JP2013228269A - Heat flux measuring apparatus and heat flux measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱流束測定装置及び熱流束測定方法に関し、特に、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定するための改良に関する。 The present invention relates to a heat flux measuring device and a heat flux measuring method, and more particularly, to an improvement for suitably measuring a heat flux even when a time change of an object temperature is small.
被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定技術が知られている。例えば、特許文献1に記載された感温塗料を用いた物体表面の熱流束分布計測方法がそれである。この技術は、励起光を照射すると温度に応じて変化する感温塗料を用いて物体(被測定物)からの熱移動に係る熱流束を測定するものであり、その感温塗料が塗布された物体表面に励起光を照射した際の発光強度を画像データとして保存し、光強度と温度較正特性を用いて画像データから物体の温度を得ることで、その温度の時間変化から熱流束を測定するものである。 A heat flux measurement technique for measuring a heat flux related to heat transfer from an object to be measured is known. For example, the method for measuring the heat flux distribution on the surface of an object using the temperature-sensitive paint described in Patent Document 1 is that. This technology measures heat flux related to heat transfer from an object (object to be measured) using a temperature-sensitive paint that changes according to temperature when irradiated with excitation light, and the temperature-sensitive paint is applied. The emission intensity when the object surface is irradiated with excitation light is stored as image data, the temperature of the object is obtained from the image data using the light intensity and temperature calibration characteristics, and the heat flux is measured from the change in temperature over time. Is.
しかし、前記従来の技術は、物体の温度に係る時間変化に基づいて熱流束を測定するものであることから、被測定物である物体の温度の時間変化が小さい場合には熱流束を精度良く測定できないという不具合があった。このような課題は、熱流束測定技術の改良を意図して本発明者等が鋭意研究を継続する過程において新たに見出したものである。 However, since the conventional technique measures the heat flux based on the time change related to the temperature of the object, the heat flux is accurately determined when the time change of the temperature of the object being measured is small. There was a problem that it could not be measured. Such a problem was newly found in the process of continuing the intensive research by the present inventors with the intention of improving the heat flux measurement technique.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置及び熱流束測定方法を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a heat flux measuring device and a heat flux measuring method for suitably measuring the heat flux even when the time change of the object temperature is small. Is to provide.
斯かる目的を達成するために、本第1発明の要旨とするところは、被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定装置であって、前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、前記被測定部位の表面温度と、前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the gist of the first aspect of the present invention is a heat flux measuring device for measuring a heat flux related to heat transfer from an object to be measured, which is a part to be measured in the object to be measured. A heat resistor is provided on the surface of the substrate, and a heat flux related to heat transfer from the surface of the measured region is calculated based on a difference between the surface temperature of the measured region and the surface temperature of the thermal resistor. It is characterized by this.
このように、前記第1発明によれば、前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、前記被測定部位の表面温度と、前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出するものであることから、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置を提供することができる。 Thus, according to the first invention, a thermal resistor is provided on the surface of the part to be measured in the object to be measured, and the difference between the surface temperature of the part to be measured and the surface temperature of the thermal resistor is determined. Based on the calculation of the heat flux related to the heat transfer from the surface of the measurement site, the heat transfer from the measurement site does not depend on the time change of the surface temperature of the measurement site. The heat flux can be measured with high accuracy. That is, it is possible to provide a heat flux measuring device that suitably measures heat flux even when the time change of the object temperature is small.
前記目的を達成するために、本第2発明の要旨とするところは、被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定装置であって、前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、その熱抵抗体は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部を備えたものであり、その肉薄部の表面温度と、前記熱抵抗体におけるその肉薄部ではない部分の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とするものである。このようにすれば、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置を提供することができる。 In order to achieve the above object, the gist of the second invention is a heat flux measuring device for measuring a heat flux related to heat transfer from an object to be measured, wherein the measurement site of the object to be measured is measured. A thermal resistor is provided on the surface, and the thermal resistor is provided with a thin part formed with a thickness smaller than the other part in a part thereof, and the surface temperature of the thin part, The heat flux relating to the heat transfer from the surface of the measurement site is calculated based on the difference from the surface temperature of the portion of the thermal resistor that is not the thin portion. In this way, it is possible to accurately measure the heat flux related to the heat transfer from the measurement site regardless of the time change of the surface temperature of the measurement site. That is, it is possible to provide a heat flux measuring device that suitably measures heat flux even when the time change of the object temperature is small.
前記第1発明乃至第2発明に従属する本第3発明の要旨とするところは、前記熱抵抗体は、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものである。このようにすれば、前記被測定物表面の周囲の流体の流れ方に対して、前記熱抵抗体表面温度に指向性が生じるのを抑制することで、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を更に精度良く測定することができる。 The gist of the third invention according to the first and second inventions is that the thermal resistor is formed in a plate shape having a circular peripheral edge. In this way, by suppressing the directivity in the surface temperature of the thermal resistance body with respect to the flow of the fluid around the surface of the object to be measured, it is related to the heat transfer from the part to be measured. The heat flux can be measured with higher accuracy.
前記目的を達成するために、本第4発明の要旨とするところは、被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定方法であって、前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、前記被測定部位の表面温度と、前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする。このようにすれば、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定方法を提供することができる。 In order to achieve the above object, the gist of the fourth invention is a heat flux measuring method for measuring a heat flux related to heat transfer from an object to be measured, comprising: A thermal resistor is provided on the surface, and a heat flux related to heat transfer from the surface of the measurement site is calculated based on a difference between the surface temperature of the measurement site and the surface temperature of the thermal resistor. It is characterized by. In this way, it is possible to accurately measure the heat flux related to the heat transfer from the measurement site regardless of the time change of the surface temperature of the measurement site. That is, it is possible to provide a heat flux measurement method that suitably measures the heat flux even when the time change of the object temperature is small.
前記熱流束測定装置は、好適には、予め実験的に求められた、前記熱抵抗体の表面温度及び前記被測定物の表面温度の温度差と、その温度差に対応する熱流束との関係(前処理としての温度差と熱流束とを関連付ける校正)に基づいて、赤外線温度センサ等により測定される前記熱抵抗体の表面温度及び前記被測定物の表面温度の温度差を熱流束に変換するものである。或いは、予め実験的に求められた、前記熱抵抗体におけるそれぞれ厚さ寸法が異なる部位に対応する複数箇所の表面温度相互の温度差と、その温度差に対応する熱流束との関係に基づいて、赤外線温度センサ等により測定される前記熱抵抗体におけるそれぞれ厚さ寸法が異なる部位に対応する複数箇所の表面温度の温度差を熱流束に変換するものである。 Preferably, the heat flux measuring device preferably has a relationship between a temperature difference between the surface temperature of the thermal resistor and the surface temperature of the object to be measured, and a heat flux corresponding to the temperature difference, obtained experimentally in advance. Based on (calibration associating temperature difference and heat flux as a pretreatment), the temperature difference between the surface temperature of the thermal resistor and the surface temperature of the object to be measured, which is measured by an infrared temperature sensor or the like, is converted into a heat flux. To do. Alternatively, based on the relationship between the temperature difference between the surface temperatures of a plurality of locations corresponding to the portions having different thickness dimensions in the thermal resistor, and the heat flux corresponding to the temperature difference, obtained in advance experimentally. The temperature difference of the surface temperature at a plurality of locations corresponding to the portions having different thickness dimensions in the thermal resistor measured by an infrared temperature sensor or the like is converted into a heat flux.
前記熱抵抗体の表面温度は、好適には、その熱抵抗体の表面全体の平均温度又はその中心部(表面に垂直な方向から見た平面視における中心)温度である。前記被測定物の表面温度は、好適には、その被測定物の表面において、前記熱抵抗体の中心(特に、熱抵抗体が円盤状である場合における円の中心)からの距離が等しい複数の測定点の温度の平均値である。 The surface temperature of the thermal resistor is preferably the average temperature of the entire surface of the thermal resistor or the central portion (center in a plan view as viewed from the direction perpendicular to the surface). Preferably, the surface temperature of the object to be measured is a plurality of distances from the center of the thermal resistor (especially, the center of the circle when the thermal resistor is disk-shaped) on the surface of the object to be measured. This is the average value of the temperatures at the measurement points.
前記熱流束測定装置において、好適には、前記被測定物の表面と、その表面に設けられた熱抵抗体の表面とに黒体塗料が塗布される。前記熱流束測定装置による熱流束の測定においては、この黒体塗料が塗布された部分における温度が測定され、その測定結果に基づいて前記被測定物の表面からの熱移動に係る熱流束が算出される。 In the heat flux measuring device, preferably, a black body paint is applied to the surface of the object to be measured and the surface of the thermal resistor provided on the surface. In the measurement of the heat flux by the heat flux measuring device, the temperature at the portion where the black body paint is applied is measured, and the heat flux related to the heat transfer from the surface of the object to be measured is calculated based on the measurement result. Is done.
前記熱抵抗体は、好適には、熱伝導率が小さく耐熱性に優れたポリイミド等の合成樹脂材料、或いはガラスやセラミックス等の無機材料等から構成されたもの或いは厚さ寸法が既知の塗装膜である。 The thermal resistor is preferably made of a synthetic resin material such as polyimide having a low thermal conductivity and excellent heat resistance, or an inorganic material such as glass or ceramics, or a coating film having a known thickness dimension It is.
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the dimensional ratios and the like of each part are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明の一実施例である熱流束測定装置10の構成を概略的に示す断面図である。図2は、図1の熱流束測定装置10における物体12及び熱抵抗体14を表面に垂直な方向(図1の矢印IIで示す方向)から見た平面図である。本実施例の熱流束測定装置10は、被測定物である物体12からの熱移動(例えば対流熱伝達や熱放射等)に係る熱流束すなわち単位面積における単位時間あたりの熱量を測定するものであり、図1に示すように、前記物体12における被測定部位の表面12aには熱抵抗体14が設けられている。この熱抵抗体14は、好適には、熱伝導率が小さく耐熱性に優れたポリイミド等の合成樹脂材料、或いはガラスやセラミックス等の無機材料等から、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものである。すなわち、前記熱抵抗体14は、好適には、所定の厚さ寸法を有する略円盤状を成すものであるが、その周縁部は必ずしも真円を成すものでなくともよく、例えば前記物体12の仕様によっては周縁部が楕円形を成すものであってもよい。前記熱抵抗体14は、例えば両面テープ(好適には、熱伝導率の高いシリコーン製の粘着テープ)、グリース、接着剤等の接着層16を介して前記物体12の表面12aに接着されている。すなわち、図1に示す熱流束測定装置10においては、前記物体12の表面12aに前記熱抵抗体14が前記接着層16を介して貼り付けられている。好適には、前記物体12の表面12a及び前記熱抵抗体14の表面14aには、図示しない黒体塗料(表面からの放射率を均一にするための塗料)が塗布されており、それら物体12の表面12a及び熱抵抗体14の表面14aの放射率が略等しくなっている。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a heat
図1に示すように、前記熱流束測定装置10は、赤外線温度センサ18を備えている。この赤外線温度センサ18は、物体から放射される赤外線の検出によりその物体の温度を測定するよく知られた放射温度計であり、少なくとも前記物体12の表面12aの温度及び前記熱抵抗体14の表面14aの温度を測定できる位置に設けられる。好適には、前記熱抵抗体14の表面14aの温度と、その熱抵抗体14の周囲における前記物体12の表面12aの温度とを、同期して(略同時に)測定できる位置に設けられる。好適には、少なくとも前記物体12の表面12a及び前記熱抵抗体14の表面14aであって、前記黒体塗料が塗布された部位の温度を測定できる位置に設けられる。
As shown in FIG. 1, the heat
以下、前述のように構成された本実施例の熱流束測定装置10の原理について説明する。前記物体12とその物体12の周囲における流体(例えば、空気等)との間に温度差がある場合、斯かる物体12の表面12aと流体との間で熱交換が行われる。前記熱流束測定装置10は、この物体12の表面12aからの熱移動に係る熱流束を算出する。図1に示すような構成において、前記熱抵抗体14の厚さ方向(厚み方向)に熱伝導があると、その熱抵抗体14の厚さ方向で温度勾配(不均一な温度分布)が生じる。すなわち、前記熱抵抗体14における前記表面14aすなわち前記物体12との接着に係る前記接着層16とは逆側の表面と、前記物体12側すなわち前記接着層16側の表面14bとの間に温度勾配が生じる。ここで、前記接着層16が厚みを有する場合、その接着層16の厚さ方向にも温度勾配が生じるが、斯かる接着層16の厚さ寸法を十分に薄くすると共に熱伝導率を大きく(少なくとも熱抵抗体14の熱伝導率よりも大きく)構成すること等により、前記熱抵抗体14の厚さ寸法に係る温度勾配に比べ、前記接着層16における温度勾配はほとんど無視できる。
Hereinafter, the principle of the heat
前記熱流束測定装置10のように、前記物体12の表面12aに前記熱抵抗体14が設けられた構成においては、その物体12の表面12aからの熱移動に応じて前記熱抵抗体14の厚さ方向の温度勾配が変化する。具体的には、前記熱抵抗体14が設けられた前記物体12の表面12aからの熱移動に係る熱流束が大きいほどその熱抵抗体14の厚さ方向の温度勾配は大きく、その表面12aからの熱移動に係る熱流束が小さいほどその熱抵抗体14の厚さ方向の温度勾配は小さくなる。すなわち、定常状態においては、伝熱に関するフーリエの法則より、前記熱抵抗体14が設けられた前記物体12の表面12aからの熱移動に係る熱流束と、その熱抵抗体14の厚さ方向の温度勾配とは略比例する。前記接着層16の厚さ方向の温度勾配が無視できる場合、前記熱抵抗体14における前記物体12側の表面14bの温度と、その物体12の表面12aの温度とは略等しいものと考えることができる。
In the configuration in which the
図3及び図4は、前記熱流束測定装置10による測定に用いられる、前記物体12の表面温度及び前記熱抵抗体14の表面温度の温度差ΔTとその温度差に対応する熱流束qとの関係(校正のための対応関係)を導出するための検定装置20の一例を示す図であり、図3は、矩形長手状の流路外形を概略的に示す平面図、図4は、図3のIV-IV視断面を拡大して示す視断面図である。図3においては流体の流れ方向を白抜き矢印で示すと共に筐体28の一部を切り欠いて示している。これらの図に示すように、前記検定装置20は、矩形長手状の流体流路22と、その流体流路22における一面(図4に示す例においては底部を構成する面)に設けられた加熱面24と、その加熱面24を加熱するための電気ヒータ26と、断熱材等の材料から構成された筐体28とを、備えて構成されている。前記加熱面24の一部(図3に示す熱流束センサ取り付け位置すなわちIV-IV視断面に相当する部分)には、前記熱抵抗体14が接着層16を介して貼り付けられている。図4に示すように、前記検定装置20における前記熱抵抗体14が設けられた位置には、前記赤外線温度センサ18によりその熱抵抗体14の表面温度及びその周囲の加熱面温度を測定できるように、前記筐体28の一部(図4では加熱面24と対向する上面の一部)に赤外線を透過する例えばゲルマニウムやサファイア等の材料から成る窓部30が設けられている。前記加熱面24及び熱抵抗体14の表面14aには、図1を用いて前述した構成と同様に図示しない黒体塗料が塗布されている。以上のように構成された検定装置20において、前記加熱面24からの熱移動に対応する熱流束qは、理論的に算出することができ、前記流体流路22における流体の加熱量を加熱面積で除した値となる。従って、前記検定装置20により上述のような測定を行うことで、前記ΔTと熱流束q=f(ΔT)との対応関係を実験的に得ることができる。
3 and 4 show the difference in temperature ΔT between the surface temperature of the
図5は、前記検定装置20を用いて前記熱抵抗体14の表面温度(表面14aの温度)及びその熱抵抗体14の周囲における前記加熱面24の表面温度を測定した結果に関し、流体である空気の流れ方向に係る温度分布を示す図である。この図5における横軸は、前記熱抵抗体14の中心軸(平面視における中心)上における空気の流れ方向に対応する。この空気の流れ方向と前記熱抵抗体14との相対的な位置関係を便宜上図2に白抜き矢印で示している。図5の測定結果に示す例では、前記熱抵抗体14の表面温度は、流体(空気)の流れ方向で分布すなわち温度勾配があり、前縁側(流体の流れ方向上流側)で局所熱伝達が良く温度が低くなっている。しかし、前記熱抵抗体14の表面全体の平均温度をT1とすれば、その熱抵抗体14と流体の流れ方向との関係を特に考慮する必要がなくなり、解析を簡略化できる。一般に、赤外線温度センサの1画素あたりの温度測定面積は、測定点と温度計の距離や赤外線温度計の仕様等で異なるため、それらの影響をなくすためにも前記熱抵抗体14の表面温度T1を平均温度として熱流束の計算をしたほうが好ましい。図6は、図5の測定結果に対応する、前記熱抵抗体14における流体の流れに垂直な方向(加熱面24に平行な方向であって流体の流れ方向と垂直を成す方向)の温度分布を示す図である。この図6に示すように、前記熱抵抗体14の表面温度は、流体の流れに垂直な方向では略一定である。
FIG. 5 is a fluid regarding the result of measuring the surface temperature of the thermal resistor 14 (the temperature of the
以上を前提として、図1等に示す本実施例の熱流束測定装置10は、前記赤外線温度センサ18により測定される前記物体12の表面12aの温度T1及び前記熱抵抗体14の表面14aの温度T2に基づいて前記物体12の表面12aからの熱移動に係る熱流束qを算出する。すなわち、前記赤外線温度センサ18により測定される前記物体12の表面12aの温度T1と、前記熱抵抗体14の表面14aの温度T2との差ΔT(=T1−T2)を算出し、図3及び図4に示す検定装置20を用いて予め導出された関係(ΔTとq=f(ΔT)との対応関係)から、前記算出された温度差ΔTに基づいて、前記物体12の被測定部位の表面12aからの熱移動に係る熱流束q(=f(ΔT))を算出する。ここで、前記熱抵抗体14の表面平均温度は、その熱抵抗体14の中心温度(平面視における中心の温度)と略等しい。従って、前記熱抵抗体14の表面温度T1として、前記熱抵抗体14の表面全体の平均温度ではなく、その中心温度を用いてもよい。このようにすれば、測定をより簡単なものとすることができる。前記物体12の表面温度T2としては、例えば図7に示すように、前記熱抵抗体14の中心からの距離が等しい複数(図7では4つ)の測定点32a〜32dの温度を測定し、各測定点の温度の平均値を前記物体12の表面温度T2とするのが好ましい。前記物体12の表面12aにおける面方向(表面12aに平行な方向)に温度勾配が存在したとしても、斯かる平均値を前記物体12の表面温度T2として算出することで、前記熱抵抗体14の中心付近における前記物体12の表面温度を適用することができる。
On the premise of the above, the heat
このように、本実施例によれば、被測定物である前記物体12における被測定部位の表面12aに熱抵抗体14が設けられ、前記被測定部位の表面12aの温度T1と、前記熱抵抗体14の表面14aの温度T2との差ΔT(=T1−T2)に基づいて、前記被測定部位の表面12aからの熱移動に係る熱流束qを算出するものであることから、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体12の温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置10を提供することができる。
Thus, according to the present embodiment, the
前記熱抵抗体14は、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものであるため、前記被測定物表面12aの周囲の流体の流れ方に対して、前記熱抵抗体14の表面14aの温度に指向性が生じるのを抑制することで、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を更に精度良く測定することができる。
Since the
続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, another preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, parts common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図8及び図9は、前記熱流束測定装置10において、前記物体12の表面12aに前記熱抵抗体14とは形状の異なる熱抵抗体34を設けた例について説明する図であり、図8は前記熱抵抗体34の中心を含む断面図、図9は前記熱抵抗体34の中心軸方向から見た平面図である。これらの図に示すように、本実施例の熱流束測定装置10に設けられた熱抵抗体34は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部36を備えたものである。すなわち、比較的厚さ寸法が薄く形成された肉薄部36と、その肉薄部36よりも厚さ寸法が所定値Δt厚く形成された肉厚部38とを、備えている。図8及び図9においては、中央部(中心を含む部分)に肉厚部38が、その肉厚部38の周縁部(外周側)に肉薄部36がそれぞれ設けられた熱抵抗体34を例示しているが、中央部に肉薄部36が設けられると共に、その外周側に肉厚部38が設けられた熱抵抗体も好適に用いられる。前記熱抵抗体34は、前記接着層16を介して前記物体12の表面12aに貼り付けられている。
8 and 9 are diagrams for explaining an example in which a
前述のような構成を有する熱抵抗体34において、その熱抵抗体34の厚さ方向に熱伝導した場合、前記肉薄部36と肉厚部38とで厚さ寸法に差があることから、その肉薄部36の表面36aと肉厚部38の表面38aとでそれぞれの表面温度が異なる。従って、前記熱抵抗体34に関して、前記肉薄部36の表面36aの温度T1′と前記肉厚部38の表面38aの温度T2′との温度差ΔT′(=T1′−T2′)とその温度差に対応する熱流束qとの関係を前記検定装置20等により予め導出しておくことで、その関係から前記赤外線温度センサ18により検出される前記肉薄部36の表面36aの温度T1′と前記肉厚部38の表面38aの温度T2′との温度差ΔT′に基づいて前記物体12の表面12aからの熱移動に係る熱流束qを測定することができる。図1等を用いて前述した熱抵抗体14を有する熱流束測定装置10に比べて、図8等に示す熱抵抗体34を有する熱流束測定装置10では、前記接着層16の厚さ方向の温度勾配の影響を受けないことに加え、温度検出に係る前記表面36a、38aが同じ材質であることから放射率が等しく、黒体塗料を塗布せずとも精度良く赤外線による温度計測を行い得る等の利点がある。
In the
本実施例によれば、被測定物である前記物体12における被測定部位の表面12aに熱抵抗体34が設けられ、その熱抵抗体34は、その一部に他の部分すなわち肉厚部38よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部36を備えたものであり、その肉薄部36の表面温度T1′と、前記熱抵抗体34におけるその肉薄部36ではない部分すなわち肉厚部38の表面温度T2′との差ΔT′(=T1′−T2′)に基づいて、前記被測定部位の表面12aからの熱移動に係る熱流束qを算出することを特徴とするものである。このようにすれば、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置10を提供することができる。
According to the present embodiment, the
前記熱抵抗体34は、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものであるため、前記被測定物表面12aの周囲の流体の流れ方に対して、前記熱抵抗体34の表面温度に指向性が生じるのを抑制することで、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を更に精度良く測定することができる。
Since the
図10は、本発明の一実施例である熱流束測定方法の要部を説明する工程図である。先ず、第1表面温度測定工程P1において、前記赤外線温度センサ18により前記物体12の表面12aの温度T1乃至前記肉薄部36の表面36aの温度T1′が測定(検出)される。この第1表面温度測定工程P1と相前後して、第2表面温度測定工程P2において、前記赤外線温度センサ18により前記熱抵抗体14の表面14aの温度T2乃至前記肉厚部38の表面38aの温度T2′が測定(検出)される。次に、温度差算出工程P3において、前記第1表面温度測定工程P1により測定された第1温度T1乃至T1′と、前記第2表面温度測定工程P2により測定された第2温度T2乃至T2′との差ΔT(=T1−T2)乃至ΔT′(=T1′−T2′)が算出される。次に、熱流束算出工程P4において、予め定められた関係から、前記温度差算出工程P3にて算出された温度差ΔT(=T1−T2)乃至ΔT′(=T1′−T2′)に基づいて、前記物体12の表面12aからの熱移動に係る熱流束qが算出される。
FIG. 10 is a process diagram for explaining the main part of the heat flux measuring method according to one embodiment of the present invention. First, in the first surface temperature measurement step P1, the
本実施例によれば、被測定物である前記物体12における被測定部位の表面12aに熱抵抗体14が設けられ、前記被測定部位の表面温度T1と、前記熱抵抗体14の表面温度T2との差ΔTに基づいて、前記被測定部位の表面12aからの熱移動に係る熱流束qを算出するものであるため、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定方法を提供することができる。
According to the present embodiment, the
被測定物である前記物体12における被測定部位の表面12aに熱抵抗体34が設けられ、その熱抵抗体34は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部36を備えたものであり、その肉薄部36の表面温度T1′と、前記熱抵抗体34におけるその肉薄部36ではない部分すなわち肉厚部38の表面温度T2′との差ΔT′に基づいて、前記被測定部位の表面12aからの熱移動に係る熱流束を算出するものであるため、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定方法を提供することができる。
A
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Is.
10:熱流束測定装置、12:物体(被測定物)、12a:表面、14、34:熱抵抗体、14a:表面、36:肉薄部、36a:表面、38:肉厚部(他の部分)、38a:表面 10: heat flux measuring device, 12: object (object to be measured), 12a: surface, 14, 34: thermal resistor, 14a: surface, 36: thin part, 36a: surface, 38: thick part (other parts) ), 38a: surface
Claims (4)
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
前記被測定部位の表面温度と、前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定装置。 A heat flux measuring device for measuring a heat flux related to heat transfer from an object to be measured,
A thermal resistor is provided on the surface of the measurement site in the measurement object,
A heat flux measurement device that calculates a heat flux related to heat transfer from the surface of the measurement site based on a difference between the surface temperature of the measurement site and the surface temperature of the thermal resistor.
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
該熱抵抗体は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部を備えたものであり、
該肉薄部の表面温度と、前記熱抵抗体における該肉薄部ではない部分の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定装置。 A heat flux measuring device for measuring a heat flux related to heat transfer from an object to be measured,
A thermal resistor is provided on the surface of the measurement site in the measurement object,
The thermal resistor has a thin portion formed in a part thereof with a thickness dimension thinner than other portions,
A heat flux relating to heat transfer from the surface of the measurement site is calculated based on a difference between the surface temperature of the thin portion and the surface temperature of a portion of the thermal resistor that is not the thin portion. Heat flux measuring device.
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
前記被測定部位の表面温度と、前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定方法。 A heat flux measurement method for measuring a heat flux related to heat transfer from an object to be measured,
A thermal resistor is provided on the surface of the measurement site in the measurement object,
A heat flux measurement method, comprising: calculating a heat flux related to heat transfer from the surface of the measurement site based on a difference between the surface temperature of the measurement site and the surface temperature of the thermal resistor.
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