JPS58202863A - 二定温度式熱伝導度測定セル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 気体の分析、真空度測定などに利用される熱転導度測定
セルは、気体の中に置かれている測温抵抗体（白金測温
抵抗線、サー１スタ等）に電流を流して加熱し、定常状
態となるときの温度がその気体の熱＠１１度によって定
まることに基づいてその気体の熱伝導度を測定する＊＊
である。

ビラニ真空針は熱伝導度測定セルを廟いる真空針である
。

測温抵抗体の温度は、その電気抵抗によって知られる。

従来の熱伝導度測定セルは、測定室と同材質、Ｗ４形、
同大の装置に、比較の基準として既知の熱伝導度の気体
を入れた（真空針のときは真空とした）基準室を併用す
る。従来の熱伝導度測定セルが測定室と基準室との１１
１１抗体に等しい電流を擁す等電流式のものであるのに
対して、本発明の二定温度成熱伝導度測定セルは基準室
を併用しない。

従来の等電流成熱伝導度測定セルと本発明の二定亀度式
塾伝導度測定セルとの違いを明確にするために、長さが
！１練掻が２・ｒｌの測温抵抗線１　（細い白金線等）
が内径２・ｒ２の金属製の円筒形の外管２の中心に張ら
れている構造の測定室の場合を実施例として説明する。

ｍＩｉはこの実施例を示す噺ｗｍである。

本方式のものも、公知の方式のものと同様に測温抵抗線
に流す加熱電機によって発生した熱量と放散熱量とが等
しい定常状態で測定を行う、然しなかも、等電流式のも
のでは測定室のほかに基準室が必要であるが、本発明に
かかる二定温度式のものでは測定室だけで足りる。

Ａ）等電流成熱伝導度測定セル（従来のもの）。

簡単のために、対流と放射によって放散される熱量の影
響は考えないものとする。

それで測温抵抗線に流す電流によって発生する熱量はす
べてその周囲の気体の熱伝導だけで放散されることにな
る。

電流ｌで加熱されている測温抵抗線の温度を１゜℃とし
て、外管の温度を１２℃とする。

０℃での測温抵抗線の抵抗をＲｅとし、ｔ℃での抵抗Ｒ
を、Ｒ−Ｒ，・　（１＋αｔ）であるものとする。

またｔ１℃と１２℃との平均温度、犀ち、−（ｔ　ｌ＋
ｔ２）’ｃ での試料気体の熱伝導度をＫとする。

Ｋは測定セルでの測定で、知られるものである。

測定室内の試料気体の一１度は測温抵抗線の中心からの
一離ｒによるので、その熱伝導度もｒの関数であるが、
一様にＫであるとみなす。

このときには、熱伝導の法則により、単位時間当りの放
散熱量は発生熱量に等しく、 −Ａ−Ｋ・　（ｔ＋−ｔ２） １ｏｇｒ　２−１ｏｇｒ　１ である。

測温抵抗線に電流を流さないときには、測温抵抗線の温
度は外管の温度と同じであり、その温度は電流ｌが流れ
ているときの外管の温度ｔ２℃と同じであるとする。

１２℃での測温抵抗線の抵抗Ｒ２は、 Ｒ２−Ｒ６（１＋αｔ２）である。

基準室と測定室との違いは、試料気体でなく基準気体が
入っているだけである。基準室についての最には本部を
つけることにする。

基準室の測温抵抗線に、測温室のものと等しい電流１４
−流す、このと自には、式（１）と１１株に、である０
式（１）、伐）により、 である、に本と１２℃は既知であるから、Ｒ１、Ｒ１本
の測定によってｔ１℃、１１本℃が知られ、Ｋが知られ
る。

流す電流ｌを、基準室について（ｔ）零−ｔ２）℃が所
定の温度差になるように透電する。

通常は、外管の温度ｔ２℃が常温であれば、測温抵抗線
の温度ｔ１℃をかなり高くして、電流による測温抵抗線
の態度上昇（ｔｓ　　ｔ２）ｔが１２℃によらないとみ
られるようにする。

このときには、 ｔｌ−ｔ２　ｔｌ であり、式（３）は、 となる、このと自にはＫｓｔｔ℃％Ｒ１が既知のもので
あるから、Ｒ１の測定でＫが知られる。

この測定原理を導くの粁、つぼのような仮定を置いてい
る。

ｌ）対流及び放射による放熱を考えない。

然しながら、対流はｒ２−ｒｌを小さくすれば無視でき
るが、放射による放熱をなくすことはできない。

ｕ）１１１１抵抗線の端からの熱伝導による放熱（端損
失という）を無視する。

膳）外管の温度（４２℃）は電流ｌによる発熱量及び気
体の熱伝導度に無関係である。

気体を通しての熱伝導によって外管に到達した熱量が再
び放散されなければ定常であり得ない。

外管から放熱されるとすると、その熱量が多いほど外管
の温度が高くなければならない。

ｉｖ）平均温度での熱伝導度を採用しているが、測定室
と基準室とでは平均温度が真なることを無視している。

然しながら本発明では、これらの仮定による誤差がない
ように考案されている。

Ｂ）二定楓度式熱伝導度測定セル（本発明品）測定室は
前の通りの構造であるが、ｒ２　　ｒｌが対流の無視で
きる程度に小さく、又、外管の温度ｔ２℃が測定され適
宜に制御されるように作られている。

二定温度式では測定の際に外管の温度が所定の１２℃に
保たれ、又、測定温度線の温度が所定の１１℃になるよ
うに電流ｌを流す。

測定室に試料気体が入っているときの、単位時間当りの
発熱量ＨはＨ−Ｒ１・１２であるが、この全熱量が気体
を通しての熱伝導だけで放散されるのではなく、全放熱
量は気体を通しての熱伝導による放熱量Ｈ１、放射杆よ
る放熱量Ｈ２及び端損失Ｈ３の和に等しい− 即ち、 ＨｍＲ，・　１２ ＝Ｈ１＋Ｈ２＋８３　　　　　　　　　　　　（５）で
ある。

Ｒ２、Ｒ３は気体の存在に無関係であるとみられる。

測定室に基準気体を入れて、外管の温度を１２℃とし、
測温抵抗線の温度が１１℃であるように電流ｉを流すと
すると、単位時間当りの発熱量Ｈ＊は、 Ｈ本−Ｒ１−１本２ であり、かつ、 −Ｈ，本土Ｈ２＋Ｈ３（６） である＠　Ｒ２、Ｒ３は式（５）のものと等しい。

測定室を真空にして、両瀘度が所定の１１℃、１２℃に
保たれる電流をｉｏとすると、単位時間当りの発熱量Ｈ
ａはＨｇ”−Ｒ，・ｉｏ２であり、ＨＯ−Ｒ２＋Ｈ３（
７） である。

測定室に試料気体が入っているときには、Ｈｌ　　−Ｈ
（Ｒ２＋Ｈｓ　） −Ｈ−Ｈ。

”Ｒ＋　　・　（１２−１ｏ２）　　　　　　　　　（
８）測定室に基準気体が入っているときには、Ｈｌ本−
Ｈ”　　　（Ｒ２＋Ｈ３） −Ｈ本−Ｈｏ −Ｒ，・　（１ｍ２−１．２）　　　　　（９）である
。

測定室に試料気体が定常状態となって存在しているとき
には、気体を通しての熱伝導による放熱量Ｈ，は、熱伝
導の法則により、式（１）の発熱量の代りにＨｌとした が成り立つ。

同様に、測定室に基準気体があるときには、であるから
、両式（２）、（１１）により、が得られる。

１１℃、１２℃はいす塾も所定の温度であり、ｉｏ、ｉ
零　Ｋｍは試料気体に無関係な定数とみられるので、式
（１２）　は、 Ｋ−Ｃ１・１２−Ｃ２（１３） と書くことができる。

ここに０１、Ｃ２は定数で、 である、従って、電流ｌだけの測定でＫが知られる。

この方式では、ｌ車％ＩＯはそれぞれ一定であるから、
予め測定しておけば足り、基準室、真空室を併用する必
要はない。

【図面の簡単な説明】

図は本発明にかかる二定温度成熱伝導度測定セルの原理
を示す説明図である。 １−−−−−一測温抵抗線 ２−−−−−ｍ−外管 特許出願人　株式会社　シサカ研究所 代理人（７５２４）最上正太部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対漁か無視される容器内に測温抵抗体を設置し、容器の
   温度を所定の温度社保つように制御し、該測温抵抗体に
   電流を流してその温度が別の所定の温度になるよう−し
   、その電流を測定じで気体の熱伝ＩＩｓ庫を知る二定濫
   度式熱伝導度測定セル□。