メタル・バス恒温槽
１． 白金薄膜温度センサによる温度制御回路：
温度センサには、熱電対ではなく、もっと出力の大きい（＝ノイズに強い） 白金薄膜温度センサ（SDT101BXN100DF、ただし 〜３００℃まで）を用いて、ＳＳＲ（ソリッドステート・リレー）による単純なＯＮ−ＯＦＦ制御 ＋ 位相制御による２０Ａトライアック・コントローラー（秋月電子のキット）を作成した。 （＊本当はＰＩＤ制御の方が良いが、後述のように、１０分周期の±５℃程度に抑えられたので、とりあえず良しとした。）
・ センサの特性： ０℃： １００Ω、 １００℃： １３５．０Ω、 ２００℃： １６８．８Ω、 ３００℃： ２０１．３Ω （白金センサのリード線は、硼砂をつけてバーナーの火に入れて一瞬 白熱にして、溶接する。 この際、センサに伝熱しないようラジペンで挟む） すなわち、電流が一定ならば、電圧が増加する原理。
センサへの電流印加は、常温付近の温度特性が安定している、定電流ダイオードの Ｅ−３０１（０．３ｍＡ） を並列に２本入れた。 （定電流ダイオードは、本来、５−１０Ｖ程度で、複数の直列のＬＥＤ点灯用に作られている）
測定温度は、ＶＳＳ−Ｖｄｄ（＝０−５Ｖ）の１０２４分割値を、２で割って、形式上、０−５１１℃まで表示できるようにした。（実際はセンサの定格により、３００℃が限界）
温度設定は、０〜２５５℃ までを、８ｐのＤＩＰ−ＳＷで行ない、測定温度が 設定温度よりも低いときに リレーがＯＮとなり、高いときは ＯＦＦになるようにプログラムを組んだ。
温度上昇の加減は、２０ＡトライアックコントローラーのＶＲで調節する。
モニターのＬＣＤには、上段に設定温度、下段に測定温度を表示し、リレーＯＮのときは、ＬＥＤを点灯する。
＊ ＰＩＣ プログラム
２． 恒温槽（電熱炉）の作成：
（１） 電熱炉部分の作成：
電熱炉は、６００Ｗニクロム線を円柱状の容器に巻いて、耐熱セメントで固めて作成した。（１００Ｖで、最大６Ａ（ＡＣ））
・ 円柱状のステンレスコップ（φ６５×ｈ９５ｍｍ、モノタロウ）に 絶縁材としてアルミナシートを巻いて（アロンで固定）、まず１ｍのシリコンゴムチューブをらせん状に巻き付ける。（テープで固定） 次に、１ｍに引き伸ばした ソレノイド状６００Ｗニクロム線を φ６エクシルチューブ（１ｍ）に通したものを、ゴムチューブの隙間に巻き付け、耐熱セメントを塗って仮固定する。 ある程度乾いたら ゴムチューブを外して、さらに耐熱セメントを塗って仕上げて、数日乾かす。
・ てんぷら用の油缶に上下に穴をあけ、碍子（がいし）菅セットを付けた端子ねじを通す。 底にアルミナマットを敷き、上記の炉心管を入れてねじで固定し、隙間に 断熱用のアルミナ繊維を詰めて完成。
・ 米秤量用のステンレスカップ（ダイソー）が、ちょうどこのステンレスコップにサイズが合うので、これに合金を入れる。
（２） 鉛−ビスマス合金の調整：
鉛（Ｐｂ） − ビスマス（Ｂｉ）系 低融点合金は、液体状態の温度範囲が広く、鉄系金属をほとんど腐食しない、酸化しにくい合金なので、近年、原子炉の冷却用に用いられている。
Ｐｂ ４４．５ ： Ｂｉ ５５．５ （Ｗｔ％） のとき、ｍ．ｐ．１２５℃ （ｂ．ｐ．１６７０℃）になる。 重量は結構あり、鉛４７０ｇ ＋ ビスマス５８６ｇで、１ｋｇ以上もある。 （こぼさないよう注意されたし）
鉛、ビスマスの単独の融点は高いので、最初の溶解時はバーナーで行う。
（３） 電熱炉の試運転：
ディップスイッチを目標温度に設定して、最初は位相制御のＶＲを回して最大の６Ａに設定して効率よく温度を上げ、目標温度の５０−１００℃下くらいになった時、４Ａ程度に落とす。
・ ステンレスカップに水を入れて、８０℃に設定した場合は、０−１００℃の赤液温度計で較正し、ＬＭ３５ＤＺ記録温度計（４１．３）で温度変動の記録を取ったところ、６Ａで沸騰温度まで行き、４Ａにしてからは、大体 ±３℃、周期１０分 程度に振れる。
・ メタルバスも同様に、２５５℃（最高温度、８ｐ・ＤＩＰ−ＳＷすべてＯＮ）に設定すると、最初は２８０℃以上にも上がってから、 ＯＮ時 ４Ａの定常状態で、２５４℃をセンターに、±５℃、周期１０分 程度に収まった。 ５Ａにすると、センターが３℃高めになり、振れ幅は同じ。
較正用の温度計は、基本的に、（今までほとんど使ったことがない、秘蔵の？）水銀温度計（０−４００℃）で行ない、補助的に、市販のペン型温度計（０−３００℃、モノタロウ）で行なった。 （ペン型の方は水銀よりも 数度高めに出る。また、ペン型は、３００℃よりも少しでも高くなると壊れるので、要注意。）
・ 測定温度表示が狂った場合は、常温で零調のＲを、高温で ＲG （計装アンプのゲイン）を調整する。
（追記 22’１１/２２）
・ 定電流ダイオードを、Ｅ−１０１ ×６ から、温度特性が平たんな Ｅ−３０１（０．３ｍＡ） ×２ に変更します。 とりあえず これで、測定温度の変動はかなり収まった。 （↑ 回路図変更済み） リード型： Ｅ−〇〇〇
