カテゴリー: 極める湿度

最近、毛髪式自記記録計についてご質問をされたので、

ここで少しお話しをさせていただきます。

この毛髪式自記記録計は湿度－測定方法(JIS Z 8806)では、

毛髪湿度計という名称になっています。

１７８３年にスイスのソーシュル氏によって発明されたのですから、

現役の湿度計とすれば最古に分類されます。

アスマン通風式湿度計は１８８０年なのでちょっと驚いてしまいますね。

毛髪式自記記録計の原理は毛髪の湿度による伸縮と連動し・・・

ドラム状になった記録紙上を指針の先のペンによって記録を行ないます。

同時にバイメタル等で同様に温度を記録する機能をもち、

一般的には自記二段記録計と呼ばれています。（温度と湿度で二段、自分で記録するから自記）

注意点は以下の通り。

・毛髪が汚れていると指示のくるいが生じる。
・低湿度での長時間放置は避ける。
・30%RH以下で正確な湿度測定は困難である。
・風圧がかかると指示に狂いが生じる。
・60℃以上での使用は避ける。
・有機溶剤が存在する雰囲気では使用できない。
・校正は、標準湿度計との比較により調整を行なう。

「校正は標準湿度計との比較により調整を行なう」とされているので、

定期メンテナンスが必要なのであります。

さらにメーカーによっては試験成績書や気象庁検定付きなどがありますが、

発送に宅急便を使うと振動で目盛りが当然狂う可能性があり、

力学的な湿度計なので疑問が残ります。

写真：アムステルダム国立美術館（蘭: Rijksmuseum Amsterdam）

日本では美術館や倉庫等の管理用として数多く販売されている毛髪式自記記録計。

なぜ、電子式湿度センサを使用した記録計に変わらないのでしょうか。

その理由としては紙を使った記録計の衰退とデータロガの普及と関係があります。

機構が機械的な毛髪式自記記録計は安価で製作できますが、

センサと紙を使った記録計との組み合わせはコスト高・・・

したがって最近は小型ロガに切り替わっているのですが、

記録紙に残るというのは改竄が出来にくいため好む方がいるのですね。

有名なレンブラント・『夜警』(1642)

海外の絵画の多くはそのまま展示されています。(盗難や事故があったものは別)

美術館をまわるとちょっと驚きます。

海外の美術館は歴史ある建物で大きく広いため環境変動も少ないのでしょうか。

それに対し日本ではケースに入れられる場合が多くあります。

それの考察が次のグラフです。

左が電子式湿度センサを使って計測をした例と、

右が毛髪式自記記録計を使って計測した例。

昔、ゴッホのひまわりが日本に来たときに計った時・・・

このような感じになったのですね。

毛髪式自記記録計は応答性や感度が悪いために、

絵画にとって非常に良いデータが取れています。

しかしながら日本の美術館の多くは空間が狭く、

空調機が常時制御している状態が多いのです。

当時は２０分から３０分の間隔で温湿度が変化しておりました。

これにより湿度衝撃という現象が起こり、

絵画自体に短期の延び縮みが起こるため劣化が促進します。

これを防ぐためにアクリル等のカバーを空調干渉、

紫外線カットを目的として設置するのです。

どちらにしろ毛髪式自記記録計を単独で使うのにはリスクを生じます。

ちなみに相対湿度の場合・・・

温度が１度上がると湿度は３％下がります。

湿度変化の起因は温度変化が元とも考えられるのですね。

少々長くなりましたが、

毛髪式自記記録計の伝説的キーワードについて、

最近、思いついたことを書きます。

「毛髪式自記記録計の毛髪はフランス人の処女の方の毛髪の特性が良い」

僕も長らく湿度に関わって不思議だと思う言葉なのですが、

先日、この世界遺産である富岡製糸所に行って気が付きました。

製糸所の中ではお湯を炊き絹糸を取ります。

当然、湿度は高湿になるために上部の建物には、

抜くための特殊な形状の屋根にしているそうです。

明治５年、明治維新直後に明治政府が日本の近代化のために設立した模範器械製糸場です。

あの西郷どんがまだ政府の中核にいるころの話なので驚きます。

この時、日本には製糸に関しての知識が少なく、

招いたのが当時、製糸の先端を行っていたフランスの技師オーギュスト・バスティアンさん。

繭から糸を取る繰糸器もフランスから取り寄せています。

繰糸器の技術には湿度計測が欠かせないため、

フランスで毛髪式自記記録計が進化したのではないのでしょうか？

色々な毛髪を試した結果・・・

「毛髪式自記記録計の毛髪はフランス人・・・」という結論に繋がったと思う次第です。

「エジソンの白熱電球は京都の八幡村にある竹をフィラメントに使った。」これに似ています。

ちなみに現在は馬のしっぽの毛を２０～３０本束ねていると聞いております。

面白いですね。

夏の暑い日に水を撒くという習慣が昔はありましたね。

エアコンの普及からあまり見られなくなりましたが、

なかなか趣のある風景でありました。

この水を撒くという目的ですが・・・

単に冷たい水で道路を冷やすということでは無く、

水が蒸発するときの気化熱により温度が下がるという物理現象を利用しているのです。

暑いと汗をかくことも同じように体温を下げる目的なので、

とても合理的だと思うのです。

さて、この潜熱という現象は水に深く関わります。

気体、水、氷の状態と熱の種類を表したものがこちらです。

液体から気体、あるいは固体から液体に変化するためには、

外部から熱を加える必要があるのです。

身近な所ですと氷を入れて攪拌する水はほぼ0℃で一定温度を保持するし、

大気圧中で沸騰している水は約100℃を保持します。

こんな感じで熱エネルギーが物質の構造変化に姿を変えるために、

見た目の熱変化を伴わず保持することから・・・

”潜って目に見えない”熱変化という意味で潜熱と呼ぶのですね。

温度をゆっくり下げていって正確に温度を測ったグラフがこちら。

０℃のところでちょっと保持することが分かりますね。

さて、湿度における潜熱という現象をちょっとご紹介しましょう。

１番よく使う言葉が蒸発潜熱です。

蒸発潜熱とは液体状の物質(水)が気体状の状態(水蒸気)に変化する時に必要な熱を指します。

この現象を使って湿度を測定する計測器をアスマン通風乾湿計と呼んでいます。

ドイツ人のアスマンさんが１８８０年ごろこの素晴らしい発明をしました。

２本の温度計を用意して１本にガーゼを薄く巻きます。

そちらを水で湿らすことで気化熱により温度が低くなるのですね。

この温度は周りの湿度によって差が大きくなったり小さくなるため、

気温を測る温度計との温度差で湿度に換算することが出来るのです。

専門的に書くと・・・Sprungの公式を使用して算出するのであります。

詳しくはこちらをご覧下さい。

ちょっと悩ましいのですが・・・

この優れたアスマン通風乾湿計で使われているのが水銀温度計。

2013年10月に採択、署名された「水銀に関する水俣条約」により、

今後、水銀添加製品や水銀含有廃棄物の処理が容易にできなくなります。

湿度計測分野では(水銀を含有するタイプの)アスマン式通風乾湿計が本条約の対象となり、

2020年から製造および輸出入が「禁止」されることになるそうです。

これを知ったらアスマンさん驚くでしょうね。

相対湿度も絶対湿度も計れる私の1番お薦めの温湿度計がこちら→計測用温湿度センサ

もちろん水銀は使いません。笑