JPH0623700B2 - 通電加熱法に用いられるセンサ−の表面温度の測定方法 - Google Patents
通電加熱法に用いられるセンサ−の表面温度の測定方法Info
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- JPH0623700B2 JPH0623700B2 JP62051520A JP5152087A JPH0623700B2 JP H0623700 B2 JPH0623700 B2 JP H0623700B2 JP 62051520 A JP62051520 A JP 62051520A JP 5152087 A JP5152087 A JP 5152087A JP H0623700 B2 JPH0623700 B2 JP H0623700B2
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- 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
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- G—PHYSICS
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- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、種々の流体の物性値を測定する方法に用いら
れる通電加熱法に用いられるセンサーの表面温度を測定
する方法に関する。
れる通電加熱法に用いられるセンサーの表面温度を測定
する方法に関する。
(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。
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
属細線をセンサー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って、流
体の物性値を測定する方法が知られている。
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
属細線をセンサー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って、流
体の物性値を測定する方法が知られている。
同公報にも見られるように、熱伝達率は、センサー表面
温度の関数として与えられるので、上記方法等を適用す
る上で、センサーの表面温度を正確に測定することは極
めて重要である。
温度の関数として与えられるので、上記方法等を適用す
る上で、センサーの表面温度を正確に測定することは極
めて重要である。
(発明が解決しようとする問題点) 最近では、上記センサーの多様化が要望され、特に耐久
性、強度性の点から、上記金属細線単体ではなく、この
金属細線を絶縁被覆して耐久性や強度の向上を図るよう
に多層化したものへの要望が強くなっている。
性、強度性の点から、上記金属細線単体ではなく、この
金属細線を絶縁被覆して耐久性や強度の向上を図るよう
に多層化したものへの要望が強くなっている。
しかしながら、従来、このように多層化したセンサーの
表面温度を計測する手段は、何等提供されていなかっ
た。
表面温度を計測する手段は、何等提供されていなかっ
た。
本発明の目的は以上のような問題点を解決し、センサー
の多層化を図った場合においてもセンサーの表面温度を
測定でき、しかも正確に測定することができる方法を提
供することにある。
の多層化を図った場合においてもセンサーの表面温度を
測定でき、しかも正確に測定することができる方法を提
供することにある。
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、測定対象物である
流体と熱的に接触する、導電体を非発熱体で被覆してな
るセンサーの該導電体に通電したときの該センサーの表
面温度を計測するに際し、前記表面温度を前記センサー
固有の定数値と、前記導電体への供給電流値と、前記導
電体の温度との関数として表わし、更に前記センサー
を、予め物性値が分かっている流体と熱的に接触させ
て、該流体の該物性値と表面温度との関係式を用いて該
関係式が成立するように表面温度を決定し、この表面温
度を用いて前記センサー固有の定数値を決定し、このセ
ンサー固有の定数値を用いて該センサーの表面温度を計
測するようにした。
流体と熱的に接触する、導電体を非発熱体で被覆してな
るセンサーの該導電体に通電したときの該センサーの表
面温度を計測するに際し、前記表面温度を前記センサー
固有の定数値と、前記導電体への供給電流値と、前記導
電体の温度との関数として表わし、更に前記センサー
を、予め物性値が分かっている流体と熱的に接触させ
て、該流体の該物性値と表面温度との関係式を用いて該
関係式が成立するように表面温度を決定し、この表面温
度を用いて前記センサー固有の定数値を決定し、このセ
ンサー固有の定数値を用いて該センサーの表面温度を計
測するようにした。
(作用効果) 本発明は、センサーの表面温度をセンサー固有の定数値
と、センサーが持つ導電体への供給電流値と、前記導電
体の温度との関数として表わしているので、前記センサ
ー固有の定数値が分かれば、前記導電体への供給電流値
と、導電体の温度とを実測することにより、センサーの
表面温度を計測することができる。
と、センサーが持つ導電体への供給電流値と、前記導電
体の温度との関数として表わしているので、前記センサ
ー固有の定数値が分かれば、前記導電体への供給電流値
と、導電体の温度とを実測することにより、センサーの
表面温度を計測することができる。
前記センサー固有の定数値は、そのセンサーの構成条件
から理論的な解析解としても得ることができるが、セン
サー作成時の製造誤差等により、前記解析解としての定
数値と、実際に作成されたセンサーの定数値とは異なっ
た値となることが多い。
から理論的な解析解としても得ることができるが、セン
サー作成時の製造誤差等により、前記解析解としての定
数値と、実際に作成されたセンサーの定数値とは異なっ
た値となることが多い。
このような場合であっても、本発明は、現に製作された
センサーを用いてこれを予め物性値が分かっている流体
と熱的に接触させ、その流体の該物性値と表面温度との
関係式を用いて該関係式が成立するように表面温度を決
定し、この表面温度を用いて前記センサー固有の定数値
を決定しているので、実際に製作されたセンサー固有の
定数値を正確に把握することができ、したがって、測定
対象物である物性値が未知の流体の該物性値を測定する
場合に、センサーの表面温度を正確に計測することがで
きる。
センサーを用いてこれを予め物性値が分かっている流体
と熱的に接触させ、その流体の該物性値と表面温度との
関係式を用いて該関係式が成立するように表面温度を決
定し、この表面温度を用いて前記センサー固有の定数値
を決定しているので、実際に製作されたセンサー固有の
定数値を正確に把握することができ、したがって、測定
対象物である物性値が未知の流体の該物性値を測定する
場合に、センサーの表面温度を正確に計測することがで
きる。
したがって、本発明によれば、センサーの多層化を図っ
た場合においても、センサーの表面温度を測定でき、し
かも正確に測定することができるので、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。
た場合においても、センサーの表面温度を測定でき、し
かも正確に測定することができるので、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、本発明方法の一実施例について図面を参照して説
明する。
明する。
今、図示のように外径d1の非発熱体からなる円柱状芯
材(1)と、内径がd1、外径がd2、熱伝達率がλ2
の円管状発熱体(2)と、内径がd2、外径がd3、熱
伝導率がλ3の非発熱体とからなる外管(3)とからな
るセンサーについて考えると、 フーリエの熱伝導方程式、 の円柱座標系における▽2は、 r:中心からの半径方向への距離 φ:r軸の回転方向の角度 z:垂直方向の距離 となる。
材(1)と、内径がd1、外径がd2、熱伝達率がλ2
の円管状発熱体(2)と、内径がd2、外径がd3、熱
伝導率がλ3の非発熱体とからなる外管(3)とからな
るセンサーについて考えると、 フーリエの熱伝導方程式、 の円柱座標系における▽2は、 r:中心からの半径方向への距離 φ:r軸の回転方向の角度 z:垂直方向の距離 となる。
上記式において、円柱が垂直であり、しかも円柱両端
面からの熱流が無視できるとすると、右辺第3項と第4
が無くなり、 となる。
面からの熱流が無視できるとすると、右辺第3項と第4
が無くなり、 となる。
そこで、この′式を一連の境界条件のもとで解き、r
=d3/2を代入すると、前記フーリエの熱伝導方程式
の解析解として、外管(3)の表面温度、即ちセンサー
の表面温度θsが θw:発熱体2の平均温度(実測量) W :発熱体2の発熱量 ( 〃 ) として得られる。
=d3/2を代入すると、前記フーリエの熱伝導方程式
の解析解として、外管(3)の表面温度、即ちセンサー
の表面温度θsが θw:発熱体2の平均温度(実測量) W :発熱体2の発熱量 ( 〃 ) として得られる。
更にここで、発熱体(例えば金属)(2)の熱伝導率λ
2が、非発熱体(例えば合成樹脂)(3)の熱伝導率λ
3に比べて十分に大きいことを考慮すると、上記θ
sは、ほぼ、 となる。
2が、非発熱体(例えば合成樹脂)(3)の熱伝導率λ
3に比べて十分に大きいことを考慮すると、上記θ
sは、ほぼ、 となる。
なお、外管(3)の周りに金属膜等熱伝導率の大きなも
のがあっても、同様に無視できる。上式においてλ1が
入っていないのは、芯材(1)の部分は、定常状態であ
り、熱伝導率は関係がないからである。
のがあっても、同様に無視できる。上式においてλ1が
入っていないのは、芯材(1)の部分は、定常状態であ
り、熱伝導率は関係がないからである。
更に、上記式の発熱量Wとして発熱体(2)に、通電
されている電流値iとの関係式を代入し、定数項と非定
数項に分けて整理すると、 R0:0℃における発熱体の電気抵抗 dw:電気抵抗の温度係数 l :センサーの長さ となる。
されている電流値iとの関係式を代入し、定数項と非定
数項に分けて整理すると、 R0:0℃における発熱体の電気抵抗 dw:電気抵抗の温度係数 l :センサーの長さ となる。
ここで定数項 は、センサー固有の定数値であって、センサーの構造に
よって定まり、発熱体(2)への供給電流値i及び発熱
体の温度θwは実測可能であり、更に温度係数αwは既
知であるので、上記式により、センサーの表面温度θ
sを計測することができる。
よって定まり、発熱体(2)への供給電流値i及び発熱
体の温度θwは実測可能であり、更に温度係数αwは既
知であるので、上記式により、センサーの表面温度θ
sを計測することができる。
一方、実際には、センサーの両端面からも熱が逃げてお
り、また実際にセンサーを作成した場合には、センサー
作成時の製造誤差等が生じるので、前記解析解としての
定数値Aと、実際に作成されたセンサーの定数値とは異
なった値となることが多い。
り、また実際にセンサーを作成した場合には、センサー
作成時の製造誤差等が生じるので、前記解析解としての
定数値Aと、実際に作成されたセンサーの定数値とは異
なった値となることが多い。
そこで本実施例では、このような場合であっても、現に
作成されたセンサーを用いてこれを予め物性値が分かっ
ている流体と熱的に接触させ、その物体の該物性値と表
面温度との関係式を用いて該関係式が成立するように表
面温度を決定し、この表面温度を用いて、実際に作成さ
れたセンサー固有の定数値を正確に把握するようにす
る。
作成されたセンサーを用いてこれを予め物性値が分かっ
ている流体と熱的に接触させ、その物体の該物性値と表
面温度との関係式を用いて該関係式が成立するように表
面温度を決定し、この表面温度を用いて、実際に作成さ
れたセンサー固有の定数値を正確に把握するようにす
る。
すなわち、実際に作成されたセンサー固有の定数値をA
exp 、補正係数をkとすると、 Aexp =k・A である。
exp 、補正係数をkとすると、 Aexp =k・A である。
また、物性値が既知の流体として水を用いると、動粘性
率ν、重力加速度g、熱伝導率λ、体積膨脹係数β、熱
伝達率α、Δθs(表面温度と流体温度θ∞の差)及び
流体温度θ∞の関係式は、 C0、C1、C4:定数 となる。
率ν、重力加速度g、熱伝導率λ、体積膨脹係数β、熱
伝達率α、Δθs(表面温度と流体温度θ∞の差)及び
流体温度θ∞の関係式は、 C0、C1、C4:定数 となる。
そこで上式を用いて、該式の左辺と、右辺とが等しくな
るようにΔθsを決定し、このΔθsの値から、実際に
作成されたセンサー固有の定数値Aexp を求めると、 Aexp =(θw−θs)/i2(1+αwθw) =k・A として求めることができる。
るようにΔθsを決定し、このΔθsの値から、実際に
作成されたセンサー固有の定数値Aexp を求めると、 Aexp =(θw−θs)/i2(1+αwθw) =k・A として求めることができる。
なお、ここで補正係数kは、 である。
このように本方法によれば、実際に作成されたセンサー
固有の定数値Aexp を正確に把握することができ、した
がって、測定対象物である、物性値が未知の流体の該物
性値を測定する場合に、センサーの表面温度を正確に計
測することができる。
固有の定数値Aexp を正確に把握することができ、した
がって、測定対象物である、物性値が未知の流体の該物
性値を測定する場合に、センサーの表面温度を正確に計
測することができる。
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明
は、上記の実施例にかぎるものではなく、適宜変形実施
可能である。
は、上記の実施例にかぎるものではなく、適宜変形実施
可能である。
例えば、上記実施例においては、センサーを発熱体とし
た例について説明するが、これを吸熱体としても原理的
には同じである。
た例について説明するが、これを吸熱体としても原理的
には同じである。
図面は、本発明方法の説明図である。
Claims (1)
- 【請求項1】測定対象物である流体と熱的に接触する、
導電体を非発熱体で被覆してなるセンサーの該導電体に
通電したときの該センサーの表面温度を計測するに際
し、前記表面温度を前記センサー固有の定数値と、前記
導電体への供給電流値と、前記導電体の温度との関数と
して表わし、更に前記センサーを、予め物性値が分かっ
ている流体と熱的に接触させて、該流体の該物性値と表
面温度との関係式を用いて該関係式が成立するように表
面温度を決定し、この表面温度を用いて前記センサー固
有の定数値を決定し、このセンサー固有の定数値を用い
て該センサーの表面温度を計測する通電加熱法に用いら
れるセンサーの表面温度の測定方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62051520A JPH0623700B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 通電加熱法に用いられるセンサ−の表面温度の測定方法 |
US07/157,261 US4832504A (en) | 1987-03-06 | 1988-02-18 | Method for measuring surface temperature of sensors |
DE8888102701T DE3865991D1 (de) | 1987-03-06 | 1988-02-24 | Verfahren zum messen der oberflaechentemperatur eines sensors. |
EP88102701A EP0283746B1 (en) | 1987-03-06 | 1988-02-24 | Method for measuring surface temperature of sensors |
CA000560131A CA1314154C (en) | 1987-03-06 | 1988-02-29 | Method for measuring surface temperature of sensors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62051520A JPH0623700B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 通電加熱法に用いられるセンサ−の表面温度の測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63217261A JPS63217261A (ja) | 1988-09-09 |
JPH0623700B2 true JPH0623700B2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=12889287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62051520A Expired - Lifetime JPH0623700B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | 通電加熱法に用いられるセンサ−の表面温度の測定方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4832504A (ja) |
EP (1) | EP0283746B1 (ja) |
JP (1) | JPH0623700B2 (ja) |
CA (1) | CA1314154C (ja) |
DE (1) | DE3865991D1 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US6387052B1 (en) * | 1991-01-29 | 2002-05-14 | Edwards Lifesciences Corporation | Thermodilution catheter having a safe, flexible heating element |
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EP0625884B1 (en) * | 1992-02-10 | 1998-01-07 | Interflo Medical, Inc. | System and method for controlling the temperature of a catheter-mounted heater |
FR2687786B1 (fr) * | 1992-02-26 | 1994-05-06 | Pechiney Recherche | Mesure de la resistivite electrique et de la conductivite thermique a haute temperature de produits refractaires. |
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DE19843891A1 (de) * | 1998-09-24 | 2000-04-20 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zur Bestimmung des Temperaturprofils eines zylindrischen Stabes aus einem Halbleitermaterial |
US20070268952A1 (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | Sherwood Services Ag | Thermometer calibration by immersion in non-electrically conductive liquid |
US7507019B2 (en) * | 2006-05-19 | 2009-03-24 | Covidien Ag | Thermometer calibration |
US20070268954A1 (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | Sherwood Services Ag | Portable test apparatus for radiation-sensing thermometer |
US7549792B2 (en) * | 2006-10-06 | 2009-06-23 | Covidien Ag | Electronic thermometer with selectable modes |
CN104266779A (zh) * | 2014-10-21 | 2015-01-07 | 贵州航天计量测试技术研究所 | 温度试验箱校准布点装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3530718A (en) * | 1967-10-17 | 1970-09-29 | Res & Aviat Dev Inc | Electric thermometer |
US4050289A (en) * | 1976-10-08 | 1977-09-27 | Techne(Cambridge) Limited | Method for temperature calibration of probes and the like |
JPS58127156A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-07-28 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 対流熱伝達率の測定方法および装置 |
US4522512A (en) * | 1982-05-05 | 1985-06-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Thermal conductivity measurement method |
US4536851A (en) * | 1982-10-22 | 1985-08-20 | Damon Germanton | Electronic thermometer and associated apparatus |
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 |
JPS61130864A (ja) * | 1984-11-30 | 1986-06-18 | Nippon Paionikusu Kk | 不純ガスの検知方法 |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP62051520A patent/JPH0623700B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-02-18 US US07/157,261 patent/US4832504A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-24 EP EP88102701A patent/EP0283746B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-24 DE DE8888102701T patent/DE3865991D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-29 CA CA000560131A patent/CA1314154C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0283746A1 (en) | 1988-09-28 |
CA1314154C (en) | 1993-03-09 |
EP0283746B1 (en) | 1991-11-06 |
DE3865991D1 (de) | 1991-12-12 |
JPS63217261A (ja) | 1988-09-09 |
US4832504A (en) | 1989-05-23 |
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---|---|---|---|
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