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令和元年度 公害防止管理者 大気関係技術特論 問3を解説|温度計の常用温度の上限

令和元年度 大気関係技術特論 問3は、各種温度計の常用温度の上限に関する問題です。示された温度計のうち、常用温度の上限が最も高いものを選びます。

この問題のポイント

温度計はそれぞれ測れる温度の範囲が決まっており、上限が高いほど高温の排ガスや炉内の測定に使えます。ガラス温度計や抵抗温度計は比較的低い温度まで、熱電対(熱電温度計)はさらに高温まで測れます。分かれ目は、熱電対どうしの上限の順序です。素線の材質によって上限が変わり、白金ロジウム系のB熱電対が最も高い温度まで使えます。J・K・Bのどれが最高かをはっきり区別できるかが決め手です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(4)(正しい記述)

各選択肢の正誤

選択肢各選択肢の判定解説
(1)×(誤り)水銀封入ガラス製温度計は上限が最も低い部類で、高温測定には向きません。
(2)×(誤り)白金抵抗温度計は精度は高いものの、上限は熱電対より低くなります。
(3)×(誤り)J熱電対は熱電対の中では上限が低く、Bには及びません。
(4)○(正しい)B熱電対は白金ロジウム系で、示された中で常用温度の上限が最も高くなります。
(5)×(誤り)K熱電対はJより高温まで測れますが、Bよりは上限が低くなります。

選択肢(4)のポイント(なぜ正しいか)

熱電対は2種類の金属線をつないで温度差から電圧を得る温度計で、素線に使う金属の耐熱性で使える上限が決まります。B熱電対は白金ロジウム系の貴金属を用いるため、卑金属を使うJやKより高い温度まで安定して測れます。示された温度計を上限の低い順に並べると、水銀ガラス < 白金抵抗 < J熱電対 < K熱電対 < B熱電対の順になり、最も高いのはBです。「熱電対だから高温」と一括りにせず、素線の材質で順序が変わる点を押さえます。

覚え方

  • 高温に強い順はガラス<抵抗<熱電対、熱電対の中では貴金属のBが最上位。
  • B熱電対=白金ロジウム系。卑金属のJ・Kより上限が高い。
  • 精度と上限は別。白金抵抗温度計は精度が高くても上限は熱電対に及ばない。

理解度チェック

Q.

示された温度計のうち、常用温度の上限が最も高いのはどれ?

白金ロジウム系のB熱電対です。貴金属素線を使うため、卑金属のJやKより高温まで測れます。

Q.

白金抵抗温度計と熱電対では、どちらが高い温度まで測れる?

一般に熱電対の方が上限が高いです。白金抵抗温度計は精度に優れますが、測定できる上限温度は熱電対より低くなります。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和元年度 公害防止管理者等国家試験 大気関係技術特論 問題・正解」(公式PDF