JPH0143903B2 - - Google Patents
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- JPH0143903B2 JPH0143903B2 JP3723581A JP3723581A JPH0143903B2 JP H0143903 B2 JPH0143903 B2 JP H0143903B2 JP 3723581 A JP3723581 A JP 3723581A JP 3723581 A JP3723581 A JP 3723581A JP H0143903 B2 JPH0143903 B2 JP H0143903B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は試料を貫流する熱流密度（単位Ｗ／
m2）を、熱流計を用いて計測する方式の熱伝導率
測定装置において、特別な演算回路を用いること
なく熱伝導率を直示する装置に関する。
m2）を、熱流計を用いて計測する方式の熱伝導率
測定装置において、特別な演算回路を用いること
なく熱伝導率を直示する装置に関する。
定常状態において、平板状の試料の上面、下面
の温度差△Ｔ（℃）と、試料を貫流する熱流密度
（Ｗ／m2又はkcal／（m2・ｈ））と、試料の厚
さＬ（ｍ）とから試料の熱伝導率λ（Ｗ／（ｍ・
Ｋ））或は試料の熱コンダクタンスＣ（Ｗ／（m2・
Ｋ））は次式として求める。
の温度差△Ｔ（℃）と、試料を貫流する熱流密度
（Ｗ／m2又はkcal／（m2・ｈ））と、試料の厚
さＬ（ｍ）とから試料の熱伝導率λ（Ｗ／（ｍ・
Ｋ））或は試料の熱コンダクタンスＣ（Ｗ／（m2・
Ｋ））は次式として求める。
λ＝・Ｌ／△Ｔ (1)
Ｃ＝／△Ｔ (2)
試料を通過する熱流密度を計測する方法とし
て、第１図或は第２図の如く、試料の一方の面に
熱流計を１ケ配設し、更に試料中を熱流密度が完
全に１次元的に流れる様に試料の側面を断熱或い
は熱補償して測定を行なう。第１図、第２図は測
定原理を示す断面図であつて、断熱板１、ヒータ
ー板２、温度計３、放熱板４、熱流計５、試料
６、を示す。ヒーター板２の存在する側が試料の
高温側、放熱盤４の存在する方が試料の低温側で
ある。両図の場合、熱流は上→下へ試料中を流れ
るがヒーター板と放熱盤の位置をおきかえれば、
熱流は下→上へ流れる。即ち、両図は本発明にお
ける熱流の方向を限定するものではなく、原理の
図として示してある。又、通常、試料の上、下面
に接する部分には金属製の均熱板を設けて、熱流
密度が試料中を一様に流れるが如く考慮するが、
第１図、２図では省略してある。
て、第１図或は第２図の如く、試料の一方の面に
熱流計を１ケ配設し、更に試料中を熱流密度が完
全に１次元的に流れる様に試料の側面を断熱或い
は熱補償して測定を行なう。第１図、第２図は測
定原理を示す断面図であつて、断熱板１、ヒータ
ー板２、温度計３、放熱板４、熱流計５、試料
６、を示す。ヒーター板２の存在する側が試料の
高温側、放熱盤４の存在する方が試料の低温側で
ある。両図の場合、熱流は上→下へ試料中を流れ
るがヒーター板と放熱盤の位置をおきかえれば、
熱流は下→上へ流れる。即ち、両図は本発明にお
ける熱流の方向を限定するものではなく、原理の
図として示してある。又、通常、試料の上、下面
に接する部分には金属製の均熱板を設けて、熱流
密度が試料中を一様に流れるが如く考慮するが、
第１図、２図では省略してある。
熱流計の出力電圧（mV）と熱流密度（Ｗ／
m2）との関係は次式で示される。
m2）との関係は次式で示される。
＝Ａ・Ｖ (3)
Ａは感度の逆数値（Ｗ／（m2・mV）又は
kcal／（m2・ｈ・mV））で、通常、既知の熱流
密度を発生する標準器で検定して定められるの
で、ここでは検定々数と呼ぶことにする。
kcal／（m2・ｈ・mV））で、通常、既知の熱流
密度を発生する標準器で検定して定められるの
で、ここでは検定々数と呼ぶことにする。
(3)式を(1)式に代入して
λ＝Ａ・Ｌ／△ＴＶ (4)
を得る。又、熱コンダクタンスＣは熱伝導率λと
Ｃ＝λ／Ｌ (5)
で定義される量として得られるもので、以下に説
明する熱伝導率λを直示する方法を用いれば、同
様に熱コンダクタンスＣも直示できるので、熱コ
ンダクタンスを求める説明は省略する。
明する熱伝導率λを直示する方法を用いれば、同
様に熱コンダクタンスＣも直示できるので、熱コ
ンダクタンスを求める説明は省略する。
熱流計１ケを第１図又は第２図の様に用いて熱
流密度を計測し、熱伝導率を求める方法としては
既にASTM−C518として知られている。
流密度を計測し、熱伝導率を求める方法としては
既にASTM−C518として知られている。
この方式の装置は最近、熱流計が市場に多数出
廻り、容易に入手できるようになつた。この１枚
熱流計法では先に説明した如く、試料の高温側か
ら低温側へ伝熱する熱流密度が完全１次元の流れ
であることが前提条件となつて熱伝導率を求める
方法であるのに対して、第３図の如く試料の上、
下面、即ち熱の入、出熱両面に各々一ケづつ熱流
計を配設する、いわゆる２枚熱流計法の熱伝導率
計が優れた実用器として興味をもたれるようにな
つてきている。
廻り、容易に入手できるようになつた。この１枚
熱流計法では先に説明した如く、試料の高温側か
ら低温側へ伝熱する熱流密度が完全１次元の流れ
であることが前提条件となつて熱伝導率を求める
方法であるのに対して、第３図の如く試料の上、
下面、即ち熱の入、出熱両面に各々一ケづつ熱流
計を配設する、いわゆる２枚熱流計法の熱伝導率
計が優れた実用器として興味をもたれるようにな
つてきている。
本発明は１枚熱流計法、２枚熱流計法いずれの
場合にも適用できるので、この２枚熱流計法につ
いても説明を加えておく。
場合にも適用できるので、この２枚熱流計法につ
いても説明を加えておく。
２枚の熱流計を用いる場合には、試料中を準１
次元の熱流密度が通過すれば良く、この時、実効
的に試料を貫流する熱流密度 は ＝１／２（H＋L） (6) として評価される。
次元の熱流密度が通過すれば良く、この時、実効
的に試料を貫流する熱流密度 は ＝１／２（H＋L） (6) として評価される。
ここで、Hは試料の入熱面（高温）の熱流密
度（Ｗ／m2）、Lは試料の出熱面（低温）の熱流
密度（Ｗ／m2）、 上述の準１次元の熱流密度の流れとは入熱面で
の熱流密度Hを100としたとき、試料の側面で熱
損失（又は熱の流入）が生じて徐々に試料を通過
する熱流密度が減少（又は増加）し、出熱面での
熱流密度Lが70程度まで変化する熱の流れを意
味し、このとき実効的な貫流熱流密度を(6)式か
ら（100＋70）÷２＝85として求め、(1)式によつて
試料の熱伝導率を算定すると妥当な値の得られる
ことを経験的に確認している。
度（Ｗ／m2）、Lは試料の出熱面（低温）の熱流
密度（Ｗ／m2）、 上述の準１次元の熱流密度の流れとは入熱面で
の熱流密度Hを100としたとき、試料の側面で熱
損失（又は熱の流入）が生じて徐々に試料を通過
する熱流密度が減少（又は増加）し、出熱面での
熱流密度Lが70程度まで変化する熱の流れを意
味し、このとき実効的な貫流熱流密度を(6)式か
ら（100＋70）÷２＝85として求め、(1)式によつて
試料の熱伝導率を算定すると妥当な値の得られる
ことを経験的に確認している。
(6)式において、熱流計の出力電圧VH，VL
（mV）と熱流密度H，Lとの関係は(3)式と同様
にして、 H＝AH・VH L ＝AL・VH (7) ここで、AH、ALは検定定数 で表わされる。それ故(6)式に(7)式を代入して次式
を得る。
（mV）と熱流密度H，Lとの関係は(3)式と同様
にして、 H＝AH・VH L ＝AL・VH (7) ここで、AH、ALは検定定数 で表わされる。それ故(6)式に(7)式を代入して次式
を得る。
＝AH／２（VH＋AL／AHVL） (8)
(8)式から、試料の熱伝導率λは
λ＝AH／２・Ｌ／△Ｔ（VH＋AL／AHVL） (9)
として得られる。
本発明は(4)式或は(9)式から求める熱伝導率λ
を、特別な演算回路を用いることなく測定温度が
変つても正しい値を直示することを考えるもの
で、安価にかつ、精度良く行なうことができる。
を、特別な演算回路を用いることなく測定温度が
変つても正しい値を直示することを考えるもの
で、安価にかつ、精度良く行なうことができる。
以下に本装置の構成、作用について説明する。
試料の温度差を温度差調節器によつて制御す
る。このとき、温度差調節器は常に１定の電圧差
となるように調節器に接続されて、ヒーター（又
は冷却器）への供給電圧（電流）を加減するもの
で、正しくは電圧差調節器と呼ぶことが妥当であ
ろう。
る。このとき、温度差調節器は常に１定の電圧差
となるように調節器に接続されて、ヒーター（又
は冷却器）への供給電圧（電流）を加減するもの
で、正しくは電圧差調節器と呼ぶことが妥当であ
ろう。
温度差の検出素子として第１図〜第３図の試料
の上、下面の温度計として熱電対を用い、しかも
差動型に結線した差動熱電対を用いるとその熱電
対の熱電能η（mV／℃）と温度差△Ｔ（℃）、そ
の時の差動熱電対の出力電圧△Ｖ（mV）とは △Ｖ＝η・△Ｔ (10) で表わされる。(10)式を(4)式、(9)式へ各々代入する
と次式となる。
の上、下面の温度計として熱電対を用い、しかも
差動型に結線した差動熱電対を用いるとその熱電
対の熱電能η（mV／℃）と温度差△Ｔ（℃）、そ
の時の差動熱電対の出力電圧△Ｖ（mV）とは △Ｖ＝η・△Ｔ (10) で表わされる。(10)式を(4)式、(9)式へ各々代入する
と次式となる。
λ＝Ａ・η・Ｌ／△ＶＶ (11)
λ＝AH／２・η・Ｌ／△Ｖ（VH＋AL／AHVL） (12)
(11)，(12)において、△Ｖは温度差調節器で一定の
電圧値に調節されるから、 （Ｌ／△Ｖ）は一定の値となる。
電圧値に調節されるから、 （Ｌ／△Ｖ）は一定の値となる。
次に、(11)，(12)式において、熱流計の検定定数
Ａ、AH，ALは使用温度範囲において温度Ｔ（℃）
の１次式で良い近似のできることがわかつてい
る。即ち、 Ａ＝ａ（１＋bT） AH＝（aH（１＋bT） AL＝aL（１＋bT） (13) ここで、ａ，aH，aLは一定値。ｂは温度係数。
Ａ、AH，ALは使用温度範囲において温度Ｔ（℃）
の１次式で良い近似のできることがわかつてい
る。即ち、 Ａ＝ａ（１＋bT） AH＝（aH（１＋bT） AL＝aL（１＋bT） (13) ここで、ａ，aH，aLは一定値。ｂは温度係数。
(13)式で２枚熱流計法の場合は２ケの熱流計は
同材料、同構造で製作して熱流計を用いることを
条件としている。
同材料、同構造で製作して熱流計を用いることを
条件としている。
他方、差動熱電対の熱電能ηも通常、温度Ｔ
（℃）の１次式として表わすことができ、 η＝η0（１＋dT） (14) ここで、η0：一定値。ｄは温度係数。
（℃）の１次式として表わすことができ、 η＝η0（１＋dT） (14) ここで、η0：一定値。ｄは温度係数。
従つて、１枚熱流計法の場合の(11)式は
λ＝aη0（１＋bT）（１＋dT）Ｌ／△Ｖ・Ｖ (15)
２枚熱流計法の場合の(12)式は
λ＝aHη0／２（１＋bT）（１＋dT）
・Ｌ／△Ｖ（VH＋aL／aHVL） (16)
となる。(13)、(14)式において測定温度に依存す
る項はいずれも、 （１＋bT）（１＋dT） (17) であつて、この項の値が一定となるような係数
ｂ，ｄを選べば、求める熱伝導率λと熱流計の出
力電圧Ｖ或は（VH＋aL／aHVL）との関係は比例関係 となり指示回路の幅巾器の利得を調節するだけで
直示が極めて簡単に行なえる。式(17)の値が温度
Ｔによらず一定とみなせるようにするには、ｂ，
ｄの係数が小さい数であつて、しかもｂ−ｄの
関係となるように設計すれば良い。この関係を満
足させるための必要な条件は熱電対の熱電能が通
常正の温度依存性、即ちｄ＞ｏを示すので、熱流
計の検定定数が負の温度依存性、即ちｂ＜ｏを示
すように設計、製作したものを使用することによ
つて(17)式一定の関係に近ずけることができ
る。
る項はいずれも、 （１＋bT）（１＋dT） (17) であつて、この項の値が一定となるような係数
ｂ，ｄを選べば、求める熱伝導率λと熱流計の出
力電圧Ｖ或は（VH＋aL／aHVL）との関係は比例関係 となり指示回路の幅巾器の利得を調節するだけで
直示が極めて簡単に行なえる。式(17)の値が温度
Ｔによらず一定とみなせるようにするには、ｂ，
ｄの係数が小さい数であつて、しかもｂ−ｄの
関係となるように設計すれば良い。この関係を満
足させるための必要な条件は熱電対の熱電能が通
常正の温度依存性、即ちｄ＞ｏを示すので、熱流
計の検定定数が負の温度依存性、即ちｂ＜ｏを示
すように設計、製作したものを使用することによ
つて(17)式一定の関係に近ずけることができ
る。
前述した差動熱電対として、クロメル・コンス
タンタン（CRC）或は銅・コンスタンタン（CC）
を用いた時の温度と熱電能の変化を第４、第５図
に示す。
タンタン（CRC）或は銅・コンスタンタン（CC）
を用いた時の温度と熱電能の変化を第４、第５図
に示す。
使用目的とする温度範囲を０〜150℃として、
温度の１次式で各々、近似すると CRCの熱電能 η＝59（１＋1.36×10-3T） CCの熱電能 η＝38.8（１＋2.02×10-3T） (18) Ｔはいずれも℃の単位 で表わされる。
温度の１次式で各々、近似すると CRCの熱電能 η＝59（１＋1.36×10-3T） CCの熱電能 η＝38.8（１＋2.02×10-3T） (18) Ｔはいずれも℃の単位 で表わされる。
他方、熱抵抗体としてシリコーンゴムを、又そ
の熱抵抗体の表裏面の温度差をクロメル・アルメ
ルの差動熱電対群（サーモパイル）で検出するウ
エハー型熱流計の特性の一例を第６図に示す。こ
の熱流計の大きさは約100φで厚さは３mm、熱抵
抗体の厚さは約２mmで、サーモパイルの対数は38
対である。２ケの熱流計の検定結果は極めて良く
一致している。なお、この２ケの熱流計を２枚熱
流計法装置で使用する場合で、試料の上面の温度
を下面の温度より約20℃だけ高い温度に調節して
使用するときは、第６図からaL／aH＝1.02として用 いることになる。
の熱抵抗体の表裏面の温度差をクロメル・アルメ
ルの差動熱電対群（サーモパイル）で検出するウ
エハー型熱流計の特性の一例を第６図に示す。こ
の熱流計の大きさは約100φで厚さは３mm、熱抵
抗体の厚さは約２mmで、サーモパイルの対数は38
対である。２ケの熱流計の検定結果は極めて良く
一致している。なお、この２ケの熱流計を２枚熱
流計法装置で使用する場合で、試料の上面の温度
を下面の温度より約20℃だけ高い温度に調節して
使用するときは、第６図からaL／aH＝1.02として用 いることになる。
なお、第６図の検定特性は既知の熱流密度0
を空気中に放散している約300mm角厚さ５mmの鉄
板表面に、各々熱流計を貼着した時の熱流計の出
力（サーモパイルの出力）と0との比を熱流計
の内部に設けた温度計の指示温度に対してプロツ
トしたもので、熱流計を貫流する熱流密度と熱流
計の出力との比を求めたものではない。熱伝導率
測定時の熱流計に必要な検定定数は後者の貫流熱
流密度と熱流計の出力の比から求めた定数を用い
るが、その定数は第６図の縦軸の値に対して、い
ずれの熱流計についても50℃で約0.9を、120℃で
約0.8を乗じた値となることが別の結果からわか
つており、結局、aL／aHの比は第６図の結果と変
わらないこと、及び検定定数は第６図に示す如く
負の温度依存性を示すことは変わらない。
を空気中に放散している約300mm角厚さ５mmの鉄
板表面に、各々熱流計を貼着した時の熱流計の出
力（サーモパイルの出力）と0との比を熱流計
の内部に設けた温度計の指示温度に対してプロツ
トしたもので、熱流計を貫流する熱流密度と熱流
計の出力との比を求めたものではない。熱伝導率
測定時の熱流計に必要な検定定数は後者の貫流熱
流密度と熱流計の出力の比から求めた定数を用い
るが、その定数は第６図の縦軸の値に対して、い
ずれの熱流計についても50℃で約0.9を、120℃で
約0.8を乗じた値となることが別の結果からわか
つており、結局、aL／aHの比は第６図の結果と変
わらないこと、及び検定定数は第６図に示す如く
負の温度依存性を示すことは変わらない。
上述した２つの熱流計を試料の上、下面に配設
し、差動熱電対としてCC熱電対を用い、第７図
に示す如き測定回路を製作した。第７図について
説明する。
し、差動熱電対としてCC熱電対を用い、第７図
に示す如き測定回路を製作した。第７図について
説明する。
試料６の上、下面の温度差に相応する電圧差が
一定となるようにCC差動熱電対１０の出力電圧
を温度差調節器７を約0.84mVとなるように制御
する。この調節器の出力はヒーター２に供給さ
れ、ヒーター２の発熱量が増減する。次に恒温槽
８の雰囲気温度が一定温度となるように温度調節
器９によつて制御する、この温度制御は試料の下
面の温度が一定となるように試料の下面にヒータ
ー２１を設けて制御しても良い。要するに試料の
上面の温度THと下面の温度TLを一定に制御する
ためには、温度△Ｔ＝TH−TLを一定に制御こと
に加えて、TH又はTLのいずれかの温度を一定に
制御すればTL又はTHも一定制御されることにな
る。熱流計５１と５２の出力は各々増巾器
（AMP.1と２）で幅巾され、Ｒ１とＲ２によつて
先述したaL／aH＝1.02を設定する。
一定となるようにCC差動熱電対１０の出力電圧
を温度差調節器７を約0.84mVとなるように制御
する。この調節器の出力はヒーター２に供給さ
れ、ヒーター２の発熱量が増減する。次に恒温槽
８の雰囲気温度が一定温度となるように温度調節
器９によつて制御する、この温度制御は試料の下
面の温度が一定となるように試料の下面にヒータ
ー２１を設けて制御しても良い。要するに試料の
上面の温度THと下面の温度TLを一定に制御する
ためには、温度△Ｔ＝TH−TLを一定に制御こと
に加えて、TH又はTLのいずれかの温度を一定に
制御すればTL又はTHも一定制御されることにな
る。熱流計５１と５２の出力は各々増巾器
（AMP.1と２）で幅巾され、Ｒ１とＲ２によつて
先述したaL／aH＝1.02を設定する。
各々、増幅して出力をAMP.３へ導びき、各入
力の和1/2（aHVH＋aLVL）の電圧を合成する。
AMP.３の出力を試料厚さに応じて抵抗の変化す
るポテンシヨメーター１１を通して、試料の厚さ
分の補正をし、指示計１２において、(16)式を計
算した結果、即ち試料の熱伝導率を直示する。
力の和1/2（aHVH＋aLVL）の電圧を合成する。
AMP.３の出力を試料厚さに応じて抵抗の変化す
るポテンシヨメーター１１を通して、試料の厚さ
分の補正をし、指示計１２において、(16)式を計
算した結果、即ち試料の熱伝導率を直示する。
測定温度は別途、試料の上面と下面に配設した
２ケの温度計３（熱電対）によつて1/2（TH＋
TL）の値が指示されるようにAMP.４と抵抗Ｒ３
で調節し、指示計に直示される。本装置には試料
をはさみ込むための電動式昇降装置１３が付さ
れ、さらに一定荷重装置も具備して、試料を一定
の圧力で密着せしめる。
２ケの温度計３（熱電対）によつて1/2（TH＋
TL）の値が指示されるようにAMP.４と抵抗Ｒ３
で調節し、指示計に直示される。本装置には試料
をはさみ込むための電動式昇降装置１３が付さ
れ、さらに一定荷重装置も具備して、試料を一定
の圧力で密着せしめる。
次に、本回路における試料厚さ測定用ポテンシ
ヨメーターの詳細について説明を加えておく。基
本的には第７図の試料厚さ測定用ポテンシヨメー
ター１１によつて熱伝導率λを求める場合に試料
厚さの定数を入れることができる。厳密な意味で
はポテンシヨメーターＲ４に接続された金属製の
支持棒１４が温度によつて熱膨脹し、その分だけ
試料厚さの測定及び熱伝導率λ測定において誤差
を生ずる。従つて、この支持棒１４の伸びの分だ
け補正する回路を採用する。第８図にその部分の
回路を示す。
ヨメーターの詳細について説明を加えておく。基
本的には第７図の試料厚さ測定用ポテンシヨメー
ター１１によつて熱伝導率λを求める場合に試料
厚さの定数を入れることができる。厳密な意味で
はポテンシヨメーターＲ４に接続された金属製の
支持棒１４が温度によつて熱膨脹し、その分だけ
試料厚さの測定及び熱伝導率λ測定において誤差
を生ずる。従つて、この支持棒１４の伸びの分だ
け補正する回路を採用する。第８図にその部分の
回路を示す。
試料厚さ測定用ポテンシヨメーター１１は恒温
槽８の外部に設けられており、金属製の支持棒１
４を介して、第８図の上側センサー１５の動き即
ち、試料の厚さに担当する動きに連動するように
なつている。しかし、実際に恒温槽の温度を変え
て熱伝導率を測定する場合には、支持棒１４及び
上側センサー１５及び下側センサー１６の材料の
熱膨脹によつて、正しい試料厚さを示さない。こ
の問題を解決するための回路が第８図である。
槽８の外部に設けられており、金属製の支持棒１
４を介して、第８図の上側センサー１５の動き即
ち、試料の厚さに担当する動きに連動するように
なつている。しかし、実際に恒温槽の温度を変え
て熱伝導率を測定する場合には、支持棒１４及び
上側センサー１５及び下側センサー１６の材料の
熱膨脹によつて、正しい試料厚さを示さない。こ
の問題を解決するための回路が第８図である。
この回路は恒温槽８内に設けた測温抵抗体
（Rpt）と固定抵抗Ｒ５を直列に接続し、熱伝導率
を測定する場合はSW１を熱伝導率測にして、試
料厚さ測定用ポテンシヨメーターに加わる信号電
圧｛1/2（aHVH＋aLVL）｝に対して、(16)式の試料
厚さＬの乗算で必要とされるＬの温度による補正
を通常のオペレーシヨンアンプAMP.５に、ポテ
ンシヨメーターＲ４からの信号電圧と測温抵抗体
Rptと固定抵抗Ｒ５によつて分圧された信号電圧
とを差動で加えることにより、この目的を達成し
ている。又、試料の厚さを指示計に指示させると
きには、上述のポテンシヨメーターＲ４に加わる
信号電圧を直流の一定電圧Ｅとして与え、上述と
同様の動作回路によつて、支持棒やセンサー材料
の熱膨脹が補正された、正しい試料の厚さが指示
されるようになつている。
（Rpt）と固定抵抗Ｒ５を直列に接続し、熱伝導率
を測定する場合はSW１を熱伝導率測にして、試
料厚さ測定用ポテンシヨメーターに加わる信号電
圧｛1/2（aHVH＋aLVL）｝に対して、(16)式の試料
厚さＬの乗算で必要とされるＬの温度による補正
を通常のオペレーシヨンアンプAMP.５に、ポテ
ンシヨメーターＲ４からの信号電圧と測温抵抗体
Rptと固定抵抗Ｒ５によつて分圧された信号電圧
とを差動で加えることにより、この目的を達成し
ている。又、試料の厚さを指示計に指示させると
きには、上述のポテンシヨメーターＲ４に加わる
信号電圧を直流の一定電圧Ｅとして与え、上述と
同様の動作回路によつて、支持棒やセンサー材料
の熱膨脹が補正された、正しい試料の厚さが指示
されるようになつている。
上述の如く、(16)式の演算を行なうに際して特
別な演算器を用いることなく、通常使用される増
巾器を用いるだけで簡単に結果が直示できるもの
である。なお、本装置において１枚だけ熱流計を
用いるときはAMP.１又はAMP.２の一方の回路
を用いることになり、同様にして(15)式が計算さ
れることは容易にわかる。
別な演算器を用いることなく、通常使用される増
巾器を用いるだけで簡単に結果が直示できるもの
である。なお、本装置において１枚だけ熱流計を
用いるときはAMP.１又はAMP.２の一方の回路
を用いることになり、同様にして(15)式が計算さ
れることは容易にわかる。
上述の装置を用いて、シリコーンゴム及び発泡
ポリスチレンの熱伝導率を実測した時の結果を第
９図、第１０図に示す。この結果から(17)式の温
度依存性の項は銅・コンスタンタンの熱電能の温
度依存性と熱流計の検定定数の温度依存性とが上
手く相殺する形で作用し、各々の材料の標準熱伝
導率に良く一致することがわかる。又、本装置の
再現性は±1.5％以内であることを確認し、安定
した性能を有することがわかつた。
ポリスチレンの熱伝導率を実測した時の結果を第
９図、第１０図に示す。この結果から(17)式の温
度依存性の項は銅・コンスタンタンの熱電能の温
度依存性と熱流計の検定定数の温度依存性とが上
手く相殺する形で作用し、各々の材料の標準熱伝
導率に良く一致することがわかる。又、本装置の
再現性は±1.5％以内であることを確認し、安定
した性能を有することがわかつた。
なお、本装置においては温度差測定用素子とし
てCCを用いたが、CRCを用いた場合も類似の良
い結果の得られることが容易に推測され、CRC
差動熱電対を用いることが可能である。
てCCを用いたが、CRCを用いた場合も類似の良
い結果の得られることが容易に推測され、CRC
差動熱電対を用いることが可能である。
上述した様に本発明による熱伝導率測定装置は
特別な演算器を使用することなく、熱伝導率値を
直示することができ、しかも極めて良い精度で、
温度依存の特性も知ることができる。即ち、実用
的、安価、確実な装置を提供できるものである。
特別な演算器を使用することなく、熱伝導率値を
直示することができ、しかも極めて良い精度で、
温度依存の特性も知ることができる。即ち、実用
的、安価、確実な装置を提供できるものである。
第１図、第２図は熱流計１ケを用いる熱伝導率
測定装置の原理図（断面図）であり、第３図は熱
流計２ケを用いる熱伝導率測定装置の原理図（断
面図）である。第４図は温度によるクロメル・コ
ンスタンタン熱電対の熱電能の変化を示し、第５
図は同じく、銅・コンスタンタン熱電対の熱電能
の変化を示す。第６図は熱流計の出力と既知熱流
密度との比を熱流計内部の温度計の指示温度に対
してプロツトした熱流計の検定結果を示す。第７
図は本願発明に係る熱伝導率測定装置の一例を示
したものであり、第８図は、その中の試料厚測定
装置の原理図である。第９図、第１０図はシリコ
ーンゴム、発泡ポリスチレンの熱伝導率の実測値
である。 ２……ヒーター板、３……温度計、４……放熱
板、５……熱流計、６……試料、７……温度差調
節器、８……恒温槽、１０……差動熱電対、１１
……試料厚測定用ポテンシヨメーター、１２……
指示計、５１，５２……熱流計。
測定装置の原理図（断面図）であり、第３図は熱
流計２ケを用いる熱伝導率測定装置の原理図（断
面図）である。第４図は温度によるクロメル・コ
ンスタンタン熱電対の熱電能の変化を示し、第５
図は同じく、銅・コンスタンタン熱電対の熱電能
の変化を示す。第６図は熱流計の出力と既知熱流
密度との比を熱流計内部の温度計の指示温度に対
してプロツトした熱流計の検定結果を示す。第７
図は本願発明に係る熱伝導率測定装置の一例を示
したものであり、第８図は、その中の試料厚測定
装置の原理図である。第９図、第１０図はシリコ
ーンゴム、発泡ポリスチレンの熱伝導率の実測値
である。 ２……ヒーター板、３……温度計、４……放熱
板、５……熱流計、６……試料、７……温度差調
節器、８……恒温槽、１０……差動熱電対、１１
……試料厚測定用ポテンシヨメーター、１２……
指示計、５１，５２……熱流計。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 試料の１面或いは両面に熱流計を配設し、試
料の上、下面の温度差を電圧に置きかえて一定の
電圧差となるように制御する温度差調節器と試料
の雰囲気の温度或いは試料の低温度側或は試料の
高温度側の温度が一定となるように制御する温度
調節器を備えた熱伝導率測定装置で、定常状態に
おいて熱流計によつて計測される試料を貫流する
熱流密度から熱伝導率を測定する装置において、
試料の熱流垂直貫流上・下面（あるいは裏・表
面）に温度差を検出する差動熱電対としてその熱
電能の温度依存性が正である熱電対を用い、かつ
熱流計の感度の逆数値（熱流密度を熱流計の出力
電圧で除した値）が負の温度依存性つまり、検定
定数の温度特性が負の温度依存性を示す熱流計を
用いてなることを特徴とする熱伝導率測定装置。 ２ 差動熱電対に銅コンスタンタン熱電対を用
い、熱流計としてシリコーンゴムを熱抵抗体と
し、その熱抵抗体の表裏面の温度差を検出するサ
ーモパイルとしてクロメル・アルメル熱電対を用
いた熱流計を使用する第１項記載の熱伝導率測定
装置。 ３ 差動熱電対にクロメルコンスタンタン熱電対
を用い、シリコーンゴムを熱抵抗体とし、その熱
抵抗体の表裏面の温度差を検出するサーモパイル
としてクロメル・アルメル熱電対を用いた熱流計
を使用する第１項記載の熱伝導率測定装置。 ４ 試料厚さを電気信号に変えて求める回路にお
いて、試料の厚さに応じて物理的に摺動するポテ
ンシヨメーターとポテンシヨメーターの指示棒
（試料の厚さを伝える棒）の熱膨張を補正する固
定抵抗および温度によつて抵抗の変化する測温抵
抗体で構成された試料厚さの係数を与える装置を
装備した第１項記載の熱伝導率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3723581A JPS57151846A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Thermoconductivity measuring apparatus by utilization of heat transmission meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3723581A JPS57151846A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Thermoconductivity measuring apparatus by utilization of heat transmission meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57151846A JPS57151846A (en) | 1982-09-20 |
| JPH0143903B2 true JPH0143903B2 (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=12491940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3723581A Granted JPS57151846A (en) | 1981-03-17 | 1981-03-17 | Thermoconductivity measuring apparatus by utilization of heat transmission meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57151846A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005119231A1 (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 特性測定用器具および特性測定方法 |
| WO2021025107A1 (ja) | 2019-08-06 | 2021-02-11 | セントラル硝子株式会社 | ジフルオロリン酸リチウムの製造方法、ジフルオロリン酸エステルの製造方法、ジフルオロリン酸リチウム、非水電解液の製造方法、及び非水二次電池の製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0885387A1 (en) * | 1996-03-08 | 1998-12-23 | Holometrix, Inc. | Heat flow meter instruments |
| JP6642392B2 (ja) * | 2016-11-24 | 2020-02-05 | 株式会社デンソー | 表面粗さ測定方法及び表面粗さ測定装置 |
-
1981
- 1981-03-17 JP JP3723581A patent/JPS57151846A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005119231A1 (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | The Circle For The Promotion Of Science And Engineering | 特性測定用器具および特性測定方法 |
| WO2021025107A1 (ja) | 2019-08-06 | 2021-02-11 | セントラル硝子株式会社 | ジフルオロリン酸リチウムの製造方法、ジフルオロリン酸エステルの製造方法、ジフルオロリン酸リチウム、非水電解液の製造方法、及び非水二次電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57151846A (en) | 1982-09-20 |
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