JP2010236890A - 物性値測定システム及び物性値測定方法 - Google Patents
物性値測定システム及び物性値測定方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】被測定流体中に配置される発熱素子及び検出素子を有するセンサチップ4を備え、発熱素子を発熱させた際の検出素子の温度変化に基づいて被測定流体の物性値を求める物性値測定システム1である。物性値測定システム1は、発熱素子に電力を与えて発熱させる駆動回路5と、発熱素子を発熱させた際の検出素子の一定の温度変化に要した電力量を検出し、検出素子の温度に基づいて被測定流体の熱伝導率を算出し、検出した電力量と算出した熱伝導率とに基づいて被測定流体の物性値を算出する中央情報処理装置6と、を備える。
【選択図】図1
Description
ΣPh=α2×ρCP+β2 ・・・(2)
ΣPh=α3×ρCP+β3 ・・・(3)
ΣPh=α4×ρCP+β4 ・・・(4)
ΣPh=α5×ρCP+β5 ・・・(5)
式(6)におけるa及びbは、最小二乗法等を用いて算出可能な定数である。式(6)は、前記した5種類のガス以外のガスにも適用することができる。従って、例えばガス組成が未知の混合ガスの大気圧時における密度ρ0が既知であれば、式(6)を用いることにより、その混合ガスの熱容量とステップ電力との相関関係を示す線形近似式の傾きαを算出することが可能となる。なお、図6におけるRは、密度ρ0と傾きαとの相関の強さを示す相関係数を意味する。
式(7)におけるc及びdは、最小二乗法等を用いて算出可能な定数である。式(7)は、前記した5種類のガス以外のガスにも適用することができる。従って、例えばガス組成が未知の混合ガスの熱伝導率λが既知であれば、式(7)を用いることにより、その混合ガスの熱容量とステップ電力との相関関係を示す線形近似式の切片βを算出することが可能となる。なお、図7におけるRは、熱伝導率λと切片βとの相関の強さを示す相関係数を意味する。
かかる式(8)に、式(6)のα及び式(7)のβを代入すると、以下のような関係式(9)が得られる。
ここで、Pを被測定ガスの圧力とし、P0を大気圧とすると、「ρ=ρ0×P/P0」となるため、以下の式(10)が得られる。
式(10)におけるa、b、c及びd、最小二乗法等を用いて算出可能な定数である。よって、被測定ガスに対応するステップ電力ΣPhと、被測定ガスの大気圧時における密度ρ0及び熱伝導率λと、が既知であれば、式(10)を用いることにより、その被測定ガスの圧力Pを算出することが可能となる。また、被測定ガスに対応するステップ電力ΣPhと、被測定ガスの圧力P及び熱伝導率λと、が既知であれば、式(10)を用いることにより、その被測定ガスの大気圧時における密度ρ0と比熱CPに関する物性値を算出することが可能となる。図8は、式(10)を概念的に表したグラフである。
4…センサチップ
5…駆動回路(駆動手段)
6…中央情報処理装置(電力検出手段、熱伝導率算出手段、物性値算出手段)
44…発熱素子
45…第1の検出素子
46…第2の検出素子
47…周囲温度センサ(温度制御手段)
Claims (8)
- 被測定流体中に配置される発熱素子及び検出素子を有するセンサチップを備え、前記発熱素子を発熱させた際の前記検出素子の温度変化に基づいて被測定流体の物性値を求める物性値測定システムであって、
前記発熱素子に電力を与えて発熱させる駆動手段と、
前記発熱素子を発熱させた際の前記検出素子の温度変化に対応した電力量を検出する電力検出手段と、
前記検出素子の温度に基づいて被測定流体の熱伝導率を算出する熱伝導率算出手段と、
前記電力検出手段で検出した電力量と前記熱伝導率算出手段で算出した熱伝導率とに基づいて被測定流体の物性値を算出する物性値算出手段と、を備える、
物性値測定システム。 - 前記電力検出手段は、前記検出素子の温度が一定温度上昇するのに要した電力量を検出するものである、
請求項1に記載の物性値測定システム。 - 前記センサチップは、前記検出素子を複数有するものである、
請求項1又は2に記載の物性値測定システム。 - 前記検出素子近傍の温度を安定化させるための温度制御手段を備える、
請求項1から3の何れか一項に記載の物性値測定システム。 - 前記物性値算出手段は、被測定流体の熱容量を算出するものである、
請求項1から4の何れか一項に記載の物性値測定システム。 - 前記物性値算出手段は、被測定流体の組成を算出するものである、
請求項1から4の何れか一項に記載の物性値測定システム。 - 前記物性値算出手段は、被測定流体の圧力を算出するものである、
請求項1から4の何れか一項に記載の物性値測定システム。 - 被測定流体中に配置される発熱素子及び検出素子を有するセンサチップを用いて、前記発熱素子を発熱させた際の前記検出素子の温度変化に基づいて被測定流体の物性値を求める物性値測定方法であって、
前記発熱素子に電力を与えて発熱させた際の前記検出素子の温度変化に対応した電力量を検出する電力検出工程と、
前記検出素子の温度に基づいて被測定流体の熱伝導率を算出する熱伝導率算出工程と、
前記電力検出工程で検出した電力量と前記熱伝導率算出工程で算出した熱伝導率とに基づいて被測定流体の物性値を算出する物性値算出工程と、を備える、
物性値測定方法。
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