JPH0996617A - 熱量計 - Google Patents
熱量計Info
- Publication number
- JPH0996617A JPH0996617A JP25496995A JP25496995A JPH0996617A JP H0996617 A JPH0996617 A JP H0996617A JP 25496995 A JP25496995 A JP 25496995A JP 25496995 A JP25496995 A JP 25496995A JP H0996617 A JPH0996617 A JP H0996617A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal conductivity
- fuel gas
- calorific value
- calorimeter
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱量調整のために燃料ガスに添加する空気の
水分量が変動しても、正確に熱量が測定できるようにす
ることを目的とする。 【解決手段】 熱伝導率計測部１ｂおよび熱伝導率算出
部２ｂにより空気の熱伝導率を測定し、熱伝導率算出部
３で、湿度０のときの空気の熱伝導率との比較により、
含有している水分の熱伝導率を求める。そして、この水
分の熱伝導率を燃料ガスの熱伝導率測定結果より差し引
いて、水分が無い状態の燃料ガスの熱伝導率を得る。
水分量が変動しても、正確に熱量が測定できるようにす
ることを目的とする。 【解決手段】 熱伝導率計測部１ｂおよび熱伝導率算出
部２ｂにより空気の熱伝導率を測定し、熱伝導率算出部
３で、湿度０のときの空気の熱伝導率との比較により、
含有している水分の熱伝導率を求める。そして、この水
分の熱伝導率を燃料ガスの熱伝導率測定結果より差し引
いて、水分が無い状態の燃料ガスの熱伝導率を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱伝導率を測定
することで、測定対象のガスの熱量を求める熱量計に関
する。
することで、測定対象のガスの熱量を求める熱量計に関
する。
【０００２】
【従来の技術】高熱を必要とするプロセスなどでは、高
発熱量であるＬＰＧを空気で希釈して所定の熱量とし、
これを燃料として用いている。ここで、熱量を調整する
ときには、熱量を測定しながら、この測定結果が所定の
値（熱量）となるように混合する空気の量を調整してい
る。
発熱量であるＬＰＧを空気で希釈して所定の熱量とし、
これを燃料として用いている。ここで、熱量を調整する
ときには、熱量を測定しながら、この測定結果が所定の
値（熱量）となるように混合する空気の量を調整してい
る。
【０００３】熱量計は、その燃料ガスの発熱量を測定す
るために用いられ、ガスを燃焼させて発熱量を計測する
最も基本的な方法と、ガス密度と発熱量の関係を利用し
て発熱量を計測する方式、また、熱伝導率を測定するこ
とで、測定対象のガス発熱量を求める方法などがある。
このガスを燃焼させて発熱量を計測する熱量計は、高圧
酸素を封入したボンブの中で試料ガスを完全燃焼させ
て、このとき発生する熱を一定量の水に伝えて、燃焼前
後の水温上昇を測定することにより、試料ガスの燃焼熱
を得るようにしたものである。
るために用いられ、ガスを燃焼させて発熱量を計測する
最も基本的な方法と、ガス密度と発熱量の関係を利用し
て発熱量を計測する方式、また、熱伝導率を測定するこ
とで、測定対象のガス発熱量を求める方法などがある。
このガスを燃焼させて発熱量を計測する熱量計は、高圧
酸素を封入したボンブの中で試料ガスを完全燃焼させ
て、このとき発生する熱を一定量の水に伝えて、燃焼前
後の水温上昇を測定することにより、試料ガスの燃焼熱
を得るようにしたものである。
【０００４】一方、ガス密度式の熱量測定方式は、発熱
量とガスの密度の関係が一次式で近似できることを利用
しており、測定対象のガスの密度を求め、予め用意され
ている変換式もしくは検量線などにより、発熱量を求め
るようにしている。また、熱伝導率式の熱量測定では、
上述のガス密度式と同様に、測定対象ガスの熱伝導率と
熱量との関係が１次式で近似できることを利用してお
り、測定対象のガスの熱伝導率を求め、予め用意されて
いる変換式もしくは検量線などにより、発熱量を求める
ようにしている。この方式は、熱伝導率が大気程度の圧
力範囲ではその値はほとんど変化しなく、通常では、こ
の測定を恒温槽の中で使用するようにしているので、温
度などの周囲環境やガスの変動の影響を受け難く、連続
的にそのガスの発熱量を測定できる。
量とガスの密度の関係が一次式で近似できることを利用
しており、測定対象のガスの密度を求め、予め用意され
ている変換式もしくは検量線などにより、発熱量を求め
るようにしている。また、熱伝導率式の熱量測定では、
上述のガス密度式と同様に、測定対象ガスの熱伝導率と
熱量との関係が１次式で近似できることを利用してお
り、測定対象のガスの熱伝導率を求め、予め用意されて
いる変換式もしくは検量線などにより、発熱量を求める
ようにしている。この方式は、熱伝導率が大気程度の圧
力範囲ではその値はほとんど変化しなく、通常では、こ
の測定を恒温槽の中で使用するようにしているので、温
度などの周囲環境やガスの変動の影響を受け難く、連続
的にそのガスの発熱量を測定できる。
【０００５】また、以上の測定方法以外にも、発熱量を
求めるガスの組成成分の濃度をガスクロマトグラフを用
いてそれぞれ測定し、測定で得られた濃度それぞれに発
熱量をかけて、総発熱量を算出する方法もある。しか
し、燃焼式熱量計では、ガスを燃焼させる必要があるの
で応答が遅く、また、周囲の環境変化による温度変化の
影響が大きいという問題がある。一方、ガスクロマトグ
ラフを用いる方法では、その測定が間欠的となり、連続
分析ができず、応答が遅いという問題がある。このた
め、通常では、応答性が早く連続的に測定が可能で、周
辺環境やガスの変動の影響を受け難くい熱伝導率式の熱
量測定が用いられている。
求めるガスの組成成分の濃度をガスクロマトグラフを用
いてそれぞれ測定し、測定で得られた濃度それぞれに発
熱量をかけて、総発熱量を算出する方法もある。しか
し、燃焼式熱量計では、ガスを燃焼させる必要があるの
で応答が遅く、また、周囲の環境変化による温度変化の
影響が大きいという問題がある。一方、ガスクロマトグ
ラフを用いる方法では、その測定が間欠的となり、連続
分析ができず、応答が遅いという問題がある。このた
め、通常では、応答性が早く連続的に測定が可能で、周
辺環境やガスの変動の影響を受け難くい熱伝導率式の熱
量測定が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した熱
伝導率式の熱量測定で前述した空気で希釈した燃料ガス
の熱量を求める場合、希釈した空気の含んでいる水分が
正確な測定を妨げてしまうという問題があった。図３
は、その熱量計の概略的な構成を示す構成図である。同
図において、２１は測定対象ガスの給送通路に配置され
た測温抵抗体（ＴＣＤ）、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は抵抗、２
３は比較器である。
伝導率式の熱量測定で前述した空気で希釈した燃料ガス
の熱量を求める場合、希釈した空気の含んでいる水分が
正確な測定を妨げてしまうという問題があった。図３
は、その熱量計の概略的な構成を示す構成図である。同
図において、２１は測定対象ガスの給送通路に配置され
た測温抵抗体（ＴＣＤ）、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は抵抗、２
３は比較器である。
【０００７】また、２４はＴＣＤ２１を通過したガスの
熱伝導率を算出する熱伝導率算出部であり、ＴＣＤ２１
のその発熱温度を一定にしようとするために変動する回
路に印加する電圧（出力電圧Ｖ）の変化を利用する。ま
た、２５は熱伝導率算出部２４が算出した熱伝導率を用
いて発熱量を算出する熱量算出部である。そして、ＴＣ
Ｄ２１，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３により恒温槽２６内でホ
イートストンブリッジが組まれ、このブリッジと比較器
２３からなる回路により、ＴＣＤ２１の温度が常に一定
となるように電流制御がなされている。
熱伝導率を算出する熱伝導率算出部であり、ＴＣＤ２１
のその発熱温度を一定にしようとするために変動する回
路に印加する電圧（出力電圧Ｖ）の変化を利用する。ま
た、２５は熱伝導率算出部２４が算出した熱伝導率を用
いて発熱量を算出する熱量算出部である。そして、ＴＣ
Ｄ２１，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３により恒温槽２６内でホ
イートストンブリッジが組まれ、このブリッジと比較器
２３からなる回路により、ＴＣＤ２１の温度が常に一定
となるように電流制御がなされている。
【０００８】以下、まず熱伝導率の測定に関して説明す
る。測定対象ガスがＴＣＤ２１に給送されると、そのガ
スの熱伝導率に比例した熱をＴＣＤ２１より奪う。これ
により、常に一定温度にしておこうとするＴＣＤ２１の
発熱温度ＴRhが変化し、その抵抗値Ｒｈが変化する。こ
のとき、抵抗Ｒ１とＴＣＤ２１との接続点に生ずる電圧
は、出力電圧Ｖとして比較器２３の反転入力へ与えられ
る。一方、抵抗Ｒ３とＲ２との接続点に生ずる電圧は比
較器２３の非反転入力へ与えられる。そして、ＴＣＤ２
１の温度変化が出力電圧Ｖの変化ΔＶとして検出され
る。
る。測定対象ガスがＴＣＤ２１に給送されると、そのガ
スの熱伝導率に比例した熱をＴＣＤ２１より奪う。これ
により、常に一定温度にしておこうとするＴＣＤ２１の
発熱温度ＴRhが変化し、その抵抗値Ｒｈが変化する。こ
のとき、抵抗Ｒ１とＴＣＤ２１との接続点に生ずる電圧
は、出力電圧Ｖとして比較器２３の反転入力へ与えられ
る。一方、抵抗Ｒ３とＲ２との接続点に生ずる電圧は比
較器２３の非反転入力へ与えられる。そして、ＴＣＤ２
１の温度変化が出力電圧Ｖの変化ΔＶとして検出され
る。
【０００９】比較器２３は、この検出した出力電圧Ｖの
変化ΔＶに基づいて、ＴＣＤ２１へ流れる電流ｉを制御
し、ＴＣＤ２１の抵抗値Ｒｈを一定（Ｒｈ＝（Ｒ１×Ｒ
２）／Ｒ３）に保つ。これにより、出力電圧Ｖが変化し
てＴＣＤ２１の発熱温度ＴRhが一定に保たれる。ＴＣＤ
２１の発熱温度ＴRhが一定に保たれることは、下記
（１）式を見ても分かる。すなわち、ＴＣＤ２１は白金
などの薄膜による抵抗体であり、その抵抗値Ｒｈは
（１）式で示され、ＴＣＤ２１の抵抗値Ｒｈを一定に制
御すれば、同時に発熱温度ＴRhも一定に保たれる。
変化ΔＶに基づいて、ＴＣＤ２１へ流れる電流ｉを制御
し、ＴＣＤ２１の抵抗値Ｒｈを一定（Ｒｈ＝（Ｒ１×Ｒ
２）／Ｒ３）に保つ。これにより、出力電圧Ｖが変化し
てＴＣＤ２１の発熱温度ＴRhが一定に保たれる。ＴＣＤ
２１の発熱温度ＴRhが一定に保たれることは、下記
（１）式を見ても分かる。すなわち、ＴＣＤ２１は白金
などの薄膜による抵抗体であり、その抵抗値Ｒｈは
（１）式で示され、ＴＣＤ２１の抵抗値Ｒｈを一定に制
御すれば、同時に発熱温度ＴRhも一定に保たれる。
【００１０】 Ｒｈ＝Ｒｈ20｛１＋α20・（ＴRh−20）＋β20・（ＴRh−20）2 ｝ ・・・（１） なお、（１）式において、Ｒｈ20は２０℃におけるＴＣ
Ｄ２１の抵抗値（Ω）、α20は２０℃におけるＴＣＤ２
１の１次抵抗温度係数、β20は２０℃におけるＴＣＤ２
１の２次抵抗温度係数である。
Ｄ２１の抵抗値（Ω）、α20は２０℃におけるＴＣＤ２
１の１次抵抗温度係数、β20は２０℃におけるＴＣＤ２
１の２次抵抗温度係数である。
【００１１】ここで、ＴＣＤ２１から周囲に伝わる熱量
ＱT は、下記（２）式で示される。なお、（２）式にお
いて、ＱG は熱伝導により測定対象ガスに伝わる熱量、
ＱS はＴＣＤ２１を構築するダイヤフラム（シリコン）
および抵抗パターンを通してシリコン台座に伝わる熱
量、ＱC は対流（強制対流および自然対流）により伝わ
る熱量、ＱR は輻射により伝わる熱量である。 ＱT ＝ＱG ＋ＱS ＋ＱC ＋ＱR ・・・（２）
ＱT は、下記（２）式で示される。なお、（２）式にお
いて、ＱG は熱伝導により測定対象ガスに伝わる熱量、
ＱS はＴＣＤ２１を構築するダイヤフラム（シリコン）
および抵抗パターンを通してシリコン台座に伝わる熱
量、ＱC は対流（強制対流および自然対流）により伝わ
る熱量、ＱR は輻射により伝わる熱量である。 ＱT ＝ＱG ＋ＱS ＋ＱC ＋ＱR ・・・（２）
【００１２】そして、（２）式における熱量ＱT は、さ
らに、下記（３）式として表現される。なお、この式に
おいて、ＴRR2 は恒温槽２６の温度（℃）、λｍは測定
対象ガスの熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）、Ｇは装置定数
（ｍ）、λsiはダイヤフラムおよび抵抗パターンの熱伝
導率（ｗ／ｋ・ｍ）、ＧS はダイヤフラムおよび抵抗パ
ターンにおける装置定数（ｍ）である。 ＱT=（ＴRh-ＴRR2）・λｍ・Ｇ+（ＴRh-ＴRR2）・λsi・ＧS+ＱC+ＱR ・・・（３）
らに、下記（３）式として表現される。なお、この式に
おいて、ＴRR2 は恒温槽２６の温度（℃）、λｍは測定
対象ガスの熱伝導率（ｗ／ｋ・ｍ）、Ｇは装置定数
（ｍ）、λsiはダイヤフラムおよび抵抗パターンの熱伝
導率（ｗ／ｋ・ｍ）、ＧS はダイヤフラムおよび抵抗パ
ターンにおける装置定数（ｍ）である。 ＱT=（ＴRh-ＴRR2）・λｍ・Ｇ+（ＴRh-ＴRR2）・λsi・ＧS+ＱC+ＱR ・・・（３）
【００１３】この（３）式において、ＧおよびＧS はガ
ス組成によって変化せず、ＱC ，ＱR はＱG ，ＱS に比
べて十分小さな値（または一定値）であり、λsiも一定
と考えられる。また、ＴRh，ＴRR2 は一定にコントロー
ルされるので、上記（３）式はＡ，Ｂを固有の装置定数
（運転状態を含めた形状係数）として、下記（４）式で
示され、一方で下記（５）式でも示すことができる。 ＱT ＝Ａ・λｍ＋Ｂ ・・・（４） ＱT ＝ｉ2 ・Ｒｈ＝Ｖ2 ／Ｒｈ ・・・（５）
ス組成によって変化せず、ＱC ，ＱR はＱG ，ＱS に比
べて十分小さな値（または一定値）であり、λsiも一定
と考えられる。また、ＴRh，ＴRR2 は一定にコントロー
ルされるので、上記（３）式はＡ，Ｂを固有の装置定数
（運転状態を含めた形状係数）として、下記（４）式で
示され、一方で下記（５）式でも示すことができる。 ＱT ＝Ａ・λｍ＋Ｂ ・・・（４） ＱT ＝ｉ2 ・Ｒｈ＝Ｖ2 ／Ｒｈ ・・・（５）
【００１４】そして、ＱT ＝Ａ・λｍ＋Ｂ＝Ｖ2 ／Ｒｈ
であるので、測定対象ガスの熱伝導率λｍは下記（６）
式で表されるものとなる。 λｍ＝（Ｖ2 ／Ｒｈ−Ｂ）／Ａ ・・・（６）
であるので、測定対象ガスの熱伝導率λｍは下記（６）
式で表されるものとなる。 λｍ＝（Ｖ2 ／Ｒｈ−Ｂ）／Ａ ・・・（６）
【００１５】ここで、固有の装置定数Ａ，Ｂが分かれ
ば、出力電圧Ｖを上記（６）式に代入することにより、
測定対象ガスの熱伝導率λｍを求めることができる。そ
して、熱量算出部２５において、この熱伝導率λｍを用
い、予め設定されている熱伝導率と熱量との関係が示さ
れている検量線を参照することにより測定対象ガスの発
熱量を算出する。
ば、出力電圧Ｖを上記（６）式に代入することにより、
測定対象ガスの熱伝導率λｍを求めることができる。そ
して、熱量算出部２５において、この熱伝導率λｍを用
い、予め設定されている熱伝導率と熱量との関係が示さ
れている検量線を参照することにより測定対象ガスの発
熱量を算出する。
【００１６】この熱量計で、上述した燃料ガスの熱量を
求める場合、予め添加する空気の量と（希釈状態）、熱
伝導率との関係を求めておき、これを検量線として熱量
算出部２５に設定しておけばよい。そして、この熱量計
で測定した熱量が所望の値となるように、混合する空気
の量を設定すれば、所望の熱量に調整された燃料ガスが
得られる。
求める場合、予め添加する空気の量と（希釈状態）、熱
伝導率との関係を求めておき、これを検量線として熱量
算出部２５に設定しておけばよい。そして、この熱量計
で測定した熱量が所望の値となるように、混合する空気
の量を設定すれば、所望の熱量に調整された燃料ガスが
得られる。
【００１７】しかしここで、添加している空気には水分
が含まれており、これは環境によって常に変化してい
る。しかし、検量線を予め求めておくときに、この測定
時の空気中の水分量を考慮しておくことができず、熱量
調整のときに添加する空気中の水分の状態によって、熱
量測定の結果に誤差が生じてしまう。
が含まれており、これは環境によって常に変化してい
る。しかし、検量線を予め求めておくときに、この測定
時の空気中の水分量を考慮しておくことができず、熱量
調整のときに添加する空気中の水分の状態によって、熱
量測定の結果に誤差が生じてしまう。
【００１８】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、熱量調整のために燃料ガ
スに添加する空気の水分量が変動しても、正確に熱量が
測定できるようにすることを目的とする。
るためになされたものであり、熱量調整のために燃料ガ
スに添加する空気の水分量が変動しても、正確に熱量が
測定できるようにすることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】この発明の熱量計は、所
定の温度に制御された雰囲気で燃料ガスの熱伝導率を測
定する第１の熱伝導率測定手段と、空気の熱伝導率を測
定する第２の熱伝導率測定手段とを備え、燃料ガスの熱
伝導率測定結果より、予め用意されている燃料ガスの熱
伝導率と熱量との関係により燃料ガスの熱量を算出する
時に、空気の熱伝導率を測定することで得られる空気中
の水分の熱伝導率を差し引くことで、燃料ガスの熱量を
算出するようにしたものである。このため、熱量は持た
ないが熱伝導率は有する水分の存在が無い状態とした燃
料ガスの熱量が求められる。また、発明の熱量計は、温
度制御手段により所定の温度に制御された雰囲気で燃料
ガスの熱伝導率を測定する熱伝導率測定手段を備え、燃
料ガスの熱量測定結果より、予め用意されている燃料ガ
スの熱伝導率と熱量との関係により燃料ガスの熱量を算
出する時に、温度制御手段の駆動負荷の状態により、そ
の算出結果を補正するようにしたものである。温度制御
手段の駆動負荷の状態は、雰囲気の温度に連動して変化
するので、算出される熱量は、雰囲気の温度の状態が反
映される。
定の温度に制御された雰囲気で燃料ガスの熱伝導率を測
定する第１の熱伝導率測定手段と、空気の熱伝導率を測
定する第２の熱伝導率測定手段とを備え、燃料ガスの熱
伝導率測定結果より、予め用意されている燃料ガスの熱
伝導率と熱量との関係により燃料ガスの熱量を算出する
時に、空気の熱伝導率を測定することで得られる空気中
の水分の熱伝導率を差し引くことで、燃料ガスの熱量を
算出するようにしたものである。このため、熱量は持た
ないが熱伝導率は有する水分の存在が無い状態とした燃
料ガスの熱量が求められる。また、発明の熱量計は、温
度制御手段により所定の温度に制御された雰囲気で燃料
ガスの熱伝導率を測定する熱伝導率測定手段を備え、燃
料ガスの熱量測定結果より、予め用意されている燃料ガ
スの熱伝導率と熱量との関係により燃料ガスの熱量を算
出する時に、温度制御手段の駆動負荷の状態により、そ
の算出結果を補正するようにしたものである。温度制御
手段の駆動負荷の状態は、雰囲気の温度に連動して変化
するので、算出される熱量は、雰囲気の温度の状態が反
映される。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。 第１の実施の形態．図１は、この発明による熱量計の構
成を示す構成図である。同図（ａ）において、１ａ，１
ｂは熱伝導率計測部である。ここで、熱伝導率計測部１
ａには熱量測定対象の燃料ガスが給送され、熱伝導率計
測部１ｂには燃料ガスに混合される空気が給送される。
そして、これら熱伝導率計測部１ａ，１ｂは、図３に示
したＴＣＤ２１、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、比較器２３か
ら構成されているものである。
参照して説明する。 第１の実施の形態．図１は、この発明による熱量計の構
成を示す構成図である。同図（ａ）において、１ａ，１
ｂは熱伝導率計測部である。ここで、熱伝導率計測部１
ａには熱量測定対象の燃料ガスが給送され、熱伝導率計
測部１ｂには燃料ガスに混合される空気が給送される。
そして、これら熱伝導率計測部１ａ，１ｂは、図３に示
したＴＣＤ２１、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、比較器２３か
ら構成されているものである。
【００２１】また、２ａ，２ｂはそれぞれ熱伝導率計測
部１ａ，１ｂから得られた信号により熱伝導率を算出す
る熱伝導率算出部である。熱伝導率算出部２ａは燃料ガ
スの熱伝導率を算出し、熱伝導率算出部２ｂはそれに混
合されている空気の熱伝導率を測定する。そして、３は
熱量算出部であり、熱伝導率算出部２ａから得られた燃
料ガスの熱伝導率と、熱伝導率算出部１ｂから得られた
空気の熱伝導率とにより、空気中水分に関する誤差を差
し引いた燃料ガスの熱量を算出する。なお、４は熱伝導
率計測部１ａ，１ｂの雰囲気の温度を一定に保っている
恒温槽である。
部１ａ，１ｂから得られた信号により熱伝導率を算出す
る熱伝導率算出部である。熱伝導率算出部２ａは燃料ガ
スの熱伝導率を算出し、熱伝導率算出部２ｂはそれに混
合されている空気の熱伝導率を測定する。そして、３は
熱量算出部であり、熱伝導率算出部２ａから得られた燃
料ガスの熱伝導率と、熱伝導率算出部１ｂから得られた
空気の熱伝導率とにより、空気中水分に関する誤差を差
し引いた燃料ガスの熱量を算出する。なお、４は熱伝導
率計測部１ａ，１ｂの雰囲気の温度を一定に保っている
恒温槽である。
【００２２】空気中に含まれている水分は、熱伝導率は
有しているが熱量は持たない。このため、空気を添加し
て熱量を調整している燃料ガスの熱伝導率を求める場
合、この値の中には空気中の水分の熱伝導率も含まれる
ことになる。したがって、この熱伝導率より、そのまま
熱量を算出してしまっては、正確な熱量を算出している
ことにはならない。ここで、熱伝導率計測部１ｂおよび
熱伝導率算出部２ｂにより空気の熱伝導率を測定すれ
ば、湿度０のときの空気の熱伝導率との比較により、含
有している水分の熱伝導率を求めることができる。この
水分の熱伝導率の算出は、熱量算出部３で行われる。そ
して、この水分の熱伝導率を燃料ガスの熱伝導率測定結
果より差し引くことで、水分が無い状態の燃料ガスの熱
伝導率が得られたことになる。
有しているが熱量は持たない。このため、空気を添加し
て熱量を調整している燃料ガスの熱伝導率を求める場
合、この値の中には空気中の水分の熱伝導率も含まれる
ことになる。したがって、この熱伝導率より、そのまま
熱量を算出してしまっては、正確な熱量を算出している
ことにはならない。ここで、熱伝導率計測部１ｂおよび
熱伝導率算出部２ｂにより空気の熱伝導率を測定すれ
ば、湿度０のときの空気の熱伝導率との比較により、含
有している水分の熱伝導率を求めることができる。この
水分の熱伝導率の算出は、熱量算出部３で行われる。そ
して、この水分の熱伝導率を燃料ガスの熱伝導率測定結
果より差し引くことで、水分が無い状態の燃料ガスの熱
伝導率が得られたことになる。
【００２３】熱量算出部３において、この水分が無い状
態の燃料ガスの熱伝導率を用い、予め用意されている検
量線データによりその熱量を算出すれば、熱量調整のた
めの空気中の水分の影響をなくすことができる。以上説
明したように、この実施の形態では、別途に湿度計など
を用意することなく、従来よりある熱伝導率測定の一部
構成を２組み用意するだけでよいので、装置を構成する
上でコストの上昇を押さえることができ、また、装置を
コンパクトに構成することができる。
態の燃料ガスの熱伝導率を用い、予め用意されている検
量線データによりその熱量を算出すれば、熱量調整のた
めの空気中の水分の影響をなくすことができる。以上説
明したように、この実施の形態では、別途に湿度計など
を用意することなく、従来よりある熱伝導率測定の一部
構成を２組み用意するだけでよいので、装置を構成する
上でコストの上昇を押さえることができ、また、装置を
コンパクトに構成することができる。
【００２４】第２の実施の形態．ところで、上記実施の
形態では、空気中の水分状態測定のための熱伝導率測定
部を恒温槽内に配置するようにしたが、これに限るもの
ではない。水分状態測定のための熱伝導率測定部を、熱
量計の容器の外壁に配置し、外の空気の水分量を測定
し、熱量計内部の燃料ガスのための熱伝導率測定部の測
定結果より求める熱量に補正をかけるようにしてもよ
い。この場合、外側に配置する熱伝導率測定部は、一定
温度に制御された雰囲気ではないので、定温度差駆動と
して用いるようにする。
形態では、空気中の水分状態測定のための熱伝導率測定
部を恒温槽内に配置するようにしたが、これに限るもの
ではない。水分状態測定のための熱伝導率測定部を、熱
量計の容器の外壁に配置し、外の空気の水分量を測定
し、熱量計内部の燃料ガスのための熱伝導率測定部の測
定結果より求める熱量に補正をかけるようにしてもよ
い。この場合、外側に配置する熱伝導率測定部は、一定
温度に制御された雰囲気ではないので、定温度差駆動と
して用いるようにする。
【００２５】定温度差駆動とするためには、図１（ｂ）
に示すように、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の間に、温度測定の
ための抵抗ＲR2を配置し、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を所定
の値に設定することにより、ＴＣＤ１１の発熱温度ＴRh
と、それらが配置されている基台５の周囲温度ＴRR2 と
の温度差が一定値（８０℃）となるように、ＴＣＤ１１
へ流れる電流ｉを制御するようにしてもよい。
に示すように、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の間に、温度測定の
ための抵抗ＲR2を配置し、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を所定
の値に設定することにより、ＴＣＤ１１の発熱温度ＴRh
と、それらが配置されている基台５の周囲温度ＴRR2 と
の温度差が一定値（８０℃）となるように、ＴＣＤ１１
へ流れる電流ｉを制御するようにしてもよい。
【００２６】すなわち、この回路では、 Ｒ１×（ＲＲ２＋Ｒ２）＝Ｒ３×Ｒｈ ・・・（７） Ｒ３×Ｒｈ−Ｒ１×ＲＲ２＝Ｒ１×Ｒ２ ・・・（８） であり、Ｒ１×Ｒ２は一定である。ＲＲ２が変化すれ
ば、Ｒ３×Ｒｈ−Ｒ１×ＲＲ２＝Ｒ１×Ｒ２が成立する
ように、ＴＣＤ１１へ流れる電流ｉが制御され、Ｒｈの
値が変化する。したがって、周囲温度ＴRR2 があまり変
化しないなら、この回路を用いることにより、恒温槽を
設けなくても、比較的精度よく雰囲気の空気の熱伝導率
λｍを求めることが可能である。
ば、Ｒ３×Ｒｈ−Ｒ１×ＲＲ２＝Ｒ１×Ｒ２が成立する
ように、ＴＣＤ１１へ流れる電流ｉが制御され、Ｒｈの
値が変化する。したがって、周囲温度ＴRR2 があまり変
化しないなら、この回路を用いることにより、恒温槽を
設けなくても、比較的精度よく雰囲気の空気の熱伝導率
λｍを求めることが可能である。
【００２７】以上示したように、この第２の実施の形態
においては、空気中の水分状態測定のための熱伝導率測
定部を恒温槽内部に配置しなくてもよい。このため、恒
温槽の小型化が計れ、温度制御のバラツキがより少ない
状態で、精度よく燃料ガスの熱伝導率を測定できるとい
う効果がある。また、恒温槽がより小型化できるので、
第１の実施の形態以上に、コンパクトな装置構成が可能
となる。
においては、空気中の水分状態測定のための熱伝導率測
定部を恒温槽内部に配置しなくてもよい。このため、恒
温槽の小型化が計れ、温度制御のバラツキがより少ない
状態で、精度よく燃料ガスの熱伝導率を測定できるとい
う効果がある。また、恒温槽がより小型化できるので、
第１の実施の形態以上に、コンパクトな装置構成が可能
となる。
【００２８】第３の実施の形態．ところで、上述してい
る恒温槽を動作させる時の負荷は、雰囲気の温度により
変化している。つまり、熱伝導率測定部の雰囲気温度を
一定に保つための恒温槽の温度制御部における負荷は、
周囲の温度にほぼ反比例して変化する。外気温が上がれ
ば、温度制御部の負荷は低くてすむということである。
一方、一定の環境下では、気温と湿度との関係を近似的
に表すことができる。これらのことにより、熱伝導率測
定部を内包する恒温槽の駆動負荷から回りの外気温度を
算出し、これによりその水分量を推定し、推定した水分
量で熱伝導率測定結果より求める熱量に補正をかけるよ
うにしてもよい。
る恒温槽を動作させる時の負荷は、雰囲気の温度により
変化している。つまり、熱伝導率測定部の雰囲気温度を
一定に保つための恒温槽の温度制御部における負荷は、
周囲の温度にほぼ反比例して変化する。外気温が上がれ
ば、温度制御部の負荷は低くてすむということである。
一方、一定の環境下では、気温と湿度との関係を近似的
に表すことができる。これらのことにより、熱伝導率測
定部を内包する恒温槽の駆動負荷から回りの外気温度を
算出し、これによりその水分量を推定し、推定した水分
量で熱伝導率測定結果より求める熱量に補正をかけるよ
うにしてもよい。
【００２９】図２は、この実施の形態における熱量計の
構成を示す構成図である。同図において、１は熱伝導率
計測部、２は熱伝導率算出部、３ａは熱量算出部、４は
恒温槽、４ａは恒温槽制御部である。以下、この熱量計
の動作に関して説明する。まず、恒温槽制御部４ａより
得られる恒温槽４を一定温度に制御するための駆動負荷
と周囲の温度の関係を、例えば、負荷＝−６．２５７８
×１０-3周囲温度＋０．３７９３１のように、近似的に
求めておく。
構成を示す構成図である。同図において、１は熱伝導率
計測部、２は熱伝導率算出部、３ａは熱量算出部、４は
恒温槽、４ａは恒温槽制御部である。以下、この熱量計
の動作に関して説明する。まず、恒温槽制御部４ａより
得られる恒温槽４を一定温度に制御するための駆動負荷
と周囲の温度の関係を、例えば、負荷＝−６．２５７８
×１０-3周囲温度＋０．３７９３１のように、近似的に
求めておく。
【００３０】これに、気温と空気中の飽和水蒸気量との
関係（近似式：飽和湿度＝８．９６４４×１０-5×気温
3-１．１９４１×１０-3＋気温2+７．７５２７×１０-2
×気温＋０．５８７８６）を加味して、以下の式（９）
に示すように、負荷と雰囲気御との近似的な関係を得
る。この関係は、熱量算出部３ａに設定しておく。な
お、この式（９）において、ｙは湿度（飽和），ｘは負
荷である。 ｙ＝２５．６３５×１０-4.1662・x・・・（９）
関係（近似式：飽和湿度＝８．９６４４×１０-5×気温
3-１．１９４１×１０-3＋気温2+７．７５２７×１０-2
×気温＋０．５８７８６）を加味して、以下の式（９）
に示すように、負荷と雰囲気御との近似的な関係を得
る。この関係は、熱量算出部３ａに設定しておく。な
お、この式（９）において、ｙは湿度（飽和），ｘは負
荷である。 ｙ＝２５．６３５×１０-4.1662・x・・・（９）
【００３１】そして、実際に用いる時は、その時の外気
状態に応じて平均湿度を決定し、これを熱量算出部３ａ
に設定することで式（９）を変更して用いる。例えば、
平均湿度を７８％とすると、２５．６３５に７８／１０
０を乗じて２０．００９とすればよい（ｙ＝２０．００
９×１０-4.1662・x）。そして、以上示した補正を、熱
量算出部３ａが恒温槽４を一定温度に制御するための駆
動負荷の状態を恒温槽制御部４ａより検出して行う。以
上示したように、この第３の実施の形態によれば、新た
に水分状態の測定手段を用意することなく、燃料ガス中
の湿度の影響を除いた熱量測定が行える。
状態に応じて平均湿度を決定し、これを熱量算出部３ａ
に設定することで式（９）を変更して用いる。例えば、
平均湿度を７８％とすると、２５．６３５に７８／１０
０を乗じて２０．００９とすればよい（ｙ＝２０．００
９×１０-4.1662・x）。そして、以上示した補正を、熱
量算出部３ａが恒温槽４を一定温度に制御するための駆
動負荷の状態を恒温槽制御部４ａより検出して行う。以
上示したように、この第３の実施の形態によれば、新た
に水分状態の測定手段を用意することなく、燃料ガス中
の湿度の影響を除いた熱量測定が行える。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、燃料ガスの熱伝導率測定結果より、予め用意されて
いる燃料ガスの熱伝導率と熱量との関係により燃料ガス
の熱量を算出する時に、空気の熱伝導率を測定すること
で得られる空気中の水分の熱伝導率を差し引くことで、
燃料ガスの熱量を算出するようにした。このため、熱量
は持たないが熱伝導率は有する水分の存在が無い状態と
した燃料ガスの熱量が求められ、燃料ガスに添加する空
気の水分量が変動しても、正確に熱量が測定できるとい
う効果がある。
ば、燃料ガスの熱伝導率測定結果より、予め用意されて
いる燃料ガスの熱伝導率と熱量との関係により燃料ガス
の熱量を算出する時に、空気の熱伝導率を測定すること
で得られる空気中の水分の熱伝導率を差し引くことで、
燃料ガスの熱量を算出するようにした。このため、熱量
は持たないが熱伝導率は有する水分の存在が無い状態と
した燃料ガスの熱量が求められ、燃料ガスに添加する空
気の水分量が変動しても、正確に熱量が測定できるとい
う効果がある。
【００３３】また、この発明のよれば、燃料ガスの熱量
測定結果より、予め用意されている燃料ガスの熱伝導率
と熱量との関係により燃料ガスの熱量を算出する時に、
温度制御手段の駆動負荷の状態により、その算出結果を
補正するようにした。このため、温度制御手段の駆動負
荷の状態は、雰囲気の温度に連動して変化するので、算
出される熱量は、雰囲気の温度の状態が反映される。そ
して、空気中の水分量は気温により変化するので、燃料
ガスに添加する空気の水分量が気温の変動により変化し
ていても、正確に熱量が測定できるという効果がある。
測定結果より、予め用意されている燃料ガスの熱伝導率
と熱量との関係により燃料ガスの熱量を算出する時に、
温度制御手段の駆動負荷の状態により、その算出結果を
補正するようにした。このため、温度制御手段の駆動負
荷の状態は、雰囲気の温度に連動して変化するので、算
出される熱量は、雰囲気の温度の状態が反映される。そ
して、空気中の水分量は気温により変化するので、燃料
ガスに添加する空気の水分量が気温の変動により変化し
ていても、正確に熱量が測定できるという効果がある。
【図１】 この発明の１実施の形態による熱量計の構成
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】 この発明による他の実施の形態による熱量計
の構成を示す構成図である。
の構成を示す構成図である。
【図３】 熱伝導率式の熱量計の概略的な構成を示す構
成図である。
成図である。
１ａ，１ｂ…熱伝導率計測部、２ａ，２ｂ…熱伝導率算
出部、３…熱量算出部、４…恒温槽。
出部、３…熱量算出部、４…恒温槽。
Claims (5)
- 【請求項１】 燃焼するガスに空気を混合した燃料ガス
の熱量を、その燃料ガスの熱伝導率を測定することで算
出する熱量計において、 所定の温度に制御された雰囲気で前記燃料ガスの熱伝導
率を測定する第１の熱伝導率測定手段と、 空気の熱伝導率を測定する第２の熱伝導率測定手段と、 前記第１の熱伝導率測定手段の測定結果より、予め用意
されている前記燃料ガスの熱伝導率と熱量との関係によ
り前記燃料ガスの熱量を算出する時に、前記第２の熱伝
導率測定手段の測定の結果算出される前記空気中の水分
の熱伝導率を差し引くことで、前記燃料ガスの熱量を算
出する熱量算出手段とを備えたことを特徴とする熱量
計。 - 【請求項２】 請求項１記載の熱量計において、 前記第２の熱伝導率測定手段は、前記第１の熱伝導率測
定手段と同一の雰囲気に存在し、前記燃料ガスに混合さ
れる空気の熱伝導率を測定することを特徴とする熱量
計。 - 【請求項３】 請求項１記載の熱量計において、 前記第２の熱伝導率測定手段は、熱量計の外気に触れる
ように配置され、定温度差駆動により前記熱量計の雰囲
気の空気の熱伝導率を測定することを特徴とする熱量
計。 - 【請求項４】 燃焼するガスに空気を混合した燃料ガス
の熱量を、その燃料ガスの熱伝導率を測定することで算
出する熱量計において、 温度制御手段により所定の温度に制御された雰囲気で前
記燃料ガスの熱伝導率を測定する熱伝導率測定手段と、 前記熱伝導率測定手段の測定結果より、予め用意されて
いる前記燃料ガスの熱伝導率と熱量との関係により前記
燃料ガスの熱量を算出する時に、前記温度制御手段の駆
動負荷の状態により、その算出結果を補正する熱量算出
手段とを備えたことを特徴とする熱量計。 - 【請求項５】 請求項４記載の熱量計において、 前記熱量算出手段は、前記温度制御手段の駆動負荷が低
い時ほど前記空気中の水分量が多いとして前記熱量の算
出結果を補正することを特徴とする熱量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25496995A JPH0996617A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 熱量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25496995A JPH0996617A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 熱量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0996617A true JPH0996617A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17272390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25496995A Pending JPH0996617A (ja) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | 熱量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0996617A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212333A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Yamatake Corp | 熱量測定方法 |
| JP2010175261A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Riken Keiki Co Ltd | 熱量測定方法および熱量測定装置 |
| JP2013205111A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Azbil Corp | 密度測定システム及び密度の測定方法 |
| US9188557B2 (en) | 2012-03-27 | 2015-11-17 | Azbil Corporation | Calorific value measuring system and calorific value measuring method |
| CN111103321A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-05 | 西南交通大学 | 便携式积雪含水率测试仪及其测试方法 |
-
1995
- 1995-10-02 JP JP25496995A patent/JPH0996617A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007212333A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Yamatake Corp | 熱量測定方法 |
| JP2010175261A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Riken Keiki Co Ltd | 熱量測定方法および熱量測定装置 |
| JP2013205111A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Azbil Corp | 密度測定システム及び密度の測定方法 |
| US9188557B2 (en) | 2012-03-27 | 2015-11-17 | Azbil Corporation | Calorific value measuring system and calorific value measuring method |
| CN111103321A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-05 | 西南交通大学 | 便携式积雪含水率测试仪及其测试方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3577379B2 (ja) | 流量及び圧力の測定及び制御のための方法及び装置 | |
| US4359284A (en) | Method and apparatus for determining the Wobbe index of gaseous fuels | |
| US6662121B1 (en) | Thermal fluid sensor, fluid discriminating apparatus and method, flow sensor, and flow rate measuring apparatus and method | |
| EP0498809B2 (en) | combustion control | |
| US6470741B1 (en) | Hot wire anemometer gas flow sensor having improved operation and compensation | |
| JP2889909B2 (ja) | 雰囲気計 | |
| JP2928306B2 (ja) | ガスの熱伝導率測定方法およびその装置 | |
| EP1660878A1 (en) | Methods and systems for temperature compensation of physical property sensors | |
| JPH07209245A (ja) | 加熱される電流測定形酸素センサのセンサ信号のための評価装置 | |
| JPS61291748A (ja) | エンジンの制御装置 | |
| US4818977A (en) | Combustible gas detector having temperature stabilization capability | |
| JP3136553B2 (ja) | 熱量計 | |
| JP3326715B2 (ja) | ガス分析計 | |
| JP2011196714A (ja) | 発熱量算出式作成システム、発熱量算出式の作成方法、発熱量測定システム、及び発熱量の測定方法 | |
| EP0438859B1 (en) | Measuring energy in fuel gases | |
| JPH0996617A (ja) | 熱量計 | |
| GB2349216A (en) | Measuring concentration of components in LNG | |
| JP3262315B2 (ja) | 熱伝導率式発熱量計を用いた混合ガスの発熱量測定方法 | |
| US4720196A (en) | Method and apparatus for measuring the heating power of combustible gases | |
| JP3114137B2 (ja) | 熱伝導率式ガス濃度分析計 | |
| US4829810A (en) | Filament drive circuit | |
| US4002429A (en) | Method and apparatus for measuring the concentration of combustible components of a gas mixture | |
| JP3115850B2 (ja) | 抵抗体センサを要素とするセンサ回路 | |
| JP2004085489A (ja) | 熱式流量計 | |
| US2674879A (en) | Calorimetry |