JP2016031330A - Thermal conductivity measuring system - Google Patents
Thermal conductivity measuring system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016031330A JP2016031330A JP2014154624A JP2014154624A JP2016031330A JP 2016031330 A JP2016031330 A JP 2016031330A JP 2014154624 A JP2014154624 A JP 2014154624A JP 2014154624 A JP2014154624 A JP 2014154624A JP 2016031330 A JP2016031330 A JP 2016031330A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal conductivity
- sample
- temperature gradient
- magnetic field
- electric field
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、熱伝導率の計測技術に関する。 The present invention relates to a thermal conductivity measurement technique.
従来から、試料の熱伝導率を計測する技術が知られている。例えば、特許文献1には、熱伝導率を測定する試料の両面の温度差と、試料の厚さ方向に流れる熱流量とをそれぞれ計測して所定の算出式により熱伝導率を求める熱伝導率測定装置において、試料に密着させて一対の熱電変換装置を配置することで、試料の平均温度を制御する技術が開示されている。
Conventionally, a technique for measuring the thermal conductivity of a sample is known. For example,
内部で抵抗率が異なる試料において、磁場や電場を与えたときの熱伝導率を求める場合、磁場や電場を与えることにより発生した電流に起因した試料自体の発熱によって、試料中に温度勾配が生じる。この場合、正確な熱伝導率を求めることができないという問題がある。 When obtaining the thermal conductivity of a sample with different resistivity inside when applying a magnetic field or electric field, a temperature gradient occurs in the sample due to the heat generated by the sample itself due to the current generated by applying the magnetic field or electric field. . In this case, there is a problem that an accurate thermal conductivity cannot be obtained.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、試料に磁場や電場を与えた場合であっても、試料の熱伝導率を正確に計測することが可能な熱伝導率測定システムを提供することを主な目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of accurately measuring the thermal conductivity of a sample even when a magnetic field or an electric field is applied to the sample. The main purpose is to provide a rate measurement system.
本発明の1つの観点では、試料の熱伝導率を計測する熱伝導率測定システムは、前記試料に電場又は磁場を与える電場/磁場印加手段と、前記試料中の複数点で検出した温度に基づき、前記試料の内部での温度勾配を予測する温度勾配予測手段と、前記電場/磁場印加手段によって電場又は磁場が印加されたときに、前記温度勾配予測手段が予測した温度勾配をなくすように、前記試料を加熱又は冷却する温度勾配調整手段と、前記温度勾配調整手段により前記試料を加熱又は冷却した状態で前記試料の熱伝導率を計測する熱伝導率計測手段と、を有する。 In one aspect of the present invention, a thermal conductivity measurement system for measuring the thermal conductivity of a sample is based on electric field / magnetic field applying means for applying an electric field or a magnetic field to the sample, and temperatures detected at a plurality of points in the sample. A temperature gradient predicting means for predicting a temperature gradient inside the sample and a temperature gradient predicted by the temperature gradient predicting means when an electric field or a magnetic field is applied by the electric field / magnetic field applying means. Temperature gradient adjusting means for heating or cooling the sample, and thermal conductivity measuring means for measuring the thermal conductivity of the sample in a state where the sample is heated or cooled by the temperature gradient adjusting means.
上記の熱伝導率測定システムは、電場/磁場印加手段と、温度勾配予測手段と、温度勾配調整手段と、熱伝導率計測手段と、を有する。電場/磁場印加手段は、試料に電場又は磁場を与える。温度勾配予測手段は、試料中の複数点で検出した温度に基づき、試料の内部での温度勾配を予測する。温度勾配調整手段は、電場/磁場印加手段によって電場又は磁場が印加されたときに、温度勾配予測手段が予測した温度勾配をなくすように、試料を加熱又は冷却する。熱伝導計測手段は、温度勾配調整手段により試料を加熱又は冷却した状態で試料の熱伝導率を計測する。この態様により、熱伝導率測定システムは、電場又は磁場を与えた試料の熱伝導率を正確に計測することができる。 The thermal conductivity measuring system includes an electric field / magnetic field applying unit, a temperature gradient predicting unit, a temperature gradient adjusting unit, and a thermal conductivity measuring unit. The electric field / magnetic field applying means applies an electric field or a magnetic field to the sample. The temperature gradient predicting means predicts a temperature gradient inside the sample based on temperatures detected at a plurality of points in the sample. The temperature gradient adjusting means heats or cools the sample so as to eliminate the temperature gradient predicted by the temperature gradient predicting means when an electric field or magnetic field is applied by the electric field / magnetic field applying means. The thermal conductivity measuring means measures the thermal conductivity of the sample while the sample is heated or cooled by the temperature gradient adjusting means. According to this aspect, the thermal conductivity measurement system can accurately measure the thermal conductivity of a sample to which an electric field or a magnetic field is applied.
以下、図面を参照して本発明に係る電動車両の好適な実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an electric vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[熱伝導率測定システムの構成]
図1は、本実施形態に係る熱伝導率測定システムの構成を示すブロック図である。熱伝導率測定システムは、試料である熱伝導率可変材料1の熱伝導率を測定するシステムであって、電源2と、熱伝導率測定装置3と、放射温度計4と、調整用加熱部5と、測定用加熱部6とを有する。
[Configuration of thermal conductivity measurement system]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the thermal conductivity measurement system according to this embodiment. The thermal conductivity measurement system is a system for measuring the thermal conductivity of the thermal conductivity
熱伝導率可変材料1は、第1材料11と第2材料12との積層体であり、電場や磁場の印加の有無により熱伝導率が変化する。図1は、熱伝導率可変材料1が電源2により所定の電圧が印加された状態を示す。また、第1材料11は、第2材料12よりも抵抗率が高い。従って、電源2により電圧が印加された場合の第1材料11の発熱量は、第2材料12の発熱量よりも多くなる。
The thermal conductivity
放射温度計4は、熱伝導率可変材料1を対象とした放射側温を行う。放射温度計4は、熱伝導率の計測時には、第2材料12側の熱伝導率可変材料1の表面である第2表面9dでの温度を計測する。また、放射温度計4は、熱伝導率の計測前の熱伝導率可変材料1内の温度勾配を検出する処理では、境界面9mの温度、第1材料11側の熱伝導率可変材料1の表面である第1表面9uの温度、及び第2表面9dでの温度を計測する。
The radiation thermometer 4 performs radiation side temperature for the thermal conductivity
調整用加熱部5は、第2表面9dから熱伝導率可変材料1を加熱するためのレーザである。調整用加熱部5は、熱伝導率可変材料1内に生じた温度勾配をキャンセルする(即ち温度勾配を0にする)のに用いられる。測定用加熱部6は、熱伝導率の測定を目的として第1表面9uから熱伝導率可変材料1を加熱するためのレーザである。調整用加熱部5及び測定用加熱部6は、熱伝導率測定装置3の制御に基づき加熱の有無が切り替えられる。
The
熱伝導率測定装置3は、レーザフラッシュ法に基づき、電圧印加時の熱伝導率可変材料1の熱伝導率を計測する。このとき、熱伝導率測定装置3は、熱伝導率可変材料1への電圧印加によって生じる電流と、第1材料11と第2材料12との抵抗率の差異とに起因して生じる熱伝導率可変材料1内の温度勾配をなくすように、調整用加熱部5により第2表面9dを加熱する。そして、熱伝導率測定装置3は、測定用加熱部6により第1表面9uを加熱し、第2表面9dの温度変化を測定することで、熱伝導率可変材料1の熱伝導率を求める。
The thermal conductivity measuring
[計測方法]
次に、熱伝導率測定装置3が実行する熱伝導率の計測方法について説明する。概略的には、熱伝導率測定装置3は、熱伝導率可変材料1への電圧印加時に生じる温度勾配を検出する処理(「温度勾配検出処理」とも呼ぶ。)、検出した温度勾配をなくすように調整用加熱部5により熱伝導率可変材料1を加熱する処理(「温度勾配調整処理」とも呼ぶ。)、及びレーザフラッシュ法により熱伝導率可変材料1の熱伝導率を計測する処理(「熱伝導率計測処理」とも呼ぶ。)を順に実行する。これにより、熱伝導率測定装置3は、電場又は磁場の作用により変化した熱伝導率可変材料1の熱伝導率を的確に計測する。
[Measurement method]
Next, the measurement method of the heat conductivity which the heat
(1)温度勾配検出処理
図2(A)は、温度勾配検出処理の概要を示す図である。図2(A)に示すように、放射温度計4は、放射側温により、第1表面9uでの温度「Tu」、境界面9mでの温度「Tm」、第2表面9dでの温度「Td」をそれぞれ取得し、熱伝導率測定装置3へ供給する。
(1) Temperature gradient detection process FIG. 2A is a diagram showing an outline of the temperature gradient detection process. As shown in FIG. 2A, the radiation thermometer 4 has a temperature “Tu” at the
図2(B)は、放射温度計4の検出値に基づく熱伝導率可変材料1内の温度の推定値を示す。なお、図2(B)に示すグラフの縦軸「距離」は、第2表面9dの垂直方向を基準とした場合の第2表面9dから熱伝導率可変材料1内の各位置までの距離を示す。また、計測点21は、第2表面9dを放射側温した場合の計測結果を示し、計測点22は、境界面9mを放射側温した場合の計測結果を示し、計測点23は、第1表面9uを放射側温した場合の計測結果を示す。
FIG. 2B shows an estimated value of the temperature in the thermal conductivity
図2(B)に示すように、第1材料11が第2材料12よりも抵抗率が高く、発熱量が多いため、第2材料12から遠い第1材料11側の第1表面9uに近付くほど計測温度は高くなり、第1材料11から遠い第2材料12側の第2表面9dに近付くほど計測温度は低くなる。そして、この場合、熱伝導率測定装置3は、計測点21〜23に基づき、温度と距離Lとの関係を示す直線(即ち一次式)を認識し、当該直線のグラフの傾き「θ」を、電圧印加時に生じる熱伝導率可変材料1の温度勾配として認識する。
As shown in FIG. 2B, the
(2)温度勾配調整処理
図3(A)は、温度勾配調整処理の概要を示す図である。図3(A)に示すように、温度勾配調整処理では、熱伝導率測定装置3は、調整用加熱部5により、温度が低い側の第2表面9dから熱伝導率可変材料1を加熱する。この場合、熱伝導率測定装置3は、調整用加熱部5の出力を、温度勾配検出処理により検出した傾きθが大きいほど大きくする。具体的には、熱伝導率測定装置3は、想定される傾きθごとに、当該傾きθの温度勾配をキャンセルするのに必要な調整用加熱部5の出力値を示すマップ又は式を、予めメモリ等に記憶し、当該マップ等を参照して調整用加熱部5の出力を決定する。
(2) Temperature gradient adjustment process FIG. 3A is a diagram showing an outline of the temperature gradient adjustment process. As shown in FIG. 3A, in the temperature gradient adjustment process, the thermal
図3(B)は、調整用加熱部5による加熱時での熱伝導率可変材料1内の温度を示す。ここで、計測点21Aは、第2表面9dを放射側温した場合の計測結果を示し、計測点22Aは、境界面9mを放射側温した場合の計測結果を示し、計測点23Aは、第1表面9uを放射側温した場合の計測結果を示す。
FIG. 3B shows the temperature in the thermal
図3(B)に示すように、この場合、温度が低い側の第2表面9dが調整用加熱部5により傾きθに応じて加熱された結果、第2表面9dでの計測温度Tdと、境界面9mでの計測温度Tmと、第1表面9uでの計測温度Tuとがそれぞれ等しくなり、熱伝導率可変材料1内での温度勾配がなくなっている。
As shown in FIG. 3B, in this case, as a result of the
(3)熱伝導率計測処理
図4は、熱伝導率計測処理の概要を示す図である。図4に示すように、熱伝導率測定装置3は、熱伝導率測定処理では、勾配検出処理に基づき調整用加熱部5により第2表面9dを加熱した状態で、熱伝導率可変材料1の熱伝導率の計測を行う。図4の例では、熱伝導率測定装置3は、レーザフラッシュ法により熱伝導率可変材料1の熱伝導率を算出するため、測定用加熱部6により第1表面9uから熱伝導率可変材料1を加熱し、放射温度計4により第2表面9dの温度Tdを計測する。そして、熱伝導率測定装置3は、温度Tdの変化に基づき熱伝導率を算出する。この場合、熱伝導率可変材料1内の温度勾配は調整用加熱部5の加熱によりキャンセルされているため、熱伝導率測定装置3は、電圧が印加された熱伝導率可変材料1の熱伝導率を正確に計測することができる。
(3) Thermal conductivity measurement process FIG. 4 is a diagram showing an outline of the thermal conductivity measurement process. As shown in FIG. 4, in the thermal conductivity measurement process, the thermal
[変形例]
次に、上述の実施形態に好適な変形例について説明する。
[Modification]
Next, a modified example suitable for the above-described embodiment will be described.
(変形例1)
熱伝導率可変材料1は、図1に示すように複層構造であるものに限定されず、抵抗率に変動がある単層構造であってもよい。この場合であっても、熱伝導率測定装置3は、熱伝導率可変材料1内の温度勾配を、熱伝導率可変材料1の複数地点での温度を計測することにより検出する。そして、熱伝導率測定装置3は、温度が低い側の表面から熱伝導率可変材料1を調整用加熱部5により加熱することで、温度勾配をキャンセルした状態で熱伝導率計測処理を行う。
(Modification 1)
The thermal
(変形例2)
熱伝導率測定装置3は、温度が低い側の第2表面9dから熱伝導率可変材料1を加熱する場合に代えて、温度が高い側の第1表面9uから熱伝導率可変材料1を冷却してもよい。この場合、熱伝導率測定システムは、調整用加熱部5に代えて、熱伝導率可変材料1を冷却するための冷却部を有し、熱伝導率測定装置3は、温度勾配調整処理では、温度が低い側の第1表面9uから熱伝導率可変材料1を当該冷却部により冷却することで熱伝導率可変材料1内の温度勾配をなくす。
(Modification 2)
The thermal
(変形例3)
熱伝導率測定装置3は、熱伝導計測処理においてレーザフラッシュ法に基づき、熱伝導率を算出したが、これに限定されず、パルス加熱法、周期加熱法、ステップ加熱法、定常法などの種々の方法により熱伝導率を算出してもよい。
(Modification 3)
The thermal
1…熱伝導率可変材料
2…電源
3…熱伝導率測定装置
4…放射温度計
5…調整用加熱部
6…測定用加熱部
11…第1材料
12…第2材料
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記試料に電場又は磁場を与える電場/磁場印加手段と、
前記試料中の複数点で検出した温度に基づき、前記試料の内部での温度勾配を予測する温度勾配予測手段と、
前記電場/磁場印加手段によって電場又は磁場が印加されたときに、前記温度勾配予測手段が予測した温度勾配をなくすように、前記試料を加熱又は冷却する温度勾配調整手段と、
前記温度勾配調整手段により前記試料を加熱又は冷却した状態で前記試料の熱伝導率を計測する熱伝導率計測手段と、
を有することを特徴とする熱伝導率測定システム。 A thermal conductivity measurement system for measuring the thermal conductivity of a sample,
An electric field / magnetic field applying means for applying an electric field or a magnetic field to the sample;
A temperature gradient predicting means for predicting a temperature gradient inside the sample based on temperatures detected at a plurality of points in the sample;
A temperature gradient adjusting means for heating or cooling the sample so as to eliminate a temperature gradient predicted by the temperature gradient predicting means when an electric field or a magnetic field is applied by the electric field / magnetic field applying means;
Thermal conductivity measuring means for measuring the thermal conductivity of the sample in a state where the sample is heated or cooled by the temperature gradient adjusting means;
A thermal conductivity measurement system comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014154624A JP2016031330A (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Thermal conductivity measuring system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014154624A JP2016031330A (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Thermal conductivity measuring system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016031330A true JP2016031330A (en) | 2016-03-07 |
Family
ID=55441789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014154624A Pending JP2016031330A (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Thermal conductivity measuring system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016031330A (en) |
-
2014
- 2014-07-30 JP JP2014154624A patent/JP2016031330A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI707141B (en) | Sensor system and integrated heater-sensor for measuring and controlling performance of a heater system | |
KR102268968B1 (en) | Induction heated roll apparatus and induction coil temperature detecting mechanism | |
JP6221408B2 (en) | Thermal resistance measuring method and thermal resistance measuring device | |
CN103926953A (en) | Heater Control Apparatus | |
US20220034829A1 (en) | Thermal conductivity estimation method, thermal conductivity estimation apparatus, production method for semiconductor crystal product, thermal conductivity calculator, thermal conductivity calculation program, and, thermal conductivity calculation method | |
JP5413241B2 (en) | Heat flux meter calibration device | |
CN110873730B (en) | Measuring device for determining the thermal conductivity of a fluid | |
JP2014153168A (en) | Emissivity measuring apparatus and emissivity measuring method | |
US10088439B2 (en) | Thermophysical property measurement method and thermophysical property measurement apparatus | |
Ahmed et al. | Measurement of radial thermal conductivity of a cylinder using a time-varying heat flux method | |
JP2015511398A5 (en) | ||
TW201545607A (en) | Induction heated roll apparatus | |
JP6607469B2 (en) | Thermophysical property measuring method and thermophysical property measuring device | |
JP6127830B2 (en) | Electric heating device | |
KR101889818B1 (en) | Thermal conductivity mearsuring device and measuring method thereof | |
JP6384417B2 (en) | Electric heating device and electric heating method | |
JP2016031330A (en) | Thermal conductivity measuring system | |
KR101261627B1 (en) | Apparutus and system for measuring heat flux | |
JP2017025361A (en) | Electric conduction heating device (method) | |
JP7079471B2 (en) | Thermophysical property measuring device and thermophysical property measuring method | |
KR20160064272A (en) | Thermal properties measurement sensors for thermoelectric thin film in cross-plane direction | |
JP2015119599A (en) | Power conversion device and method | |
JP2014178669A (en) | Image forming apparatus | |
Xu et al. | Investigation of the heat transfer in TEMHD driven swirling lithium flow | |
JP7109728B2 (en) | Power control device and power control method |