JPS6021327B2 - 熱流束計 - Google Patents
熱流束計Info
- Publication number
- JPS6021327B2 JPS6021327B2 JP13786278A JP13786278A JPS6021327B2 JP S6021327 B2 JPS6021327 B2 JP S6021327B2 JP 13786278 A JP13786278 A JP 13786278A JP 13786278 A JP13786278 A JP 13786278A JP S6021327 B2 JPS6021327 B2 JP S6021327B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cup
- heat
- base
- heat flow
- heat flux
- 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.)
- Expired
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は熱流東計に関するもので、特にカップ型高熱
流東計に関するものである。
流東計に関するものである。
数百ｗ／のを越える高熱流東を測定しようとする場合、
熱流東とその持続時間の積すなわち総熱入射量がそれ程
大きくない場合、その目安としては１０Ｊ（ジュール）
以下の場合には、コーン型の熱量計でその総熱量が計測
できる。
熱流東とその持続時間の積すなわち総熱入射量がそれ程
大きくない場合、その目安としては１０Ｊ（ジュール）
以下の場合には、コーン型の熱量計でその総熱量が計測
できる。
しかし、総熱入射量が上記の目安値を越えるような場合
については、その計測方法は確立されていなかった。従
来、高熱流東の測定はコーン型の熱量計によって行われ
ていた。コーン型の熱量計は第１図に示すように、コー
ン状に成形されかつサーモパィルＴが貼付された金属コ
ーンＣが断熱支持体１に支持された構造を有していた。
測定するべき熱流日は金属コーンＣの内側に短時間だけ
照射され、金属コ−ンＣは断熱的に支持されているため
、照射を受けたコーンの温度上昇量は、入熱量とコーン
の熱容量によってのみ決る。従って金属コーンの温度上
昇をサーモパィルＴに継し、た電位差計Ｍで計測すれば
熱入射量を計測できる。しかし、この計測法はコーンが
断熱的に支持されているために、｛１）連続的（あるい
は長時間）の熱入射はコーンが異常昇温するため計測不
可であり、【２｝短時間内の繰返し計測も困難である、
欠点があった。連続的熱流東計測の目的で、コ−ンを適
当な熱抵抗によってヒートシンクに結合する技術もある
が、この場合はコーンとヒートシンクとの双方の温度を
測定する必要があった。更に高熱流東計測の別法として
、従来、第２図に示すように、熱電対を形成するような
異種の金属の層Ａ，Ｂ，Ａ（例えばＡは銅、Ｂはコンス
タンタン）をサンドイッチ状に積層し、異種金属を挟む
上下の金属層間の熱起電力を電位差計Ｍで測定する方法
があった。
については、その計測方法は確立されていなかった。従
来、高熱流東の測定はコーン型の熱量計によって行われ
ていた。コーン型の熱量計は第１図に示すように、コー
ン状に成形されかつサーモパィルＴが貼付された金属コ
ーンＣが断熱支持体１に支持された構造を有していた。
測定するべき熱流日は金属コーンＣの内側に短時間だけ
照射され、金属コ−ンＣは断熱的に支持されているため
、照射を受けたコーンの温度上昇量は、入熱量とコーン
の熱容量によってのみ決る。従って金属コーンの温度上
昇をサーモパィルＴに継し、た電位差計Ｍで計測すれば
熱入射量を計測できる。しかし、この計測法はコーンが
断熱的に支持されているために、｛１）連続的（あるい
は長時間）の熱入射はコーンが異常昇温するため計測不
可であり、【２｝短時間内の繰返し計測も困難である、
欠点があった。連続的熱流東計測の目的で、コ−ンを適
当な熱抵抗によってヒートシンクに結合する技術もある
が、この場合はコーンとヒートシンクとの双方の温度を
測定する必要があった。更に高熱流東計測の別法として
、従来、第２図に示すように、熱電対を形成するような
異種の金属の層Ａ，Ｂ，Ａ（例えばＡは銅、Ｂはコンス
タンタン）をサンドイッチ状に積層し、異種金属を挟む
上下の金属層間の熱起電力を電位差計Ｍで測定する方法
があった。
しかし、この方法によると、熱入射面が熱の入射方向に
対して垂直であるため、ｍ高熱流東の場合に単位面積あ
たりの熱負荷が大きく、大きな熱応力や熱変形があり、
【２）また入射ェネルギが反射されてしまう量も無視で
きない、欠点があった。熱流東の空間分布を測定する目
的で適当な基盤上に熱流東計を取付トナた場合、強熱流
東により基盤の熱応力及び熱歪が異常に大きくなること
も従来技術の欠点とされる。この発明は以上にかんがみ
てなされたもので、以上のような高熱流東を安定に計測
することのできる熱流東計を提供することを目的として
いる。以下に図示する実施例に関してこの発明を詳細に
説明する。熱電対を構成する金属として、ここでは、銅
とコンスタンタンを例にとる。第３及び第４図に示すよ
うに、熱電対を構成する一方の金属である銅で円錐状又
は多角鍵状のカップ１を形成し、他方の金属コンスタン
タンで形成した基板２に、カップの先端部（頂点を有す
る部分）３と同形の凹部４を・形成し、カップーをこの
凹部に挿入して、電気的ならびに機械的に固定する。
対して垂直であるため、ｍ高熱流東の場合に単位面積あ
たりの熱負荷が大きく、大きな熱応力や熱変形があり、
【２）また入射ェネルギが反射されてしまう量も無視で
きない、欠点があった。熱流東の空間分布を測定する目
的で適当な基盤上に熱流東計を取付トナた場合、強熱流
東により基盤の熱応力及び熱歪が異常に大きくなること
も従来技術の欠点とされる。この発明は以上にかんがみ
てなされたもので、以上のような高熱流東を安定に計測
することのできる熱流東計を提供することを目的として
いる。以下に図示する実施例に関してこの発明を詳細に
説明する。熱電対を構成する金属として、ここでは、銅
とコンスタンタンを例にとる。第３及び第４図に示すよ
うに、熱電対を構成する一方の金属である銅で円錐状又
は多角鍵状のカップ１を形成し、他方の金属コンスタン
タンで形成した基板２に、カップの先端部（頂点を有す
る部分）３と同形の凹部４を・形成し、カップーをこの
凹部に挿入して、電気的ならびに機械的に固定する。
図示例ではカツプーの一部を基盤２に埋込んでいるが、
カップ全部を埋込んでもよい。カップの固定方法は電子
ビーム熔接、ロー付けなどを用いる。カップーと基盤２
との間に電位差計５を接続して、検出信号は銅カップと
コンスタンタン基盤との間の熱起電力として計測する。
この実施例の熱流東計は比較的短時間の熱流入９を測定
するのに使用するもので、コンスタンタン基盤はヒート
シンクとしての機能をもつため、ある程度大きな熱容量
を持つ必要がある。第５図に示す実施例はコンスタンタ
ン基盤２が凹部４を持ってカップを固定する面６に対向
する面７に、更にカップと同じく銅で形成する層８を有
し、カップとこの層８とを計測用電極として、カップと
の間に、電位差計５を有するものである。
カップ全部を埋込んでもよい。カップの固定方法は電子
ビーム熔接、ロー付けなどを用いる。カップーと基盤２
との間に電位差計５を接続して、検出信号は銅カップと
コンスタンタン基盤との間の熱起電力として計測する。
この実施例の熱流東計は比較的短時間の熱流入９を測定
するのに使用するもので、コンスタンタン基盤はヒート
シンクとしての機能をもつため、ある程度大きな熱容量
を持つ必要がある。第５図に示す実施例はコンスタンタ
ン基盤２が凹部４を持ってカップを固定する面６に対向
する面７に、更にカップと同じく銅で形成する層８を有
し、カップとこの層８とを計測用電極として、カップと
の間に、電位差計５を有するものである。
この実施例に示す型のものでは、短時間の熱流東を計測
する場合はコンスタンタン基盤をヒ−トシンクとし、連
続熱流に対してはコンスタンタンのカップを埋込む面と
対向する面の金属層をヒートシンクとすることが望まし
く、計測対象に合わせて熱容量を選定する必要がある。
以上の実施例に述べた熱流東計は、これを一次九、二次
元、三次元に配列することができ、この場合は配列され
たカップの開□部同士が隙間なく空間を埋めるように、
多角錐カップを用いることが望ましい。
する場合はコンスタンタン基盤をヒ−トシンクとし、連
続熱流に対してはコンスタンタンのカップを埋込む面と
対向する面の金属層をヒートシンクとすることが望まし
く、計測対象に合わせて熱容量を選定する必要がある。
以上の実施例に述べた熱流東計は、これを一次九、二次
元、三次元に配列することができ、この場合は配列され
たカップの開□部同士が隙間なく空間を埋めるように、
多角錐カップを用いることが望ましい。
また配列に当ってコンスタンタン基盤あるいは金属層は
共通にするとよい。以上のように構成することにより、
この発明によると、ｍ入熱部分の形状がカップ状となっ
ているため、入熱部分の単位面積当りの入熱量を小さ〈
することができ、このためカップの熱応力、熱歪を実用
上充分に小さくすることができる。
共通にするとよい。以上のように構成することにより、
この発明によると、ｍ入熱部分の形状がカップ状となっ
ているため、入熱部分の単位面積当りの入熱量を小さ〈
することができ、このためカップの熱応力、熱歪を実用
上充分に小さくすることができる。
【２ほた入熱部分がカップ状であるため、入射ェネルギ
が入射面で反射しても、カップ内で複数回反射して、入
射ェネルギのすべてをカップ内に吸収できる。【３｝カ
ップと基盤あるいはカップと基盤に続いた金属層とが熱
電対となっているため、温度測定が正確である。｛４｝
銅の温度伝導率はコンスタンタンの温度伝導率に比較し
て充分に大きく、従って、短時間入熱に対しては、銅カ
ップの大きさ厚さを適当に選べば、銅カップはコンスタ
ンタン基盤に対して断熱的に支持されているとみなしう
る。このため銅カップの温度上昇量から入熱量を計算で
きる。銅カップの温度上昇量は銅カップとコンスタンタ
ン基盤間の熱起電力を測定して得られるし、銅カップと
コンスタンタンに連続する金属層の銅との間の起電力を
測定しても得られる。■連続的熱入射に対してはコンス
タンタン基盤の対向面に金属（銅の）層を持つ熱流東計
を用いる。この場合、コンスタンタン基盤内に熱流東に
比例した温度差が発生する。この温度差は銅カップと金
属層との間の熱起電力として計測可能である。‘６にの
発明では鋼カップを一次元、二次元、三次元的に配列す
ることにより、熱流東の空間的分布を計測することがで
きる。この場合、各カップに対して基盤が一体となって
いるため、基盤を共通の電気端子として使用できる。｛
７）上記のようにカップを配列する場合、カップは大量
生産できるため、安価でかつ品質の一定した熱流東計が
容易に生産されうる。‘８｝この発明ではコンスタンタ
ン基盤が銅カップによって熱入射から保護されているの
で、コンスタンタン基盤内での熱応力や熱歪の問題が起
らない。
が入射面で反射しても、カップ内で複数回反射して、入
射ェネルギのすべてをカップ内に吸収できる。【３｝カ
ップと基盤あるいはカップと基盤に続いた金属層とが熱
電対となっているため、温度測定が正確である。｛４｝
銅の温度伝導率はコンスタンタンの温度伝導率に比較し
て充分に大きく、従って、短時間入熱に対しては、銅カ
ップの大きさ厚さを適当に選べば、銅カップはコンスタ
ンタン基盤に対して断熱的に支持されているとみなしう
る。このため銅カップの温度上昇量から入熱量を計算で
きる。銅カップの温度上昇量は銅カップとコンスタンタ
ン基盤間の熱起電力を測定して得られるし、銅カップと
コンスタンタンに連続する金属層の銅との間の起電力を
測定しても得られる。■連続的熱入射に対してはコンス
タンタン基盤の対向面に金属（銅の）層を持つ熱流東計
を用いる。この場合、コンスタンタン基盤内に熱流東に
比例した温度差が発生する。この温度差は銅カップと金
属層との間の熱起電力として計測可能である。‘６にの
発明では鋼カップを一次元、二次元、三次元的に配列す
ることにより、熱流東の空間的分布を計測することがで
きる。この場合、各カップに対して基盤が一体となって
いるため、基盤を共通の電気端子として使用できる。｛
７）上記のようにカップを配列する場合、カップは大量
生産できるため、安価でかつ品質の一定した熱流東計が
容易に生産されうる。‘８｝この発明ではコンスタンタ
ン基盤が銅カップによって熱入射から保護されているの
で、コンスタンタン基盤内での熱応力や熱歪の問題が起
らない。
第１図は高熱流東の計測に用いられていた従来のコ−ン
型熱流計を示す一部断面斜視図、第２図は従来用いられ
ていた積層型熱流計の斜視図、第３図はこの発明の熱流
東計の一実施例の分解斜視図、第４図は第３図の熱流東
計の側面図、第５図は別の実施例の側面図である。 １・・・・・・カップ、２・・・・・・基盤、３・・・
・・・カップ先端部、４・・・・・・基盤に設けた凹部
、５・・・・・・電位差計、６，７・・・・・・面、８
・・・・・・層、９・・・…熱流入、Ｃ・・・・・・コ
ーン、日・・・・・・熱流、Ｍ・・・・・・電位差計、
１・・・・・・断熱支持体、Ｔ・・…・サーモパィル。 発ｌ図第２図 第３図 第４図 搾５図
型熱流計を示す一部断面斜視図、第２図は従来用いられ
ていた積層型熱流計の斜視図、第３図はこの発明の熱流
東計の一実施例の分解斜視図、第４図は第３図の熱流東
計の側面図、第５図は別の実施例の側面図である。 １・・・・・・カップ、２・・・・・・基盤、３・・・
・・・カップ先端部、４・・・・・・基盤に設けた凹部
、５・・・・・・電位差計、６，７・・・・・・面、８
・・・・・・層、９・・・…熱流入、Ｃ・・・・・・コ
ーン、日・・・・・・熱流、Ｍ・・・・・・電位差計、
１・・・・・・断熱支持体、Ｔ・・…・サーモパィル。 発ｌ図第２図 第３図 第４図 搾５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 熱電対を構成する異種１対の金属の一方で形成した
円錐または多角錐状カツプと、前記異種金属の他方で形
成されて前記カツプの頂点を含む一部又は全部を埋込む
基盤とを備え、カツプ及び基盤を電極とする熱流束計。 ２ 基盤がカツプを埋込む面と対向する面にカツプと同
一金属の層を具え、カツプ及びカツプと同一金属の層を
電極とする特許請求の範囲第１項記載の熱流束計。３
一次元、二次元、三次元状に並べて配置された複数のカ
ツプを有する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱
流束計。 ４ 基盤及びカツプと同一金属の層を一体構造とする特
許請求の範囲第３項記載の熱流束計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13786278A JPS6021327B2 (ja) | 1978-11-10 | 1978-11-10 | 熱流束計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13786278A JPS6021327B2 (ja) | 1978-11-10 | 1978-11-10 | 熱流束計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5565124A JPS5565124A (en) | 1980-05-16 |
| JPS6021327B2 true JPS6021327B2 (ja) | 1985-05-27 |
Family
ID=15208484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13786278A Expired JPS6021327B2 (ja) | 1978-11-10 | 1978-11-10 | 熱流束計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021327B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58148061A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-03 | Kawasaki Steel Corp | 連続鋳造におけるブレークアウト防止方法 |
| JPS63119963A (ja) * | 1986-11-05 | 1988-05-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造におけるブレ−クアウト予知方法 |
| JPS63203260A (ja) * | 1987-02-17 | 1988-08-23 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造におけるブレ−クアウト予知方法 |
| JPS63256250A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 連続鋳造におけるブレ−クアウト予知方法 |
| JPH04115581A (ja) * | 1990-09-05 | 1992-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱流束計 |
-
1978
- 1978-11-10 JP JP13786278A patent/JPS6021327B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5565124A (en) | 1980-05-16 |
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