JP2008503760A - 測定装置 - Google Patents
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Abstract
i)少なくとも一つの点温度センサーが先端部を有して対象物の温度をはかること、
ii)レーザーが前記点温度センサーの前記先端部を加熱するためにレーザー光線を前記点温度センサーの前記先端部に照射すること、
iii)光学部材が前記レーザーと前記点温度センサーの間に配置されること、
iv)測定素子が前記点温度センサーからの信号を検出して、この信号を測定すること、
V)信号発生器が参照信号を供給すること
である。
Description
微小体積を有する対象物を測定する最も理想的な方式は、点加熱(point heating)及び点測定(point sensing)方式である。
点加熱及び点測定方式を利用した従来の測定装置としては、ペルチエ(peltier)真空計(韓国特許登録0407815)が挙げられる。ペルチエ真空計は、一つの点温度センサーだけでセンサー周辺の熱伝達係数を測定し、それから真空度を測定する。
また、交流電源で点温度センサーの先端部を加熱しながら同時に温度信号を分離するリアルタイムで測定できない問題があった。
本発明の他の目的は、対象物の熱物性だけでなく流量、圧力、速度、加速度も測定できる測定装置を提供することである。
また、対象物の熱物性だけでなく流量、圧力、速度、加速度も測定できる。
従って、測定装置は少量の試料を使っても対象物の熱物性を測定できる。
また、測定装置は直流及び交流電源を全て用いることができ、必要な時にリアルタイムで測定できる。
また、対象物の熱物性だけでなく流量、圧力、速度、加速度も測定できる測定装置を提供できる、
また、測定装置を動かす物体に固定させて一緒に動かして、動く物体の加速度を測定できる。
また、多様な実施形態において、同一構成を有する構成要素については同一符号を付け、代表的に実施形態1で説明し、その他の実施形態2では実施形態1と異なった構成についてだけ説明する。
図1は本発明の実施形態1による測定装置を示した。
図1に示したように、測定装置は、点温度センサー20、レーザー10、光学部材30、計測器60及び信号発生器40を含む。そして、光変調器70と信号増幅器50を更に含むことができる。この時、測定装置が測定しようとする対象物(T)は微小体積を有する流体の一部または固体の局所の部分になりうる。
点温度センサー20の先端部の温度は次の数式で計算できる。
図2に示したように、測定対象物(TF)が透明な流体の時にはこれを容器81に入れて測定する。点温度センサー20の先端部を容器に収容された対象物(TF)の内部に挿入して、レーザー10で照射されたレーザー光線で点温度センサー20の先端部を加熱する。この時、点温度センサー20の先端部の温度変化を計測して、対象物(TF)の熱物性を測定する。
このような構成によるレーザー10を利用した点加熱及び点測定方式で微小体積を有する流体の熱物性を効果的に測定できる。
図3に示したように、測定対象物(TF)が不透明な流体の時にはこれを一側85が透明な容器81に入れて測定する。点温度センサー20の先端部を容器81が透明な一側85に接触させて、点温度センサー20の先端部が接触された面の反対面にレーザー光線を照射して点温度センサー20の先端部を加熱する。この時、点温度センサー20の先端部の温度変化を計測して、対象物(TF)の熱物性を測定する。
このような構成によるレーザー10を利用した点加熱及び点測定方式によって、微小体積を有する不透明流体の熱物性を効果的に測定できる。
図4に示したように、固体の対象物(TS)の測定しようとする局所部位に点温度センサー20の先端部を接触させて、レーザー10から照射されたレーザー光線で点温度センサー20の先端部を加熱する。この時、点温度センサー20の先端部の温度変化を計測して、対象物(TS)の熱物性を測定する。
図5に示したように、流体の測定対象物(TF)を容器に入れて、点温度センサー20の先端部を容器81に入った対象物(TF)内部に挿入する。光ファイバー32の一端を点温度センサー20の先端部に隣接するように配置し、光ファイバー32の他端に向かって、レーザー光線を照射する。レーザー10で照射されたレーザー光線は光ファイバー32を経由して誘導されて点温度センサー20の先端部を加熱する。この時、点温度センサー20の先端部の温度変化を計測して、対象物(TF)の熱物性を測定する。
図6で示したように、固体の対象物(TS)の測定しようとする局所部位に点温度センサー20の先端部を接触させて、光ファイバー32の一端を点温度センサー20の先端部に隣接配置する。そして、レーザー10に光ファイバー32の他端にレーザー光線を照射する。レーザー10で照射されたレーザー光線は光ファイバー32経由して誘導されて点温度センサー20の先端部を加熱する。この時、点温度センサー20の先端部の温度変化を計測して、対象物(TS)の熱物性を測定する。
図面に示したように、点温度センサー20の先端部を流れる流体内部に挿入して、レーザー10で照射されたレーザー光線で点温度センサー20の先端部を加熱する。この時、点温度センサー20の先端部の温度変化を計測して、対象物(TF)の流量を測定する。
点温度センサー20の先端部に与えた熱が流れる流体に抜け出る量は流体の速度関数であるため、これを利用して流れる流体の流量及び速度などを測定できる。
図8を参照して本発明の実施形態4による測定装置を使って動く物体の加速度を測定する方法を具体的に説明する。つまり、測定装置は動く物体に固定して共に動きながら、物体の加速度を測定できる。また、図8には光学部材30に光学レンズ31が使用されたが、必ずしもこれに限定されるものではない。従って、光学部材30に光ファイバー32(図5に図示)が使用されたり、光ファイバー32と光学レンズ31が共に使われてもよい。
図8に示したように、測定装置は各々先端部を有する多数の点温度センサー20と、多数の点温度センサー20の先端部にレーザー光線を照射するレーザー10と、レーザーから照射されたレーザーを局所的に集中させる光学レンズ31、そして流体の対象物(TF)を孤立させて貯蔵する貯蔵部90を含む。
加速度によって動く物体に変化が生じると、加熱した点温度センサー21周辺の点温度センサー22、23の先端部に温度変化が発生する。このような変化の差は加速度の大きさの関数であるため、これによって動く物体の加速度を測定できる。
また、動く物体の加速度を測定する時には、必ずしもレーザー10に加熱する先端部が点温度センサー20である必要はない。つまり、レーザー光線を吸収して、発熱できる熱吸収体であれば可能である。ここで、熱吸収体は点温度センサー20のような先端部を有しなければならない。従って、レーザー10に熱吸収体の先端部を加熱して、熱吸収体の先端部周辺に配置された点温度センサー20の先端部の温度変化を計測して動く物体の加速度を分かることもできる。
また、本発明に熱測定装置を動かす物体に固定させて一緒に動くようにしながら、動く物体の加速度を測定できる。
20、21,22,23 点温度センサー
30 光学部材
31 光学レンズ
32 光ファイバー
40 信号発生器
50 信号増幅器
60 計測器
70 光変調器
81 容器
Claims (21)
- 先端部を有して対象物の温度を測定する点温度センサー、
レーザー光線を照射して前記点温度センサーの先端部を加熱するレーザー、
前記レーザーと前記点温度センサーの間に配置された光学部材、
前記点温度センサーで信号を検出して計測する計測器、及び
参照信号を供給する信号発生器
を含むことを特徴とする測定装置。 - 前記光学部材は光学レンズを含むことを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記光学部材は光ファイバーを含むことを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記レーザー光線は前記光ファイバーを経由して、前記点温度センサーの先端部に誘導されることを特徴とする請求項3に記載の測定装置。
- 前記対象物は容器に収納された流体であり、
前記点温度センサーの先端部を前記対象物内部に挿入して、
前記レーザーから照射されたレーザー光線で前記点温度センサーの先端部を加熱して、前記対象物の熱物性を測定することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。 - 前記対象物は不透明な流体であることを特徴とする請求項5に記載の測定装置。
- 前記容器は一側が透明に形成されたことを特徴とする請求項6に記載の測定装置。
- 前記点温度センサーの先端部を前記容器の透明な一側に接触させて、
前記点温度センサーの先端部が接触した面の反対面に前記レーザー光線を照射することを特徴とする請求項7に記載の測定装置。 - 前記対象物は固体であり、
前記点温度センサーの先端部を前記対象物の測定しようとする部位の表面に接触させて、
前記レーザーから照射されたレーザー光線で前記点温度センサーの先端部を加熱して、前記対象物の熱物性を測定することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。 - 前記対象物は流れる流体であり、
前記点温度センサーの先端部を前記対象物内部に挿入して、
前記レーザーから照射されたレーザー光線で前記点温度センサーの先端部を加熱して、前記対象物の流量を測定することを特徴とする請求項1に記載の測定装置。 - 前記点温度センサーの数は多数個であることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記対象物は動く物体と一緒に移動する孤立した流体であり、
前記多数の点温度センサーの先端部を各々前記対象物内部に挿入して、
前記レーザーから照射されたレーザー光線で前記多数の点温度センサーの先端部の中のいずれか一つの先端部を加熱して、前記動く物体の加速度を測定することを特徴とする請求項11に記載の測定装置。 - 前記多数の点温度センサーの先端部は前記動く物体の加速度を測定しようとする方向に沿って連続的に配置されたことを特徴とする請求項12に記載の測定装置。
- 前記レーザー光線は前記多数の点温度センサーの先端部の中、中間に位置した先端部を加熱することを特徴とする請求項13に記載の測定装置。
- 前記点温度センサーの数は3つであることを特徴とする請求項14に記載の測定装置。
- 先端部を有する熱吸収体を更に含むことを特徴とする請求項11に記載の測定装置。
- 前記対象物は動く物体と一緒に移動する孤立した流体であり、
前記多数の点温度センサーの先端部及び前記熱吸収体の先端部を各々前記対象物内部に挿入して、
前記レーザーから照射されたレーザー光線で前記熱吸収体の先端部を加熱して、前記動く物体の加速度を測定することを特徴とする請求項16に記載の測定装置。 - 前記多数の点温度センサーの先端部及び前記熱吸収体の先端部は前記動く物体の加速度を測定しようとする方向に沿って連続的に配置され、前記熱吸収体の先端部が中間に配置されたことを特徴とする請求項17に記載の測定装置。
- 前記点温度センサーで検出される信号を増幅する信号増幅器を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 前記レーザーから照射されるレーザー光線を変調させる光変調器を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 交流電源及び直流電源を全て用いることができることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
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