將探針針管纏繞漆包線並觀察其電阻之變化

在1995年時，台大海洋研究所正處於發展製作利氏海底熱流探針的初期，由 於當時在市面上能購買得到的紅外線熱像儀所能掃描的影像解析度低也無數位 的展示，因此就曾採用了漆包線纏繞法( 黃耀昇, 1996 )，在此次的研究中為了與 紅外線熱像儀所掃描到的結果做比對，因此利氏海底熱流探針針管直徑大小、放 熱脈衝波的能量、漆包線的長度等在兩種方法的測試中必須相同，所以類似前面 的漆包線纏繞法的實驗必需再做一次，方法是在探針針管內部擺放熱敏電阻的位 置，將其管外對應之表面位置纏上一層薄薄的漆包線，為能達到較大之電阻值，

漆包線之間互不相重疊，且越密越好，並往兩端延伸一段距離後與量測電阻的電 線接頭互相連接(圖4-1)，接頭與熱敏電阻的位置保持一段距離是為了避免用來固 定接頭的膠帶會吸走些許熱脈衝所發出的能量。

本次量測漆包線之電阻時，因為無法自動把量測到的數據記錄下來，所以放 置一個電子鐘在電阻儀的旁邊並以攝影機拍攝電阻隨著時間的變化情形(圖4-2)。

為了將電阻值轉換成溫度數據，將本次所用的漆包線完全浸在水中（目的是 為了保持周圍環境的穩定），並將石英溫度計的感應器放在漆包線旁邊(圖4-3)，

就可以得知不同的溫度所對應到的電阻值。經過實驗後可將電阻( R )與溫度( T ) 以直線方程式做迴歸運算得到之關係式為R = 11.031+0.0575T(圖4-4)，判定係數 ( R² )為1，代表漆包線的電阻值隨溫度的增加呈非常良好的線性關係，因此我們 便可利用此一關係式從量測到之電阻值推算對應之溫度值。

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圖 4-1：漆包線纏繞法之連接方式。在針管內 部擺放熱敏電阻的外管對應位置，將 其表面纏上一層薄薄的漆包線( 紅 色箭頭所指處 )，將漆包線往兩端延 伸一段距離後，與測量電阻儀器的電 線( 圖中的黑色電線 )互相連接( 綠 色箭頭所指處 )。

電阻儀 電子鐘

圖 4-2：量測漆包線電阻值隨時間之變化。左 圖為各實驗儀器擺放的情況，右圖為判 讀電阻值隨時間之變化。

探針主機

探針針管

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圖 4-4：漆包線之電阻與溫度之關係圖。

電阻隨溫度呈ㄧ非常良好之線性變化。

石英溫度計

圖 4-3：漆包線電阻轉成溫度之方 法。將探針纏繞線圈的部分 及石英溫度計浸在水中，藉 此觀察漆包線之電阻隨溫度 的變化。

R=11.031+0.0575T 判定係數(R²) = 1

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在此以電流9.342安培，放熱15秒，則熱能( Q )為507.405 J/m為例，圖4-5中 之綠色曲線為漆包線電阻所轉換之溫度與探針針管中心熱敏電阻所測之紅色溫 度的對應關係，漆包線的溫度反應起始點，較針管中心之溫度上升的起始點約慢 13秒，溫度的最高處約慢93秒、低約0.83 ℃。

圖 4-5：比對探針管內的溫度(紅色線)與漆包線所反應的溫度(綠色線)關係。

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