かずいの雑記帳4

趣味でいろいろ実験やってます。 2021年6月21日よりhttpsの利用が可能になりました。 当ブログも設定を変更しましたので、画面の乱れ等ありましたら教えて下さい。

2006年12月

オイル加熱ヒーターの設計(その1)

100℃に加熱したエンジンオイルの粘度を測定してみたくなったので、職場に転がってたジャンクパーツを集めて精密温度調節機能付きのヒーターを製作してみた。ちょっとヒマだったし。
φ1mmのシース熱伝対、PID制御機能付き電子温度調節器、定格10AのSSR。いずれもジャンクとは思えないほどの高級志向。かなり高精度での温度調節が期待できそうだ。
熱源としては市販の電気コンロを使うつもりにしているのだが、前述の条件から適当な電気容量を選定せねばならない。

と、いうことで、とりあえず感覚的に解りやすい[cal(カロリー)]を使って計算してみた。
一応、想定しているのは200ccのガラスビーカにオイルを入れ、直火で加熱。100℃まで10分程度でもっていくというもの。

参考文献によると、物体を加熱する際に要求される電力は次の式で与えられる。

    1 = 1.16×C×d×V×Δt/H

    1:電力 [W(ワット)]
    H:昇温に要する時間 [hour]
    C:比熱 [kcal/(kg・℃)]
    d:密度 [kg/ℓ(キログラム/リットル)]
    V:体積 [ℓ(リットル)]
    Δt:温度差 [℃]=目標温度t [℃]-初期温度t0[℃]

すなわち単位重量あたりの物体を1℃昇温させるために必要な熱量に、実際の物体の質量と目標とする温度差を乗じ、昇温にかかる時間で除すればよい。
潤滑油の比熱は0.47[kcal/(kg・℃)]だそうだ。水のおおよそ半分のエネルギーで昇温できる。
密度はおおよそ0.85[kg/L]、測定に使うオイルの量は0.2[L]なので、これを乗じて0.0799[kcal/(℃)]。
温度差は計算しやすいように100[℃]に設定。昇温にかかる時間は10/60[hour]なので、

    W1=47.94[W]

また、容器過熱に用いられる熱量W2[W]も同様の式で与えられる。ガラスの比熱は0.16[kcal/(kg・℃)]程度なのだそうだ。実験で使用するビーカーの質量は100[g]なので、

    2=11.14[W]

一方、加熱中に大気への放熱によるロスがあるので、これを考慮する。
この熱量は次式で与えられる。

    3 = Q×A

    3:放熱 [W(ワット)]
    Q:放熱損失係数 [W/m2]
    A:物体の表面積 [m2]

周囲温度と物体の温度差100[℃]における油表面の放熱損失係数は1400[W/m2]だそうだ。実際には大気とオイルはガラスで隔てられているが、油表面からの放熱損失係数のほうが若干大きいので、こちらで統一する。
200[ml]のビーカーの直径は約63[mm]だから、これに入れられたオイルはφ0.063[m]×0.064[m]の円柱と考えて、表面積A=3.12+12.67=15.79[×10-3m2]
これを乗じて

    3=22.11[W]


同量の水なら、放熱損失は1500[W]にもなるから、やはり油は水に比べて熱しやすく冷めにくい。(注:100℃近辺なら)

結果、この実験に必要なヒーター容量はこれらの合計に安全率を掛けたものでよい。

    (W1+W2+W3)×1.25=101.49[W]

うん、150[W]もあれば十分だ。確か工場の隅っこに200[W]のコンロが転がってたな。あとで実験してみよう。

※完成


後で気が付いたんだが、これって、用途によって熱源を変えてやれば、何でも出来そうな気がする。
例えば、電気ポットをつなげば温泉卵製造器、電球をつなげば孵卵器もできそうだ。
ホットボンドやハンダのドブ漬け槽も出来るだろうし、それから、えーっと。。。アイデア募集!

※謝辞
今回の製作について日本ヒーター株式会社、熱計算を参考にさせていただきました。
ありがとうございました。

オイルクリーンボルト-M8自作(その2)

適当なフランジボルトとガスケットがあれば簡単なんだが、あいにく手持ちになかったので、純正部品購入。これを加工して作ることにした。

※材料
ボルト・フランジ、品番:95817-08016、¥58
同上用ガスケット、品番:90430-08119、¥63
ネオジム磁石、φ6×5、現場で拾ったものだからタダw。買ったとしても¥100くらい。形状からしてマグネットピックの先端だと思う。


※作り方
1.ボルトの先端を5mmカットする
削り過ぎないようにナットをかけて、


2.グラインダで削った


3.ネオジム磁石をエポキシで貼り付けて


4.完成
むちゃ簡単で安上がり。
しかも市販品よりかなり強力。{笑顔}
(写真上が市販品)



    ボルト先端につけられたネオジム磁石により、オイルの中に浮遊する金属を吸着し、オイルを常にクリーンな状態に保ちます。これによりギヤや軸受けの磨耗を防ぎます。
    またこの強力な磁力線がオイルの分子に作用し、金属の摩擦係数を低下させることによって、様々な利点があります。。。。。。

などと書いたら信じる人がいたりしてw

あ、ネオジム磁石の使用温度から、こいつはギヤオイル専用です。念のため。
それと、磁石をエポキシで接着しているだけなので、使用中に飛んじゃう場合があります。
飛んだ磁石がギヤに噛んだりすると、運が良くても車両は大破。また、人命にかかわる重大な事故を引き起こす可能性がありますので、くれぐれもマネしないように。

高容量コンデンサの容量測定器の製作

小容量の測定はテスターで測定できるけど、大容量用のものはとっても高価。
組立キットも発売されているけど、ケースや周辺の諸々を用意するのがちと面倒だ困難だ。
そこで、廃品利用で1000~10000[μF(マイクロファラド)]くらいの容量を測定するCメーターを作ってみた。

※材料
キーエンス、KV-24DR
金属皮膜抵抗、47Ω、1/2W
他、適当にケーブルと電線

※回路図

うっわー、こりゃまたブサイクな。。。もっと習字をやっとけば。。
それはさておき、測定原理は簡単だ。
コンデンサに一定電圧をかけたら、電圧をかけた瞬間から電荷が溜まってコンデンサの両端に電圧が発生するまでには時間差が発生する。
この時間差はコンデンサの容量に概ね比例するので、これを計測し、係数を掛ければ容量が求められる。
電圧をかけた瞬間のタイミングはシーケンサの入力000で検出し、デバイス001の閾値を利用して、トリガを取る。
取説によると、5Vモードの際の閾値は4.5V以上となっている。

今回、参考文献からR1は47Ωとしたが、もう少し大きいほうが正確に測定できるかもしれない。
入力デバイスのインピ-ダンスは5kΩ、デバイスを駆動するのに1mAの電流が必要なので、250Ω以下なら使えると思う。
(その分、測定レンジは狭くなるが)

尚、シーケンサの入力時定数は10μsec。割込み処理を行う関係で、この値で固定する必要がある。(多分)
とりあえず1μsecの高速カウンタを利用して計測してみる。
高速カウンタは1μ、10μ、100μsecの3種類のクロックをソフトで設定できるので、大容量のものを測定する際は、クロックを遅くすればよい。

※測定中の模様

このPLCには、外部入力割込み発生時に高速カウンタの現在値をキャプチャする機能がある。
今回製作したソフトでは、この機能を利用して、000と001の入力時差を測定しようというものだ。
(キーエンスのチビシリーズは同じ価格帯の他社製品に比べて割込み移行時間がダントツに短い。だから割込みなどの高速処理のプログラムが書き易い。これでバイナリデータがもう少し扱いやすければいいんだが。)

000の割込みで高速カウンタをリセットし、001の割込み発生時の値を取るつもりだったのだが、シーケンサの出力がリレーなので、000の入力がチャタリングしてしまい、当初はなかなか安定した数値が得られなかった。
原因を調べるためにシンクロスコープとロジックアナライザまで持ち出したわけですが。
割込み入力が立ち上がる都度、カウンタにリセットがかかってしまうので、割込みルーチンの中で判定フラグを設けて、測定開始後最初の1回目のリセットだけが有効なようにした。

1000μFのコンデンサでキャリブレーションする。
時間差を除する係数は40程度か?
ついでに32bit演算のサブルーチンを作って、100回繰返し測定して平均値を表示するようにしてみた。

※結果はこちら

表示単位はμF。
クロックを落とせば×10μF、×100μFが測定できるはず。
再現性は高いと思う。
遊びのつもりだったけど、結構正確に測れているような気がする。{笑顔}

※謝辞
今回の製作について、秋月電子のデジタル容量計(電子Cメーターキット)電気電子工作の部屋を参考にさせていただきました。
ありがとうございました。

フレッツって。。。(その2)

その日の夕方に件の営業マンから続報があった。
(迅速な対応アリガトねー。

結論から言うと、この地域では未だB-フレッツのマンションタイプでの「ひかり電話」がサポートされていないとのこと。
基本的に「ひかり電話」はフレッツ光プレミアムでの利用を前提としているので、そちらの普及のほうが先になるそうだ。
偶然だけど、今週末にマンション管理組合の承認を経て、光プレミアム導入工事の日程を設定する予定だそうだ。
現行のB-フレッツ(VDSLは50Mだった)と併設し、移行は任意だから、新規申し込みはいつでもいらっしゃいだと。(ただし開通は来年早々)

光プレミアムで試算しなおしてみると、現状¥4893→移行後¥4295と、¥600ほど安くなる。
つまり、これまでのBBフォン同士の通話が75分/月未満ならこっちのほうが若干おトクになる。

あとは初期費用がどれだけかかるかだ。
YBBの解約手続きとNTTの電話回線の休止手続きにかかる費用を調べておこう。

フレッツって。。。(その1)

自宅のインターネット環境はYahooBBの8M、しかもモニター会員からの継続利用だ。
下りで1M出ていないので、ブロードバンド全盛の今となっては、とてつもなく遅い。
それに加えていろいろあって、ネット環境を見直す必要が出てきた。

自宅のマンションは、B-フレッツのマンションタイプ(VDSL、速度不明)が入っている。
最初の導入の際に受けた説明によると、マンションに光ファイバ網が入るときには、複数のベンダーが入れないようなルールになっているらしい。
つまり、最初に入った一社がその後の追加契約分も独占することになる。
うちのマンションの場合は、すでにNTTが入っているので、他の選択肢はない。

巷では、バックボーンがより太い光プレミアムが宣伝されているけど、それはまぁ、よしとしよう。
ポイントは「ひかり電話」。
我が家の家計にとって、電話の基本料金が\1750→\525となるのは結構大きい。
この効果で、電話基本料+インターネットが\4893→\4872と、月額費用的にはほぼ横ばいで移行できるはず。

ひととおりネットで料金体系を調査して、サポセンで確認→そのまま申し込み手続きに入る。。。。。はずだった、、

ひかり電話に関する質問ということで、0120-166166に電話する。

大雑把な住所(○○市を言うと、管轄地域が違うということで、転送される

転送先の部署では、プレミアムでないと判らない。それに、B-フレッツのマンションタイプで「ひかり電話」は利用できないはずと言われ、マンションタイプの担当部署にかけなおし。

やはり、地域によって異なる場合があるとのこと。
そこで具体的なマンション名を言うと、またまた管轄地域が違うということで、担当部署からかけ直すといわれる。

2時間くらいすぎて担当営業マンから電話がある。
わざわざ出先から電話してくれたようだ。
が、しかし、東日本では可能だが、西日本では利用できないはずと言われたので、料金表のURLを伝えて再度確認してもらうことにする。
でもねぇ、、、すでに料金も設定されているようなんですが。。。

(↓問題の記述はこちらです)



後ほど回答をいただけるそうだ。
(手間を取らせてホントスミマセン

良くも悪くもさすがにNTTである。
全体的に非常に丁寧な対応であったので、特に嫌な思いもしなかったのだけれど、情報が錯綜してるのと、自宅の住所がNTTの管理管轄上ややこしいエリアだったので、確認にかなり時間がかかってしまったようである。

それと、質問の内容は、次のようなものなんだが、、、、

FAQだと思うんだけどなぁ。やっぱ難しい話だったんだろうか?

    1.必要機器について
    現在、B-フレッツマンションタイプ(VDSL速度不明)が導入されているマンションに居住している。
    今回、「ひかり電話」を使用するにあたってネットの案内を見ると、ひかり電話対応VoIPアダプタ、同VOIPルータという2種類の機器がかかれており、前者は無料、後者は有料である。
    資料によってはB-フレッツマンションタイプはひかり電話対応VOIPルーターのみ使用可となっているように見えるが、実際はどうか?
    最終的な費用を含めて教えて欲しい。

    2.利用形態について
    ひかり電話は従来の固定電話の番号を引き継げると聞いている。
    さて、仮に他社製IP電話を併用している家が二軒あるとして、他方の他社製IP電話からの従来の番号あてにかかってきた場合、「ひかり電話」と「他社製IP電話」のどちらが受けることになるのか?
    他社製IP電話同士は無料通話であるので、自動でこれを行うことが出来るか?
    仮に優先順位があるとして、それを変更することは可能か?

いや、予想外のところで躓いてしまったので、まだ聞けてないんですが。
なんか、あらぬ方向へ話が行きそうなので戸惑っているわけでして。。マイッタナー
記事検索
月別アーカイブ
プロフィール

かずい

QRコード
QRコード
  • ライブドアブログ