JPH10206243A - 熱物理量計測方法およびその計測装置 - Google Patents
熱物理量計測方法およびその計測装置Info
- Publication number
- JPH10206243A JPH10206243A JP769297A JP769297A JPH10206243A JP H10206243 A JPH10206243 A JP H10206243A JP 769297 A JP769297 A JP 769297A JP 769297 A JP769297 A JP 769297A JP H10206243 A JPH10206243 A JP H10206243A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- heat
- inverse problem
- problem analysis
- model
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 定常状態を待たずに短時間に対象物の内
部発熱量を計測することにある。 【解決手段】 対象物外表面の温度・熱流束を計測する
温度センサ１２，…と、ここで計測された複数個所の温
度・熱流束を時系列的に記憶する時系列データ記憶手段
１４と、前記対象物に係わる熱的物性値と形状データと
を用いて逆問題解析モデルを作成するモデル作成手段１
５と、ここで作成された逆問題解析モデルから対象物内
部の初期温度分布および発熱量による外表面の温度およ
び熱流束を計算するモデル熱関係データ演算手段１６２
と、時系列データ記憶手段に記憶される温度および熱流
束とモデル熱関係データ演算手段で得られる対象物外表
面の温度および熱流束とを用いて、逆問題解析によって
対象物の内部発熱量の同定を行う熱物理量演算手段１６
３とを設けた熱物理量計測装置である。
部発熱量を計測することにある。 【解決手段】 対象物外表面の温度・熱流束を計測する
温度センサ１２，…と、ここで計測された複数個所の温
度・熱流束を時系列的に記憶する時系列データ記憶手段
１４と、前記対象物に係わる熱的物性値と形状データと
を用いて逆問題解析モデルを作成するモデル作成手段１
５と、ここで作成された逆問題解析モデルから対象物内
部の初期温度分布および発熱量による外表面の温度およ
び熱流束を計算するモデル熱関係データ演算手段１６２
と、時系列データ記憶手段に記憶される温度および熱流
束とモデル熱関係データ演算手段で得られる対象物外表
面の温度および熱流束とを用いて、逆問題解析によって
対象物の内部発熱量の同定を行う熱物理量演算手段１６
３とを設けた熱物理量計測装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は計測対象物の内部発
熱量等を計測する熱物理量計測方法およびその計測装置
に関する。
熱量等を計測する熱物理量計測方法およびその計測装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、対象物の内部発熱量を計測する計
測装置は、図６に示すように対象物１外表面に温度セン
サ（熱流速センサ）２，…を設置し対象物１外表面から
発生する熱流速を計測する計測手段３と、この計測手段
３で計測される熱流速計測値に基づいて対象物外表面の
面積を考慮して全放熱量に換算する熱量換算手段４と、
この熱量換算手段４によって得られる全放熱量が発熱量
と熱的収支が一致するか否かを判断する熱収支判断手段
５と、熱収支が一致するまで所定の計測周期ごとに計測
を継続させる計測継続手段６と、熱収支判断手段５で全
放熱量が発熱量との間で熱的収支が一致する定常状態と
なったとき、全放熱量を対象物の内部発熱量として出力
する発熱量出力手段７とによって構成されている。
測装置は、図６に示すように対象物１外表面に温度セン
サ（熱流速センサ）２，…を設置し対象物１外表面から
発生する熱流速を計測する計測手段３と、この計測手段
３で計測される熱流速計測値に基づいて対象物外表面の
面積を考慮して全放熱量に換算する熱量換算手段４と、
この熱量換算手段４によって得られる全放熱量が発熱量
と熱的収支が一致するか否かを判断する熱収支判断手段
５と、熱収支が一致するまで所定の計測周期ごとに計測
を継続させる計測継続手段６と、熱収支判断手段５で全
放熱量が発熱量との間で熱的収支が一致する定常状態と
なったとき、全放熱量を対象物の内部発熱量として出力
する発熱量出力手段７とによって構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような発熱量計測装置では、定常状態の放熱量を発熱量
としているので、対象物内部の発熱量を計測するために
定常状態となるまでの時間が必要となり、計測時間が長
時間を要する問題がある。
ような発熱量計測装置では、定常状態の放熱量を発熱量
としているので、対象物内部の発熱量を計測するために
定常状態となるまでの時間が必要となり、計測時間が長
時間を要する問題がある。
【０００４】そこで、強制冷却法などを用いて定常状態
となる時間を短縮することが考えられるが、そのために
は付帯設備の追加が必要となり、ひいては装置の大型化
および複雑化は避けられなくなる。
となる時間を短縮することが考えられるが、そのために
は付帯設備の追加が必要となり、ひいては装置の大型化
および複雑化は避けられなくなる。
【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、熱的収支が一致する定常状態を待たずに対象物の内
部発熱量を短時間に計測する熱理量計測方法およびその
計測装置を提供することにある。
で、熱的収支が一致する定常状態を待たずに対象物の内
部発熱量を短時間に計測する熱理量計測方法およびその
計測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、対象物の外表面に取付
けられた温度センサから温度および熱流速の任意時点の
時系列データを収集するデータ収集ステップと、対象物
に係わる逆問題解析モデルから対象物外表面の温度およ
び熱流速を計算するモデル熱関係データ演算ステップ
と、前記データ収集ステップによって収集された温度お
よび熱流速と前記モデル熱関係データ演算ステップで得
られる対象物外表面の温度および熱流速とを用いて、逆
問題解析によって前記対象物の内部発熱量および温度分
布を求める熱物理量演算ステップとを有する熱物理量計
測方法である。
に、請求項１に対応する発明は、対象物の外表面に取付
けられた温度センサから温度および熱流速の任意時点の
時系列データを収集するデータ収集ステップと、対象物
に係わる逆問題解析モデルから対象物外表面の温度およ
び熱流速を計算するモデル熱関係データ演算ステップ
と、前記データ収集ステップによって収集された温度お
よび熱流速と前記モデル熱関係データ演算ステップで得
られる対象物外表面の温度および熱流速とを用いて、逆
問題解析によって前記対象物の内部発熱量および温度分
布を求める熱物理量演算ステップとを有する熱物理量計
測方法である。
【０００７】この請求項１に対応する発明は、以上のよ
うな方法を採用することにより、予め対象物に係わる逆
問題解析モデルが作成されていれば、データ収集ステッ
プで収集される対象物の外表面の温度および熱流速と逆
問題解析モデルから演算で得られる対象物外表面の温度
および熱流速との差が小さくなるように逆問題解析を適
用すれば、対象物の内部発熱量を短時間に同定でき、熱
的収支が一致する定常状態を待たずに対象物の内部発熱
量を求めることができる。
うな方法を採用することにより、予め対象物に係わる逆
問題解析モデルが作成されていれば、データ収集ステッ
プで収集される対象物の外表面の温度および熱流速と逆
問題解析モデルから演算で得られる対象物外表面の温度
および熱流速との差が小さくなるように逆問題解析を適
用すれば、対象物の内部発熱量を短時間に同定でき、熱
的収支が一致する定常状態を待たずに対象物の内部発熱
量を求めることができる。
【０００８】請求項２に対応する発明は、対象物の外表
面の複数個所に温度センサを設置し、対象物計測点の温
度および熱流速を計測する計測手段と、これら計測手段
で計測された複数個所の計測点の温度および熱流速を時
系列的に取り込んで記憶する時系列データ記憶手段と、
前記対象物に係わる熱的物性値と形状データとを用いて
逆問題解析モデルを作成するモデル作成手段と、このモ
デル作成手段で作成された逆問題解析モデルから対象物
内部の初期温度分布および発熱量による外表面の温度お
よび熱流速を計算するモデル熱関係データ演算手段と、
前記時系列データ記憶手段に記憶される温度および熱流
速と前記モデル熱関係データ演算手段で得られる対象物
外表面の温度および熱流速とを用いて、逆問題解析によ
って前記対象物の内部発熱量の同定を行う熱物理量演算
手段とを設けた熱物理量計測装置である。
面の複数個所に温度センサを設置し、対象物計測点の温
度および熱流速を計測する計測手段と、これら計測手段
で計測された複数個所の計測点の温度および熱流速を時
系列的に取り込んで記憶する時系列データ記憶手段と、
前記対象物に係わる熱的物性値と形状データとを用いて
逆問題解析モデルを作成するモデル作成手段と、このモ
デル作成手段で作成された逆問題解析モデルから対象物
内部の初期温度分布および発熱量による外表面の温度お
よび熱流速を計算するモデル熱関係データ演算手段と、
前記時系列データ記憶手段に記憶される温度および熱流
速と前記モデル熱関係データ演算手段で得られる対象物
外表面の温度および熱流速とを用いて、逆問題解析によ
って前記対象物の内部発熱量の同定を行う熱物理量演算
手段とを設けた熱物理量計測装置である。
【０００９】この請求項２に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、モデル作成手段では、予
め対象物に係わる熱的物性値と形状データから逆問題解
析モデルを作成し記憶しておく。一方、対象物の内部発
熱量の計測に際し、計測手段にて対象物の外表面の複数
個所に温度センサを設置し対象物計測点の温度および熱
流速を計測し、時系列データ記憶手段に時系列的に順次
記憶する。
うな手段を講じたことにより、モデル作成手段では、予
め対象物に係わる熱的物性値と形状データから逆問題解
析モデルを作成し記憶しておく。一方、対象物の内部発
熱量の計測に際し、計測手段にて対象物の外表面の複数
個所に温度センサを設置し対象物計測点の温度および熱
流速を計測し、時系列データ記憶手段に時系列的に順次
記憶する。
【００１０】しかる後、モデル熱関係データ演算手段お
いて逆問題解析モデルから対象物内部の初期温度分布お
よび発熱量による外表面の温度および熱流速を計算し、
この計算された外表面の温度および熱流速と時系列的に
記憶された対象物計測点の温度および熱流速とを用いて
逆問題解析として同定すれば、熱的収支が一致する定常
状態を待たずに対象物の内部発熱量を求めることができ
る。
いて逆問題解析モデルから対象物内部の初期温度分布お
よび発熱量による外表面の温度および熱流速を計算し、
この計算された外表面の温度および熱流速と時系列的に
記憶された対象物計測点の温度および熱流速とを用いて
逆問題解析として同定すれば、熱的収支が一致する定常
状態を待たずに対象物の内部発熱量を求めることができ
る。
【００１１】
（熱物理量計測方法に係わる発明の実施の形態）この熱
物理量計測方法においては、計測対象物に係わる熱的物
性値（例えば密度，比熱，熱伝導率など）と形状データ
とに基づき、有限要素法などを用いて逆問題解析モデル
を作成し記憶しておく（逆問題解析モデル作成ステッ
プ）。ここで、対象物の内部発熱量の計測に際し、デー
タ収集ステップ、モデル熱関係データ演算ステップ、熱
物理量演算ステップおよび発熱量出力ステップを順次実
行する。
物理量計測方法においては、計測対象物に係わる熱的物
性値（例えば密度，比熱，熱伝導率など）と形状データ
とに基づき、有限要素法などを用いて逆問題解析モデル
を作成し記憶しておく（逆問題解析モデル作成ステッ
プ）。ここで、対象物の内部発熱量の計測に際し、デー
タ収集ステップ、モデル熱関係データ演算ステップ、熱
物理量演算ステップおよび発熱量出力ステップを順次実
行する。
【００１２】前記データ収集ステップは、対象物の外表
面の複数個所に温度センサを設置し、所定時間毎にセン
サ設置点である計測点から計測対象物の温度および熱流
速を計測し、記憶手段に時系列的に記憶する。一方、モ
デル熱関係データ演算ステップは、対象物に係わる逆問
題解析モデルから内部の初期温度分布および発熱量によ
る外表面の温度および熱流速を計算する。
面の複数個所に温度センサを設置し、所定時間毎にセン
サ設置点である計測点から計測対象物の温度および熱流
速を計測し、記憶手段に時系列的に記憶する。一方、モ
デル熱関係データ演算ステップは、対象物に係わる逆問
題解析モデルから内部の初期温度分布および発熱量によ
る外表面の温度および熱流速を計算する。
【００１３】しかる後、熱物理量演算ステップを実行す
る。この熱物理量演算ステップは、前記データ収集ステ
ップによって収集された温度および熱流速と前記モデル
熱関係データ演算ステップで得られる対象物外表面の温
度および熱流速とを用いて、逆問題解析にて、前記収集
された温度および熱流速と逆問題解析モデルから得られ
る対象物の外表面の温度および熱流速との差が小さくな
るように同定し、対象物の内部発熱量および温度分布を
求める。そして、ここで求めた対象物の内部発熱量およ
び温度分布を発熱量出力ステップにて出力する。
る。この熱物理量演算ステップは、前記データ収集ステ
ップによって収集された温度および熱流速と前記モデル
熱関係データ演算ステップで得られる対象物外表面の温
度および熱流速とを用いて、逆問題解析にて、前記収集
された温度および熱流速と逆問題解析モデルから得られ
る対象物の外表面の温度および熱流速との差が小さくな
るように同定し、対象物の内部発熱量および温度分布を
求める。そして、ここで求めた対象物の内部発熱量およ
び温度分布を発熱量出力ステップにて出力する。
【００１４】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、予め対象物に係わる逆問題解析モデルを作成してお
けば、データ収集ステップで収集される対象物の外表面
の温度および熱流速と逆問題解析モデルから演算で得ら
れる対象物外表面の温度および熱流速との差が小さくな
るように逆問題解析を適用することにより、対象物の内
部発熱量および温度分布を短時間に求めることができ
る。 （熱物理量計測装置に係わる発明の実施の形態）図１は
本発明に係わる熱物理量計測装置の一実施の形態を示す
機能ブロック図である。
ば、予め対象物に係わる逆問題解析モデルを作成してお
けば、データ収集ステップで収集される対象物の外表面
の温度および熱流速と逆問題解析モデルから演算で得ら
れる対象物外表面の温度および熱流速との差が小さくな
るように逆問題解析を適用することにより、対象物の内
部発熱量および温度分布を短時間に求めることができ
る。 （熱物理量計測装置に係わる発明の実施の形態）図１は
本発明に係わる熱物理量計測装置の一実施の形態を示す
機能ブロック図である。
【００１５】この熱物理量計測装置は、対象物１１の外
表面に設置する温度センサ群１２，…、データ入力手段
１３、時系列データ記憶手段１４、逆問題解析モデル作
成保管手段１５およびデータ処理制御手段１６によって
構成されている。
表面に設置する温度センサ群１２，…、データ入力手段
１３、時系列データ記憶手段１４、逆問題解析モデル作
成保管手段１５およびデータ処理制御手段１６によって
構成されている。
【００１６】前記対象物１１は自身から直接、または外
部から何らかの熱源を受けて発熱を伴う物体であって、
このような物体である対象物の外表面には適宜な距離を
隔てて複数の個所に温度センサ１２を設置し、対象物１
１の各個所（計測点）の温度および熱流速を計測する。
部から何らかの熱源を受けて発熱を伴う物体であって、
このような物体である対象物の外表面には適宜な距離を
隔てて複数の個所に温度センサ１２を設置し、対象物１
１の各個所（計測点）の温度および熱流速を計測する。
【００１７】前記データ入力手段１３は、温度センサ１
２，…の出力，つまり各計測点の出力をほぼ同時に取り
込んでディジタル変換した後一時的に記憶する入力イン
タフェースまたはマルチプレクサ等が用いられる。前記
時系列データ記憶手段１４は、ＦＤＤ，ＣＤ ＲＯＭ，
磁気ディスク，光ディスクなどが用いられ、対象物１１
の各計測点ごとの温度および熱流速データを時系列的に
記憶する機能をもっている。
２，…の出力，つまり各計測点の出力をほぼ同時に取り
込んでディジタル変換した後一時的に記憶する入力イン
タフェースまたはマルチプレクサ等が用いられる。前記
時系列データ記憶手段１４は、ＦＤＤ，ＣＤ ＲＯＭ，
磁気ディスク，光ディスクなどが用いられ、対象物１１
の各計測点ごとの温度および熱流速データを時系列的に
記憶する機能をもっている。
【００１８】前記逆問題解析モデル作成保管手段１５
は、後記する対象物１１の熱物性値と形状データとから
有限要素法や差分法などのシミュレーション手法を用い
て逆問題解析モデルを作成して保管する機能をもってい
る。
は、後記する対象物１１の熱物性値と形状データとから
有限要素法や差分法などのシミュレーション手法を用い
て逆問題解析モデルを作成して保管する機能をもってい
る。
【００１９】前記データ処理制御手段１６は、対象物１
１の各測定点ごとの温度および熱流速データを所定時間
ステップ例えば１０分，３０分，１時間毎に収集して時
系列データ記憶手段１４に時系列的に記憶する測定点デ
ータ収集手段１６１と、逆問題解析モデル作成保管手段
１５に保管されている逆問題解析モデルから対象物内部
の初期温度分布および発熱量による外表面の温度および
熱流速の関係を計算するモデル熱関係データ演算手段１
６２と、時系列データ記憶手段１４から時系列的な温度
および熱流速データを読み出し、モデル熱関係データ演
算手段１６２で得られる対象物内部の初期温度分布およ
び発熱量による外表面の温度と熱流速とを用いて、逆問
題解析にて対象物１１の内部発熱量および温度分布を求
める熱物理量演算手段１６３と、この熱物理量演算手段
１６３で得られる発熱量および温度分布を出力する熱物
理量出力手段１６４とによって構成されている。
１の各測定点ごとの温度および熱流速データを所定時間
ステップ例えば１０分，３０分，１時間毎に収集して時
系列データ記憶手段１４に時系列的に記憶する測定点デ
ータ収集手段１６１と、逆問題解析モデル作成保管手段
１５に保管されている逆問題解析モデルから対象物内部
の初期温度分布および発熱量による外表面の温度および
熱流速の関係を計算するモデル熱関係データ演算手段１
６２と、時系列データ記憶手段１４から時系列的な温度
および熱流速データを読み出し、モデル熱関係データ演
算手段１６２で得られる対象物内部の初期温度分布およ
び発熱量による外表面の温度と熱流速とを用いて、逆問
題解析にて対象物１１の内部発熱量および温度分布を求
める熱物理量演算手段１６３と、この熱物理量演算手段
１６３で得られる発熱量および温度分布を出力する熱物
理量出力手段１６４とによって構成されている。
【００２０】次に、以上のように構成された装置の動作
について図２を参照して説明する。本計測装置において
は、先ず最初に対象物１１の逆問題解析モデルを作成す
る。この逆問題解析では、図３に示すごとく対象物１１
の熱的物性値（例えば密度，比熱，熱伝導率など）と形
状とは既知であることを前提とする。従って、以上のよ
うな対象物の熱的物性値と形状データとを用いて有限要
素法や差分法などを用いて逆問題解析モデルを作成し、
逆問題解析モデル作成保管手段１５に記憶しておく。
について図２を参照して説明する。本計測装置において
は、先ず最初に対象物１１の逆問題解析モデルを作成す
る。この逆問題解析では、図３に示すごとく対象物１１
の熱的物性値（例えば密度，比熱，熱伝導率など）と形
状とは既知であることを前提とする。従って、以上のよ
うな対象物の熱的物性値と形状データとを用いて有限要
素法や差分法などを用いて逆問題解析モデルを作成し、
逆問題解析モデル作成保管手段１５に記憶しておく。
【００２１】この状態において対象物１１の内部発熱量
を求めるに際し、データ処理制御手段１６におけるデー
タ収集手段１６１は、予め定めた所定時間ステップ毎に
データ入力手段１３を介して各計測点設置の温度センサ
１２，…から対象物１１の温度および熱流速データを取
り込み、時系列データ記憶手段１４に順次時系列的に記
憶していく（ＳＴ１〜ＳＴ３）。
を求めるに際し、データ処理制御手段１６におけるデー
タ収集手段１６１は、予め定めた所定時間ステップ毎に
データ入力手段１３を介して各計測点設置の温度センサ
１２，…から対象物１１の温度および熱流速データを取
り込み、時系列データ記憶手段１４に順次時系列的に記
憶していく（ＳＴ１〜ＳＴ３）。
【００２２】しかる後、データ処理制御手段１６におけ
るモデル熱関係データ演算手段１６２は、逆問題解析モ
デル作成保管手段１５に保管される逆問題解析モデルを
用いて、対象物１１内部の初期温度分布および発熱量に
よる外表面の温度と熱流速とを計算する（ＳＴ４）。
るモデル熱関係データ演算手段１６２は、逆問題解析モ
デル作成保管手段１５に保管される逆問題解析モデルを
用いて、対象物１１内部の初期温度分布および発熱量に
よる外表面の温度と熱流速とを計算する（ＳＴ４）。
【００２３】具体的に数式を用いて説明すると、逆問題
解析モデルに基づき、対象物１１の点ｙでの内部初期温
度分布Ｉ（ｙ）のｔ時間後の外表面計測点ｘの影響温度
をＴI （ｙ，ｔ，ｘ）、発熱量Ｑ（τ）によるｔ時間後
の外表面計測点ｘの影響温度をＴQ （Ｑ，ｔ，ｘ）とす
ると、ｔ時間後の対象物外表面のｘ点での温度Ｔ（ｔ，
ｘ）は、
解析モデルに基づき、対象物１１の点ｙでの内部初期温
度分布Ｉ（ｙ）のｔ時間後の外表面計測点ｘの影響温度
をＴI （ｙ，ｔ，ｘ）、発熱量Ｑ（τ）によるｔ時間後
の外表面計測点ｘの影響温度をＴQ （Ｑ，ｔ，ｘ）とす
ると、ｔ時間後の対象物外表面のｘ点での温度Ｔ（ｔ，
ｘ）は、
【００２４】
【数１】 で表される。一方、熱流速についても、逆問題解析モデ
ルに基づき、前記（１）式の導出手順と同様の手順に従
って求めると、
ルに基づき、前記（１）式の導出手順と同様の手順に従
って求めると、
【００２５】
【数２】 で表される。つまり、逆問題解析モデルに基づき、対象
物１１の外表面の計測点ｘでの数種類の初期温度分布
Ｉ′とｔ時間後の時刻の影響温度ＴI （ｙ′，ｔ，
ｘ）、ｑI （ｙ′，ｔ，ｘ）および発熱量Ｑ′に対する
ｔ時間後の影響温度ＴQ（Ｑ′，ｔ，ｘ）、ｑQ
（Ｑ′，ｔ，ｘ）を計算する。
物１１の外表面の計測点ｘでの数種類の初期温度分布
Ｉ′とｔ時間後の時刻の影響温度ＴI （ｙ′，ｔ，
ｘ）、ｑI （ｙ′，ｔ，ｘ）および発熱量Ｑ′に対する
ｔ時間後の影響温度ＴQ（Ｑ′，ｔ，ｘ）、ｑQ
（Ｑ′，ｔ，ｘ）を計算する。
【００２６】しかる後、データ処理制御手段１６におい
て熱物理量演算手段１６３を実行する。この熱物理量演
算手段１６３は、時系列データ記憶手段１４から対象物
１１の各計測点の温度および熱流速を読み出し、前述す
る逆問題解析モデルから求めた温度および熱流速を用い
て、逆問題解析によって温度センサ１２，…で計測され
た値と前記（１）式，（２）式で計算された値との差が
小さくなるように、初期温度分布Ｉ（ｙ）、発熱量Ｑ
（τ）および温度分布Ｔ（ｔ，ｙ）を同定した後（ＳＴ
５）、熱物理量出力手段１６４により熱物理量演算手段
１６３で求めた発熱量や温度分布を出力する（ＳＴ
６）。
て熱物理量演算手段１６３を実行する。この熱物理量演
算手段１６３は、時系列データ記憶手段１４から対象物
１１の各計測点の温度および熱流速を読み出し、前述す
る逆問題解析モデルから求めた温度および熱流速を用い
て、逆問題解析によって温度センサ１２，…で計測され
た値と前記（１）式，（２）式で計算された値との差が
小さくなるように、初期温度分布Ｉ（ｙ）、発熱量Ｑ
（τ）および温度分布Ｔ（ｔ，ｙ）を同定した後（ＳＴ
５）、熱物理量出力手段１６４により熱物理量演算手段
１６３で求めた発熱量や温度分布を出力する（ＳＴ
６）。
【００２７】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、従来、放熱量と発熱量との熱収支が一致する状態と
なる定常状態になるのを待って対象物の内部発熱量を計
測していたが、本装置では、対象物に関し予め熱的物性
値および形状データから逆問題解析モデルを作成し、こ
のモデルから対象物の外表面の温度および熱流速を計算
し、この計算された外表面の温度および熱流速と、実際
の対象物から計測された温度および熱流速との差が小さ
くなるように対象物の内部発熱量や温度分布を求めるも
のである。
ば、従来、放熱量と発熱量との熱収支が一致する状態と
なる定常状態になるのを待って対象物の内部発熱量を計
測していたが、本装置では、対象物に関し予め熱的物性
値および形状データから逆問題解析モデルを作成し、こ
のモデルから対象物の外表面の温度および熱流速を計算
し、この計算された外表面の温度および熱流速と、実際
の対象物から計測された温度および熱流速との差が小さ
くなるように対象物の内部発熱量や温度分布を求めるも
のである。
【００２８】その結果、逆問題解析により、熱の過度状
態時でも内部発熱量と温度分布とを同定でき、発熱量計
測に必要な時間を大幅に短縮できる。因みに、図４は対
象物の表面温度履歴を表す特性図であるが、この図から
明らかなように、従来装置では定常状態になるまでに２
５〜３０時間を要していたが、本発明装置では図示矢印
で示すように３０分程度出内部発熱量および温度分布を
同定できる。図５は計測時間と同定精度との関係を示す
図であって、この図からも明らかなように計測時間３０
分で同定誤差を０．５％と小さくでき、極く短時間に内
部発熱量を計測できる。
態時でも内部発熱量と温度分布とを同定でき、発熱量計
測に必要な時間を大幅に短縮できる。因みに、図４は対
象物の表面温度履歴を表す特性図であるが、この図から
明らかなように、従来装置では定常状態になるまでに２
５〜３０時間を要していたが、本発明装置では図示矢印
で示すように３０分程度出内部発熱量および温度分布を
同定できる。図５は計測時間と同定精度との関係を示す
図であって、この図からも明らかなように計測時間３０
分で同定誤差を０．５％と小さくでき、極く短時間に内
部発熱量を計測できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、逆
問題解析を用いることにより、熱の過度状態であっても
対象物の内部発熱量を短時間に正確に計測できる熱理量
計測方法およびその計測装置を提供できる。
問題解析を用いることにより、熱の過度状態であっても
対象物の内部発熱量を短時間に正確に計測できる熱理量
計測方法およびその計測装置を提供できる。
【図１】 本発明に係わる熱物理量計測装置の一実施形
態を示す機能ブロック図。
態を示す機能ブロック図。
【図２】 図１に示す装置の動作を説明するフローチャ
ート。
ート。
【図３】 逆問題解析によって作成する逆問題解析モデ
ルの説明図。
ルの説明図。
【図４】 対象物の表面温度履歴を表す特性図
【図５】 計測時間と同定精度との関係を説明する図。
【図６】 従来の熱物理量計測装置を説明する図。
１１…計測対象物 １２…温度センサ １４…時系列データ記憶手段 １５…逆問題解析モデル作成保管手段 １６…データ処理制御手段 １６１…データ収集手段 １６２…モデル熱関係データ演算手段 １６３…熱物理量演算手段
【手続補正書】
【提出日】平成９年３月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 熱物理量計測方法およびその計測
装置
装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は計測対象物の内部発
熱量等を計測する熱物理量計測方法およびその計測装置
に関する。
熱量等を計測する熱物理量計測方法およびその計測装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、対象物の内部発熱量を計測する計
測装置は、図６に示すように対象物１外表面に温度セン
サ（熱流束センサ）２，…を設置し対象物１外表面から
発生する熱流束を計測する計測手段３と、この計測手段
３で計測される熱流束計測値に基づいて対象物外表面の
面積を考慮して全放熱量に換算する熱量換算手段４と、
この熱量換算手段４によって得られる全放熱量が発熱量
と熱的収支が一致するか否かを判断する熱収支判断手段
５と、熱収支が一致するまで所定の計測周期ごとに計測
を継続させる計測継続手段６と、熱収支判断手段５で全
放熱量が発熱量との間で熱的収支が一致する定常状態と
なったとき、全放熱量を対象物の内部発熱量として出力
する発熱量出力手段７とによって構成されている。
測装置は、図６に示すように対象物１外表面に温度セン
サ（熱流束センサ）２，…を設置し対象物１外表面から
発生する熱流束を計測する計測手段３と、この計測手段
３で計測される熱流束計測値に基づいて対象物外表面の
面積を考慮して全放熱量に換算する熱量換算手段４と、
この熱量換算手段４によって得られる全放熱量が発熱量
と熱的収支が一致するか否かを判断する熱収支判断手段
５と、熱収支が一致するまで所定の計測周期ごとに計測
を継続させる計測継続手段６と、熱収支判断手段５で全
放熱量が発熱量との間で熱的収支が一致する定常状態と
なったとき、全放熱量を対象物の内部発熱量として出力
する発熱量出力手段７とによって構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような発熱量計測装置では、定常状態の放熱量を発熱量
としているので、対象物内部の発熱量を計測するために
定常状態となるまでの時間が必要となり、計測時間が長
時間を要する問題がある。
ような発熱量計測装置では、定常状態の放熱量を発熱量
としているので、対象物内部の発熱量を計測するために
定常状態となるまでの時間が必要となり、計測時間が長
時間を要する問題がある。
【０００４】そこで、強制冷却法などを用いて定常状態
となる時間を短縮することが考えられるが、そのために
は付帯設備の追加が必要となり、ひいては装置の大型化
および複雑化は避けられなくなる。
となる時間を短縮することが考えられるが、そのために
は付帯設備の追加が必要となり、ひいては装置の大型化
および複雑化は避けられなくなる。
【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、熱的収支が一致する定常状態を待たずに対象物の内
部発熱量を短時間に計測する熱理量計測方法およびその
計測装置を提供することにある。
で、熱的収支が一致する定常状態を待たずに対象物の内
部発熱量を短時間に計測する熱理量計測方法およびその
計測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、対象物の外表面に取付
けられた温度センサから温度および熱流束の任意時点の
時系列データを収集するデータ収集ステップと、対象物
に係わる逆問題解析モデルから対象物外表面の温度およ
び熱流束を計算するモデル熱関係データ演算ステップ
と、前記データ収集ステップによって収集された温度お
よび熱流束と前記モデル熱関係データ演算ステップで得
られる対象物外表面の温度および熱流束とを用いて、逆
問題解析によって前記対象物の内部発熱量および温度分
布を求める熱物理量演算ステップとを有する熱物理量計
測方法である。
に、請求項１に対応する発明は、対象物の外表面に取付
けられた温度センサから温度および熱流束の任意時点の
時系列データを収集するデータ収集ステップと、対象物
に係わる逆問題解析モデルから対象物外表面の温度およ
び熱流束を計算するモデル熱関係データ演算ステップ
と、前記データ収集ステップによって収集された温度お
よび熱流束と前記モデル熱関係データ演算ステップで得
られる対象物外表面の温度および熱流束とを用いて、逆
問題解析によって前記対象物の内部発熱量および温度分
布を求める熱物理量演算ステップとを有する熱物理量計
測方法である。
【０００７】この請求項１に対応する発明は、以上のよ
うな方法を採用することにより、予め対象物に係わる逆
問題解析モデルが作成されていれば、データ収集ステッ
プで収集される対象物の外表面の温度および熱流束と逆
問題解析モデルから演算で得られる対象物外表面の温度
および熱流束との差が小さくなるように逆問題解析を適
用すれば、対象物の内部発熱量を短時間に同定でき、熱
的収支が一致する定常状態を待たずに対象物の内部発熱
量を求めることができる。
うな方法を採用することにより、予め対象物に係わる逆
問題解析モデルが作成されていれば、データ収集ステッ
プで収集される対象物の外表面の温度および熱流束と逆
問題解析モデルから演算で得られる対象物外表面の温度
および熱流束との差が小さくなるように逆問題解析を適
用すれば、対象物の内部発熱量を短時間に同定でき、熱
的収支が一致する定常状態を待たずに対象物の内部発熱
量を求めることができる。
【０００８】請求項２に対応する発明は、対象物の外表
面の複数個所に温度センサを設置し、対象物計測点の温
度および熱流束を計測する計測手段と、これら計測手段
で計測された複数個所の計測点の温度および熱流束を時
系列的に取り込んで記憶する時系列データ記憶手段と、
前記対象物に係わる熱的物性値と形状データとを用いて
逆問題解析モデルを作成するモデル作成手段と、このモ
デル作成手段で作成された逆問題解析モデルから対象物
内部の初期温度分布および発熱量による外表面の温度お
よび熱流束を計算するモデル熱関係データ演算手段と、
前記時系列データ記憶手段に記憶される温度および熱流
束と前記モデル熱関係データ演算手段で得られる対象物
外表面の温度および熱流束とを用いて、逆問題解析によ
って前記対象物の内部発熱量の同定を行う熱物理量演算
手段とを設けた熱物理量計測装置である。
面の複数個所に温度センサを設置し、対象物計測点の温
度および熱流束を計測する計測手段と、これら計測手段
で計測された複数個所の計測点の温度および熱流束を時
系列的に取り込んで記憶する時系列データ記憶手段と、
前記対象物に係わる熱的物性値と形状データとを用いて
逆問題解析モデルを作成するモデル作成手段と、このモ
デル作成手段で作成された逆問題解析モデルから対象物
内部の初期温度分布および発熱量による外表面の温度お
よび熱流束を計算するモデル熱関係データ演算手段と、
前記時系列データ記憶手段に記憶される温度および熱流
束と前記モデル熱関係データ演算手段で得られる対象物
外表面の温度および熱流束とを用いて、逆問題解析によ
って前記対象物の内部発熱量の同定を行う熱物理量演算
手段とを設けた熱物理量計測装置である。
【０００９】この請求項２に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、モデル作成手段では、予
め対象物に係わる熱的物性値と形状データから逆問題解
析モデルを作成し記憶しておく。一方、対象物の内部発
熱量の計測に際し、計測手段にて対象物の外表面の複数
個所に温度センサを設置し対象物計測点の温度および熱
流束を計測し、時系列データ記憶手段に時系列的に順次
記憶する。
うな手段を講じたことにより、モデル作成手段では、予
め対象物に係わる熱的物性値と形状データから逆問題解
析モデルを作成し記憶しておく。一方、対象物の内部発
熱量の計測に際し、計測手段にて対象物の外表面の複数
個所に温度センサを設置し対象物計測点の温度および熱
流束を計測し、時系列データ記憶手段に時系列的に順次
記憶する。
【００１０】しかる後、モデル熱関係データ演算手段お
いて逆問題解析モデルから対象物内部の初期温度分布お
よび発熱量による外表面の温度および熱流束を計算し、
この計算された外表面の温度および熱流束と時系列的に
記憶された対象物計測点の温度および熱流束とを用いて
逆問題解析として同定すれば、熱的収支が一致する定常
状態を待たずに対象物の内部発熱量を求めることができ
る。
いて逆問題解析モデルから対象物内部の初期温度分布お
よび発熱量による外表面の温度および熱流束を計算し、
この計算された外表面の温度および熱流束と時系列的に
記憶された対象物計測点の温度および熱流束とを用いて
逆問題解析として同定すれば、熱的収支が一致する定常
状態を待たずに対象物の内部発熱量を求めることができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】 （熱物理量計測方法に係わる発明の実施の形態）この熱
物理量計測方法においては、計測対象物に係わる熱的物
性値（例えば密度，比熱，熱伝導率など）と形状データ
とに基づき、有限要素法などを用いて逆問題解析モデル
を作成し記憶しておく（逆問題解析モデル作成ステッ
プ）。ここで、対象物の内部発熱量の計測に際し、デー
タ収集ステップ、モデル熱関係データ演算ステップ、熱
物理量演算ステップおよび発熱量出力ステップを順次実
行する。
物理量計測方法においては、計測対象物に係わる熱的物
性値（例えば密度，比熱，熱伝導率など）と形状データ
とに基づき、有限要素法などを用いて逆問題解析モデル
を作成し記憶しておく（逆問題解析モデル作成ステッ
プ）。ここで、対象物の内部発熱量の計測に際し、デー
タ収集ステップ、モデル熱関係データ演算ステップ、熱
物理量演算ステップおよび発熱量出力ステップを順次実
行する。
【００１２】前記データ収集ステップは、対象物の外表
面の複数個所に温度センサを設置し、所定時間毎にセン
サ設置点である計測点から計測対象物の温度および熱流
束を計測し、記憶手段に時系列的に記憶する。一方、モ
デル熱関係データ演算ステップは、対象物に係わる逆問
題解析モデルから内部の初期温度分布および発熱量によ
る外表面の温度および熱流束を計算する。
面の複数個所に温度センサを設置し、所定時間毎にセン
サ設置点である計測点から計測対象物の温度および熱流
束を計測し、記憶手段に時系列的に記憶する。一方、モ
デル熱関係データ演算ステップは、対象物に係わる逆問
題解析モデルから内部の初期温度分布および発熱量によ
る外表面の温度および熱流束を計算する。
【００１３】しかる後、熱物理量演算ステップを実行す
る。この熱物理量演算ステップは、前記データ収集ステ
ップによって収集された温度および熱流束と前記モデル
熱関係データ演算ステップで得られる対象物外表面の温
度および熱流束とを用いて、逆問題解析にて、前記収集
された温度および熱流束と逆問題解析モデルから得られ
る対象物の外表面の温度および熱流束との差が小さくな
るように同定し、対象物の内部発熱量および温度分布を
求める。そして、ここで求めた対象物の内部発熱量およ
び温度分布を発熱量出力ステップにて出力する。
る。この熱物理量演算ステップは、前記データ収集ステ
ップによって収集された温度および熱流束と前記モデル
熱関係データ演算ステップで得られる対象物外表面の温
度および熱流束とを用いて、逆問題解析にて、前記収集
された温度および熱流束と逆問題解析モデルから得られ
る対象物の外表面の温度および熱流束との差が小さくな
るように同定し、対象物の内部発熱量および温度分布を
求める。そして、ここで求めた対象物の内部発熱量およ
び温度分布を発熱量出力ステップにて出力する。
【００１４】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、予め対象物に係わる逆問題解析モデルを作成してお
けば、データ収集ステップで収集される対象物の外表面
の温度および熱流束と逆問題解析モデルから演算で得ら
れる対象物外表面の温度および熱流束との差が小さくな
るように逆問題解析を適用することにより、対象物の内
部発熱量および温度分布を短時間に求めることができ
る。 （熱物理量計測装置に係わる発明の実施の形態）図１は
本発明に係わる熱物理量計測装置の一実施の形態を示す
機能ブロック図である。
ば、予め対象物に係わる逆問題解析モデルを作成してお
けば、データ収集ステップで収集される対象物の外表面
の温度および熱流束と逆問題解析モデルから演算で得ら
れる対象物外表面の温度および熱流束との差が小さくな
るように逆問題解析を適用することにより、対象物の内
部発熱量および温度分布を短時間に求めることができ
る。 （熱物理量計測装置に係わる発明の実施の形態）図１は
本発明に係わる熱物理量計測装置の一実施の形態を示す
機能ブロック図である。
【００１５】この熱物理量計測装置は、対象物１１の外
表面に設置する温度センサ群１２，…、データ入力手段
１３、時系列データ記憶手段１４、逆問題解析モデル作
成保管手段１５およびデータ処理制御手段１６によって
構成されている。
表面に設置する温度センサ群１２，…、データ入力手段
１３、時系列データ記憶手段１４、逆問題解析モデル作
成保管手段１５およびデータ処理制御手段１６によって
構成されている。
【００１６】前記対象物１１は自身から直接、または外
部から何らかの熱源を受けて発熱を伴う物体であって、
このような物体である対象物の外表面には適宜な距離を
隔てて複数の個所に温度センサ１２を設置し、対象物１
１の各個所（計測点）の温度および熱流束を計測する。
部から何らかの熱源を受けて発熱を伴う物体であって、
このような物体である対象物の外表面には適宜な距離を
隔てて複数の個所に温度センサ１２を設置し、対象物１
１の各個所（計測点）の温度および熱流束を計測する。
【００１７】前記データ入力手段１３は、温度センサ１
２，…の出力，つまり各計測点の出力をほぼ同時に取り
込んでディジタル変換した後一時的に記憶する入力イン
タフェースまたはマルチプレクサ等が用いられる。前記
時系列データ記憶手段１４は、ＦＤＤ，ＣＤ ＲＯＭ，
磁気ディスク，光ディスクなどが用いられ、対象物１１
の各計測点ごとの温度および熱流束データを時系列的に
記憶する機能をもっている。
２，…の出力，つまり各計測点の出力をほぼ同時に取り
込んでディジタル変換した後一時的に記憶する入力イン
タフェースまたはマルチプレクサ等が用いられる。前記
時系列データ記憶手段１４は、ＦＤＤ，ＣＤ ＲＯＭ，
磁気ディスク，光ディスクなどが用いられ、対象物１１
の各計測点ごとの温度および熱流束データを時系列的に
記憶する機能をもっている。
【００１８】前記逆問題解析モデル作成保管手段１５
は、後記する対象物１１の熱物性値と形状データとから
有限要素法や差分法などのシミュレーション手法を用い
て逆問題解析モデルを作成して保管する機能をもってい
る。
は、後記する対象物１１の熱物性値と形状データとから
有限要素法や差分法などのシミュレーション手法を用い
て逆問題解析モデルを作成して保管する機能をもってい
る。
【００１９】前記データ処理制御手段１６は、対象物１
１の各測定点ごとの温度および熱流束データを所定時間
ステップ例えば１０分，３０分，１時間毎に収集して時
系列データ記憶手段１４に時系列的に記憶する測定点デ
ータ収集手段１６１と、逆問題解析モデル作成保管手段
１５に保管されている逆問題解析モデルから対象物内部
の初期温度分布および発熱量による外表面の温度および
熱流束の関係を計算するモデル熱関係データ演算手段１
６２と、時系列データ記憶手段１４から時系列的な温度
および熱流束データを読み出し、モデル熱関係データ演
算手段１６２で得られる対象物内部の初期温度分布およ
び発熱量による外表面の温度と熱流束とを用いて、逆問
題解析にて対象物１１の内部発熱量および温度分布を求
める熱物理量演算手段１６３と、この熱物理量演算手段
１６３で得られる発熱量および温度分布を出力する熱物
理量出力手段１６４とによって構成されている。
１の各測定点ごとの温度および熱流束データを所定時間
ステップ例えば１０分，３０分，１時間毎に収集して時
系列データ記憶手段１４に時系列的に記憶する測定点デ
ータ収集手段１６１と、逆問題解析モデル作成保管手段
１５に保管されている逆問題解析モデルから対象物内部
の初期温度分布および発熱量による外表面の温度および
熱流束の関係を計算するモデル熱関係データ演算手段１
６２と、時系列データ記憶手段１４から時系列的な温度
および熱流束データを読み出し、モデル熱関係データ演
算手段１６２で得られる対象物内部の初期温度分布およ
び発熱量による外表面の温度と熱流束とを用いて、逆問
題解析にて対象物１１の内部発熱量および温度分布を求
める熱物理量演算手段１６３と、この熱物理量演算手段
１６３で得られる発熱量および温度分布を出力する熱物
理量出力手段１６４とによって構成されている。
【００２０】次に、以上のように構成された装置の動作
について図２を参照して説明する。本計測装置において
は、先ず最初に対象物１１の逆問題解析モデルを作成す
る。この逆問題解析では、図３に示すごとく対象物１１
の熱的物性値（例えば密度，比熱，熱伝導率など）と形
状とは既知であることを前提とする。従って、以上のよ
うな対象物の熱的物性値と形状データとを用いて有限要
素法や差分法などを用いて逆問題解析モデルを作成し、
逆問題解析モデル作成保管手段１５に記憶しておく。
について図２を参照して説明する。本計測装置において
は、先ず最初に対象物１１の逆問題解析モデルを作成す
る。この逆問題解析では、図３に示すごとく対象物１１
の熱的物性値（例えば密度，比熱，熱伝導率など）と形
状とは既知であることを前提とする。従って、以上のよ
うな対象物の熱的物性値と形状データとを用いて有限要
素法や差分法などを用いて逆問題解析モデルを作成し、
逆問題解析モデル作成保管手段１５に記憶しておく。
【００２１】この状態において対象物１１の内部発熱量
を求めるに際し、データ処理制御手段１６におけるデー
タ収集手段１６１は、予め定めた所定時間ステップ毎に
データ入力手段１３を介して各計測点設置の温度センサ
１２，…から対象物１１の温度および熱流束データを取
り込み、時系列データ記憶手段１４に順次時系列的に記
憶していく（ＳＴ１〜ＳＴ３）。
を求めるに際し、データ処理制御手段１６におけるデー
タ収集手段１６１は、予め定めた所定時間ステップ毎に
データ入力手段１３を介して各計測点設置の温度センサ
１２，…から対象物１１の温度および熱流束データを取
り込み、時系列データ記憶手段１４に順次時系列的に記
憶していく（ＳＴ１〜ＳＴ３）。
【００２２】しかる後、データ処理制御手段１６におけ
るモデル熱関係データ演算手段１６２は、逆問題解析モ
デル作成保管手段１５に保管される逆問題解析モデルを
用いて、対象物１１内部の初期温度分布および発熱量に
よる外表面の温度と熱流束とを計算する（ＳＴ４）。
るモデル熱関係データ演算手段１６２は、逆問題解析モ
デル作成保管手段１５に保管される逆問題解析モデルを
用いて、対象物１１内部の初期温度分布および発熱量に
よる外表面の温度と熱流束とを計算する（ＳＴ４）。
【００２３】具体的に数式を用いて説明すると、逆問題
解析モデルに基づき、対象物１１の点ｙでの内部初期温
度分布Ｉ（ｙ）のｔ時間後の外表面計測点ｘの影響温度
をＴI （ｙ，ｔ，ｘ）、発熱量Ｑ（τ）によるｔ時間後
の外表面計測点ｘの影響温度をＴQ （Ｑ，ｔ，ｘ）とす
ると、ｔ時間後の対象物外表面のｘ点での温度Ｔ（ｔ，
ｘ）は、
解析モデルに基づき、対象物１１の点ｙでの内部初期温
度分布Ｉ（ｙ）のｔ時間後の外表面計測点ｘの影響温度
をＴI （ｙ，ｔ，ｘ）、発熱量Ｑ（τ）によるｔ時間後
の外表面計測点ｘの影響温度をＴQ （Ｑ，ｔ，ｘ）とす
ると、ｔ時間後の対象物外表面のｘ点での温度Ｔ（ｔ，
ｘ）は、
【００２４】
【数１】 で表される。一方、熱流束についても、逆問題解析モデ
ルに基づき、前記（１）式の導出手順と同様の手順に従
って求めると、
ルに基づき、前記（１）式の導出手順と同様の手順に従
って求めると、
【００２５】
【数２】 で表される。つまり、逆問題解析モデルに基づき、対象
物１１の外表面の計測点ｘでの数種類の初期温度分布
Ｉ′とｔ時間後の時刻の影響温度ＴI （ｙ′，ｔ，
ｘ）、ｑI （ｙ′，ｔ，ｘ）および発熱量Ｑ′に対する
ｔ時間後の影響温度ＴQ（Ｑ′，ｔ，ｘ）、ｑQ
（Ｑ′，ｔ，ｘ）を計算する。
物１１の外表面の計測点ｘでの数種類の初期温度分布
Ｉ′とｔ時間後の時刻の影響温度ＴI （ｙ′，ｔ，
ｘ）、ｑI （ｙ′，ｔ，ｘ）および発熱量Ｑ′に対する
ｔ時間後の影響温度ＴQ（Ｑ′，ｔ，ｘ）、ｑQ
（Ｑ′，ｔ，ｘ）を計算する。
【００２６】しかる後、データ処理制御手段１６におい
て熱物理量演算手段１６３を実行する。この熱物理量演
算手段１６３は、時系列データ記憶手段１４から対象物
１１の各計測点の温度および熱流束を読み出し、前述す
る逆問題解析モデルから求めた温度および熱流束を用い
て、逆問題解析によって温度センサ１２，…で計測され
た値と前記（１）式，（２）式で計算された値との差が
小さくなるように、初期温度分布Ｉ（ｙ）、発熱量Ｑ
（τ）および温度分布Ｔ（ｔ，ｙ）を同定した後（ＳＴ
５）、熱物理量出力手段１６４により熱物理量演算手段
１６３で求めた発熱量や温度分布を出力する（ＳＴ
６）。
て熱物理量演算手段１６３を実行する。この熱物理量演
算手段１６３は、時系列データ記憶手段１４から対象物
１１の各計測点の温度および熱流束を読み出し、前述す
る逆問題解析モデルから求めた温度および熱流束を用い
て、逆問題解析によって温度センサ１２，…で計測され
た値と前記（１）式，（２）式で計算された値との差が
小さくなるように、初期温度分布Ｉ（ｙ）、発熱量Ｑ
（τ）および温度分布Ｔ（ｔ，ｙ）を同定した後（ＳＴ
５）、熱物理量出力手段１６４により熱物理量演算手段
１６３で求めた発熱量や温度分布を出力する（ＳＴ
６）。
【００２７】従って、以上のような実施の形態によれ
ば、従来、放熱量と発熱量との熱収支が一致する状態と
なる定常状態になるのを待って対象物の内部発熱量を計
測していたが、本装置では、対象物に関し予め熱的物性
値および形状データから逆問題解析モデルを作成し、こ
のモデルから対象物の外表面の温度および熱流束を計算
し、この計算された外表面の温度および熱流束と、実際
の対象物から計測された温度および熱流束との差が小さ
くなるように対象物の内部発熱量や温度分布を求めるも
のである。
ば、従来、放熱量と発熱量との熱収支が一致する状態と
なる定常状態になるのを待って対象物の内部発熱量を計
測していたが、本装置では、対象物に関し予め熱的物性
値および形状データから逆問題解析モデルを作成し、こ
のモデルから対象物の外表面の温度および熱流束を計算
し、この計算された外表面の温度および熱流束と、実際
の対象物から計測された温度および熱流束との差が小さ
くなるように対象物の内部発熱量や温度分布を求めるも
のである。
【００２８】その結果、逆問題解析により、熱の過度状
態時でも内部発熱量と温度分布とを同定でき、発熱量計
測に必要な時間を大幅に短縮できる。因みに、図４は対
象物の表面温度履歴を表す特性図であるが、この図から
明らかなように、従来装置では定常状態になるまでに２
５〜３０時間を要していたが、本発明装置では図示矢印
で示すように３０分程度出内部発熱量および温度分布を
同定できる。図５は計測時間と同定精度との関係を示す
図であって、この図からも明らかなように計測時間３０
分で同定誤差を０．５％と小さくでき、極く短時間に内
部発熱量を計測できる。
態時でも内部発熱量と温度分布とを同定でき、発熱量計
測に必要な時間を大幅に短縮できる。因みに、図４は対
象物の表面温度履歴を表す特性図であるが、この図から
明らかなように、従来装置では定常状態になるまでに２
５〜３０時間を要していたが、本発明装置では図示矢印
で示すように３０分程度出内部発熱量および温度分布を
同定できる。図５は計測時間と同定精度との関係を示す
図であって、この図からも明らかなように計測時間３０
分で同定誤差を０．５％と小さくでき、極く短時間に内
部発熱量を計測できる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、逆
問題解析を用いることにより、熱の過度状態であっても
対象物の内部発熱量を短時間に正確に計測できる熱理量
計測方法およびその計測装置を提供できる。
問題解析を用いることにより、熱の過度状態であっても
対象物の内部発熱量を短時間に正確に計測できる熱理量
計測方法およびその計測装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わる熱物理量計測装置の一実施形
態を示す機能ブロック図。
態を示す機能ブロック図。
【図２】 図１に示す装置の動作を説明するフローチャ
ート。
ート。
【図３】 逆問題解析によって作成する逆問題解析モデ
ルの説明図。
ルの説明図。
【図４】 対象物の表面温度履歴を表す特性図
【図５】 計測時間と同定精度との関係を説明する図。
【図６】 従来の熱物理量計測装置を説明する図。
【符号の説明】 １１…計測対象物 １２…温度センサ １４…時系列データ記憶手段 １５…逆問題解析モデル作成保管手段 １６…データ処理制御手段 １６１…データ収集手段 １６２…モデル熱関係データ演算手段 １６３…熱物理量演算手段
Claims (2)
- 【請求項１】 対象物の外表面に取付けられた温度セ
ンサから温度および熱流速の任意時点の時系列データを
収集するデータ収集ステップと、対象物に係わる逆問題
解析モデルから対象物外表面の温度および熱流速を計算
するモデル熱関係データ演算ステップと、前記データ収
集ステップによって収集された温度および熱流速と前記
モデル熱関係データ演算ステップで得られる対象物外表
面の温度および熱流速とを用いて、逆問題解析によって
前記対象物の内部発熱量および温度分布を求める熱物理
量演算ステップとを有することを特徴とする熱物理量計
測方法。 - 【請求項２】 対象物の外表面の複数個所に温度セン
サを設置し、対象物計測点の温度および熱流速を計測す
る計測手段と、これら計測手段で計測された複数個所の
計測点の温度および熱流速を時系列的に取り込んで記憶
する時系列データ記憶手段と、前記対象物に係わる熱的
物性値と形状データとを用いて逆問題解析モデルを作成
するモデル作成手段と、このモデル作成手段で作成され
た逆問題解析モデルから対象物内部の初期温度分布およ
び発熱量による外表面の温度および熱流速を計算するモ
デル熱関係データ演算手段と、前記時系列データ記憶手
段に記憶される温度および熱流速と前記モデル熱関係デ
ータ演算手段で得られる対象物外表面の温度および熱流
速とを用いて、逆問題解析によって前記対象物の内部発
熱量の同定を行う熱物理量演算手段とを備えたことを特
徴とする熱物理量計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP769297A JPH10206243A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 熱物理量計測方法およびその計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP769297A JPH10206243A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 熱物理量計測方法およびその計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206243A true JPH10206243A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11672837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP769297A Withdrawn JPH10206243A (ja) | 1997-01-20 | 1997-01-20 | 熱物理量計測方法およびその計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10206243A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002143997A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-21 | Nippon Steel Corp | 鋳型内鋳片の状態検知装置、方法、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2002346715A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-12-04 | Nippon Steel Corp | 鋳型内鋳片の状態評価装置、方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2007071686A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Nippon Steel Corp | 容器壁の温度又は熱流束の推定方法、装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体、並びに容器壁厚みの推定方法 |
| WO2010082380A1 (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | 三菱重工業株式会社 | 円管の外壁温度により内壁温度を算出する方法 |
| WO2014069437A1 (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Ｓｅｍｉｔｅｃ株式会社 | 電池寿命予測装置及び電池寿命予測システム |
| JP2016133413A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 充電率推定装置 |
| JP2017120224A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | セイコーエプソン株式会社 | 内部温度測定装置、リスト装着型装置及び内部温度測定方法 |
-
1997
- 1997-01-20 JP JP769297A patent/JPH10206243A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002143997A (ja) * | 2000-11-10 | 2002-05-21 | Nippon Steel Corp | 鋳型内鋳片の状態検知装置、方法、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2002346715A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-12-04 | Nippon Steel Corp | 鋳型内鋳片の状態評価装置、方法、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
| JP2007071686A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Nippon Steel Corp | 容器壁の温度又は熱流束の推定方法、装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体、並びに容器壁厚みの推定方法 |
| WO2010082380A1 (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | 三菱重工業株式会社 | 円管の外壁温度により内壁温度を算出する方法 |
| JP5386510B2 (ja) * | 2009-01-16 | 2014-01-15 | 三菱重工業株式会社 | 円管の外壁温度により内壁温度を算出する方法 |
| WO2014069437A1 (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-08 | Ｓｅｍｉｔｅｃ株式会社 | 電池寿命予測装置及び電池寿命予測システム |
| JP2014092428A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Semitec Corp | 電池寿命予測装置及び電池寿命予測システム |
| JP2016133413A (ja) * | 2015-01-20 | 2016-07-25 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 充電率推定装置 |
| JP2017120224A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | セイコーエプソン株式会社 | 内部温度測定装置、リスト装着型装置及び内部温度測定方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2057447B1 (en) | Compensation for thermal tranfer errors | |
| US6439768B1 (en) | Electronic thermometer and temperature prediction method therefor | |
| JP5009374B2 (ja) | プロセス変数送信機における温度センサ構成の検出 | |
| JP2022532435A (ja) | 非侵襲的熱インタロゲーションのための装置、システム、及び方法 | |
| US4568198A (en) | Method and apparatus for the determination of the heat transfer coefficient | |
| WO1988004039A1 (en) | Electronic thermometer | |
| JPH10206243A (ja) | 熱物理量計測方法およびその計測装置 | |
| CN1103485A (zh) | 袖珍激光功率计 | |
| US6763711B1 (en) | Air flow sensor using measurement of rate of heat loss | |
| JP3812884B2 (ja) | 温度検出方法および温度検出器 | |
| US7127366B2 (en) | Automatic thermal conductivity compensation for fluid flow sensing using chemometrics | |
| AU2010207641B2 (en) | Differential scanning calorimetry and calibration methods for use therewith | |
| CN107729625A (zh) | 一种对设备运行发热造成的温度测量误差进行补偿的方法及装置 | |
| JP2005140693A (ja) | 熱物性値同定方法及び同定装置 | |
| CN106679818B (zh) | 光滑表面温度分布的测量装置及方法 | |
| CN110044635A (zh) | 一种基于实时数据分析的热平衡判定方法 | |
| CN113125032B (zh) | 一种电机温度监测系统的响应测量系统及测量方法 | |
| US20220365245A1 (en) | Output method for electronic wbgt meter, and electronic wbgt meter | |
| KR101002995B1 (ko) | 가중함수를 사용한 온도의존성 그린함수 계산장치 및 그방법 | |
| JP3210222B2 (ja) | 温度測定装置 | |
| WO2020261492A1 (ja) | 温度推定装置、温度推定方法 | |
| SE449035B (sv) | Sett och anordning for bestemning av en metkropps absoluta temperatur | |
| JP2004150836A (ja) | プログラマブルコントローラの熱電対入力における冷接点補償の補正方法及びその補正回路 | |
| CN116907689A (zh) | 一种光纤温度传感器温度信息修正方法 | |
| JP2005140579A (ja) | 樹脂部材のクリープ変形解析方法、樹脂のクリープ変形量の算出方法および部材の変形モードの判定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |