アルミリム温度測定実験!

2回目の温度測定は、アルミホイールで!

2回目の温度測定は、アルミホイールで!

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

カーボンホイールでの実験に続き、アルミホイールでダウンヒル中の温度計測実験をやってみました。

もちろん、先日紹介した、高さを大幅に低く改良した三代目サーモカメラを使ってです。

さて、今回はどんな面白い結果が・・・!?



温度測定実験の条件

前回同様、快晴でバカ暑いヤビツのダウンヒルで実験です。

これまた前回同様、体力は限りなくゼロに近いので、上りのタイムは全く気にせず、のんびり行きましょう。

挑戦日 【今回】9月19日 【今回】8月29日
累積挑戦回数 97回目 96回目
天候 快晴 曇りだけど暑い
スタート地点までの
アプローチ
車載
同伴者(車?) なし
フレーム LOOK595
ホイール SHAMAL ULTRA 2-way fit F: Reynolds MV32T UL
R: FFWD F4R type R
タイヤ Continental GP5000 TL Vittoria Rubino Pro (めちゃ重い)
ウェア(上) 半袖フライウェイトジャージ(Rapha)
ウェア(下) ビブショーツ(Rapha)、日焼け防止タイツ(PerlIzumi)
主なポカ なし 土曜日、ヘルメット忘れて帰る・・・。
主な作戦 とりあえずのぼる なし
新兵器 計測ワイヤ変更 なし
体調 超運動不足
体重 64.3 65.6kg
至近のFTP 150Wくらいか?

前回との違いは、ホイール以外では、計測用ケーブルの通し方を工夫してみました。

前回はサーモカメラの計測用ケーブルをハンドルバーに添わせる形で配線していました。

走行時に邪魔にならないようにと考えてのことでしたが、ヒルクライムでは100%、上ハンドルしか使わないので、結局ケーブルごと握ることになっていました・・・。

今回は、センサーから真横にブラブラと配線してみたのですが、予想以上に何の障害も無くて驚きです(大したことではないですが)。

センサーのケーブルはこんな風に配線。意外だけど、全然邪魔にならない。

センサーのケーブルはこんな風に配線。意外だけど、全然邪魔にならない。

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

それ以外、前回と全く同じです(^^)

上りは、超ゆっくり、サイクリング気分であちこち止まったりしながら、1時間10分ほど(!)で頂上に到着です。

頂上で至福の時。さて、下りましょう!

頂上で至福の時。さて、下りましょう!

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

計測開始! すぐ異変!?

計測開始時の峠の気温は25℃と低く、路面温度も低めなので、絶好のホイールサーモ画像撮影日和(?)です。

早速電源を投入、画面回転、プレビュー、記録開始です!

3代目は画面回転ができるので、ちゃんと前向きにしてスタート。

3代目は画面回転ができるので、ちゃんと前向きにしてスタート。

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

今回も、基本的には計測実験を意識せず、いつも通りのブレーキングで下っていきます。

アルミホイールの時は、特段熱を気にすることもなかろうということで、だいたい、8:2くらいで前ブレーキばかり使っています。

しかし、計測を初めてすぐに、明らかな異常に気が付きました。

そんなに強いブレーキをかけていないのに、最高温度が130℃くらいになったりするのです。

最初は、アルミホイールだと本当にそういう挙動をするのかとビックリしたのですが、その後、ブレーキをかけてなくても超高温が多発することが判明し、明らかな計測異常であることがわかりました。

なんとか、原因究明せねば、ヤビツ1回分の膨大なエネルギーが無駄になってしまう・・・

記録中は数字しか見られないので、どこで異常値になっているか分からないのです・・・。

記録中は数字しか見られないので、どこで異常値になっているか分からないのです・・・。

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

試行錯誤のダウンヒル・・・

【試行錯誤1】 計測ケーブルの接続不良?

2代目サーモカメラは、センサー側も本体側も直結でしたが、三代目はコネクタ接続にしています。

なので、停車してコネクタを何度か抜き差ししてみたのですが、変化はありませんでした・・・。

本体右側の黒い部分がコネクタ。爪のないQIコネクタなのでチト心もとない。

本体右側の黒い部分がコネクタ。爪のないQIコネクタなのでチト心もとない。

SONY α7II + FE 90mm F2.8 MACRO G

【試行錯誤2】 計測ケーブルが長すぎて伝送エラー?

サーモ画像の記録中は、撮影枚数のほか、エラー数も表示するようになっているのですが、この時の表示を見ると、かなりのエラーが出ていることに気が付きました。

364枚撮って61のエラー。エラー率が高すぎる気がする・・・。

364枚撮って61のエラー。エラー率が高すぎる気がする・・・。

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

上の例だと364枚撮影して61枚エラーですから、エラー率は17%にもなります。

計測用のケーブルをハンドルバーに添わせないで直線的に結んだせいで長さが余り、その分をぐるぐる巻きにしたのですが、微弱信号にとって「ぐるぐる巻き」は最悪なので、大き目なループに変更してみました。

ハンドルバーでぐるぐる巻きをやめたら、エラー率ゼロに!

ハンドルバーでぐるぐる巻きをやめたら、エラー率ゼロに!

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

すると、ウソのようにエラー率は0になりました(^^)

しかし、肝心な温度計測の方は、相変わらず100度超えを連発するなど、挙動不審は治らず・・・

【試行錯誤3】 高温となっている路面の影響?

日陰区間だと温度計測に異常は見られません。

もしかすると、直射日光で熱くなっている路面が占めるエリアが増えると誤動作をしてしまうのかもしれない、と考えてみました。

しかし、特段対策できるものでもない(撮影角度は変えられない)ので、これ以上の検討はあきらめて、家でソフト処理で何とかすることにして、爽やかにダウンヒルして帰路につきました。

家でソフト処理して解決!

家に帰り、記録されたセンサー生データを画像に変換します。

すると、特定の部位が頻繁に100℃前後に急変していることがわかりました。

その部位は、ブレーキキャリパーの上部、ピカピカに光るDURA-ACEさまのロゴ付近です。

BR-7900さま。このテカリが原因か!!

BR-7900さま。このテカリが原因か!!

Nikon D90 + Nikkor Micro 60mm F2.8

実際の生データを数値確認してみると、1点のみが発火(?)しているような状態で、明らかに計測異常。

もしかすると、日光がここに反射してセンサーに直射し、誤計測しているのではないかと思われます。

正常時のデータ(日陰走行中)

正常時のデータ(日陰走行中)

SONY DSC-RX100m3 + Carl Zeiss Vario Sonnar T* 10-37mm F1.8-4.9

異常時のデータ。明らかにDURA-ACEが光ってる。

異常時のデータ。明らかにDURA-ACEが光ってる。

センサーの生データ。1点だけ、極端に高い、ありえない状態。

センサーの生データ。1点だけ、極端に高い、ありえない状態。

対策としては、生データから画像・動画を生成するコードを工夫して、「明らかに異常な温度点」は除外して周辺データで補間処理することも考えてみました。

が、もう面倒くさくなってきた(笑)ので、ホイール・タイヤ以外の部分は全部マスク処理してしまうことにしました。

リムの温度を見たいだけなので、多少いい加減ですが、これでよいでしょう。

やっとこ見れた、アルミホイールのサーモ画像!

大変お待たせいたしましたが、やっとこ、アルミホイールのサーモ画像を引き出せました。

先日のカーボンホイールに比べると、温度上昇はとても緩やかです。

途中、狭隘区間では2回ほど、完全停止に近いブレーキまでかけていますが、動画を見てもどこだったか分からないほど、温度上昇がみられません。

毎秒の最高温度をグラフ化してみるとこんな感じです。

最高温度の変化グラフ。やはり、カーボンに比べてアルミは穏やかです。

最高温度の変化グラフ。やはり、カーボンに比べてアルミは穏やかです。

2秒で90℃くらいに上昇したり冷えたりしていたカーボンホイールとは異なり、40~50℃近辺を緩く変動しているだけです。

アルミホイールの場合は(カーボンと比べて)熱伝導が良いので、表面だけしか熱くならないカーボンとは違い、薄く広く熱が広がっていくのではないかと思います。

ある程度予想はしていましたが、こんなにも熱変化が緩やかだとは驚きました。

まとめ

今回のアルミホイールの温度測定では、上昇も遅いけど、下降も遅い、滑らかな変化になっていました。

カーボンもアルミも1回しか測定していなく、また、どうもアルミ素材は太陽光の反射で大きく数字が狂うみたいなので、改めて曇りの日にもう一度やってみようと思います。(アルミ・カーボンともに)

ただ、大まかな方向性として、断定するのはまだ早いですが、想像以上にアルミホイールは熱に強そうですね。

両者ともロープロファイルだし、ブレーキングも同じようにやっているのに、温度変化がこんなに違うことに驚いています。

また、サーモカメラの方は、コンパクトだし電池駆動できるので、色々計測して遊んでいます。

サーモ画像遊びは、まだしばらく続きそうです・・・(^^;

最近買った、有名なライト。明らかに熱すぎると思う・・・。

最近買った、有名なライト。明らかに熱すぎると思う・・・。

真っ暗闇でも撮れます。これは寝てるツマ(笑

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コメント

  1. 名前:とおりすがりのフォトポタファンです 投稿日:2021/10/05(火) 05:52:56 ID:b7ff7d0aa 返信

    おおラズパイにこんな応用があるんですね。面白い!
    放射で計る温度計は、反射率の高い物質表面には難しいと言われてますよね。高反射の結果、温度を計るための放射率がずれるので。うまいことそれを補正すればいいのかもしれませんが。
    確かにアルミとカーボンで熱伝導率が違いますよね。アルミはすぐにリム全体が暖かくなるけどカーボンはシューの接地面近辺だけ妙に熱かったり。こういう広域に撮れるセンサーだと熱拡散の様子もわかったりします?
    カーボンは熱でホイールを壊したりもありますから、測定値で見れるといいですよね。
    シューの種類によって攻撃性が違ったりとかも、数字で分かったりして?

    • 名前:Shiro 投稿日:2021/10/06(水) 22:58:43 ID:12bd799d3 返信

      ラズパイ、面白いですよ(^^)
      もっと簡易な、aruduinoやPICもいいのですが、ネットワーク経由でログを飛ばすような処理までワンボードでできるので、色々遊べます。

      熱の広がり方については、もうちっといい角度で撮影できればわかるかなぁ、とも思っています。

      カーボンをやった時は、シューの付近で100℃になっていても、1周回ってくる間にすでに冷えている模様ですので、カラフルに表示できると面白いかもです。
      ホイールの真横から撮影できるといいんですけどねぇ・・・。

      シューの違いもあるかもですね!

      Reynolds純正は硬めのシューで、利きは悪かったですが、攻撃性は弱そうでした。
      SwissStopはかなり柔らかくて、粘って温度が上がっている気がしますが、この辺の違いも見てみたいですね。

  2. 名前:_toshi 投稿日:2021/10/04(月) 08:31:43 ID:2f1c77a05 返信

    Shiroさん:

    アルミリムでの実験、ありがとうございました。

    大方、予想通りでしたが、やはり数字で見ると納得できますね。

    引き続きの研究を期待しています。

    良い季節になりましたね、今年も年末まで遊びましょう。

    • 名前:Shiro 投稿日:2021/10/06(水) 22:55:16 ID:12bd799d3 返信

      アルミはいいですよねぇ。全く気を使わなくて大丈夫ですもの(^^

      ここのところ、ホイールを何度も交換したせいで、アルミを付けてるのにカーボンと勘違いしたことがありました。

      こまめに、前後に振り分けながらブレーキングしてましたが、途中でアルミのことに気が付いて、超適当なブレーキに切替です(^^)

      いよいよ走りやすい季節になりました。
      熱のことは気にせず、アルミで走りましょう!!

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