温度ロガー
温度ロガーは、温度センサで取得した温度データを一定間隔で記録し、後解析や品質管理、設備保全に活用する計測装置である。測定要素としては熱電対、測温抵抗体（RTD）、サーミスタが一般的で、計測入力部、A/D変換、時刻基準（RTC）、記録媒体、電源、筐体（防塵防水・耐環境）、通信インタフェース（USB、BLE、Wi-Fi、LPWA）などで構成される。サンプリング周期はミリ秒〜分単位まで設定可能で、分解能と記録容量、電池寿命のトレードオフを意識した設計が必要である。食品・医薬のコールドチェーン、理化学実験、建設現場の打設コンクリート温度履歴、HVACの稼働監視、半導体・電池製造の温度プロファイル検証など、適用領域は広い。取得データは時系列のトレース可能性と改ざん耐性が重要で、校正証明や監査要件に対応させるのが実務上の勘所である。
測定原理とセンサの種類
熱電対はゼーベック効果に基づき広い温度範囲（例：−200〜1200℃級）をカバーし、応答が速い。一方で低温域では微小起電力のノイズ影響が大きく、コールドジャンクション補償が必須である。RTD（Pt100等）は温度係数の線形性が良く、高精度・再現性に優れるが、リード線抵抗誤差の補償（3線・4線式）が必要となる。サーミスタは高感度で小型・低コストだが、非線形性や自己発熱に留意する。センサ選定は測定レンジ、必要精度、応答速度、測定環境（湿度、振動、化学薬品）で最適化する。
精度・分解能・応答性
精度はセンサ固有誤差、A/D分解能、参照基準（校正）、熱結合状態、環境ノイズの総和で決まる。12〜24bit級A/Dにより0.01℃分解能も現実的だが、実効精度は取り付け方法と熱的時定数に左右される。応答性を上げたい場合は、感温部の熱容量を減らし、熱伝導を高める取り付け（熱伝導グリス、密着固定）を行う。またサンプリング周期は必要なバンド幅に合わせ、エイリアシング防止のためのデジタル/アナログフィルタを併用する。
記録方式とメモリ管理
リングバッファ方式は最新データを優先して古いデータを上書きする。イベントトリガ方式では閾値超過やデジタル入力で記録を開始/マークする。ログはCSVやバイナリで格納され、メタデータ（機番、センサ種別、校正係数、時刻同期情報）と併せて管理する。長期運用ではファイルローテーションと時刻同期（NTP/手動）を確実にし、時刻ずれによる解析誤差を防ぐ。
電源設計と環境耐性
電源は一次電池、充電池、外部給電のいずれかで、自己放電と低温特性を考慮する。省電力化はサンプリング間欠化、無線送信のバースト化、MCUスリープ活用で実現する。筐体はIP等級に応じて防水・防塵を確保し、結露対策（防湿コーティング、乾燥剤）を行う。現場据置では耐衝撃、耐薬品、耐UVの材料選定が重要である。
通信・データ管理
現場回収はUSB直結やメモリカードで簡便に、リアルタイム監視はBLE、Wi-Fi、LPWA（LTE-M、NB-IoT等）で行う。無線は伝送遅延・帯域・省電力の要件で選択し、フェイルセーフとしてローカルバッファを十分確保する。データはクラウドまたはオンプレDBで一元管理し、アラート閾値、統計処理（移動平均、分散）、可視化（トレンド・ヒストリ）を整備する。監査要件がある場合は、ユーザ権限、操作ログ、ハッシュによる完全性確認を実装する。
校正・トレーサビリティと規格
定期校正はトレーサブルな基準器（恒温槽、標準RTD、基準電圧源）で実施し、オフセット/スパン調整や多点校正を行う。計量法や品質マネジメントの枠組みでは、証明書の保管、校正周期、合否判定基準、環境条件の記録が求められる。産業分野に応じて計測機器の電気安全やEMC、医薬・食品では温度マッピングとバリデーション手順の確立が肝要である。
産業用途と設置ポイント
温度ロガーの取り付けは、測りたい対象の「実温度」を代表する位置に置くのが原則である。空気温度は放射・対流の影響を受けるため、遮蔽やファンアシストで均一化する。固体接触では熱伝導経路を短くし、断熱材で外乱を遮る。搬送体や冷凍車では振動・衝撃への対策と、ドア開閉イベントのタイムスタンプ付与が有効である。
選定のチェックリスト
- 必要レンジ/精度/分解能/応答時間の定義
- センサ方式（熱電対/RTD/サーミスタ）とチャネル数
- サンプリング周期と記録容量、リング/イベント記録の要否
- 電池寿命/交換性、運用温湿度、IP等級
- 通信方式（USB/BLE/Wi-Fi/LPWA）とデータ完全性要件
- 校正証明、トレーサビリティ、監査適合性
- 設置治具、熱結合方法、配線/無線の取り回し
- 可視化・アラート・保守フロー（点検周期・ログ保管）
コールドチェーンでの運用注意
低温環境では電池の内部抵抗上昇により寿命が短くなるため、低温特性に優れた化学系を選ぶ。梱包内の位置により温度履歴が異なるので、複数点配置やダミー荷重を用いた代表化が望ましい。解凍過程のピーク検出には短周期サンプリングが有効である。
高温・高放射環境での実装
高温炉や赤外放射の強い環境では、遮熱板や反射フィルムで放射加熱を低減し、センサリードは金属被覆やセラミックビーズで保護する。電子部は離隔配置し、センサのみを延長ケーブルで引き回す構成が堅実である。
故障モードと対策
よくある故障は、センサ断線/短絡、コネクタ接触不良、時刻ずれ、メモリ破損、浸水、静電気由来の誤動作である。予防としては、入力診断（開放/短絡検知）、自己テスト、時刻同期の二重化、O-リング点検、保護素子（TVS）の追加、ログのハッシュ検証を実施する。稼働後はトレンド外れ値検知により異常を早期に把握し、原因を熱結合・設置・環境ノイズの各観点で切り分ける。
データ解析の着眼点
プロセスの立ち上がり/立ち下がり時定数、周期外乱のスペクトル、最大・最小・平均・95%タイル、滞在時間分布、しきい値超過の頻度と持続時間などを分析する。これにより設備の制御性能、断熱の弱点、輸送経路の弱点が明らかになる。温度ロガーは単なる記録機ではなく、プロセス改善のための定量的根拠を提供する計測基盤である。