JPS6010137A - サ−モパイル - Google Patents
サ−モパイルInfo
- Publication number
- JPS6010137A JPS6010137A JP58117057A JP11705783A JPS6010137A JP S6010137 A JPS6010137 A JP S6010137A JP 58117057 A JP58117057 A JP 58117057A JP 11705783 A JP11705783 A JP 11705783A JP S6010137 A JPS6010137 A JP S6010137A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermopile
- contact points
- thermocouple
- connection
- heat sink
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/17—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野］
この発明は、温度差を増幅して測定するサーモパイルに
関する。
関する。
［従来技術とその問題点］
第１図に従来のサーモパイルの一例を示す。図中のＸ座
標方向に１次元の温度分布をもつ壁面１の２点Ａ、Ｂの
温度差を測定する為、絶縁層２を介して、サーモパイル
３が壁面上にもうけられている。サーモパイル３を構成
する２種の金属４と５の接点はＸ座標の等しい場所６，
７にある。２点の温度差はとのサーモパイル３によって
増幅され、正確な測定が可能となる。
標方向に１次元の温度分布をもつ壁面１の２点Ａ、Ｂの
温度差を測定する為、絶縁層２を介して、サーモパイル
３が壁面上にもうけられている。サーモパイル３を構成
する２種の金属４と５の接点はＸ座標の等しい場所６，
７にある。２点の温度差はとのサーモパイル３によって
増幅され、正確な測定が可能となる。
ところが、接合部で２種の金属が重なった部分のＸ方向
の大きさは、かなり大きい。その為、一方の金属がわず
かに巾方向にずれた場合の、接点間距離りは、大きくず
れＬ′となり、測定値が異かってくる。
の大きさは、かなり大きい。その為、一方の金属がわず
かに巾方向にずれた場合の、接点間距離りは、大きくず
れＬ′となり、測定値が異かってくる。
この問題はサーモパイルの密度を高くするほど深刻とな
る。
る。
［発明の目的］
この発明は上述した従来装置の欠点を改良したもので、
設定どおシ正確な２ケ所の温度差を測定するサーモパイ
ルを提供することを目的とする。
設定どおシ正確な２ケ所の温度差を測定するサーモパイ
ルを提供することを目的とする。
［発明の概要］
サーモパイルを構成する２種の金属の一方もしくは両方
の端をＬ字に曲げ温度分布の存在する長さ方向に接合部
を形成することにより、金属の巾によって生じる接合点
の位置誤差をなくする。
の端をＬ字に曲げ温度分布の存在する長さ方向に接合部
を形成することにより、金属の巾によって生じる接合点
の位置誤差をなくする。
［発明の効果］
金属の巾の大小にかかわらず、サーモパイルの接点間距
離を正確に定めることが出来る。
離を正確に定めることが出来る。
〔発明の実施例］
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図は本発明に係る熱流束測定装置の一実施例を示す
斜視図で、第３図に示す第２図の平面図も参照して説明
する。
斜視図で、第３図に示す第２図の平面図も参照して説明
する。
１１は熱伝導性のよい材料、例えばアルミニウムのよう
な材料でつくられたヒートシンクで、このヒートシンク
１１の中央部分には矩形状のくぼみ１２が形成されてい
る。このくぼみ１２が形成されたヒートシンクｌ側の面
にはサーモパイル１３およびヒートシンク１】の温度を
測定する熱電対１４を装着した樹脂製の絶縁性フィルム
１５が固定されている。
な材料でつくられたヒートシンクで、このヒートシンク
１１の中央部分には矩形状のくぼみ１２が形成されてい
る。このくぼみ１２が形成されたヒートシンクｌ側の面
にはサーモパイル１３およびヒートシンク１】の温度を
測定する熱電対１４を装着した樹脂製の絶縁性フィルム
１５が固定されている。
このサーモパイル１３は熱コンンクタンスが異なる細長
で帯状およびＬ字形に形成された第１の熱伝導素材（例
えばコンスタンタン線）３ａと第２の熱伝導素材（例え
ば ４同 線）１３ｂとを交互に直列に多数本接続して
いる。そして直列に接続して形成された直線状の接合点
のうち１つ飛びの一方の接合点ＣＩ、Ｃ２，Ｃ３，・・
・、 Ｃｎの中の奇数番目の接合点Ｃ１，Ｃａ、・・・
Ｃ２ｎ−１は前記矩形状のくほみ１２の対向する２辺の
すなわち温度分布を形成する長さ方向の一方の辺１１ａ
寄りに配置し、他方の辺１１ｂ側には偶数番目の接合点
Ｃ２，Ｃ４，・・・Ｃ２ｎつｊ位置するように配置され
ることにより、他方の直線状の接合煮出、Ｈ２゜出、・
・・、 Ｈｎは、前記２辺１ａおよび１ｂの間のくぼみ
１２の中央部に位置するような構成になっている０そし
て夫々の第１および第２の熱伝導素材３ａ、３ｂは蒸着
等の薄膜形成技術を用いて構成してもよい０このような
構成のサーモパイル１３および熱電対１４の上に更に絶
縁層１６を介在して熱伝導性の良い例えばアルミ薄のよ
うな熱流束を受ける受け板１７が固定されている。この
受け板１７のサーモパイル１３を覆っている領域には、
受は板１７に入射する熱流束を、ヒートシンク部を覆っ
ている領域の放射率、吸収率が充分小さくし、非定常状
態であっても。
で帯状およびＬ字形に形成された第１の熱伝導素材（例
えばコンスタンタン線）３ａと第２の熱伝導素材（例え
ば ４同 線）１３ｂとを交互に直列に多数本接続して
いる。そして直列に接続して形成された直線状の接合点
のうち１つ飛びの一方の接合点ＣＩ、Ｃ２，Ｃ３，・・
・、 Ｃｎの中の奇数番目の接合点Ｃ１，Ｃａ、・・・
Ｃ２ｎ−１は前記矩形状のくほみ１２の対向する２辺の
すなわち温度分布を形成する長さ方向の一方の辺１１ａ
寄りに配置し、他方の辺１１ｂ側には偶数番目の接合点
Ｃ２，Ｃ４，・・・Ｃ２ｎつｊ位置するように配置され
ることにより、他方の直線状の接合煮出、Ｈ２゜出、・
・・、 Ｈｎは、前記２辺１ａおよび１ｂの間のくぼみ
１２の中央部に位置するような構成になっている０そし
て夫々の第１および第２の熱伝導素材３ａ、３ｂは蒸着
等の薄膜形成技術を用いて構成してもよい０このような
構成のサーモパイル１３および熱電対１４の上に更に絶
縁層１６を介在して熱伝導性の良い例えばアルミ薄のよ
うな熱流束を受ける受け板１７が固定されている。この
受け板１７のサーモパイル１３を覆っている領域には、
受は板１７に入射する熱流束を、ヒートシンク部を覆っ
ている領域の放射率、吸収率が充分小さくし、非定常状
態であっても。
その温度変化率が充分小さくして熱流束の測定を可能に
するために黒色の塗料がぬられた感知部１８を形成して
いる。
するために黒色の塗料がぬられた感知部１８を形成して
いる。
以上説萌したような構成を有する本発明の熱流束測定装
置によれば、受は板７は、サーモパイル１３の熱コンダ
クタンスより大きな値の熱コンダクタンスを持っている
。これらの値は相対値としてように設定している。更に
ヒートシンク１１の熱容量は、受は板１７の熱容量の
７９−１倍程度の容量差がつけである。従って感知部１
８に入射した熱流束は、背面に設けられたくぼみ１２お
よびサーモパイル１３との熱フンダクタンスとの関係か
ら、受は板１７を熱伝導してヒートシンク１１に蓄積さ
れていく。
置によれば、受は板７は、サーモパイル１３の熱コンダ
クタンスより大きな値の熱コンダクタンスを持っている
。これらの値は相対値としてように設定している。更に
ヒートシンク１１の熱容量は、受は板１７の熱容量の
７９−１倍程度の容量差がつけである。従って感知部１
８に入射した熱流束は、背面に設けられたくぼみ１２お
よびサーモパイル１３との熱フンダクタンスとの関係か
ら、受は板１７を熱伝導してヒートシンク１１に蓄積さ
れていく。
このとき、受は板７の感知部１８が形成された領域では
、くぼみ１２の影響によシ接合点ＣＩ、０２．・・・Ｃ
ｎが設けられた領域と接合点Ｈ１，Ｈ２、・・・、Ｈｎ
が位置、する領域とでは、微少温度差ΔＴを作るが、接
合点Ｃｎ、Ｈｎが夫々、温度分布を形成する長さ方向に
直線状に形成されているので、接合部での分解、能よく
温度差が測定される。これによシ各接合点間Ｈｎ −Ｃ
ｎには、夫々の温度差に基すいた起電力が発生し、各接
合点間の温度差が等しいものとすれば両端の端子１３ａ
−１３ｂ間にはｎ倍の起電力が得られる構成になってい
る。
、くぼみ１２の影響によシ接合点ＣＩ、０２．・・・Ｃ
ｎが設けられた領域と接合点Ｈ１，Ｈ２、・・・、Ｈｎ
が位置、する領域とでは、微少温度差ΔＴを作るが、接
合点Ｃｎ、Ｈｎが夫々、温度分布を形成する長さ方向に
直線状に形成されているので、接合部での分解、能よく
温度差が測定される。これによシ各接合点間Ｈｎ −Ｃ
ｎには、夫々の温度差に基すいた起電力が発生し、各接
合点間の温度差が等しいものとすれば両端の端子１３ａ
−１３ｂ間にはｎ倍の起電力が得られる構成になってい
る。
すなわち、本発明の熱流束測定装置によれば、受は板１
７に温度分布を持たせてサーモパイル１３には温度分布
を持たせていないので、サーモパイル１３は熱フンダク
タンスに影響されることなく、受は板１７に入射する熱
流束に伴なう温度分布の測定が可能になる。いま、くぼ
み１２の２辺間の間隔をＡとすれば、とのＶ２＝Ｊの位
置の温度をＴとするとき、この位置からＸ離れ、た位置
の温度すなわち感知部１８の受け板１７に形成される温
度分布は、Ｔ−Ｔｓ＝−Ｔ２−ＴＩ（ｘ２−Ａ”） ・
（１）但し、ＴＳ；ヒートシンク温度 λ、；受は板７の熱伝導率 ｈ ；受は板の厚み ｑｏ；感知部で吸収される熱流束 となシ、勢−１の点でめた温度をＴｃとして、△Ｔ ＝
Ｔｃ−Ｔｓとすれば、熱流束ＱＯは、で表わされる。こ
れによシ実際の放射熱流束ｑはｑ＝εδＴ＋ｑ。
７に温度分布を持たせてサーモパイル１３には温度分布
を持たせていないので、サーモパイル１３は熱フンダク
タンスに影響されることなく、受は板１７に入射する熱
流束に伴なう温度分布の測定が可能になる。いま、くぼ
み１２の２辺間の間隔をＡとすれば、とのＶ２＝Ｊの位
置の温度をＴとするとき、この位置からＸ離れ、た位置
の温度すなわち感知部１８の受け板１７に形成される温
度分布は、Ｔ−Ｔｓ＝−Ｔ２−ＴＩ（ｘ２−Ａ”） ・
（１）但し、ＴＳ；ヒートシンク温度 λ、；受は板７の熱伝導率 ｈ ；受は板の厚み ｑｏ；感知部で吸収される熱流束 となシ、勢−１の点でめた温度をＴｃとして、△Ｔ ＝
Ｔｃ−Ｔｓとすれば、熱流束ＱＯは、で表わされる。こ
れによシ実際の放射熱流束ｑはｑ＝εδＴ＋ｑ。
ε；感知部の放射率、
δ；ステファン・ボルツマン定数、
と表わされる。
以上のことから、本発明によれば、受は板の一次熱伝導
により熱流束の測定が可能になるため校正が不要になり
、安価な熱流束測定装置を提供できる。
により熱流束の測定が可能になるため校正が不要になり
、安価な熱流束測定装置を提供できる。
第１図は従来のサーモパイルの一例を示す説明図、第２
図は本発明のサーモパイルの一実施例を示す斜視図、第
３図は第２図に示すサーモパイルの平面図である。 １】・・・ヒートシンク、１２・・・＜ｌｌミ。 １３・・・サーモパイル、１４・・・熱電対、１５ 、
１６・・・絶縁層、１７・・・受は板、１８・・・感知
部。 第１図 第２図 第 ３ 図
図は本発明のサーモパイルの一実施例を示す斜視図、第
３図は第２図に示すサーモパイルの平面図である。 １】・・・ヒートシンク、１２・・・＜ｌｌミ。 １３・・・サーモパイル、１４・・・熱電対、１５ 、
１６・・・絶縁層、１７・・・受は板、１８・・・感知
部。 第１図 第２図 第 ３ 図
Claims (1)
- 温度分布のある物体もしくは空間の２点の温度差を測定
するサーモパイルにおいて、それを構成する２種類の金
属の一方、もしくは両方の接合部を温度分布のない方向
へ曲げることによシ、その接合部の温度分布方向の大き
さを小さくすると、そを特徴とするサーモパイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117057A JPS6010137A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | サ−モパイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117057A JPS6010137A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | サ−モパイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010137A true JPS6010137A (ja) | 1985-01-19 |
Family
ID=14702354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117057A Pending JPS6010137A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | サ−モパイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010137A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2606213A1 (fr) * | 1986-11-05 | 1988-05-06 | Scientif Tech Batiment Centre | Nouveau materiau composite de preference flexible, dispositif de mesure formant un fluxmetre et un capteur de temperature combines comprenant un tel materiau composite et procede de preparation d'un tel materiau |
| US5052821A (en) * | 1987-05-07 | 1991-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Measuring instrument for determining the temperature of semiconductor bodies and method for the manufacture of the measuring instrument |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59163526A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | New Japan Radio Co Ltd | サ−モパイル |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP58117057A patent/JPS6010137A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59163526A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | New Japan Radio Co Ltd | サ−モパイル |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2606213A1 (fr) * | 1986-11-05 | 1988-05-06 | Scientif Tech Batiment Centre | Nouveau materiau composite de preference flexible, dispositif de mesure formant un fluxmetre et un capteur de temperature combines comprenant un tel materiau composite et procede de preparation d'un tel materiau |
| US5052821A (en) * | 1987-05-07 | 1991-10-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Measuring instrument for determining the temperature of semiconductor bodies and method for the manufacture of the measuring instrument |
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