JP2017181239A - 温度計測装置及び温度計測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】迅速に被測定部の温度推定を行うことが可能な温度計測装置及び温度計測方法を提供する。【解決手段】温度計測装置１は、測定対象物１０の内部に存在する被測定部１１の温度Ｔ０を計測する際に、測定対象物１０の表面１０ａに接触し、被測定部１１と表面１０ａとの間の熱流Ｗ１を検出する熱流センサ２と、熱流センサ２の温度Ｔ２を検出する温度センサ３と、熱流センサ２により検出される測定対象物１０の熱流Ｗ１と、温度センサ３により検出される熱流センサ２の温度Ｔ２とに基づいて、被測定部１１の温度Ｔ０を算出する制御部４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象物の内部に存在する被測定部の温度を計測するための温度計測装置及び温度計測方法に関する。

測定対象物の内部に存在し、測定対象物の外部から温度を直接計測することができない被測定部について、この被測定部の温度を間接的に計測する温度計測装置が提案されている。例えば特許文献１には、一方の面を測定対象物の表面に接触させる基材と、この基材の他方の面上に設けられる熱流束センサ及び温度センサとを備える内部温度センサ（温度計測装置）について記載されている。熱流束センサは、第１測温部及び第２測温部を有し、第１測温部と第２測温部との間の温度差を検出するサーモパイルが形成されている薄膜部を含む。熱流束センサは、基材を介して流入する測定対象物からの熱を第２測温部に伝導する熱伝導性部材により、第１測温部と基材との間に空間が存在し、且つ、基材に対して平行となるように薄膜部が指示されている。温度センサは、基材の熱伝導性部材と接触している部分の温度又は薄膜部の第２測温部の温度を測定する。この内部温度センサは、熱流束センサにより計測された第１測温部と第２測温部との間の温度差と、温度センサにより計測された温度とから、所定の導出式を用いて、測定対象物の内部温度を算出することができる。

特開２０１５−１１４２９１号公報

特許文献１に記載されるような従来の測定対象物の内部温度計測手法では、一般に、測定対象物に接触させた内部温度センサが熱平衡状態となっていることが、内部温度を算出するための要件となる。熱平衡状態とは、特許文献１の構成の場合、熱流束センサの薄膜部内を第２測温部から第１測温部に向かって単位時間内に流れる熱量と、熱流束センサの支持部（熱伝導性部材）に測定対象物側から単位時間内に流入する熱量とがほぼ一致し、熱流束センサの各部の温度が安定している状態である。

すなわち、従来手法では、温度計測装置内部の温度精度を上げるために、測定対象物への接触後に、ある程度の時間をかけて装置全体の温度を安定化させる必要があるため、実際に被測定部の温度を算出するまでに時間がかかるという問題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、迅速に被測定部の温度推定を行うことが可能な温度計測装置及び温度計測方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る温度計測装置（１，１Ａ）は、測定対象物（１０）の内部に存在する被測定部（１１）の温度（Ｔ０）を計測する際に、前記測定対象物の表面（１０ａ）に接触し、前記測定対象物の前記被測定部と前記表面との間の熱流（Ｗ１）を検出する熱流検出部（２）と、前記熱流検出部の温度（Ｔ２）を検出する温度検出部（３，３Ａ）と、前記熱流検出部により検出される前記測定対象物の前記熱流と、前記温度検出部により検出される前記熱流検出部の前記温度とに基づいて、前記被測定部の前記温度を算出する制御部（４）と、を備える。

同様に、上記課題を解決するために、本発明に係る温度計測方法は、測定対象物（１０）の内部に存在する被測定部（１１）の温度（Ｔ０）を計測する温度計測方法であって、熱流検出部（２）が、前記測定対象物の表面（１０ａ）に接触する接触ステップ（Ｓ１０２，Ｓ２０２）と、前記熱流検出部が、前記被測定部と前記表面との間の熱流（Ｗ１）を検出する熱流検出ステップ（Ｓ１０３，Ｓ２０４）と、温度検出部（３）が、前記熱流検出部の温度（Ｔ２）を検出する温度検出ステップ（Ｓ１０４，Ｓ２０５）と、制御部（４）が、前記熱流検出ステップにて前記熱流検出部により検出された前記測定対象物の前記熱流と、前記温度検出ステップにて前記温度検出部により検出された前記熱流検出部の前記温度とに基づいて、前記被測定部の前記温度を算出する温度算出ステップ（Ｓ１０５，Ｓ２０６）と、を含む。

これらの構成により、温度検出部により検出される熱流検出部の温度を基準として、測定対象物の被測定部と表面との間の温度差と相関する熱流を考慮することにより、被測定部の温度を精度良く推定することができる。また、測定対象物や温度計測装置の温度が全体に亘り安定化しなくても被測定部の温度の算出を行えるので、熱流検出部を測定対象物に接触した後に即座に温度の推定を実施できる。

本発明によれば、迅速に被測定部の温度推定を行うことが可能な温度計測装置及び温度計測方法を提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る温度計測装置の概略構成を示す図である。 図２は、第１実施形態の温度計測装置により実施される被測定部の温度計測方法を示すフローチャートである。 図３は、本発明の第２実施形態に係る温度計測装置の概略構成を示す図である。 図４は、第２実施形態の温度計測装置により実施される被測定部の温度計測方法を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１及び図２を参照して第１実施形態を説明する。まず図１を参照して、第１実施形態に係る温度測定装置１の構成について説明する。

温度測定装置１は、測定対象物１０の内部に存在する被測定部１１の温度Ｔ０を計測するための装置である。被測定部１１は、例えば図１に示すようにその周囲を伝熱材１２によって被覆される、または、筐体によって包囲される、などの測定対象物１０の構造上の都合により外部から温度Ｔ０を直接計測することができない。

このような測定対象物１０として、特に本実施形態では圧力センサを想定している。圧力センサは、その内部に被測定部１１としての受圧部を備え、この受圧部を含む内部空間を他部品により包囲して構成される。このような圧力センサは、例えば歪ゲージ式、薄膜式などのダイアフラムゲージが挙げられる。ダイアフラムゲージは、受圧部の隔膜（ダイアフラム）に加わる圧力を、隔膜の変形量に応じた電圧値として検出することができる。

このような圧力センサは、周囲の温度環境によって隔膜の変形量が変わるため、温度に応じてセンサ出力が変わるという温度特性を有する。この温度特性は、センサの形状やサイズなどによって決まるものである。したがって、圧力センサは、予め温度特性を調べ、温度特性に応じた出力補正を設定しておくことによって（温度特性調整工程）、同一圧力に対するセンサ出力を温度特性の影響を受けずに一定にすることができる。

第１実施形態の温度計測装置１は、このような圧力センサの温度特性調整工程に適用することができる。この工程では、圧力センサ（測定対象物１０）の内部に設けられる受圧部（被測定部１１）が高温や低温などの所定の温度帯となるようセンサが加温または冷却され、このときのセンサ出力に基づき、温度に基づく出力補正などの各種調整が行われる。温度計測装置１は、直接計測できない圧力センサ内部の受圧部の温度を推定することができるので、圧力センサの温度特性調整工程に温度計測装置１を適用することによって、受圧部の温度が所定の温度帯に入っているか否かを高精度に判定できる。

図１に示すように、温度測定装置１は、熱流センサ２（熱流検出部）と、温度センサ３（温度検出部）と、制御部４とを備える。

熱流センサ２は、測定対象物１０の内部に存在する被測定部１１の温度Ｔ０を計測する際に、測定対象物１０の表面１０ａに接触し、被測定部１１と表面１０ａとの間の熱流Ｗ１を検出する。熱流センサ２が計測する熱流Ｗ１は、（１）被測定部１１の温度Ｔ０が表面１０ａの温度Ｔ１より高温の場合には、測定対象物１０の内部から表面１０ａへ放出される熱流であり、また、（２）測定対象物１０の表面１０ａの温度Ｔ１が被測定部１１の温度Ｔ０より高温の場合には、測定対象物１０の表面１０ａから内部へ吸収される熱流である。熱流センサ２は、相互に対向する一対の主面２ａ，２ｂを有し、測定対象物１０の熱流Ｗ１を検出する際には、一対の主面２ａ，２ｂのうち一方の主面２ａが測定対象物１０の表面１０ａに密着して取り付けられる。

温度センサ３は、測定対象物１０の被測定部１１の温度Ｔ０を計測する際に、熱流センサ２の温度を検出する。温度センサ３は、例えば、抵抗測温体や熱電対などの温度測定系を適用することができる。温度検出部３は、熱流センサ２の一対の主面２ａ，２ｂのうち、測定対象物１０と接触していない側の他方の主面２ｂの表面温度Ｔ２を検出する。

なお、本実施形態では、測定対象物１０の表面１０ａと接触する熱流センサ２の一方の主面２ａの表面温度（すなわち測定対象物１０の表面１０ａの温度Ｔ１）と、その反対側に位置する他方の主面２ｂの表面温度Ｔ２とは略同一となるとの前提のもとで、温度センサ３が熱流センサ２の主面２ｂの表面温度を検出する構成をとる。つまり、温度センサ３の温度計測位置は主面２ｂに限られず、主面２ａ、側面部、内部などの熱流センサ２の他の部位とすることもできる。

制御部４は、熱流センサ２により検出される測定対象物１０の熱流Ｗ１と、温度センサ３により検出される熱流センサ２の温度Ｔ２とに基づいて、被測定部１１の温度Ｔ０を算出する。温度Ｔ０の算出方法の詳細については図２を参照して後述する。制御部４は、熱流センサ２及び温度センサ３と電気的に接続され、熱流センサ２及び温度センサ３から熱流Ｗ１及び温度Ｔ２に関する情報を取得する。また、制御部４は、測定対象物１０の被測定部１１の温度Ｔ０を計測する際に、熱流センサ２を測定対象物１０の表面１０ａに取り付けるよう熱流センサ２の位置制御を行うこともできる。

制御部４は、物理的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などを有するコンピュータである。図２を参照して後述する制御部４の各機能の全部または一部は、ＲＯＭに保持されるアプリケーションプログラムをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行することによって、ＲＡＭやＲＯＭにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

次に、図２を参照して、温度計測装置１が行う被測定部１１の温度推定手法について説明する。図２に示すフローチャートの処理が、第１実施形態に係る温度計測方法に相当する。なお、図２のフローチャートは、上述の圧力センサ（測定対象物１０）の温度特性調整工程に温度計測装置１を適用する場合の、圧力センサ内部の受圧部（被測定部１１）の温度を推定する手順を、温度計測方法の一例として例示するものである。

ステップＳ１０１では、測定対象物１０が所定温度帯に調整される。上述のように、圧力センサの温度特性調整工程では、圧力センサの内部に設けられる受圧部が高温や低温などの所定の温度帯となるようセンサが加温または冷却され、このときのセンサ出力に基づき、温度に基づく出力補正などの各種調整が行われる。本ステップでは、このうちの任意の１つの温度帯となるように測定対象物１０の温度が調整される。本ステップの処理は、測定対象物１０を室温より高温に調整する場合には、例えば、内部温度が所定の温度帯に維持されている炉の中に測定対象物１０を投入し、所定時間経過後に炉から取り出すことによって実施することができる。また、測定対象物１０を室温より低温に調整する場合には、例えば冷却装置に測定対象物１０を投入することによって実施することができる。ステップＳ１０１の処理が完了すると、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２（接触ステップ）では、ステップＳ１０１にて所定温度帯に調整された測定対象物１０の表面１０ａに、熱流センサ２が取り付けられる。本ステップの処理は、制御部４が熱流センサ２を測定対象物１０に取り付ける位置制御を行うことにより実施することができるし、または、作業者が手動または機器操作によって取り付けることもできる。ステップＳ１０２の処理が完了するとステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３（熱流検出ステップ）では、ステップＳ１０２にて測定対象物１０に取り付けられた熱流センサ２により、測定対象物１０の内部の被測定部１１と、測定対象物１０の表面１０ａとの間の熱流Ｗ１が計測される。熱流センサは、計測した熱流Ｗ１の情報を制御部４に出力する。ステップＳ１０３の処理が完了するとステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４（温度検出ステップ）では、温度センサ３により、熱流センサ２の主面２ｂの表面温度Ｔ２が計測される。温度センサ３は、予め熱流センサ２に取り付けられていてもよいし、ステップＳ１０２にて熱流センサ２が測定対象物１０に取り付けられた後に熱流センサ２に取り付けられてもよい。温度センサ３は、計測した表面温度Ｔ２の情報を制御部４に出力する。ステップＳ１０４の処理が完了するとステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５（温度算出ステップ）では、制御部４により、ステップＳ１０３，Ｓ１０４にて取得された熱流Ｗ１及び表面温度Ｔ２を用いて、被測定部１１の温度Ｔ０が算出される。制御部４は、熱流センサ２により検出される測定対象物１０の熱流値Ｗ１に、測定対象物１０の表面１０ａと測定対象物１０の内部の被測定部１１との間の熱抵抗値Ｃを乗算し、さらに、温度センサ３により検出される熱流センサ２の温度値Ｔ２を加算することにより、測定対象物１０の内部に設けられる被測定部１１の温度Ｔ０を算出する。具体的には、制御部４は下記の（１）式を用いて被測定部１１の温度Ｔ０を算出することができる。
Ｔ０＝Ｔ２＋Ｃ×Ｗ１ ・・・（１）

ここで熱抵抗値Ｃは、測定対象物１０の表面１０ａに取り付けられた状態の熱流センサ２と、測定対象物１０の内部の被測定部１１との間に介在する領域の構成に依存して決まる固定値である。図１に示す本実施形態の構成では、熱抵抗値Ｃは、熱流センサ２と被測定部１１との間の領域を占めている伝熱材１２の材質等によって決まる。また、熱流値Ｗ１は、図１に矢印で示すように、測定対象物１０の内部から表面１０ａに向かって流れる場合を正の値とし、図１とは反対に測定対象物１０の表面１０ａから内部側に向かって流れる場合を負の値とする。制御部４は、算出した被測定部１１の温度Ｔ０を出力する。ステップＳ１０５の処理が完了すると本制御フローを終了する。

次に、第１実施形態に係る温度計測装置１及び温度計測方法の効果について説明する。

第１実施形態の温度計測装置１は、測定対象物１０の内部に存在する被測定部１１の温度Ｔ０を計測する際に、測定対象物１０の表面１０ａに接触し、被測定部１１と表面１０ａとの間の熱流Ｗ１を検出する熱流センサ２と、熱流センサ２の温度Ｔ２を検出する温度センサ３と、熱流センサ２により検出される測定対象物１０の熱流Ｗ１と、温度センサ３により検出される熱流センサ２の温度Ｔ２とに基づいて、被測定部１１の温度Ｔ０を算出する制御部４と、を備える。

同様に、第１実施形態に係る温度計測方法は、測定対象物１０の内部に存在する被測定部１１の温度Ｔ０を計測する温度計測方法であって、温度計測装置１の熱流センサ２が、測定対象物１０の表面１０ａに接触するステップＳ１０２（接触ステップ）と、熱流センサ２が、被測定部１１と表面１０ａとの間の熱流Ｗ１を検出するステップＳ１０３（熱流検出ステップ）と、温度計測装置１の温度センサ３が、熱流センサ２の温度Ｔ２を検出するステップＳ１０４（温度検出ステップ）と、温度計測装置１の制御部４が、ステップＳ１０３（熱流検出ステップ）にて熱流センサ２により検出された測定対象物１０の熱流Ｗ１と、ステップＳ１０４（温度検出ステップ）にて温度センサ３により検出された熱流センサ２の温度Ｔ２とに基づいて、被測定部１１の温度Ｔ０を算出するステップＳ１０５（温度算出ステップ）と、を含む。

熱流センサ２により検出される熱流Ｗ１は、測定対象物１０の内部にある被測定部１１の温度Ｔ０と、測定対象物１０の表面１０ａの温度Ｔ１との温度差と相関する。両者の温度差が大きいほど熱流Ｗ１は増加し、温度差が小さいほど熱流Ｗ１は減少する傾向にある。測定対象物１０の表面１０ａの温度Ｔ１は、温度センサ３により検出される熱流センサ２の温度Ｔ２と略同一である。したがって、熱流センサ２の温度Ｔ２を基準として、測定対象物１０の被測定部１１と表面１０ａとの間の温度差と相関する熱流Ｗ１を考慮することにより、被測定部１１の温度Ｔ０を精度良く推定することができる。また、被測定部１１の温度Ｔ０の推定に用いる熱流Ｗ１は、被測定部１１の温度Ｔ０と、測定対象物１０の表面１０ａの温度Ｔ１との相対的な偏差に基づくパラメータであるので、被測定部１１の温度Ｔ０が定常状態であることを要しない。したがって、制御部４は、被測定部１１の実際の温度Ｔ０が逐次変動する環境下においても、熱流Ｗ１と温度Ｔ２に基づき、その瞬間の温度Ｔ０を精度良く算出することができる。これにより、測定対象物１０や温度計測装置１の温度が全体に亘り安定化しなくても被測定部１１の温度Ｔ０の算出を行えるので、熱流センサ２を測定対象物１０に接触した後に即座に温度Ｔ０の推定を実施できる。以上より、第１実施形態に係る温度計測装置１及び温度計測方法は、測定対象物１０への接触後に迅速に被測定部１１の温度推定を行うことができる。

ここで、特許文献１に記載されるような従来の測定対象物の内部温度計測手法（以下「従来手法」という）に対する本実施形態の手法の利点についてさらに説明する。上述のとおり、従来手法では、温度計測装置内部の温度精度を上げるために、測定対象物への接触後に、ある程度の時間をかけて装置全体の温度を安定化させる必要があるため、実際に被測定部の温度を算出するまでに時間がかかるという問題があった。この問題は、従来は重要なものではなかった。従来手法の主な測定対象は、人体などの生体の深部体温であり、被測定部の温度が一定であることが前提だったため、上記のように装置温度が安定化するまで待ってから計測を開始したとしても、装置が算出する内部温度への影響は少なかったからである。

ここで、従来手法の測定対象を拡張すべく、本実施形態で例示したように、圧力センサの温度特性調整工程において温度計測装置を適用することを考える。この工程では、圧力センサの内部に設けられる受圧部が高温や低温などの所定の温度帯となるようセンサが加温または冷却され、このときのセンサ出力に基づき、温度に基づく出力補正などの各種調整が行われる。つまり、測定対象物や被測定部の温度が不安定な状態で、被測定部の温度推定を行う必要がある。

このような適用の場面では、測定対象物（圧力センサ）の加温や冷却が完了した後に、被測定部（受圧部）の実際の温度が所定の温度帯から外れる前までに、温度計測装置を測定対象物に接触させた後にできるだけ早く被測定部の温度推定を行うことが望ましい。しかしながら、従来手法では、上述のとおり装置を測定対象物へ接触した後にある程度の待ち時間が必要であるため、充分な精度で被測定部の温度推定ができない場合が起こり得る。

これに対して、本実施形態の手法は、本実施形態で例示した圧力センサの温度特性調整工程のように、被測定部１１の実際の温度Ｔ０が逐次変動する環境下においても、熱流Ｗ１と温度Ｔ２に基づき、その瞬間の温度Ｔ０を精度良く算出することができる。つまり、測定対象物１０や温度計測装置１の温度が全体に亘り安定化しなくても被測定部１１の温度Ｔ０の算出を行うことができるので、従来手法に対して内部温度を計測する測定対象物の対象を拡張できるという利点がある。

また、第１実施形態の温度計測装置１において、制御部４は、熱流センサ２により検出される測定対象物１０の熱流値Ｗ１に、測定対象物１０の表面１０aと測定対象物１０の内部の被測定部１１との間の熱抵抗値Ｃを乗算し、さらに、温度センサ３により検出される熱流センサ２の温度値Ｔ２を加算することにより、測定対象物１０の内部に設けられる被測定部１１の温度Ｔ０を算出する。より詳細には、制御部４は、（１）式を用いて、熱流値Ｗ１及び温度値Ｔ２に基づき被測定部１１の温度Ｔ０を算出する。

この構成により、熱流値Ｗ１が正の値の場合、すなわち、測定対象物１０の内部から表面１０ａへ放出される熱流が生じる場合には、被測定部１１の温度Ｔ０が表面１０ａの温度Ｔ１より高温となるよう、熱流センサ２の温度値Ｔ２に熱流値Ｗ１に応じた値が加算される。また、熱流値Ｗ１が負の値の場合、すなわち、測定対象物１０の表面１０ａから内部へ吸収される熱流が生じる場合には、測定対象物１０の表面１０ａの温度Ｔ１が被測定部１１の温度Ｔ０より高温となるよう、熱流センサ２の温度値Ｔ２から熱流値Ｗ１に応じた値が減算される。これにより、測定対象物１０の熱流値Ｗ１及び熱流センサ２の温度値Ｔ２に基づき、被測定部１１の温度Ｔ０を精度良く推定できる。

また、第１実施形態の温度計測装置１において、熱流センサ２は、相互に対向する一対の主面２ａ，２ｂを有し、測定対象物１０の熱流Ｗ１を検出する際には、一対の主面２ａ，２ｂのうち一方の主面２ａが測定対象物１０の表面１０ａに密着して取り付けられる。温度センサ３は、熱流センサ２の一対の主面２ａ，２ｂのうち他方の主面２ｂの表面温度Ｔ２を検出する。この構成により、熱流センサ２及び温度センサ３が、熱流値Ｗ１及び表面温度Ｔ２をそれぞれ好適に検出することができる。

また、第１実施形態の温度計測装置１において、測定対象物１０が、圧力センサであり、被測定部１１が、圧力センサの内部に設けられる受圧部であるのが好ましい。

上述のとおり、圧力センサの受圧部の温度を計測する処理は、圧力センサの温度特性調整工程において実施される。この工程では、測定対象物１０が所定温度帯に調整され、被測定部１１が所定の温度帯に入っている短期間に被測定部１１の温度Ｔ０を推定する必要がある。上述のように、温度計測装置１は、被測定部１１の実際の温度Ｔ０が逐次変動する環境下においても被測定部１１の温度Ｔ０を精度よく算出できるので、測定対象物１０を圧力センサとする場合に特に有効と考えられる。

［第２実施形態］
図３及び図４を参照して第２実施形態を説明する。図３に示すように、第２実施形態に係る温度計測装置１Ａは、被測定部１１の温度Ｔ０を計測する際に、測定対象物１０の表面１０ａに接触した状態の熱流センサ２に接触するよう設けられる治具５を備える点で、第１実施形態の温度計測装置１と異なる。

治具５は、測定対象物１０の表面１０ａと測定対象物１０の内部の被測定部１１との間の熱抵抗、図３の例では伝熱材１２の熱抵抗値Ｃに対して相対的に低い熱抵抗を有する材質（例えば金属）で形成される。治具５は、被測定部１１の温度Ｔ０を計測する際に、熱流センサ２の一対の主面２ａ，２ｂのうち、測定対象物１０と接触していない側の他方の主面２ｂと密着して取り付けられる。

温度センサ３Ａは、第１実施形態の温度センサ３と同様に、熱流センサ２の主面２ｂの表面温度Ｔ２を検出する。また、温度センサ３Ａは、第１実施形態の温度センサ３と異なり、熱流センサ２の主面２ｂ上には設けられず、熱流センサ２や治具５から離間して配置されている。しかしながら、第２実施形態においても、第１実施形態の温度センサ３と同様の構成を用いることもできる。すなわち、熱流センサ２と治具５との間に温度センサ３を挟持する構成としてもよい。

第２実施形態の温度計測装置１Ａは、例えば図４に示すフローチャートにしたがって被測定部１１の温度推定を行うことができる。図４のフローチャートのうちステップＳ２０１〜Ｓ２０２，Ｓ２０５〜Ｓ２０６の各処理は、図２のフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１０３，Ｓ１０５の処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ２０３（治具接触ステップ）では、ステップＳ２０２にて熱流センサ２が測定対象物１０の表面１０ａに取り付けられた熱流センサ２に、治具５が取り付けられる。治具５は、その端面が熱流センサ２の主面２ｂと密着して取り付けられる。本ステップの処理は、制御部４が治具５を熱流センサ２に取り付ける位置制御を行うことにより実施することができるし、または、作業者が手動または機器操作によって取り付けることもできる。ステップＳ２０３の処理が完了するとステップＳ２０４に進む。

ステップＳ２０４では、ステップＳ１０２にて測定対象物１０に取り付けられ、かつ、ステップＳ１０３にて治具５が取り付けられた熱流センサ２により、測定対象物１０の内部の被測定部１１と、測定対象物１０の表面１０ａとの間の熱流Ｗ１が計測される。ステップＳ２０４の処理が完了するとステップＳ２０５に進む。

第２実施形態の温度計測装置１Ａでは、このような治具５を備えることによって、また、第２実施形態の温度計測方法ではステップＳ２０３にて、測定対象物１０の表面１０ａに接触した状態の熱流センサ２に治具５を設置することによって、図３に示すように、熱流センサ２を介して測定対象物１０の表面１０ａと治具５との間で熱伝導が可能な状態となる。特に、図３に示すように、被測定部１１の温度Ｔ０が表面１０ａの温度Ｔ１より高温であり、測定対象物１０の内部から表面１０ａへ放出される熱流Ｗ１が発生する場合には、治具５の熱抵抗が伝熱材１２の熱抵抗Ｃより小さいため、被測定部１１と表面１０ａとの間で発生している熱流を治具５に進入するように集約させることができる。これにより、測定対象物１０の内部から熱流センサ２に向かう熱量が大きくなり、Ｓ／Ｎ比を大きくすることができる。この結果、さらに高精度な被測定部１１の温度Ｔ０の計測が可能となる。

なお、上記実施形態では、治具５が熱流センサ２と離脱可能に構成され、被測定部１１の内部温度計測時に、測定対象物１０の表面１０ａに接触した状態の熱流センサ２に取り付けられる構成を例示したが、予め治具５が熱流センサ２と一体的に組み合わせられる構成でもよい。この場合、図４のフローチャートのステップＳ２０２，Ｓ２０３は、「治具５を取り付けられた熱流センサ２が測定対象物１０の表面１０ａに取り付けられる」という１つのステップに纏められる。いずれの場合でも、ステップＳ２０３に相当する治具５を熱流センサ２に接触させる処理は、少なくともステップＳ２０４（熱流検出ステップ）の前に実行されればよい。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１，１Ａ：温度計測装置
２：熱流センサ（熱流検出部）
３，３Ａ：温度センサ（温度検出部）
４：制御部
５：治具
１０：測定対象物
１１：被測定部
Ｔ０：被測定部の温度
Ｔ２：熱流センサの温度
Ｗ１：測定対象物の被測定部と表面との間の熱流
Ｃ：熱抵抗値
Ｓ１０２，Ｓ２０２：接触ステップ
Ｓ１０３，Ｓ２０４：熱流検出ステップ
Ｓ１０４，Ｓ２０５：温度検出ステップ
Ｓ１０５，Ｓ２０６：温度算出ステップ
Ｓ２０３：治具接触ステップ

Claims (7)

1. 測定対象物（１０）の内部に存在する被測定部（１１）の温度（Ｔ０）を計測する際に、前記測定対象物の表面（１０ａ）に接触し、前記測定対象物の前記被測定部と前記表面との間の熱流（Ｗ１）を検出する熱流検出部（２）と、
   前記熱流検出部の温度（Ｔ２）を検出する温度検出部（３，３Ａ）と、
   前記熱流検出部により検出される前記測定対象物の前記熱流と、前記温度検出部により検出される前記熱流検出部の前記温度とに基づいて、前記被測定部の前記温度を算出する制御部（４）と、
   を備える温度計測装置（１，１Ａ）。
2. 前記制御部は、前記熱流検出部により検出される前記測定対象物の前記熱流（Ｗ１）に、前記測定対象物の前記表面と前記測定対象物の内部の前記被測定部との間の熱抵抗（Ｃ）を乗算し、さらに、前記温度検出部により検出される前記熱流検出部の前記温度（Ｔ２）を加算することにより、前記測定対象物の内部に設けられる前記被測定部の前記温度（Ｔ０）を算出する、
   請求項１に記載の温度計測装置。
3. 前記熱流検出部は、相互に対向する一対の主面（２ａ，２ｂ）を有し、前記測定対象物の前記熱流を検出する際には、前記一対の主面のうち一方の主面（２ａ）が前記測定対象物の前記表面に密着して取り付けられ、
   前記温度検出部は、前記熱流検出部の前記一対の主面のうち他方の主面（２ｂ）の表面温度（Ｔ２）を検出する、
   請求項１または２に記載の温度計測装置。
4. 前記被測定部の前記温度を計測する際に、前記測定対象物の前記表面に接触した状態の前記熱流検出部に接触するよう設けられ、前記測定対象物の前記表面と前記測定対象物の内部の前記被測定部との間の熱抵抗に対して相対的に低い熱抵抗を有する材質で形成される治具（５）を備える、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度計測装置（１Ａ）。
5. 前記測定対象物が、圧力センサであり、
   前記被測定部が、前記圧力センサの内部に設けられる受圧部である、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の温度計測装置（１，１Ａ）。
6. 測定対象物（１０）の内部に存在する被測定部（１１）の温度（Ｔ０）を計測する温度計測方法であって、
   熱流検出部（２）が、前記測定対象物の表面（１０ａ）に接触する接触ステップ（Ｓ１０２，Ｓ２０２）と、
   前記熱流検出部が、前記被測定部と前記表面との間の熱流（Ｗ１）を検出する熱流検出ステップ（Ｓ１０３，Ｓ２０４）と、
   温度検出部（３）が、前記熱流検出部の温度（Ｔ２）を検出する温度検出ステップ（Ｓ１０４，Ｓ２０５）と、
   制御部（４）が、前記熱流検出ステップにて前記熱流検出部により検出された前記測定対象物の前記熱流と、前記温度検出ステップにて前記温度検出部により検出された前記熱流検出部の前記温度とに基づいて、前記被測定部の前記温度を算出する温度算出ステップ（Ｓ１０５，Ｓ２０６）と、
   を含む温度計測方法。
7. 前記熱流検出ステップ（Ｓ２０４）の前に、前記測定対象物の前記表面と前記測定対象物の内部の前記被測定部との間の熱抵抗（Ｃ）に対して相対的に低い熱抵抗を有する材質で形成される治具（５）が、前記熱流検出部に接触する治具接触ステップ（Ｓ２０３）を含み、
   前記熱流検出ステップは、前記治具が取り付けられた前記熱流検出部が、前記被測定部と前記表面との間の熱流（Ｗ１）を検出する、
   請求項６に記載の温度計測方法。

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