JP4175274B2 - 物理量パラメータ測定方法及び装置 - Google Patents
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- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
2 土壌熱抵抗算出手段
3 温度センサ
4 比熱容量算出手段
5 直流電流調整器
21 センササポート装置(ガイドフランジ)
24 中心軸ガイド
25 周囲ガイド
Claims (19)
- 測定対象場所にて土壌中に発熱量が既知の熱源を置き、その熱源の温度を計測し、この熱源温度の時間的変化と熱源発熱量とに基づいて土壌の熱抵抗を算出すると共に、熱源から適宜距離の計測箇所にて土壌温度を計測し、この土壌温度の変化量と土壌熱抵抗と熱源発熱量と距離とに基づいて土壌熱抵抗と比熱容量の積の逆数であるK値を算出し、そのK値と土壌熱抵抗とから比熱容量を算出することを特徴とする土壌の物理量パラメータ測定方法。
- 地表上空間に実在の熱源を逆転した仮想熱源を仮定し、これら実在熱源及び仮想熱源による計測箇所での温度変化量を表す熱伝導方程式を用いてK値を算出することを特徴とする請求項1記載の土壌の物理量パラメータ測定方法。
- 熱伝導方程式に仮のK値を代入して温度変化量を計算し、この計算値が計測箇所で実測した温度変化量に収束するよう仮のK値を漸次変化させることにより、K値を算出することを特徴とする請求項2記載の土壌の物理量パラメータ測定方法。
- 前記土壌温度の計測を複数の時間刻み毎に行い、各時間刻みでの温度変化量からそれぞれ比熱容量を計算し、得られた比熱容量を平均して当該計測箇所についての比熱容量とすることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の土壌の物理量パラメータ測定方法。
- 発熱開始から所定時間までの前記土壌温度の変化率に対して1つの時間刻みでの変化率が所定比率以下であれば温度飽和であると判定し、この温度飽和時における1つの時間刻みでの温度変化量から比熱容量を計算することを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の土壌の物理量パラメータ測定方法。
- 前記土壌温度の計測を複数の計測箇所で行い、各計測箇所での温度変化量からそれぞれ比熱容量を計算し、得られた比熱容量を平均して当該測定対象場所の土壌の比熱容量とすることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載の土壌の物理量パラメータ測定方法。
- 前記複数の計測箇所は、それぞれ加熱箇所からの距離を異ならせることを特徴とする請求項6記載の土壌の物理量パラメータ測定方法。
- 前記複数の計測箇所は、それぞれ加熱箇所からの方向を異ならせることを特徴とする請求項6又は7記載の土壌の物理量パラメータ測定方法。
- 測定対象場所の土壌中に置かれる発熱量が既知の熱源と、その熱源の温度を計測するプローブと、この熱源温度の時間的変化と熱源発熱量とに基づいて土壌の熱抵抗を算出する土壌熱抵抗算出手段と、熱源から適宜距離の計測箇所にて土壌温度を計測する温度センサと、この土壌温度の変化量と土壌熱抵抗と熱源発熱量と距離とに基づいて土壌熱抵抗と比熱容量の積の逆数であるK値を算出し、そのK値と土壌熱抵抗とから比熱容量を算出する比熱容量算出手段とを備えたことを特徴とする土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記比熱容量算出手段は、地表上空間に実在の熱源を逆転した仮想熱源を仮定し、これら実在熱源及び仮想熱源による計測箇所での温度変化量を表す熱伝導方程式を用いてK値を算出することを特徴とする請求項9記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記比熱容量算出手段は、熱伝導方程式に仮のK値を代入して温度変化量を計算し、この計算値が計測箇所で実測した温度変化量に収束するよう仮のK値を漸次変化させることにより、K値を算出することを特徴とする請求項10記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記温度センサは、前記土壌温度の計測を複数の時間刻み毎に行い、前記比熱容量算出手段は、各時間刻みでの温度変化量からそれぞれ比熱容量を計算し、得られた比熱容量を平均して当該計測箇所についての比熱容量とすることを特徴とする請求項9〜11いずれか記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記比熱容量算出手段は、発熱開始から所定時間までの前記土壌温度の変化率に対して1つの時間刻みでの変化率が所定比率以下であれば温度飽和であると判定し、この温度飽和時における1つの時間刻みでの温度変化量から比熱容量を計算することを特徴とする請求項9〜11いずれか記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記温度センサは、前記土壌温度の計測を複数の計測箇所で行い、前記比熱容量算出手段は、各計測箇所での温度変化量からそれぞれ比熱容量を計算し、得られた比熱容量を平均して当該測定対象場所の土壌の比熱容量とすることを特徴とする請求項9〜13いずれか記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記温度センサで計測する複数の計測箇所は、それぞれ加熱箇所からの距離を異ならせることを特徴とする請求項14記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記温度センサで計測する複数の計測箇所は、それぞれ加熱箇所からの方向を異ならせることを特徴とする請求項14又は15記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記熱源と該熱源の温度を計測する温度センサとを一体化したプローブを挿入するための管状のガイドと前記土壌温度を計測する温度センサを挿入するための管状のガイドとを所定の距離離して平行に配し、これらガイド同士を一体的に固定したセンササポート装置を備えることを特徴とする請求項9〜16いずれか記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記プローブ用のガイドを中心軸に配し、その中心軸ガイドの周囲に前記温度センサ用のガイドを1本以上配したことを特徴とする請求項17記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
- 前記熱源と該熱源の温度を計測する温度センサとを一体化したプローブと前記土壌温度を計測する温度センサとを所定の距離離して平行に配してピストンに固定し、このピストンをロッドの先端に装着し、このロッドを用いて前記プローブ及び前記土壌温度を計測する温度センサを土壌中の深部に送り込むようにしたセンササポート装置を備えることを特徴とする請求項9〜16いずれか記載の土壌の物理量パラメータ測定装置。
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