ線が使われる。この種の圧力計は精度10 Torrから10 Torrを出すことができるが、測定値はガスの組成の影響を大きく受ける。1組のワイヤコイルを使用する。