Stralingskoude

HELDERE NACHTEN, bevroren sloten. Tijd om de thermometers klaar te maken voor de winter, want veel is er nog dat nooit werd opgelost. Deze week lag er weer rijp op de dwarsliggers van de spoorwegen en niet op de steenslag ertussen. Een lezer stuurde oude foto's van koeienvlaaien waarop sneeuw was blijven liggen terwijl die overal elders in het weiland was weggesmolten.

Het is allemaal een kwestie van wel of geen wind, meer of minder uitstraling en een al of niet geblokkeerde aanvoer van warmte uit de ondergrond. Al eens eerder is geprobeerd daarop enige greep te krijgen, maar veel werd het toen niet. Inmiddels is er de beschikking over drie elektronische thermometers Digi-Therma die Blokker voor twintig gulden per stuk, inclusief de batterij, levert. De meters meten op afstand met hulp van een plastic dopje, vol fancy koelvinnen en allerlei klevend spul waarmee het tegen de ramen is te plakken. In dat dopje zit het temperatuurgevoelige element en door de inkapseling reageert dat nogal traag op temperatuurschommelingen. Dàt, en onzekerheid over de vraag of de dopjes wel in water mochten worden gedompeld, verhinderden destijds een behoorlijke kalibratie.

Daarom zijn de dopjes deze week met een scherp mes ontleed. De kern blijkt te bestaan uit kneedbaar plastic waarin een elektronisch componentje is opgenomen dat veel weg heeft van een condensator. Achter het tralievenster op het meterkastje zelf zit nog zo'n component. Op de foto zijn de tralies weggebroken; dat is beter.

De vrij geprepareerde sensor heeft een veel betere reactiesnelheid terwijl zijn gevoeligheid niet onder de ingreep lijdt. Een warme hand wordt op meer dan 15 centimeter afstand waargenomen. Maar mag de sensor het water in? Leidingwater? Dat blijkt niet het geval, de sensor slaagt er niet in de temperatuur van leidingwater behoorlijk te meten, hij geeft steeds een zware overschatting.

Voor de hand ligt dat de elektrische geleidbaarheid van het water daarin een rol speelt. Leidingwater geleidt de stroom goed en water met een paar scheppen zout nog beter. In koud zout water sloeg de Blokker-thermometer bijna op tilt: de display wees ver voorbij de veertig graden als een klassieke kwik-in-glasmeter niet eens de twintig haalde.

Voor wie meedenkt staat daarmee wel vast dat de sensor een heel gewone NTC-weerstand is, een weerstand met een Negatieve Temperatuur Coëfficiënt die beter geleidt naarmate hij warmer wordt. Enteeseetjes zijn gewoon los te koop, bij voorbeeld bij Radio Rotor in de Amsterdamse Kinkerstraat. Het blijkt dat veel hobbyisten zelf hun elektronische thermometer maken.

The mere pleasure of measuring: bijna was het oorspronkelijke doel vergeten. Het ging erom een vloeistof te vinden die voldoende slecht geleidde om hem als kalibratie-vloeistof te gebruiken. Gedestilleerd water van het soort dat Albert Heijn verkoopt voor auto-accu's en stoomstrijkijzers, geleidt de stroom al veel slechter dan leidingwater, maar nog steeds te goed.

Zo stonden de meet-stekkers van de universeelmeter opeens in thinner en wasbenzine, beide vloeistoffen die volgens technische tabellen goed isoleren. Maar thinner bleek de plastic isolatie van het snoer aan de NTC-weerstand aan te tasten en leverde soms vreemde meetresultaten op. Wasbenzine daarentegen deed het geheel in overeenstemming met de extreem lage geleidbaarheid (minder dan 10 siemens per meter) die de Shell Industriechemicaliën Gids voor 'kookpuntenbenzines' opgeeft. Terpentine was misschien een nog betere keuze geweest, maar aceton, alcohol en spiritus zeker niet.

Deze keer ging het verder met wasbenzine. De drie sensoren gingen steeds tegelijk in het testvat dat na korte of lange tijd in de ijskast was afgekoeld tot allerlei waarden tussen min tien en plus twintig graden celsius. Dankzij de lage soortelijke warmte van wasbenzine - de helft van die van water - is daar weinig tijd voor nodig.

Het verschil tussen de sensoren bleek gering en constant. De twee sensoren die voor het vervolgonderzoek werden geselecteerd verschilden in het hele traject steeds 0,5 graad celsius. Ook in absolute zin was de prestatie van de Blokker-meters niet zo slecht. De temperatuur van een met benzine gevulde aluminium sigarenkoker die in een ruime hoeveelheid smeltend ijs stond was volgens de ene meter 0,1 en volgens de ander 0,6 graad celsius.

Daarmee was het voornaamste voorwerk gedaan. Uit het plaatje schuimplastic dat vorige week nog figureerde in het bietenonderzoek werd een schijf met een diameter van tien centimeter geknipt. Daarna ging de ene sensor met tape tegen de ene kant en de ander tegen de ander. Twee fietsspaken deden dienst als handvat.

Nu naar buiten. Half elf 's avonds, Jupiter fonkelde aan de zuidwestelijke hemel en in het oosten waren de Plejaden al te zien. Helder genoeg en voldoende windstil om de nachtelijke uitstraling meetbaar te krijgen. Als het plaatje schuimplastic goed horizontaal werd gehouden onder een voldoende vrije hemel zou de bovenste sensor, die door het schuimplastic van de warme aarde werd afgeschermd, verder afkoelen dan de onderste. Drie jaar geleden was geprobeerd hetzelfde te meten, toen werd het een rommeltje. Nu moest het beter gaan.

En waarachtig. Op de eerste testplek, een viaduct over de weg naar de Coentunnel, bleek de bovenste sensor 0,6 graad kouder in de ene stand van de schijf en zelfs 1,8 graad kouder in de andere stand. Op het talud ernaast waren die waarden een minuut of tien later: 0,7 en 1,4 graad celsius. Aan de oever van de duistere Sloterplas zelfs 1,7 en 1,2 graad. Er lijkt een invloed te zijn van het schijfje zelf, maar het voornaamste is dat het werkt. Onder een plataan die nog goed in blad zat werd geen statistisch significant verschil tussen boven en onder gevonden. Als het weer koud wordt zal aan de optimalisatie worden begonnen.

    • Karel Knip