JP2012032196A - Thermal conduction measuring apparatus and thermal conduction measuring method - Google Patents
Thermal conduction measuring apparatus and thermal conduction measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012032196A JP2012032196A JP2010170061A JP2010170061A JP2012032196A JP 2012032196 A JP2012032196 A JP 2012032196A JP 2010170061 A JP2010170061 A JP 2010170061A JP 2010170061 A JP2010170061 A JP 2010170061A JP 2012032196 A JP2012032196 A JP 2012032196A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- sample
- heating
- cooling
- side clamping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、熱伝導測定装置及び熱伝導測定方法に関するものである。 The present invention relates to a heat conduction measuring device and a heat conduction measuring method.
従来、定常法により樹脂材等の測定対象物の熱物性値を測定する装置として種々の装置が知られている(特許文献1及び2参照)。例えば、特許文献1に記載の装置は、図7に示されるように、測定対象物100を一対の部材(挟持部材)101,102で挟んで層状の構成とし、この層状構造体103を上部ロッド104と下部ロッド105との間に挟み込む構成となっている。
Conventionally, various apparatuses are known as an apparatus for measuring a thermophysical value of a measurement object such as a resin material by a steady method (see Patent Documents 1 and 2). For example, as shown in FIG. 7, the apparatus described in Patent Document 1 has a layered structure in which a
上部ロッド104は、熱源(図示省略)に接続されると共に、長手方向の複数箇所で温度を測定することができるように構成され、また、下部ロッド105は、冷却装置(図示省略)に接続されると共に、長手方向の複数箇所で温度を測定することができるように構成されている。そして、上部ロッド104及び下部ロッド105によって層状構造体103に荷重を加えた状態で上部ロッド104から下部ロッド105に熱を流し、上部ロッド104及び下部ロッド105の複数箇所で温度を測定することにより層状構造体103の熱抵抗を測定し、これに基づいて測定対象物100の熱物性値を求める。
The
特許文献1の装置では、測定対象物100の熱物性値の測定の際に、測定対象物100を一対の挟持部材101,102と共に挟み込んだ状態で上部ロッド104から下部ロッド105に熱を流すが、測定精度を確保するためには熱の流れが偏らないように上部ロッド104から下部ロッド105に熱を流す必要がある。前記の装置では、上下のロッド104,105間に測定対象物100を正常な状態で設置、即ち、上部ロッド104と測定対象物100と下部ロッド105とが熱の流れる方向に沿って真っ直ぐ並ぶように設置(図3(a)参照)することによって、熱の流れが偏ることなく上部ロッド104から下部ロッド105へ熱が流れる。
In the apparatus of Patent Document 1, when measuring the thermophysical value of the
そのため、測定対象物100を設置したときに、例えば、上部ロッド104又は/及び下部ロッド105が傾いた状態(図3(b)及び図3(e)参照)や、測定対象物100の厚さ寸法が均一でない状態(図3(c)参照)や、測定対象物100が所定の設置位置から横方向にずれた状態(図3(d)参照)等の設置異常が生じると、上部ロッド104から下部ロッド105への熱の流れに偏りが生じ、測定対象物100の熱物性値を正確に測定することができない。
Therefore, when the
また、前記の装置では、この設置異常を検知することができないため、例えば、測定対象物100の厚さ寸法が不均一な場合にも、熱物性値を正確に測定することができない。
In addition, since the above apparatus cannot detect this installation abnormality, for example, even when the thickness of the
一方、特許文献2には、複数のセンサを用いて測定対象物100の厚さ寸法を複数箇所で測定してその平均値を求め、この平均値を測定対象物100の厚さ寸法と擬制して熱物性値の算出を行う装置が開示されている(特許文献2参照)。
On the other hand, in Patent Document 2, the thickness dimension of the
しかし、この装置でも、測定対象物100の横方向の位置ずれのような設置異常には対処できない。また、求められた熱物性値には、前記平均値を測定対象物の厚さ寸法と擬制することによる誤差が含まれる場合がある。従って、特許文献2の装置でも、熱物性値を正確に測定できない場合がある。
However, even this apparatus cannot deal with an installation abnormality such as a lateral displacement of the
そこで、測定対象物の設置異常を検知することができる熱伝導測定装置、及び熱伝導測定方法を提供することを課題とする。 Therefore, it is an object to provide a heat conduction measuring device and a heat conduction measuring method capable of detecting an installation abnormality of a measurement object.
そこで、上記課題を解消すべく、本発明は、一方向熱流定常比較法に用いられる熱伝導測定装置であって、加熱源に熱的に接続されると共に測定対象物の一方の面に接触する端面を有する加熱側挟持部材と、冷却源に熱的に接続されると共に前記測定対象物の他方の面に接触する端面を有し、前記加熱側挟持部材と共に測定対象物を挟み込む冷却側挟持部材と、前記加熱側挟持部材におけるその端面に平行な面方向の温度のばらつき及び前記冷却側挟持部材におけるその端面に平行な面方向の温度のばらつきの少なくとも一方を測定する温度測定部と、前記温度測定部において測定した温度のばらつきに基づいて、前記測定対象物の設置異常を検知する異常検知部とを備える。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a heat conduction measuring device used in a one-way heat flow steady comparison method, and is thermally connected to a heating source and contacts one surface of a measurement object. A heating-side clamping member having an end surface, and a cooling-side clamping member that has an end surface that is thermally connected to a cooling source and contacts the other surface of the measurement object, and sandwiches the measurement object together with the heating-side clamping member A temperature measuring unit for measuring at least one of a temperature variation in a plane direction parallel to the end surface of the heating-side clamping member and a temperature variation in a plane direction parallel to the end surface of the cooling-side clamping member; and the temperature And an abnormality detection unit that detects an installation abnormality of the measurement object based on variations in temperature measured by the measurement unit.
本発明では、測定対象物の設置異常に基づく加熱側挟持部材から冷却側挟持部材への熱の流れの偏りを各挟持部材におけるその端面と平行な面方向の温度のばらつきとして検出することにより、測定対象物の設置異常を検知することができる。これにより、測定対象物を設置し直す等によって設置異常を排除することができ、測定対象物の熱物性値を精度よく求めることが可能となる。尚、本発明において、測定対象物の設置異常とは、加熱側挟持部材、測定対象物、及び冷却側挟持部材の各中心軸が共通の直線上に位置しない状態、例えば、いずれかの挟持部材の中心軸が他の挟持部材の中心軸に対して傾いていたり(図3(b)参照)、いずれかの挟持部材の中心軸が他の挟持部材の中心軸に対してずれていたり(図3(d)参照)する場合や、測定対象物の厚み寸法(挟持方向の寸法)が不均一な状態(図3(c)参照)等をいう。 In the present invention, by detecting the deviation of the heat flow from the heating side clamping member to the cooling side clamping member based on the installation abnormality of the measurement object as a temperature variation in the plane direction parallel to the end face of each clamping member, It is possible to detect an installation error of the measurement object. Thereby, the installation abnormality can be eliminated by re-installing the measurement object, and the thermophysical property value of the measurement object can be accurately obtained. In the present invention, the abnormal installation of the measurement object refers to a state where the central axes of the heating-side clamping member, the measurement object, and the cooling-side clamping member are not located on a common straight line, for example, any clamping member Or the center axis of one of the clamping members is displaced from the center axis of the other clamping member (see FIG. 3B). 3 (d)), or the thickness dimension (dimension in the clamping direction) of the measurement object is not uniform (see FIG. 3 (c)).
本発明に係る熱伝導測定装置においては、前記温度測定部は、温度測定端を有し、前記温度測定端が前記加熱側挟持部材及び前記冷却側挟持部材の少なくとも一方におけるその端面と平行な面方向の複数箇所にそれぞれ配置されること、が好ましい。 In the heat conduction measuring device according to the present invention, the temperature measuring section has a temperature measuring end, and the temperature measuring end is a surface parallel to the end face of at least one of the heating side holding member and the cooling side holding member. It is preferable to be arranged at a plurality of locations in the direction.
この態様では、各挟持部材におけるその端面と平行な面方向全域の温度のばらつきを測定する構成に比べ、温度測定部の構成をより簡素化することができる。 In this aspect, the configuration of the temperature measurement unit can be further simplified as compared with the configuration in which the temperature variation in the entire surface direction parallel to the end surface of each clamping member is measured.
また、熱伝導測定装置は、前記測定対象物を挟み込んだ状態の前記加熱側挟持部材と前記冷却側挟持部材との間隔を測定する間隔測定部をさらに備えてもよい。 The heat conduction measuring device may further include an interval measuring unit that measures an interval between the heating-side holding member and the cooling-side holding member in a state where the measurement object is interposed.
この態様では、測定された挟持部材の間隔に基づいて測定対象物の厚み寸法を求めることができる。このとき、当該熱伝導測定装置では、測定対象物の設置異常を検知することができるので、設置異常が検知された場合にこの設置異常を排除することができる。そのため、加熱側挟持部材と冷却側挟持部材との端面間の間隔を1点のみ測定することによって測定対象物の厚み寸法を精度よく求めることができる。 In this aspect, the thickness dimension of the measurement object can be obtained based on the measured interval between the clamping members. At this time, the heat conduction measuring device can detect the installation abnormality of the measurement object, and therefore the installation abnormality can be eliminated when the installation abnormality is detected. Therefore, the thickness dimension of the measurement object can be obtained with high accuracy by measuring the distance between the end faces of the heating side clamping member and the cooling side clamping member at only one point.
また、上記課題を解消すべく、本発明は、測定対象物の熱伝導に関する物性値を測定する方法であって、測定対象物を加熱源に熱的に接続されると共に測定対象物の一方の面に接触する端面を有する加熱側挟持部材と冷却源に熱的に接続されると共に前記測定対象物の他方の面に接触する端面を有する冷却側挟持部材とによって測定対象物を挟み込む挟持工程と、前記測定対象物を挟み込んだ状態で前記加熱源により前記加熱側挟持部材を加熱すると共に前記冷却源により前記冷却側挟持部材を冷却することによって前記加熱側挟持部材から前記冷却側挟持部材に熱を流す熱流工程と、前記熱流工程で熱を流した状態で、前記加熱側挟持部におけるその端面と平行な面方向の温度のばらつき及び前記冷却側挟持部材におけるその端面に平行な面方向の温度のばらつきの少なくとも一方の温度のばらつきを測定する温度測定工程と、前記測定した温度のばらつきに基づいて、前記測定対象物の設置異常を検知する検知工程と、を備える。 Further, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention is a method for measuring a physical property value related to the heat conduction of a measurement object, wherein the measurement object is thermally connected to a heating source and one of the measurement objects. A sandwiching step of sandwiching the measurement object by a heating-side sandwiching member having an end surface contacting the surface and a cooling-side sandwiching member thermally connected to the cooling source and having an end surface contacting the other surface of the measurement object; The heating side clamping member is heated by the heating source in a state where the measurement object is sandwiched, and the cooling side clamping member is cooled by the cooling source, whereby heat is applied from the heating side clamping member to the cooling side clamping member. In the state of flowing heat in the heat flow step and in the state of flowing heat in the heat flow step, the temperature variation in the surface direction parallel to the end face of the heating side holding portion and the end face of the cooling side holding member are parallel to the end face. Comprising a temperature measuring step of measuring the variation of at least one of the temperature variation in the direction of the temperature, based on temperature variations of said measured, a detection step of detecting an installation abnormality of the measurement object, the.
本発明では、測定対象物の設置異常に基づく加熱側挟持部材から冷却側挟持部材への熱の流れの偏りを各挟持部材におけるその端面と平行な面方向の温度のばらつきとして検出することにより、測定対象物の設置異常を検知することができる。これにより、測定対象物を設置し直す等によって設置異常を排除することができ、測定対象物の熱物性値を精度よく求めることが可能となる。 In the present invention, by detecting the deviation of the heat flow from the heating side clamping member to the cooling side clamping member based on the installation abnormality of the measurement object as a temperature variation in the plane direction parallel to the end face of each clamping member, It is possible to detect an installation error of the measurement object. Thereby, the installation abnormality can be eliminated by re-installing the measurement object, and the thermophysical property value of the measurement object can be accurately obtained.
以上より、本発明によれば、測定対象物の設置異常を検知することができる熱伝導測定装置、及び熱伝導測定方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a heat conduction measuring device and a heat conduction measuring method capable of detecting an installation abnormality of a measurement object.
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本実施形態に係る熱伝導測定装置10は、主として、測定装置本体12と測定制御装置14と記録装置16と設置異常検知装置17とを備えている。
As shown in FIG. 1, the heat
測定装置本体12は、加熱源である加熱ブロック21と、上部継ぎ手ブロック22と、加熱側部材である上部ロッド23と、カートリッジ24と、冷却側部材である下部ロッド25と、下部継ぎ手ブロック26と、冷却源である冷却ブロック27と、加圧力調整部30とを主として備えている。測定装置本体12の測定部は、下から順に、冷却ブロック27、下部継ぎ手ブロック26、下部ロッド25、カートリッジ24、上部ロッド23、上部継ぎ手ブロック22及び加熱ブロック21が配設された構成となっている。尚、本実施形態では、上部ロッド23と、カートリッジ24の上側試料ブロック24aとを合わせて加熱側挟持部材と称し、下部ロッド25と、カートリッジ24の下側試料ブロック24bとを合わせて冷却側挟持部材と称する場合もある。
The measurement apparatus
上部ロッド23及び下部ロッド25は、同様の構成のものである。上部ロッド23及び下部ロッド25は、円柱状又は四角柱状に形成されている。なお、上部ロッド23及び下部ロッド25の形状はこれに限られるものではない。
The
ロッド23,25の材質としては、銅(JIS C1100)、アルミニウム(JIS
A1100)、アルミニウム合金(JIS A5052)、ニッケル(JIS NW2200)、ステンレス鋼(SUS304、306)等が好ましい。
The material of the
A1100), aluminum alloy (JIS A5052), nickel (JIS NW2200), stainless steel (SUS304, 306) and the like are preferable.
上部ロッド23は、その上端部において上部継ぎ手ブロック22によって加熱ブロック21と接続されている。上部継ぎ手ブロック22は、上部ロッド23を加熱ブロック21に対して位置決めした状態で加熱ブロック21と上部ロッド23とを互いに接続する。下部ロッド25は、その下端部において下部継ぎ手ブロック26によって冷却ブロック27と接続されている。下部継ぎ手ブロック26は、下部ロッド25を冷却ブロック27に対して位置決めした状態で冷却ブロック27と下部ロッド25とを互いに接続する。これら継ぎ手ブロック22,26は、例えば銅等の熱伝導性の高い材質の継ぎ手である。すなわち、上部ロッド23は加熱ブロック21と熱的に結合され、また下部ロッド25は冷却ブロック27と熱的に結合されている。
The
上部継ぎ手ブロック22と上部ロッド23との間には、熱抵抗抑制材である介在層としての電気絶縁性があるシリコングリース(例えば、信越シリコン社製、G−747等)32が塗布されており、また下部継ぎ手ブロック26と下部ロッド25との間にも電気絶縁性のシリコングリース33が塗布されている。グリース32(33)を介して上部継ぎ手ブロック22(下部継ぎ手ブロック26)と上部ロッド23(下部ロッド25)とを接続することにより、継ぎ手ブロック22(26)とロッド23(25)との密着を確保でき、これにより界面での熱伝導の低下を防止することができる。
Between the upper
加熱ブロック21及び冷却ブロック27は、加熱ブロック21から冷却ブロック27に向かって一方向に伝わる熱を付与するためのものであり、それぞれペルチエ素子(図示省略)を備えている。加熱ブロック21は、ペルチエ素子の発熱部の発熱によって発熱し、冷却ブロック27は、ペルチエ素子の吸熱部の吸熱により冷却される。
The
測定装置本体12には、加熱ブロック21及び冷却ブロック27内のペルチエ素子からの熱を吸収するための放熱器35が設けられている。この放熱器35は、加熱ブロック21のペルチエ素子の吸熱側による後述のロードセル30dへの熱的影響を、後述の断熱材37と併用することで防止している。
The measuring
測定装置本体12には、カートリッジ24と上下ロッド23,25との間の押圧力、試料Wに加えられる押圧力を調整するための加圧力調整部30が設けられている。加圧力調整部30は、支持台30aと、この支持台30aに対して上下方向に移動可能な押圧部材30bと、押圧部材30bを押圧するための圧力調整用ねじ30cと、加圧力検出部としてのロードセル30dと、コイルばねからなる膨張許容ばね30fとを有する。押圧部材30bは、ロードセル30dを押圧可能に配設されていて、圧力調整用ねじ30cのねじ込み量に応じて下方に変位し、ロードセル30dを押圧する。これにより、カートリッジ24と上下ロッド23,25との間の押圧力、及び試料Wに加えられる押圧力が調整される。膨張許容ばね30fは、圧力調整用ねじ30cと押圧部材30bとの間に配設されており、収縮することによって測定時の試料Wの膨張を許容する。
The measuring device
ロードセル30dは、断熱材37を介して加熱ブロック21の上に配設されている。ロードセル30dには、圧力調整用ねじ30cのねじ込み量に応じた荷重が負荷され、ロードセル30dは、この荷重に応じた信号を出力する。ロードセル30dから出力された信号は、測定制御装置14に入力される。測定制御装置14の荷重表示部53は、ロードセル30dの検出値を表示する。
The
カートリッジ24は、測定対象物である試料Wを保持する挟持部であり、上部ロッド23及び下部ロッド25とは別個に形成されている。そして、カートリッジ24は、測定時に上部ロッド23及び下部ロッド25間に挟み込む一方、測定後にはそこから取り外すことができる。すなわち、カートリッジ24は、上部ロッド23及び下部ロッド25に対して着脱可能となっている。
The
カートリッジ24は、上下一対の試料ブロック24a,24bを備えており、加熱側挟持部である上側試料ブロック24aと、冷却側挟持部である下側試料ブロック24bとによって試料Wを挟み込んだ構成である。カートリッジ24全体の厚み(上下方向の厚み)は、50mm以下、より具体的には、2〜20mm程度であり、試料Wの厚みは、0.1mm〜10mmであるのが好ましい。試料Wの厚みがこの範囲内であれば試料ブロック24a,24bの熱のほぼ全てを伝えることができるので、測定装置本体12の周囲を断熱する等の手段を用いることなく、熱伝導に関する物性値を測定することができる。
The
各試料ブロック24a,24bは、円柱状又は四角柱状に形成されている。試料Wとの接触面は、0.01mm以下の平面度、表面粗さ、平行度に調整されている。
Each
上側試料ブロック24aと下側試料ブロック24bとは、試料W自体の粘着力又は接着力によって固定されていてもよく、あるいは粘着テープ等の補助的手段によって固定されていてもよい。
The
試料ブロック24a,24bの材質は、銅(JIS C1100)、アルミニウム(JIS A1100)、アルミニウム合金(JIS A5052)、ニッケル(JIS NW2200)等であるのが好ましい。さらに、試料ブロック24a,24bの表面には、電解めっき又は無電解めっきにより、実使用に近い表面処理を施してもよい。なお、この測定装置10が、電気特性を測定する構成の場合には、試料ブロック24a,24bの材質は銅であるのが好ましい。
The material of the sample blocks 24a and 24b is preferably copper (JIS C1100), aluminum (JIS A1100), aluminum alloy (JIS A5052), nickel (JIS NW2200) or the like. Furthermore, the surface of the sample blocks 24a and 24b may be subjected to surface treatment close to actual use by electrolytic plating or electroless plating. When the measuring
カートリッジ24は、介在層39,40を介して上部ロッド23及び下部ロッド25と接続されている。すなわち、上部ロッド23と上側試料ブロック24aとの間に介在層39が存在し、下側試料ブロック24bと下部ロッド25との間に介在層40が存在している。この介在層39,40は、接触熱抵抗低減材料であり、電気的絶縁性を有するシリコングリースからなる。
The
試料Wは、ディスペンサ又はスクリーン印刷により、規定の厚みに調整されて試料ブロック24a,24bに塗布される。すなわち、一方の試料ブロック24a(24b)において、試料Wとの接触面となる内側面に試料Wが塗布される。そして、この一方の試料ブロック24a(24b)にもう一方の試料ブロック24b(24a)を重ね合わせることにより、カートリッジ24が作成される。
The sample W is adjusted to a prescribed thickness by dispenser or screen printing and applied to the sample blocks 24a and 24b. That is, in one
試料Wが例えば硬化性樹脂材料の場合には、規定の厚みに調整された状態で加熱処理を行うことにより固められる。この場合、スクリーン印刷等によって試料W厚みを調整してもよいが、スペーサを用いて試料ブロック24a,24b間の間隙幅を調整することも可能である。なお、スペーサは、厚みが既知であり試料ブロック24a,24bとの接触面が極小のものであれば、どのようなものでもよい。 In the case where the sample W is, for example, a curable resin material, the sample W is hardened by performing a heat treatment in a state adjusted to a specified thickness. In this case, the thickness of the sample W may be adjusted by screen printing or the like, but it is also possible to adjust the gap width between the sample blocks 24a and 24b using a spacer. The spacer may be any spacer as long as the thickness is known and the contact surface with the sample blocks 24a and 24b is minimal.
試料Wの厚みは、試料Wカートリッジ24の全体の厚みから、各試料ブロック24a,24bの厚みを差し引くことにより求める。厚みの測定には、最小読み精度0.001mmのマイクロメータやこれと同等以上の測定精度を有する計測器を用いる。なお、試料Wは、不定形のものに限られず、定形のものでもよい。一定の形状を保持する定形の試料Wの場合には、予め厚みを測定した上で試料ブロック24a,24b上に載置してもよい。
The thickness of the sample W is obtained by subtracting the thickness of each
上部ロッド23、下部ロッド25及び各試料ブロック24a,24bには、それぞれ温度測定用の穴23a,25a,24c,24dが設けられている。上部ロッド23及び下部ロッド25では、複数(図例では、4つ)の穴23a,25aがロッドの長手方向に等間隔に並ぶように設けられている。ここでいう長手方向とは、上部ロッド23及び下部ロッド25において熱の伝わる方向であり、加熱ブロック21と冷却ブロック27とが並ぶ方向(上下方向)である。
The
各穴23a,25aは、例えば熱電対等の温度センサ44,47を挿入可能となっている。つまり、上部ロッド23の穴23aは、加熱側部材温度測定部である温度センサ44の温度測定端としての検知部を取り付け可能であり、また下部ロッド25の穴25aは、冷却側部材温度測定部である温度センサ47の温度測定端としての検知部を取り付け可能となっている。このように長手方向の複数個所で温度を検出できるので、この複数個所の温度差に基づいて、上部ロッド23及び下部ロッド25での温度勾配をそれぞれ導出することができる。なお、穴23a,25aには、穴23a,25aの周面と温度センサ44,47の密着を確保すべく、図略のグリースが充填されている。
For example,
図2(a)にも示すように、各試料ブロック24a,24bの穴24c,24dも複数(図例では3つ)設けられている。穴24c,24dは、試料ブロック24a,24bの1つの側面に、ブロック24a,24bの幅方向に等間隔に並ぶように配設されている。すなわち、複数の穴24c,24dは、試料ブロック24a,24bにおける試料Wとの接触面(即ち、加熱側挟持部材の端面及び冷却側挟持部材の端面)に平行な方向に並ぶように等間隔に配設されている。これら穴24c,24dには、例えば熱電対等の温度センサ45,46を挿入可能となっている。つまり、試料ブロック24a,24bの穴24c,24dは、挟持部温度測定部である温度センサ45,46(設置異常検知装置17の温度測定部も兼ねる)の温度測定端としての検知部をそれぞれ取り付け可能となっている。そして、穴24c(穴24d)は3つ設けられており、この穴24c(24d)のそれぞれに温度センサ45(46)の検知部が配設されている。したがって、温度センサ45,46の検知部は、試料ブロック24a,24bの幅方向の複数個所に配置されている。なお、穴24c,24dには、穴24c,24dの周面と温度センサ45,46の密着を確保すべく、図略のグリースが充填されている。
As shown in FIG. 2A, a plurality (three in the illustrated example) of
温度センサ44〜47は、例えば熱電対によって構成される。なお、これと同等の性能を有する温度センサでも可能である。温度センサ44〜47の検出信号は、記録装置16の演算部に入力される。また、温度センサ45,46の検出信号は、設置異常検知装置17の設置異常検知部73にも入力される。
The
図2(b)に示すように、試料の電気的特性の測定を同時に行う場合は、各試料ブロック24a,24bには、電気抵抗測定用の穴24e,24fが設けられている。この電気抵抗測定用の穴24e,24fは、温度測定用の穴24c,24dとは反対側の側面に配設されている。電気抵抗測定用の穴24e,24fは、2つ設けられており、何れもねじ穴からなる。一方の穴24e,24fは、定電流印加用であり、もう一方の穴24e,24fは、電圧測定用である。試料ブロック24a(24b)と上部ロッド23(下部ロッド25)との間のシリコングリース39(40)が絶縁性であり、しかも試料ブロック24a(24b)が導電材料からなるので、上下の試料ブロック24a,24bに電気抵抗測定用の端子(図示省略)を接続することにより試料Wの電気抵抗を測定することができる。
As shown in FIG. 2B, when the electrical characteristics of the sample are measured simultaneously, the sample blocks 24a and 24b are provided with
図1に示すように、測定制御装置14は、測定条件や各種警報の設定を行うための条件設定部51と、加熱ブロック21の加熱量及び冷却ブロック27の冷却量を制御する温度制御部52と、荷重表示部53とを有する。
As shown in FIG. 1, the
条件設定部51は、タッチパネル等の図略の入力部を有しており、この入力部により、測定のための条件を入力できるようになっている。条件設定部51において設定される測定条件としては、例えば試料温度、試料温度幅、試料温度上限値等を挙げることができる。試料温度上限値は、警報判定を行うための基準として用いられる。
The
温度制御部52は、条件設定部51において設定された条件に応じて加熱ブロック21の加熱量及び冷却ブロック27の吸熱量を制御する。すなわち、温度制御部52には、温度センサ44〜47から出力された信号が入力され、温度制御部52は、この受信した信号に基づいて、試料Wの温度が条件設定部51によって設定された試料温度になるように、加熱ブロック21のペルチエ素子及び冷却ブロック27のペルチエ素子を制御する。
The
また温度制御部52は、加熱ブロック21、試料ブロック24a,24b、冷却ブロック27の温度が設定温度で安定するように、加熱ブロック21及び冷却ブロック27のペルチエ素子を制御する。温度変動幅は、例えば±0.5K以下に制御される。
The
荷重表示部53は、ロードセル30dから出力された信号が入力され、ロードセル30dの検出圧力を表示する。
The
記録装置16には、入力部61と演算部62と記録部63と表示部64とが含まれている。入力部61は、カートリッジ24の全体厚み、温度測定位置(穴24c,24dの位置)等、温度勾配を演算するための諸元に関するデータを入力するためのものである。ここで入力されるデータは、実測されたデータである。
The
演算部62は、CPU、ROM、RAM等を備え、ROMに格納されたプログラムを実行させることにより、所定の機能を発揮するものである。この機能には、温度演算部66と物性値導出部67と電気特性測定部68とが含まれている。
The
温度演算部66には、上部ロッド23の温度測定用穴23aに取り付けられた温度センサ44からの信号と、上側試料ブロック24aの温度測定用穴24cに取り付けられた温度センサ45からの信号と、下側試料ブロック24bの温度測定用穴24dに取り付けられた温度センサ46からの信号と、下部ロッド25の温度測定用穴25aに取り付けられた温度センサ47からの信号とが入力されている。
The
温度演算部66は、試料ブロック24a,24b間の温度差を導出する。すなわち、温度演算部66は、上側試料ブロック24aと下側試料ブロック24bとの平均温度差をブロック24a,24b間の温度差として導出する。具体的には、温度演算部66は、試料ブロック24a,24b毎に複数個所の温度データを平均して、その平均値同士の差を試料ブロック24a,24b間の温度差として導出する。なお、温度演算部66は、上側試料ブロック24aと下側試料ブロック24bで上下一対となっている各検出端(穴24c,24d)を1セットとして、そのセット毎の温度差を出し、この温度差の平均値を試料ブロック24a,24b間の温度差として導出してもよい。
The
温度演算部66は、上部ロッド23における温度測定位置に関するデータと温度センサ44の検出値とに基づいて、上部ロッド23での温度勾配を導出する。また、温度演算部66は、下部ロッド25における温度測定位置に関するデータと温度センサ47の検出値とに基づいて、下部ロッド25での温度勾配を導出する。
The
物性値導出部67は、温度演算部66の測定結果に基づいて、試料Wの熱伝導に関する物性値を導出する。ここでは、熱伝導率を導出するものとする。物性値導出部67は、入力されたカートリッジ24の全体厚みに関するデータを用いて、予め記憶されている試料ブロック24a,24bの温度測定位置と試料Wとの間の距離を導出するとともに試料Wの厚みを導出し、温度センサ45及び温度センサ46の検出値に基づいて、試料Wの上下面の温度を算出し、この算出された温度データと試料Wの厚みとに基づいて、試料Wの温度勾配を導出する。そして、この温度勾配から試料Wの熱伝導率を導出する。
The physical property
電気特性測定部68は、両試料ブロック24a,24bに装着された端子の端子間電圧及び電流値に基づいて、試料Wの電気抵抗を導出する。
The electrical
記録部63は、各温度センサ44〜47によって測定された温度、導出された熱伝導率、測定された試料Wの導通抵抗値等を記録する。表示部64は、各温度センサ44〜47によって測定された温度、導出された熱伝導率、導通抵抗値等を表示する。
The recording unit 63 records the temperature measured by each of the
設置異常検知装置17は、測定装置本体12の測定部における試料Wの設置異常を検知するための装置であり、演算部71と表示部72とが含まれている。演算部71は、CPU、ROM、RAM等を備え、ROMに格納されたプログラムを実行させることにより、所定の機能を発揮するものである。この機能には、設置異常検知部73が含まれている。
The installation
設置異常検知部73は、試料Wの設置異常(挟み込み状態の異常)の検知を行う。設置異常検知部73には、上側試料ブロック24aの温度測定用穴24cに取り付けられた温度センサ45からの信号と、下側試料ブロック24bの温度測定用穴24dに取り付けられた温度センサ46からの信号とが入力されている。
The installation abnormality detection unit 73 detects an installation abnormality of the sample W (an abnormality in the pinching state). The installation abnormality detection unit 73 includes a signal from the
ここで、本実施形態において、試料Wの正常な設置状態とは、図3(a)に示すように、加熱側挟持部材(上部ロッド23及び上側試料ブロック24a)、試料W、及び冷却側挟持部材(下側試料ブロック24b及び下部ロッド25)の各中心軸が共通の直線上に位置した状態である。一方、試料Wの設置異常とは、加熱側挟持部材23,24a、試料W、及び冷却側挟持部材25,24bの各中心軸が共通の直線上に位置しない状態、例えば、いずれかの部材の中心軸がもう一方の部材の中心軸に対して傾いていたり(図3(b)及び図3(e)参照)、いずれかの部材の中心軸がもう一方の部材の中心軸に対して側方にずれていたり(図3(d)参照)する場合や、測定対象物の厚み寸法(挟持方向の寸法)が不均一な状態(図3(c)参照)等をいう。
Here, in this embodiment, the normal installation state of the sample W means that the heating side clamping member (the
設置異常検知部73は、上側試料ブロック24a及び下側試料ブロック24bにおける幅方向の温度のばらつきに基づいて設置異常を検知する。即ち、設置異常検知部73は、試料Wの設置異常に基づく上部ロッド23から下部ロッド25への熱の流れの偏りを各試料ブロック24a,24bにおけるその試料Wとの接触面と平行な面方向の温度のばらつきとして検出することにより、試料Wの設置異常を検知する。具体的に、設置異常検知部73は、幅方向の温度のばらつきが所定の範囲よりも大きい場合に設置異常であると判定し、所定の範囲以下のばらつきの場合に設置異常なしと判定する。詳しくは、設置異常検知部73は、上側試料ブロック24aの幅方向における複数箇所(本実施形態では3箇所)の温度データのうちの最大値と最小値との差を求め、この差の値と予め設定され記憶している規定値とを比較する。また、設置異常検知部73は、下側試料ブロック24bの幅方向における複数箇所(本実施形態では3箇所)の温度データのうちの最大値と最小値との差を求め、この差の値と前記所定の規定値とを比較する。そして、設置異常検知部73は、上側試料ブロック24a又は下側試料ブロック24bの少なくとも一方において、前記差の値が規定値よりも大きかった場合には設置異常が生じていると判定し、前記差の値が規定値以下であった場合には設置異常が生じていないと判定する。
The installation abnormality detection unit 73 detects an installation abnormality based on temperature variations in the width direction of the
表示部72は、各温度センサ45,46によって測定された温度、前記差の値、設置異常が生じているか否か等を表示する。
The
次に、この測定装置10を用いて熱伝導率を測定する手順について説明する。
Next, a procedure for measuring the thermal conductivity using the measuring
まずカートリッジ24を作成する。このカートリッジ24の作成工程では、一方の試料ブロック24a(24b)に、規定の厚みに調整されるように試料Wを塗布する。そして、必要に応じてスペーサを設置し、試料Wの塗布面が挟み込まれるように他方の試料ブロック24b(24a)を重合させる。これにより、カートリッジ24が出来上がる。そして、カートリッジ24全体の厚みをマイクロメータで測定する。この測定値は、入力部61によって記録装置16に入力する。なお、試料Wの厚みを規制するためには、スペーサを用いるのが望ましい。
First, the
次に、カートリッジ24を上部ロッド23及び下部ロッド25間にセットし、各試料ブロック24a,24bに温度センサ45,46を取り付けるとともに電気特性測定用の端子を取り付ける。このとき上部ロッド23及び下部ロッド25には温度センサ44,47が既に取り付けられている。このとき、上部ロッド23とカートリッジ24との接触面及びカートリッジ24と下部ロッド25との接触面にシリコングリース39,40を塗布する。これにより接触熱抵抗を低減することができる。
Next, the
次に、加圧力調整部30の圧力調整用ねじ30cをねじ込み、カートリッジ24と上下ロッド23,25との間の押圧力、及び試料Wに加えられる押圧力を調整する。測定制御装置14の荷重表示部53にはロードセル30dの検出荷重が表示されるため、この表示を参照しながら押圧力を調整すればよい。
Next, the
押圧力が調整されたら、試料Wの設置異常が生じているか否かのチェックを開始する。即ち、加熱ブロック21を加熱するとともに冷却ブロック27を冷却する。この加熱及び冷却による加熱ブロック21と冷却ブロック27との温度差は、試料Wの設置異常を検知するためのものであるため、上部ロッド23から下部ロッド25へ向けた熱の流れが生じればよく、試料Wの熱伝導に関する物性値を測定するときより小さくてもよい。
When the pressing force is adjusted, a check is started as to whether or not a sample W installation abnormality has occurred. That is, the
この加熱及び冷却に伴い、加熱ブロック21から上部ロッド23、カートリッジ24、下部ロッド25へと熱が伝わり、各温度センサ45,46の測定データが所定時間ごとに出力され、設置異常検知装置17の設置異常検知部73に送信される。
With this heating and cooling, heat is transferred from the
設置異常検知装置17の設置異常検知部73では、温度センサ45,46から送られてくる温度データのうちの最大値と最小値との差の絶対値を試料ブロック24a,24b毎に導出する。具体的には、設置異常検知部73は、判定1として、上側試料ブロック24aの温度センサ45から送られてきた温度データ(T1a,T1b,T1c)に基づき(図4参照)、
(T1a,T1b,T1cの最大値)−(T1a,T1b,T1cの最小値)
の演算を行う。そして、設置異常検知部73は、この演算結果の値と予め設定され記憶している規定値(本実施形態では、例えば、0.5K)との大小を比較する。
The installation abnormality detection unit 73 of the installation
(Maximum value of T 1a , T 1b , T 1c ) − (Minimum value of T 1a , T 1b , T 1c )
Perform the operation. Then, the installation abnormality detection unit 73 compares the value of the calculation result with a predetermined value stored in advance (for example, 0.5K in the present embodiment).
この判定1と共に、設置異常検知部73は、判定2として、下側試料ブロック24bの温度センサ46から送られてきた温度データ(T2a,T2b,T2c)に基づき(図4参照)、
(T2a,T2b,T2cの最大値)−(T2a,T2b,T2cの最小値)
の演算を行う。そして、設置異常検知部73は、この演算結果の値と規定値(本実施形態では、例えば、0.5K)との大小を比較する。
Together with this determination 1, the installation abnormality detection unit 73, as determination 2, is based on the temperature data (T 2a , T 2b , T 2c ) sent from the
(Maximum value of T 2a , T 2b , T 2c ) − (minimum value of T 2a , T 2b , T 2c )
Perform the operation. Then, the installation abnormality detection unit 73 compares the value of the calculation result with the specified value (in this embodiment, for example, 0.5K).
そして、設置異常検知部73は、
(T1a,T1b,T1cの最大値)−(T1a,T1b,T1cの最小値)≦規定値
(T2a,T2b,T2cの最大値)−(T2a,T2b,T2cの最小値)≦規定値
の場合には、設置異常が生じていないと判定し、
(T1a,T1b,T1cの最大値)−(T1a,T1b,T1cの最小値)>規定値
(T2a,T2b,T2cの最大値)−(T2a,T2b,T2cの最小値)≦規定値
または、
(T1a,T1b,T1cの最大値)−(T1a,T1b,T1cの最小値)≦規定値
(T2a,T2b,T2cの最大値)−(T2a,T2b,T2cの最小値)>規定値
または、
(T1a,T1b,T1cの最大値)−(T1a,T1b,T1cの最小値)>規定値
(T2a,T2b,T2cの最大値)−(T2a,T2b,T2cの最小値)>規定値
の場合には、設置異常が生じていると判断する。
The installation abnormality detection unit 73
(Maximum value of T 1a , T 1b , T 1c ) − (minimum value of T 1a , T 1b , T 1c ) ≦ specified value (maximum value of T 2a , T 2b , T 2c ) − (T 2a , T 2b , T 2c minimum value) ≦ specified value, it is determined that no installation abnormality has occurred,
(Maximum value of T 1a , T 1b , T 1c ) − (minimum value of T 1a , T 1b , T 1c )> specified value (maximum value of T 2a , T 2b , T 2c ) − (T 2a , T 2b , T 2c minimum value) ≦ specified value or
(Maximum value of T 1a , T 1b , T 1c ) − (minimum value of T 1a , T 1b , T 1c ) ≦ specified value (maximum value of T 2a , T 2b , T 2c ) − (T 2a , T 2b , T 2c minimum value)> specified value or
(Maximum value of T 1a , T 1b , T 1c ) − (minimum value of T 1a , T 1b , T 1c )> specified value (maximum value of T 2a , T 2b , T 2c ) − (T 2a , T 2b , T 2c (minimum value)> predetermined value, it is determined that an installation error has occurred.
設置異常が検知されると、設置異常検知装置17の表示部72がその旨の表示を行う。この表示がなされると、当該装置10の操作者等は、加圧力調整部30の圧力調整用ねじ30cを緩める。そして、カートリッジ24を上部ロッド23及び下部ロッド25の間から取り外し、このカートリッジ24を再度設置し直す、若しくは、別のカートリッジ24を新たに設置する。
When an installation abnormality is detected, the
カートリッジ24を設置し直し、若しくは新たなカートリッジ24を前記同様に設置し、これが完了すると、再度、設置異常のチェックを行う。このチェックにおいて、設置異常が検出されなければ、試料Wの熱伝導に関する物性値の測定を開始し、設置異常が検出されれば、再度、カートリッジ24の設置をやり直す。
The
一方、最初の設置異常のチェックの際に設置異常が検知されなければ、そのまま、試料Wの熱伝導に関する物性値の測定を開始する。 On the other hand, if the installation abnormality is not detected at the time of the first installation abnormality check, the measurement of the physical property value relating to the heat conduction of the sample W is started as it is.
続いて、試料Wの熱伝導に関する物性値の測定のために、加熱ブロック21を加熱するとともに冷却ブロック27を冷却する。これに伴い、加熱ブロック21から上部ロッド23、カートリッジ24、下部ロッド25へと熱が伝わり、各温度センサ44〜47の測定データが所定時間ごとに出力される。各温度は、記録装置16の表示部64に表示されるとともに記録部63に記録される一方、温度センサ45,46により測定された温度は、設置異常検知装置17にも送信される。
Subsequently, the
設置異常検知装置17は、当該装置10における試料Wの熱伝導に関する物性値の測定動作の際に、測定装置本体12の測定部が定常状態となるまでの間の上部ロッド23から下部ロッド25への熱の流れを利用して、測定中に生じた設置異常の検知も行う。
The installation
具体的には、設置異常検知装置17の設置異常検知部73では、温度センサ45,46から送られてくる温度データのうちの最大値と最小値との差の絶対値を試料ブロック24a,24b毎に導出する。そして、設置異常検知部73は、前記同様に、試料ブロック24a,24b毎に求めた温度差の値と規定値との比較をそれぞれ行い、設置異常が生じているか否かを判定する。
Specifically, in the installation abnormality detection unit 73 of the installation
設置異常が検知されなければ、そのまま測定を続け、設置異常が検知されれば、試料Wの熱伝導に関する物性値の測定を中止し、カートリッジ24を設置し直した後、測定をやり直す。
If the installation abnormality is not detected, the measurement is continued as it is. If the installation abnormality is detected, the measurement of the physical property value relating to the heat conduction of the sample W is stopped, the
試料温度の変化量が1分間あたり0.2K以下になるまで制御を行い、温度変化量が0.2K以下になった後に定常状態とみなし、この定常状態における温度の記録を行う。 Control is performed until the amount of change in the sample temperature becomes 0.2 K or less per minute, and after the amount of change in temperature becomes 0.2 K or less, the state is regarded as a steady state, and the temperature in this steady state is recorded.
記録装置16の演算部62では、各温度センサ44〜47による測定値と、温度測定位置に関するデータとに基づいて、上部ロッド23での温度勾配、下部ロッド25での温度勾配、カートリッジ24での温度勾配を導出する。上部ロッド23及び下部ロッド25については、温度の測定位置が予め記憶されている。このため、この記憶された測定位置と、測定された温度とに基づいて、上部ロッド23及び下部ロッド25での温度勾配が導出される。一方、カートリッジ24については、カートリッジ24ごとに厚みが異なるため、入力部61によって入力されたカートリッジ24の厚みに関するデータを用いて、予め記憶されている試料ブロック24a,24bの温度測定位置と試料Wとの間の距離を導出するとともに試料Wの厚みを導出する。そして、演算部62では、温度センサ45及び温度センサ46の検出値に基づいて、試料Wの上下面の温度を算出し、この算出された温度のデータと試料Wの厚みとに基づいて、温度勾配を導出する。
In the
続いて、演算部62は、試料Wの熱伝導率を導出する。熱伝導率の算出は以下の通り行う。すなわち、図4及び図5に示すように、試料Wの熱伝導率をks[W/(m・K)]、上部ロッド23及び下部ロッド25の熱伝導率kr[W/(m・K)]、試料ブロック24a,24bの熱伝導率kB[W/(m・K)]、試料Wの厚みts[m]、試料ブロック24a,24bのセンサ位置と試料Wとの間の距離tSB[m]、上下試料ブロック24a,24bセンサ間の温度差ΔTB[K]、試料Wの上下面間の温度差ΔTs[K]、試料ブロック24a,24bのセンサと試料W表面との温度差ΔTSB[K]、上部ロッド23を通過する熱流速q1[W/m2]、下部ロッド25を通過する熱流速q2[W/m2]、試料Wを通過する熱流速q[W/m2]、上部ロッド23での温度勾配(dT/dx)1[K/m]、下部ロッド25での温度勾配(dT/dx)2[K/m]、試料Wの温度勾配(dT/dx)s[K/m]とすると、以下の関係式が成立する。
Subsequently, the
前記の関係式(3)において、試料Wの熱伝導率ksを導出するには、関係式(4)から試料Wの上下表面間の温度差ΔTsを求める一方、試料W厚みtsは、入力部61によって入力されたカートリッジ24の全体厚みから予め記憶されている上側試料ブロック24a及び下側試料ブロック24bの厚みを差し引いて求める。そして、関係式(6)により、試料Wの温度勾配(dT/dx)sを求める。この温度勾配と関係式(1)(2)から得られる熱流速qとにより、試料Wの熱伝導率ksを求めることができる。
In the above equation (3), to derive the thermal conductivity k s of sample W, while obtaining the temperature difference [Delta] T s between the upper and lower surface of the sample W from equation (4), the sample W thickness t s is The thickness of the
以上説明したように、本実施形態によれば、試料Wの設置異常に基づく上部ロッド23から、上側試料ブロック24a、試料W、下側試料ブロック24b、下部ロッド25への熱の流れの偏りを各試料ブロック24a,24bにおける試料Wとの接触面と平行な面方向の温度のばらつきとして検出することにより、試料Wの設置異常を検知することができる。これにより、試料Wを設置し直す等によって設置異常を排除することができ、試料Wの熱物性値(熱物伝導に関する物性値)を精度よく求めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the flow of heat from the
また、本実施形態では、各試料ブロック24a,24bにおいて3つの温度センサ45,46によって試料Wとの接触面と平行な面方向の温度分布を測定しているため、各試料ブロック24a,24bにおける前記平行な面方向全域の温度のばらつきを測定する構成に比べ、温度測定部45,46の構成を簡素化することができる。
In the present embodiment, since the temperature distribution in the plane direction parallel to the contact surface with the sample W is measured by the three
また、本実施形態では、設置異常の検知のために用いられた温度センサ45,46を熱物性値の導出の際にも利用することで、当該装置10における温度測定端45,46の数を抑えることができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、上部ロッド23から上側試料ブロック24aが着脱可能であると共に下部ロッド25から下側試料ブロック24bが着脱可能であるため、試料W(カートリッジ24)の交換作業の容易化を図ることができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、熱伝導測定装置10において熱物性値の測定動作に入る前の設置異常の検知に加え、当該熱伝導測定装置10における熱物性値の測定動作中の上部ロッド23から下部ロッド25へ流す熱の流れを利用して各試料ブロック24a,24bにおける試料Wとの接触面と平行方向における温度のばらつきを測定することにより、前記熱物性値の測定動作中に生じた試料Wの設置異常を検知することも可能となる。
In addition, in the present embodiment, in addition to the detection of the installation abnormality before entering the measurement operation of the thermophysical property value in the heat
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.
上記実施形態では、試料Wの設置異常の検知を熱伝導測定装置10における試料Wの熱物性値の測定動作に入る前と測定動作中とに行っているが、これに限定されず、測定動作に入る前か測定動作中のいずれか一方だけで行ってもよい。
In the above embodiment, the detection of the installation abnormality of the sample W is performed before and during the measurement operation of the thermophysical property value of the sample W in the heat
また、上記実施形態では、試料Wの設置異常が検知された場合、操作者等が設置状態を修正しているが、試料Wの設置状態を修正するための機構を熱伝導測定装置10に設け、当該装置により前記設置状態を自動修正してもよい。
Further, in the above embodiment, when an installation abnormality of the sample W is detected, the operator corrects the installation state, but the mechanism for correcting the installation state of the sample W is provided in the heat
また、上記実施形態では、記録装置16と設置異常検知装置17とが別々の装置として構成されているが、これらが一つの装置として構成されてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、上部ロッド23と上側試料ブロック24aとが互いに別体に形成され、下部ロッド25と下側試料ブロック24bとが互いに別体に形成されている、即ち、上部ロッド23と下部ロッド25とによりカートリッジ24を挟み込むように構成されているが、これに限定されない。例えば、図6(a)に示されるように、加熱側挟持部材123と冷却側挟持部材125とがそれぞれ単一の部材で構成され、これら加熱側挟持部材123と冷却側挟持部材125とが試料Wを挟み込むように構成されてもよい。即ち、上部ロッド23と上側試料ブロック24aとを一体にして加熱側挟持部材123を構成し、下部ロッド25と下側試料ブロック24bとを一体にして冷却側挟持部材125を構成してもよい。この場合でも、各挟持部材123,125におけるその試料Wとの接触面(端面)と平行な面方向の温度のばらつきを測定することにより、試料Wの設置異常を検出することができる。
In the above embodiment, the
一方向熱流定常比較法では、熱伝導に関する物性値を算出するときに試料Wの厚さ寸法が必要となるため、上記実施形態では、操作者等がその値を熱伝導測定装置10に打ち込んでいるが、例えば図6(a)乃至図6(d)に示すような試料Wの厚さ寸法を測定する装置を熱伝導測定装置10に設けてもよい。
In the one-way heat flow steady comparison method, the thickness dimension of the sample W is required when calculating the physical property value related to heat conduction. Therefore, in the above embodiment, the operator or the like inputs the value into the heat
この態様では、測定された挟持部材123,125(又は両試料ブロック24a,24b)の間隔に基づいて試料Wの厚み寸法を求めることができる。このとき、当該熱伝導測定装置では、試料Wの設置異常を検知することができるので、これを排除することができる。そのため、加熱側挟持部材123(又は上側試料ブロック24a)と冷却側挟持部材125(又は下側試料ブロック24b)との試料Wとの接触面間の間隔を1点のみ測定することによって試料Wの厚み寸法を精度よく求めることができる。
In this aspect, the thickness dimension of the sample W can be obtained based on the measured distance between the clamping
尚、試料Wの厚さ寸法を測定する装置としては、例えば、挟持部材123の接触面に直接触れてこの接触面の上下方向の位置に基づいて測定する接触式の変位センサ(図6(a)参照)や、両挟持部材123,125に取付けたピン等の間隔をレーザにより非接触で測定するレーザ変位計(図6(b)参照)、両挟持部材123,125に設けたスリットやピンの間隔を照射部から照射した光を受光部で受光することにより測定する光学式位置センサ(図6(c)及び図6(d)参照)等の接触式や非接触式の種々のセンサが用いられる。
As an apparatus for measuring the thickness dimension of the sample W, for example, a contact-type displacement sensor (FIG. 6A) that directly touches the contact surface of the clamping
上記実施形態では、両試料ブロック24a,24bにおける試料Wとの接触面に平行な面方向の温度のばらつきをそれぞれ測定しているが、いずれか一方の試料ブロック24a(又は24b)における試料Wとの接触面に平行な面方向の温度のばらつきのみを測定してもよい。また、下部ロッド25における下側試料ブロック24b側の端面と平行な面方向の温度のばらつきを測定可能に構成すれば、図3(e)に示すような、上部ロッド23とカートリッジ24とが一体的に傾くような設置異常も検出することが可能となる。
In the above embodiment, the temperature variation in the surface direction parallel to the contact surface with the sample W in both the sample blocks 24a and 24b is measured, but the sample W in either one of the
また、上記実施形態では、両試料ブロック24a,24bにおいて試料Wとの接触面に平行な面方向に複数箇所(即ち、間欠的に)の温度を測っているが、接触面に平行な面方向の全領域の温度を連続的に測定してもよい。これにより、設置異常のより高精度な検知が可能となる。
Moreover, in the said embodiment, although the temperature of several places (namely, intermittently) is measured in the surface direction parallel to the contact surface with the sample W in both
また、所定の範囲以上の温度のばらつきを検出する具体的方法は、限定されない。上記実施形態では、共通の面方向における温度の最大値と最小値との差の値を用いて所定の範囲以上の温度のばらつきを検出しているが、例えば、試料Wを挟んで対向する位置の温度差や、各位置における温度の相対比等に基づいて検出してもよく、また、前記対向する位置の温度差が閾値を越えるか否かにより検出してもよい。 In addition, a specific method for detecting a temperature variation over a predetermined range is not limited. In the above embodiment, the temperature variation of a predetermined range or more is detected using the difference between the maximum value and the minimum value of the temperature in the common plane direction. For example, the positions facing each other across the sample W May be detected on the basis of the temperature difference between them, the relative ratio of the temperatures at each position, or the like, or may be detected based on whether or not the temperature difference between the opposing positions exceeds a threshold.
具体的には、例えば、図4におけるT1aとT2aとの温度差をΔTaとし、T1bとT2bとの温度差をΔTbとし、T1cとT2cとの温度差をΔTcとし、試料Wの厚みを所定の値以下とした場合に、
各温度差ΔTa、ΔTb、ΔTcのうちの最大値≦規定値
の場合には、設置異常が生じていないと判定し、
各温度差ΔTa、ΔTb、ΔTcのうちの最大値>規定値
の場合には、設置異常が生じていると判定してもよい。
Specifically, for example, the temperature difference between T 1a and T 2a in FIG. 4 is ΔT a , the temperature difference between T 1b and T 2b is ΔT b , and the temperature difference between T 1c and T 2c is ΔT c. When the thickness of the sample W is a predetermined value or less,
If the maximum value of the temperature differences ΔT a , ΔT b , ΔT c ≦ the specified value, it is determined that no installation abnormality has occurred,
If the maximum value among the temperature differences ΔT a , ΔT b , ΔT c > the specified value, it may be determined that an installation abnormality has occurred.
また、T1a、T1b、T1cのうちの最大値と、T2a、T2b、T2cのうちの最小値と、の差が規定値内か否かで設置異常の有無を判定してもよい。 Also, the presence / absence of an installation abnormality is determined based on whether or not the difference between the maximum value of T 1a , T 1b , and T 1c and the minimum value of T 2a , T 2b , and T 2c is within a specified value. Also good.
10 熱伝導測定装置
17 設置異常検知装置
21 加熱ブロック(加熱源の一例)
23 上部ロッド(加熱側部材の一例)
24 カートリッジ(挟持部の一例)
24a 上側試料ブロック(加熱側挟持部の一例)
24b 下側試料ブロック(冷却側挟持部の一例)
24c,24d 温度測定用穴
25 下部ロッド(冷却側部材の一例)
27 冷却ブロック(冷却源の一例)
45,46 温度センサ(温度測定部の一例)
71 演算部
72 表示部
73 設置異常検知部
W 試料
10 Heat
23 Upper rod (example of heating side member)
24 cartridge (an example of a clamping part)
24a Upper sample block (an example of a heating side clamping part)
24b Lower sample block (an example of a cooling side clamping part)
24c, 24d
27 Cooling block (an example of a cooling source)
45, 46 Temperature sensor (example of temperature measurement unit)
71
Claims (4)
加熱源に熱的に接続されると共に測定対象物の一方の面に接触する端面を有する加熱側挟持部材と、
冷却源に熱的に接続されると共に前記測定対象物の他方の面に接触する端面を有し、前記加熱側挟持部材と共に測定対象物を挟み込む冷却側挟持部材と、
前記加熱側挟持部材におけるその端面に平行な面方向の温度のばらつき及び前記冷却側挟持部材におけるその端面に平行な面方向の温度のばらつきの少なくとも一方を測定する温度測定部と、
前記温度測定部において測定した温度のばらつきに基づいて、前記測定対象物の設置異常を検知する異常検知部と、を備える熱伝導測定装置。 A heat conduction measuring device used in a one-way heat flow steady comparison method,
A heating-side clamping member having an end face that is thermally connected to a heating source and contacts one surface of the measurement object;
A cooling-side clamping member that has an end face that is thermally connected to a cooling source and that contacts the other surface of the measurement object, and sandwiches the measurement object together with the heating-side clamping member;
A temperature measuring unit that measures at least one of a temperature variation in a plane direction parallel to the end surface of the heating-side clamping member and a temperature variation in a plane direction parallel to the end surface of the cooling-side clamping member;
A heat conduction measurement device comprising: an abnormality detection unit that detects an installation abnormality of the measurement object based on variations in temperature measured by the temperature measurement unit.
加熱源に熱的に接続されると共に測定対象物の一方の面に接触する端面を有する加熱側挟持部材と冷却源に熱的に接続されると共に前記測定対象物の他方の面に接触する端面を有する冷却側挟持部材とによって測定対象物を挟み込む挟持工程と、
前記測定対象物を挟み込んだ状態で前記加熱源により前記加熱側挟持部材を加熱すると共に前記冷却源により前記冷却側挟持部材を冷却することによって前記加熱側挟持部材から前記冷却側挟持部材に熱を流す熱流工程と、
前記熱流工程で熱を流した状態で、前記加熱側挟持部におけるその端面と平行な面方向の温度のばらつき及び前記冷却側挟持部材におけるその端面に平行な面方向の温度のばらつきの少なくとも一方の温度のばらつきを測定する温度測定工程と、
前記測定した温度のばらつきに基づいて、前記測定対象物の設置異常を検知する検知工程と、を備える熱伝導測定方法。 A method for measuring a physical property value related to heat conduction of a measurement object,
A heating-side clamping member having an end surface that is thermally connected to the heating source and that contacts one surface of the measurement object, and an end surface that is thermally connected to the cooling source and contacts the other surface of the measurement object A clamping step of sandwiching a measurement object by a cooling side clamping member having
Heating the heating side clamping member by the heating source while the measurement object is sandwiched and cooling the cooling side clamping member by the cooling source, heat is applied from the heating side clamping member to the cooling side clamping member. A heat flow process,
With the heat flowing in the heat flow step, at least one of a temperature variation in the surface direction parallel to the end surface of the heating-side clamping portion and a temperature variation in the surface direction parallel to the end surface of the cooling-side clamping member. A temperature measurement process for measuring temperature variations;
And a detection step of detecting an installation abnormality of the measurement object based on the measured temperature variation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010170061A JP5379760B2 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Thermal conductivity measuring device and thermal conductivity measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010170061A JP5379760B2 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Thermal conductivity measuring device and thermal conductivity measuring method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012032196A true JP2012032196A (en) | 2012-02-16 |
JP5379760B2 JP5379760B2 (en) | 2013-12-25 |
Family
ID=45845799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010170061A Active JP5379760B2 (en) | 2010-07-29 | 2010-07-29 | Thermal conductivity measuring device and thermal conductivity measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5379760B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014235148A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | Dic株式会社 | Thermal conductivity evaluation system and evaluation method for the same |
WO2018131482A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 三菱電機株式会社 | Thermal conductivity measurement device and thermal conductivity measurement method |
KR20190121034A (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-25 | 국방과학연구소 | Apparatus and method for thermal contact resistance of porous materials |
US10768127B2 (en) | 2015-10-30 | 2020-09-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermal conductivity measurement apparatus and thermal conductivity measurement method |
KR20200136553A (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-08 | 주식회사 에스이오 | Thermal conductivity measurement system and thermal conductivity measurement method thereof |
KR20210150012A (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-10 | 한국에너지기술연구원 | Thermal Conductivity Measuring Device |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001021512A (en) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | Thermal conductivity measuring device |
JP2003121397A (en) * | 2001-10-10 | 2003-04-23 | Hitachi Ltd | Method for measuring thermal resistance of resin and measuring apparatus using the same |
JP2003279513A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Heat generation inspection method for heater and automatic heater inspection machine |
JP2006145446A (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal conductivity measuring device and method |
JP2007155154A (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hot water storage type water heater |
JP2007248272A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heat conductivity calculation method of heat insulating material |
JP2008309729A (en) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Device and method for measuring thermal conductivity |
JP2009283205A (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Hitachi Appliances Inc | Induction heating cooking device |
-
2010
- 2010-07-29 JP JP2010170061A patent/JP5379760B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001021512A (en) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | Thermal conductivity measuring device |
JP2003121397A (en) * | 2001-10-10 | 2003-04-23 | Hitachi Ltd | Method for measuring thermal resistance of resin and measuring apparatus using the same |
JP2003279513A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Heat generation inspection method for heater and automatic heater inspection machine |
JP2006145446A (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | Thermal conductivity measuring device and method |
JP2007155154A (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hot water storage type water heater |
JP2007248272A (en) * | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Heat conductivity calculation method of heat insulating material |
JP2008309729A (en) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | Device and method for measuring thermal conductivity |
JP2009283205A (en) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Hitachi Appliances Inc | Induction heating cooking device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6010026732; 平田拓哉, 田中浩和, 柳浦聡, 渡邉聡, 大串哲朗: '導電性接着剤熱伝導率測定装置の開発-カートリッジ方式一方向熱流定常比較法-' 日本機械学会熱工学コンファレンス講演論文集 Vol.2009, 20091106, Page.169-170 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014235148A (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | Dic株式会社 | Thermal conductivity evaluation system and evaluation method for the same |
US10768127B2 (en) | 2015-10-30 | 2020-09-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermal conductivity measurement apparatus and thermal conductivity measurement method |
WO2018131482A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 三菱電機株式会社 | Thermal conductivity measurement device and thermal conductivity measurement method |
US10775329B2 (en) | 2017-01-16 | 2020-09-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermal conductivity measurement device and thermal conductivity measurement method |
KR20190121034A (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-25 | 국방과학연구소 | Apparatus and method for thermal contact resistance of porous materials |
KR102049610B1 (en) * | 2018-04-17 | 2020-01-08 | 국방과학연구소 | Apparatus and method for thermal contact resistance of porous materials |
KR20200136553A (en) * | 2019-05-27 | 2020-12-08 | 주식회사 에스이오 | Thermal conductivity measurement system and thermal conductivity measurement method thereof |
KR102257190B1 (en) * | 2019-05-27 | 2021-06-01 | 주식회사 에스이오 | Thermal conductivity measurement system and thermal conductivity measurement method thereof |
KR20210150012A (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-10 | 한국에너지기술연구원 | Thermal Conductivity Measuring Device |
KR102383599B1 (en) | 2020-06-03 | 2022-04-06 | 한국에너지기술연구원 | Thermal Conductivity Measuring Device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5379760B2 (en) | 2013-12-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5509195B2 (en) | Thermal conductivity measuring device and thermal conductivity measuring method | |
JP5379760B2 (en) | Thermal conductivity measuring device and thermal conductivity measuring method | |
US10768127B2 (en) | Thermal conductivity measurement apparatus and thermal conductivity measurement method | |
US9140612B2 (en) | Measuring seebeck coefficient | |
JP2008309729A (en) | Device and method for measuring thermal conductivity | |
JP6682016B2 (en) | Thermal conductivity measuring device and thermal conductivity measuring method | |
JP2011185697A (en) | Thermoelectric material evaluation device and thermoelectric characteristic evaluation method | |
US11173671B2 (en) | Electric heating device | |
JP6594250B2 (en) | Temperature measuring device and temperature measuring method | |
Warzoha et al. | Maximum resolution of a probe-based, steady-state thermal interface material characterization instrument | |
JP2009031026A (en) | Thermocouple and its mounting structure | |
JP2005083920A (en) | Linear expansion coefficient measuring device | |
US10184843B2 (en) | Thermal protection systems material degradation monitoring system | |
JP2013156122A (en) | Heating device | |
CN108766138B (en) | Frame teaching model capable of verifying temperature stress theory | |
JP3147015U (en) | Differential scanning calorimeter | |
JP6012413B2 (en) | Contact thermometer | |
JP7319165B2 (en) | Welding equipment | |
JP2020193934A (en) | Thermal conductivity measuring device and thermal conductivity measuring system | |
KR20090101526A (en) | A device for measurement of temperature distribution in welding | |
JP2004053252A (en) | Formed part for precision equipment, and method and device for measuring its coefficient of linear expansion | |
JP6056441B2 (en) | Input module capable of measuring temperature by thermocouple | |
KR20230111442A (en) | Temperature measuring device | |
JP2022045788A (en) | Thermal conductivity deriving method and measurement device | |
Hartman et al. | Comparison of Deflection Measurements to FEA Modeling for Muon Cooling Channel RF Cavity Windows |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120328 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130528 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130529 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130722 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130924 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5379760 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |