CN102998419B - 发电系统以及气体测量方法 - Google Patents

发电系统以及气体测量方法 Download PDF

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Abstract

一种能评价构成气体所包含的分子的原子的数量的发电系统以及气体测量系统。气体测量系统包括：微芯片，具有与气体接触的测温元件、和以多种发热温度发热的发热元件；测量部，测量来自测温元件的电信号的值和来自发热元件的电信号的值；计算式存储装置，保存有计算式，该计算式包含表示来自测温元件的电信号及来自发热元件的电信号的独立变量、和表示构成气体所包含的各种分子的原子的数量、原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比三者乘积的总和的从属变量；乘积计算部，将来自测温元件的电信号以及来自发热元件的电信号代入到计算式的独立变量中，计算出表示构成气体所包含的各种分子的原子的数量、原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比三者乘积的总和的值。

Description

发电系统以及气体测量方法
技术领域
本发明涉及关于气体检查技术的发电系统以及气体测量方法。
背景技术
近年来，由于燃料电池对于灯油、天然气等的一次能源的消费量少，且二氧化碳(CO2)的排出量少，因此其作为家庭用电源而受到关注(例如，参照专利文献1、2。)。燃料电池存在有各种各样的类型，固体高分子型燃料电池通过夹着离子交换膜，对正极供给氧化剂，对负极供给还原剂(燃料)而进行发电。作为燃料，采用的是对城市煤气进行改质而得到的氢。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10－284104号公报
专利文献2：日本特开2002－315224号公报
发明内容
发明所要解决的问题
如上所述，固体高分子型燃料电池使得作为燃料而被供给的氢与氧发生化学反应而进行发电。因此，要求能够正确地测量被供给燃料电池的氢的量的技术。而且，并不限于燃料电池，在各种领域，都要求能够正确地测量构成气体所包含的分子的原子的量的技术。因此，本发明的目的之一就是提供一种能够评价构成气体中所包含的分子的原子的数量的发电系统以及气体测量系统。
解决问题的手段
根据本发明的形态，提供一种发电系统，其包括：(a)与气体相接触的测温元件；(b)与气体相接触、以多种发热温度发热的发热元件；(c)测量部，其对依存于气体的温度的来自测温元件的电信号的值和来自多种发热温度的各种温度下的发热元件的电信号的值进行测量；(d)计算式存储装置，所述计算式存储装置保存有第一计算式，所述第一计算式包含：表示来自测温元件的电信号以及来自多种发热温度下的发热元件的电信号的独立变量、和表示构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的从属变量；(e)计算部，所述计算部将来自测温元件的电信号的值以及来自发热元件的电信号的值代入到第一计算式的独立变量中，计算出表示构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比三者的乘积的总和的值；(f)被供给从气体提取出的氢的燃料电池；和(g)控制装置，其根据表示所算出的乘积的值，对供给至燃料电池的氢的供给量进行控制。
根据本发明的形态，提供一种气体测量系统，其包括：(a)与气体相接触的测温元件；(b)与气体相接触、以多种发热温度发热的发热元件；(c)测量部，其对依存于气体的温度的来自测温元件的电信号的值和来自多种发热温度的各种温度下的发热元件的电信号的值进行测量；(d)计算式存储装置，所述计算式存储装置保存有计算式，所述计算式包含：表示来自测温元件的电信号以及来自多种发热温度下的发热元件的电信号的独立变量、和表示构成气体所包含的各种分子的原子的数量、原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比三者的乘积的总和的从属变量；和(e)计算部，所述计算部将来自测温元件的电信号以及来自发热元件的电信号代入到计算式的独立变量中，计算出表示构成气体所包含的各种分子的原子的数量、原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比三者的乘积的总和的值。
根据本发明的形态，提供一种气体测量系统，其包括：(a)测量气体的散热系数或者热传导率的测量值的测量部；(b)存储装置，其保存散热系数或者热传导率与构成气体所包含的各种分子的原子的数量、原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的相关关系；(c)计算部，其根据气体的散热系数或者热传导率的测量值和相关关系，计算出表示构成气体所包含的各种分子的原子的数量、原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值。
发明效果
根据本发明，提供一种能够评价构成气体中所包含的分子的原子的数量的发电系统以及气体测量系统。
附图说明
图1是本发明的第一实施形态涉及的微芯片的第一立体图。
图2是本发明的第一实施形态涉及的图1所示的微芯片的从图1的II－II方向观察的截面图。
图3是本发明的第一实施形态涉及的微芯片的第二立体图。
图4是本发明的第一实施形态涉及的图3所示的微芯片的从IV－IV方向观察的截面图。
图5是关于本发明的第一实施形态涉及的发热元件的电路图。
图6是关于本发明的第一实施形态涉及的测温元件的电路图。
图7是显示本发明的第一实施形态涉及的发热元件的温度和气体的散热系数的关系的图表。
图8是本发明的第一实施形态涉及的气体测量系统的第一示意图。
图9是本发明的第一实施形态涉及的气体测量系统的第二示意图。
图10是示出本发明的第一实施形态涉及的计算式的制作方法的流程图。
图11是示出本发明的第一实施形态涉及的气体测量方法的流程图。
图12是示出本发明的第一实施形态的第一实施例涉及的测量值与实际值的误差的图表。
图13是示出本发明的第一实施形态的第二实施例涉及的测量值与实际值的误差的图表。
图14是示出本发明的第二实施形态的实施例涉及的测量值与实际值的误差的图表。
图15是示出本发明的第四实施形态涉及的发电系统的示意图。
图16是示出本发明的其他实施形态涉及的气体的热传导率与散热系数的关系的图表。
符号说明
8 微芯片
18 绝热部件
20 气体测量系统
31A，31B，31C，31D 气压调节器
32A，32B，32C，32D 流量控制装置
50A，50B，50C，50D 储气瓶
60 基板
61 发热元件
62 第一测温元件
63 第二测温元件
64 保温元件
65 绝缘膜
66 空腔
91A，91B，91C，91D，92A，92B，92C，92D，93，101 管道
161，162，163，164，165，261，264，265 电阻元件
170，270 运算放大器
301 测量部
302 计算式制作部
303 驱动电路
304 变换电路
305 乘积计算部
312 输入装置
313 输出装置
401 电信号存储装置
402 计算式存储装置
403 乘积存储装置
501 流量控制装置
502 改质器
503 变换器
504 选择氧化器
505 燃料电池。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。在以下附图的记载中，相同或类似的部分以相同或类似的符号表示。但是，附图为示意性的。因此，具体的尺寸等应该参考以下的说明进行判断。又，很显然的，附图相互之间包含有相互的尺寸的关系、比例不同的部分。
(第一实施形态)
首先，参考作为立体图的图1以及作为从II－II方向观察的截面图的图2，对第一实施形态涉及的气体测量系统中采用的微芯片8进行说明。微芯片8具有：设有空腔66的基板60和配置在基板60上以覆盖空腔66的绝缘膜65。基板60的厚度例如为0.5mm。又，基板60的长宽尺寸例如分别为1.5mm左右。绝缘膜65的覆盖空腔66的部分为绝热性的膜片。另，微芯片8包括：设置在绝缘膜65的膜片(ダイアフラム)部分的发热元件61、夹着发热元件61设置于绝缘膜65的膜片部分的第一测温元件62和第二测温元件63、以及设置于基板60上的保温元件64。
在膜片上设置有多个孔。由于在膜片上设置多个孔，空腔66内的气体的置换变快。或者，也可以如图3以及作为从IV－IV方向观察的截面图的图4所示，以桥状地覆盖空腔66的形态将绝缘膜65设置在基板60上。由此，空腔66内露出，空腔66内的气体的置换变快。
发热元件61设置在覆盖空腔66的绝缘膜65的膜片部分的中心。发热元件61例如是电阻器，被施加电力而发热，对与发热元件61接触的气氛气体进行加热。第一测温元件62和第二测温元件63例如是电阻器等的无源元件等的电子元件，输出依存于气氛气体的气体温度的电信号。以下，说明的是利用第一测温元件62的输出信号的实例，但并不限定于此，例如可以将第一测温元件62的输出信号和第二测温元件63的输出信号的平均值作为测温元件的输出信号。
保温元件64例如是电阻器，被施加电力而发热，将基板60的温度保持为一定。基板60的材料可采用硅(Si)等。绝缘膜65的材料可使用氧化硅(SiO2)等。空腔66通过各向异性蚀刻等形成。又，发热元件61、第一测温元件62、第二测温元件63和保温元件64各自的材料可使用铂(Pt)等，可通过光刻法等形成。又，发热元件61、第一测温元件62、以及第二测温元件63可以由同一构件构成。
微芯片8通过设置在微芯片8的底面的绝热部件18固定于流有气氛气体的管道等上。通过介由绝热部件18将微芯片8固定于管道，微芯片8的温度不易受到管道的内壁的温度变动的影响。由玻璃等构成的绝热部件18的热传导率例如为1.0W/(m·K)以下。
如图5所示，发热元件61的一端例如电连接到运算放大器170的－输入端子，另一端接地。又，电阻元件161与运算放大器170的－输入端子和输出端子并联连接。运算放大器170的+输入端子电连接于串联连接的电阻元件162和电阻元件163之间、串联连接的电阻元件163和电阻元件164之间、串联连接的电阻元件164和电阻元件165之间、或者电阻元件165的接地端子。通过适当确定各电阻元件162～165的电阻值，例如对电阻元件162的一端施加5.0V的电压Vin，则在电阻元件163和电阻元件162之间产生例如2.4V的电压VL3。又，在电阻元件164和电阻元件163之间产生例如1.9V的电压VL2、在电阻元件165和电阻元件164之间产生例如1.4V的电压VL1。
在电阻元件162和电阻元件163间与运算放大器的+输入端子之间设有开关SW1，在电阻元件163和电阻元件164间与运算放大器的+输入端子之间设有开关SW2。又，在电阻元件164和电阻元件165间与运算放大器的+输入端子之间设有开关SW3，在电阻元件165的接地端子与运算放大器的+输入端子之间设有开关SW4。
对运算放大器170的+输入端子施加2.4V的电压VL3时，仅开关SW1通电，开关SW2，SW3，SW4为断开。对运算放大器170的+输入端子施加1.9V的电压VL2时，仅开关SW2通电，开关SW1，SW3，SW4为断开。对运算放大器170的+输入端子施加1.4V的电压VL1时，仅开关SW3通电，开关SW1，SW2，SW4为断开。对运算放大器170的+输入端子施加0V的电压VL0时，仅开关SW4通电，开关SW1，SW2，SW3为断开。从而，通过开关SW1、SW2、SW3、SW4的通断，可以对运算放大器170的+输入端子施加0V或者三种等级的电压中的某一种。因此，通过SW1，SW2，SW3，SW4的通断，可以将决定发热元件61的发热温度的施加电压设定为三种等级。
此处，设对运算放大器170的+输入端子施加了1.4V的电压VL1时的发热元件61的温度为TH1。又，设对运算放大器170的+输入端子施加了1.9V的电压VL2时的发热元件61的温度为TH2、对运算放大器170的+输入端子施加了2.4V的电压VL3时的发热元件61的温度为TH3。
如图6所示，第一测温元件62的一端例如电连接于运算放大器270的－输入端子，另一端接地。又，电阻元件261与运算放大器270的－输入端子以及输出端子并联连接。运算放大器270的+输入端子电连接于被串联连接的电阻元件264和电阻元件265之间。由此，在第一测温元件62施加0.3V左右的弱电压。
图1和图2所示的发热元件61的电阻值随着发热元件61的温度而变化。发热元件61的温度TH和发热元件61的电阻值RH的关系如下述(1)式所示。
RH＝RH_STD×[1+αH(TH-TH_STD)+βH(TH-TH_STD)2]···(1)
此处，TH_STD表示发热元件61的标准温度，例如20℃。RH_STD表示标准温度TH_STD下预先测量得到的发热元件61的电阻值。αH是表示1次的电阻温度系数。βH是表示2次的电阻温度系数。
发热元件61的电阻值RH根据发热元件61的驱动功率PH和发热元件61的通电电流IH由下述(2)式得到。
RH＝PH/IH 2···(2)
或发热元件61的电阻值RH根据加载于发热元件61的电压VH和发热元件61的通电电流IH由下述(3)式得到。
RH＝VH/IH···(3)
此处，发热元件61的温度TH在发热元件61和气氛气体之间达到热平衡时稳定。又，热平衡状态是指发热元件61的发热和从发热元件61向气氛气体的散热相互平衡的状态。如下述(4)式所示，通过平衡状态下的发热元件61的驱动功率PH除以发热元件61的温度TH与气氛气体的温度TI之差ΔTH，得到环境气体的散热系数MI。又，散热系数MI的单位例如为W/℃。
MI＝PH/(TH-TI)
＝PH/ΔTH···(4)
根据上述(1)式，发热元件61的温度TH由下述(5)式得到。
TH＝(1/2βH)×[-αH+[αH 2-4βH(1-RH/RH_STD)]1/2]+TH_STD···(5)
从而，发热元件61的温度TH与气氛气体的温度TI之差ΔTH由下述(6)式得到。
ΔTH＝(1/2βH)×[-αH+[αH 2-4βH(1-RH/RH_STD)]1/2]+TH_STD-TI···(6)
气氛气体的温度TI近似于被施加自身不发热程度的电力的第一测温元件62的温度TI。第一测温元件62的温度TI和第一测温元件62的电阻值RI的关系由下述(7)式得到。
RI＝RI_STD×[1+αI(TI-TI_STD)+βI(TI-TI_STD)2]···(7)
TI_STD表示第一测温元件62的标准温度，例如20℃。RI_STD表示标准温度TI_STD下被预先测量的第一测温元件62的电阻值。αI是表示1次的电阻温度系数。βI是表示2次的电阻温度系数。根据上述(7)式，第一测温元件62的温度TI由下述(8)式求得。
TI＝(1/2βI)×[-αI+[αI 2-4βI(1-RI/RI_STD)]1/2]+TI_STD···(8)
由此，气氛气体的散热系数MI由下述(9)式求得。
MI＝PH/ΔTH
＝PH/[(1/2βH)[-αH+[αH 2-4βH(1-RH/RH_STD)]1/2]+TH_STD-(1/2βI)[-αI+[αI 2-4βI(1-RI/RI_STD)]1/2]-TI_STD]···(9)
由于可测量发热元件61的通电电流IH和驱动功率PH或电压VH，因此可根据上述(2)式或(3)式计算发热元件61的电阻值RH。同样地，也可计算第一测温元件62的电阻值RI。因此，采用微芯片8，能够根据上述(9)式计算气氛气体的散热系数MI。
又，通过利用保温元件64保持基板60的温度为一定，发热元件61发热前的微芯片8附近的气氛气体的温度和基板60的一定的温度近似。因此，能够抑制发热元件61发热前的气氛气体的温度的变动。通过以发热元件61进一步加热温度变动被暂时抑制的气氛气体，能够以更高精度计算散热系数MI。
此处，气氛气体为混合气体，混合气体假设由气体A、气体B、气体C、和气体D四种气体成分构成。气体A的体积率VA、气体B的体积率VB、气体C的体积率VC、和气体D的体积率VD的总和如下述(10)式所示那样为1。
VA+VB+VC+VD＝1···(10)
又，设气体A的单位体积的发热量为KA、气体B的单位体积的发热量为KB、气体C的单位体积发热量为KC、气体D的单位体积的发热量为KD时，混合气体的单位体积的发热量Q为各气体成分的体积率乘上各气体成分的每单位体积的发热量所得到值的总和。从而，混合气体的每单位体积的发热量Q由下述(11)式求得。又，每单位体积的发热量的单位为MJ/m3。
Q＝KA×VA+KB×VB+KC×VC+KD×VD···(11)
又，设构成气体A的氢原子的每单位体积的发热量为KAH、构成气体B的氢原子的每单位体积的发热量为KBH、构成气体C的氢原子的每单位体积的发热量为KCH、构成气体D氢原子的每单位体积的发热量为KDH的话，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH由各气体成分的体积率乘以构成各气体成分的氢原子的每单位体积的发热量所得到的值的总和求得。从而，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH由下述(12)式求得。
QH＝KAH×VA+KBH×VB+KCH×VC+KDH×VD···(12)
又，设气体A的散热系数为MA、气体B的散热系数为MB、气体C的散热系数为MC、气体D的散热系数为MD的话，则混合气体的散热系数MI为，对各气体成分的体积率乘以各气体成分的散热系数所得到的值的总和。从而，混合气体的散热系数MI由下述(13)式求得。
MI＝MA×VA+MB×VB+MC×VC+MD×VD···(13)
进一步的，由于气体的散热系数依存于发热元件61的发热温度TH，因此混合气体的散热系数MI作为发热元件61的温度TH的函数由下述(14)式求得。
MI(TH)＝MA(TH)×VA+MB(TH)×VB+MC(TH)×VC+MD(TH)×VD···(14)
从而，发热元件61的温度为TH1时的混合气体的散热系数MI1(TH1)由下述(15)式求得。又，发热元件61的温度为TH2时的混合气体的散热系数MI2(TH2)由下述(16)式求得，发热元件61的温度为TH3时的混合气体的散热系数MI3(TH3)由下述(17)式求得。
MI1(TH1)＝MA(TH1)×VA+MB(TH1)×VB+MC(TH1)×VC+MD(TH1)×VD···(15)
MI2(TH2)＝MA(TH2)×VA+MB(TH2)×VB+MC(TH2)×VC+MD(TH2)×VD···(16)
MI3(TH3)＝MA(TH3)×VA+MB(TH3)×VB+MC(TH3)×VC+MD(TH3)×VD···(17)
此处，相对发热元件61的温度TH，各气体成分的散热系数MA(TH)、MB(TH)、MC(TH)、MD(TH)具有非线性关系时，上述(15)至(17)式具有线性独立关系。又，即便在相对发热元件61的温度TH，各气体成分的散热系数MA(TH)、MB(TH)、MC(TH)、MD(TH)具有线性关系的情况下，相对于发热元件61的温度TH的各气体成分的散热系数MA(TH)、MB(TH)、MC(TH)、MD(TH)的变化率不同时，上述(15)至(17)式具有线性独立的关系。进一步的，(15)至(17)式具有线性独立关系时，(10)和(15)至(17)式具有线性独立关系。
图7为示出包含于天然气或城市煤气中的甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)的散热系数与作为发热电阻体的发热元件61的温度的关系的图表。相对于发热元件61的温度，甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)各种气体成分的散热系数具有线性关系。但是，相对于发热元件61的温度的散热系数的变化率，甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)各不相同。因此，构成混合气体的气体成分为甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)时，上述(15)至(17)式具有线性独立关系。
(15)至(17)式中的各气体成分的散热系数MA(TH1)、MB(TH1)、MC(TH1)、MD(TH1)、MA(TH2)、MB(TH2)、MC(TH2)、MD(TH2)、MA(TH3)、MB(TH3)、MC(TH3)、MD(TH3)的值可通过测量等预先获得。从而，解开(10)和(15)至(17)式的联立方程式的话，气体A的体积率VA、气体B的体积率VB、气体C的体积率VC和气体D的体积率VD分别如下述(18)至(21)式所示，作为混合气体的散热系数MI1(TH1)、MI2(TH2)、MI3(TH3)的函数得到。又，下述(18)至(21)式中，n为自然数，fn是表示函数的符号。
VA＝f1[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(18)
VB＝f2[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(19)
VC＝f3[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(20)
VD＝f4[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(21)
此处，通过将(18)至(21)式代入上述(11)式，得到下述(22)式。
Q＝KA×VA+KB×VB+KC×VC+KD×VD
＝KA×f1[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]
+KB×f2[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]
+KC×f3[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]
+KD×f4[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(22)
如上述(22)式所示，混合气体的每单位体积的发热量Q通过以发热元件61的温度为TH1、TH2、TH3时的混合气体的散热系数MI1(TH1)、MI2(TH2)、MI3(TH3)为变量的方程式求得。从而，混合气体的发热量Q由下述(23)式求得，g1是表示函数的记号。
Q＝g1[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(23)
又，根据上述(12)式、(18)至(21)式，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH由下述(24)式求得，g2是表示函数的记号。
QH＝g2[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(24)
由此，关于由气体A、气体B、气体C和气体D构成的混合气体，发明人发现如果预先得到上述(24)式，则能够容易计算出构成气体A的体积率VA、气体B的体积率VB、气体C的体积率VC和气体D的体积率VD未知的测量对象混合气体中所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH。具体来说，测量发热元件61的发热温度为TH1、TH2、TH3时的测量对象混合气体的散热系数MI1(TH1)、MI2(TH2)、MI3(TH3)，并将它们代入(24)式，由此可以唯一求得构成测量对象混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH。
接着，混合气体的散热系数MI，如上述(9)式所示，依存于发热元件61的电阻值RH和第一测温元件62的电阻值RI。因此，本发明人发现，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH如下述(25)式所示，可以由以发热元件61的温度为TH1、TH2、TH3时的发热元件61的电阻值RH1(TH1)、RH2(TH2)、RH3(TH3)、与混合气体接触的第一测温元件62的电阻值RI为变量的方程式求得，h1是表示函数的记号。
QH＝h1[RH1(TH1),RH2(TH2),RH3(TH3),RI]···(25)
因此，测量与测量对象混合气体接触的发热元件61的发热温度为TH1、TH2、TH3时的发热元件61的电阻值RH1(TH1)、RH2(TH2)、RH3(TH3)、与测量对象混合气体接触的第一测温元件62的电阻值RI，通过代入(25)式，可以唯一求得构成测量対象混合气体所包含的分子的氢原子的发热量QH。
又，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH如下述(26)式所示，也可以由以发热元件61的温度为TH1、TH2、TH3时的发热元件61的通电电流IH1(TH1)、IH2(TH2)、IH3(TH3)、与混合气体接触的第一测温元件62的通电电流II为变量的方程式求得，h2是表示函数的记号。
QH＝h2[IH1(TH1),IH2(TH2),IH3(TH3),II]···(26)
或者构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH如下述(27)式所示，可以由以发热元件61的温度为TH1、TH2、TH3时的施加于发热元件61的电压VH1(TH1)、VH2(TH2)，VH3(TH3)、施加于与混合气体接触的第一测温元件62的电压VI为变量的方程式求得，h3是表示函数的记号。
QH＝h3[VH1(TH1),VH2(TH2),VH3(TH3),VI]···(27)
又或者构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH如下述(28)式所示，可以由以发热元件61的温度为TH1、TH2、TH3时的连接于发热元件61的模数转换电路(下面称为，A/D转换电路)的输出信号ADH1(TH1)、ADH2(TH2)、ADH3(TH3)、连接于与混合气体接触的第一测温元件62的A/D转换电路的输出信号ADI为变量的方程式求得，h4是表示函数的记号。
QH＝h4[ADH1(TH1),ADH2(TH2),ADH3(TH3),ADI]···(28)
因此，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH如下述(29)式所示，由以发热元件61的温度为TH1、TH2、TH3时的来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、来自与混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI为变量的方程式求得，h5是表示函数的记号。
QH＝h5[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),SI]···(29)
接着，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH与构成混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量(例如、1.00794)、各种分子在混合气体中的体积比这三者的乘积的总和相关。因此，基于上述(29)式，构成混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和GH由下述(30)式求得，h6是表示函数的记号。
GH＝h6[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),SI]···(30)
又，混合气体的气体成分不限定于四种。例如，混合气体为n种气体成分组成时，首先预先取得由下述(31)式给出的、以至少n-1种发热温度TH1、TH2、TH3，···、THn-1下来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、···、SHn-1(THn-1)、来自与混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI为变量的方程式。然后，测量在n-1种发热温度TH1、TH2、TH3、···、THn-1下、来自与n种气体成分各自的体积率未知的测量对象混合气体接触的发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、···、SHn-1(THn-1)的值、来自与测量对象混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值，通过代入(31)式，可以唯一求得构成混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和GH。
GH＝h12[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),···,SHn-1(THn-1),SI]···(31)
例如，设混合气体包含如下成分：90体积％的甲烷(CH4)、5体积％的乙烷(C2H6)、1体积％的丙烷(C3H8)、1体积％的丁烷(C4H10)、1体积％的氮气(N2)、和2体积％的二氧化碳(CO2)。此时，由于构成甲烷的氢原子的数量为4，因此构成甲烷的氢原子的数量、氢原子的原子量、甲烷的体积比这三者的乘积为4×1.00794×0.9＝3.628584。又，由于构成乙烷的氢原子的数量为6，所以构成乙烷的氢原子的数量、氢原子的原子量、乙烷的体积比这三者的乘积为6×1.00794×0.05＝0.302382。又，由于构成丙烷的氢原子的数量为8，因此构成丙烷的氢原子的数量、氢原子的原子量、丙烷的体积比这三者的乘积为8×1.00794×0.01＝0.0806352。又，由于构成丁烷的氢原子的数量为10，所以构成丁烷的氢原子的数量、氢原子的原子量、丁烷的体积比三者的乘积为10×1.00794×0.01＝0.100794。构成氮气以及二氧化碳的氢原子的数量为0。
因此，构成甲烷的氢原子的数量、氢原子的原子量、甲烷的体积比这三者的乘积，构成乙烷的氢原子的数量、氢原子的原子量、乙烷的体积比这三者的乘积，构成丙烷的氢原子的数量、氢原子的原子量、丙烷的体积比这三者的乘积，构成丁烷的氢原子的数量、氢原子的原子量、丁烷的体积比这三者的乘积这四个乘积的总和为3.628584+0.302382+0.0806352+0.100794＝4.1123952。
但是，混合气体的气体成分除了含有甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)之外，以j为自然数，还包括甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的烷烃(CjH2j+2)时，即使将甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的烷烃(CjH2j+2)视为甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物，也不会对(31)式的计算造成影响。例如，也可如下述(32)至(35)式所示，分别将乙烷(C2H6)、丁烷(C4H10)、戊烷(C5H12)、己烷(C6H14)视作乘上了规定系数的甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物，来计算(31)式。
C2H6＝0.5CH4+0.5C3H8···(32)
C4H10＝-0.5CH4+1.5C3H8···(33)
C5H12＝-1.0CH4+2.0C3H8···(34)
C6H14＝-1.5CH4+2.5C3H8···(35)
从而，设z为自然数，由n种气体成分构成的混合气体的气体成分除了含有甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)之外，还含有甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的z种烷烃(CjH2j+2)时，可以求得以至少n-z-1种发热温度下的来自发热元件61的电信号SH、来自第一测温元件62的电信号SI为变量的方程式。
又，用于(31)式的计算的混合气体的气体成分的种类和测量对象混合气体的气体成分的种类相同时，当然可利用(31)式进行计算。进一步的，测量对象混合气体由种类比n种少的气体成分组成，而且种类比n种少的气体成分，包含于(31)式的计算所用的混合气体中时，也可利用(31)式。例如，用于(31)式的计算的混合气体包括甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)四种气体成分时，测量对象混合气体不包含氮气(N2)，而仅包含甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)和二氧化碳(CO2)三种气体成分时，也可利用(31)式进行计算。
进一步的，用于(31)式的计算的混合气体在包括甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)作为气体成分时，测量对象混合气体即使包括用于(31)式的计算的混合气体中所不包含的烷烃(CjH2j+2)，也可利用(31)式。这是因为，如上所述的，甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的烷烃(CjH2j+2)可视为甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物。
此处，图8以及图9所示的第一实施形态涉及的气体测量系统20具有：多种样本混合气体分别流动的管道101；配置于管道101中的微芯片8，该微芯片8包含图1所示的第一测温元件62以及以多种发热温度TH发热的发热元件61。另外，各种样本混合气体包含多种气体成分。又，图8所示的气体测量系统20包括测量部301，测量部301测量依存于多种样本混合气体的各个温度TI的来自第一测温元件62的电信号SI的值，和来自多种发热温度TH下的发热元件61的电信号SH的值。气体测量系统20还包括制作计算式的计算式制作部302，计算式制作部根据构成多种混合气体各自所包含的分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值、来自第一测温元件62的电信号SI的值、以及来自在多种发热温度下的发热元件61的电信号的值，制作包含了以下变量的计算式，该计算式以来自第一测温元件62的电信号SI以及来自多种发热温度TH下的发热元件61的电信号SH作为独立变量、以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和作为从属变量。
在使用构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值分别不同的四种样本混合气体的情况下，如图9所示，准备储存第一样本混合气体的第一储气瓶50A、储存第二样本混合气体的第二储气瓶50B、储存第三样本混合气体的第三储气瓶50C和储存第四样本混合气体的第四储气瓶50D。第一储气瓶50A通过管道91A连接有第一气压调节器31A，该第一气压调节器31A用于从第一储气瓶50A得到被调节为例如0.2MPa等的低压的第一样本混合气体。又，第一气压调节器31A通过管道92A连接有第一流量控制装置32A。第一流量控制装置32A对通过管道92A和管道101输送到气体测量系统20的第一样本混合气体的流量进行控制。
第二储气瓶50B通过管道91B连接有第二气压调节器31B。又，第二气压调节器31B通过管道92B连接有第二流量控制装置32B。第二流量控制装置32B对通过管道92B、93、101输送到气体测量系统20的第二样本混合气体的流量进行控制。
第三储气瓶50C通过管道91C连接有第三气压调节器31C。又，第三气压调节器31C通过管道92C连接有第三流量控制装置32C。第三流量控制装置32C对通过管道92C、93、101输送到气体测量系统20的第三样本混合气体的流量进行控制。
第四储气瓶50D通过管道91D连接有第四气压调节器31D。又，第四气压调节器31D通过管道92D连接有第四流量控制装置32D。第四流量控制装置32D对通过管道92D、93、101输送到气体测量系统20的第四样本混合气体的流量进行控制。
第一至第四样本混合气体例如分别是天然气或者城市煤气。第一至第四样本混合气体分别以不同的体积比包含例如甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)四种气体成分。
在第一样本混合气体被供给至图8所示的管道101之时，图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62输出依存于第一样本混合气体的温度的电信号SI。接着，发热元件61依次被施加来自图8所示的驱动电路303的驱动功率PH1、PH2、PH3。在被施加了驱动功率PH1、PH2、PH3的情况下，与第一样本混合气体接触的发热元件61依次以100℃的温度TH1、150℃的温度TH2、200℃的温度TH3进行发热，并输出发热温度TH1下的电信号SH1(TH1)、发热温度TH2下的电信号SH2(TH2)、和发热温度TH3下的电信号SH3(TH3)。
第一样本混合气体从管道101中被去除之后，第二至第四样本混合气体依次被供给到管道101中。第二样本混合气体被供给至管道101中时，图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62输出依存于第二样本混合气体的温度的电信号SI。接着，与第二样本混合气体接触的发热元件61输出发热温度TH1下的电信号SH1(TH1)、发热温度TH2下的电信号SH2(TH2)、和发热温度TH3下的电信号SH3(TH3)。
第三样本混合气体被供给至图8所示的管道101中时，图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62输出依存于第三样本混合气体的温度的电信号SI。接着，与第三样本混合气体接触的发热元件61输出发热温度TH1下的电信号SH1(TH1)、发热温度TH2下的电信号SH2(TH2)、和发热温度TH3下的电信号SH3(TH3)。
第四样本混合气体被供给至图8所示的管道101中时，图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62输出依存于第四样本混合气体的温度的电信号SI。接着，与第四样本混合气体接触的发热元件61输出发热温度TH1下的电信号SH1(TH1)、发热温度TH2下的电信号SH2(TH2)、和发热温度TH3下的电信号SH3(TH3)。
又，各样本混合气体包括n种气体成分时，微芯片8的图1和图2所示的发热元件61以至少n-1种不同的温度发热。但是，如上所述，甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的烷烃(CjH2j+2)可视为甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物。从而，设z为自然数，由n种气体成分构成的样本混合气体除了包括甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)作为气体成分以外，还包含z种烷烃(CjH2j+2)时，发热元件61至少以n-z-1种不同的温度发热。
如图8所示，微芯片8与包括测量部301的中央运算处理装置(CPU)300连接。CPU300上连接有电信号存储装置401。测量部301对来自第一测温元件62的电信号SI的值和来自发热元件61的发热温度TH1下的电信号SH1(TH1)、发热温度TH2下的电信号SH2(TH2)、以及发热温度TH3下的电信号SH3(TH3)的值进行测量，将测量值保存于电信号存储装置401中。
另外，来自第一测温元件62的电信号SI可以是，第一测温元件62的电阻值RI、第一测温元件62的通电电流II、施加于第一测温元件62的电压VI以及连接于第一测温元件62的A/D转换电路304的输出信号ADI中任一个。同样，来自发热元件61的电信号SH可以是，发热元件61的电阻值RH、发热元件61的通电电流IH、施加于发热元件61的电压VH以及连接于发热元件61的A/D转换电路304的输出信号ADH中任一个。
包含于CPU300中的计算式制作部302收集以下的值：例如构成第一样本混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第二样本混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第三样本混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第四样本混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，来自第一测温元件62的电信号SI的多个测量值，和来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的多个测量值。进一步的，计算式制作部302基于所收集的乘积的总和的值、电信号SI的值、以及电信号SH的值，通过多变量分析，计算以来自第一测温元件62的电信号SI、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)为独立变量、以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的计算式。
又，“多变量分析”包括A.J Smola和B.scholkopf所著的《A Tutorial on SupportVector Regression(支持向量回归的教程)》(NeuroCOLT Technical Report(NC－TR－98－030)、1998年)所揭示的支持向量回归、多元回归分析，以及日本专利公开平5－141999号公报所公开的模糊量化理论II类等。
气体测量系统20进一步具有连接于CPU300的计算式存储装置402。计算式存储装置402保存计算式制作部302制作的计算式。而且，CPU300连接有输入装置312和输出装置313。输入装置312可以使用例如键盘和鼠标等指向装置等。输出装置313可以使用液晶显示器、监视器等图像显示装置和打印机等。
接着，参考图10的流程图对第一实施形态涉及的用于计算构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的计算式的制作方法进行说明。
(a)步骤S100中，保持图9所示的第二至第四流量控制装置32B-32D的阀闭合，第一流量控制装置32A的阀打开，将第一样本混合气体导入图8所示的管道101内。步骤S101中，测量部301对来自与第一样本混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值进行测量，将测量值保存于电信号存储装置401中。接着，驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加驱动功率PH1，使发热元件61以100℃发热。图8所示的测量部301将来自以100℃发热的发热元件61的电信号SH1(TH1)的值保存于电信号存储装置401中。
(b)步骤S102中，驱动电路303判定图1和图2所示的发热元件61的温度的切换是否完成。在至温度150℃以及200℃的切换未完成的情况下，则返回步骤S101，图8所示的驱动电路303使图1和图2所示的发热元件61以150℃发热。图8所示的测量部301将来自与第一样本混合气体接触的、以150℃发热的发热元件61的电信号SH2(TH2)的值保存于电信号存储装置401中。
(c)再在步骤S102中，判定图1和图2所示的发热元件61的温度的切换是否完成。在至温度200℃的切换未完成的情况下，则返回步骤S101，图8所示的驱动电路303使图1和图2所示的发热元件61以200℃发热。图8所示的测量部301将来自与第一样本混合气体接触的、以200℃发热的发热元件61的电信号SH3(TH3)的值保存于电信号存储装置401中。
(d)在发热元件61的温度切换完成了的情况下，从步骤S102进到步骤S103。步骤S103中，判定样本混合气体的切换是否完成。在至第二至第四样本混合气体的切换未完成的情况下，返回步骤S100。步骤S100中，关闭图9所示的第一流量控制装置32A，维持第三至第四流量控制装置32C-32D的阀关闭而打开第二流量控制装置32B的阀，将第二样本混合气体导入图8所示的管道101内。
(e)与第一样本混合气体一样地，重复步骤S101至步骤S102的循环。测量部301对来自与第二样本混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值进行测量，将测量值保存于电信号存储装置401中。又，测量部301将来自与第二样本混合气体接触的、以温度100℃、150℃、200℃发热的发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的值保存于电信号存储装置401中。
(f)其后，重复步骤S100至步骤S103的循环。由此，来自与被供给至管道101内的第三样本混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值、以及来自与第三样本混合气体接触的以温度100℃、150℃、200℃发热的发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的值被保存于电信号存储装置401中。又，来自与被供给至管道101内的第四样本混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值、以及来自与第四样本混合气体接触的以温度100℃、150℃、200℃发热的发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的值被保存于电信号存储装置401中。
(g)在步骤S104中，从输入装置312向计算式制作部302输入以下值：构成第一样本混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第二样本混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第三样本混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第四样本混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值。又，计算式制作部302从电信号存储装置401读取来自第一测温元件62的电信号SI的多个测量值、和来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的多个测量值。
(h)在步骤S105中，计算式制作部302基于乘积的总和的值、来自第一测温元件62的电信号SI的多个测量值、来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的多个测量值，进行多元回归分析。通过多元回归分析，计算式制作部302计算以来自第一测温元件62的电信号SI、和来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)为独立变量、以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的计算式。然后，在步骤S106中，计算式制作部302将所制作的计算式保存在计算式存储装置402中，完成了第一实施形态涉及的计算式的制作方法。
如上所述，根据本发明的第一实施形态，可以制作能够唯一地计算出构成测量对象混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值的计算式。
接着，对测量构成测量对象混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值时的、图8所示的第一实施形态涉及的气体测量系统20的功能进行说明。例如，以未知体积率包含甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)等的天然气或者城市煤气等的测量对象混合气体被导入管道101中。图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62输出依存于测量对象混合气体的温度的电信号SI。接着，从图8所示的驱动电路303对发热元件61依次施加驱动功率PH1、PH2、PH3。被施加了驱动功率PH1、PH2、PH3时，与测量对象混合气体接触的发热元件61例如以100℃的温度TH1、150℃的温度TH2和200℃的温度TH3发热，并输出发热温度TH1下的电信号SH1(TH1)、发热温度TH2下的电信号SH2(TH2)、以及发热温度TH3下的电信号SH3(TH3)。
图8所示的测量部301对来自与被供给至管道101内的测量对象混合气体接触的第一测温元件62的依存于测量对象混合气体的温度T1的电信号SI的值、来自与测量对象混合气体接触的发热元件61的发热温度下TH1的电信号SH1(TH1)、发热温度TH2下的电信号SH2(TH2)、发热温度TH3下的电信号SH3(TH3)的值进行测量，并将测量值保存于电信号存储装置401中。
如上所述，计算式存储装置402保存以来自第一测温元件62的电信号SI、来自发热温度TH1为100℃的发热元件61的电信号SH1(TH1)、来自发热温度TH2为150℃的发热元件61的电信号SH2(TH2)、来自发热温度TH3为200℃的发热元件61的电信号SH3(TH3)为独立变量，以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的计算式。
第一实施形态涉及的气体测量系统20进一步具有乘积计算部305。乘积计算部305将来自第一测温元件62的电信号SI的测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的测量值分别代入被保存于计算式存储装置402中计算式的来自第一测温元件62的电信号SI的独立变量、来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的独立变量，计算构成测量对象混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值。CPU300还连接有乘积存储装置403。乘积存储装置403保存有乘积计算部305计算出的乘积的总和的值。
接着，用图11所示的流程图对第一实施形态涉及的气体测量方法进行说明。
(a)步骤S200中，将测量对象混合气体导入图8所示的管道101内。步骤S201中，测量部301对来自与测量对象混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值进行测量，将测量值保存于电信号存储装置401中。接着，驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加驱动功率PH1，使发热元件61以100℃发热。图8所示的测量部301将来自与测量对象混合气体接触的、以100℃发热的发热元件61的电信号SH1(TH1)的值保存于电信号存储装置401中。
(b)步骤S202中，图8所示的驱动电路303判定图1和图2所示的发热元件61的温度的切换是否完成。在至温度150℃和温度200℃的切换未完成的情况下，则返回步骤S201，驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加驱动功率PH2，使发热元件61以150℃发热。图8所示的测量部301将来自与测量对象混合气体接触的、以150℃发热的发热元件61的电信号SH2(TH2)的值保存于电信号存储装置401中。
(c)再在步骤S202中，判定图1和图2所示的发热元件61的温度切换是否完成。在至温度200℃的切换没有完成的情况下，返回步骤S201，驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加驱动功率PH3，使发热元件61以200℃发热。图8所示的测量部301将来自与测量对象混合气体接触的、以200℃发热的发热元件61的电信号SH3(TH3)的值保存于电信号存储装置401中。
(d)在发热元件61的温度切换完成了的情况下，从步骤S202进到步骤S203。步骤S203中，图8所示的乘积计算部305从计算式存储装置402中读出以来自第一测温元件62的电信号SI、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)为独立变量，以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的计算式。又，乘积计算部305分别从电信号存储装置401中读出来自与测量对象混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的测量值、以及来自与测量对象混合气体接触的发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的测量值。
(e)在步骤S204中，乘积计算部305将测量值分别代入计算式的电信号SI、以及电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的独立变量，计算出构成测量对象混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值。然后，发热量计算部305将算出了的乘积的总和的值保存在乘积存储装置403中，第一实施形态涉及的气体测量方法结束。
根据以上所说明的第一实施形态，能够根据来自与测量对象混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值、以及来自与测量对象混合气体接触的发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的值，对构成测量对象混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值进行测量。
(第一实施形态的第一实施例)
首先，准备了组成为已知的40种样本混合气体。40种样本混合气体都分别包含甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、氮气、以及二氧化碳中的任意种或全部作为气体成分。接着，采用40种样本混合气体的各种样本混合气体，取得来自图1所示的第一测温元件62的电信号SI的多个测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)的多个测量值。
然后，根据构成40种样本混合气体各自所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值、来自第一测温元件62的电信号SI的多个测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)的多个测量值，通过支持向量回归，制作以来自第一测温元件62的电信号SI和来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)为独立变量、以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的方程式。
在制作方程式时，校准点可以3至5个为基准适当确定。采用所制作的方程式计算出构成40种样本混合气体各自所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和，与实际的值比较，如图12所示，误差为±1.25％。
(第一实施形态的第二实施例)
与第一实施例同样地，准备了组成为已知的40种样本混合气体。接着，采用40种样本混合气体的各种样本混合气体，取得来自图1所示的第一测温元件62的电信号SI的多个测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)的多个测量值。
然后，如上述(32)式以及(33)式所示，将乙烷以及丁烷分别看作为甲烷和丙烷的混合物，计算出构成其组成为已知的40种样本混合气体各自所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和。例如，设样本混合气体之一包含90体积％的甲烷、5体积％的乙烷、1体积％的丙烷、1体积％的丁烷、1体积％的氮气、以及2体积％的二氧化碳。此时，将乙烷以及丁烷分解为甲烷以及丙烷时，甲烷的体积可以被视为原来的甲烷的90体积％、从乙烷分解了的甲烷的5体积％×0.5、从丁烷分解了的甲烷的1体积％×－0.5三者的总和，即92体积％。又，丙烷的体积可以被视为，从乙烷分解了的丙烷的5体积％×0.5、原来的丙烷的1体积％、从丁烷分解了的丙烷的1体积％×1.5三者的总和，即5体积％。
进一步地，根据所计算出的乘积的总和的值、来自第一测温元件62的电信号SI的多个测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)的多个测量值，通过支持向量回归，制作以来自第一测温元件62的电信号SI和来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)为独立变量、以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的方程式。
在制作方程式时，校准点可以3至5个为基准适当确定。采用所制作的方程式计算出构成40种样本混合气体各自所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和，与实际的值比较，如图13所示，误差为±2.0％。
(第二实施形态)
图1至图4所示的微芯片8的气氛气体为混合气体，设混合气体由气体A、气体B、气体C、以及气体D这4种气体成分构成。设气体A所包含的碳原子的每单位体积的发热量为KAC、气体B所包含的碳原子的每单位体积的发热量为KBC、气体C所包含的碳原子的每单位体积的发热量为KCC、气体D所包含的碳原子的每单位体积的发热量为KDC的话，混合气体所包含的碳原子的每单位体积的发热量QC由对各气体成分的体积率乘以各气体成分所包含的碳原子的每单位体积的发热量所得到的值的总和求得。因此，构成混合气体所包含的分子的碳原子的每单位体积的发热量QC由下述(36)式求得。
QC＝KAC×VA+KBC×VB+KCC×VC+KDC×VD···(36)
根据上述(36)式、以及(18)至(21)式，构成混合气体所包含的分子的碳原子的每单位体积的发热量QC由下述(37)式求得，g3是表示函数的记号。
QC＝g3[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(37)
又，如上所述，混合气体的散热系数MI依存于发热元件61的发热温度为TH1，TH2，TH3时的来自发热元件61的电信号SH1(TH1)，SH2(TH2)，SH3(TH3)、和来自与混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI。因此，构成混合气体所包含的分子的碳原子的每单位体积的发热量QC由下述(38)式求得，h13是表示函数的记号。
QC＝h13[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),SI]···(38)
进一步地，构成混合气体所包含的分子的碳原子的每单位体积的发热量QC与混合构成气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量(例如12.0107)、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和相关。因此，根据上述(38)式，混合构成气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和GC由下述(39)式求得，h14是表示函数的记号。
GC＝h14[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),SI]···(39)
又，构成由n种气体成分组成的混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和GC由下述(40)式求得。
GC＝h15[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),···,SHn-1(THn-1),SI]···(40)
例如，设混合气体包含如下成分：90体积％的甲烷(CH4)、5体积％的乙烷(C2H6)、1体积％的丙烷(C3H8)、1体积％的丁烷(C4H10)、1体积％的氮气(N2)、和2体积％的二氧化碳(CO2)。此时，由于构成甲烷的碳原子的数量为1，因此构成甲烷的碳原子的数量、碳原子的原子量、甲烷的体积比这三者的乘积为1×12.0107×0.9＝10.80963。又，由于构成乙烷的碳原子的数量为2，所以构成乙烷的碳原子的数量、碳原子的原子量、乙烷的体积比三者的乘积为2×12.0107×0.05＝1.20107。又，由于构成丙烷的碳原子的数量为3，所以构成丙烷的碳原子的数量、碳原子的原子量、丙烷的体积比三者的乘积为3×12.0107×0.01＝0.360321。又，由于构成丁烷的碳原子的数量为4，所以构成丁烷的碳原子的数量、碳原子的原子量、丁烷的体积比三者的乘积为4×12.0107×0.01＝0.480428。构成氮气的碳原子的数量为0。由于构成二氧化碳的碳原子的数量为1。所以构成二氧化碳的碳原子的数量、碳原子的原子量、二氧化碳的体积比三者的乘积为1×12.0107×0.02＝0.240214。
因此，构成甲烷的碳原子的数量、碳原子的原子量、甲烷的体积比这三者的乘积，构成乙烷的碳原子的数量、碳原子的原子量、乙烷的体积比这三者的乘积，构成丙烷的碳原子的数量、碳原子的原子量、丙烷的体积比这三者的乘积，构成丁烷的碳原子的数量、碳原子的原子量、丁烷的体积比这三者的乘积，构成二氧化碳的碳原子的数量、碳原子的原子量、二氧化碳的体积比这三者的乘积这五个乘积的总和为10.80963+1.20107+0.360321+0.480428+0.240214＝13.091663。
另外，也可如下述(32)至(35)式所示，分别将乙烷(C2H6)、丁烷(C4H10)、戊烷(C5H12)、己烷(C6H14)视作乘上了规定系数的甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物，来计算(39)式。
在第二实施形态中，图8所示的计算式制作部302收集以下的值：例如构成第一样本混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、各种分子在混合气体中的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第二样本混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、各种分子在混合气体中的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第三样本混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、各种分子在混合气体中的体积比这三者的乘积的总和的已知值，构成第四样本混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、各种分子在混合气体中的体积比这三者的乘积的总和的已知值，来自第一测温元件62的电信号SI的多个测量值，和来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的多个测量值。进一步的，计算式制作部302基于所收集的乘积的总和的值、电信号SI的值、以及电信号SH的值，通过多变量分析，计算以来自第一测温元件62的电信号SI、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)为独立变量、以构成气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的计算式。计算式制作部302将所制作的计算式保存在计算式存储装置402中。
又，第二实施形态中，乘积计算部305将来自第一测温元件62的电信号SI的测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的测量值分别代入被保存于计算式存储装置402中计算式的来自第一测温元件62的电信号SI的独立变量、来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的独立变量，计算构成测量对象混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、各种分子在混气体中的体积比这三者的乘积的总和的值。乘积计算部305将计算出的乘积的总和的值保存在乘积存储装置403中。
根据以上所说明的第二实施形态，能够根据来自与测量对象混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值、以及来自与测量对象混合气体接触的发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的值，对构成测量对象混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值进行测量。
(第二实施形态的实施例)
与第一实施形态的第一实施例相同地，准备了组成为已知的40种样本混合气体。接着，采用40种样本混合气体的各种样本混合气体，取得来自图1所示的第一测温元件62的电信号SI的多个测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)的多个测量值。
然后，根据构成40种样本混合气体各自所包含的各种分子的碳原子的数量、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值、来自第一测温元件62的电信号SI的多个测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)的多个测量值，通过支持向量回归，制作以来自第一测温元件62的电信号SI和来自发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)、SH4(TH4)、SH5(TH5)为独立变量、以构成气体所包含的各种分子的碳原子的数量、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的方程式。
在制作方程式时，校准点可以3至5个为基准适当确定。采用所制作的方程式计算出构成40种样本混合气体各自所包含的各种分子的碳原子的数量、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和，与实际的值比较，如图14所示，误差为±1.5％。
(第三实施形态)
图1至图4所示的微芯片8的气氛气体为混合气体，设混合气体由气体A、气体B、气体C、以及气体D四种气体成分构成。设气体A所包含的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量为KACH、气体B所包含的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量为KBCH、气体C所包含的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量为KCCH、气体D所包含的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量为KDCH的话，混合气体所包含的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量QCH由对各气体成分的体积率乘以各气体成分所包含的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量所得到的值的总和求得。因此，混合气体所包含的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量QCH由下述(41)式求得。
QCH＝KACH×VA+KBCH×VB+KCCH×VC+KDCH×VD···(41)
根据上述(41)式、以及(18)至(21)式，构成混合气体所包含的分子的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量QCH由下述(42)式求得，g4是表示函数的记号。
QCH＝g4[MI1(TH1),MI2(TH2),MI3(TH3)]···(42)
又，如上所述，混合气体的散热系数MI依存于发热元件61的发热温度为TH1，TH2，TH3时的来自发热元件61的电信号SH1(TH1)，SH2(TH2)，SH3(TH3)、来自与混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI。因此，构成混合气体所包含的分子的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量QCH由下述(43)式求得，h16是表示函数的记号。
QCH＝h16[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),SI]···(43)
进一步地，构成混合气体所包含的分子的碳原子以及氢原子的每单位体积的发热量QCH与构成混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和、以及构成混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和这两者的和相关。因此，根据上述(43)式，构成混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和、与构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比三者的乘积的总和的和GCH由下述(44)式求得，h17是表示函数的记号。
GCH＝h17[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),SI]···(44)
又，构成由n种气体成分组成的混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和，与构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的和GCH由下述(45)式求得。
GCH＝h18[SH1(TH1),SH2(TH2),SH3(TH3),···,SHn-1(THn-1),SI]···(45)
另外，也可如下述(32)至(35)式所示，分别将乙烷(C2H6)、丁烷(C4H10)、戊烷(C5H12)、己烷(C6H14)视作乘上了规定系数的甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物，来计算(45)式。
在第三实施形态中，图8所示的计算式制作部302收集构成第一样本混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，以及构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值。又，计算式制作部302收集构成第二样本混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，以及构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值。
又，计算式制作部302收集构成第三样本混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，以及构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值。又，计算式式制作部302收集构成第四样本混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值，以及构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的已知值。
进一步地，计算式制作部302收集来自第一测温元件62的电信号SI的多个测量值和来自发热元件61的电信号SH1(TH1)，SH2(TH2)，SH3(TH3)的多个测量值。计算式制作部302根据所收集的乘积的总和的值、电信号SI的值、以及电信号SH的值，通过多变量分析，计算以来自第一测温元件62的电信号SI以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)，SH2(TH2)，SH3(TH3)为独立变量、以构成气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和与构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的和为从属变量的计算式。计算式制作部302将所制作的计算式保存在计算式存储装置402中。
又，在第三实施形态中，乘积算出部305将来自第一测温元件62的电信号SI的测量值、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)，SH2(TH2)，SH3(TH3)的测量值分别代入被保存在计算式存储装置402中的计算式的来自第一测温元件62的电信号SI的独立变量、以及来自发热元件61的电信号SH1(TH1)，SH2(TH2)，SH3(TH3)的独立变量中，计算出构成测量対象混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和与构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的和的值。乘积算出部305将所计算出的和的值保存在乘积存储装置403中。
根据以上所说明的第三实施形态，能够根据来自与测量对象混合气体接触的第一测温元件62的电信号SI的值、以及来自与测量对象混合气体接触的发热元件61的电信号SH1(TH1)、SH2(TH2)、SH3(TH3)的值，对构成测量対象混合气体所包含的各种分子的碳原子的数量NC、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和与构成各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的和的值进行测量。
(第四实施形态)
如图15所示，第四实施形态涉及的发电系统具有：通过管道101连接的气体测量系统20、流量控制装置501、改质器502、变换器503、选择氧化器504、和燃料电池505。气体测量系统20被供给气体，如第一实施形态所说明的那样，计算出构成在管道101中流动的气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的值。
配置在气体测量系统20的下游的流量控制装置501根据气体测量系统20所计算出的乘积的总和的值来控制在管道101流中的气体的流量。例如，在气体测量系统20所计算出的乘积的总和的值大的情况下，由于能够供给燃料电池505的氢分子丰富，所以可以减少在管道101中流动的气体的流量。又，在气体测量系统20所计算出的乘积的总和的值小的情况下，由于存在能够供给燃料电池505的氢分子不足的可能性，因此可以增加在管道101中流动的气体的流量。
被配置在流量控制装置501的下游的改质器502对在管道101中流动的气体加水，通过被称为水蒸汽改质的改质法，生成氢分子。例如，使气体中的甲烷与水反应，生成一氧化碳、二氧化碳、以及氢。被配置在改质器502的下游的变换器503通过使气体中的一氧化碳与水反应而生成二氧化碳和氢分子的变换反应，使得气体中的一氧化碳浓度降低。
被配置在变换器503的下游的选择氧化器504使得残留在气体中的一氧化碳与氧气反应而生成二氧化碳，进一步降低气体中的一氧化碳浓度。被配置在变换器(シフト器)503的下游的燃料电池505被供给富含氢分子的、降低了一氧化碳浓度的气体，从而进行发电。
采用以上所说明的第四实施形态涉及的发电系统，能够预测被供给燃料电池505的氢分子的量，还能够将被供给燃料电池505的氢分子的量保持为一定。因此能够稳定地使燃料电池505驱动。另外，气体测量系统20还可以进一步计算构成气体所包含的各种分子的碳原子的数量、碳原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和。
(其他实施形态)
如上所述，本发明通过实施方式来记载，但是并不能理解为构成该公开的一部分的描述和附图是限定本发明的。根据该公开，本领域技术人员应该清楚各种代替实施形态以及运用技术。例如，在实施形态中说明的是图8所示的计算式存储装置402保存以来自图1所示的第一测温元件62的电信号和来自多种发热温度下的发热元件61的电信号为独立变量，以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的计算式的实例。
相对于此，如上述(24)式所说明的那样，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH由以发热元件61的温度分别为TH1、TH2、TH3时的气体的散热系数MI1(TH1)、MI2(TH2)、MI3(TH3)为变量的方程式求得。又，构成混合气体所包含的分子的氢原子的每单位体积的发热量QH与构成混合气体所包含的各种分子的氢原子的数量NH、氢原子的原子量(例如，1.00794)、各种分子在混合气体中的体积比这三者的乘积的总和相关。
因此，图8所示的计算式存储装置402可以保存以发热元件61的多种发热温度下的气体的散热系数为独立变量，以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的计算式等的散热系数与乘积的总和的相关关系。此时，测量部301使发热元件61发热至多种发热温度来测量被注入管道101中的气体的散热系数的测量值。另外，能够采用微芯片8来测量气体的散热系数正如上述(9)式所述那样。乘积计算部305将气体的散热系数的测量值代入被保存于计算式存储装置402中的计算式的独立变量中，计算出构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的测量值。
接着，图16示出在发热电阻体流通2mA、2.5mA、以及3mA的电流时，混合气体的散热系数和热传导率的关系。如图16所示，混合气体的散热系数和热传导率一般具有比例关系。因此,图8所示的计算式存储装置402可以保存以发热元件61的多种发热温度下的气体的热传导率为独立变量，以构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和为从属变量的计算式。此时，测量部301使发热元件61发热至多种发热温度来测量被注入管道101中的气体的热传导率的测量值。乘积计算部305将气体的热传导率的测量值代入被保存于计算式存储装置402中的计算式的独立变量，计算出构成气体所包含的各种分子的氢原子的数量、氢原子的原子量、该种分子在所述气体的体积比这三者的乘积的总和的测量值。
这样，本发明应该理解为包含此处未记载的各种实施形态等。

Claims (13)

1.一种发电系统，其特征在于，包括：
与气体相接触的测温元件；
与所述气体相接触、以多种发热温度发热的发热元件；
测量部，其对依存于所述气体的温度的来自所述测温元件的电信号的值和来自所述多种发热温度的各种温度下的所述发热元件的电信号的值进行测量；
计算式存储装置，所述计算式存储装置保存有第一计算式，所述第一计算式包含：表示来自所述测温元件的电信号以及来自所述多种发热温度下的所述发热元件的电信号的独立变量、和表示构成所述气体所包含的各种分子的氢原子的数量、所述氢原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和的从属变量；
计算部，所述计算部将来自所述测温元件的电信号的值以及来自所述发热元件的电信号的值代入到所述第一计算式的独立变量中，计算出表示构成所述气体所包含的各种分子的氢原子的数量、所述氢原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和的值；
被供给从所述气体提取出的氢的燃料电池；和
控制装置，其根据表示所述计算出的乘积的值，对供给至所述燃料电池的所述氢的供给量进行控制。
2.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述计算式存储装置还保存第二计算式，所述第二计算式包含：表示来自所述测温元件的电信号以及来自所述多种发热温度下的所述发热元件的电信号的独立变量、和表示构成气体所包含的各种分子的碳原子的数量、所述碳原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和的从属变量，
所述计算部将来自所述测温元件的电信号的值、以及来自所述发热元件的电信号的值代入所述第二计算式的独立变量中，计算出表示构成所述气体所包含的各种分子的碳原子的数量、所述碳原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和的值。
3.如权利要求1或2所述的发电系统，其特征在于，所述气体为天然气或者城市煤气。
4.一种气体测量系统，其特征在于，包括：
与气体相接触的测温元件；
与所述气体相接触、以多种发热温度发热的发热元件；
测量部，其对依存于所述气体的温度的来自所述测温元件的电信号的值和来自所述多种发热温度的各种温度下的所述发热元件的电信号的值进行测量；
计算式存储装置，所述计算式存储装置保存有计算式，所述计算式包含：表示来自所述测温元件的电信号以及来自所述多种发热温度下的所述发热元件的电信号的独立变量、和表示构成气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和的从属变量；和
计算部，所述计算部将来自所述测温元件的电信号的值以及来自所述发热元件的电信号的值代入到所述计算式的独立变量中，计算出表示构成所述气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和的值。
5.如权利要求4所述的气体测量系统，其特征在于，构成所述气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和为构成所述气体所包含的各种分子的氢原子的数量、所述氢原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和。
6.如权利要求4所述的气体测量系统，其特征在于，构成所述气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和为构成所述气体所包含的各种分子的碳原子的数量、所述碳原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和。
7.如权利要求4所述的气体测量系统，其特征在于，
构成所述气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和为，构成所述气体所包含的各种分子的氢原子的数量、所述氢原子的原子量、该分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和与构成所述气体所包含的各种分子的碳原子的数量、所述碳原子的原子量、该种在所述气体中分子的体积比这三者的乘积的总和之和。
8.如权利要求4至7中任一项所述的气体测量系统，其特征在于，所述气体为天然气或者城市煤气。
9.一种气体测量系统，其特征在于，包括：
测量部，其测量气体的散热系数或者热传导率的测量值；
存储装置，其保存所述散热系数或者热传导率与构成气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和的相关关系；和
计算部，其根据所述气体的散热系数或者热传导率的测量值和所述相关关系，计算出表示构成所述气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和的值。
10.如权利要求9所述的气体测量系统，其特征在于，构成所述气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和为构成所述气体所包含的各种分子的氢原子的数量、所述氢原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和。
11.如权利要求9所述的气体测量系统，其特征在于，构成所述气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和为构成所述气体所包含的各种分子的碳原子的数量、所述碳原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和。
12.如权利要求9所述的气体测量系统，其特征在于，
构成所述气体所包含的各种分子的原子的数量、所述原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和为，构成所述气体所包含的各种分子的氢原子的数量、所述氢原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和与构成所述气体所包含的各种分子的碳原子的数量、所述碳原子的原子量、该种分子在所述气体中的体积比这三者的乘积的总和之和。
13.如权利要求9至12中任一项所述的气体测量系统，其特征在于，所述气体为天然气或者城市煤气。
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