JP2865601B2 - 電流の制御方法と流体の特性の測定方法 - Google Patents
電流の制御方法と流体の特性の測定方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体中に配置した
発熱体に電流を供給して発熱させることにより、例えば
熱伝導率や動粘性率などといった流体の特性を測定する
ために、発熱体に供給する電流を制御する方法と流体の
特性の測定方法に関する。
発熱体に電流を供給して発熱させることにより、例えば
熱伝導率や動粘性率などといった流体の特性を測定する
ために、発熱体に供給する電流を制御する方法と流体の
特性の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】流体中に配置した発熱体を発熱させ、発
熱体と流体の温度差に基づいて、例えば熱伝導率や動粘
性率などといった流体の特性を測定する方法は公知にな
っている。また、例えば金属管の内部に電気抵抗素子を
内蔵した構成の測温可能な発熱体を用いて発熱体と流体
の温度差を検出し、流体の粘性や物性の変化などをイン
ラインで簡単に測定する方法が開発されている。かかる
測定方法において測定精度を向上させるためには、発熱
体に供給される電流や発熱体の発熱量などを正確に制御
し、発熱体の温度を精度良く測定することが不可欠とさ
れる。特に最近では、発熱体と流体の温度差を百分の１
℃〜千分の１℃という高い精度で測定することが要求さ
れるようになってきた。
熱体と流体の温度差に基づいて、例えば熱伝導率や動粘
性率などといった流体の特性を測定する方法は公知にな
っている。また、例えば金属管の内部に電気抵抗素子を
内蔵した構成の測温可能な発熱体を用いて発熱体と流体
の温度差を検出し、流体の粘性や物性の変化などをイン
ラインで簡単に測定する方法が開発されている。かかる
測定方法において測定精度を向上させるためには、発熱
体に供給される電流や発熱体の発熱量などを正確に制御
し、発熱体の温度を精度良く測定することが不可欠とさ
れる。特に最近では、発熱体と流体の温度差を百分の１
℃〜千分の１℃という高い精度で測定することが要求さ
れるようになってきた。
【０００３】従来、以上の如き流体特性の測定方法にお
いて、例えば発熱体の発熱量を所望の量まで上昇させる
場合には、ＰＩＤ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｉｎｔ
ｅｇｒａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御などが一
般に利用されている。また、発熱体には定電流源からの
一定の電流を供給し、その電流値と発熱体に印加された
電圧値に基づいて発熱体の温度や流体の温度を測定する
ようにしている。
いて、例えば発熱体の発熱量を所望の量まで上昇させる
場合には、ＰＩＤ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ｉｎｔ
ｅｇｒａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御などが一
般に利用されている。また、発熱体には定電流源からの
一定の電流を供給し、その電流値と発熱体に印加された
電圧値に基づいて発熱体の温度や流体の温度を測定する
ようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来一般に採
用されているＰＩＤ制御は制御に長時間を要し、また、
目標値近辺においてハンチングを起こす。流体の物性を
測定する場合は、このハンチングがあまり大きいと、発
熱体による発熱により流体の物性に影響を与える心配が
生じる。
用されているＰＩＤ制御は制御に長時間を要し、また、
目標値近辺においてハンチングを起こす。流体の物性を
測定する場合は、このハンチングがあまり大きいと、発
熱体による発熱により流体の物性に影響を与える心配が
生じる。
【０００５】また、一般の産業設備において利用されて
いるような定電流源の設定電流値を用いて発熱体と流体
の温度差を測定した場合は、通常０．１℃程度の精度で
しか温度差を測定できないのが現状である。（例えば流
体中の一点で温度を測定した場合はプラスマイナス０．
０１℃程度の誤差が熱力学的に避けられないのに比べ
て、温度差を測定する場合はそのような問題はないが、
しかしそれでも）発熱体と流体の温度差を百分の１℃〜
千分の１℃という高い精度で測定できるような高性能の
定電流源や電流計を用いた場合には、測定設備は相当に
高価なものとなってしまう。
いるような定電流源の設定電流値を用いて発熱体と流体
の温度差を測定した場合は、通常０．１℃程度の精度で
しか温度差を測定できないのが現状である。（例えば流
体中の一点で温度を測定した場合はプラスマイナス０．
０１℃程度の誤差が熱力学的に避けられないのに比べ
て、温度差を測定する場合はそのような問題はないが、
しかしそれでも）発熱体と流体の温度差を百分の１℃〜
千分の１℃という高い精度で測定できるような高性能の
定電流源や電流計を用いた場合には、測定設備は相当に
高価なものとなってしまう。
【０００６】従って本発明の目的は、発熱体の発熱量を
ハンチングのない状態で制御することができ、かつ、安
価な設備でありながら、発熱体の温度を百分の１℃〜千
分の１℃以上という高い精度で測定できる方法を提供す
ることにある。
ハンチングのない状態で制御することができ、かつ、安
価な設備でありながら、発熱体の温度を百分の１℃〜千
分の１℃以上という高い精度で測定できる方法を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１は、流体中に配置した発熱体に
電流を供給して発熱させることにより流体の特性を測定
するために、発熱体に供給する電流を制御する方法にお
いて、少なくとも発熱体の温度が定常状態になるまで
は、発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように発熱体
に供給する電流を制御する工程と、発熱体の温度が定常
状態になった後、更に発熱体の発熱量を目標発熱量にさ
せるように発熱体に供給する電流を制御し、その制御さ
れた電流に基づいて発熱体に供給する基準電流を定める
工程と、この基準電流の電流を発熱体に供給する工程と
を備えることを特徴とする。
めに、本発明の請求項１は、流体中に配置した発熱体に
電流を供給して発熱させることにより流体の特性を測定
するために、発熱体に供給する電流を制御する方法にお
いて、少なくとも発熱体の温度が定常状態になるまで
は、発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように発熱体
に供給する電流を制御する工程と、発熱体の温度が定常
状態になった後、更に発熱体の発熱量を目標発熱量にさ
せるように発熱体に供給する電流を制御し、その制御さ
れた電流に基づいて発熱体に供給する基準電流を定める
工程と、この基準電流の電流を発熱体に供給する工程と
を備えることを特徴とする。
【０００８】また、本発明の請求項２は、測温可能な発
熱体を流体中に配置すると共に発熱体の近傍に測温セン
サを配置し、発熱体に電流を供給して発熱させ、発熱体
により測定された発熱時における発熱体の温度および測
温センサにより測定された発熱時における発熱体近傍の
流体温度と、発熱体および／または測温センサにより測
定された発熱前における流体温度とに基づいて流体の特
性を測定するために、発熱体に供給する電流を制御する
方法において、少なくとも発熱体の発熱量が定常状態に
なるまでは、発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるよう
に発熱体に供給する電流を制御する工程と、発熱体の温
度が定常状態になった後、更に発熱体の発熱量を目標発
熱量にさせるように発熱体に供給する電流を制御し、そ
の制御された電流に基づいて発熱体に供給する基準電流
を定める工程と、この基準電流の電流を発熱体に供給す
る工程とを備えていることを特徴とする。
熱体を流体中に配置すると共に発熱体の近傍に測温セン
サを配置し、発熱体に電流を供給して発熱させ、発熱体
により測定された発熱時における発熱体の温度および測
温センサにより測定された発熱時における発熱体近傍の
流体温度と、発熱体および／または測温センサにより測
定された発熱前における流体温度とに基づいて流体の特
性を測定するために、発熱体に供給する電流を制御する
方法において、少なくとも発熱体の発熱量が定常状態に
なるまでは、発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるよう
に発熱体に供給する電流を制御する工程と、発熱体の温
度が定常状態になった後、更に発熱体の発熱量を目標発
熱量にさせるように発熱体に供給する電流を制御し、そ
の制御された電流に基づいて発熱体に供給する基準電流
を定める工程と、この基準電流の電流を発熱体に供給す
る工程とを備えていることを特徴とする。
【０００９】これら請求項１、２の方法において、請求
項３、４に記載したように、発熱体に電源と標準電気抵
抗体を直列に接続して電流を供給し、更に請求項５に記
載したように、標準電気抵抗体の電気抵抗値と発熱体に
印加された電圧および標準電気抵抗体に印加された電圧
とに基づいて、標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にし
て発熱体の温度と発熱量を求めるように構成することが
好ましい。この場合、より好ましくは請求項６に記載し
たように、標準電気抵抗体の抵抗温度係数が０．０００
１℃-1以下であり、発熱体および標準電気抵抗体に印加
された電圧を計測する際の分解能が５桁以上であるのが
良い。
項３、４に記載したように、発熱体に電源と標準電気抵
抗体を直列に接続して電流を供給し、更に請求項５に記
載したように、標準電気抵抗体の電気抵抗値と発熱体に
印加された電圧および標準電気抵抗体に印加された電圧
とに基づいて、標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にし
て発熱体の温度と発熱量を求めるように構成することが
好ましい。この場合、より好ましくは請求項６に記載し
たように、標準電気抵抗体の抵抗温度係数が０．０００
１℃-1以下であり、発熱体および標準電気抵抗体に印加
された電圧を計測する際の分解能が５桁以上であるのが
良い。
【００１０】そして、本発明において用いられる発熱体
や測温センサは、例えば請求項７、８に記載したよう
に、金属もしくはセラミックスの電気抵抗材料からなる
円柱状の電気抵抗素子を内蔵した円柱状もしくは平板状
のものとすることができる。この場合、これら発熱体や
測温センサに内蔵される電気抵抗素子は、直径０．３ｍ
ｍ以下の白金細線で構成するのが良い。また、発熱体の
表面と測温センサの表面との最短距離は、請求項９に記
載したように、流体の対流伝熱温度境界層の厚さの１０
倍以下とするのが良い。
や測温センサは、例えば請求項７、８に記載したよう
に、金属もしくはセラミックスの電気抵抗材料からなる
円柱状の電気抵抗素子を内蔵した円柱状もしくは平板状
のものとすることができる。この場合、これら発熱体や
測温センサに内蔵される電気抵抗素子は、直径０．３ｍ
ｍ以下の白金細線で構成するのが良い。また、発熱体の
表面と測温センサの表面との最短距離は、請求項９に記
載したように、流体の対流伝熱温度境界層の厚さの１０
倍以下とするのが良い。
【００１１】また基準電流値は、請求項１０に記載した
ように、例えば発熱体の温度が定常状態になった後にお
いて発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように制御し
て発熱体に供給した電流の平均値で定義することができ
る。なお、本発明において測定される流体の特性として
は、請求項１１に記載したように、例えば流体の熱伝導
率や流体の動粘性率などを挙げることができる。
ように、例えば発熱体の温度が定常状態になった後にお
いて発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように制御し
て発熱体に供給した電流の平均値で定義することができ
る。なお、本発明において測定される流体の特性として
は、請求項１１に記載したように、例えば流体の熱伝導
率や流体の動粘性率などを挙げることができる。
【００１２】そしてまた、本発明の請求項１２によれば
流体中に配置した発熱体に電流を供給して発熱させるこ
とにより流体の特性を測定する方法において、少なくと
も前記発熱体の温度が定常状態になるまでは、発熱体の
発熱量を目標発熱量にさせるように発熱体に供給する電
流を制御する工程と、発熱体の温度が定常状態になった
後、更に発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように発
熱体に供給する電流を制御し、その制御された電流に基
づいて発熱体に供給する基準電流を定める工程と、その
基準電流を発熱体に供給し、流体の特性を測定する工程
とを備えていることを特徴とする流体の特性の測定方法
が提供される。
流体中に配置した発熱体に電流を供給して発熱させるこ
とにより流体の特性を測定する方法において、少なくと
も前記発熱体の温度が定常状態になるまでは、発熱体の
発熱量を目標発熱量にさせるように発熱体に供給する電
流を制御する工程と、発熱体の温度が定常状態になった
後、更に発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように発
熱体に供給する電流を制御し、その制御された電流に基
づいて発熱体に供給する基準電流を定める工程と、その
基準電流を発熱体に供給し、流体の特性を測定する工程
とを備えていることを特徴とする流体の特性の測定方法
が提供される。
【００１３】流体の熱物性値が正確に測定できれば、例
えば流体中の水分や脂肪率の指標値として利用できる。
また、熱的な方法は発熱量が小さければ、市乳製品のよ
うな熱に敏感な製品の管理にも応用できる。そのために
は、温度差の測定精度が決め手となる。本発明者らにお
いて測定精度に影響すると考えられる様々な要因につい
て検討した結果、温度差の測定精度を向上させるために
は、測定に用いる発熱体の加熱電流値の安定性の確保が
最も重要であることが判明した。熱物性値の測定に際し
ては、発熱体の発熱量が一定であることが必要である。
ここで、発熱量を一定にしようとして電流の値を頻繁に
変えるような制御を行うと、温度差の測定精度が悪くな
り、その傾向は発熱量が小さい程、より顕著となる。非
常に高価な機器を用いれば、電流の値を頻繁に変えるよ
うに制御を行うことによっても、電流と発熱量の安定化
を実現でるが、そのような機器は研究室のような良い環
境下でなければ性能が発揮されない。また、平衡条件を
確保するために１回の測定に数時間から時には数日間も
の時間を要する。従って、時間の経過と共に変質し易い
食品素材などの測定には利用できない。本発明の目的
は、比較的安い機器を用いて、かつ環境の余りよくない
現場でも、短時間で、精度良く温度差を計測し、その値
を用いて流体の水分量等を測定できるようにすることに
ある。測定精度が高ければ発熱量が小さくでき、温度差
の変化幅が小さくてもその変化を検出できるようにな
る。本発明では、発熱量の安定化と電流の安定化を実時
間で達成する従来の手法に代え、先ず発熱量を目標値の
「近く」で安定化させる（勿論、その際の電流値は制御
されるため、一定値ではない）。次いで、その際の電流
値の平均値などによって基準値を定める。そして、最後
にその基準値の電流を引き続き発熱体に供給することに
より、目標の発熱量に近く、かつ正真正銘の一定電流と
することが可能となる。本発明方法は、発熱体と被測定
試料の温度差（熱物性値に対応する温度差）を正確に計
り、成分濃度などの流体特性の測定を実用化するための
基本計測技術のひとつとしてとらえることができる。即
ち、温度差の測定精度が１桁上がれば、濃度等の流体特
性の測定能も概ね１桁良くなる。例えば乳製品について
いえば、脂肪率の測定精度が１％では不十分であるが、
０．１％になれば実用性が生じることになる。更に、測
定精度が０．０１％になれば、従来予想できなかった新
用途を開発することも可能になる。
えば流体中の水分や脂肪率の指標値として利用できる。
また、熱的な方法は発熱量が小さければ、市乳製品のよ
うな熱に敏感な製品の管理にも応用できる。そのために
は、温度差の測定精度が決め手となる。本発明者らにお
いて測定精度に影響すると考えられる様々な要因につい
て検討した結果、温度差の測定精度を向上させるために
は、測定に用いる発熱体の加熱電流値の安定性の確保が
最も重要であることが判明した。熱物性値の測定に際し
ては、発熱体の発熱量が一定であることが必要である。
ここで、発熱量を一定にしようとして電流の値を頻繁に
変えるような制御を行うと、温度差の測定精度が悪くな
り、その傾向は発熱量が小さい程、より顕著となる。非
常に高価な機器を用いれば、電流の値を頻繁に変えるよ
うに制御を行うことによっても、電流と発熱量の安定化
を実現でるが、そのような機器は研究室のような良い環
境下でなければ性能が発揮されない。また、平衡条件を
確保するために１回の測定に数時間から時には数日間も
の時間を要する。従って、時間の経過と共に変質し易い
食品素材などの測定には利用できない。本発明の目的
は、比較的安い機器を用いて、かつ環境の余りよくない
現場でも、短時間で、精度良く温度差を計測し、その値
を用いて流体の水分量等を測定できるようにすることに
ある。測定精度が高ければ発熱量が小さくでき、温度差
の変化幅が小さくてもその変化を検出できるようにな
る。本発明では、発熱量の安定化と電流の安定化を実時
間で達成する従来の手法に代え、先ず発熱量を目標値の
「近く」で安定化させる（勿論、その際の電流値は制御
されるため、一定値ではない）。次いで、その際の電流
値の平均値などによって基準値を定める。そして、最後
にその基準値の電流を引き続き発熱体に供給することに
より、目標の発熱量に近く、かつ正真正銘の一定電流と
することが可能となる。本発明方法は、発熱体と被測定
試料の温度差（熱物性値に対応する温度差）を正確に計
り、成分濃度などの流体特性の測定を実用化するための
基本計測技術のひとつとしてとらえることができる。即
ち、温度差の測定精度が１桁上がれば、濃度等の流体特
性の測定能も概ね１桁良くなる。例えば乳製品について
いえば、脂肪率の測定精度が１％では不十分であるが、
０．１％になれば実用性が生じることになる。更に、測
定精度が０．０１％になれば、従来予想できなかった新
用途を開発することも可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。先ず図面を基にして、本発明方法を実施
するための測定システムの一例を説明する。
的に説明する。先ず図面を基にして、本発明方法を実施
するための測定システムの一例を説明する。
【００１５】図１に示すように、恒温液体１が充填され
た恒温槽２の内部に、測定の対象となる流体３を充填し
た容器４が設けられている。流体３は、このシステムに
おいては液体を図示したが、その他の流体、例えば気
体、スラリーなどの特性を本発明の方法によって測定す
ることも可能である。容器４の上部は蓋５によって密封
されており、この蓋５を貫通するようにして設けられた
棒状の発熱体６と測温センサ７の下端が容器４内の流体
３中にそれぞれ浸漬されている。
た恒温槽２の内部に、測定の対象となる流体３を充填し
た容器４が設けられている。流体３は、このシステムに
おいては液体を図示したが、その他の流体、例えば気
体、スラリーなどの特性を本発明の方法によって測定す
ることも可能である。容器４の上部は蓋５によって密封
されており、この蓋５を貫通するようにして設けられた
棒状の発熱体６と測温センサ７の下端が容器４内の流体
３中にそれぞれ浸漬されている。
【００１６】図２に示すように、発熱体６は中空の円柱
状もしくは平板状の金属管などからなる熱伝導性の優れ
た保護管１０の内部下方に、正もしくは負の抵抗温度係
数を有する電気抵抗材料からなる電気抵抗素子１１を内
蔵した構成になっている。この電気抵抗素子１１は、例
えば直径０．３ｍｍ以下の円柱状の白金線からなる。図
１に示すように発熱体６を容器４内の流体３中に浸漬さ
せた際には、流体３の液面よりも十分に下方に電気抵抗
体１１が位置するようになっている。発熱体６の一端側
（図示の例では上端側）からはリード線１２ａ、１２
ｂ、１２ｃ、１２ｄからなるリード線束１２が引き出さ
れている。図示の例ではこのリード線束１２の内、リー
ド線１２ａ、１２ｄは電気抵抗体１１の下端に接続さ
れ、リード線１２ｂ、１２ｃは電気抵抗体１１の上端に
接続されている。従って、例えばリード線１２ａと１２
ｂの間で電流を供給しながらリード線１２ｃと１２ｄの
間で電圧を測定することにより、いわゆる４端子法を利
用して電気抵抗体１１の電気抵抗値Ｒｗを知ることが可
能である。
状もしくは平板状の金属管などからなる熱伝導性の優れ
た保護管１０の内部下方に、正もしくは負の抵抗温度係
数を有する電気抵抗材料からなる電気抵抗素子１１を内
蔵した構成になっている。この電気抵抗素子１１は、例
えば直径０．３ｍｍ以下の円柱状の白金線からなる。図
１に示すように発熱体６を容器４内の流体３中に浸漬さ
せた際には、流体３の液面よりも十分に下方に電気抵抗
体１１が位置するようになっている。発熱体６の一端側
（図示の例では上端側）からはリード線１２ａ、１２
ｂ、１２ｃ、１２ｄからなるリード線束１２が引き出さ
れている。図示の例ではこのリード線束１２の内、リー
ド線１２ａ、１２ｄは電気抵抗体１１の下端に接続さ
れ、リード線１２ｂ、１２ｃは電気抵抗体１１の上端に
接続されている。従って、例えばリード線１２ａと１２
ｂの間で電流を供給しながらリード線１２ｃと１２ｄの
間で電圧を測定することにより、いわゆる４端子法を利
用して電気抵抗体１１の電気抵抗値Ｒｗを知ることが可
能である。
【００１７】測温センサ７も基本的には発熱体６と同様
の構成を備えている。即ち、図３に示すように、測温セ
ンサ７は中空の円柱状もしくは平板状の金属管などから
なる熱伝導性の優れた保護管１５の内部下方に、正もし
くは負の抵抗温度係数を有する電気抵抗材料からなる電
気抵抗素子１６を内蔵した構成であり、電気抵抗素子１
６は、例えば直径０．３ｍｍ以下の円柱状の白金線から
なる。測温センサ７を図１に示すように容器４内の流体
３中に浸漬させた際には、流体３の液面よりも十分に下
方に電気抵抗体１６が位置するようになっている。ま
た、測温センサ７の一端側（上端側）からはリード線１
７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄからなるリード線束１７
が引き出され、図示の例ではこのリード線束１７の内、
リード線１７ａ、１７ｄは電気抵抗体１６の下端に接続
され、リード線１７ｂ、１７ｃは電気抵抗体１６の上端
に接続されている。従って、この測温センサ７も先に説
明した発熱体６と同様に、例えばリード線１７ａと１７
ｂの間で電流を供給しながらリード線１７ｃと１７ｄの
間で電圧を測定することにより、いわゆる４端子法を利
用して電気抵抗体１６の電気抵抗値Ｒｆを知ることが可
能である。
の構成を備えている。即ち、図３に示すように、測温セ
ンサ７は中空の円柱状もしくは平板状の金属管などから
なる熱伝導性の優れた保護管１５の内部下方に、正もし
くは負の抵抗温度係数を有する電気抵抗材料からなる電
気抵抗素子１６を内蔵した構成であり、電気抵抗素子１
６は、例えば直径０．３ｍｍ以下の円柱状の白金線から
なる。測温センサ７を図１に示すように容器４内の流体
３中に浸漬させた際には、流体３の液面よりも十分に下
方に電気抵抗体１６が位置するようになっている。ま
た、測温センサ７の一端側（上端側）からはリード線１
７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄからなるリード線束１７
が引き出され、図示の例ではこのリード線束１７の内、
リード線１７ａ、１７ｄは電気抵抗体１６の下端に接続
され、リード線１７ｂ、１７ｃは電気抵抗体１６の上端
に接続されている。従って、この測温センサ７も先に説
明した発熱体６と同様に、例えばリード線１７ａと１７
ｂの間で電流を供給しながらリード線１７ｃと１７ｄの
間で電圧を測定することにより、いわゆる４端子法を利
用して電気抵抗体１６の電気抵抗値Ｒｆを知ることが可
能である。
【００１８】図１に示すように、発熱体６と測温センサ
７は容器４内の流体３中において何れも垂直方向に（互
いに平行に）配置されており、この実施の形態では、発
熱体６の表面と測温センサ７の表面との最短距離が、流
体３の対流伝熱温度境界層の厚さの１０倍以下となるよ
うに設定されている。但し、測温センサ７の位置が温度
境界層の厚さの１０倍以下の範囲なら良く、１０倍より
距離が長いと全く良くないという訳ではない。温度境界
層とは文字通り温度の境界であり、具体的には発熱体６
の熱的影響が及ぶ範囲を示す。発熱体６自体の温度が自
己発熱によって上昇した場合、その影響を受けて周囲の
流体３も伝導伝熱と対流伝熱によって温められることに
なるが、その影響は（実用上は）無限遠方に迄は至ら
ず、発熱体６の表面近傍に止まるとして問題がない。例
えば、後述する実施例において形成される温度境界層の
範囲は、発熱体６の表面から１ｍｍの範囲よりも相当に
小さいと仮定できるが、発熱体６の表面と測温センサ７
の表面との最短距離がその値の１０倍程度の範囲になれ
ばよい。温度測定の精度ないし感度がよければ、例え
ば、１００倍でも構わないことになる。なお、本願発明
において精度±０．００１℃程度であれば、発熱体６の
表面と測温センサ７の表面との最短距離は経験的に温度
境界層の厚さの１０倍程度以内と判断される。
７は容器４内の流体３中において何れも垂直方向に（互
いに平行に）配置されており、この実施の形態では、発
熱体６の表面と測温センサ７の表面との最短距離が、流
体３の対流伝熱温度境界層の厚さの１０倍以下となるよ
うに設定されている。但し、測温センサ７の位置が温度
境界層の厚さの１０倍以下の範囲なら良く、１０倍より
距離が長いと全く良くないという訳ではない。温度境界
層とは文字通り温度の境界であり、具体的には発熱体６
の熱的影響が及ぶ範囲を示す。発熱体６自体の温度が自
己発熱によって上昇した場合、その影響を受けて周囲の
流体３も伝導伝熱と対流伝熱によって温められることに
なるが、その影響は（実用上は）無限遠方に迄は至ら
ず、発熱体６の表面近傍に止まるとして問題がない。例
えば、後述する実施例において形成される温度境界層の
範囲は、発熱体６の表面から１ｍｍの範囲よりも相当に
小さいと仮定できるが、発熱体６の表面と測温センサ７
の表面との最短距離がその値の１０倍程度の範囲になれ
ばよい。温度測定の精度ないし感度がよければ、例え
ば、１００倍でも構わないことになる。なお、本願発明
において精度±０．００１℃程度であれば、発熱体６の
表面と測温センサ７の表面との最短距離は経験的に温度
境界層の厚さの１０倍程度以内と判断される。
【００１９】これら発熱体６と測温センサ７からそれぞ
れ引き出されたリード線束１２とリード線束１７は何れ
も中継端子２０に接続されている。また、中継端子２０
には、温度制御雰囲気２１内に設けられた標準電気抵抗
体２２から引き出されたリード線束２３と、これら発熱
体６、測温センサ７および標準電気抵抗体２２と制御部
２５との間で信号を送るためのリード線束２６も接続さ
れている。
れ引き出されたリード線束１２とリード線束１７は何れ
も中継端子２０に接続されている。また、中継端子２０
には、温度制御雰囲気２１内に設けられた標準電気抵抗
体２２から引き出されたリード線束２３と、これら発熱
体６、測温センサ７および標準電気抵抗体２２と制御部
２５との間で信号を送るためのリード線束２６も接続さ
れている。
【００２０】標準電気抵抗体２２は、この実施の形態に
おいては、抵抗温度係数が０．０００１℃-1以下の線材
料で構成されている。標準電気抵抗体２２の抵抗温度係
数は小さければ小さい程好ましい。但し、正確には標準
電気抵抗体２２の置かれる雰囲気の温度の安定度による
が、実用的には０．０００１℃-1以下程度で良い。図４
に示すように、標準電気抵抗体２２の両端にはリード線
２３ａ、２３ｄとリード線２３ｂ、２３ｃがそれぞれ接
続されており、これらリード線２３ａ、２３ｂ、２３
ｃ、２３ｄからなるリード線束２３が先に説明した中継
端子２０に接続されている。従って、先に説明した発熱
体６および測温センサ７と同様に、例えばリード線２３
ａと２３ｂの間で電流を供給しながらリード線２３ｃと
２３ｄの間で電圧を測定することにより、いわゆる４端
子法を利用して標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓを
知ることが可能である。なお、以上のような標準電気抵
抗体２２は温度制御雰囲気２１内に設置されており、標
準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓが実質的に一定に保
たれるように構成されている。
おいては、抵抗温度係数が０．０００１℃-1以下の線材
料で構成されている。標準電気抵抗体２２の抵抗温度係
数は小さければ小さい程好ましい。但し、正確には標準
電気抵抗体２２の置かれる雰囲気の温度の安定度による
が、実用的には０．０００１℃-1以下程度で良い。図４
に示すように、標準電気抵抗体２２の両端にはリード線
２３ａ、２３ｄとリード線２３ｂ、２３ｃがそれぞれ接
続されており、これらリード線２３ａ、２３ｂ、２３
ｃ、２３ｄからなるリード線束２３が先に説明した中継
端子２０に接続されている。従って、先に説明した発熱
体６および測温センサ７と同様に、例えばリード線２３
ａと２３ｂの間で電流を供給しながらリード線２３ｃと
２３ｄの間で電圧を測定することにより、いわゆる４端
子法を利用して標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓを
知ることが可能である。なお、以上のような標準電気抵
抗体２２は温度制御雰囲気２１内に設置されており、標
準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓが実質的に一定に保
たれるように構成されている。
【００２１】制御部２５は、制御装置２７と主制御装置
２８を備える。これら制御装置２７と主制御装置２８と
の間での信号の受け渡しは通信線２９を介して行われ
る。制御装置２７は、電圧計３０、電源３１、リレー端
子３２、およびスイッチ３３を内蔵する。
２８を備える。これら制御装置２７と主制御装置２８と
の間での信号の受け渡しは通信線２９を介して行われ
る。制御装置２７は、電圧計３０、電源３１、リレー端
子３２、およびスイッチ３３を内蔵する。
【００２２】後の図５〜７で詳述するように、電圧計３
０は発熱体６の電圧を測定するための測定部３０ｗと、
測温センサ７の電圧を測定するための測定部３０ｆと、
標準抵抗体２２の電圧を測定するための測定部３０ｓを
備えている。電圧計３０は、それら各電圧を計測する際
の分解能が５桁以上のものを使用することが望ましい。
０は発熱体６の電圧を測定するための測定部３０ｗと、
測温センサ７の電圧を測定するための測定部３０ｆと、
標準抵抗体２２の電圧を測定するための測定部３０ｓを
備えている。電圧計３０は、それら各電圧を計測する際
の分解能が５桁以上のものを使用することが望ましい。
【００２３】同様に後の図５〜７で詳述するように、電
源３１は発熱体６に対して温度測定精度以上の温度上昇
を生じさせない程度の電流を供給する電源部３１ｗと、
測温センサ７に対して温度測定精度以上の温度上昇を生
じさせない程度の電流を供給する電源部３１ｆと、標準
抵抗体２２に対して発熱を生じさせない程度の電流を供
給する電源部３１ｓと、後述するように、標準電気抵抗
体２２と直列に接続された発熱体６に発熱を生じさせる
程度の電流を供給する電源部３１ｚを備えている。これ
らの内、特に電源部３１ｚは出力電流の電流値を調節す
ることが可能である。
源３１は発熱体６に対して温度測定精度以上の温度上昇
を生じさせない程度の電流を供給する電源部３１ｗと、
測温センサ７に対して温度測定精度以上の温度上昇を生
じさせない程度の電流を供給する電源部３１ｆと、標準
抵抗体２２に対して発熱を生じさせない程度の電流を供
給する電源部３１ｓと、後述するように、標準電気抵抗
体２２と直列に接続された発熱体６に発熱を生じさせる
程度の電流を供給する電源部３１ｚを備えている。これ
らの内、特に電源部３１ｚは出力電流の電流値を調節す
ることが可能である。
【００２４】リレー端子３２は、リード線束１２、１
７、２３および２６を介して、発熱体６と測温センサ７
と標準抵抗体２２のそれぞれと電圧計３０および電源３
１を中継し、それらの４端子法による計測を可能にす
る。同様に後の図５〜７で詳述するように、リレー端子
３２は発熱体６と電圧計部３０ｗおよび電源部３１ｗを
中継するリレー端子３２ｗと、測温センサ７と電圧計部
３０ｆおよび電源部３１ｆを中継するリレー端子３２ｆ
と、標準抵抗体２２と電圧計部３０ｓおよび電源部３１
ｓを中継するリレー端子３２ｓを備えている。
７、２３および２６を介して、発熱体６と測温センサ７
と標準抵抗体２２のそれぞれと電圧計３０および電源３
１を中継し、それらの４端子法による計測を可能にす
る。同様に後の図５〜７で詳述するように、リレー端子
３２は発熱体６と電圧計部３０ｗおよび電源部３１ｗを
中継するリレー端子３２ｗと、測温センサ７と電圧計部
３０ｆおよび電源部３１ｆを中継するリレー端子３２ｆ
と、標準抵抗体２２と電圧計部３０ｓおよび電源部３１
ｓを中継するリレー端子３２ｓを備えている。
【００２５】スイッチ３３は、発熱体６と標準電気抵抗
体２２に対して電源３１をそれぞれ個別に接続させる状
態と、発熱体６と標準電気抵抗体２２と電源３１とを直
列に接続させる状態に切り替えることが可能である。図
５、６に示されるように、スイッチ３３は四つのスイッ
チ部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。こ
れら各スイッチ部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは端
子I、端子II、端子IIIをそれぞれ備えており、何れのス
イッチ部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄも、端子Iと
端子IIを通電させる状態と、端子Iと端子IIIを通電させ
る状態に切り替えることが可能である。
体２２に対して電源３１をそれぞれ個別に接続させる状
態と、発熱体６と標準電気抵抗体２２と電源３１とを直
列に接続させる状態に切り替えることが可能である。図
５、６に示されるように、スイッチ３３は四つのスイッ
チ部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。こ
れら各スイッチ部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは端
子I、端子II、端子IIIをそれぞれ備えており、何れのス
イッチ部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄも、端子Iと
端子IIを通電させる状態と、端子Iと端子IIIを通電させ
る状態に切り替えることが可能である。
【００２６】図５は、スイッチ部３３ａと３３ｂは端子
Iと端子IIIを通電させ、スイッチ部３３ｃと３３ｄは端
子Iと端子IIを通電させた状態を示している。この図５
に示す状態では、発熱体６に対して電源部３１ｗから発
熱を生じさせない程度の電流が供給され、発熱体６に印
加された電圧が測定部３０ｗで測定される。また、標準
電気抵抗体２２に対しては電源部３１ｓから発熱を生じ
させない程度の電流が供給され、標準電気抵抗体２２に
印加された電圧が測定部３０ｓで測定される。
Iと端子IIIを通電させ、スイッチ部３３ｃと３３ｄは端
子Iと端子IIを通電させた状態を示している。この図５
に示す状態では、発熱体６に対して電源部３１ｗから発
熱を生じさせない程度の電流が供給され、発熱体６に印
加された電圧が測定部３０ｗで測定される。また、標準
電気抵抗体２２に対しては電源部３１ｓから発熱を生じ
させない程度の電流が供給され、標準電気抵抗体２２に
印加された電圧が測定部３０ｓで測定される。
【００２７】一方図６は、スイッチ部３３ａと３３ｂは
端子Iと端子IIを通電させ、スイッチ部３３ｃと３３ｄ
は端子Iと端子IIIを通電させた状態を示している。この
図６に示す状態では、発熱体６と標準電気抵抗体２２と
電源部３１ｚが直列に接続されて、発熱体６に発熱を生
じさせる程度の電流が電源部３１ｚから供給される。そ
して、発熱体６に印加された電圧は測定部３０ｗで測定
され、標準電気抵抗体２２に印加された電圧は測定部３
０ｓで測定される。
端子Iと端子IIを通電させ、スイッチ部３３ｃと３３ｄ
は端子Iと端子IIIを通電させた状態を示している。この
図６に示す状態では、発熱体６と標準電気抵抗体２２と
電源部３１ｚが直列に接続されて、発熱体６に発熱を生
じさせる程度の電流が電源部３１ｚから供給される。そ
して、発熱体６に印加された電圧は測定部３０ｗで測定
され、標準電気抵抗体２２に印加された電圧は測定部３
０ｓで測定される。
【００２８】このように、発熱体６と標準電気抵抗体２
２に対して電源部３１ｗと電源部３１ｓからそれぞれ個
別に電流を供給した場合と、発熱体６と標準電気抵抗体
２２を直列に接続して電源部３１ｚから同時に電流を供
給した場合の、何れの場合についても４端子法を利用し
て発熱体６の電気抵抗値Ｒｗと標準電気抵抗体２２の電
気抵抗値Ｒｓを測定できるように構成されている。
２に対して電源部３１ｗと電源部３１ｓからそれぞれ個
別に電流を供給した場合と、発熱体６と標準電気抵抗体
２２を直列に接続して電源部３１ｚから同時に電流を供
給した場合の、何れの場合についても４端子法を利用し
て発熱体６の電気抵抗値Ｒｗと標準電気抵抗体２２の電
気抵抗値Ｒｓを測定できるように構成されている。
【００２９】また図７に示すように、測温センサ７に対
してはリレー端子３２ｆを介して電源部３１ｆから発熱
を生じさせない程度の電流が供給され、測温センサ７に
印加された電圧がリレー端子３２ｆを介して測定部３０
ｆで測定されるようになっている。測温センサ７に対し
て電源部３１ｆから電流を供給しながら測定部３０ｆで
電圧を測定することにより、４端子法を利用して測温セ
ンサ７の電気抵抗値Ｒｆを知るように構成されている。
してはリレー端子３２ｆを介して電源部３１ｆから発熱
を生じさせない程度の電流が供給され、測温センサ７に
印加された電圧がリレー端子３２ｆを介して測定部３０
ｆで測定されるようになっている。測温センサ７に対し
て電源部３１ｆから電流を供給しながら測定部３０ｆで
電圧を測定することにより、４端子法を利用して測温セ
ンサ７の電気抵抗値Ｒｆを知るように構成されている。
【００３０】次に、以上のように構成された測定システ
ムに基づいて実施される本発明方法の実施の形態を、図
８に示すフローチャートと図９に示すタイミングチャー
トを基にして説明する。
ムに基づいて実施される本発明方法の実施の形態を、図
８に示すフローチャートと図９に示すタイミングチャー
トを基にして説明する。
【００３１】先ず発熱体６の発熱を開始する前に、ステ
ップＳ１において流体３の温度θ∞を測定する。この場
合はスイッチ３３の切り替えによって、先に図５で説明
したようにスイッチ部３３ａと３３ｂは端子Iと端子III
を通電させ、スイッチ部３３ｃと３３ｄは端子Iと端子I
Iを通電させた状態にする。そして、発熱体６に対して
電源部３１ｗから温度測定精度以上の温度上昇を生じさ
せない程度の電流を供給し、発熱体６に印加された電圧
を測定部３０ｗで測定する。こうして測定した発熱体６
の電圧と電源部３１ｗから供給されている電流の値から
発熱体６の電気抵抗値Ｒｗを算出し、その電気抵抗値Ｒ
ｗと温度の関係に基づいて流体３の温度θ∞を求める。
なおこの場合、測温センサ７に対して電源部３１ｆから
温度測定精度以上の温度上昇を生じさせない程度の電流
を供給し、測定部３０ｆで電圧を測定することによって
も、同様に流体３の温度θ∞を求めることができる。そ
の他、適当な温度センサを用いて流体３の温度θ∞を測
定するようにしても良い。
ップＳ１において流体３の温度θ∞を測定する。この場
合はスイッチ３３の切り替えによって、先に図５で説明
したようにスイッチ部３３ａと３３ｂは端子Iと端子III
を通電させ、スイッチ部３３ｃと３３ｄは端子Iと端子I
Iを通電させた状態にする。そして、発熱体６に対して
電源部３１ｗから温度測定精度以上の温度上昇を生じさ
せない程度の電流を供給し、発熱体６に印加された電圧
を測定部３０ｗで測定する。こうして測定した発熱体６
の電圧と電源部３１ｗから供給されている電流の値から
発熱体６の電気抵抗値Ｒｗを算出し、その電気抵抗値Ｒ
ｗと温度の関係に基づいて流体３の温度θ∞を求める。
なおこの場合、測温センサ７に対して電源部３１ｆから
温度測定精度以上の温度上昇を生じさせない程度の電流
を供給し、測定部３０ｆで電圧を測定することによって
も、同様に流体３の温度θ∞を求めることができる。そ
の他、適当な温度センサを用いて流体３の温度θ∞を測
定するようにしても良い。
【００３２】流体３の温度θ∞を測定した後、スイッチ
３３を切り替えて、先に図６で説明したようにスイッチ
部３３ａと３３ｂは端子Iと端子IIを通電させ、スイッ
チ部３３ｃと３３ｄは端子Iと端子IIIを通電させる。こ
うして、発熱体６と標準電気抵抗体２２と電源部３１ｚ
を直列に接続することにより発熱体６に対して電源部３
１ｚから電流を供給し、ステップＳ２において発熱を開
始する（図９において時刻ｔ0）。
３３を切り替えて、先に図６で説明したようにスイッチ
部３３ａと３３ｂは端子Iと端子IIを通電させ、スイッ
チ部３３ｃと３３ｄは端子Iと端子IIIを通電させる。こ
うして、発熱体６と標準電気抵抗体２２と電源部３１ｚ
を直列に接続することにより発熱体６に対して電源部３
１ｚから電流を供給し、ステップＳ２において発熱を開
始する（図９において時刻ｔ0）。
【００３３】こうして流体３中において発熱体６による
発熱を開始した後は、発熱体６に印加された電圧は測定
部３０ｗで、また、標準電気抵抗体２２に印加された電
圧は測定部３０ｓで、それぞれ４端子法を利用して測定
する。そして、ステップＳ３に示すようにそれら各電圧
値と標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓに基づいて発
熱体６の発熱量を求める。
発熱を開始した後は、発熱体６に印加された電圧は測定
部３０ｗで、また、標準電気抵抗体２２に印加された電
圧は測定部３０ｓで、それぞれ４端子法を利用して測定
する。そして、ステップＳ３に示すようにそれら各電圧
値と標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓに基づいて発
熱体６の発熱量を求める。
【００３４】発熱体６の発熱量を求めるに際しては、先
ず、測定部３０ｓで測定された標準電気抵抗体２２の印
加電圧と標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓから電流
値ｉｗを求める。そして、この電流値ｉｗと測定部３０
ｗで測定された発熱体６の印加電圧から発熱体６の発熱
量を求めることができる。
ず、測定部３０ｓで測定された標準電気抵抗体２２の印
加電圧と標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓから電流
値ｉｗを求める。そして、この電流値ｉｗと測定部３０
ｗで測定された発熱体６の印加電圧から発熱体６の発熱
量を求めることができる。
【００３５】次にステップＳ４に示すように、こうして
求めた発熱体６の発熱量を目標発熱量にさせるように、
発熱体６に供給する電流ｉｗを制御する（図９において
時刻ｔ0〜ｔ1）。目標発熱量は、例えば一定の目標値、
一定の目標範囲、あるいはまた時間の経過と共に目標発
熱量が変化するような関数で定義されるものであっても
良い。発熱体６の発熱量がそのような目標発熱量に一致
するように、あるいは発熱体６の発熱量がそのような目
標発熱量の範囲に入るように、発熱体６に供給する電流
ｉｗを制御する。なお、電流ｉｗの制御は、電源部３１
ｚの出力電流の電流値を調節することによって行うこと
ができる。
求めた発熱体６の発熱量を目標発熱量にさせるように、
発熱体６に供給する電流ｉｗを制御する（図９において
時刻ｔ0〜ｔ1）。目標発熱量は、例えば一定の目標値、
一定の目標範囲、あるいはまた時間の経過と共に目標発
熱量が変化するような関数で定義されるものであっても
良い。発熱体６の発熱量がそのような目標発熱量に一致
するように、あるいは発熱体６の発熱量がそのような目
標発熱量の範囲に入るように、発熱体６に供給する電流
ｉｗを制御する。なお、電流ｉｗの制御は、電源部３１
ｚの出力電流の電流値を調節することによって行うこと
ができる。
【００３６】次にステップＳ５に示すように、発熱体６
の温度θｗを求める。標準電気抵抗体２２の印加電圧と
電気抵抗値Ｒｓから求めた電流値ｉｗと測定部３０ｗで
測定された発熱体６の印加電圧から発熱体６の電気抵抗
値Ｒｗを求め、この電気抵抗値Ｒｗと温度の関係に基づ
いて発熱体６の温度θｗを求めることができる。
の温度θｗを求める。標準電気抵抗体２２の印加電圧と
電気抵抗値Ｒｓから求めた電流値ｉｗと測定部３０ｗで
測定された発熱体６の印加電圧から発熱体６の電気抵抗
値Ｒｗを求め、この電気抵抗値Ｒｗと温度の関係に基づ
いて発熱体６の温度θｗを求めることができる。
【００３７】次にステップＳ６に示すように、こうして
標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓを基準にして求め
られた発熱体６の温度θｗが定常状態になったか否かの
判定が行われる。そして、発熱体６の温度θｗがまだ定
常状態になっていない場合は、再びステップＳ３〜ステ
ップＳ６の工程が繰り返される。
標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓを基準にして求め
られた発熱体６の温度θｗが定常状態になったか否かの
判定が行われる。そして、発熱体６の温度θｗがまだ定
常状態になっていない場合は、再びステップＳ３〜ステ
ップＳ６の工程が繰り返される。
【００３８】一方、発熱開始から十分な時間が経過する
ことにより、発熱体６の温度θｗが定常状態となったと
判定された場合は、次のステップＳ７において、更に発
熱体６の発熱量の測定が行われる。発熱体６の温度θｗ
が定常状態となったことは、例えば発熱体６の温度θｗ
が時間の経過に対してほぼ一定の値を示すようになるこ
とから判定することができる。発熱体６の発熱量は、先
と同様に発熱体６に印加された電圧を測定部３０ｗで４
端子法により測定し、また、標準電気抵抗体２２に印加
された電圧を測定部３０ｓで４端子法により測定し、そ
れら各電圧値と標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓに
基づいて発熱体６の発熱量を求める。
ことにより、発熱体６の温度θｗが定常状態となったと
判定された場合は、次のステップＳ７において、更に発
熱体６の発熱量の測定が行われる。発熱体６の温度θｗ
が定常状態となったことは、例えば発熱体６の温度θｗ
が時間の経過に対してほぼ一定の値を示すようになるこ
とから判定することができる。発熱体６の発熱量は、先
と同様に発熱体６に印加された電圧を測定部３０ｗで４
端子法により測定し、また、標準電気抵抗体２２に印加
された電圧を測定部３０ｓで４端子法により測定し、そ
れら各電圧値と標準電気抵抗体２２の電気抵抗値Ｒｓに
基づいて発熱体６の発熱量を求める。
【００３９】次にステップＳ８に示すように、こうして
求めた発熱体６の発熱量を目標発熱量にさせるように、
発熱体６に供給する電流ｉｗを制御する（図９において
時刻ｔ1〜ｔ2）。そしてステップＳ９に示すように、発
熱体６の温度θｗを求める。発熱体６の温度θｗは、標
準電気抵抗体２２の印加電圧と電気抵抗値Ｒｓと発熱体
６の印加電圧から求められる。
求めた発熱体６の発熱量を目標発熱量にさせるように、
発熱体６に供給する電流ｉｗを制御する（図９において
時刻ｔ1〜ｔ2）。そしてステップＳ９に示すように、発
熱体６の温度θｗを求める。発熱体６の温度θｗは、標
準電気抵抗体２２の印加電圧と電気抵抗値Ｒｓと発熱体
６の印加電圧から求められる。
【００４０】次にステップＳ１０に示すように、基準電
流ｉｗ’を定めることができるか否かが判定される。こ
の判定は、例えば発熱体６の温度θｗが定常状態になっ
た後において発熱体６に供給する電流ｉｗについての制
御が所定回数行われたか否か、また、発熱体６の温度θ
ｗが定常状態になった後において所定の時間が経過した
か否か、などに基づいて行われる。そして、基準電流ｉ
ｗ’を定めることがまだできないと判定された場合は、
再びステップＳ７〜ステップＳ１０の工程が繰り返され
る。
流ｉｗ’を定めることができるか否かが判定される。こ
の判定は、例えば発熱体６の温度θｗが定常状態になっ
た後において発熱体６に供給する電流ｉｗについての制
御が所定回数行われたか否か、また、発熱体６の温度θ
ｗが定常状態になった後において所定の時間が経過した
か否か、などに基づいて行われる。そして、基準電流ｉ
ｗ’を定めることがまだできないと判定された場合は、
再びステップＳ７〜ステップＳ１０の工程が繰り返され
る。
【００４１】一方、基準電流ｉｗ’を定めることができ
ると判定された場合は、次のステップＳ１１において基
準電流ｉｗ’が決定される。
ると判定された場合は、次のステップＳ１１において基
準電流ｉｗ’が決定される。
【００４２】基準電流ｉｗ’は、例えば発熱体６の温度
θｗが定常状態になった後において発熱体６に供給した
電流ｉｗの平均値などによって定義することができる。
また、基準電流ｉｗ’をその他の方法、例えば発熱体６
の温度θｗが定常状態になった後において発熱体６に供
給した電流ｉｗを用いて最小二乗法により基準電流ｉ
ｗ’を関数で定義する、基準電流ｉｗ’の上限値と下限
値を定めて許容範囲で定義する、などといったことも可
能である。
θｗが定常状態になった後において発熱体６に供給した
電流ｉｗの平均値などによって定義することができる。
また、基準電流ｉｗ’をその他の方法、例えば発熱体６
の温度θｗが定常状態になった後において発熱体６に供
給した電流ｉｗを用いて最小二乗法により基準電流ｉ
ｗ’を関数で定義する、基準電流ｉｗ’の上限値と下限
値を定めて許容範囲で定義する、などといったことも可
能である。
【００４３】次にステップＳ１２に示すように、電源部
３１ｚの出力電流の電流を基準電流ｉｗ’に固定し、そ
の基準電流ｉｗ’を発熱体６に供給する（図９において
時刻ｔ2〜ｔ3）。そして、発熱体６に印加された電圧を
測定部３０ｗで測定し、また、測温センサ７に印加され
た電圧を測定部３０ｆで測定する。次にステップＳ１３
に示すように、発熱体６の印加電圧と基準電流ｉｗ’か
ら算出される発熱体６の電気抵抗値Ｒｗと温度の関係に
基づき、発熱時における発熱体６の温度θｗを求める。
また、測温センサ７に対して電源部３１ｆから温度測定
精度以上の温度上昇を生じさせない程度の電流を供給
し、測定部３０ｆで電圧を測定することによって、測温
センサ７の電圧値と電流値から算出される測温センサ７
の電気抵抗値Ｒｆと温度の関係に基づき、発熱時におけ
る発熱体６近傍の流体３の温度θ∞’を求める。
３１ｚの出力電流の電流を基準電流ｉｗ’に固定し、そ
の基準電流ｉｗ’を発熱体６に供給する（図９において
時刻ｔ2〜ｔ3）。そして、発熱体６に印加された電圧を
測定部３０ｗで測定し、また、測温センサ７に印加され
た電圧を測定部３０ｆで測定する。次にステップＳ１３
に示すように、発熱体６の印加電圧と基準電流ｉｗ’か
ら算出される発熱体６の電気抵抗値Ｒｗと温度の関係に
基づき、発熱時における発熱体６の温度θｗを求める。
また、測温センサ７に対して電源部３１ｆから温度測定
精度以上の温度上昇を生じさせない程度の電流を供給
し、測定部３０ｆで電圧を測定することによって、測温
センサ７の電圧値と電流値から算出される測温センサ７
の電気抵抗値Ｒｆと温度の関係に基づき、発熱時におけ
る発熱体６近傍の流体３の温度θ∞’を求める。
【００４４】次にステップＳ１３に示すように、以上の
各工程で求めた発熱時における発熱体６の温度θｗ、発
熱体６近傍の流体３の温度θ∞’、および発熱前におけ
る流体３温度θ∞に基づいて、例えば熱伝導率や動粘性
率といった流体３の特性を測定する。
各工程で求めた発熱時における発熱体６の温度θｗ、発
熱体６近傍の流体３の温度θ∞’、および発熱前におけ
る流体３温度θ∞に基づいて、例えば熱伝導率や動粘性
率といった流体３の特性を測定する。
【００４５】かくして、以上のように流体３の特性を測
定すると、電圧計３０による測定、電源３１からの電流
の供給がすべて終了し、こうして一連の工程が終了す
る。
定すると、電圧計３０による測定、電源３１からの電流
の供給がすべて終了し、こうして一連の工程が終了す
る。
【００４６】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。この実施
例では、直径０．０１３ｍｍの白金線を電気抵抗材料と
する直径０．８ｍｍ、長さ４０ｍｍの電気抵抗体素子
（０℃における電気抵抗値、約５００Ω）を外径２．５
ｍｍ、長さ６０ｍｍのステンレス製保護管の内部に固定
した発熱体と、直径０．０１３ｍｍの白金線を電気抵抗
材料とする直径０．８ｍｍ、長さ４ｍｍの電気抵抗体素
子（０℃における電気抵抗値、約５０Ω）を外径２．５
ｍｍ、長さ６０ｍｍのステンレス製保護管の内部に固定
した測温センサを用いた。それら発熱体と測温センサを
互いに平行でかつ表面間の最短距離が１ｍｍとなるよう
に、恒温（２０℃）に維持された約３ｃｍ3および約５
００ｃｍ3の試料中に鉛直に固定した。また、温度係数
が０．００００５℃-1以下の白金箔からなる標準電気抵
抗体（０℃における電気抵抗値、約５０Ω）を±１℃程
度に制御された室温雰囲気内に設置した。測温センサの
電気抵抗値はヒューレット・パッカード社の電圧計（製
品番号４４７０１Ａ）内蔵式データ収集／制御装置（製
品番号３８５２Ａ）および内蔵式プラグインアクセサリ
ー（製品番号４４７０５Ａ）の４端子計測機能を用いて
計測した。一方、発熱体と標準電気抵抗体については、
ヒューレット・パッカード社のプラグインアクセサリー
（製品番号４４７０５Ａ）、同（製品番号４４７２５
Ａ）および直流電源（製品番号４４７２７Ｂ）を用い
て、発熱開始前においてそれら発熱体と標準電気抵抗体
の各電気抵抗値を４端子計測した。また、プラグインア
クセサリー（製品番号４４７２５Ａ）によりスイッチ回
路の切り替えを行って、直流電源（製品番号４４７２７
Ｂ）により電流を発熱体に供給し、発熱時における発熱
体と標準電気抵抗体の各電気抵抗値を４端子計測した。
そして、先に説明した通りの本発明の方法を実施し、流
体の特性である熱伝導率および動粘性率と、発熱体の温
度θｗ、発熱体近傍の流体温度θ∞’、および発熱前に
おける流体温度θ∞との関係を調べた。
例では、直径０．０１３ｍｍの白金線を電気抵抗材料と
する直径０．８ｍｍ、長さ４０ｍｍの電気抵抗体素子
（０℃における電気抵抗値、約５００Ω）を外径２．５
ｍｍ、長さ６０ｍｍのステンレス製保護管の内部に固定
した発熱体と、直径０．０１３ｍｍの白金線を電気抵抗
材料とする直径０．８ｍｍ、長さ４ｍｍの電気抵抗体素
子（０℃における電気抵抗値、約５０Ω）を外径２．５
ｍｍ、長さ６０ｍｍのステンレス製保護管の内部に固定
した測温センサを用いた。それら発熱体と測温センサを
互いに平行でかつ表面間の最短距離が１ｍｍとなるよう
に、恒温（２０℃）に維持された約３ｃｍ3および約５
００ｃｍ3の試料中に鉛直に固定した。また、温度係数
が０．００００５℃-1以下の白金箔からなる標準電気抵
抗体（０℃における電気抵抗値、約５０Ω）を±１℃程
度に制御された室温雰囲気内に設置した。測温センサの
電気抵抗値はヒューレット・パッカード社の電圧計（製
品番号４４７０１Ａ）内蔵式データ収集／制御装置（製
品番号３８５２Ａ）および内蔵式プラグインアクセサリ
ー（製品番号４４７０５Ａ）の４端子計測機能を用いて
計測した。一方、発熱体と標準電気抵抗体については、
ヒューレット・パッカード社のプラグインアクセサリー
（製品番号４４７０５Ａ）、同（製品番号４４７２５
Ａ）および直流電源（製品番号４４７２７Ｂ）を用い
て、発熱開始前においてそれら発熱体と標準電気抵抗体
の各電気抵抗値を４端子計測した。また、プラグインア
クセサリー（製品番号４４７２５Ａ）によりスイッチ回
路の切り替えを行って、直流電源（製品番号４４７２７
Ｂ）により電流を発熱体に供給し、発熱時における発熱
体と標準電気抵抗体の各電気抵抗値を４端子計測した。
そして、先に説明した通りの本発明の方法を実施し、流
体の特性である熱伝導率および動粘性率と、発熱体の温
度θｗ、発熱体近傍の流体温度θ∞’、および発熱前に
おける流体温度θ∞との関係を調べた。
【００４７】ここで、例えば本実施例で電気抵抗材料に
用いた白金線についていえば、白金線の温度係数は約
０．００４℃-1であり、０．００１℃の変化に伴う、抵
抗の変化率は約０．０００４％である。測定値の精度
は、例えば変動率［標準偏差（より適切には標準誤差）
／平均値］で表される。本実施例では平均抵抗値が５０
〜２００Ω前後の範囲にあるので、検出したい抵抗差は
０．２〜０．８ｍΩと算出される。仮に抵抗値を５０
Ω、検出したい抵抗差を０．２ｍΩ、測定電流を２０ｍ
Ａ（電圧１Ｖ）とし、電流の不安定性（標準抵抗体の不
安定性を含む、本実施例の機器では０．００００５％以
下程度）を無視すると、検出すべき電圧差は０．００４
ｍＶとなる。従って、１回の測定で検出するためには７
桁以上の確度が必要となる（例えば、ヒューレット・パ
ッカード社製電圧計３４５８Ａ（有効桁数８1/2）はこ
れに対応できる）。しかし、本実施例の計測では測定電
圧値のバラツキが正規分布に従うと仮定できるので、測
定を繰り返し、平均値をとれば中心極限定理によって、
真値に限りなく近い値が得られることになる。言い換え
ると、繰り返し測定に系統誤差が伴わない機器であれ
ば、測定回数の選び方によって７桁より小さな有効桁数
でも良いということになる。本願実施例では、５1/2桁
の電圧計で、温度換算±０．００１℃で計測することが
可能である。
用いた白金線についていえば、白金線の温度係数は約
０．００４℃-1であり、０．００１℃の変化に伴う、抵
抗の変化率は約０．０００４％である。測定値の精度
は、例えば変動率［標準偏差（より適切には標準誤差）
／平均値］で表される。本実施例では平均抵抗値が５０
〜２００Ω前後の範囲にあるので、検出したい抵抗差は
０．２〜０．８ｍΩと算出される。仮に抵抗値を５０
Ω、検出したい抵抗差を０．２ｍΩ、測定電流を２０ｍ
Ａ（電圧１Ｖ）とし、電流の不安定性（標準抵抗体の不
安定性を含む、本実施例の機器では０．００００５％以
下程度）を無視すると、検出すべき電圧差は０．００４
ｍＶとなる。従って、１回の測定で検出するためには７
桁以上の確度が必要となる（例えば、ヒューレット・パ
ッカード社製電圧計３４５８Ａ（有効桁数８1/2）はこ
れに対応できる）。しかし、本実施例の計測では測定電
圧値のバラツキが正規分布に従うと仮定できるので、測
定を繰り返し、平均値をとれば中心極限定理によって、
真値に限りなく近い値が得られることになる。言い換え
ると、繰り返し測定に系統誤差が伴わない機器であれ
ば、測定回数の選び方によって７桁より小さな有効桁数
でも良いということになる。本願実施例では、５1/2桁
の電圧計で、温度換算±０．００１℃で計測することが
可能である。
【００４８】先ず、発熱を開始する前において発熱体と
測温センサの両方を用いて流体温度θ∞を測定した。両
者による温度測定値を比較したところ、偏差は０．０１
℃以下であり、恒温（温度変化率０．０５℃／時以下）
であることに加えて、流体内部の温度差が十分に小さい
ことを確認した。
測温センサの両方を用いて流体温度θ∞を測定した。両
者による温度測定値を比較したところ、偏差は０．０１
℃以下であり、恒温（温度変化率０．０５℃／時以下）
であることに加えて、流体内部の温度差が十分に小さい
ことを確認した。
【００４９】次に、スイッチの切り替えにより発熱体と
標準電気抵抗体と直流電源（４４７２７Ｂ）を互いに直
列に接続して発熱を開始した。そして、発熱体と標準電
気抵抗体の各電気抵抗体値をそれぞれ独立に４端子法に
よって計測し、標準電気抵抗体の電気抵抗値に基づいて
算出される発熱体への供給電流の値と発熱体の電圧値を
用いて発熱量を求め、発熱量が５Ｗ／ｍの目標発熱量と
なるように発熱体への供給電流を制御した。この制御を
９０秒間行い、発熱体の温度が経時的にほぼ一定の値を
示して定常状態になったことを確認した後、更に３０秒
間発熱量が５Ｗ／ｍの目標発熱量となるように発熱体へ
の供給電流を制御し続け、その間の電流の平均値（約１
８ｍＡ）として基準電流を定めた。
標準電気抵抗体と直流電源（４４７２７Ｂ）を互いに直
列に接続して発熱を開始した。そして、発熱体と標準電
気抵抗体の各電気抵抗体値をそれぞれ独立に４端子法に
よって計測し、標準電気抵抗体の電気抵抗値に基づいて
算出される発熱体への供給電流の値と発熱体の電圧値を
用いて発熱量を求め、発熱量が５Ｗ／ｍの目標発熱量と
なるように発熱体への供給電流を制御した。この制御を
９０秒間行い、発熱体の温度が経時的にほぼ一定の値を
示して定常状態になったことを確認した後、更に３０秒
間発熱量が５Ｗ／ｍの目標発熱量となるように発熱体へ
の供給電流を制御し続け、その間の電流の平均値（約１
８ｍＡ）として基準電流を定めた。
【００５０】最後に、発熱体への供給電流を基準電流
（約１８ｍＡ）に固定して約６０秒間にわたって更に発
熱を継続しながら、発熱体と発熱体表面近傍に配置され
た測温センサの電気抵抗値を測定し（測定繰り返し数、
計５０回）、流体と熱的に接触する発熱体の温度θｗお
よび発熱体表面近傍の流体温度θ∞’をそれぞれ測定し
た。そして、温度差指標値として、発熱体と発熱体表面
近傍の流体との温度差Δθｗ’＝θｗ−θ∞’（伝導伝
熱寄与部分）と、発熱体表面近傍の流体と発熱開始直前
の流体温度の差Δθ∞’＝θ∞’−θ∞（対流伝熱寄与
部分）を求め、それらを発熱量で基準化した値として、
それぞれ２．７７０８±０．０００７℃および０．０７
５８±０．０００２℃を得た。なお、測定精度を表す±
０．０００７℃および±０．０００２℃は標準誤差で定
義した。
（約１８ｍＡ）に固定して約６０秒間にわたって更に発
熱を継続しながら、発熱体と発熱体表面近傍に配置され
た測温センサの電気抵抗値を測定し（測定繰り返し数、
計５０回）、流体と熱的に接触する発熱体の温度θｗお
よび発熱体表面近傍の流体温度θ∞’をそれぞれ測定し
た。そして、温度差指標値として、発熱体と発熱体表面
近傍の流体との温度差Δθｗ’＝θｗ−θ∞’（伝導伝
熱寄与部分）と、発熱体表面近傍の流体と発熱開始直前
の流体温度の差Δθ∞’＝θ∞’−θ∞（対流伝熱寄与
部分）を求め、それらを発熱量で基準化した値として、
それぞれ２．７７０８±０．０００７℃および０．０７
５８±０．０００２℃を得た。なお、測定精度を表す±
０．０００７℃および±０．０００２℃は標準誤差で定
義した。
【００５１】以上の手順に従い、水、エタノール、グリ
セリン、濃度８０％のグリセリン水溶液、および濃度８
０％のエタノール水溶液について上記２種類の温度差指
標値を計測したところ、図１０に示されるように、約３
ｃｍ3の試料中で計測された発熱体と発熱体表面近傍の
流体との温度差Δθｗ’は熱伝導率λの逆数値と高い相
関性を示した。また、図１１に示されるように、約５０
０ｃｍ3の試料中で計測された発熱体表面近傍の流体と
発熱開始直前の流体との温度差Δθ∞’の対数値は動粘
性率νの対数値と直線関係が認められた。なお、図１
０、１１においてＱは発熱体の全発熱量、Ｌは発熱体の
有効長さを表す。
セリン、濃度８０％のグリセリン水溶液、および濃度８
０％のエタノール水溶液について上記２種類の温度差指
標値を計測したところ、図１０に示されるように、約３
ｃｍ3の試料中で計測された発熱体と発熱体表面近傍の
流体との温度差Δθｗ’は熱伝導率λの逆数値と高い相
関性を示した。また、図１１に示されるように、約５０
０ｃｍ3の試料中で計測された発熱体表面近傍の流体と
発熱開始直前の流体との温度差Δθ∞’の対数値は動粘
性率νの対数値と直線関係が認められた。なお、図１
０、１１においてＱは発熱体の全発熱量、Ｌは発熱体の
有効長さを表す。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、標準抵抗体を利用する
ことにより、安価な設備でありながら発熱体と流体の温
度差を百分の１℃〜千分の１℃以上という高い精度で測
定できるようになる。従って、発熱体と流体の温度差の
測定精度が向上することによって、例えば熱伝導率や動
粘性率などといった流体の特性も高い精度で測定するこ
とができるようになる。また本発明によれば、基準電流
を定めることによって発熱体の発熱量をハンチングのな
い状態で制御することが可能となる。
ことにより、安価な設備でありながら発熱体と流体の温
度差を百分の１℃〜千分の１℃以上という高い精度で測
定できるようになる。従って、発熱体と流体の温度差の
測定精度が向上することによって、例えば熱伝導率や動
粘性率などといった流体の特性も高い精度で測定するこ
とができるようになる。また本発明によれば、基準電流
を定めることによって発熱体の発熱量をハンチングのな
い状態で制御することが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態にかかる測定システムの説
明図である。
明図である。
【図２】発熱体の正面図である。
【図３】測温センサの正面図である。
【図４】標準電気抵抗体の正面図である。
【図５】発熱を開始する前における発熱体と標準電気抵
抗体に対する電圧計と電源の接続状態を示す回路図であ
る。
抗体に対する電圧計と電源の接続状態を示す回路図であ
る。
【図６】発熱を開始した後における発熱体と標準電気抵
抗体に対する電圧計と電源の接続状態を示す回路図であ
る。
抗体に対する電圧計と電源の接続状態を示す回路図であ
る。
【図７】測温センサに対する電圧計と電源の接続状態を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図８】本発明方法の実施の形態を示す流れ図である。
【図９】本発明方法の実施の形態のタイミングチャート
である。
である。
【図１０】発熱体の単位長さ当たりの発熱量で基準化し
た温度差指標値Δθｗ’と流体の熱伝導率の関係を示す
グラフである。
た温度差指標値Δθｗ’と流体の熱伝導率の関係を示す
グラフである。
【図１１】発熱体の単位長さ当たりの発熱量で基準化し
た温度差指標値Δθ∞’と流体の動粘性率の関係を示す
グラフである。
た温度差指標値Δθ∞’と流体の動粘性率の関係を示す
グラフである。
１ 恒温液体 ２ 恒温槽 ３ 流体 ４ 容器 ５ 蓋 ６ 発熱体 ７ 測温センサ １２、１７、２３、２６ リード線束 ２０ 中継端子 ２１ 温度制御雰囲気 ２２ 標準電気抵抗体 ２５ 制御部 ２７ 制御装置 ２８ 主制御装置 ２９ 通信線 ３０ 電圧計 ３１ 電源 ３２ リレー端子 ３３ スイッチ
Claims (12)
- 【請求項１】 流体中に配置した発熱体に電流を供給し
て発熱させることにより前記流体の特性を測定するため
に、前記発熱体に供給する電流を制御する方法におい
て、 少なくとも前記発熱体の温度が定常状態になるまでは、
前記発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように前記発
熱体に供給する電流を制御する工程と、 前記発熱体の温度が定常状態になった後、更に前記発熱
体の発熱量を目標発熱量にさせるように前記発熱体に供
給する電流を制御し、その制御された電流に基づいて前
記発熱体に供給する基準電流を定める工程と、 前記基準電流を前記発熱体に供給する工程とを備えてい
ることを特徴とする電流の制御方法。 - 【請求項２】 測温可能な発熱体を流体中に配置すると
共に該発熱体の近傍に測温センサを配置し、前記発熱体
に電流を供給して発熱させ、前記発熱体により測定され
た発熱時における前記発熱体の温度および前記測温セン
サにより測定された発熱時における前記発熱体近傍の流
体温度と、前記発熱体および／または前記測温センサに
より測定された発熱前における流体温度とに基づいて前
記流体の特性を測定するために、前記発熱体に供給する
電流を制御する方法において、 少なくとも前記発熱体の発熱量が定常状態になるまで
は、前記発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように前
記発熱体に供給する電流を制御する工程と、 前記発熱体の温度が定常状態になった後、更に前記発熱
体の発熱量を目標発熱量にさせるように前記発熱体に供
給する電流を制御し、その制御された電流に基づいて前
記発熱体に供給する基準電流を定める工程と、 前記基準電流を前記発熱体に供給する工程とを備えてい
ることを特徴とする電流の制御方法。 - 【請求項３】 流体中に配置した発熱体に電流を供給し
て発熱させることにより前記流体の特性を測定するため
に、前記発熱体に供給する電流を制御する方法におい
て、 前記発熱体に電源と標準電気抵抗体を直列に接続して電
流を供給し、 前記標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にして前記発熱
体の温度と発熱量を求めるように構成し、かつ、 少なくとも前記標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にし
て求められる前記発熱体の温度が定常状態になるまで
は、前記標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にして求め
られる前記発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように
前記発熱体に供給する電流を制御する工程と、 標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にして求められる前
記発熱体の温度が定常状態になった後、更に前記標準電
気抵抗体の電気抵抗値を基準にして求められる前記発熱
体の発熱量を目標発熱量にさせるように前記発熱体に供
給する電流を制御し、その制御された電流に基づいて前
記発熱体に供給する基準電流を定める工程と、 前記基準電流を前記発熱体に供給する工程とを備えてい
ることを特徴とする電流の制御方法。 - 【請求項４】 測温可能な発熱体を流体中に配置すると
共に該発熱体の近傍に測温センサを配置し、前記発熱体
に電流を供給して発熱させ、前記発熱体により測定され
た発熱時における前記発熱体の温度および前記測温セン
サにより測定された発熱時における前記発熱体近傍の流
体温度と、前記発熱体および／または前記測温センサに
より測定された発熱前における流体温度とに基づいて前
記流体の特性を測定するために、前記発熱体に供給する
電流を制御する方法において、 前記発熱体に電源と標準電気抵抗体を直列に接続して電
流を供給し、 前記標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にして前記発熱
体の温度と発熱量を求めるように構成し、かつ、 少なくとも前記標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にし
て求められる前記発熱体の温度が定常状態になるまで
は、前記標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にして求め
られる前記発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように
前記発熱体に供給する電流を制御する工程と、 前記標準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にして求められ
る前記発熱体の温度が定常状態になった後、更に前記標
準電気抵抗体の電気抵抗値を基準にして求められる前記
発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように前記発熱体
に供給する電流を制御し、その制御された電流に基づい
て前記発熱体に供給する基準電流を定める工程と、 前記基準電流を前記発熱体に供給する工程とを備えてい
ることを特徴とする電流の制御方法。 - 【請求項５】 前記標準電気抵抗体の電気抵抗値と前記
発熱体に印加された電圧および前記標準電気抵抗体に印
加された電圧とに基づいて前記発熱体の温度と発熱量を
求める請求項３または４に記載の電流の制御方法。 - 【請求項６】 前記標準電気抵抗体の抵抗温度係数が
０．０００１℃-1以下であり、前記発熱体および前記標
準電気抵抗体に印加された電圧を計測する際の分解能が
５桁以上である請求項５に記載の電流の制御方法。 - 【請求項７】 前記発熱体が、金属もしくはセラミック
スの電気抵抗材料からなる円柱状の電気抵抗素子を内蔵
した円柱状もしくは平板状のものである請求項１〜６の
何れかに記載の電流の制御方法。 - 【請求項８】 前記測温センサが、金属もしくはセラミ
ックスの電気抵抗材料からなる円柱状の電気抵抗素子を
内蔵した円柱状もしくは平板状のものである請求項２、
４〜７の何れかに記載の電流の制御方法。 - 【請求項９】 前記発熱体の表面と前記測温センサの表
面との最短距離が前記流体の対流伝熱温度境界層の厚さ
の１０倍以下である請求項２、４〜８の何れかに記載の
電流の制御方法。 - 【請求項１０】 前記基準電流が、前記発熱体の温度が
定常状態になった後において前記発熱体の発熱量を目標
発熱量にさせるように制御して前記発熱体に供給した電
流の平均値で定義される請求項１〜９の何れかに記載の
電流の制御方法。 - 【請求項１１】 前記流体の特性が、前記流体の熱伝導
率および／または前記流体の動粘性率である請求項１〜
１０の何れかに記載の電流の制御方法。 - 【請求項１２】 流体中に配置した発熱体に電流を供給
して発熱させることにより前記流体の特性を測定する方
法において、 少なくとも前記発熱体の温度が定常状態になるまでは、
前記発熱体の発熱量を目標発熱量にさせるように前記発
熱体に供給する電流を制御する工程と、 前記発熱体の温度が定常状態になった後、更に前記発熱
体の発熱量を目標発熱量にさせるように前記発熱体に供
給する電流を制御し、その制御された電流に基づいて前
記発熱体に供給する基準電流を定める工程と、 前記基準電流を前記発熱体に供給し、流体の特性を測定
する工程とを備えていることを特徴とする流体の特性の
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27644395A JP2865601B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電流の制御方法と流体の特性の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27644395A JP2865601B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電流の制御方法と流体の特性の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996616A JPH0996616A (ja) | 1997-04-08 |
| JP2865601B2 true JP2865601B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=17569504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27644395A Expired - Fee Related JP2865601B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電流の制御方法と流体の特性の測定方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2865601B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101984236B1 (ko) * | 2017-07-04 | 2019-09-03 | 한국과학기술원 | 유체의 열전달 성능 측정 방법 및 장치 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP27644395A patent/JP2865601B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0996616A (ja) | 1997-04-08 |
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