JPH06130011A - 熱伝導率測定装置 - Google Patents
熱伝導率測定装置Info
- Publication number
- JPH06130011A JPH06130011A JP28053191A JP28053191A JPH06130011A JP H06130011 A JPH06130011 A JP H06130011A JP 28053191 A JP28053191 A JP 28053191A JP 28053191 A JP28053191 A JP 28053191A JP H06130011 A JPH06130011 A JP H06130011A
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- Japan
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- sample
- power
- thermal conductivity
- heating element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融樹脂等の熱伝導率をより高精度に測定す
ることのできる装置を提供する。 【構成】 試料に接触して通電により発熱する発熱体
と、該発熱体の抵抗変化から、発熱体の温度を求め、こ
の温度に基づいて試料の熱伝導率を算出するとともに、
前記発熱体に供給する電流と電圧の積を基準値と比較
し、両者が等しくなるように制御する制御装置とで構成
する。
ることのできる装置を提供する。 【構成】 試料に接触して通電により発熱する発熱体
と、該発熱体の抵抗変化から、発熱体の温度を求め、こ
の温度に基づいて試料の熱伝導率を算出するとともに、
前記発熱体に供給する電流と電圧の積を基準値と比較
し、両者が等しくなるように制御する制御装置とで構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体および液体の試
料、例えば溶融樹脂等の熱伝導率を測定するために使用
するに適した熱伝導率測定装置に関するものである。
料、例えば溶融樹脂等の熱伝導率を測定するために使用
するに適した熱伝導率測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、射出成形加工の制御にコンピュ
−タを利用する場合等には、溶融樹脂の熱伝導率が、比
熱、粘度等の特性とともに重要なデ−タとして要求され
る。溶融樹脂の熱伝導率測定法として従来提案されてい
るものは、ＪＩＳ Ａ １４１３号に規定された固体の
熱伝導率測定法に準拠する平行平板法や、これを利用し
た同心円筒法のほか、非定常細線加熱法、プロ−ブ法等
である。
−タを利用する場合等には、溶融樹脂の熱伝導率が、比
熱、粘度等の特性とともに重要なデ−タとして要求され
る。溶融樹脂の熱伝導率測定法として従来提案されてい
るものは、ＪＩＳ Ａ １４１３号に規定された固体の
熱伝導率測定法に準拠する平行平板法や、これを利用し
た同心円筒法のほか、非定常細線加熱法、プロ−ブ法等
である。
【０００３】このうち、平行平板法は、高温でのバラツ
キが大きく、測定精度が低いとされている。また、同心
円筒法は、上記平板法に比べ、測定精度が、若干向上す
るが、融点以上の高温領域で熱分解しやすい樹脂では、
大きなバラツキが生じ、本質的な評価ができないという
問題がある。更に、非定常細線加熱法は、ＪＩＳ Ｒ２
６１８号に規定されている方法で、均一な温度に保たれ
ている試料中に直線状の細い熱源を設け、瞬間的にこの
熱線を加熱して、該熱線の温度上昇を別の熱電対で測定
する方法である。
キが大きく、測定精度が低いとされている。また、同心
円筒法は、上記平板法に比べ、測定精度が、若干向上す
るが、融点以上の高温領域で熱分解しやすい樹脂では、
大きなバラツキが生じ、本質的な評価ができないという
問題がある。更に、非定常細線加熱法は、ＪＩＳ Ｒ２
６１８号に規定されている方法で、均一な温度に保たれ
ている試料中に直線状の細い熱源を設け、瞬間的にこの
熱線を加熱して、該熱線の温度上昇を別の熱電対で測定
する方法である。
【０００４】この方法は、測定時間が短く、精度が高い
という長所があるが、液状の試料の場合は流出が生じる
のでそのまま採用することができず、しかも溶融樹脂試
料では熱線や熱電対に試料が付着するので、これらを使
い捨てにしなければならないという問題がある。上記プ
ロ−ブ法は、これを改良したもので、熱線と熱電対をス
テンレスパイプ中に封入し、繰り返し使用できるように
したものであるが、ステンレスパイプを通して試料を加
熱するため、熱伝導誤差が生じて、再現性の良いデ−タ
が、得られないという欠点がある。
という長所があるが、液状の試料の場合は流出が生じる
のでそのまま採用することができず、しかも溶融樹脂試
料では熱線や熱電対に試料が付着するので、これらを使
い捨てにしなければならないという問題がある。上記プ
ロ−ブ法は、これを改良したもので、熱線と熱電対をス
テンレスパイプ中に封入し、繰り返し使用できるように
したものであるが、ステンレスパイプを通して試料を加
熱するため、熱伝導誤差が生じて、再現性の良いデ−タ
が、得られないという欠点がある。
【０００５】上記従来の測定法を改良したものとして、
本発明者らは、所定温度に保持された溶融樹脂試料中に
電気抵抗線を挿入し、該電気抵抗線に定電流を供給して
発熱させるとともに、該電気抵抗線の抵抗値を測定し、
得られた抵抗値から電気抵抗線の温度を求めて試料の熱
伝導率を算出する新たな測定方法を開発し、すでに特許
出願している（特願平２−２２３３６９号）。
本発明者らは、所定温度に保持された溶融樹脂試料中に
電気抵抗線を挿入し、該電気抵抗線に定電流を供給して
発熱させるとともに、該電気抵抗線の抵抗値を測定し、
得られた抵抗値から電気抵抗線の温度を求めて試料の熱
伝導率を算出する新たな測定方法を開発し、すでに特許
出願している（特願平２−２２３３６９号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記新たな測定法は、
再現性が良好で、高精度の測定を行うことができるもの
であるが、電気抵抗線に電流を流せば電気抵抗が変化す
るので、一定電流を流しても電気抵抗線に加わる電力
（Ｉ2 Ｒ）は一定ではなく、発熱に伴って供給電力が変
化することによって、誤差が生じていた。本発明は、上
記事情に鑑みてなされたもので、上記新たな測定法を更
に改良し、より高精度の熱伝導率測定を行うことができ
るようにすることを課題としている。
再現性が良好で、高精度の測定を行うことができるもの
であるが、電気抵抗線に電流を流せば電気抵抗が変化す
るので、一定電流を流しても電気抵抗線に加わる電力
（Ｉ2 Ｒ）は一定ではなく、発熱に伴って供給電力が変
化することによって、誤差が生じていた。本発明は、上
記事情に鑑みてなされたもので、上記新たな測定法を更
に改良し、より高精度の熱伝導率測定を行うことができ
るようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本
発明にかかる熱伝導率測定装置は、試料に接触して通電
により発熱する発熱体と、該発熱体の抵抗変化から発熱
体の温度を求め、この温度に基づいて試料の熱伝導率を
算出するとともに、前記発熱体に供給する電流と電圧の
積を基準値と比較し、両者が等しくなるように制御する
制御装置とを具備することを特徴としている。
め、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本
発明にかかる熱伝導率測定装置は、試料に接触して通電
により発熱する発熱体と、該発熱体の抵抗変化から発熱
体の温度を求め、この温度に基づいて試料の熱伝導率を
算出するとともに、前記発熱体に供給する電流と電圧の
積を基準値と比較し、両者が等しくなるように制御する
制御装置とを具備することを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明の測定装置によれば、発熱体である電気
抵抗線の供給電力を常に一定になるように制御するの
で、理論式にしたがって正確に熱伝導率を算出すること
ができる。
抵抗線の供給電力を常に一定になるように制御するの
で、理論式にしたがって正確に熱伝導率を算出すること
ができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面に表された実施例について説明す
る。図１は本発明の１実施例としての熱伝導率測定装置
の構成をあらわすもので、この測定装置１は、加熱部２
の中央に試料室３が設けられ、加熱部２の外周部にはヒ
−タ５が設けられている。ヒ−タ５の外側は、断熱材７
で覆われている。
る。図１は本発明の１実施例としての熱伝導率測定装置
の構成をあらわすもので、この測定装置１は、加熱部２
の中央に試料室３が設けられ、加熱部２の外周部にはヒ
−タ５が設けられている。ヒ−タ５の外側は、断熱材７
で覆われている。
【００１０】試料室３の底部には細孔９ａを有する栓体
９が取り付けられている。また、試料室３の側壁部には
温度センサ１０が設けられており、その検出出力が入力
する温度制御装置１２によってヒ−タ５に対する通電量
を制御して、試料室３内の温度を所定の温度に保つよう
になっている。
９が取り付けられている。また、試料室３の側壁部には
温度センサ１０が設けられており、その検出出力が入力
する温度制御装置１２によってヒ−タ５に対する通電量
を制御して、試料室３内の温度を所定の温度に保つよう
になっている。
【００１１】試料室３の上端開口部には熱伝導率検出部
１５を保持する着脱自在なキャップ１６が取り付けられ
る。熱伝導率検出部１５は、図２に示すように、細い石
英ガラス棒（例えば直径１．３ｍｍ、長さ８ｍｍ）１６
に発熱体として電気抵抗線である白金線１７を巻きつけ
たもので、白金線１７の両端が、定電力供給装置２０に
接続されている。
１５を保持する着脱自在なキャップ１６が取り付けられ
る。熱伝導率検出部１５は、図２に示すように、細い石
英ガラス棒（例えば直径１．３ｍｍ、長さ８ｍｍ）１６
に発熱体として電気抵抗線である白金線１７を巻きつけ
たもので、白金線１７の両端が、定電力供給装置２０に
接続されている。
【００１２】定電力供給装置２０のＡ２は電力を制御す
る回路で、入力端子（＋）にはコンピュ−タ２１から設
定電力Ｖ0 が加えられる。発熱体に加わる電力Ｚ＝Ｘ・
Ｙは入力端子（−）に接続され、ＺがＶ0 と等しくなる
ように制御される。２２は電圧と電流の積を求める乗算
器であり、２３、２４、２５はＡ／Ｄコンバ−タであ
る。
る回路で、入力端子（＋）にはコンピュ−タ２１から設
定電力Ｖ0 が加えられる。発熱体に加わる電力Ｚ＝Ｘ・
Ｙは入力端子（−）に接続され、ＺがＶ0 と等しくなる
ように制御される。２２は電圧と電流の積を求める乗算
器であり、２３、２４、２５はＡ／Ｄコンバ−タであ
る。
【００１３】通電中は発熱体である電気抵抗線の抵抗値
に比例した電圧Ｘが発生するが、この抵抗値はコンピュ
−タ２１によって温度に換算され計測される。また、供
給電力Ｚはコンピュ−タによって計測され、次式によっ
て熱伝導率λが求められる。
に比例した電圧Ｘが発生するが、この抵抗値はコンピュ
−タ２１によって温度に換算され計測される。また、供
給電力Ｚはコンピュ−タによって計測され、次式によっ
て熱伝導率λが求められる。
【００１４】
【数１】
【００１５】ここに、Ｐは発熱体電力であり、Ｔ1 ，Ｔ
2 はそれぞれθ1 ，θ2 における温度、Ｋは発熱体であ
る電気抵抗線の形状に関する定数である。このＫは、熱
伝導率λが既知の試料を用いて試験を行い求めることが
できる。
2 はそれぞれθ1 ，θ2 における温度、Ｋは発熱体であ
る電気抵抗線の形状に関する定数である。このＫは、熱
伝導率λが既知の試料を用いて試験を行い求めることが
できる。
【００１６】この熱伝導率測定装置１を用いて溶融樹脂
の熱伝導率を測定する方法について説明すると、まずポ
リマ−等の試料３０を試料室３に装入し、ヒ−タ５で加
熱溶融する。栓体９には細孔９ａが設けられているの
で、試料が溶融するときに空気がこの細孔を通って流出
する。
の熱伝導率を測定する方法について説明すると、まずポ
リマ−等の試料３０を試料室３に装入し、ヒ−タ５で加
熱溶融する。栓体９には細孔９ａが設けられているの
で、試料が溶融するときに空気がこの細孔を通って流出
する。
【００１７】試料が溶融したら検出部１５を試料の中央
部へ挿入する。そして検出部１５の電気抵抗線に通電す
ると、該検出部が発熱する。この発熱によって電気抵抗
線の抵抗は変化するが、定電力供給装置２０により、常
に一定の電力が供給され続ける。この状態で温度と時間
の関係を測定し、前記式により熱伝導率λを求めるので
ある。
部へ挿入する。そして検出部１５の電気抵抗線に通電す
ると、該検出部が発熱する。この発熱によって電気抵抗
線の抵抗は変化するが、定電力供給装置２０により、常
に一定の電力が供給され続ける。この状態で温度と時間
の関係を測定し、前記式により熱伝導率λを求めるので
ある。
【００１８】通電時の温度は、図３のような曲線にした
がって上昇するとして計算されるので、もし供給電力が
一定ではなく、定電流（抵抗値は平均を取る）で試験を
行うと、図３の曲線から外れるため、上記式による計算
で誤差が生じるが、この測定装置では定電力で測定する
ので正確な測定値が得られるのである。
がって上昇するとして計算されるので、もし供給電力が
一定ではなく、定電流（抵抗値は平均を取る）で試験を
行うと、図３の曲線から外れるため、上記式による計算
で誤差が生じるが、この測定装置では定電力で測定する
ので正確な測定値が得られるのである。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、試料に接触させた発熱体に通電し、その温度
上昇に起因する電気抵抗の変化から試料の熱伝導率を求
めるので、溶融樹脂等の試料の熱伝導率を容易かつ高精
度に測定することが可能となった。特にこの発明の測定
装置では、発熱体に一定の電力を供給しつつ測定を行う
ので、誤差が少なく、より正確に熱伝導率を測定するこ
とが可能となった。
によれば、試料に接触させた発熱体に通電し、その温度
上昇に起因する電気抵抗の変化から試料の熱伝導率を求
めるので、溶融樹脂等の試料の熱伝導率を容易かつ高精
度に測定することが可能となった。特にこの発明の測定
装置では、発熱体に一定の電力を供給しつつ測定を行う
ので、誤差が少なく、より正確に熱伝導率を測定するこ
とが可能となった。
【図１】本発明の実施例である測定装置の構成説明図で
ある。
ある。
【図２】検出部の説明図である。
【図３】温度上昇を表すグラフである。
１ 熱伝導率測定装置 ２ 加熱部 ３ 試料室 ５ ヒ−タ １５ 検出部 １７ 白金線（発熱体） ３０ 試料
Claims (1)
- 【請求項１】 試料に接触して通電により発熱する発熱
体と、該発熱体の抵抗変化から発熱体の温度を求め、こ
の温度に基づいて試料の熱伝導率を算出するとともに、
前記発熱体に供給する電流と電圧の積を基準値と比較
し、両者が等しくなるように制御する制御装置とを具備
することを特徴とする熱伝導率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28053191A JPH06130011A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 熱伝導率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28053191A JPH06130011A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 熱伝導率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06130011A true JPH06130011A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17626394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28053191A Pending JPH06130011A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 熱伝導率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06130011A (ja) |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP28053191A patent/JPH06130011A/ja active Pending
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