「嘘」の物理学：なぜあなたの爬虫類部屋はメトロノームのように聞こえるのか

安価なサーモスタットが故障する音は特徴的です。それはビープ音やアラームではなく、機械的な カチカチ が45秒ごとに鳴ります。

150Wのセラミックヒートエミッターを設置し、標準のオン/オフコントローラーに接続してダイヤルを90°Fに設定します。1時間以内に部屋はスローモーションのストロボライトのような音がします。リレーがカチッと入り、ヒーターが轟音を立てて動き出します。30秒後、プローブが90°Fに達します。カチッ。オフ。空気は瞬時に冷えます。カチッ。オン。

この急速なサイクルはあなたを狂わせるだけでなく、コントローラー内のリレーを破壊します。さらに悪いことに、それは動物にストレスを与えます。熱源が見えなくても、爬虫類は温度変動の「ディスコ効果」にさらされます。光を発する電球を使うとさらに悪化します。文字通りストロボライトを作り出し、動物をストレス反応に追い込みます。

ジェネリックリレーの品質については後で議論できますが、$40コントローラーが原因であることは通常ありません。問題はプローブの設置場所です。熱線を直接当てながら「空気温度」を測るようにプラスチック片に頼っているのです。

ビームの嘘

明るい懐中電灯の光が暗くなった爬虫類の飼育ケースを照らし、周囲が影のままの中で特定のバスキングロックを照らし出している。 — 熱源は懐中電灯のように方向性のあるビームでエネルギーを放射し、水のように空間を均等に満たすわけではありません。

ほとんどの飼育者は爬虫類の飼育箱内の熱を浴槽に水が満ちるような、穏やかに上昇する暖かさとイメージします。しかし高出力のバスキング電球はそうではありません。ディープヒートプロジェクターやハロゲンフラッドランプは懐中電灯が光を投射するように方向性のあるビームでエネルギーを放射します。

サーモスタットのプローブを熱源の真下にぶら下げると、空気温度を測っているわけではありません。プローブの黒いプラスチックケースが赤外線をどれだけ速く吸収するかを測っています。これが「入射放射」の問題です。プローブの先端は小さくて暗いため、そのエネルギーを猛烈に吸収します。数秒で110°Fを読み取り、シャットオフを作動させるかもしれませんが、周囲の実際の空気温度はせいぜい75°Fです。

ここで混乱が始まります。クラインツールズの赤外線ガンをバスキングスポットに向けると一つの値が出ますが、ぶら下がっているプローブは全く異なる値を示すかもしれません。ガンは表面温度を読み取ります。プローブは 想定される 空気温度を読むためのものですが、ビーム内にあると自分自身の表面温度を読んでいます。これは誤検知です。センサーが熱いのでサーモスタットは仕事が終わったと思いますが、空気はまだエネルギーを吸収していないため動物は寒いままです。

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高価なセンサーにお金をかけてもこれを解決しません。光の幾何学を尊重する必要があります。プローブを直射線から外す必要があります。これは直感に反するように聞こえますが、熱を制御したいのではありませんか？はい、しかし制御したいのは アンビエント その熱の結果であって、ビーム自体の強度ではありません。

これには「シャドウトレース」と呼ぶ方法があります。熱源（光を発する場合）を点灯するか、セラミックヒーターの正確な位置に懐中電灯を当てます。プローブを取り付ける予定の場所に手を置いてください。手がはっきりとしたシャープな影を落とす場合、その場所は「ビームゾーン」にあります。これにより急速なスイッチングが起こります。

プローブを水平に動かして「半影」—影の柔らかい端—に置きます。温度上昇を検知できるほど熱源に近く、直接の赤外線攻撃からは遮られている必要があります。

白い背面壁に固定された黒いサーモスタットプローブが、天井取り付けのヒートランプケージの数インチ横に位置している爬虫類の飼育ケース。 — プローブを中心からずらして取り付けることで、直接の赤外線攻撃を防ぎつつ、蓄積された周囲の熱を測定できます。

標準的な4x2x2のPVCエンクロージャーでは、通常プローブは背面の壁に取り付け、ヒートランプから中心から約3～6インチずらし、天井から約4インチ下に設置します。正確な距離は異なります—75Wハロゲンは150W放射パネルよりもビームが狭いですが、原則は同じです。プローブには 空気中の熱の 蓄積を測ってもらいたいのであって、 プラスチックへの熱の 直撃ではありません。

これはほとんどの一般的なペットショップの説明書にある「タンクの中心」基準と直接矛盾します。彼らはプローブを真ん中にぶら下げるように指示します。そうすると、何もない平均を測っていることになります。プローブは熱い側の過熱や冷たい側の過冷を防ぐために必要です。中央のプローブでは、中心が感じる前に熱い側が危険なピークに達してしまいます。説明書は無視し、温度勾配を尊重してください。

質量への固定

空気は不安定です。すぐに熱くなり、すぐに冷えます。プローブが吸盤（失敗しやすい）やテープだけで空中にぶら下がっていると、部屋のすべての風に反応してしまいます。これがサーモスタットを不安定にします。

より良い方法は、熱容量のある何かにプローブを固定することです。岩に接着するという意味ではありません—それは後で説明します—が、エンクロージャーの壁やスレートの一片に固定します。質量が不安定さを和らげます。熱的フライホイールのように作用し、小さなピークや谷を平滑化してサーモスタットに安定した読み取りを提供します。

しかし、ここには危険な罠があります：「バスキングロック」誤謬です。人々がプローブをバスキング面に直接結束バンドで固定するのを見かけます。岩の温度を正確に知りたいからです。問題はトカゲが岩の上に座るときに起こります。動物の体がプローブを覆います。プローブは動物の腹部温度（低い）を読み取り、岩の温度ではありません。サーモスタットは「寒い！」と思い、ヒーターを100%パワーに上げます。岩はどんどん熱くなり、動物を下から焼いてしまいます。センサーが動物自身の体に遮られているためです。

動物が遮る場所に制御用プローブを取り付けてはいけません。表面温度はIRガンで確認し、プローブは空気の制御に使ってください。

コントローラー変数

使用するサーモスタットの種類によって、設置の許容範囲が決まります。単純なオン/オフサーモスタット（カチッと音がするタイプ）を使う場合、プローブの設置は完璧でなければなりません。空気がゆっくりと暖まってストロボライト効果を防ぐ、その絶妙なポイントを見つける必要があります。

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調光サーモスタット（Herpstatや高級Habistatのようなもの）を使う場合、システムはより賢くなります。これらはPID（比例・積分・微分）制御を使用しています。目標温度に達したら単に電源を切るのではなく、電力を調整し、電球を40%または60%の出力に調光して完璧な一定温度を維持します。調光サーモスタットなら、プローブを熱源に近づけても問題ありません。コントローラーが単に電球の出力を下げて補正するからです。

価格の衝撃は本物だとわかっています。良い調光サーモスタットはオン/オフコントローラーの3倍の値段がします。しかし計算してみてください：オン/オフサーモスタットは点火するたびに電球のフィラメントに負荷をかけ、$15の電球を2ヶ月ごとに交換しなければなりません。調光サーモスタットはフィラメントを暖かく安定させ、電球寿命を数年延ばすことが多いのです。さらに重要なのは、リレーが「オン」のまま固着するリスクを排除できることです。これは爬虫類の飼育箱をオーブンに変えてしまう故障モードです。

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