JPH0562944B2 - - Google Patents
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- JPH0562944B2 JPH0562944B2 JP62048566A JP4856687A JPH0562944B2 JP H0562944 B2 JPH0562944 B2 JP H0562944B2 JP 62048566 A JP62048566 A JP 62048566A JP 4856687 A JP4856687 A JP 4856687A JP H0562944 B2 JPH0562944 B2 JP H0562944B2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、熱伝達率の測定方法に関する。主と
して、いわゆる通電加熱法によつて種々の流体
（液体、気体に限らず、半固体を含み、流れるこ
とができる物質をいう。以下同じ）の物性値を測
定する際に必要とされる熱伝達率の測定方法に関
するものである。
して、いわゆる通電加熱法によつて種々の流体
（液体、気体に限らず、半固体を含み、流れるこ
とができる物質をいう。以下同じ）の物性値を測
定する際に必要とされる熱伝達率の測定方法に関
するものである。
（発明の背景）
一般に、流体の物性値（例えば動粘度）を知る
ことは、流体の工程管理上極めて重要である。
ことは、流体の工程管理上極めて重要である。
現在、流体の物性値を計る方法としては、先に
本件出願人が開示した特開昭60−152943号公報に
記載されているように、測定対象物である流体中
に、垂直に張られた金属細線を感知素子としてこ
れを通電加熱し、上記金属細線の表面における熱
伝達率を算出することによつて、流体の物性値を
測定する方法が知られている。
本件出願人が開示した特開昭60−152943号公報に
記載されているように、測定対象物である流体中
に、垂直に張られた金属細線を感知素子としてこ
れを通電加熱し、上記金属細線の表面における熱
伝達率を算出することによつて、流体の物性値を
測定する方法が知られている。
この方法は、現在、上述のように金属細線を感
知素子（ここでは発熱体）として用いており、第
５図に示すように、金属細線１の両端に電流導入
用リード線２，２と電圧測定用リード線３，３と
をそれぞれ接続し、電流導入用リード線２，２を
通じて金属細線１に通電し、その時の金属細線１
に印加されている電圧を、電圧測定用リード線
３，３に接続した電圧計４で測定している。
知素子（ここでは発熱体）として用いており、第
５図に示すように、金属細線１の両端に電流導入
用リード線２，２と電圧測定用リード線３，３と
をそれぞれ接続し、電流導入用リード線２，２を
通じて金属細線１に通電し、その時の金属細線１
に印加されている電圧を、電圧測定用リード線
３，３に接続した電圧計４で測定している。
そして、電圧計４で測定した電圧値Ｖと金属細
線１に通電している電流値Ｉとの関係から、その
時点における金属細線１の抵抗値Ｒを求め、更に
その時点の金属細線１の単位体積当りの発熱量Ｗ
を Ｗ＝I2R／π（ｄ／２）2L …… として求め、この発熱量Ｗから、上記細線と流体
との境界面における熱伝達率αを、 α＝Wd／４（θs−θ∞） …… ｄ：細線の直径 Ｌ：細線の長さ θs：細線の表面温度 θ∞：流体の温度 として求めて、この熱伝達率αから所定の関係式
に基づいて動粘度を求めている。
線１に通電している電流値Ｉとの関係から、その
時点における金属細線１の抵抗値Ｒを求め、更に
その時点の金属細線１の単位体積当りの発熱量Ｗ
を Ｗ＝I2R／π（ｄ／２）2L …… として求め、この発熱量Ｗから、上記細線と流体
との境界面における熱伝達率αを、 α＝Wd／４（θs−θ∞） …… ｄ：細線の直径 Ｌ：細線の長さ θs：細線の表面温度 θ∞：流体の温度 として求めて、この熱伝達率αから所定の関係式
に基づいて動粘度を求めている。
（発明が解決しようとする問題点）
最近では、上記感知素子の小型化を図りたいと
いう要請が高まつているが、上記感知素子を小型
にした場合には、感知素子と測定対象物との間に
おける熱伝達率を正確に評価することができなく
なるという問題がある。
いう要請が高まつているが、上記感知素子を小型
にした場合には、感知素子と測定対象物との間に
おける熱伝達率を正確に評価することができなく
なるという問題がある。
例えば今、第６図に示すように、前記細線を短
くした金属棒５を感知素子として用い、その円周
面７が測定対象物である流体Ｆに接触していると
すると、前述の方法において、真に評価したい熱
量は、感知素子と測定対象物である流体との間に
おいて伝達された熱量、すなわち、ここでは、金
属棒の円周面７から流体Ｆに逃げた熱量Ｗ１であ
る。
くした金属棒５を感知素子として用い、その円周
面７が測定対象物である流体Ｆに接触していると
すると、前述の方法において、真に評価したい熱
量は、感知素子と測定対象物である流体との間に
おいて伝達された熱量、すなわち、ここでは、金
属棒の円周面７から流体Ｆに逃げた熱量Ｗ１であ
る。
ところが実際には、感知素子５で発生した熱
は、図示のように、感知素子５の両端面６，６か
らも逃げており、この両端面６，６から逃げた熱
量をＷ２とすると、この熱量Ｗ２と流体Ｆに逃げ
た熱量Ｗ１との和、すなわち、Ｗ１＋Ｗ２が感知
素子５の発熱量Ｗである。
は、図示のように、感知素子５の両端面６，６か
らも逃げており、この両端面６，６から逃げた熱
量をＷ２とすると、この熱量Ｗ２と流体Ｆに逃げ
た熱量Ｗ１との和、すなわち、Ｗ１＋Ｗ２が感知
素子５の発熱量Ｗである。
両端面６，６から逃げた熱量Ｗ２は未知である
が、前述の方法は、感知素子を細線（直径：長さ
が１：1000程度の細線）とすることによつて、両
端面６，６から逃げる熱量Ｗ２を、円周面７から
流体Ｆに逃げる熱量Ｗ１に比べて著しく小さくし
ているので、両端面６，６から逃げている熱量Ｗ
２を無視して感知素子全体の熱量Ｗを、流体Ｆに
逃げた熱量Ｗ１であると擬制しても、測定誤差が
小さくなるようにしている。
が、前述の方法は、感知素子を細線（直径：長さ
が１：1000程度の細線）とすることによつて、両
端面６，６から逃げる熱量Ｗ２を、円周面７から
流体Ｆに逃げる熱量Ｗ１に比べて著しく小さくし
ているので、両端面６，６から逃げている熱量Ｗ
２を無視して感知素子全体の熱量Ｗを、流体Ｆに
逃げた熱量Ｗ１であると擬制しても、測定誤差が
小さくなるようにしている。
しかしながら、例えば上述したように細線も短
くした金属棒５を感知素子として用いた場合に
は、円周面７から流体Ｆに逃げる熱量Ｗ１に対し
て、未知量である両端面６，６から逃げる熱量Ｗ
２が大きくなり、これを無視することができなく
なる。
くした金属棒５を感知素子として用いた場合に
は、円周面７から流体Ｆに逃げる熱量Ｗ１に対し
て、未知量である両端面６，６から逃げる熱量Ｗ
２が大きくなり、これを無視することができなく
なる。
したがつて、この場合に、感知素子全体の発熱
量Ｗを、流体Ｆに逃げた熱量Ｗ１であると擬制し
たのでは、両端面６，６から逃げている熱量Ｗ２
の分だけ誤差となり、熱伝達率すなわち、流体の
物性値を正確に測定することができなくなるとい
う問題がある。
量Ｗを、流体Ｆに逃げた熱量Ｗ１であると擬制し
たのでは、両端面６，６から逃げている熱量Ｗ２
の分だけ誤差となり、熱伝達率すなわち、流体の
物性値を正確に測定することができなくなるとい
う問題がある。
このような問題は、感知素子として吸熱体を用
いた場合にも同様に生じる。
いた場合にも同様に生じる。
本発明の目的は、以上のような問題点を解決
し、感知素子の小型化を図つた場合においても、
感知素子と測定対象物である流体との間における
熱伝達率を正確に把握できるようにすることにあ
る。
し、感知素子の小型化を図つた場合においても、
感知素子と測定対象物である流体との間における
熱伝達率を正確に把握できるようにすることにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明の方法は、流
体中に感知素子を入れ、この感知素子に通電して
該感知素子の発熱量を測定し、この発熱量に基づ
き、前記感知素子と流体との間における熱伝達率
を測定するに際し、前記感知素子の特定の面のみ
を前記流体と熱的に接触させ、この熱的接触面以
外の面には感知素子と同じ温度に制御される補助
素子を接触させて熱移動のない状態として前記感
知素子の発熱量を測定し、該発熱量に基づいて前
記熱伝達率を測定することとした。
体中に感知素子を入れ、この感知素子に通電して
該感知素子の発熱量を測定し、この発熱量に基づ
き、前記感知素子と流体との間における熱伝達率
を測定するに際し、前記感知素子の特定の面のみ
を前記流体と熱的に接触させ、この熱的接触面以
外の面には感知素子と同じ温度に制御される補助
素子を接触させて熱移動のない状態として前記感
知素子の発熱量を測定し、該発熱量に基づいて前
記熱伝達率を測定することとした。
尚、熱的接触とは、２物体間の物理的接触をい
うのではなく、熱が移動し得る接触状態をいう。
うのではなく、熱が移動し得る接触状態をいう。
（作用効果）
熱の伝達現象は、温度の差によつて生じる。
本発明測定方法は、測定対象物である流体中に
入れた感知素子の特定の面のみを、前記流体と熱
的に接触させ、この熱的接触面以外の面には感知
素子と同じ温度に制御される補助素子を接触させ
て熱移動のない状態としているので、感知素子と
測定対象物である流体との間における熱伝達は、
感知素子と流体との熱的接触面においてのみなさ
れることとなる。
入れた感知素子の特定の面のみを、前記流体と熱
的に接触させ、この熱的接触面以外の面には感知
素子と同じ温度に制御される補助素子を接触させ
て熱移動のない状態としているので、感知素子と
測定対象物である流体との間における熱伝達は、
感知素子と流体との熱的接触面においてのみなさ
れることとなる。
したがつて、本発明の方法によれば、感知素子
の小型化を図つた場合においても、感知素子と測
定対象物である流体との間において伝達された熱
量を正確に把握でき、熱伝達率を正確に計測して
流体の物性値を正確に測定することができる。
の小型化を図つた場合においても、感知素子と測
定対象物である流体との間において伝達された熱
量を正確に把握でき、熱伝達率を正確に計測して
流体の物性値を正確に測定することができる。
（実施例）
以下、感知素子を発熱体とした場合の本発明方
法の実施例について図面を参照して説明する。
法の実施例について図面を参照して説明する。
尚、感知素子を吸熱体としても、原理的には同
じである。
じである。
第１図は、本発明の方法に用いる感知素子の一
例を示す概略正面図であり、第２図は、本発明方
法の一実施例状態を示すブロツク図である。
例を示す概略正面図であり、第２図は、本発明方
法の一実施例状態を示すブロツク図である。
本方法において、第２図に示すように、流体Ｆ
中に感知素子１０を入れ、この感知素子１０に通
電して、該感知素子１０の発熱量を測定し、この
発熱量に基づき、前記感知素子１０と流体Ｆとの
間における熱伝達率を測定する点については前述
した従来の方法と変わりがない。
中に感知素子１０を入れ、この感知素子１０に通
電して、該感知素子１０の発熱量を測定し、この
発熱量に基づき、前記感知素子１０と流体Ｆとの
間における熱伝達率を測定する点については前述
した従来の方法と変わりがない。
本方法の特徴とする点は、前記感知素子１０の
外周面１０ａのみを前記流体Ｆと熱的に接触さ
せ、この熱的接触面１０ａ以外の面、すなわち、
両端面１１，１１を断熱状態として感知素子１０
の発熱量を測定する点にある。
外周面１０ａのみを前記流体Ｆと熱的に接触さ
せ、この熱的接触面１０ａ以外の面、すなわち、
両端面１１，１１を断熱状態として感知素子１０
の発熱量を測定する点にある。
具体的には、先ず第２図に示すように、タンク
Ｔに入つた測定対象物である流体（ここでは液
体）Ｆ中に感知素子１０を入れるかあるいは予め
入れておく。
Ｔに入つた測定対象物である流体（ここでは液
体）Ｆ中に感知素子１０を入れるかあるいは予め
入れておく。
この際、感知素子１０には、第１図に示すよう
に、その両端面１１，１１に絶縁薄膜（樹脂膜、
セラミツクス等）を介し、電気的に絶縁して補助
素子２０及び３０を接合し、感知素子１０は、電
流導入用リード線１２，１３及び電圧測定用リー
ド線１４，１５を介して電流源４０及び電圧測定
装置５０に接続し、補助素子２０，３０は、それ
ぞれの電流供給用リード線２１，２２及び３１，
３２を介して電流源４０に接続しておく。
に、その両端面１１，１１に絶縁薄膜（樹脂膜、
セラミツクス等）を介し、電気的に絶縁して補助
素子２０及び３０を接合し、感知素子１０は、電
流導入用リード線１２，１３及び電圧測定用リー
ド線１４，１５を介して電流源４０及び電圧測定
装置５０に接続し、補助素子２０，３０は、それ
ぞれの電流供給用リード線２１，２２及び３１，
３２を介して電流源４０に接続しておく。
なお、電流源４０及び電圧測定装置５０はそれ
ぞれGP−IB（ゼネラル・パーパス・インターフ
エース・バス）制御系にて制御装置６０に接続す
る。
ぞれGP−IB（ゼネラル・パーパス・インターフ
エース・バス）制御系にて制御装置６０に接続す
る。
その後このような状態において、それぞれのリ
ード線を通じて電流源４０から各素子に個別の電
流を供給し、制御装置６０によつて、感知素子と
補助素子との接合面１１における各素子の温度が
同じになるように制御する。
ード線を通じて電流源４０から各素子に個別の電
流を供給し、制御装置６０によつて、感知素子と
補助素子との接合面１１における各素子の温度が
同じになるように制御する。
そして、前記電圧測定用リード線１４，１５を
介して電圧測定装置５０で感知素子１０に印加さ
れている電圧を測定し、その測定結果に基づいて
制御装置６０により、その時の感知素子１０に供
給されている電流値との関係で感知素子１０の発
熱量Ｗを算出し（前記式参照）、この発熱量Ｗ
から前記式に基づいて感知素子１０と流体Ｆと
の熱的接触面における熱伝達率αを算出する。
介して電圧測定装置５０で感知素子１０に印加さ
れている電圧を測定し、その測定結果に基づいて
制御装置６０により、その時の感知素子１０に供
給されている電流値との関係で感知素子１０の発
熱量Ｗを算出し（前記式参照）、この発熱量Ｗ
から前記式に基づいて感知素子１０と流体Ｆと
の熱的接触面における熱伝達率αを算出する。
本方法によれば、感知素子１０と流体Ｆとの熱
的接触面が、該素子の外周面１０ａのみであり、
かつこの接触面以外の面である両端面が補助素子
２０，３０との接合面１１であつて、この接合面
１１における各素子間の温度差は無いので、感知
素子１０の両端面１１，１１では熱移動のない状
態となる。
的接触面が、該素子の外周面１０ａのみであり、
かつこの接触面以外の面である両端面が補助素子
２０，３０との接合面１１であつて、この接合面
１１における各素子間の温度差は無いので、感知
素子１０の両端面１１，１１では熱移動のない状
態となる。
すなわち、第１図に示すように感知素子１０の
両端面１１，１１を通じて伝達される熱量Ｗ２は
０となり、感知素子１０と流体Ｆとの間における
熱伝達は、感知素子と流体との熱的接触面１０ａ
においてのみなされることとなる。
両端面１１，１１を通じて伝達される熱量Ｗ２は
０となり、感知素子１０と流体Ｆとの間における
熱伝達は、感知素子と流体との熱的接触面１０ａ
においてのみなされることとなる。
したがつて、この熱的接触面１０ａを通じて、
流体Ｆに伝達された熱量をＷ１とすれば、 Ｗ１＝Ｗ Ｗ：感知素子１０の発熱量 となり、感知素子１０と測定対象物である流体Ｆ
との間における熱伝達率を正確に把握することが
できる。
流体Ｆに伝達された熱量をＷ１とすれば、 Ｗ１＝Ｗ Ｗ：感知素子１０の発熱量 となり、感知素子１０と測定対象物である流体Ｆ
との間における熱伝達率を正確に把握することが
できる。
以上本発明の一実施例について説明したが、本
発明は、上記の実施例に限るものではなく、適宜
変形実施可能である。
発明は、上記の実施例に限るものではなく、適宜
変形実施可能である。
例えば、感知素子１０の形状及びそのどの面を
熱的接触面にとるかは任意であり、第３図及び第
４図に示すように、一方の補助素子３０を除去
し、感知素子１０及び補助素子２０をリング状に
して感知素子１０の一側面及び内外周面を熱的接
触面としてもよい。
熱的接触面にとるかは任意であり、第３図及び第
４図に示すように、一方の補助素子３０を除去
し、感知素子１０及び補助素子２０をリング状に
して感知素子１０の一側面及び内外周面を熱的接
触面としてもよい。
又、熱移動のない状態を得るに際しては、発熱
体と真空断熱とを併用しても良い。更に感知素子
１０と補助素子１１とは物理的に接触していなく
ても熱移動のない状態が得られれば良い。
体と真空断熱とを併用しても良い。更に感知素子
１０と補助素子１１とは物理的に接触していなく
ても熱移動のない状態が得られれば良い。
第１図は本発明の方法に用いる感知素子の一例
を示す概略正面図、第２図は本発明方法の一実施
状態を示すブロツク図、第３図は第１図のものと
は異なる感知素子の概略正面図、第４図は同上一
部省略側面図、第５図及び第６図は従来法の説明
図である。 １０……感知素子、１０ａ……熱的接触面、２
０……補助素子。
を示す概略正面図、第２図は本発明方法の一実施
状態を示すブロツク図、第３図は第１図のものと
は異なる感知素子の概略正面図、第４図は同上一
部省略側面図、第５図及び第６図は従来法の説明
図である。 １０……感知素子、１０ａ……熱的接触面、２
０……補助素子。
Claims (1)
- １ 流体中に感知素子を入れ、この感知素子に通
電して該感知素子の発熱量を測定し、この発熱量
に基づき前記感知素子と流体との間における熱伝
達率を測定するに際し、前記感知素子の特定の面
のみを前記流体と熱的に接触させ、この熱的接触
面以外の面には感知素子と同じ温度に制御される
補助素子を接触させて熱移動のない状態として前
記感知素子の発熱量を測定し、該発熱量に基づい
て前記熱伝達率を測定することを特徴とする熱伝
達率の測定方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048566A JPS63214654A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 熱伝達率の測定方法 |
| US07/157,260 US4995731A (en) | 1987-03-03 | 1988-02-18 | Method for measuring heat transfer coefficient and sensor including heat transfer element and thermal insulation element |
| EP88102702A EP0282780B1 (en) | 1987-03-03 | 1988-02-24 | Method for measuring heat transfer coefficient and sensor including heat transfer element and thermal insulation element |
| DE8888102702T DE3870288D1 (de) | 1987-03-03 | 1988-02-24 | Verfahren zum messen von waermeleitfaehigkeitskoeffizienten und sensor mit einem waermeleitenden element und mit einem waermeisolierenden element. |
| CA000560242A CA1313463C (en) | 1987-03-03 | 1988-03-01 | Method for measuring heat transfer coefficient and sensor including heat transfer element and thermal insulation element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048566A JPS63214654A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 熱伝達率の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214654A JPS63214654A (ja) | 1988-09-07 |
| JPH0562944B2 true JPH0562944B2 (ja) | 1993-09-09 |
Family
ID=12806944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62048566A Granted JPS63214654A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 熱伝達率の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63214654A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5015591A (ja) * | 1973-06-07 | 1975-02-19 | ||
| JPS59217162A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-07 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | 乳凝固の測定方法 |
| JPS60152943A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | 液体または半固体状物質の物性変化の測定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48113979U (ja) * | 1972-04-03 | 1973-12-26 | ||
| JPS4939473U (ja) * | 1972-07-05 | 1974-04-06 |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP62048566A patent/JPS63214654A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5015591A (ja) * | 1973-06-07 | 1975-02-19 | ||
| JPS59217162A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-07 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | 乳凝固の測定方法 |
| JPS60152943A (ja) * | 1984-01-20 | 1985-08-12 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | 液体または半固体状物質の物性変化の測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63214654A (ja) | 1988-09-07 |
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