CN109490356B - 热容量测量装置以及热容量测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所涉及的热容量测量装置，在热容量已知的第一试验材料被载置的状态下(S11)，调整试验槽内的空气温度(S12)，计算在该调整过程中的规定期间测量的热流的积分值(S13)，计算在规定期间的开始时以及结束时测量的表面温度的差值(S14)，用所述积分值除以所述差值的结果除第一试验材料的热容量计算得出灵敏度系数(S15)，利用所述灵敏度系数、载置了热容量未知的第二试验材料的状态下同样计算得出的积分值以及差值，计算得出第二试验材料的热容量(S16至S20)。

Description

热容量测量装置以及热容量测量方法
技术领域
本发明所涉及一种测量试验材料的热容量的热容量测量装置以及热容量测量方法。
背景技术
以往，如非专利文献(日铁住金技术股份有限公司，“NSST通信初春No.94(2017年1月1日发行)”，“online”，“平成29年8月10日检索”，Internet(URL：http：//www.nsst.nssmc.com/tsushin/pdf/2017/94_3s.pdf)所记载的被称为DSC(DifferentialScanning Calorimetry)的测量方法已为公知。在该测量方法中，利用热容量为已知的第一试验材料和热容量未知的第二试验材料来测量第二试验材料的热容量。
具体而言，在DSC法中，首先，将收容第一试验材料和第二试验材料的屏蔽容器载置在被收容于恒温槽内的热容量较大的散热部件(热溜)上。而且，测量装置通过用加热器等调整恒温槽内的空气温度和散热部件的温度使第一试验材料和第二试验材料的表面温度维持在同一温度并使它们的温度变化。此时，测量装置通过热流传感器，将在散热部件和试验材料之间流动的热流之差作为温度的函数来进行测量。然后，测量装置基于该测量的差值计算在任意温度下的第二试验材料的热容量。
但是，在上述以往的DSC法中，由于需要将两个试验材料同时载置在散热部件上，存在试验材料的大小尺寸受限制的问题。而且，为了使两个试验材料的表面温度维持在同一温度并使它们的温度变化，存在恒温槽内的空气温度和散热部件的温度控制变得繁琐的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能用比以往的DSC法更容易的控制来测量较大的试验材料的热容量的热容量测量装置和热容量测量方法。
本发明的一个方面所涉及的热容量测量装置包括：收容热流测量装置的试验槽；和，调整所述试验槽内的空气温度的空气调节机，其中，所述热流测量装置具备：具有用于直接或间接地载置试验材料的载置面的散热部件；测量通过所述载置面的热流的热流传感器；测量所述试验材料的表面温度的温度传感器；收容所述散热部件、所述热流传感器、所述温度传感器以及载置在所述载置面的试验材料的屏蔽容器；由所述空气调节机将所述空气温度从第一温度调整到与所述第一温度不同的第二温度，计算在从该调整开始时刻起的规定期间所述热流传感器测量的热流的积分值的热量计算部；计算在所述规定期间的开始时所述温度传感器测量的表面温度和在所述规定期间的结束时所述温度传感器测量的表面温度的差值的温度差计算部；在热容量已知的第一试验材料载置在所述载置面的状态下，将由所述热量计算部计算出的第一积分值除以由所述温度差计算部计算出的第一差值，将用该除法的结果除所述第一试验材料的热容量的结果，作为灵敏度系数而计算得出的系数计算部；以及，在热容量未知的第二试验材料载置在载置面的状态下，将由所述热量计算部计算出的第二积分值与所述灵敏度系数相乘的乘积除以由所述温度差计算部计算出的第二差值的结果，作为所述第二试验材料的热容量而计算得出的热容量计算部。
而且，本发明的一个方面所涉及的热容量测量方法，是具备收容热流测量装置的试验槽和调整所述试验槽内的空气温度的空气调节机的热容量测量装置中的热容量测量方法，其中，所述热流测量装置具备：具有用于直接或间接地载置试验材料的载置面的散热部件；测量通过所述载置面的热流的热流传感器；测量所述试验材料的表面温度的温度传感器；以及，收容所述散热部件、所述热流传感器、所述温度传感器以及载置在所述载置面的试验材料的屏蔽容器，在所述热容量测量方法中，在热容量已知的第一试验材料载置在所述载置面的状态下，执行热量计算处理和温度差计算处理，将由所述热量计算处理计算出的第一积分值除以由所述温度差计算处理计算出的第一差值，将用该除法的结果除所述第一试验材料的热容量的结果，作为灵敏度系数而计算得出；以及，在热容量未知的第二试验材料载置在载置面的状态下，执行所述热量计算处理和所述温度差计算处理，将由所述热量计算处理计算出的第二积分值与所述灵敏度系数相乘的乘积除以由所述温度差计算处理计算出的第二差值的结果，作为所述第二试验材料的热容量而计算得出，其中，所述热量计算处理，由所述空气调节机将所述空气温度从第一温度调整到与所述第一温度不同的第二温度，计算在从该调整开始时刻起的规定期间所述热流传感器测量的热流的积分值；所述温度差计算处理，计算在所述规定期间的开始时所述温度传感器测量的表面温度和在所述规定期间的结束时所述温度传感器测量的表面温度的差值。
根据本发明，能够提供可以通过比以往的DSC法更容易的控制来测量较大的试验材料的热容量的热容量测量装置和热容量测量方法。
附图说明
图1是表示热容量测量装置的侧面剖面图的一个例子的示意图。
图2是表示热容量测量装置的功能构成的一个例子的方框图。
图3是表示试验材料的热容量的测量方法的流程图。
图4是表示在试验槽内的空气温度调整过程中热流传感器的输出值随时间变化的一个例子的图表。
图5是表示计算的重量不同的三个铝材材料的热容量的结果的一个例子的示意图。
具体实施方式
(总体情况)
以下，对本发明所涉及的热容量测量装置及热容量测量方法的一个实施方式进行说明。图1是表示热容量测量装置100的侧面剖面图的一个例子的示意图。如图1所示，热容量测量装置100具备空调室8和收容热流测量装置1的试验槽9。
在空调室8中设有空气调节机81和送风机82。空气调节机81调整从吸入口89吸入到空调室8内的空气的温度，并将调整该温度之后的空气向送风机82吐出。
送风机82将空气调节机81吐出的温度调整后的空气从吹出口88送至试验槽9内。如图1的箭头所示，由于通过将空气从吹出口88送至试验槽9内而产生的气流，试验槽9内的空气被从吸入口89吸入空调室8内。其结果，吸入到空调室8内的空气的温度再次被空气调节机81而调整。通过这样的重复，试验槽9内的空气温度被调整。而且，空气调节机81不仅局限于调整空气的温度，也可以调整空气的湿度。
在试验槽9设有测量试验槽9内的空气环境的环境传感器91、用于载置热流测量装置1的棚板92、用于开闭试验槽9的开闭门93。环境传感器91例如由温度传感器构成，定期地测量试验槽9内的空气温度。空气调节机81，以使由环境传感器91测量的试验槽9内的空气温度成为规定的设定温度的方式，调整从吸入口89吸入到空调室8内的空气的温度。
而且，环境传感器91也可以由湿度传感器构成。由此，环境传感器91也可以定期地测量试验槽9内的空气的湿度。在这种情况下，空气调节机81，也可以以使由环境传感器91测量的试验槽9内的空气的湿度成为规定的设定湿度的方式，调整从吸入口89吸入到空调室8内的空气的湿度。
被载置在棚板92上的热流测量装置1具备散热部件18和屏蔽容器19。散热部件18具有用于直接载置试验材料SP的载置面18a和用于间接地载置试验材料SP的载置面18c。载置面18a由与散热部件18同一材质的板状的部件构成。载置面18a用未图示的螺栓等被安装成与载置面18c大致平行。在载置面18a和载置面18c之间设有后述的热流传感器11。因此，试验材料SP，通过被载置在载置面18a，介于载置面18a和热流传感器11间接地被载置在载置面18c上。散热部件18例如由具有数十倍于试验材料SP的重量的铝等、与试验材料SP相比具有充分的热容量的较大的物质构成。
而且，在载置面18a的下端设有用于支撑试验材料SP的引导部18b。由此，试验材料SP以被载置在载置面18a的状态下被维持。引导部18b可以用与散热部件18相同的材质构成。
另外，图1示意了散热部件18由沿图1的纸张的正反方向延伸的三角柱状构成，载置面18a由与作为上述三角柱的斜面的载置面18c大致平行的方式而构成的例子。但是，散热部件18不仅局限于此，例如也可以为长方体状，让该长方体的上部的水平面作为间接地载置试验材料SP的载置面18c。而且，用于直接载置试验材料SP的载置面18a也可以采用与该载置面18c大致平行的结构。这种情况下，在该载置面18a也可以不设置引导部18b。
在载置面18a安装有热流传感器11和温度传感器12。
热流传感器11，例如，可以由让其一面与载置面18a接触，另一面与载置面18c接触的薄板状的珀耳帖(Peltier)元件构成。热流传感器11定期地测量通过载置面18a的热流。当载置在载置面18a的试验材料SP的表面温度比载置面18a的温度高时，热流从试验材料SP的表面流入载置面18a，在试验材料SP与散热部件18之间进行热交换。此时，热流传感器11将通过了载置面18a的热流以加号(+)表示的值来输出，作为散热部件18正在吸热。
相反，当载置在载置面18a的试验材料SP的表面温度比载置面18a的温度低时，热流从载置面18a流向试验材料SP的表面，在散热部件18和试验材料SP之间进行热交换。此时，热流传感器11将通过了载置面18a的热流以减号(－)表示的值来输出，作为散热部件18正在放热。
而且，如图1所示，优选载置后述的第一试验材料和第二试验材料等试验材料SP的载置面18a侧的表面SPa的面积比构成热流传感器11的珀耳帖元件的表面的面积小。这种情况下，可以将试验材料SP载置在载置面18a中的安装有珀耳帖元件的区域内。由此，在将试验材料SP载置在载置面18a的情况下，热流传感器11可以测量通过载置面18a和试验材料SP的表面相互接触的区域的所有的热流。
但是，载置试验材料SP的载置面18a侧的表面SPa的面积也有可能会比构成热流传感器11的珀耳帖元件的表面面积大。此时，可以将多个薄板状的珀耳帖元件排列配置成其一面与载置面18a接触，另一面与载置面18c接触。而且，也可以通过将这些元件电串联地连接起来构成热流传感器11。
温度传感器12由薄膜状的热电偶构成，用于测量载置在载置面18a上的试验材料SP的表面温度。因此，在试验材料SP载置在载置面18a的情况下，对于通过载置面18a以及试验材料SP的表面的热流而言，可以避免温度传感器12成为较大的阻抗的情况发生。由此，可以避免热流传感器11不能精确地测量通过载置面18a和试验材料SP的表面的热流的情况发生。
而且，温度传感器12被安装于载置面18a。为此，只需将试验材料SP载置成让试验材料SP的至少一部分与载置面18a中安装有温度传感器12的区域接触，就可以精确地测量试验材料SP的表面中与载置面18a接触的区域的表面温度。
屏蔽容器19是收容散热部件18、热流传感器11、温度传感器12以及载置在载置面18a的试验材料SP的容器。即，屏蔽容器19是为了屏蔽散热部件18、热流传感器11、温度传感器12以及载置在载置面18a的试验材料SP免于从吹出口88流入试验槽9内时产生的空气的气流而设置的。由此，可以避免由于上述气流碰到散热部件18和试验材料SP，试验材料SP和散热部件18之间的热交换被促进或停滞，通过载置面18a的热流发生变化。
(功能构成)
其次，对热容量测量装置100的功能构成进行详细说明。图2是表示热容量测量装置100的功能构成的一个例子的方框图。如图2所示，热容量测量装置100还具备控制部10、接口部30、显示部40、操作部50以及存储部60。
控制部10进行对上述空气调节机81、送风机82、环境传感器91、热流传感器11以及温度传感器12等热容量测量装置100所具备的各个部的控制。具体而言，控制部10是由具备CPU(Central Processing Unit)和RAM(Random Access Memory)等的易失性存储器和EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read–Only Memory)等的非易失性存储器、计时时间的计时器电路等的计算机构成。
控制部10通过让CPU执行存储在非易失性存储器中的控制程序，作为热量计算部13、温度差计算部14、系数计算部15以及热容量计算部16而发挥其功能。关于热量计算部13、温度差计算部14、系数计算部15以及热容量计算部16的详细内容将在以后叙述。
接口部30由让热容量测量装置100通过未图示的网络与外部装置进行通信的通信接口电路构成。接口部30，在控制部10的控制下，通过网络与外部装置之间进行通信。例如，接口部30，在控制部10的控制下，通过网络从外部装置接收试验槽9内的空气温度的设定温度。
显示部40，例如由液晶显示器构成，在控制部10的控制下，显示热容量测量装置100的操作画面和消息等各种信息。该操作画面包含可输入试验槽9内的空气温度的设定温度的输入操作的操作画面等。
操作部50，例如，由设置在显示部40所具有各种信息的显示画面上的触摸面板装置构成。操作部50，在上述显示画面显示的各种画面内的软键盘被操作时，接受与该软键盘和操作相对应的指示的输入。而且，操作部50不仅局限于触摸面板装置，也可以由具备用于输入各种信息的键盘或用于操作各种画面内的软键盘的鼠标等构成。
存储部60由HDD(Hard Disk Drive)或SSD(Solid State Drive)等的存储装置构成，在控制部10的控制下，存储各种数据。而且，存储部60预先存储表示显示部40显示的操作画面的图像和用于控制部10的控制的各种数据等。
(试验材料的热容量的测量方法)
以下，对热容量测量装置100中的试验材料SP的热容量的测量方法进行说明。图3是表示热容量测量装置100中的试验材料SP的热容量的测量方法的流程图。而且，在该说明中，对热量计算部13、温度差计算部14、系数计算部15以及热容量计算部16的详细情况进行说明。
控制部10让显示部40显示引导用户知道热容量C(J/K)已知的第一试验材料已经被载置在载置面18a的情况的操作画面。而且，作为第一试验材料，可以使用例如铝等，通过公知文献等其比热c(J/(kg·K))已公知，并且，容易得到的试验材料SP。在将比热c(J/(kg·K))已公知的试验材料SP作为第一试验材料的情况下，该第一试验材料的重量m(g)和该比热c(J/(kg·K))的乘积除以1000的结果(＝m×c/1000)成为该第一试验材料的热容量C(J/K)。
而且，如图3所示，由用户进行表示第一试验材料已被载置在载置面18a，利用操作部50进行的该载置作业已经结束的信息的输入操作(步骤S11)。
在这种情况下，热量计算部13判断为第一试验材料已被载置在载置面18a的状态，通过空气调节机81将试验槽9内的空气温度从第一温度调整到与第一温度不同的第二温度(步骤S12)。而且，第一温度和第二温度可由用户利用利用操作部50适当地进行输入。该被输入的第一温度和第二温度，在控制部10的控制下，被预先存储到易失性存储器或存储部60。
如果开始在步骤S12的试验槽9内的空气温度的调整，热量计算部13，将在该调整过程中的规定期间(以后记载为测量期间)内由热流传感器11所测量的热流的积分值作为第一积分值计算得出(步骤S13)。即，步骤S12和步骤S13是热量计算处理的一个例子。
测量期间，例如，规定为从开始在步骤S12的试验槽9内的空气温度的调整的时刻起到热流传感器11的输出值已经看不到变化为止的期间，被预先存储在非易失性存储器或存储部60。这种情况下，在步骤S13，热量计算部13累加从步骤S12开始后到热流传感器11的输出值与上一次的热流传感器11的输出值相等为止的热流传感器11的输出值，并将该累加结果作为第一积分值计算得出。
图4是表示在试验槽9内的空气温度调整过程中热流传感器11的输出值随时间变化的一个例子的图表。在图4中，左侧的纵轴表示热流传感器11的输出值(V)。右侧的纵轴表示环境传感器91输出的试验槽9内的空气温度(℃)以及温度传感器12的输出值(℃)。横轴表示通过热量计算部13从试验槽9内的空气温度的调整处理的开始时刻起所经过的时间，“0min”表示通过热量计算部13进行的试验槽9内的空气温度的调整处理的开始时刻。
图4的波形Wa至Wc表示在将相互不同的三种试验材料SP分别载置在载置面18a的状态下进行了上述调整处理时，热流传感器11定期输出的输出值(V)的随时间变化。图4的波形Wd表示环境传感器91定期输出的试验槽9内的空气温度(℃)的随时间变化。图4的波形We表示在载置面18a没有载置试验材料SP的状态下进行上述调整处理时，热流传感器11定期输出的输出值(V)的随时间变化。图4的波形Wf表示在将上述三种试验材料SP中的一种试验材料SP载置在载置面18a的状态下进行上述调整处理时，温度传感器12定期输出的输出值(℃)的随时间变化。
例如，如图4的波形Wd所示，假设在步骤S12进行了将试验槽9内的空气温度由第一温度“25℃(＝298K)”调整到第二温度“15℃(＝288K)”的处理。而且，测量期间，如上所述，假设规定为从在步骤S12开始试验槽9内的空气温度的调整的时刻起到热流传感器11的输出值看不到变化为止的期间。
这种情况下，在步骤S13，热量计算部13累加从步骤S12中的调整的开始时刻“0min”之后起，例如波形Wa所示，到热流传感器11的输出值连续规定次数(例如3次)达到相同的值等热流传感器11的输出值看不到变化的时刻(例如“360min”)为止，热流传感器11的输出值。然后，热量计算部13将该累加结果作为第一积分值计算得出。
而且，测量期间也可以规定为，在执行步骤S13之前，与上述第一温度和第二温度相同，由用户利用操作部50输入的固定值(例如，120分钟(＝2小时))，在控制部10的控制下，该测量期间被存储到挥发性存储器或存储部60。这种情况下，在步骤S13，热量计算部13累加从开始步骤S12之后到经过了测量期间为止的期间内热流传感器11的输出值，并将该累加结果作为第一积分值计算得出。
例如，假设如图4的波形Wd所示，在步骤S12，进行了将试验槽9内的空气温度由第一温度“25℃(＝298K)”调整为第二温度“15℃(＝288K)”的处理。而且，测量期间，假设规定为如上所述，由用户利用操作部50输入的“120分钟”。
这种情况下，在步骤S13，热量计算部13，例如波形Wb所示，累加从步骤S12中的调整的开始时刻“0min”起到经过了测量期间“120分钟”的时刻“120min”为止的期间，热流传感器11从“0V”到“-0.005V”为止变化的输出值，并将该累加结果作为第一积分值计算得出。
而且，如果在步骤S12开始试验槽9内的空气温度的调整，温度差计算部14就将在上述测量期间开始时温度传感器12测量的第一试验材料的表面温度和在上述测量期间结束时温度传感器12测量的第一试验材料的表面温度的差值作为第一差值计算得出(步骤S14)。即，步骤S14是温度差计算处理的一个例子。
具体而言，如上所述，假设上述测量期间被规定为，例如从步骤S12中的试验槽9内的空气温度的调整开始的时刻起到热流传感器11的输出值看不到变化为止的期间。这种情况下，在步骤S14，温度差计算部14，例如图4的波形Wf所示，从在步骤S12开始时温度传感器12测量的第一试验材料的表面温度“25℃(＝298K)”减去，之后，热流传感器11的输出值与前一次的输出值相等时温度传感器12测量的第一试验材料的表面温度“15度(＝288K)”，并将减法后的结果“10K””作为第一差值计算得出。
另一方面，如上所述，上述测量期间假设规定为由用户利用操作部50输入的固定值，例如，“120分钟(＝2小时)”。这种情况下，在步骤S14，温度差计算部14，例如图4的波形Wf所示，从在步骤S12开始时温度传感器12测量的第一试验材料的表面温度“25℃(＝298K)”减去自步骤S12的开始时刻起经过了测量期间“120min”时温度传感器12测量的第一试验材料的表面温度“17℃(＝290K)”，并将减法后的结果“8K”作为第一差值计算得出。
其次，系数计算部15将在步骤S13计算的第一积分值除以在步骤S14计算的第一差值。然后，系数计算部15，将用该除法的结果除第一试验材料的已知的热容量的结果作为灵敏度系数计算得出(步骤S15)。在此，灵敏度系数表示当热流传感器11的输出值是单位值(例如1V)时通过热流传感器11的热量(例如，W/V)。
具体而言，第一试验材料的已知的热容量C1可以利用灵敏度系数X、测量期间△t、测量期间△t中热流传感器11的输出值Q1以及在步骤S14计算的第一差值，即，温度传感器12在测量期间△t的开始时和结束时的输出值之差△T1，通过下述公式(1)来表示。
Figure GDA0003021599630000091
在此，C1是第一试验材料的热容量(J/K)、X是灵敏度系数(W/V)、△t是测量期间(s)、Q1是第一试验材料载置时的热流传感器的输出值(V)、
Figure GDA0003021599630000092
是第一积分值(V·s)、△T1是温度传感器在第一试验材料载置时的测量期间的开始时和结束时的输出值之差(第一差值)(K)。
与公式(1)的右边的分子中的灵敏度系数X不同的项表示从测量期间△t的开始时刻“0”到结束时刻“△t”为止的期间的热流传感器11的输出值Q1的积分值。即，与式(1)的右边的分子中的灵敏度系数X不同的项表示在步骤S13计算的第一积分值。如果变换公式(1)，可以得到计算灵敏度系数X的下述公式(2)。
Figure GDA0003021599630000093
在此，X是灵敏度系数(W/V)、C1是第一试验材料的热容量(J/K)、△t是测量期间(s)、Q1是第一试验材料载置时的热流传感器的输出值(V)、
Figure GDA0003021599630000094
是第一积分值(V·s)、△T1是温度传感器在第一试验材料载置时的测量期间的开始时和结束时的输出值之差(第一差值)(K)。
因此，系数计算部15，在步骤S15，如公式(2)所示，将在步骤S13计算的第一积分值除以在步骤S14计算的第一差值△T1。然后，系数计算部15将用该除法的结果除第一试验材料的已知的热容量C1的结果作为灵敏度系数X计算得出。
其次，控制部10让显示部40显示向用户引导在载置面18a载置了热容量未知的第二试验材料的情况的操作画面。例如，作为第二试验材料，可以使用搭载于车辆的锂电池等由多种材料构成的试验材料SP。
而且，第一试验材料和第二试验材料最好具有相同的外形尺寸。在此，试验材料SP的外形尺寸是指外接于试验材料SP的长方体的高度、宽度以及深度。在这种情况下，通过分别以相同的姿势在载置面18a载置第一试验材料和第二试验材料，可以使载置面18a与第一试验材料接触的区域的面积和载置面18a与第二试验材料接触的区域的面积相等。由此，当第一试验材料和第二试验材料分别被载置在载置面18a的情况下，可以由热流传感器11来测量通过了彼此相等面积的区域的热流。
而且，假设由用户将第二试验材料载置在载置面18a，并且，进行利用操作部50输入表示该载置的作业已经结束的信息的输入操作(步骤S16)。在这种情况下，热量计算部13判断为第二试验材料载置在载置面18a的状态，与步骤S12相同，通过空气调节机81使试验槽9内的空气温度从与步骤S12中的第一温度相同的第一温度调整到与步骤S12中的第二温度相同的第二温度(步骤S17)。
如果在步骤S17开始试验槽9内的空气温度的调整，热量计算部13和步骤S13相同，在与步骤S13中的测量期间相同的测量期间，将热流传感器11测量的热流的积分值作为第二积分值计算得出(步骤S18)。即，步骤S17和步骤S18是热量计算处理的一个例子。
而且，如果在步骤S17开始试验槽9内的空气温度的调整，温度差计算部14和步骤S14相同，将在步骤S17的调整过程中的上述测量期间的开始时温度传感器12测量的第二试验材料的表面温度和测量期间结束时温度传感器12测量的第二试验材料的表面温度的差值作为第二差值计算得出(步骤S19)。即，步骤S19是温度差计算处理的一个例子。
然后，热容量计算部16，将在步骤S18计算的第二积分值和在步骤S15计算的灵敏度系数X之积除以在步骤S19计算的第二差值的结果作为第二试验材料的热容量计算得出(步骤S20)。
具体而言，第二试验材料的未知的热容量C2和式(1)相同，可以利用灵敏度系数X、测量期间△t、测量期间△t中的热流传感器11的输出值Q2以及在步骤S19计算的第二差值，即，在测量期间△t的开始时和结束时温度传感器12的输出值之差△T2，用下述公式(3)来表示。
Figure GDA0003021599630000101
在此，C2是第二试验材料的热容量(J/K)、X是灵敏度系数(W/V)、△t是测量期间(s)、Q2是第二试验材料载置时的热流传感器的输出值(V)、
Figure GDA0003021599630000111
是第二积分值(V·s)、△T2是第二试验材料载置时在测量期间的开始时和结束时温度传感器的输出值之差(第二差值)(K)。
与公式(3)的右边的分子中的灵敏度系数X不同的项，表示从测量期间△t的开始时刻“0”起到结束时刻“△t”为止的期间，热流传感器11的输出值Q2的积分值。即，与公式(3)的右边的分子中的灵敏度系数X不同的项表示在步骤S18计算的第二积分值。
因此，热容量计算部16，在步骤S20，如公式(3)所示，将在步骤S18计算的第二积分值和在步骤S15计算的灵敏度系数X之积除以在步骤S19计算的第二差值△T2的结果作为第二试验材料的热容量C2计算得出。
(计算结果的具体例)
以下，对通过上述的热容量测量方法计算的第二试验材料的热容量C2的结果的具体例子，利用图5进行说明。图5是表示计算的重量不同的三个铝材的热容量的结果的一个例子的示意图。
在本具体例子中，如图5的第一行所示，将重量m为“74g”、比热c为“893.24J/(kg＊K)”、热容量Cid(＝c×m/1000)为“66.10(＝74×893.24/1000)J/K”的已知的铝作为第一试验材料。而且，对该铝的比热c“893.24J/(kg＊K)”进行如下的推算。首先，基于在公知文献中已知的表面温度为“200K(＝－73℃)”、“250K(＝－23℃)”、“298.15K(＝25.15℃)”、“350K(＝77℃)”时的铝的比热c“790.5J/(kg＊K)”、“855.4J/(kg＊K)”、“897J/(kg＊K)”、“930.6J/(kg＊K)导出表示铝的表面温度和比热c之间的关系的近似式。然后，利用该近似式，推算表面温度为“293K(＝20℃)”时的铝的比热c。而且，将重量m为“74g”、“152g”以及“209g”的三个铝材分别作为第二试验材料，用图3所示的热容量测量方法计算每个铝材的热容量。
在步骤S12和步骤S17，如图4的波形Wd所示，进行了将试验槽9内的空气温度从第一温度“25℃(＝298K)”调整到第二温度“15℃(＝288K)”的处理。在将重量m为“74g”的铝作为第二试验材料的情况下，在进行该步骤S17的期间，热流传感器11的输出值如图4的波形Wa所示发生变化。而且，在将重量m为“152g”的铝作为第二试验材料的情况下，热流传感器11的输出值如图4的波形Wb所示发生变化，在将重量m为“209g”的铝作为第二试验材料的情况下，热流传感器11的输出值如图4的波形Wc所示发生变化。而且，无论将上述三个铝材的哪一个作为第二试验材料，在步骤S19计算的第二差值都为“10K”。
而且，在将重量m为“74g”的铝作为第二试验材料的情况下，如图5的第一个记录所示，在步骤S20，如公式(3)的右边的分子所示，计算得出第二积分值和灵敏度系数X之积(以后记载为热流积分值)为“681.66J”。将该热流积分值“681.66J”除以在步骤S19计算的第二差值“10K”的结果，计算得出该第二试验材料的热容量Ccal为“68.17J/K”。该计算得出的第二试验材料的热容量Ccal“68.17J/K”成为包含相当于公知文献中已知的第二试验材料的热容量Cid“66.10J/K”的“3.13％”误差的结果。
同样，在将重量m为“152g”的铝作为第二试验材料的情况下，如图5的第二个记录所示，在步骤S20计算的第二试验材料的热容量Ccal“136.58J/K”成为包含相当于在公知文献中已知的该第二试验材料的热容量Cid“135.77J/K”的“0.60％”误差的结果。
而且，在将重量m为“209g”的铝作为第二试验材料的情况下，如图5的第三个记录所示，在步骤S20计算的第二试验材料的热容量Ccal“180.42J/K”成为包含相当于在公知文献中已知的该第二试验材料的热容量Cid“186.69J/K”的“－3.36％”误差的结果。
如此，根据图3所示的热容量测量方法，得知在包含相当于在公知文献中已知的热容量的“4％”以内的误差的程度上，可以高精度地计算热容量。
如上所述，根据本实施例的构成，第一试验材料被载置在被收容在屏蔽容器19内的散热部件18的载置面18a上，可以计算灵敏度系数X。之后，在载置面18a载置第二试验材料，利用上述计算的灵敏度系数X计算第二试验材料的热容量。为此，与以往的DSC法不同，可以避免在散热部件18的载置面18a同时载置第一试验材料和第二试验材料。由此，与以往的DSC法相比，可将更大的第一试验材料和第二试验材料分别载置在散热部件18上，计算第二试验材料的热容量。
而且，与以往的DSC法不同，由于是使第一试验材料和第二试验材料的表面温度维持在同一温度而进行变化，不需进行试验槽9内的空气温度或散热部件18的繁琐的温度控制，利用可调整空气温度的现有的试验槽就可以容易地计算第二试验材料的热容量。
(变形实施方式)
另外，上述实施方式仅仅是对本发明所涉及的实施方式的例示而己，并不意味着将本发明限定于上述实施方式。例如，也可以是如下所示的变形实施方式。
(1)步骤S13之后，在载置面18a没有载置试验材料SP的状态下，热量计算部13也可以执行步骤S12。然后，热量计算部13，也可以和步骤S13相同，在与步骤S13的测量期间相同的测量期间，将热流传感器11所测量的热流的积分值作为基准积分值计算得出。
然后，在步骤S15，系数计算部15也可以将在步骤S13计算的第一积分值减去在步骤S13之后计算的基准积分值，并将减法的结果除以在步骤S14计算的第一差值。并且，系数计算部15也可以将用该除法的结果除第一试验材料的已知的热容量的结果作为灵敏度系数计算得出。
具体而言，灵敏度系数X可以用第一试验材料的已知的热容量C1、测量期间△t、热流传感器11在载置面18a载置第一试验材料时的测量期间△t中的输出值Q1、热流传感器11在载置面18a没有载置试验材料SP时的测量期间△t中的输出值Q0以及在步骤S14计算的第一差值，即，测量期间△t开始时和结束时的温度传感器12的输出值之差△T1，通过下述公式(4)来表示。通过使该公式(4)变形，灵敏度系数X也可以用下述公式(5)来表示。
Figure GDA0003021599630000131
在此，X是灵敏度系数(W/V)、C1是第一试验材料的热容量(J/K)、△t是测量期间(s)、Q1是载置第一试验材料时的热流传感器的输出值(V)、
Figure GDA0003021599630000132
是第一积分值(V·s)、Q0是无试验材料载置时的热流传感器的输出值(V)、
Figure GDA0003021599630000133
是基准积分值(V·s)、△T1是载置第一试验材料时的测量期间的开始时和结束时的温度传感器的输出值之差(第一差值)(K)。
公式(5)的右边的分母中的第一项表示从测量期间△t的开始时刻“0”起到结束时刻“△t”为止的期间，热流传感器11的输出值Q1的积分值。即，公式(5)的右边的分母中的第一项表示在步骤S13计算的第一积分值。而且，公式(5)的右边的分母中的第二项表示从测量期间△t的开始时刻“0”起到结束时刻“△t”为止的期间，热流传感器11的输出值Q0的积分值。即，公式(5)的右边的分母中的第二项表示在步骤S13之后由热量计算部13计算的基准积分值。因此，在步骤S15，系数计算部15也可以利用公式(5)计算灵敏度系数X。
而且，步骤S13之后，例如假设在载置面18a没有载置试验材料SP的状态下，进行将试验槽9内的空气温度从第一温度“25℃(＝298K)”调整为第二温度“15℃(＝288K)”的处理。在这种情况下，在载置面18a没有载置试验材料SP时的测量期间△t过程中热流传感器11的输出值Q0，例如，如图4的波形We所示发生变化。
而且，与此配合，在步骤S20，热容量计算部16也可以将从步骤S18计算的第二积分值减去在步骤S13之后由热量计算部13计算的基准积分值，并将该减法的结果乘以在步骤S15计算的灵敏度系数X，再将该乘积除以在步骤S19计算的第二差值。然后，热容量计算部16将该除法的结果作为第二试验材料的热容量计算得出。
具体而言，第二试验材料的未知的热容量C2可以用灵敏度系数X、测量期间△t、热流传感器11在载置面18a载置第二试验材料时的测量期间△t中的输出值Q2、热流传感器11在载置面18a没有载置试验材料SP时的测量期间△t中的输出值Q0以及在步骤S19计算的第二差值，即，测量期间△t的开始时和结束时温度传感器12的输出值之差△T2，通过下述公式(6)来表示。通过使该公式(6)变形，第二试验材料的未知的热容量C2可以用下述公式(7)来表示。
Figure GDA0003021599630000141
在此，C2是第二试验材料的热容量(J/K)、X是灵敏度系数(W/V)、△t是测量期间(s)、Q2是第二试验材料载置时的热流传感器的输出值(V)、
Figure GDA0003021599630000142
是第二积分值(V·s)、Q0是无试验材料载置时的热流传感器的输出值(V)、
Figure GDA0003021599630000143
是基准积分值(V·s)、△T2是第二试验材料载置时测量期间的开始时和结束时温度传感器的输出值之差(第二差值)(K)。
公式(7)的右边的分子中的第二项内的第一项表示从测量期间△t的开始时刻“0”起到结束时刻“△t”为止的期间，热流传感器11的输出值Q2的积分值。即，公式(7)的右边的分子中的第二项内的第一项表示在步骤S18计算的第二积分值。公式(7)的右边的分子中的第二项内的第二项表示从测量期间△t的开始时刻“0”起到结束时刻“△t”为止的期间，热流传感器11的输出值Q0的积分值。即，公式(7)的右边的分子中的第二项内的第二项表示在步骤S13之后由热量计算部13计算的基准积分值。因此，在步骤S20，热容量计算部16也可以使用公式(7)计算第二试验材料的未知的热容量C2。
根据本结构，基于从由第一积分值表示的通过了在载置面18a与第一试验材料接触的区域以及在载置面18a与空气接触的区域的热流的积分值减去由基准积分值表示的通过了在载置面18a仅与空气接触的区域的热流的积分值的减法结果，计算灵敏度系数X。
为此，可以取消由散热部件18和空气的热交换产生的通过载置面18a的热流的积分值，基于主要由散热部件18和第一试验材料的热交换产生的通过载置面18a的热流的积分值，精确地计算灵敏度系数X。而且，还可以取消由散热部件18和空气的热交换产生的通过载置面18a的热流的积分值，基于主要由散热部件18和第二试验材料的热交换产生的通过载置面18a的热流的积分值以及上述精确地计算的灵敏度系数X，精确地计算第二试验材料的热容量C2。
(2)热流传感器11不仅局限于安装在载置面18a的薄板状的珀耳帖元件。热流传感器11，例如，也可以由安装在载置面18c的薄板状的珀耳帖元件或可粘贴在试验材料SP的表面的薄膜状的珀耳帖元件等构成。在这种情况下，散热部件18也可以不具备载置面18a，而是在载置面18c的下端设置引导部18b。然后，在步骤S11和步骤S16，也可以以让粘贴在第一试验材料和第二试验材料的该热流传感器11与载置面18c接触的方式，将第一试验材料和第二试验材料直接地载置于载置面18c。而且，在步骤S13和步骤S18，也可以将该热流传感器11定期输出的通过第一试验材料和第二试验材料的表面和载置面18c的热流的测量值作为通过上述载置面18a的热流的测量值，计算第一积分值和第二积分值。而且，温度传感器12，不仅局限于安装在载置面18a的薄膜状的热电偶，例如，也可以由能够粘贴在试验材料SP的表面的薄膜状的热电偶构成。
(3)在第二试验材料的重量m为已知的情况下，热容量计算部16，也可以进一步通过将在步骤S 20计算的第二试验材料的热容量除以该已知的重量m，并将该除法结果作为第二试验材料的比热而计算得出。
(4)上述的实施方式，具体地说明了，例如图4的波形Wd所示，在步骤S12和步骤S17，通过将试验槽9内的空气温度从第一温度“25℃(＝298K)”下调到比第一温度低的第二温度“15℃(＝288K)”来计算第二试验材料的热容量。然而，并不仅局限于此，在步骤S12和步骤S17，也可以通过将试验槽9内的空气温度从第一温度(例如“15℃(＝288K)”)上调到比第一温度高的第二温度(例如“25℃(＝298K)”)来计算第二试验材料的热容量。
(5)也可以在试验槽9内的多个地方分别设置测量各个地方的周围的空气环境的环境传感器91。这种情况下，也可以利用由最接近于热流测量装置1而配置的环境传感器91所测量的空气温度，来进行在步骤S12和步骤S17的空气温度的调整。或者，也可以利用设置在上述多个地方的环境传感器91所测量的空气温度的平均值，来进行步骤S12和步骤S17的空气温度的调整。由此，在试验槽9内的多个地方的各空气温度产生偏差的情况下，也可以精确地进行在步骤S12和步骤S17对空气温度的调整。
(6)也可以在散热部件18的载置面18a或载置面18c的多个地方设置温度传感器12。或者，也可以在第一试验材料和第二试验材料的表面粘贴多个温度传感器12。这种情况下，在步骤S14和步骤S18，也可以将多个温度传感器12的输出值的平均值作为第一试验材料和第二试验材料的表面温度来使用。由此，即使在第一试验材料和第二试验材料的表面的各表面温度产生偏差的情况下，也可以精确地进行步骤S14中的第一差值的计算以及步骤S18中的第二差值的计算。
另外，如果总结上述实施方式可如下所述。
上述实施方式所涉及的热容量测量装置包括：收容热流测量装置的试验槽；和，调整所述试验槽内的空气温度的空气调节机，其中，所述热流测量装置具备：具有用于直接或间接地载置试验材料的载置面的散热部件；测量通过所述载置面的热流的热流传感器；测量所述试验材料的表面温度的温度传感器；收容所述散热部件、所述热流传感器、所述温度传感器以及载置在所述载置面的试验材料的屏蔽容器；由所述空气调节机将所述空气温度从第一温度调整到与所述第一温度不同的第二温度，计算在该调整过程中的规定期间所述热流传感器测量的热流的积分值的热量计算部；计算在所述规定期间的开始时所述温度传感器测量的表面温度和在所述规定期间的结束时所述温度传感器测量的表面温度的差值的温度差计算部；在热容量已知的第一试验材料载置在所述载置面的状态下，将由所述热量计算部计算的第一积分值除以由所述温度差计算部计算的第一差值，将以该除法的结果除以所述第一试验材料的热容量的结果，作为灵敏度系数而计算得出的系数计算部；以及，在热容量未知的第二试验材料载置在载置面的状态下，将由所述热量计算部计算的第二积分值与所述灵敏度系数相乘的乘积除以由所述温度差计算部计算的第二差值的结果，作为所述第二试验材料的热容量而计算得出的热容量计算部。
而且，上述实施方式所涉及的热容量测量方法，是具备收容热流测量装置的试验槽和调整所述试验槽内的空气温度的空气调节机的热容量测量装置中的热容量测量方法，其中，所述热流测量装置具备：具有用于直接或间接地载置试验材料的载置面的散热部件；测量通过所述载置面的热流的热流传感器；测量所述试验材料的表面温度的温度传感器；以及，收容所述散热部件、所述热流传感器、所述温度传感器以及载置在所述载置面的试验材料的屏蔽容器，在所述热容量测量方法中，在热容量已知的第一试验材料载置在所述载置面的状态下，执行热量计算处理和温度差计算处理，将由所述热量计算处理计算出的第一积分值除以由所述温度差计算处理计算出的第一差值，将用该除法的结果除所述第一试验材料的热容量的结果，作为灵敏度系数而计算得出；以及，在热容量未知的第二试验材料载置在载置面的状态下，执行所述热量计算处理和所述温度差计算处理，将由所述热量计算处理计算出的第二积分值与所述灵敏度系数相乘的乘积除以由所述温度差计算处理计算出的第二差值的结果，作为所述第二试验材料的热容量而计算得出，其中，所述热量计算处理，由所述空气调节机将所述空气温度从第一温度调整到与所述第一温度不同的第二温度，计算在该调整过程中的规定期间所述热流传感器测量的热流的积分值；所述温度差计算处理，计算在所述规定期间的开始时所述温度传感器测量的表面温度和在所述规定期间的结束时所述温度传感器测量的表面温度的差值。
根据本结构，第一试验材料被载置在收容于屏蔽容器内的散热部件的载置面上，可以计算其灵敏度系数。之后，第二试验材料被载置在载置面上，使用上述计算的灵敏度系数可以计算第二试验材料的热容量。为此，与以往的DSC法不同，可以避免在散热部件的载置面同时载置第一试验材料和第二试验材料。由此，与以往的DSC法相比，可以将更大的第一试验材料和第二试验材料分别载置在散热部件上，计算第二试验材料的热容量。
而且，与以往的DSC法不同，因为使第一试验材料和第二试验材料的表面温度维持在同一温度来使表面温度变化，所以不用对试验槽内的空气温度和散热部件进行繁琐的温度控制，用可调整空气温度的现有的试验槽，就可以容易地计算第二试验材料的热容量。
而且，优选，所述系数计算部，将从所述第一积分值减去在所述载置面没有载置试验材料的状态下由所述热量计算部计算的基准积分值的结果除以所述第一差值，并将用该除法的结果除以所述第一试验材料的热容量的结果作为所述灵敏度系数计算得出；所述热容量计算部，将从所述第二积分值减去所述基准积分值的结果和所述灵敏度系数的乘积除以所述第二差值的结果，作为所述第二试验材料的热容量而计算得出。
根据本结构，基于从由第一积分值表示的通过了在载置面与第一试验材料接触的区域及在载置面与空气接触的区域的热流的积分值减去由基准积分值表示的仅通过了在载置面与空气接触的区域的热流的积分值的结果，计算灵敏度系数。
为此，可取消通过了由散热部件和空气的热交换产生的载置面的热流的积分值，基于通过了主要由散热部件和第一试验材料的热交换产生的载置面的热流的积分值，精确地计算灵敏度系数。而且，可取消通过了由散热部件和空气的热交换产生的载置面的热流的积分值，基于通过了主要由散热部件和第二试验材料的热交换产生的载置面的热流的积分值和上述精确地计算的灵敏度系数，精确地计算第二试验材料的热容量。
而且，优选，所述热流传感器，由安装在所述载置面的薄板状的珀耳帖元件构成。
例如，假设，将热流传感器安装在试验材料的表面，将该试验材料载置在载置面，测量通过了安装有热流传感器的区域的热流。这种情况下，例如，由于热流传感器被安装在试验材料表面的凹部等原因，存在热流传感器没有与载置面接触的状态下试验材料被载置在载置面的担忧。其结果，存在由于该热流传感器，没有通过载置面的由空气和试验材料的热交换产生的热流被错误地测量的担忧。
然而，根据本结构，薄板状的珀耳帖元件被安装在载置面。为此，只需以让试验材料的至少一部分与载置面中安装有薄板状的珀耳帖元件的区域接触的方式载置试验材料，就可以精确地测量通过了由散热部件和载置在载置面的试验材料的热交换产生的载置面的热流。
而且，优选，所述第一试验材料载置在所述载置面一侧的表面的面积比所述珀耳帖元件的表面面积小。
根据本结构，由于第一试验材料载置在载置面一侧的表面的面积比珀耳帖元件的表面面积小，可以将第一试验材料载置在载置面中安装有珀耳帖元件的区域内。由此，可以测量通过了载置面和第一试验材料表面接触的区域的所有热流。其结果，与仅测量通过了载置面及第一试验材料的表面接触的区域的热流的一部分的情况相比，可以更多地测量由散热部件和第一试验材料的热交换产生的热流，精确地计算灵敏度系数。
而且，优选，所述第二试验材料载置在所述载置面一侧的表面的面积比所述珀耳帖元件的表面面积小。
根据本结构，由于第二试验材料载置在载置面一侧的表面的面积比珀耳帖元件的表面面积小，可以将第二试验材料载置在载置面中安装有珀耳帖元件的区域内。由此，可以测量通过了载置面和第二试验材料表面接触的区域的所有热流。其结果，与仅测量通过了载置面及第二试验材料表面接触的区域的热流的一部分的情况相比，可以更多地测量由散热部件和第二试验材料的热交换产生的热流，精确地计算第二试验材料的热容量。
而且，优选，所述第一试验材料和所述第二试验材料具有相互相同的外形尺寸。
根据本结构，因为第一试验材料和第二试验材料具有相互相同的外形尺寸，所以，通过将第一试验材料和第二试验材料分别以相同的姿势载置在载置面，可以使载置面与第一试验材料接触的区域的面积和载置面与第二试验材料接触的区域的面积相等。由此，利用通过了相等面积的区域的热流的第一积分值和第二积分值比利用通过了不同面积的区域的热流的第一积分值和第二积分值的情况相比，可以更准确地计算第二试验材料的热容量。
而且，优选，所述温度传感器，被形成为薄膜状且被安装在所述载置面。
根据本结构，因为温度传感器被形成为薄膜状且被安装在所述载置面，所以，在将第一试验材料及第二试验材料分别载置在载置面的情况下，可以避免因通过载置面以及试验材料的表面的热流引起的温度传感器的阻抗变大的情况发生。由此，可以避免不能精确地测量热流传感器通过载置面以及试验材料的表面的热流的情况发生。
而且，在利用安装在第一试验材料及第二试验材料的表面的温度传感器的情况下，由于该温度传感器以不与载置面接触的状态被载置，存在只能测量试验材料的表面中没有与载置面接触的区域的表面温度的担忧。但是，根据本结构，因为温度传感器被安装在载置面，所以，只需以让试验材料的至少一部分与载置面中安装有温度传感器的区域接触的方式载置试验材料，就可以精确地测量试验材料的表面中与载置面接触的区域的表面温度。由此，利用与载置面接触的试验材料的表面的表面温度，可以精确地计算灵敏度系数和第二试验材料的热容量。

Claims (8)

1.一种热容量测量装置，其特征在于包括：
试验槽，用于收容热流测量装置；和，
空气调节机，用于调整所述试验槽内的空气温度，其中，
所述热流测量装置具备：
散热部件，具有用于直接或间接地载置试验材料的载置面；
热流传感器，测量通过所述载置面的热流；
温度传感器，测量所述试验材料的表面温度；以及，
屏蔽容器，收容所述散热部件、所述热流传感器、所述温度传感器以及载置在所述载置面的试验材料，
热容量测量装置还包括：
热量计算部，由所述空气调节机将所述空气温度从第一温度调整到与所述第一温度不同的第二温度，计算在从该调整开始时刻起的规定期间所述热流传感器测量的热流的积分值；
温度差计算部，计算在所述规定期间的开始时所述温度传感器测量的表面温度和在所述规定期间的结束时所述温度传感器测量的表面温度的差值；
系数计算部，在热容量已知的第一试验材料载置在所述载置面的状态下，将由所述热量计算部计算出的第一积分值除以由所述温度差计算部计算出的第一差值，将用该除法的结果除所述第一试验材料的热容量的结果，作为灵敏度系数而计算得出；以及，
热容量计算部，在热容量未知的第二试验材料载置在载置面的状态下，将由所述热量计算部计算出的第二积分值与所述灵敏度系数相乘的乘积除以由所述温度差计算部计算出的第二差值的结果，作为所述第二试验材料的热容量而计算得出。
2.根据权利要求1所述的热容量测量装置，其特征在于，
所述系数计算部，将从所述第一积分值减去在所述载置面没有载置试验材料的状态下由所述热量计算部计算出的基准积分值的结果除以所述第一差值，并将用该除法的结果除所述第一试验材料的热容量的结果作为所述灵敏度系数计算得出；
所述热容量计算部，将从所述第二积分值减去所述基准积分值的结果和所述灵敏度系数的乘积除以所述第二差值的结果，作为所述第二试验材料的热容量而计算得出。
3.根据权利要求1所述的热容量测量装置，其特征在于，
所述热流传感器，由安装在所述载置面的薄板状的珀耳帖元件构成。
4.根据权利要求3所述的热容量测量装置，其特征在于，
所述第一试验材料载置在所述载置面一侧的表面的面积比所述珀耳帖元件的表面面积小。
5.根据权利要求3或4所述的热容量测量装置，其特征在于，
所述第二试验材料载置在所述载置面一侧的表面的面积比所述珀耳帖元件的表面面积小。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的热容量测量装置，其特征在于，
所述第一试验材料和所述第二试验材料具有彼此相同的外形尺寸。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的热容量测量装置，其特征在于，
所述温度传感器，被形成为薄膜状，被安装在所述载置面。
8.一种热容量测量方法，是具备收容热流测量装置的试验槽和调整所述试验槽内的空气温度的空气调节机的热容量测量装置的热容量测量方法，其特征在于，
所述热流测量装置具备：
散热部件，具有用于直接或间接地载置试验材料的载置面；
热流传感器，测量通过所述载置面的热流；
温度传感器，测量所述试验材料的表面温度；以及，
屏蔽容器，收容所述散热部件、所述热流传感器、所述温度传感器以及载置在所述载置面的试验材料，
在所述热容量测量方法中，
在热容量已知的第一试验材料载置在所述载置面的状态下，执行热量计算处理和温度差计算处理，将由所述热量计算处理计算出的第一积分值除以由所述温度差计算处理计算出的第一差值，将用该除法的结果除所述第一试验材料的热容量的结果，作为灵敏度系数而计算得出；以及，
在热容量未知的第二试验材料载置在载置面的状态下，执行所述热量计算处理和所述温度差计算处理，将由所述热量计算处理计算出的第二积分值与所述灵敏度系数相乘的乘积除以由所述温度差计算处理计算出的第二差值的结果，作为所述第二试验材料的热容量而计算得出，其中，
所述热量计算处理，由所述空气调节机将所述空气温度从第一温度调整到与所述第一温度不同的第二温度，计算在从该调整开始时刻起的规定期间所述热流传感器测量的热流的积分值；
所述温度差计算处理，计算在所述规定期间的开始时所述温度传感器测量的表面温度和在所述规定期间的结束时所述温度传感器测量的表面温度的差值。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115165955B (zh) * 2022-06-01 2023-06-16 浙江大学 一种基于热量变化的地面材料反照率测试方法及系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4130016A (en) * 1977-08-08 1978-12-19 The Dow Chemical Company Adiabatic calorimeter apparatus and method for measuring the energy change in a chemical reaction
US5224775A (en) * 1992-03-02 1993-07-06 Ta Instruments, Inc. Method and apparatus for modulated differential analysis
CN1846205A (zh) * 2003-07-04 2006-10-11 梅特勒-托莱多有限公司 用于物质热分析的方法和装置
CN101487806A (zh) * 2009-02-20 2009-07-22 中山大学 一种兼容可视化功能的差示扫描量热仪
CN102004117A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 精工电子纳米科技有限公司 热分析装置
CN102183544A (zh) * 2010-12-10 2011-09-14 陈昭栋 热物性瞬态测量方法及装置
CN102565114A (zh) * 2010-12-10 2012-07-11 上海精密科学仪器有限公司 一种dta/dsc测量及加热装置
CN102749352A (zh) * 2012-07-23 2012-10-24 董洪标 单组元差分扫描量热方法
CN102759541A (zh) * 2011-04-26 2012-10-31 中国科学院理化技术研究所 差示扫描量热仪
CN104792821A (zh) * 2015-04-29 2015-07-22 四川大学 微型量热仪

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998020314A2 (en) * 1996-11-01 1998-05-14 Ta Instruments, Inc. Differential scanning calorimeter
JP2976015B2 (ja) * 1997-01-28 1999-11-10 名古屋大学長 熱容量測定方法
JPH1183771A (ja) * 1997-09-08 1999-03-26 Shinku Riko Kk 比熱容量測定方法及び装置
JP2005274152A (ja) 2004-03-22 2005-10-06 Juki Corp 分析機用恒温装置
JP4327760B2 (ja) 2005-03-29 2009-09-09 シチズンホールディングス株式会社 熱量計およびそれを用いた分析方法
EP2214005B1 (en) * 2009-02-03 2019-09-18 Mettler-Toledo GmbH Thermo-Analytical Instrument
EP2502057B1 (de) 2009-11-20 2020-01-01 Netzsch Gerätebau GmbH System und verfahren zur thermischen analyse
JP5421832B2 (ja) * 2010-03-25 2014-02-19 アズビル株式会社 発熱量算出式作成システム、発熱量算出式の作成方法、発熱量測定システム、及び発熱量の測定方法
US9513240B2 (en) * 2011-02-22 2016-12-06 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York MEMS-based calorimeter, fabrication, and use thereof
JP5781968B2 (ja) * 2012-03-27 2015-09-24 アズビル株式会社 発熱量測定システム及び発熱量の測定方法
WO2016065361A2 (en) * 2014-10-24 2016-04-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Mems-based calorimeter, fabrication, and use thereof

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4130016A (en) * 1977-08-08 1978-12-19 The Dow Chemical Company Adiabatic calorimeter apparatus and method for measuring the energy change in a chemical reaction
US5224775A (en) * 1992-03-02 1993-07-06 Ta Instruments, Inc. Method and apparatus for modulated differential analysis
US5224775B1 (en) * 1992-03-02 1994-07-19 Ta Instr Inc Method and apparatus for modulated differential analysis
US5224775C2 (en) * 1992-03-02 2002-04-23 Ta Instr Inc Method and apparatus for modulated differential analysis
CN1846205A (zh) * 2003-07-04 2006-10-11 梅特勒-托莱多有限公司 用于物质热分析的方法和装置
CN101487806A (zh) * 2009-02-20 2009-07-22 中山大学 一种兼容可视化功能的差示扫描量热仪
CN102004117A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 精工电子纳米科技有限公司 热分析装置
CN102183544A (zh) * 2010-12-10 2011-09-14 陈昭栋 热物性瞬态测量方法及装置
CN102565114A (zh) * 2010-12-10 2012-07-11 上海精密科学仪器有限公司 一种dta/dsc测量及加热装置
CN102759541A (zh) * 2011-04-26 2012-10-31 中国科学院理化技术研究所 差示扫描量热仪
CN102749352A (zh) * 2012-07-23 2012-10-24 董洪标 单组元差分扫描量热方法
CN104792821A (zh) * 2015-04-29 2015-07-22 四川大学 微型量热仪

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