JP5638871B2 - Heat flow sensor - Google Patents

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Description

この発明は、伝熱測定に用いられる面状の熱流センサに関するものである。   The present invention relates to a planar heat flow sensor used for heat transfer measurement.

一般に、例えば、建材としての断熱材の開発等に欠かせない役割を果たしているのが、断熱材の熱伝導率の測定である。   In general, for example, the measurement of the thermal conductivity of a heat insulating material plays an indispensable role in the development of a heat insulating material as a building material.

この熱伝導率の測定精度の向上は、断熱材の過剰な使用によるスペースや資源の無駄の防止や、不十分な断熱施工によるエネルギーの無駄を避ける上でも望ましい。   This improvement in the accuracy of measurement of thermal conductivity is also desirable for preventing waste of space and resources due to excessive use of the heat insulating material and avoiding waste of energy due to insufficient heat insulation construction.

このような建材に用いられる断熱材は、熱伝導率が0.02W/k.m(平均気温20°c)前後であるので、熱伝導率の測定は容易ではない。   The heat insulating material used for such building materials has a thermal conductivity of 0.02 W / k. Since it is around m (average temperature 20 ° c), measurement of thermal conductivity is not easy.

このような単体では、測定が困難な断熱材であっても、建物の一部として実際に用いられる状態若しくは、その状態に近い状態で、内,外壁面パネル材等が、組み合わせられた建材では、内,外側面間を通過する熱流束の測定を行うことにより、比較的に容易に、断熱性能を測定する熱流センサが、知られている。   Even if it is a heat insulating material that is difficult to measure with such a simple substance, it is a building material in which inner and outer wall panel materials are combined in a state that is actually used as a part of a building or in a state close to that state. A heat flow sensor that measures heat insulation performance relatively easily by measuring the heat flux passing between the inner and outer surfaces is known.

このような熱流センサでは、面状に複数の熱電対を配列して、直列に接続することにより、熱起電力を集積し、測定精度を向上させる所謂サーモパイルが用いられる(例えば、特許文献1参照)。   In such a heat flow sensor, a so-called thermopile that integrates thermoelectromotive force and improves measurement accuracy by arranging a plurality of thermocouples in a plane and connecting them in series is used (see, for example, Patent Document 1). ).

例えば、建築物の建材の断熱性能を測定する為、複合的な要素が組み合わせられた被測定物としての建材内に、前記熱流センサが直接、挿入され、若しくは、前記サーモパイルが、建材の内外側面に添着されて、現状の温度勾配が計測される。   For example, in order to measure the heat insulation performance of building materials of a building, the heat flow sensor is directly inserted into the building material as a measured object in which multiple elements are combined, or the thermopile is connected to the inner and outer surfaces of the building material. The current temperature gradient is measured.

このようなサーモパイルでは、従来の熱流センサの挿入によって、被測定物である建材の外表面の温度分布状況に与える影響が、発生しないように極力抑えられる。   In such a thermopile, the influence of the conventional heat flow sensor on the temperature distribution on the outer surface of the building material to be measured is suppressed as much as possible so as not to occur.

また、この熱流センサ自体を構成するセンサ基材も、ガラスエポキシ樹脂板等によって、熱抵抗が小さくなるように構成されていて、添着された被測定物の内外側面からの熱流束が、高精度で測定可能とされている。   In addition, the sensor base material that constitutes the heat flow sensor itself is also configured to reduce the thermal resistance by a glass epoxy resin plate or the like, and the heat flux from the inner and outer surfaces of the object to be measured is highly accurate. It is possible to measure with.

このため、被測定物が、既存の建築物の建材等、分解等が出来ないものであっても、被測定物を破損させること無く外部から、熱流計測が可能となる。
特開2004−37097号公報
For this reason, even if the object to be measured cannot be decomposed, such as a building material of an existing building, the heat flow can be measured from the outside without damaging the object to be measured.
JP 2004-37097 A

このような従来の熱流センサでは、各熱流センサの熱電対間に介在されて、センサ基材を構成する絶縁材料の厚みと、熱電対の金属素材の材質とが決まっている場合に、更に、高精度の熱流の測定を行う為には、各熱電対の両端に位置する測定代表点間の温度差を大きく維持して、熱起電力が、最っとも大きくなるようにすることが臨ましい。   In such a conventional heat flow sensor, when the thickness of the insulating material constituting the sensor substrate and the material of the metal material of the thermocouple are determined between the thermocouples of each heat flow sensor, In order to measure heat flow with high accuracy, it is advisable to maintain a large temperature difference between measurement representative points located at both ends of each thermocouple so that the thermoelectromotive force is maximized. Yes.

一般に、熱流センサ自体の熱抵抗が小さくなると、熱流感度も低下する関係を有する。   Generally, when the thermal resistance of the heat flow sensor itself is reduced, the heat flow sensitivity is also reduced.

すなわち、熱伝導率の比較的高い銅製材料等を熱電対の一方の金属材に用いると、この銅製金属材を熱が伝わって、センサ基材の両側面間の温度差が縮まってしまう。   That is, when a copper material having a relatively high thermal conductivity is used for one metal material of the thermocouple, heat is transmitted through the copper metal material, and the temperature difference between both side surfaces of the sensor base material is reduced.

このため、熱電対の一方に、電気的に直列接続を行う銅製の金属材を用いると、他方の金属材であるタングスタンタン等の両端に位置する測定代表点間の温度差が縮んで小さくなり、熱起電力の発生効率が低下してしまうといった問題があった。   For this reason, if a copper metal material that is electrically connected in series is used for one of the thermocouples, the temperature difference between the measurement representative points located at both ends of the other metal material, such as tongue stantan, shrinks and decreases. There was a problem that the generation efficiency of the thermoelectromotive force was lowered.

そこで、この発明は、熱電対を直列接続出来るサーモパイルの長所を生かしつつ、センサ基材の両側面に位置する測定代表点間の温度差を保ち、熱流感度を向上させることが出来るように最適化された熱流センサを提供することを目的とするものである。   Therefore, the present invention is optimized so as to improve the heat flow sensitivity while maintaining the temperature difference between the measurement representative points located on both sides of the sensor substrate while taking advantage of the thermopile that can connect the thermocouple in series. An object of the present invention is to provide an improved heat flow sensor.

この目的を達成するため、請求項1記載の発明は、縦横に配列された複数の第1,第2貫通孔が、絶縁性のセンサ基材に形成され、前記各第1,第2貫通孔に異種金属材料製の第1,第2導電性金属が交互に配設されて、前記第1導電性金属が、第2導電性金属に比して高い熱伝導率を有して、前記センサ基材の両側面に形成された複数の表面金属層により、前記第1,第2貫通孔に配設された第1,第2金属接続体が、直列に接続されている熱流センサである。   In order to achieve this object, according to a first aspect of the present invention, a plurality of first and second through holes arranged vertically and horizontally are formed in an insulating sensor substrate, and each of the first and second through holes is formed. The first and second conductive metals made of different metal materials are alternately arranged, and the first conductive metal has a higher thermal conductivity than the second conductive metal, and the sensor It is a heat flow sensor in which the first and second metal connectors disposed in the first and second through holes are connected in series by a plurality of surface metal layers formed on both side surfaces of the substrate.

そして、前記センサ基材の両側面に位置する各測定代表点間で熱伝導が行われる前記複数の表面金属層内の熱流断面積を、少なくとも何れか一箇所で、小さくなるように設定することにより、前記第1貫通孔内の第1導電性金属を介して伝達される熱伝導量を減少させる難熱伝達部を設けたことを特徴としている。 And, the heat flow cross-sectional area in the plurality of surface metal layers in which heat conduction is performed between the measurement representative points located on both side surfaces of the sensor base material is set to be small at least in one place. Therefore, a heat-resistant transfer part that reduces the amount of heat conduction transmitted through the first conductive metal in the first through hole is provided.

また、請求項2記載の発明は、前記難熱伝達部では、少なくとも一の前記表面金属層に形成されて、前記第1貫通孔内の第1導電性金属と接続される第1貫通孔周縁部分に形成される第1受放熱面部と、前記第2導電性金属が、前記第2貫通孔の表面側に位置する第1導電性金属と接続される第2貫通孔周縁部分からなる第2受放熱面部との間に、平面視幅狭形状として、前記第1導電性金属の断面積を小さくすることにより、熱伝導量を減少させたことを特徴とする請求項1記載の熱流センサ。   According to a second aspect of the present invention, in the heat-resistant portion, the peripheral edge of the first through hole formed on at least one of the surface metal layers and connected to the first conductive metal in the first through hole. A first heat receiving / dissipating surface portion formed in the portion and a second through hole peripheral portion where the second conductive metal is connected to the first conductive metal located on the surface side of the second through hole. 2. The heat flow sensor according to claim 1, wherein a heat conduction amount is reduced by reducing a cross-sectional area of the first conductive metal between the heat receiving and radiating surface portion and having a narrow shape in plan view.

更に、請求項3に記載されたものは、前記第1貫通孔周縁部分の表面金属層に形成される第1受放熱面部の表面積を、前記第2貫通孔周縁部分の表面金属層に形成される第2受放熱面部の表面積よりも、小さくなるように形成した請求項1又は2記載の熱流センサを特徴としている。   Further, according to a third aspect of the present invention, the surface area of the first heat receiving and radiating surface portion formed on the surface metal layer at the peripheral portion of the first through hole is formed on the surface metal layer of the peripheral portion of the second through hole. 3. The heat flow sensor according to claim 1, wherein the heat flow sensor is formed to be smaller than a surface area of the second heat receiving and radiating surface portion.

また、請求項4に記載されたものは、少なくとも一の前記表面金属層には、前記第2受放熱面部から一体となるように、前記第1受放熱面部近傍に向けて延設されて、受放熱面積を拡大する延設受放熱面部を形成して、前記第1受放熱面部の周縁と、該延設受放熱面部との間を分離するように、該第1受放熱面部を囲む遮熱溝部を設けた請求項1乃至3のうち、何れか一項記載の熱流センサを特徴としている。   Further, in the present invention, at least one of the surface metal layers is extended toward the vicinity of the first heat receiving and radiating surface portion so as to be integrated with the second heat receiving and radiating surface portion, An extended light receiving and radiating surface portion that expands the heat receiving and radiating area is formed, and a shield that surrounds the first heat receiving and radiating surface portion so as to separate the periphery of the first heat receiving and radiating surface portion from the extended light receiving and radiating surface portion. The heat flow sensor according to any one of claims 1 to 3 provided with a heat groove part is characterized.

そして、請求項5に記載されたものは、前記遮熱溝部は、前記幅狭部の側縁に沿って延設されて、前記第1受放熱面部の周縁と、該延設受放熱面部との間を等間隔で分離するように構成されている請求項4に記載の熱流センサを特徴としている。   And as for what was described in Claim 5, the said thermal-insulation groove part was extended along the side edge of the said narrow part, the periphery of the said 1st heat receiving / radiating surface part, this extended receiving / radiating surface part, The heat flow sensor according to claim 4, which is configured so as to be separated at equal intervals.

このように構成された請求項1記載の発明によれば、前記第2導電性金属に比して高い熱伝導率を有する第1導電性金属によって、異種金属材料製の第1,第2導電性金属間が、直列に接続されていても、前記複数の表面金属層内の熱流断面積、少なくとも何れか一箇所で、小さくなるように設定された前記難熱伝達部が、前記第1貫通孔内の第1導電性金属を介して伝達される熱伝導量を減少させる。 According to the first aspect of the present invention configured as described above, the first and second conductive materials made of different metal materials are formed by the first conductive metal having a higher thermal conductivity than the second conductive metal. between sex metals, be connected in series, the heat flow cross-sectional area of the plurality of surface metal layers are at least any one location, said flame heat transfer portion configured to be smaller, the first The amount of heat conduction transmitted through the first conductive metal in the through hole is reduced.

このため、センサ基材の両側面に形成された各表面金属層間では、該第1導電性金属を介して伝えられる伝熱量が少なく、各表面金属層の温度差を充分保てる。   For this reason, between each surface metal layer formed in the both sides | surfaces of a sensor base material, there is little heat transfer amount transmitted via this 1st electroconductive metal, and the temperature difference of each surface metal layer can fully be maintained.

従って、前記第2貫通孔に配設された第2導電性金属では、各表面金属層との間で、測定に必要とされる熱起電力を効率良く発生させて、熱伝導率の測定精度を高めることが出来る。   Therefore, the second conductive metal disposed in the second through hole efficiently generates the thermoelectromotive force required for measurement between each surface metal layer, and the measurement accuracy of the thermal conductivity. Can be increased.

更に、メッキにより、複数の表面金属層をセンサ基材の両側面に形成する際に、前記難熱伝達部を形成しながら、対となる第1,第2導電性金属を、各表面金属層で直列に接続することが出来、製造が容易である。   Further, when the plurality of surface metal layers are formed on both side surfaces of the sensor base material by plating, the first and second conductive metals to be paired are formed on each surface metal layer while forming the heat-resistant transfer portion. Can be connected in series, and manufacturing is easy.

また、請求項2に記載されたものは、平面視幅狭形状として、前記第1,第2表面金属層の伝熱に寄与する幅狭部の縦断面積が小さく設定されることにより、前記測定代表点と第1金属接続体の接続部周縁との間の熱伝導量を減少させることが出来る。   In addition, according to the second aspect of the present invention, the vertical cross-sectional area of the narrow portion contributing to heat transfer of the first and second surface metal layers is set to be small in a plan view, so that the measurement is performed. The amount of heat conduction between the representative point and the peripheral edge of the connection portion of the first metal connector can be reduced.

このため、これらの幅狭部が、難熱伝達部として、熱を前記第1,第2表面金属層の間で移動させにくくする。   For this reason, these narrow portions make it difficult for heat to move between the first and second surface metal layers as a hardly heat transfer portion.

よって、電気抵抗が小さく導電性の良好な銅を用いて、直列に接続しても、前記第1貫通孔内の銅製の第1金属接続体を介して、配線基板の表裏両面間で伝達される熱伝導量を減少させることが出来る。   Therefore, even if it is connected in series using copper having low electrical resistance and good conductivity, it is transmitted between the front and back surfaces of the wiring board via the first metal connector made of copper in the first through hole. Heat conduction can be reduced.

従って、前記表,裏の第1,第2表面金属層の間の温度差が保持される。   Therefore, the temperature difference between the front and back first and second surface metal layers is maintained.

更に、請求項3に記載されたものは、前記第1貫通孔周縁部分の表面金属層に形成される第1受放熱面部の表面積が、前記第2貫通孔周縁部分の表面金属層に形成される第2受放熱面部の表面積よりも、小さくなるように形成されている。   Further, in the present invention, the surface area of the first heat receiving and radiating surface portion formed on the surface metal layer at the peripheral portion of the first through hole is formed on the surface metal layer of the peripheral portion of the second through hole. It is formed to be smaller than the surface area of the second heat receiving / radiating surface portion.

このため、前記第1受放熱面部の受放熱熱量が、小さく、容易に前記表,裏の第1,第2表面金属層の間の温度差が、これらの第1受放熱面部からの受放熱によって、減少する虞が少ない。   For this reason, the amount of heat received and radiated on the first heat receiving and radiating surface portion is small, and the temperature difference between the front and back first and second surface metal layers is easily received and radiated from these first heat receiving and radiating surface portions. Therefore, there is little risk of reduction.

また、請求項4に記載されたものは、前記表面金属層では、第1受放熱面部近傍に向けて、前記第2受放熱面部から一体となるように延設された延設受放熱面部が、前記表面金属層に設けられた前記遮熱溝部によって分離されている。   Further, according to a fourth aspect of the present invention, in the surface metal layer, an extended receiving and radiating surface portion extending from the second receiving and radiating surface portion toward the vicinity of the first receiving and radiating surface portion is provided. These are separated by the heat shielding groove provided in the surface metal layer.

このため、該延設受放熱面部が、良好な配置効率で、受放熱面積を拡大する為に、前記第1受放熱面部の周縁まで延設されていても、該延設受放熱面部で受熱された熱が、前記第1受放熱面部に伝熱されること無く、該遮熱溝部によって遮熱される。   For this reason, even if the extended heat receiving / radiating surface portion is extended to the periphery of the first heat receiving / radiating surface portion in order to increase the heat receiving / radiating area with good arrangement efficiency, the extended heat receiving / radiating surface portion receives heat. The generated heat is shielded by the heat shield groove portion without being transferred to the first heat receiving / radiating surface portion.

従って、前記第2受放熱面部に設けられた測定代表点の温度を、広い範囲で受熱した熱の空間的な平均として、該測定代表点間の温度差を保持させることが出来、更に、測定精度を向上させることができる。   Therefore, the temperature of the measurement representative point provided on the second heat receiving and radiating surface portion can be set as a spatial average of the heat received in a wide range, and the temperature difference between the measurement representative points can be maintained. Accuracy can be improved.

そして、請求項5に記載されたものは、前記遮熱溝部は、前記幅狭部の側縁に沿って延設されて、前記第1受放熱面部の周縁と、該延設受放熱面部との間を等間隔で分離するように構成されている。   And as for what was described in Claim 5, the said thermal-insulation groove part was extended along the side edge of the said narrow part, the periphery of the said 1st heat receiving / radiating surface part, this extended receiving / radiating surface part, It is comprised so that between may be isolate | separated at equal intervals.

このため、何れの該遮熱溝部の箇所でも、渡溝方向(遮熱溝部の延設方向である長手方向と直交する方向)の間隔が等しく、第1金属接続体で形成されている前記第1受放熱面部の周縁と、該延設受放熱面部との間で伝えられる熱流量を減少させることが出来る。   For this reason, in any portion of the heat shield groove portion, the interval in the crossing groove direction (direction perpendicular to the longitudinal direction, which is the extending direction of the heat shield groove portion) is equal, and the first metal connector is used to form the first metal connector. 1 The heat flow transmitted between the peripheral edge of the heat receiving / radiating surface portion and the extended light receiving / radiating surface portion can be reduced.

従って、更に、測定代表点間の温度差の保持性が良好で、測定精度を向上させることが出来る。   Therefore, the temperature difference between the measurement representative points is excellent and the measurement accuracy can be improved.

この発明の実施の形態の熱流センサの要部を示し、省略したセンサ基材の両側面に各々形成される表面金属層の一部拡大斜視図である。It is a partially expanded perspective view of the surface metal layer formed on each side surface of the omitted sensor base material, showing the main part of the heat flow sensor of the embodiment of the present invention. 実施の形態の熱流センサで、センサ基材の両側面に形成される表面金属層の接続構成を説明する模式的な分解斜視図である。It is a typical exploded perspective view explaining the connection composition of the surface metal layer formed in the both sides of a sensor base material with the heat flow sensor of an embodiment. 絶対値法に基づいた専用の較正装置の一例を示す模式的なブロック図である。It is a typical block diagram which shows an example of the calibration apparatus for exclusive use based on the absolute value method. 実施の形態で、図1の熱流センサに用いるセンサ基材の一例を示す平面図である。In embodiment, it is a top view which shows an example of the sensor base material used for the heat flow sensor of FIG. 実施の形態の比較例で、図3のセンサ基材を用いた熱流センサの平面図である。It is a comparative example of embodiment, and is a top view of the heat flow sensor using the sensor base material of FIG. 実施の形態の比較例で、図5の熱流センサの反対側の面を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a surface on the opposite side of the heat flow sensor of FIG. 5 in a comparative example of the embodiment. 実施の形態の実施例1の熱流センサの平面図である。It is a top view of the heat flow sensor of Example 1 of an embodiment. 実施の形態の実施例1で、図7の熱流センサの反対側の面を示す平面図である。It is Example 1 of an embodiment, and is a top view showing the field of the opposite side of the heat flow sensor of Drawing 7. 実施の形態の実施例1の熱流センサで、表裏面側の表面金属層間の接続を説明する詳細な平面図である。It is a detailed top view explaining the connection between the surface metal layers of the front and back sides by the heat flow sensor of Example 1 of an embodiment. 実施の形態の実施例1の熱流センサで、第1端子近傍の表面金属層の構成を説明する拡大平面図である。In the heat flow sensor of Example 1 of an embodiment, it is an enlarged top view explaining the composition of the surface metal layer near the 1st terminal. 実施の形態の実施例1の熱流センサで、図10中のA−A線に沿う位置での断面図である。It is a heat flow sensor of Example 1 of an embodiment, and is a sectional view in the position which meets an AA line in Drawing 10. 実施の形態の実施例2の熱流センサで、第1端子近傍の表面金属層の構成を説明する拡大平面図である。In the heat flow sensor of Example 2 of an embodiment, it is an enlarged top view explaining composition of a surface metal layer near the 1st terminal. 実施の形態の実施例2の熱流センサで、図12中のB−B線に沿う位置での断面図である。It is a heat flow sensor of Example 2 of an embodiment, and is a sectional view in a position which meets a BB line in FIG. 実施の形態の各実施例を、中間金属の法則が適用される場合について説明する原理図で、(a)は、センサ基材内に設けられる一般的な熱電対の模式的な構成図、(b)は、(a)における金属A,Bの接合点温度T1,T2を示す等価回路図、(c)は、本願の代表的な実施例のセンサ基材内に設けられる熱電対の模式的な構成図、(d)は、(c)における金属A,Bの接合点温度T1,T2を示す等価回路図、(e)は、第三の金属Cの接続両端の温度T1,T3が、同一温度T1=T3となる場合、(d)と等価となる模式的な中間金属の法則を説明する回路図である。Each example of the embodiment is a principle diagram for explaining the case where the law of intermediate metal is applied, (a) is a schematic configuration diagram of a general thermocouple provided in the sensor substrate, ( b) is an equivalent circuit diagram showing the junction temperatures T1 and T2 of the metals A and B in (a), and (c) is a schematic diagram of a thermocouple provided in the sensor substrate of a typical embodiment of the present application. (D) is an equivalent circuit diagram showing the junction temperatures T1 and T2 of the metals A and B in (c), and (e) is the temperature T1 and T3 at both ends of the connection of the third metal C. It is a circuit diagram explaining the rule of the typical intermediate metal equivalent to (d) when it becomes the same temperature T1 = T3.

以下、この発明の実施の形態の熱流センサを、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a heat flow sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1乃至図13は、熱伝導率を測定するための熱流センサ及び較正装置を示したものである。   1 to 13 show a heat flow sensor and a calibration device for measuring thermal conductivity.

まず、図4乃至図6に示すこの実施の形態の比較例としての前記熱流センサ3の構成について説明する。   First, the configuration of the heat flow sensor 3 as a comparative example of this embodiment shown in FIGS. 4 to 6 will be described.

前記熱流センサ3に用いられる、被測定センサ3a,3b…は、測定代表点の絶対温度を個別に測定可能である他、局所的な温度差あるいは温度勾配に比例した電圧を出力するものである。   The sensors to be measured 3a, 3b,... Used for the heat flow sensor 3 can individually measure the absolute temperature of the measurement representative point, and output a voltage proportional to a local temperature difference or a temperature gradient. .

尚、被測定センサ3a,3bの構成は、略同じであるので、主に、被測定センサ3aを用いて、詳述する。   The configuration of the measured sensors 3a and 3b is substantially the same, and will be described in detail mainly using the measured sensor 3a.

この熱流センサ3には、図4に示すようなエポキシ樹脂製の絶縁性を有する配線基板4が用いられている。   The heat flow sensor 3 uses an insulating wiring board 4 made of epoxy resin as shown in FIG.

この配線基板4には、縦横にマトリックス状に配列された多数(又は複数)の第1の貫通孔5と、縦横にマトリックス状に配列された多数(又は複数)の第2の貫通孔6が、形成されている。   The wiring board 4 has a large number (or a plurality) of first through holes 5 arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions and a large number (or a plurality of) second through holes 6 arranged in a matrix in the vertical and horizontal directions. Is formed.

この多数(又は複数)の第1の貫通孔5は、貫通孔行5L1,5L2,5L3・・・5Li・・・5Lnと、貫通孔列5C1,5C2,5C3・・・5Ci・・・5Cnとを有して、等間隔に配列されている。   The multiple (or plural) first through holes 5 include through hole rows 5L1, 5L2, 5L3... 5Li... 5Ln, and through-hole rows 5C1, 5C2, 5C3. And are arranged at equal intervals.

また、多数(又は複数)の第2の貫通孔6は、貫通孔行6L1,6L2,6L3・・・6Li・・・6Lnと、貫通孔列6C1,6C2,6C3・・・6Ci・・・6Cnとを有して、等間隔に配列されている。   In addition, a large number (or a plurality of) second through holes 6 include through hole rows 6L1, 6L2, 6L3... 6Li... 6Ln and through hole rows 6C1, 6C2, 6C3. Are arranged at equal intervals.

そして、貫通孔行5L1,5L2,5L3・・・5Li・・・5Lnと、貫通孔行6L1,6L2,6L3・・・6Li・・・6Lnとは、交互に配列され、貫通孔列5C1,5C2,5C3・・・5Ci・・・5Cnと、貫通孔列6C1,6C2,6C3・・・6Ci・・・6Cnとは、交互に配列されている。   The through-hole rows 5L1, 5L2, 5L3 ... 5Li ... 5Ln and the through-hole rows 6L1, 6L2, 6L3 ... 6Li ... 6Ln are alternately arranged, and the through-hole rows 5C1, 5C2 , 5C3... 5Ci... 5Cn and the through-hole rows 6C1, 6C2, 6C3... 6Ci.

しかも、貫通孔行5L1,5L2,5L3・・・5Li・・・5Lnと、貫通孔行6L1,6L2,6L3・・・6Li・・・6Lnとは、半ピッチずれて配列され、貫通孔列5C1,5C2,5C3・・・5Ci・・・5Cnと、貫通孔列6C1,6C2,6C3・・・6Ci・・・6Cnとは、半ピッチずれて配列されている。   Moreover, the through-hole rows 5L1, 5L2, 5L3... 5Li... 5Ln and the through-hole rows 6L1, 6L2, 6L3. , 5C2, 5C3... 5Ci... 5Cn and the through-hole rows 6C1, 6C2, 6C3... 6Ci.

尚、説明の便宜上、多数(又は複数)の第1の貫通孔5と、多数(又は複数)の第2の貫通孔6は、マトリックス状に形成した例を示したが、多数(又は複数)の第1の貫通孔5…及び第2の貫通孔6…のうち、配線に使用しない部分は省略しても良い。   For convenience of explanation, an example in which a large number (or a plurality of) first through holes 5 and a large number (or a plurality of) second through holes 6 are formed in a matrix is shown. Of the first through holes 5 and the second through holes 6, portions not used for wiring may be omitted.

本実施の形態の比較例では、図5又は図6に示したように多数(又は複数)の第1の貫通孔5及び第2の貫通孔6のうち、配線に使用しない部分を省略した配線基板4が、用いられている。   In the comparative example of the present embodiment, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, a wiring that omits a portion that is not used for wiring among a large number (or a plurality) of first through holes 5 and second through holes 6. A substrate 4 is used.

また、図4に示す各第1の貫通孔5には、第2導電性金属としてのコンスタンタンに比して高い熱伝導率を有する銅製で筒状の第1金属接続体(第1導電性金属)7が、それぞれ介挿されて、図5又は図6に示すように、内筒側面に一体となるように形成されている。   Also, each first through-hole 5 shown in FIG. 4 has a copper-made cylindrical first metal connector (first conductive metal) having a higher thermal conductivity than constantan as the second conductive metal. 7) are respectively inserted and formed on the side surface of the inner cylinder as shown in FIG. 5 or FIG.

更に、各第2の貫通孔6には、コンスタンタン製で、中実状の第2金属接続体(第2導電性金属)8が、それぞれ介挿されて、内筒側面に一体となるように介在されている。   Further, a solid second metal connector (second conductive metal) 8 made of constantan is inserted in each second through-hole 6 so as to be integrated with the side surface of the inner cylinder. Has been.

このうち、前記第1金属接続体7は、銅を第1の貫通孔5内側面にメッキにより層状に形成したものであり、第2金属接続体8は、線状のコンスタンタンを第2の貫通孔6に嵌合することにより、嵌合形成されている。   Of these, the first metal connector 7 is formed by plating copper on the inner surface of the first through hole 5 in a layered manner, and the second metal connector 8 is formed of a linear constantan that passes through the second through hole. By fitting into the hole 6, the fitting is formed.

更に、配線基板4の一方の側面4aには、平面視略矩形状を呈する多数(又は複数)の第1表面金属層9…が、図5に示したように配列され、配線基板4の側面4aとは、反対側(他方)の側面4bには、図6に示したように、平面視略矩形状を呈する多数(又は複数)の第2表面金属層10…が、配列されている。   Further, on one side surface 4a of the wiring substrate 4, a large number (or a plurality) of first surface metal layers 9 having a substantially rectangular shape in plan view are arranged as shown in FIG. As shown in FIG. 6, a large number (or a plurality) of second surface metal layers 10 having a substantially rectangular shape in a plan view are arranged on the side surface 4b opposite to the side 4a.

この第1,第2表面金属層9,10を有する熱流センサ3を形成するには、先ず線状のコンスタンタンを、第2の貫通孔6に介挿して、第2金属接続体8として嵌合する。   In order to form the heat flow sensor 3 having the first and second surface metal layers 9 and 10, first, a linear constantan is inserted into the second through hole 6 and fitted as the second metal connector 8. To do.

次に、配線基板4の両側面4a,4bのエポキシ樹脂層を全体に渡ってカットして、若しくは、削り取って、第1の貫通孔5の端部と、第2金属接続体(第2導電性金属)8の端面を露出させる。   Next, the epoxy resin layers on both side surfaces 4a and 4b of the wiring board 4 are cut or scraped over the whole, and the end portion of the first through hole 5 and the second metal connector (second conductive material). The end face of the metal 8 is exposed.

この後、配線基板4の両側面4a,4b全体に、所定厚さの銅メッキを施すことにより、配線基板4の両側面4a,4bに図示しない銅層(導電性金属で構成される表面金属層)が、略全面に渡り、形成される。   Thereafter, a copper layer (not shown) is formed on both side surfaces 4a and 4b of the wiring board 4 by plating the entire side surfaces 4a and 4b of the wiring board 4 with a predetermined thickness. Layer) is formed over substantially the entire surface.

この際、第1の貫通孔5の内面にも、銅メッキが施されて、図5及び図6に示す銅層(導電性金属層)からなる第1表面金属層9…と、第2表面金属層10…との間が接続されて、第1金属接続体(第1導電性金属)7…として、各第1の貫通孔5…内に介挿される。   At this time, the inner surface of the first through hole 5 is also plated with copper, and the first surface metal layer 9 made of a copper layer (conductive metal layer) shown in FIGS. 5 and 6 and the second surface. The metal layers 10 are connected to each other, and are inserted into the first through holes 5 as first metal connectors (first conductive metals) 7.

尚、配線基板4の両側面4a,4bの全体に形成される中間生成物として図示しない銅層(導電性金属層)の肉厚は、略等しくなるように形成されている。   In addition, the thickness of a copper layer (conductive metal layer) (not shown) is formed to be substantially equal as an intermediate product formed on both side surfaces 4a and 4b of the wiring board 4.

また、この銅メッキによって生成されて、配線基板4の両側面4a,4b全面に亘り、蒸着された銅層は、前記各第2金属接続体8の両端に接合されると共に、前記各第1の貫通孔5…の両端部から、第1の貫通孔5…内に侵入して、両側面4a,4bの銅層同士が電気的に接続される。   In addition, the copper layer generated by this copper plating and deposited on the entire side surfaces 4a and 4b of the wiring board 4 is bonded to both ends of each of the second metal connectors 8, and the first each The copper layers of both side surfaces 4a and 4b are electrically connected to each other by entering into the first through holes 5 from both ends of the through holes 5.

次に、配線基板4の両側面4a,4bの全体に形成された図示しない銅層(導電性金属層)の表面のうち、フォトエッチング加工によって、第1,第2表面金属層9,10として必要な部分が残されることにより、多数(又は複数)の第1,第2表面金属層9,10が形成される。   Next, among the surfaces of the copper layer (conductive metal layer) (not shown) formed on the entire side surfaces 4a and 4b of the wiring board 4, the first and second surface metal layers 9 and 10 are formed by photoetching. By leaving necessary portions, a large number (or a plurality) of first and second surface metal layers 9 and 10 are formed.

しかも、このフォトエッチング加工により、前記各第1,第2表面金属層9,10…では、第1金属接続体7と、第2金属接続体8とが直列に接続されるように配列される。   Moreover, by the photoetching process, the first metal connection body 7 and the second metal connection body 8 are arranged in series in the first and second surface metal layers 9, 10. .

すなわち、図5では、短冊状(長方形状)の複数の第1表面金属層9…が、側面4a上にジグザグに配列され、図6では、短冊状(長方形状)の複数の第2表面金属層10が、側面4b上にジグザグに配列されている。   That is, in FIG. 5, a plurality of strip-shaped (rectangular) first surface metal layers 9 are arranged in a zigzag manner on the side surface 4a, and in FIG. 6, a plurality of strip-shaped (rectangular) second surface metal layers. The layers 10 are arranged in a zigzag manner on the side surface 4b.

この第1表面金属層9と、第2表面金属層10とは、両端部が、前記配線基板4の面内外方向で、重複するような位置に配置されて、第1金属接続体7と第2金属接続体8とを介して直列に接続された第1,第2表面金属層9,10の直列回路の両端には、第1,第2端子11,12が接続されるように形成されている。   The first surface metal layer 9 and the second surface metal layer 10 are arranged at positions where both end portions overlap in the in-plane / outside direction of the wiring board 4, and the first metal connector 7 and the second surface metal layer 10. The first and second terminals 11 and 12 are connected to both ends of the series circuit of the first and second surface metal layers 9 and 10 connected in series via the two metal connectors 8. ing.

また、この実施の形態では、第1金属接続体(第1導電性金属)7は、熱伝導率が403W/m・Kの銅製であり、第2金属接続体(第2導電性金属)8は、熱伝導率が22W/m・Kのコンスタンタンであるので、銅の熱伝導率は、コンスタンタンの熱伝導率の略18倍となる。   In this embodiment, the first metal connector (first conductive metal) 7 is made of copper having a thermal conductivity of 403 W / m · K, and the second metal connector (second conductive metal) 8. Is constantan with a thermal conductivity of 22 W / m · K, the thermal conductivity of copper is approximately 18 times the thermal conductivity of constantan.

この結果、第1金属接続体7と、第2金属接続体8の断面積が同じであれば、配線基板4の側面4bから側面4aに移動する熱量は、銅製の第1金属接続体7の方が、コンスタンタン製の第2金属接続体8よりも略18倍も多くなるので、被測定物の熱伝達率の測定が困難になる。   As a result, if the cross-sectional areas of the first metal connector 7 and the second metal connector 8 are the same, the amount of heat transferred from the side surface 4b of the wiring board 4 to the side surface 4a is that of the first metal connector 7 made of copper. However, since it is about 18 times more than the second metal connector 8 made of constantan, it becomes difficult to measure the heat transfer coefficient of the object to be measured.

従って、熱伝達率の測定を正確に行うためには、第1金属接続体7と第2金属接続体8を介して配線基板4の一側の面から他側の面に移動する熱量とを、近似若しくは、同一となるように設定しなければならない。   Therefore, in order to accurately measure the heat transfer coefficient, the amount of heat transferred from one surface of the wiring board 4 to the other surface via the first metal connector 7 and the second metal connector 8 is determined. Must be set to be approximate or identical.

このため、この比較例では、第1金属接続体(第1導電性金属)7と第2金属接続体(第2導電性金属)8は、熱伝達率(熱流量すなわち熱移動量)が、略同じになるように、前記第1の貫通孔5の内部の第1金属接続体7の断面積が、比較的小径で小さくなるように設定されるか、若しくは、中空状で、配線基板4の内,外側面間を貫通するスルーホールが形成されることにより、近似若しくは、同一となるように調整されている。   For this reason, in this comparative example, the first metal connector (first conductive metal) 7 and the second metal connector (second conductive metal) 8 have a heat transfer coefficient (heat flow rate, that is, heat transfer amount), The cross-sectional area of the first metal connector 7 inside the first through hole 5 is set so as to be relatively small with a small diameter, or is hollow, and the wiring board 4 is substantially the same. By adjusting through-holes that pass through between the outer and outer surfaces, they are approximated or adjusted to be the same.

即ち、第1金属接続体7が、銅製の金属素材で構成されて、且つ第2金属接続体8が、コンスタンタン製の金属素材で構成される場合には、前記第1の貫通孔5の内部の第1金属接続体7の断面積を、配線基板4の面内,外方向である長手方向で、均一とすると共に、第2金属接続体8の第2の貫通孔6内の断面積よりも、通電が可能な範囲で小さく、若しくは、約1/18に設定することにより、第1金属接続体7と第2金属接続体8の熱伝達率(熱流量すなわち熱移動量)が、近似若しくは、略同一となるように構成することができる。   That is, when the first metal connection body 7 is made of a copper metal material and the second metal connection body 8 is made of a constantan metal material, the inside of the first through hole 5 is formed. The cross-sectional area of the first metal connection body 7 is made uniform in the longitudinal direction which is the in-plane and outward direction of the wiring board 4, and from the cross-sectional area in the second through-hole 6 of the second metal connection body 8. However, the heat transfer coefficient (heat flow rate, that is, the amount of heat transfer) of the first metal connection body 7 and the second metal connection body 8 is approximated by setting it to be as small as possible within the energization range or about 1/18. Or it can comprise so that it may become substantially the same.

次に、この実施の形態の比較例の熱流センサの作用効果について説明する。   Next, the effect of the heat flow sensor of the comparative example of this embodiment will be described.

このように、実施の形態の比較例の熱流センサ3では、熱伝導率に基づいて第1金属接続体7と、第2金属接続体8との熱伝達率が、同じになるように設定できる。   As described above, in the heat flow sensor 3 of the comparative example of the embodiment, the heat transfer coefficient of the first metal connector 7 and the second metal connector 8 can be set to be the same based on the thermal conductivity. .

このような構成においては、第1,第2表面金属層9,10と、第2金属接続体8との接続部が熱電対となるので、複数の熱電対が、配線基板4の両側面4a,4b付近に、略等間隔で配列されて面状に形成される。   In such a configuration, since the connection portion between the first and second surface metal layers 9 and 10 and the second metal connector 8 is a thermocouple, a plurality of thermocouples are provided on both side surfaces 4a of the wiring board 4. , 4b are arranged at substantially equal intervals in a planar shape.

そして、この多数の熱電対が直列に接続された状態となるので、この多数の熱電対で発生する起電力の総和を第1,第2端子11,12を介して取り出すことができ、この起電力から温度を計測して、測定精度を向上させている。   Since the large number of thermocouples are connected in series, the sum of electromotive forces generated by the large number of thermocouples can be taken out via the first and second terminals 11 and 12, and this Temperature is measured from electric power to improve measurement accuracy.

従って、図3の加熱ユニット側基材1と冷却ユニット側基材2との間に介挿されてなる基材本体3cを挟んで、加熱ユニット側基材1からの熱を基材本体3cを介して、冷却ユニット側基材2側に伝達させると、加熱ユニット側基材1側の被測定センサ3aで計測された温度と、冷却ユニット側基材2側の被測定センサ3bで計測された温度と、の差から、基材本体3cの熱伝達率を求めることができる。   Accordingly, the base body 3c interposed between the heating unit side base 1 and the cooling unit side base 2 in FIG. 3 is sandwiched, and the heat from the heating unit side base 1 is transferred to the base body 3c. When the temperature is transmitted to the cooling unit side substrate 2 side, the temperature measured by the measured sensor 3a on the heating unit side substrate 1 side and the measured sensor 3b on the cooling unit side substrate 2 side are measured. From the difference from the temperature, the heat transfer coefficient of the base body 3c can be obtained.

しかしながら、平面視で、短冊状(長方形状)を呈するこのような第1,第2表面金属層9,10間では、前記各第1の貫通孔5…の内面に施された銅メッキがされて、一体となる棒状の若しくは、筒状の第1金属接続体(第1導電性金属)7が、形成されることにより、同種の金属により、一体となっている。   However, the copper plating applied to the inner surface of each of the first through holes 5 is performed between the first and second surface metal layers 9 and 10 having a strip shape (rectangular shape) in plan view. Then, the rod-shaped or cylindrical first metal connector (first conductive metal) 7 that is integrated is formed by the same kind of metal.

このため、銅の熱伝導率は、コンスタンタンの熱伝導率の略18倍の高い熱伝導率を有し、加熱ユニット側基材1の第1表面金属層9と、冷却ユニット側基材2の第2表面金属層10との間で、温度差が縮まってしまう。   For this reason, the thermal conductivity of copper is approximately 18 times higher than the thermal conductivity of Constantan, and the first surface metal layer 9 of the heating unit side substrate 1 and the cooling unit side substrate 2 The temperature difference with the second surface metal layer 10 is reduced.

従って、これらの第1表面金属層9から、裏面側に設けられた第2表面金属層10へ向けて流れる熱流量が少なくなり、精度の高い測定を行う為に必要とされる熱起電力の発生効率を向上させにくいといった問題があった。   Therefore, the heat flow that flows from the first surface metal layer 9 toward the second surface metal layer 10 provided on the back surface side is reduced, and the thermoelectromotive force required for highly accurate measurement is reduced. There was a problem that it was difficult to improve the generation efficiency.

そこで、本発明の実施の形態の実施例に示す熱流センサでは、厚みと材料が特定される場合に、作成の容易な異種金属によって構成される熱電対を複数対、直接に接続しても、高い熱起電力を得られるように、サーモパイルの形状及び構造が設定される。   Therefore, in the heat flow sensor shown in the example of the embodiment of the present invention, when the thickness and material are specified, even if a plurality of thermocouples made of dissimilar metals that are easy to create are directly connected, The shape and structure of the thermopile are set so that a high thermoelectromotive force can be obtained.

この実施の形態の熱流センサ3等によって構成されるサーモパイルは、図3に示すような絶対値法に基づいた専用の較正装置100によって、較正される。   The thermopile constituted by the heat flow sensor 3 and the like of this embodiment is calibrated by a dedicated calibration device 100 based on the absolute value method as shown in FIG.

まず、この較正装置100の構成から説明すると、この較正装置100では、加熱ユニット側基材1と冷却ユニット側基材2を有し、加熱ユニット側基材1と冷却ユニット側基材2との各対向面1a,2aには、互いに対向する凹部1b,2bが形成されている。   First, from the configuration of the calibration device 100, the calibration device 100 includes a heating unit side base material 1 and a cooling unit side base material 2, and includes a heating unit side base material 1 and a cooling unit side base material 2. Recessed portions 1b and 2b facing each other are formed on the facing surfaces 1a and 2a.

これらの凹部1b,2bには、この発明の熱流センサ3を構成する複数の被測定センサ3a,3b…が、それぞれ所定の間隔を置いて面状を呈する様に取り付けられている。   A plurality of measured sensors 3a, 3b,... Constituting the heat flow sensor 3 of the present invention are attached to the recesses 1b and 2b so as to exhibit a planar shape at predetermined intervals.

尚、このうち、前記被測定センサ3aは、対向面1aと面一に設けられると共に、基材本体3cの反対側に位置する被測定センサ3bは、対向面2aと面一になるように設けられている。   Of these, the measured sensor 3a is provided flush with the facing surface 1a, and the measured sensor 3b located on the opposite side of the base body 3c is provided flush with the facing surface 2a. It has been.

そして、この較正装置100を用いて、この熱流センサ3を較正する場合、基台としてのヒートシンク101の上に、この熱流センサ3が載置されると共に、この熱流センサ3の上面が、同形で、薄膜形状の熱源ヒータ102によって、覆われる。   And when calibrating this heat flow sensor 3 using this calibration apparatus 100, this heat flow sensor 3 is mounted on the heat sink 101 as a base, and the upper surface of this heat flow sensor 3 is the same shape. The thin film-shaped heat source heater 102 is covered.

更に、この熱源ヒータ102の上には、ガード用薄型熱流センサ103及び薄膜形状のガード用の熱源ヒータ104が積層されると共に、最上面部が、断熱材105によって、覆われるように構成されている。   Further, a thin heat flow sensor 103 for a guard and a heat source heater 104 for a thin film guard are laminated on the heat source heater 102, and the uppermost surface portion is covered with a heat insulating material 105. Yes.

このように構成された実施の形態の較正装置100では、ゼロ基準電位を受けて、前記ガード用薄型熱流センサ103からの出力との差が、PI制御されることにより、ガード熱流センサ出力が、ゼロとなるようにコントロールされる。   In the calibration device 100 of the embodiment configured as described above, the guard heat flow sensor output is obtained by receiving the zero reference potential and performing PI control of the difference from the output from the guard thin heat flow sensor 103. Controlled to be zero.

この較正装置100のシステムが安定した後には、前記熱流センサ3を通過する熱流束のエネルギーは、前記熱源ヒータ102への供給電力と略等しくなることが知られている。   It is known that the energy of the heat flux passing through the heat flow sensor 3 becomes substantially equal to the power supplied to the heat source heater 102 after the system of the calibration device 100 is stabilized.

そして、この際、発生する熱流センサ3の出力電圧値から、正確な較正を行う為に必要とされる熱流束のエネルギー値が得られる。   At this time, the energy value of the heat flux required for accurate calibration is obtained from the output voltage value of the generated heat flow sensor 3.

図1乃至図3,図4,図7乃至図11は、この発明の実施の形態の実施例1の熱流センサ13を示すものである。   1 to 3, 4, and 7 to 11 show a heat flow sensor 13 of Example 1 of the embodiment of the present invention.

なお、前記実施の形態及び比較例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。   In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the same thru | or equivalent part as the said embodiment and a comparative example.

この実施例1の熱流センサ13では、前記実施の形態の複数の第1,第2表面金属層9…,10…に代えて、複数の第1表面金属層19…,及び複数の第2表面金属層20…,が、形成されている。   In the heat flow sensor 13 of Example 1, a plurality of first surface metal layers 19 and a plurality of second surfaces are used instead of the plurality of first and second surface metal layers 9 and 10 in the embodiment. A metal layer 20 is formed.

そして、前記比較例と略同様に、配線基板4の両側面に形成された複数の第1表面金属層19…,及び複数の第2表面金属層20…,によって、前記第1,第2の貫通孔5…,6…(図4中、貫通孔行5L1,5L2,5L3・・・5Li・・・5Lnと、貫通孔列5C1,5C2,5C3・・・5Ci・・・5Cn及び、貫通孔行6L1,6L2,6L3・・・6Li・・・6Lnと、貫通孔列6C1,6C2,6C3・・・6Ci・・・6Cnに相当する。)に配設された各第1,第2金属接続体7…,8…が、複数の熱電対を形成しながら、図1,図2若しくは図11に示すように、電気的に直列となるように接続されていて、図9に示すように、各対の第1端子11及び第2端子12間で発生する熱起電力が、加算(若しくは打ち消し合って)されて、検出可能となるように構成されている。 この実施例1では、図1に示すように、配線基板4の両側面に位置する各測定代表点D1,D2…間の第2導電性金属で構成される第2金属接続体8…の断面積(図中直径d2参照)よりも、第1導電性金属で構成される第1金属接続体7…の断面積(図中直径d1参照)が、略全長に亘り、小さく(直径d1>d2に応じて、断面積は二乗に比例)なるように設定されている。   As in the comparative example, a plurality of first surface metal layers 19 and a plurality of second surface metal layers 20 formed on both side surfaces of the wiring substrate 4 are used to form the first and second layers. Through holes 5 ..., 6 ... (in FIG. 4, through hole rows 5L1, 5L2, 5L3 ... 5Li ... 5Ln, through hole rows 5C1, 5C2, 5C3 ... 5Ci ... 5Cn, and through holes 6L1, 6L2, 6L3... 6Li... 6Ln and through-hole rows 6C1, 6C2, 6C3... 6Ci. The bodies 7 ..., 8 ... are electrically connected in series as shown in FIG. 1, FIG. 2 or FIG. 11 while forming a plurality of thermocouples, as shown in FIG. The thermoelectromotive force generated between the first terminal 11 and the second terminal 12 of each pair is added (or canceled). Are matching), it is configured to be detectable. In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the disconnection of the second metal connection body 8 made of the second conductive metal between the measurement representative points D1, D2,. The cross-sectional area (see the diameter d1 in the drawing) of the first metal connecting bodies 7 made of the first conductive metal is smaller than the area (see the diameter d2 in the drawing) over the entire length (diameter d1> d2). Accordingly, the cross-sectional area is set to be proportional to the square).

このため、前記第1の貫通孔5…内の第1導電性金属で構成される第1金属接続体7…を介して接続された各第1表面金属層19と、第2表面金属層20…との間で、伝達される熱伝導量が、断面積の減少分により、減少することにより、温度差が維持しやすいように構成されている。   For this reason, each 1st surface metal layer 19 connected via the 1st metal connection body 7 ... comprised with the 1st electroconductive metal in said 1st through-hole 5 ..., and the 2nd surface metal layer 20 ..., the amount of heat conduction to be transmitted is reduced by the decrease in the cross-sectional area, so that the temperature difference is easily maintained.

また、この第1表面金属層19…と、第2表面金属層20…とには、熱伝導量を減少させる難熱伝達部として、各々幅狭部19a…及び20a…が設けられている。 Further, this first surface metal layer 19 ..., the second surface metal layer 20 ... and, as flame heat transfer section Ru reduce the amount of heat conduction, each narrow part 19a ... and 20a ... are provided .

これらの幅狭部19a…及び20a…は、前記第1導電性金属同士が接続される第1の貫通孔5…周縁部分に形成される平面視略円状の第1受放熱面部19b…,20b…と、前記第2導電性金属が、前記第2の貫通孔6…の表面側に位置する第1導電性金属と接続される第2貫通孔周縁部分に形成された方形状部分からなる第2受放熱面部19c…,20c…との間に、平面視幅狭の長橋形状を呈して、一体となるように掛け渡されている。   These narrow portions 19a ... and 20a ... are first through-holes 5 ... where the first conductive metals are connected to each other ... first circular heat-radiating surface portions 19b ... 20b... And the second conductive metal is formed of a rectangular portion formed in the peripheral portion of the second through hole connected to the first conductive metal located on the surface side of the second through hole 6. Between the second heat receiving and radiating surface portions 19c, 20c, a long bridge shape having a narrow plan view width is formed so as to be integrated.

この幅狭部19a又は、20aは、略同一となるように、厚み方向寸法が、連続する前記第2受放熱面部19c…,20c…よりも幅狭(この実施例1では、約1/3〜1/10)形状に設定されることにより、前記第1金属接続体7の断面積が、表面側から裏面側に流れる熱流方向で小さくなるように構成されている。   The narrow portion 19a or 20a is narrower than the continuous second heat receiving and radiating surface portions 19c, 20c,... (Approximately 1/3 in this embodiment 1) so that the narrow portions 19a or 20a are substantially the same. By setting the shape to 1/10), the cross-sectional area of the first metal connector 7 is configured to be small in the direction of heat flow flowing from the front surface side to the back surface side.

このため、前記第1受放熱面部19bから、第1の貫通孔5内の第1金属接続体7を介して、裏面側に設けられた第2表面金属層20へ伝達される熱伝導量を減少させると共に、更に、裏面側では、第2表面金属層20に形成された第1受放熱面部20bから、この幅狭部20aを介して、前記代表点D2が設けられた第2受放熱面部20cへの熱伝導量を減少させることができる。   For this reason, the heat conduction amount transmitted from the first heat receiving / dissipating surface portion 19b to the second surface metal layer 20 provided on the back surface side through the first metal connector 7 in the first through hole 5 is reduced. Further, on the back surface side, the second heat receiving / dissipating surface portion provided with the representative point D2 from the first heat receiving / dissipating surface portion 20b formed on the second surface metal layer 20 through the narrow portion 20a on the back surface side. The amount of heat conduction to 20c can be reduced.

また、この実施例1の熱流センサ13では、前記表面金属層としての第1表面金属層19…,及び第2表面金属層20…のうち、前記難熱伝達部としての第1受放熱面部19b…,20b…の受放熱面積が、接続される前記第1金属接続体7の上,下端の周囲に限られて、小径の略円状を呈している。   Further, in the heat flow sensor 13 of the first embodiment, of the first surface metal layer 19 as the surface metal layer and the second surface metal layer 20 as the surface metal layer, the first heat receiving and radiating surface portion 19b as the hardly heat transfer portion. .., 20b... Is limited to the periphery of the upper and lower ends of the first metal connector 7 to be connected, and has a substantially circular shape with a small diameter.

しかも、この実施例1では、図2に示すように、前記第1の貫通孔5周縁部分の第1,第2表面金属層19,20に形成される第1受放熱面部19b,20bの表面積が、前記第2の貫通孔6周縁部分の第1,第2表面金属層19,20に形成される第2受放熱面部19c,20cの表面積よりも、小さくなるように形成されている。   Moreover, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the surface areas of the first heat receiving and radiating surface portions 19b and 20b formed on the first and second surface metal layers 19 and 20 at the peripheral portion of the first through hole 5 are shown. Is formed to be smaller than the surface area of the second heat receiving and radiating surface portions 19c, 20c formed in the first and second surface metal layers 19, 20 at the peripheral portion of the second through hole 6.

更に、これらの第1,第2表面金属層19,20では、前記第2受放熱面部19c,20cの前記幅狭部19a,20aの基端部両側面から一体となるように、左,右一対の延設受放熱面部19d,19d及び20d,20dが、同一の厚さ方向寸法を有して形成されている。   Further, in these first and second surface metal layers 19 and 20, the left and right sides are integrated so as to be integrated from both side surfaces of the narrow end portions 19a and 20a of the second heat receiving and radiating surface portions 19c and 20c. A pair of extended receiving / radiating surface portions 19d, 19d and 20d, 20d are formed to have the same thickness direction dimension.

これらの延設受放熱面部19d,19d及び20d,20dは、各々前記第1受放熱面部19b,20bの外縁近傍に向けて一体に延設されて、前記第2受放熱面部19c,20cの受放熱面積が、各々拡大されるように構成されている。   These extended receiving and radiating surface portions 19d, 19d and 20d, 20d are integrally extended toward the vicinity of the outer edges of the first receiving and radiating surface portions 19b and 20b, respectively, and received by the second receiving and radiating surface portions 19c and 20c. Each heat dissipation area is configured to be enlarged.

また、この実施例1では、前記第1受放熱面部19b,20bの外周縁と、これらの延設受放熱面部19d,19d及び20d,20dの内側縁との間が分離されるように、この第1受放熱面部19b,20bの周囲を囲む遮熱溝部21,21が設けられている。   Further, in the first embodiment, the outer peripheral edges of the first heat receiving / radiating surface portions 19b and 20b and the inner edges of the extended heat receiving / radiating surface portions 19d and 19d and 20d and 20d are separated from each other. Heat shield groove portions 21 and 21 surrounding the first heat receiving and radiating surface portions 19b and 20b are provided.

これらの遮熱溝部21,21は、前記幅狭部19a,20aの両側縁に沿って延設されている。   These heat shield grooves 21 and 21 extend along both side edges of the narrow portions 19a and 20a.

そして、前記各第1受放熱面部19b,20bの外周縁と、この延設受放熱面部19d,20dのうち、前記外周縁と対向する内側縁との間を、略等間隔で分離することにより、熱が伝達しにくいように構成されている。   By separating the outer peripheral edge of each of the first heat receiving / radiating surface portions 19b, 20b and the inner edge facing the outer peripheral edge of the extended receiving / radiating surface portions 19d, 20d at substantially equal intervals. It is configured so that heat is difficult to transfer.

次に、この実施例1の熱流センサの作用効果について説明する。   Next, the function and effect of the heat flow sensor of the first embodiment will be described.

この実施例1の熱流センサ13では、前記実施の形態及び比較例の熱流センサ3の作用効果に加えて、更に、前記コンスタンタンに比して高い熱伝導率を有する銅製の各第1表面金属層19…及び第2表面金属層20…によって、異種金属材料製の第1,第2導電性金属間が、直列に接続されている。   In the heat flow sensor 13 of Example 1, in addition to the operational effects of the heat flow sensor 3 of the embodiment and the comparative example, each copper first surface metal layer having a higher thermal conductivity than the constantan. 19 and the second surface metal layer 20 connect the first and second conductive metals made of different metal materials in series.

各第1表面金属層19…及び第2表面金属層20…には、前記難熱伝達部として幅狭部19a,20aが、前記第1受放熱面部19b,20bと、第2受放熱面部19c,20cとの間に電気的に接続するように形成されている。   Each of the first surface metal layer 19 and the second surface metal layer 20 has narrow portions 19a and 20a as the heat-resistant heat transfer portions, the first heat receiving and heat radiating surface portions 19b and 20b, and the second heat receiving and heat radiating surface portion 19c. , 20c so as to be electrically connected to each other.

このため、比較的高い熱伝導率を有する銅製で、各第1表面金属層19…及び第2表面金属層20…が、銅メッキ処理を施すことにより、略均等な厚さ方向寸法を有して、構成されていても、熱流断面積を小さく設定することができる。   For this reason, the first surface metal layer 19 and the second surface metal layer 20 are made of copper having a relatively high thermal conductivity, and have a substantially uniform thickness direction dimension by performing the copper plating process. Even if configured, the heat flow cross-sectional area can be set small.

よって、前記第1の貫通孔5…内の第1金属接続体7…を介して伝達される熱伝導量が、減少させられる。   Therefore, the heat conduction amount transmitted through the first metal connectors 7 in the first through holes 5 is reduced.

このため、配線基板4の両側面に形成された各銅製の第1,第2表面金属層19,20間では、第1金属接続体7を介して伝えられる伝熱量を容易に少なくすることが出来る。   For this reason, between the first and second surface metal layers 19 and 20 made of copper formed on both side surfaces of the wiring board 4, the amount of heat transferred through the first metal connector 7 can be easily reduced. I can do it.

例えば、前記比較例のように、移動する熱量を、均等にするため、銅製の第1金属接続体7の熱流断面積を約1/18として、寸法管理を行い、第1金属接続体7と第2金属接続体8とを介して配線基板4の一側の面から他側の面に移動する熱量を、近似若しくは、同一となるように設定する必要が無く、各第1,第2表面金属層19,20の温度差を充分保てる。   For example, as in the comparative example, in order to equalize the amount of heat to move, the heat flow cross-sectional area of the first metal connector 7 made of copper is set to about 1/18, and the size control is performed, and the first metal connector 7 It is not necessary to set the amount of heat transferred from one surface of the wiring board 4 to the other surface via the second metal connection body 8 to be approximate or the same. A sufficient temperature difference between the metal layers 19 and 20 can be maintained.

このため、前記配線基板4の表,裏に位置する両側面4a,4bに、メッキ処理を施すことにより、同時に形成される前記第1の貫通孔5…内の第1導電性金属製の第1金属接続体7…によっても、熱電対の一方を容易に形成出来る。   For this reason, by applying plating treatment to both side surfaces 4a and 4b located on the front and back sides of the wiring board 4, the first conductive metal first in the first through holes 5 formed simultaneously. One thermocouple can also be easily formed by one metal connector 7.

従って、前記第2の貫通孔6に配設された第2金属接続体8では、第1導電性金属で構成される各第1,第2表面金属層9,10との間で、測定に必要とされる熱起電力が、効率良く発生して、所望の大きさの測定値を得やすい。   Therefore, in the second metal connection body 8 disposed in the second through hole 6, measurement is performed between the first and second surface metal layers 9 and 10 made of the first conductive metal. The required thermoelectromotive force is generated efficiently, and a measurement value having a desired size can be easily obtained.

よって、熱伝導率の測定精度を高めることが出来る。   Therefore, the measurement accuracy of thermal conductivity can be increased.

また、銅メッキ処理を施すと、付着した銅の膜層の厚み方向寸法は、略均一であることが知られている。   Further, it is known that when the copper plating process is performed, the thickness direction dimension of the deposited copper film layer is substantially uniform.

このため、第1導電性金属である銅によって、銅メッキ処理を、前記配線基板4の両側面4a,4bに施して、複数の第1,第2表面金属層19…,20…を、配線基板4に形成する際に、前記難熱伝達部としての幅狭部19a…,20a…の幅方向寸法を寸法管理するのみで、熱流が通過する断面積を調整できる。   Therefore, a copper plating process is performed on both side surfaces 4a and 4b of the wiring board 4 with copper which is the first conductive metal, so that the plurality of first and second surface metal layers 19. When the substrate 4 is formed, the cross-sectional area through which the heat flow passes can be adjusted only by managing the dimensions in the width direction of the narrow portions 19a,.

このように、幅狭部19a…,20a…を形成しながら、対となる第1,第2金属接続体7…,8…を、各第1,第2表面金属層19…,20…で直列に接続することが出来、別途、他の難熱伝達部を設ける必要が無い。   In this way, while forming the narrow portions 19a ..., 20a ..., the first and second metal connectors 7 ..., 8 ... that are paired with the first and second surface metal layers 19 ... 20 ... They can be connected in series, and there is no need to separately provide another heat-resistant transfer part.

また、前記第1の貫通孔5…内の第1金属接続体7…の寸法管理も省略若しくは容易に出来るので、製造工程数及び検査工程数を増大させることが無く、高い測定精度を有する熱流センサ13が、提供される。   In addition, since the dimensional control of the first metal connectors 7 in the first through holes 5 can be omitted or easily performed, the number of manufacturing steps and the number of inspection steps is not increased, and the heat flow having high measurement accuracy is achieved. A sensor 13 is provided.

しかも、この熱流センサ13では、平面視幅狭形状として形成された前記幅狭部19a…,20a…が、断面積を小さくすることにより、この各第1,第2表面金属層19,20の第2受放熱面部19c,20cからの熱伝導量を減少させるだけでなく、前記円形状の第1受放熱面部19b,20bと共に、表面積が少なくなるように設定されている。   Moreover, in the heat flow sensor 13, the narrow portions 19a ..., 20a ... formed in a narrow shape in plan view reduce the cross-sectional area, thereby reducing the first and second surface metal layers 19, 20 respectively. In addition to reducing the amount of heat conduction from the second heat receiving and radiating surface portions 19c and 20c, the surface area is set to be small together with the circular first receiving and radiating surface portions 19b and 20b.

このため、この熱流センサ13の表面側に位置する被測定物からの熱の影響を、前記第1,第2表面金属層19の幅狭部19a及び、第2受放熱面部19cが受けにくく、しかも、受熱した熱量は、前記第2表面金属層20の第2受放熱面部20c及び幅狭部20aから、放熱されにくい。   For this reason, the narrow portion 19a and the second heat receiving / dissipating surface portion 19c of the first and second surface metal layers 19 are not easily affected by the heat from the object to be measured located on the surface side of the heat flow sensor 13, Moreover, the amount of heat received is not easily radiated from the second heat receiving / radiating surface portion 20c and the narrow portion 20a of the second surface metal layer 20.

従って、前記第1表面金属層19側の熱が奪われにくく、この点においても、温度差を保持して、測定精度を向上させることが出来る。   Therefore, the heat on the first surface metal layer 19 side is not easily taken, and also in this respect, the temperature difference can be maintained and the measurement accuracy can be improved.

また、この実施例1の熱流センサ13では、前記各第1の貫通孔5…の周縁部分に形成されて、第1金属接続体7の端部との接続に必要とされる最小の径方向寸法を有して、第1,第2表面金属層19,20に形成される第1受放熱面部19b,20bの表面積が、前記第2の貫通孔6…周縁部分の表面金属層に形成される方形状の第2受放熱面部19c,20cの表面積よりも、小さくなるように形成されている。   Further, in the heat flow sensor 13 of the first embodiment, the minimum radial direction that is formed in the peripheral portion of each of the first through holes 5 and is required for connection with the end portion of the first metal connector 7. The surface areas of the first heat receiving / dissipating surface portions 19b and 20b formed on the first and second surface metal layers 19 and 20 having dimensions are formed on the surface metal layer of the second through hole 6. It is formed so as to be smaller than the surface area of the second rectangular heat receiving and radiating surface portions 19c, 20c.

しかも、この実施例1では、前記第2受放熱面部19c,20cには、前記左,右一対の延設受放熱面部19d,19d及び20d,20dが、同一の厚さ方向寸法を有して一体となるように形成されている。   Moreover, in the first embodiment, the left and right pair of extended receiving and radiating surface portions 19d and 19d and 20d and 20d have the same thickness direction dimension on the second receiving and radiating surface portions 19c and 20c. It is formed so as to be integrated.

このため、表面側の第1受放熱面部19bは、第2受放熱面部19cよりも、被測定物の温度に近似させることが可能であり、また、裏面側の第1受放熱面部20bは、第2受放熱面部20cよりも、放熱状態の温度に近似させることが可能で、前記代表点D1と代表点Dとの間の温度差を保持しやすく、測定精度を向上させることが出来る。   For this reason, the first heat receiving / radiating surface portion 19b on the front surface side can be approximated to the temperature of the object to be measured than the second heat receiving / radiating surface portion 19c, It is possible to approximate the temperature of the heat dissipation state rather than the second heat receiving / radiating surface portion 20c, and it is easy to maintain the temperature difference between the representative point D1 and the representative point D, and the measurement accuracy can be improved.

更に、この実施例1の熱流センサ13では、第1受放熱面部19b,20bを囲む遮熱溝部21,21が設けられていて、等間隔で、前記各幅狭部19a,20aの両側縁及び、前記第1受放熱面部19b,20bの外周縁に沿って取り囲むように形成されている。   Further, in the heat flow sensor 13 of the first embodiment, the heat shielding groove portions 21 and 21 surrounding the first heat receiving and radiating surface portions 19b and 20b are provided, and the both side edges of the narrow portions 19a and 20a are spaced at equal intervals. The first and second heat receiving / radiating surface portions 19b and 20b are formed so as to surround the outer peripheral edge.

このため、前記各幅狭部19a,20aの両側縁及び前記第1受放熱面部19b,20bの外周縁と、前記延設受放熱面部19d,19dとの間が等間隔で分離されて、部分的な伝熱も発生しにくい。   For this reason, both the side edges of the narrow portions 19a and 20a and the outer peripheral edges of the first heat receiving and radiating surface portions 19b and 20b and the extended heat receiving and radiating surface portions 19d and 19d are separated at equal intervals. It is hard for heat transfer to occur.

このように、配線基板4の厚さ方向寸法と、異種金属の材料とが特定される場合に、作成の容易な異種金属によって構成される熱電対を複数対、一回の銅メッキ処理工程で、直列に接続する構成に形成出来る。   As described above, when the dimension in the thickness direction of the wiring board 4 and the material of the dissimilar metal are specified, a plurality of pairs of thermocouples made of dissimilar metals that are easy to create can be processed in a single copper plating process. , It can be formed in a configuration connected in series.

従って、この実施の形態の熱流センサ13では、直列に接続された前記複数の熱電対で発生する起電力の総和が、前記第1,第2端子11,12を介して取り出され、空間的に平均化された温度を、単独の熱電対よりも大きな出力電圧が得られるこの熱流センサ13の起電力から計測して、高い測定精度を得ることが出来る。   Therefore, in the heat flow sensor 13 of this embodiment, the sum of electromotive forces generated by the plurality of thermocouples connected in series is taken out via the first and second terminals 11 and 12, and spatially. Higher measurement accuracy can be obtained by measuring the averaged temperature from the electromotive force of the heat flow sensor 13 that provides an output voltage larger than that of a single thermocouple.

また、この実施例1では、平面視幅狭形状として、前記第1,第2表面金属層19,20の伝熱に寄与する幅狭部19a,20aの縦断面積を小さく設定されることにより、前記測定代表点D1,D2と第1金属接続体7の接続部周縁との間の熱伝導量を熱伝導量を減少させることが出来る。   Further, in the first embodiment, by setting the vertical cross-sectional area of the narrow portions 19a and 20a contributing to heat transfer of the first and second surface metal layers 19 and 20 as a narrow shape in plan view, The amount of heat conduction between the measurement representative points D1, D2 and the peripheral edge of the connection portion of the first metal connector 7 can be reduced.

このため、幅狭部19a,20aが、難熱伝達部として、熱を前記第1,第2表面金属層19,20の間で移動させにくくする。   For this reason, the narrow portions 19a and 20a are difficult to transfer heat between the first and second surface metal layers 19 and 20 as a hardly heat transfer portion.

従って、前記第1の貫通孔5…内の銅製の第1金属接続体7を介して、配線基板4の表裏両面間で伝達される熱伝導量を減少させて、電気抵抗が小さく導電性の良好な銅を用いて、直列に接続しても、前記表,裏の第1,第2表面金属層19,20の間の温度差が、ある程度、大きいまま、保持される。   Accordingly, the amount of heat conduction transmitted between the front and back surfaces of the wiring substrate 4 through the first metal connection body 7 made of copper in the first through holes 5 is reduced, so that the electrical resistance is small and the conductivity is low. Even if connected in series using good copper, the temperature difference between the first and second surface metal layers 19 and 20 on the front and back sides is kept large to some extent.

更に、前記第1の貫通孔5の周縁部分の第1表面金属層19に形成される第1受放熱面部19bの表面積が、前記第2貫通孔周縁部分の表面金属層に形成される第2受放熱面部19cの表面積よりも、小さくなるように形成されている。   Further, the surface area of the first heat receiving / dissipating surface portion 19b formed on the first surface metal layer 19 at the peripheral portion of the first through hole 5 is formed on the surface metal layer at the peripheral portion of the second through hole. It is formed to be smaller than the surface area of the heat receiving / radiating surface portion 19c.

このため、前記第1受放熱面部19b,20bからの受放熱熱量が、小さく、容易に前記表,裏の第1,第2表面金属層19,20の間の温度差が、これらの第1受放熱面部19b,20bからの受放熱によって、減少する虞が少ない。   For this reason, the amount of heat received and radiated from the first and second heat receiving / radiating surface portions 19b and 20b is small, and the temperature difference between the first and second surface metal layers 19 and 20 on the front and back surfaces can be easily reduced. There is little possibility of a decrease due to heat reception / radiation from the heat receiving / radiating surface portions 19b, 20b.

他の構成及び作用効果については、前記実施の形態及び比較例と同一乃至均等であるので説明を省略する。   Other configurations and functions and effects are the same as or equivalent to those of the above-described embodiment and comparative example, and thus description thereof is omitted.

図12乃至図13は、この発明の実施の形態の実施例2の熱流センサを示すものである。   12 to 13 show a heat flow sensor according to Example 2 of the embodiment of the present invention.

なお、前記実施の形態の比較例及び実施例1と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。   In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the same or equivalent part as the comparative example of the said embodiment, and Example 1. FIG.

この実施例2の熱流センサ23では、前記実施例1の熱流センサ13の複数の第1,第2表面金属層19…,20…に代えて、複数の第1表面金属層29…,及び複数の第2表面金属層30…,が、センサ基材としての配線基板14の表,裏両側面14a,14bに各々形成されている。   In the heat flow sensor 23 of the second embodiment, instead of the plurality of first and second surface metal layers 19, 20... Of the heat flow sensor 13 of the first embodiment, a plurality of first surface metal layers 29. Are formed on the front and back side surfaces 14a and 14b of the wiring substrate 14 as a sensor base material, respectively.

この実施例2の熱流センサ23の場合には、図12,図13に示したように、第1,第2表面金属層29,30間を貫通するスルーホール17a…が、各々前記金属接続体17…の内部に開口形成されている。   In the case of the heat flow sensor 23 of the second embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, through holes 17a penetrating between the first and second surface metal layers 29, 30 are respectively connected to the metal connector. Openings are formed inside 17.

また、この図12,図13に示した例でも、第1金属接続体17と第2金属接続体8の両端が、上述した実施例と同様なメッキ及びフォトエッチング等で、第1,第2表面金属層29,30に接合される。   In the example shown in FIGS. 12 and 13, both ends of the first metal connector 17 and the second metal connector 8 are plated and photo-etched in the same manner as in the above-described embodiment, so that the first and second Bonded to the surface metal layers 29 and 30.

そして、この場合も、第1金属接続体17の熱伝導率が減少するように、若しくは、第2金属接続体8の熱伝達率と同じになるように、各第1金属接続体17…の前記第1の貫通孔5内の断面積が、比較的小さくなる比率で設定されている。   In this case, each of the first metal connectors 17... Is reduced so that the heat conductivity of the first metal connector 17 is reduced or the heat conductivity of the second metal connector 8 is the same. The cross-sectional area in the first through hole 5 is set at a relatively small ratio.

このように構成された実施の形態の実施例2の熱流センサ23では、前記実施例1の熱流センサ13の作用効果に加えて、更に、第1,第2表面金属層29,30間を貫通するスルーホール17a…が、各々前記第1金属接続体17…の内部に開口形成されている。   In the heat flow sensor 23 of Example 2 of the embodiment configured as described above, in addition to the function and effect of the heat flow sensor 13 of Example 1, it further penetrates between the first and second surface metal layers 29 and 30. Through-holes 17a to be opened are formed in the first metal connectors 17 respectively.

このため、図13に示されるように、前記第1の貫通孔5…の各内側壁へのメッキ処理を施した際の第1導電性金属の付き廻りが良好で有ると共に、第1,第2表面金属層29,30間を確実に接合することが出来、更に製造が容易である。   For this reason, as shown in FIG. 13, the first conductive metal is satisfactorily attached when the inner wall of each of the first through holes 5 is plated, and the first and first conductive metals are good. The two-surface metal layers 29 and 30 can be reliably bonded to each other, and the manufacturing is easy.

しかも、前記複数の第1表面金属層29…,及び複数の第2表面金属層30…に各々形成された幅狭部19a…によって、前記第1金属接続体17…の導電性金属で形成された部分の断面積を詳細に管理しなくても、この第1金属接続体17…を通過する伝熱量を減少させることが出来、前記配線基板14の表,裏両側面14a,14bの温度差が保たれる。   Moreover, the first metal connector 17 is formed of the conductive metal by the narrow portions 19a formed in the plurality of first surface metal layers 29 and the plurality of second surface metal layers 30, respectively. Even if the cross-sectional area of the portion is not managed in detail, the amount of heat transfer passing through the first metal connector 17 can be reduced, and the temperature difference between the front and back side surfaces 14a and 14b of the wiring board 14 can be reduced. Is preserved.

従って、微弱な熱流束も検出可能な熱流感度を得られて、測定精度を向上させることが出来る、最適化された熱流センサ23が、提供される。   Therefore, an optimized heat flow sensor 23 that can obtain heat flow sensitivity capable of detecting a weak heat flux and improve measurement accuracy is provided.

他の構成及び作用効果については、前記実施の形態及び実施例1と略同様であるので説明を省略する。   Other configurations and functions and effects are substantially the same as those of the above-described embodiment and Example 1, and thus description thereof is omitted.

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are not limited to this embodiment. Included in the invention.

即ち、図12及び図13に示す前記実施の形態の実施例2では、第1金属接続体17を銅メッキにより筒状に形成して、第1金属接続体17内に、スルーホール17aを形成した例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、図10,図11及び図12に示すように、実施例1の前記幅狭部19a又は、20a…と組み合わせられて、伝熱が行われる断面積の寸法管理を簡略化してもよい。   That is, in Example 2 of the embodiment shown in FIGS. 12 and 13, the first metal connection body 17 is formed into a cylindrical shape by copper plating, and the through hole 17 a is formed in the first metal connection body 17. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, as shown in FIGS. 10, 11 and 12, in combination with the narrow portion 19a or 20a of the first embodiment, You may simplify the dimension management of the cross-sectional area in which heat transfer is performed.

また、実施の形態の実施例1の前記幅狭部19a又は、20a…は、略同一厚み方向寸法を有して、連続する前記第2受放熱面部19c…,20c…よりも幅狭(この実施例1では、約1/3〜1/10)に設定することにより、前記第1導電性金属で構成される第1金属接続体17の断面積が、熱流方向と直交する断面方向で、小さくなるように構成されているが、特にこれに限らず、例えば、約3/4〜1/100に設定する等、熱伝導量が、減少する難熱伝達部として、伝達される熱量を減少させる断面積であれば、寸法,形状,面積比及び形成される位置や、数量が特に限定されるものではない。   Further, the narrow portion 19a or 20a in Example 1 of the embodiment has substantially the same thickness direction dimension, and is narrower than the continuous second receiving and radiating surface portions 19c. In Example 1, by setting to about 1/3 to 1/10), the cross-sectional area of the first metal connector 17 made of the first conductive metal is a cross-sectional direction orthogonal to the heat flow direction. Although it is configured to be small, the present invention is not limited to this. For example, it is set to about 3/4 to 1/100. There are no particular limitations on the dimensions, shape, area ratio, position to be formed, and quantity as long as the cross-sectional area to be formed.

例えば、前記実施の形態の比較例では、前記第1の貫通孔5の内部の第1金属接続体7の断面積を、第2金属接続体8の貫通孔6内の断面積よりも、通電が可能な範囲で小さく、若しくは、約1/18に設定することにより、第1金属接続体7と第2金属接続体8の熱伝達率(熱流量すなわち熱移動量)が、近似若しくは、略同一となるように構成されているが、第1金属接続体7の断面積は、配線基板4の面内,外方向である長手方向の少なくとも何れか一箇所で、通電が可能な範囲で小さく、若しくは、約1/18に設定されるものであっても、伝達される熱伝導量を減少させるものであれば良く、難熱伝達部としての前記幅狭部19a又は、20a…と組み合わせられるもの等、第1金属接続体7…の形状、数量及び材質が特に限定されるものではない。   For example, in the comparative example of the embodiment, the cross-sectional area of the first metal connection body 7 inside the first through-hole 5 is more energized than the cross-section area in the through-hole 6 of the second metal connection body 8. Is set to be as small as possible or about 1/18, the heat transfer coefficient (heat flow rate, that is, heat transfer amount) of the first metal connection body 7 and the second metal connection body 8 is approximate or substantially Although it is configured to be the same, the cross-sectional area of the first metal connector 7 is small within a range in which energization is possible at least in one position in the longitudinal direction which is the in-plane or outward direction of the wiring board 4. Or, it may be set to about 1/18 as long as it reduces the amount of heat conduction to be transmitted, and is combined with the narrow portion 19a or 20a as a heat-resistant heat transfer portion. In particular, the shape, quantity and material of the first metal connector 7 are limited. Not shall.

また、以上説明してきたように、この発明の実施の形態の熱流センサ3の被測定センサ3a,3bは、縦横に配列された複数の貫通孔5…,6…が、絶縁性のセンサ基材(配線基板4)に形成され、前記複数の第1の貫通孔5…,及び第2の貫通孔6…に、異種金属材料製の第1,第2導電性金属(第1,第2金属接続体7,8)が交互に配設され、前記第1,第2導電性金属(第1,第2金属接続体7,8)が直列に接続された熱流センサである。   Further, as described above, the measured sensors 3a, 3b of the heat flow sensor 3 according to the embodiment of the present invention have a plurality of through holes 5 ..., 6 ... arranged in the vertical and horizontal directions, and an insulating sensor base material. The first and second conductive metals (first and second metals) made of dissimilar metal materials are formed in the plurality of first through holes 5 and the second through holes 6. In the heat flow sensor, the connecting bodies 7 and 8) are alternately arranged, and the first and second conductive metals (first and second metal connecting bodies 7 and 8) are connected in series.

このうち、前記実施の形態では、前記第1,第2導電性金属が、銅製及びタングスタンタン製の金属材で構成されているが、特にこれに限らず、例えば、第1導電性金属が、鉄、ニッケル、クロム、クロメル合金、であっても良く、第2導電性金属として、ニッケルを主とするアルメル合金や、前記コンスタンタンを組み合わせても、熱電対となるものであれば、どのような異種間金属であってもよい。   Among these, in the said embodiment, although the said 1st, 2nd electroconductive metal is comprised with the metal material made from copper and a tongue stantan, it is not restricted to this in particular, For example, a 1st electroconductive metal is, It may be iron, nickel, chromium, chromel alloy, and as the second conductive metal, any alumel alloy mainly composed of nickel, or any combination of the above constantan, can be used as a thermocouple. It may be a heterogeneous metal.

また、ニッケル、クロム及びシリコンを主としたナイクロシル合金と、ニッケル及びシリコンを主としたナイシル合金とを組み合わせた熱電対を用いても良い。この場合、低温から、高温まで(約−200度〜約1200度)、広い範囲を亘って熱起電力が安定していることが知られている。   Alternatively, a thermocouple in which a niclosyl alloy mainly containing nickel, chromium and silicon and a nisil alloy mainly containing nickel and silicon may be used. In this case, it is known that the thermoelectromotive force is stable over a wide range from a low temperature to a high temperature (about -200 degrees to about 1200 degrees).

更に、ロジウムを10%〜30%含む白金ロジウム合金と、白金若しくは、6%程度のロジウムを含む白金ロジウム合金とを組み合わせた熱電対を用いても良い。この場合、加熱使用限界温度が、約1600度〜1700度と高温に至るまで、高精度で測定可能なことが、知られている。   Further, a thermocouple in which a platinum rhodium alloy containing 10% to 30% rhodium and a platinum rhodium alloy containing about 6% rhodium may be used. In this case, it is known that the heating use limit temperature can be measured with high accuracy until it reaches a high temperature of about 1600 degrees to 1700 degrees.

そして、ニッケル及びクロムを主としたクロメル合金と、鉄0.07%を含む金鉄合金とを組み合わせた金鉄・クロメル(AF)熱電対を用いてもよい。   Further, a gold-iron-chromel (AF) thermocouple in which a chromel alloy mainly composed of nickel and chromium and a gold-iron alloy containing 0.07% iron may be used.

更に、ロジウム50%を含むイリジウム・ロジウム合金とイリジウムとを組み合わせたイリジウム・ロジウム熱電対を用いてもよい。   Further, an iridium / rhodium thermocouple in which iridium / rhodium alloy containing 50% rhodium and iridium are combined may be used.

また、レニウム5%を含むタングステン・レニウム合金と、レニウム26%を含むタングステン・レニウム合金とを組み合わせたタングステン・レニウム熱電対を用いてもよい。   Alternatively, a tungsten-rhenium thermocouple in which a tungsten-rhenium alloy containing 5% rhenium and a tungsten-rhenium alloy containing 26% rhenium are combined may be used.

更に、モリブデン18%を含むニッケルモリブデン合金と、ニッケルとを組み合わせたニッケル・モリブデン熱電対を用いてもよい。   Further, a nickel-molybdenum thermocouple in which nickel-molybdenum alloy containing 18% molybdenum and nickel are combined may be used.

そして、パラジウム、白金、金を主とした合金と、金及びパラジウムを主原料とした合金とを組み合わせて構成されるプラチネル熱電対を用いても良く、第1,第2導電性金属の形状、数量及び材質がどのような異種金属間の組み合わせによって、構成される熱電対であっても、絶縁性の配線基板4に縦横に配列された複数の貫通孔5,6に配設されて、直列に接続される複数対の熱電対を構成するものであればよい。   A platinum thermocouple composed of an alloy mainly composed of palladium, platinum, and gold and an alloy mainly composed of gold and palladium may be used. The shape of the first and second conductive metals, Even if the thermocouple is configured by any combination of dissimilar metals in quantity and material, the thermocouples are arranged in a plurality of through holes 5 and 6 arranged vertically and horizontally on the insulating wiring board 4 and connected in series. Any device may be used as long as it constitutes a plurality of pairs of thermocouples connected to each other.

図14に示す模式的な中間金属の法則を適用して説明する原理図では、一般的な熱電対が、二種の金属A,Bの接合点温度T1,T2間の温度差を、検出する際、(b)に示すように、金属A,Bの接合点温度T1,T2を示す等価回路図に置き換えられる。   In the principle diagram described by applying the schematic intermediate metal rule shown in FIG. 14, a general thermocouple detects the temperature difference between the junction temperatures T1 and T2 of the two metals A and B. At this time, as shown in (b), the equivalent circuit diagram showing the junction temperatures T1 and T2 of the metals A and B is replaced.

図14中(c)に示される様な、本願の代表的な実施の形態のセンサ基材内に設けられる熱電対では、二種の金属A,Bの接合点温度T1,T2を示す等価回路図が、図14中(d)のように、置き換えられる条件として、図14中(e)に示す様に、第三の金属Cの接続両端の温度T1,T3が、同一温度T1=T3となる場合が、挙げられる。   In the thermocouple provided in the sensor substrate of the typical embodiment of the present application as shown in FIG. 14C, an equivalent circuit showing the junction temperatures T1 and T2 of the two types of metals A and B. As shown in FIG. 14E, the temperatures T1 and T3 at both ends of the third metal C connected are the same temperature T1 = T3. This is the case.

このような条件では、図14中(e)に示す様に、中間金属の法則が適用出来、前記金属A,Bとは、異種の第三の金属Cを用いても、接合点間の温度T1,T2差により発生する電圧と、第三の金属Cが存在しない場合の接合点間の温度T1,T2差により発生する電圧とが同一となることが知られており、電位差から温度T1,T2差の検出が可能である。   Under such conditions, as shown in FIG. 14 (e), the law of intermediate metal can be applied, and the metal A and B can be separated from the temperature between the junction points even if a different kind of third metal C is used. It is known that the voltage generated due to the difference between T1 and T2 is the same as the voltage generated due to the difference between the temperatures T1 and T2 between the junctions when the third metal C is not present. T2 difference can be detected.

従って、前記実施の形態のように、熱電対の一方を構成する銅製の第一金属接続体7…と同種となるように、第1,第2表面金属層19,20を銅層で構成する必要は無く、銅に限らず、同一の温度T1=T3となる表面金属層を、前記金属A,Bとは、異種の導電性を有する金属Cとして、前記各金属で構成される合金等の何れかを用いて構成しても良い。   Therefore, like the said embodiment, the 1st, 2nd surface metal layers 19 and 20 are comprised with a copper layer so that it may become the same kind as the copper 1st metal connection body 7 ... which comprises one side of a thermocouple. There is no need, not only copper, but the surface metal layer having the same temperature T1 = T3, the metal A, B as a metal C having different conductivity, such as an alloy composed of each metal You may comprise using either.

例えば、前記銅、ニッケル及びこれらの合金に限定されるものではなく、前記いずれの種類の金属でも、同一平面内に存在するという条件下、一つの中間金属として取り扱えるものが、第3の金属Cとして構成に入ることにより、2種の金属に限らず、3種以上の複数の金属を組み合わせるように、構成されていても良く、前記各金属A〜Cの組成比率、各金属A,B及び金属C…等の種類の組み合わせが、特に限定されるものではない。   For example, the present invention is not limited to copper, nickel, and alloys thereof, and any of the above metals can be treated as one intermediate metal under the condition that they exist in the same plane. By entering into the configuration as above, it is not limited to two types of metals, but may be configured to combine a plurality of three or more types of metals, the composition ratio of each of the metals A to C, each of the metals A, B, and A combination of types such as metal C ... is not particularly limited.

また、このように、前記実施の形態の第1,第2金属接続体7,8は、第1金属接続体7と同じ材質から、配線基板4の両側面4a,4bにメッキ処理が施されることにより形成された複数の各第1,第2表面金属層9…,10…によって、直列に接続されている。   As described above, the first and second metal connectors 7 and 8 of the above embodiment are plated on the both side surfaces 4 a and 4 b of the wiring board 4 from the same material as the first metal connector 7. Are connected in series by a plurality of first and second surface metal layers 9, 10,.

この構成によれば、複数の第1,第2表面金属層9…,10…が、配線基板4の両側面4a,4bにメッキにより形成される際に、複数の第1,第2金属接続体7,8…を一度に直列に接続することができる。   According to this configuration, when the plurality of first and second surface metal layers 9, 10,... Are formed on both side surfaces 4 a and 4 b of the wiring substrate 4 by plating, the plurality of first and second metal connections are formed. The bodies 7, 8... Can be connected in series at a time.

このため、熱流センサ3及び13の製造が容易であると共に、接続品質を良好なものとすることが出来、この点においても、熱伝達率の測定精度を高くすることができる。   For this reason, it is easy to manufacture the heat flow sensors 3 and 13, and the connection quality can be improved, and also in this respect, the measurement accuracy of the heat transfer coefficient can be increased.

また、この発明の実施の形態の熱流センサ3では、前記第1,第2金属接続体7,8は、それぞれ銅及びコンスタンタンであり、前記表面金属層を構成する前記第1,第2表面金属層9…,10…が、第1導電性金属と同じ銅製の金属素材によって構成されている。   In the heat flow sensor 3 according to the embodiment of the present invention, the first and second metal connectors 7 and 8 are copper and constantan, respectively, and the first and second surface metals constituting the surface metal layer. The layers 9 ..., 10 ... are made of the same copper metal material as the first conductive metal.

この構成によれば、前記第1,第2表面金属層9…,10…を、メッキ処理によって、略均一の厚さ方向寸法を与えて簡易に形成できる。   According to this structure, the said 1st, 2nd surface metal layers 9 ..., 10 ... can be easily formed by giving a substantially uniform thickness direction dimension by a plating process.

このため、図1に示すように、前記第1,第2金属接続体7,8の熱伝導率に応じて、前記第1,第2金属接続体7,8の直径d1,d2の比率と共に、前記幅狭部19a,20aの幅方向寸法を管理することにより、容易に、熱伝導率が比較的高い第1導電性金属で形成されている前記第1の貫通孔5内に配設された第1金属接続体7…を通過する熱量を減少させることが可能となる。   Therefore, as shown in FIG. 1, according to the thermal conductivity of the first and second metal connectors 7 and 8, together with the ratio of the diameters d1 and d2 of the first and second metal connectors 7 and 8 By managing the widthwise dimensions of the narrow portions 19a and 20a, the narrow portions 19a and 20a are easily disposed in the first through hole 5 formed of the first conductive metal having a relatively high thermal conductivity. It is possible to reduce the amount of heat passing through the first metal connectors 7.

従って、配線基板4の両側面4a,4b(表,裏面)に形成される第1,第2表面金属層19,20の測定代表点D1,D2間の温度差が維持されて、熱起電力を最も大きくなるようにすることが出来る。   Therefore, the temperature difference between the measurement representative points D1 and D2 of the first and second surface metal layers 19 and 20 formed on the both side surfaces 4a and 4b (front and back surfaces) of the wiring board 4 is maintained, and the thermoelectromotive force is maintained. Can be made the largest.

これに加えて、前記第2金属接続体8の両側端に位置する測定代表点D1,D2では、第1,第2表面金属層19,20が、直列に接続されている。   In addition, the first and second surface metal layers 19 and 20 are connected in series at the measurement representative points D1 and D2 located at both side ends of the second metal connector 8.

しかも、この実施の形態では、図1に示すように、前記複数の第1表面金属層19…では、第2受放熱面部19cが、前記第2の貫通孔6…の表面側に位置して、第1導電性金属と接続される第2の貫通孔6周縁部分に位置するように形成された方形状部分に設けられていると共に、この方形状部分から一体に延設形成されてなる延設受放熱面部19d,19dが、比較的広い表面積で、被測定物に添着されて、受熱効率を向上させている。   Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 1, in the plurality of first surface metal layers 19..., The second heat receiving / radiating surface portions 19 c are located on the surface side of the second through holes 6. , Provided in a rectangular portion formed so as to be located at the peripheral portion of the second through-hole 6 connected to the first conductive metal, and extended integrally formed from the rectangular portion. The heat receiving and radiating surface portions 19d and 19d are attached to the object to be measured with a relatively large surface area to improve the heat receiving efficiency.

また、前記複数の第2表面金属層20…では、第2受放熱面部20cが、前記第2の貫通孔6…の表面側に位置する第1導電性金属と接続される第2の貫通孔6周縁部分に位置するように形成された方形状部分に加えて、この方形状部分から一体に延設形成されてなる延設受放熱面部20d,20dとを有して、比較的広い表面積で、放熱出来るので、大きな放熱量が設定可能で、配線基板4の裏面側側面4bの温度を下げて、容易に安定させることが出来る。   Further, in the plurality of second surface metal layers 20..., Second through holes in which the second heat receiving / radiating surface portions 20 c are connected to the first conductive metal located on the surface side of the second through holes 6. 6 In addition to the rectangular portion formed so as to be located at the peripheral portion, it has extended receiving and radiating surface portions 20d and 20d formed integrally extending from the rectangular portion, and has a relatively large surface area. Since heat can be dissipated, a large amount of heat can be set, and the temperature of the back side surface 4b of the wiring board 4 can be lowered and stabilized easily.

このため、被測定物の温度に近似される第1表面金属層19の測定代表点D1と、温度が下げられてなる第2表面金属層20の測定代表点D2との間で、温度差を広げ易く、測定の精度を向上させることが出来る。   For this reason, the temperature difference is measured between the measurement representative point D1 of the first surface metal layer 19 approximated to the temperature of the object to be measured and the measurement representative point D2 of the second surface metal layer 20 formed by lowering the temperature. It is easy to spread and the measurement accuracy can be improved.

しかも、裏面側の幅狭部20aが、小さな断面積を有することにより、第1の貫通孔5内の第1導電性金属によって、裏面側に伝達された熱が、測定代表点D2の近傍まで伝わりにくい。   In addition, since the narrow portion 20a on the back surface side has a small cross-sectional area, the heat transferred to the back surface side by the first conductive metal in the first through hole 5 reaches the vicinity of the measurement representative point D2. Difficult to communicate.

この点においても、測定代表点D1,D2間の温度差を維持しやすく、温度測定及び熱流束測定の精度を向上させることが出来る。   Also in this respect, it is easy to maintain the temperature difference between the measurement representative points D1 and D2, and the accuracy of temperature measurement and heat flux measurement can be improved.

また、前記第1,第2表面金属層19,20を構成する各銅材には、前記幅狭部19a,20aの延設方向に沿って、一対の遮熱溝部21,21が形成されている。   In addition, a pair of heat shield groove portions 21 and 21 are formed in each copper material constituting the first and second surface metal layers 19 and 20 along the extending direction of the narrow portions 19a and 20a. Yes.

この実施の形態の実施例1の前記第1,第2表面金属層19,20では、前記第1受放熱面部19b,20b近傍に向けて、前記第2受放熱面部19c,20cから一体となるように延設された延設受放熱面部19d,20dが、前記遮熱溝部21,21によって、前記第2受放熱面部19c,20cとの接続基端部を除いて、非接触となるように分離されている。   In the first and second surface metal layers 19 and 20 of Example 1 of this embodiment, the second heat receiving and radiating surface portions 19c and 20c are integrated toward the vicinity of the first heat receiving and radiating surface portions 19b and 20b. The extended heat-receiving / radiating surface portions 19d, 20d are formed in a non-contact manner by the heat-shielding groove portions 21, 21, except for the connection base end portion with the second heat-receiving / heat-dissipating surface portions 19c, 20c. It is separated.

このため、前記延設受放熱面部19d,20dは、略長方形形状の平面視外形を有するこれらの第1,第2表面金属層19,20の外側縁に沿って、比較的広い面積を設定可能となるように拡大され、交互に配列されて配置効率を良好なものとしつつ、受放熱面積を、拡大することが出来る。   For this reason, the extended receiving and radiating surface portions 19d and 20d can have a relatively wide area along the outer edges of the first and second surface metal layers 19 and 20 having a substantially rectangular shape in plan view. The area for receiving and radiating heat can be expanded while the arrangement efficiency is improved by arranging them alternately and improving the arrangement efficiency.

更に、これらの前記延設受放熱面部19d,20dは、前記第1受放熱面部19b,20bの周縁まで延設されていても、延設受放熱面部19d,20dで受熱された熱や或いは、前記第2受放熱面部19c,20cで受熱された熱が伝熱して、前記第1受放熱面部19b,20bに伝熱されることが無く、銅材が設けられていない前記遮熱溝部21,21によって遮熱される。   Furthermore, even if these extended receiving and radiating surface portions 19d and 20d extend to the periphery of the first receiving and radiating surface portions 19b and 20b, the heat received by the extended receiving and radiating surface portions 19d and 20d, or Heat received by the second heat receiving / radiating surface portions 19c, 20c is not transferred to the first heat receiving / radiating surface portions 19b, 20b, and the heat shield groove portions 21, 21 provided with no copper material. Is shielded by heat.

従って、前記第2受放熱面部19c,20cに設けられた測定代表点D1,D2の温度を、広い範囲で受熱した熱を均等化して、空間的な平均とした状態で測定することが出来る。   Therefore, it is possible to measure the temperature of the measurement representative points D1 and D2 provided on the second heat receiving and radiating surface portions 19c and 20c in a state where the heat received in a wide range is equalized and is spatially averaged.

しかも、前記第1受放熱面部19b,20b方向への放熱が無くなり、前記配線基板4の表裏面に位置する各測定代表点D1,D2間の温度差を保持させることが出来、更に、測定精度を向上させることができる。   Moreover, there is no heat radiation in the direction of the first heat receiving / radiating surface portions 19b, 20b, the temperature difference between the measurement representative points D1, D2 located on the front and back surfaces of the wiring board 4 can be maintained, and the measurement accuracy is further improved. Can be improved.

更に、この実施例1の熱流センサ13では、前記遮熱溝部21,21が、前記幅狭部19aの側縁に沿って延設されている。   Furthermore, in the heat flow sensor 13 of the first embodiment, the heat shield groove portions 21 and 21 are extended along the side edge of the narrow portion 19a.

そして、この幅狭部19aの周縁及び連設される前記第1受放熱面部19b,20bの周縁と、これらの延設受放熱面部19d,19dとの間が、前記遮熱溝部21,21によって、等間隔で分離されるように構成されている。   And between the peripheral edge of this narrow part 19a and the peripheral edge of the said 1st heat receiving / radiating surface part 19b, 20b, and these extended receiving / radiating surface parts 19d, 19d by the said heat shield groove part 21,21. , So as to be separated at equal intervals.

このため、何れの遮熱溝部21,21の箇所でも、渡溝方向(遮熱溝部21の延設方向である長手方向と直交する方向)の間隔が等しく、何れの箇所でも、第1金属接続体7への伝熱が同様に困難である。   For this reason, the space | interval of the crossing groove direction (direction orthogonal to the longitudinal direction which is the extending direction of the heat shield groove part 21) is equal in any location of the heat shield groove portions 21 and 21, and the first metal connection is established in any location. Heat transfer to the body 7 is similarly difficult.

従って、更に、測定代表点D1,D2間の温度差の保持性が良好で、熱伝達率の測定精度を向上させることが出来る。   Therefore, the temperature difference between the measurement representative points D1 and D2 is excellent, and the measurement accuracy of the heat transfer coefficient can be improved.

更に、この発明の実施の形態の実施例1の熱流センサ13では、難熱伝達部として、形成後に視認可能な幅狭部19a,20aによって、前記第1,第2金属接続体7,8の熱流が、前記配線基板4の面内,外方向へ通過する際の断面積の比を、熱流量が略同じになるように設定する必要が無い。   Furthermore, in the heat flow sensor 13 of Example 1 of the embodiment of the present invention, the first and second metal connectors 7 and 8 are formed by the narrow portions 19a and 20a that can be visually recognized after the formation as the hardly heat transfer portions. It is not necessary to set the ratio of the cross-sectional areas when the heat flow passes in and out of the plane of the wiring board 4 so that the heat flow rate is substantially the same.

このように、前記配線基板4の第1,第2貫通孔5,6内に埋設される第1,第2金属接続体7,8の断面積の大きさの管理が、不要となる。   Thus, the management of the size of the cross-sectional areas of the first and second metal connectors 7 and 8 embedded in the first and second through holes 5 and 6 of the wiring board 4 becomes unnecessary.

このため、被検出物が発生している熱のセンサ自体による吸熱と、熱の検出において必要とされる温度差の最適化を、異種間金属A,B等の材質、センサ基材に設けられた貫通孔の大きさ及び形状の設定によって、容易に調整可能であると共に、比較的広い面積に熱電対を均等に配列した測定精度の高い熱流センサ3の作成を容易に行うことが出来る。   For this reason, the heat absorption by the sensor itself of the object to be detected and the optimization of the temperature difference required in the detection of the heat can be provided on the material of the different metals A, B, etc., on the sensor substrate. The heat flow sensor 3 can be easily adjusted by setting the size and shape of the through-holes, and can be easily prepared with high measurement accuracy in which thermocouples are evenly arranged in a relatively large area.

また、図12及び図13に示した実施例1の変形例としての実施例2の熱流センサ23では、前記第1導電性金属(第1金属接続体17…)部分に、前記表面金属層(第1,第2表面金属層29,30)を、前記銅メッキを施すことにより形成する際に、前記貫通孔(第1の貫通孔5)内面に付着した部分の径方向略中央に貫通方向へ同時に円筒状を呈するように、スルーホール17a…が、各々形成されている。   Moreover, in the heat flow sensor 23 of Example 2 as a modification of Example 1 shown in FIGS. 12 and 13, the surface metal layer (first metal connector 17...) When the first and second surface metal layers 29, 30) are formed by applying the copper plating, the through direction is substantially at the center in the radial direction of the portion attached to the inner surface of the through hole (first through hole 5). Through holes 17a are formed so as to have a cylindrical shape at the same time.

この構成によれば、第1導電性金属(第1金属接続体17)を簡易に形成することができると共に、第1導電性金属(第1金属接続体17)と表面金属層(第1,第2表面金属層29,30)の接続を別途、行う必要がないので、熱流センサの製造が容易となる。   According to this configuration, the first conductive metal (first metal connector 17) can be easily formed, and the first conductive metal (first metal connector 17) and the surface metal layer (first, first metal connector 17) are formed. Since it is not necessary to separately connect the second surface metal layers 29 and 30), the manufacture of the heat flow sensor is facilitated.

そして、これらの実施例2の熱流センサ23のように、前記第1金属接続体17…にスルーホール17a…が形成されるものに限らず、例えば、前記第2金属接続体8…部分に、スルーホール17a…と同様にスルーホールを貫通形成しても良く、前記第1金属接続体17…及び、第2金属接続体8…の両方に、スルーホール17a…と同等の大きさ若しくは、異なる内径寸法で、断面積を相違させて貫通形成しても良い。   And like these heat flow sensors 23 of Example 2, it is not restricted to what the through hole 17a ... is formed in the said 1st metal connection body 17 ..., For example, in the said 2nd metal connection body 8 ... part, The through holes may be formed in the same manner as the through holes 17a, and both the first metal connectors 17 and the second metal connectors 8 are the same size as or different from the through holes 17a. The inner diameter may be formed so as to penetrate through with different cross-sectional areas.

本発明に係わる熱流センサは、建築の分野で、建材としての断熱材の開発等に用いられ、施工後でも、外側面又は内側面から添着させることにより、容易に、温度測定、放射熱量若しくは、熱流束の測定に用いることが出来る。   The heat flow sensor according to the present invention is used for the development of heat insulating materials as building materials in the field of construction, etc., and even after construction, it can be easily measured by measuring temperature, radiant heat, or It can be used to measure heat flux.

また、パイル状に構成されたサーモパイルに用いることにより、面状を呈する被測定物を広く全般に計測することが出来、熱流センサとして、広い範囲で受熱した熱の空間的な平均を採用する測定が可能となり、良好な測定精度が必要とされる他の分野、例えば、人体温度測定、各種産業機器、OA機器、車両等の運輸機器の熱流束の測定に用いて好適なものである。   In addition, by using a thermopile configured in a pile shape, it is possible to measure a wide range of objects to be measured that have a planar shape, and use a spatial average of heat received over a wide range as a heat flow sensor. Therefore, it is suitable for use in other fields where good measurement accuracy is required, such as human body temperature measurement, various industrial equipment, OA equipment, and heat flux measurement of transportation equipment such as vehicles.

3,13,23 熱流センサ
4,14 配線基板(センサ基材)
4a,4b,14a,14b 側面
5 第1の貫通孔
6 第2の貫通孔
7,17 第1金属接続体(第1導電性金属)
17a スルーホール
8 第2金属接続体(第2導電性金属)
9,19,29 第1表面金属層
10,20,30 第2表面金属層
19a,20a 幅狭部(難熱伝達部)
19b,20b 第1受放熱面部
19c,20c 第2受放熱面部
19d,20d 延設受放熱面部
21,21 遮熱溝部
D1,D2 測定代表点
3, 13, 23 Heat flow sensor 4, 14 Wiring board (sensor base material)
4a, 4b, 14a, 14b Side surface 5 First through hole 6 Second through hole 7, 17 First metal connector (first conductive metal)
17a Through hole 8 Second metal connector (second conductive metal)
9, 19, 29 First surface metal layer 10, 20, 30 Second surface metal layer 19a, 20a Narrow part (hard heat transfer part)
19b, 20b 1st heat receiving / radiating surface part 19c, 20c 2nd heat receiving / radiating surface part 19d, 20d Extended receiving / radiating surface part 21, 21 Heat shield groove part D1, D2 Measurement representative point

Claims (5)

縦横に配列された複数の第1,第2貫通孔が、絶縁性のセンサ基材に形成され、前記各第1,第2貫通孔に異種金属材料製の第1,第2導電性金属が交互に配設されて、前記第1導電性金属が、第2導電性金属に比して高い熱伝導率を有して、前記センサ基材の両側面に形成された複数の表面金属層により、前記第1,第2貫通孔に配設された第1,第2金属接続体が、直列に接続されている熱流センサであって、
前記センサ基材の両側面に位置する各測定代表点間で熱伝導が行われる前記複数の表面金属層内の熱流断面積を、少なくとも何れか一箇所で、小さくなるように設定することにより、前記第1貫通孔内の第1導電性金属を介して伝達される熱伝導量を減少させる難熱伝達部を設けたことを特徴とする熱流センサ。
A plurality of first and second through holes arranged vertically and horizontally are formed in an insulating sensor base material, and first and second conductive metals made of different metal materials are formed in the first and second through holes, respectively. Alternatingly disposed, the first conductive metal has a higher thermal conductivity than the second conductive metal, and is formed by a plurality of surface metal layers formed on both side surfaces of the sensor substrate. The first and second metal connectors disposed in the first and second through holes are heat flow sensors connected in series,
By setting the heat flow cross-sectional area in the plurality of surface metal layers where heat conduction is performed between each measurement representative point located on both side surfaces of the sensor substrate to be small at least in one place, A heat flow sensor comprising: a heat-resistant transfer portion that reduces a heat conduction amount transmitted through the first conductive metal in the first through hole.
前記難熱伝達部では、少なくとも一の前記表面金属層に形成されて、前記第1貫通孔内の第1導電性金属と接続される第1貫通孔周縁部分に形成される第1受放熱面部と、前記第2導電性金属が、前記第2貫通孔の表面側に位置する第1導電性金属と接続される第2貫通孔周縁部分からなる第2受放熱面部との間に、平面視幅狭形状として、前記第1導電性金属の断面積を小さくすることにより、熱伝導量を減少させたことを特徴とする請求項1記載の熱流センサ。   The first heat receiving / dissipating surface portion formed on the peripheral portion of the first through hole formed in at least one of the surface metal layers and connected to the first conductive metal in the first through hole. In plan view between the second conductive metal and a second heat receiving and radiating surface portion comprising a peripheral portion of the second through hole connected to the first conductive metal located on the surface side of the second through hole. 2. The heat flow sensor according to claim 1, wherein the heat conduction amount is reduced by reducing the cross-sectional area of the first conductive metal as a narrow shape. 前記第1貫通孔周縁部分の表面金属層に形成される第1受放熱面部の表面積を、前記第2貫通孔周縁部分の表面金属層に形成される第2受放熱面部の表面積よりも、小さくなるように形成したことを特徴とする請求項1又は2記載の熱流センサ。   The surface area of the first heat receiving and radiating surface portion formed on the surface metal layer at the peripheral portion of the first through hole is smaller than the surface area of the second heat receiving and radiating surface portion formed on the surface metal layer at the peripheral portion of the second through hole. The heat flow sensor according to claim 1, wherein the heat flow sensor is formed as follows. 少なくとも一の前記表面金属層には、前記第2受放熱面部から一体となるように、前記第1受放熱面部近傍に向けて延設されて、受放熱面積を拡大する延設受放熱面部を形成して、前記第1受放熱面部の周縁と、該延設受放熱面部との間を分離するように、該第1受放熱面部を囲む遮熱溝部を設けたことを特徴とする請求項1乃至3のうち、何れか一項記載の熱流センサ。   The at least one surface metal layer has an extended heat receiving and radiating surface portion extending toward the vicinity of the first heat receiving and radiating surface portion so as to be integrated with the second heat receiving and radiating surface portion, and expanding a heat receiving and radiating area. The heat-insulating groove part surrounding the first heat-receiving / dissipating surface part is provided so as to form and separate between the peripheral edge of the first heat-receiving / heat-dissipating part and the extended heat-receiving / radiating surface part. The heat flow sensor according to any one of 1 to 3. 前記遮熱溝部は、前記幅狭部の側縁に沿って延設されて、前記第1受放熱面部の周縁と、該延設受放熱面部との間を等間隔で分離するように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の熱流センサ。   The heat shield groove portion is extended along a side edge of the narrow portion, and is configured to separate the peripheral edge of the first heat receiving / radiating surface portion from the extended heat receiving / radiating surface portion at equal intervals. The heat flow sensor according to claim 4.
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