JPS6036944A - 熱伝導率測定装置 - Google Patents
熱伝導率測定装置Info
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- JPS6036944A JPS6036944A JP14446383A JP14446383A JPS6036944A JP S6036944 A JPS6036944 A JP S6036944A JP 14446383 A JP14446383 A JP 14446383A JP 14446383 A JP14446383 A JP 14446383A JP S6036944 A JPS6036944 A JP S6036944A
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- temperature
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (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】
径が無限小で、長さが無限大の直線状発熱体を無限大の
試料中に埋設して、その発熱体にある時点から−°定量
の熱を発生させると、発熱体から半＠ｒの位置（＝おけ
る温度７位、 但Ｌ−１’＝’／ＡＦ ｑは発熱体の単位長当りの発熱量 には試料の熱伝導率 ａは試料のＭ拡散率 τは時間 ｒは発熱体からの距離 で与えられる◎この式にお−て発熱の開始時兼からの時
間がそれぞれτ、およびちにおける発熱体自体、すなわ
ちｙ ｍ ６の温度をＴ真、τ篇とすると〜 − τ、−７．ｍ−Ｚ＊（７−）、、、、、、（す４ル Ｌ
ｌ が成立する。従って（τ、−丁、）を測定することによ
って試料の熱伝率五をめることができる・このような原
理による熱伝導率の測定Ｃ二際して一従来は発熱体の電
熱線を定電圧源に接続して−たから、その温度上昇によ
る抵抗変化で発生熱量が時間と共に変化して正？ｌｌｌ
を測定を行い得な一欠点があったａかつ上記電熱線の温
度テｌ＃Ｔｌを熱電対で直接測定７１．’ｌ（―たため
に、発生熱量の一部がその熱電対を伝わって漏洩して課
差を生ずるだけでなく１熱寛対が師執料の充填、取出し
の支障となる等の次点があった。本発明は上述の１９う
な次点を除失しようとするもので、以下これにつ−て詳
細に説明する。
試料中に埋設して、その発熱体にある時点から−°定量
の熱を発生させると、発熱体から半＠ｒの位置（＝おけ
る温度７位、 但Ｌ−１’＝’／ＡＦ ｑは発熱体の単位長当りの発熱量 には試料の熱伝導率 ａは試料のＭ拡散率 τは時間 ｒは発熱体からの距離 で与えられる◎この式にお−て発熱の開始時兼からの時
間がそれぞれτ、およびちにおける発熱体自体、すなわ
ちｙ ｍ ６の温度をＴ真、τ篇とすると〜 − τ、−７．ｍ−Ｚ＊（７−）、、、、、、（す４ル Ｌ
ｌ が成立する。従って（τ、−丁、）を測定することによ
って試料の熱伝率五をめることができる・このような原
理による熱伝導率の測定Ｃ二際して一従来は発熱体の電
熱線を定電圧源に接続して−たから、その温度上昇によ
る抵抗変化で発生熱量が時間と共に変化して正？ｌｌｌ
を測定を行い得な一欠点があったａかつ上記電熱線の温
度テｌ＃Ｔｌを熱電対で直接測定７１．’ｌ（―たため
に、発生熱量の一部がその熱電対を伝わって漏洩して課
差を生ずるだけでなく１熱寛対が師執料の充填、取出し
の支障となる等の次点があった。本発明は上述の１９う
な次点を除失しようとするもので、以下これにつ−て詳
細に説明する。
第１図（ａ）は本発明実施例の試料部分を縦断した図、
（りはその横断面図である。このように適宜の金属より
なる充分ｍ−電熱線１を円筒状容器？の軸線区＝沿って
直紡状に張架し、そのＭ端に該ｚ熱ｉに加わる電圧を検
出するためのり−ド綴３および４を接続しである。かつ
容器２の内部（二例えば粉体等の試料５を充填すること
により電す線ｌをその試料の中に埋設しである。
（りはその横断面図である。このように適宜の金属より
なる充分ｍ−電熱線１を円筒状容器？の軸線区＝沿って
直紡状に張架し、そのＭ端に該ｚ熱ｉに加わる電圧を検
出するためのり−ド綴３および４を接続しである。かつ
容器２の内部（二例えば粉体等の試料５を充填すること
により電す線ｌをその試料の中に埋設しである。
上記電熱綜目ユ１第ｇ図＜−＞のようＣ；ある時点りか
ら一定の電力を加えて、単位長筒りｌの熱量を発生させ
ると〜容器５の温度上昇を事実上無視し得る時間内Ｌ＝
おしては、電熱線上からの距＠ｒの点における温度が前
記（り式によって宍わ＠詐る。また上記時間内に任意に
設定Ｌａｇつの時点４几において、距離ｒが０の点、す
なわち電熱線自体の温度Ｔ、ｒＴ＝を観測すると、前記
第（！ｌ）式が成立するＯ従ってこの第（にン式から試
料の熱伝導率Ｘがめられるもので、電熱線の温度Ｔは時
間とともＣ第翼図６のように上昇する。
ら一定の電力を加えて、単位長筒りｌの熱量を発生させ
ると〜容器５の温度上昇を事実上無視し得る時間内Ｌ＝
おしては、電熱線上からの距＠ｒの点における温度が前
記（り式によって宍わ＠詐る。また上記時間内に任意に
設定Ｌａｇつの時点４几において、距離ｒが０の点、す
なわち電熱線自体の温度Ｔ、ｒＴ＝を観測すると、前記
第（！ｌ）式が成立するＯ従ってこの第（にン式から試
料の熱伝導率Ｘがめられるもので、電熱線の温度Ｔは時
間とともＣ第翼図６のように上昇する。
第３図は上述の原理による本発明実施例の構成を示した
図で、第１図（二つ−て説明したような試料部を温度制
御器６によって任意の温度に設定される恒ｉＰ７の中に
設ＲＬ、、スイッチ８および電流検出抵抗９を介して電
ｊ％ｌｉｌの両端を可変電源１０ｃ接続しである。ｔた
電熱ｍｚの両端のリード線３．４および抵抗９０両端を
それぞれ増幅器１１゜ｌの入力端に接続して、それらの
出力を掛算器１３および割算器１４（二加え、工ある。
図で、第１図（二つ−て説明したような試料部を温度制
御器６によって任意の温度に設定される恒ｉＰ７の中に
設ＲＬ、、スイッチ８および電流検出抵抗９を介して電
ｊ％ｌｉｌの両端を可変電源１０ｃ接続しである。ｔた
電熱ｍｚの両端のリード線３．４および抵抗９０両端を
それぞれ増幅器１１゜ｌの入力端に接続して、それらの
出力を掛算器１３および割算器１４（二加え、工ある。
掛算器１３並びにボテンシ盲メータＺＳの出力を差動増
幅器１６に加えて、その出力で前記可変電源１０を制御
すると共に割算器１４の出力を抵抗温度変換器１］に加
えて、その出力を記録計ｌＢで記録するようシニシであ
る。
幅器１６に加えて、その出力で前記可変電源１０を制御
すると共に割算器１４の出力を抵抗温度変換器１］に加
えて、その出力を記録計ｌＢで記録するようシニシであ
る。
このような装置（；おいて、炉マにより内部の試料器を
その熱伝導率を測定しようとする任意の温度に設定して
スイッチ日を閉成する。従って可変電源上０かも送出さ
れる加熱電流が電熱線上に流れて、その両端間の電圧が
リードｔｓ３＃４を介して増幅器１工ζ；加わり、また
抵抗９の両ｉ間の電圧、従って電熱線上の電流に比例し
た電圧が増幅器１２ｃ加わる。すなわち掛算器１３は電
熱線エマ消費される電力に比例した出力を送出し１この
出力と予め任意（＝設定したボテンシ画メータ１Ｂの出
力とが差動増幅器１６ｉ″−加わるから、上記電力がボ
テンシ目メータＣ二設定した値より大きくなると増幅器
１６が例えば正の出力を送出して可変電源上０の出力を
減少させ、また小さくなると負の出力を送出して電源１
０の出力を増大させる。従って電熱線ｌには常にボテン
シ胃メータ１５に設定した一定の電力が加わり、この電
力ζ；比例した熱量が該電熱線から発生してＮその熱量
の一部は試料５を介して容器８へ逸散し、かつ他の一部
は！熱線１の温度を上昇させる。
その熱伝導率を測定しようとする任意の温度に設定して
スイッチ日を閉成する。従って可変電源上０かも送出さ
れる加熱電流が電熱線上に流れて、その両端間の電圧が
リードｔｓ３＃４を介して増幅器１工ζ；加わり、また
抵抗９の両ｉ間の電圧、従って電熱線上の電流に比例し
た電圧が増幅器１２ｃ加わる。すなわち掛算器１３は電
熱線エマ消費される電力に比例した出力を送出し１この
出力と予め任意（＝設定したボテンシ画メータ１Ｂの出
力とが差動増幅器１６ｉ″−加わるから、上記電力がボ
テンシ目メータＣ二設定した値より大きくなると増幅器
１６が例えば正の出力を送出して可変電源上０の出力を
減少させ、また小さくなると負の出力を送出して電源１
０の出力を増大させる。従って電熱線ｌには常にボテン
シ胃メータ１５に設定した一定の電力が加わり、この電
力ζ；比例した熱量が該電熱線から発生してＮその熱量
の一部は試料５を介して容器８へ逸散し、かつ他の一部
は！熱線１の温度を上昇させる。
また割算器上４にも増幅量エエ、ユ１の出力、すなわち
電熱線ｌのｗＪｉ間の電圧およびその電流ζ；比例した
入力が加わるから、前者を後者で１１１−）た値、すな
わち該電熱線の砥抗値ζ二比例した出力がこの割算器か
ら送出される。すなわち電熱線ｌの温度が上昇すると、
その抵抗値も変化するが、この抵抗値（＝相当する出力
が割算器１４から送出ざｎて、抵抗温度変換器１７に加
わるΩこの変換’４７＆には予め電熱線の温度と抵抗と
の関係を示す係数を記憶させであるから、数変換器１’
７かも電熱線１０温度シ二相当する出力が送出されて記
録計１８に加わり、第２図６のような曲綴、が記録され
る。従って前述のように試料容器２の温度が実質的に変
化しない例え（・ま数十秒の範囲に２つの時点考、亀を
設定して、その２時点間Ｃ二おける電熱線１の温度差（
Ｔ＊−’Ｉ’ｌ） ゛会記録曲舖から読み取、ろことに
より、前記第２弐に二よって試料５の熱伝導率Ｘを知る
ことができるもので、この温度差は例えば数度程度であ
る。
電熱線ｌのｗＪｉ間の電圧およびその電流ζ；比例した
入力が加わるから、前者を後者で１１１−）た値、すな
わち該電熱線の砥抗値ζ二比例した出力がこの割算器か
ら送出される。すなわち電熱線ｌの温度が上昇すると、
その抵抗値も変化するが、この抵抗値（＝相当する出力
が割算器１４から送出ざｎて、抵抗温度変換器１７に加
わるΩこの変換’４７＆には予め電熱線の温度と抵抗と
の関係を示す係数を記憶させであるから、数変換器１’
７かも電熱線１０温度シ二相当する出力が送出されて記
録計１８に加わり、第２図６のような曲綴、が記録され
る。従って前述のように試料容器２の温度が実質的に変
化しない例え（・ま数十秒の範囲に２つの時点考、亀を
設定して、その２時点間Ｃ二おける電熱線１の温度差（
Ｔ＊−’Ｉ’ｌ） ゛会記録曲舖から読み取、ろことに
より、前記第２弐に二よって試料５の熱伝導率Ｘを知る
ことができるもので、この温度差は例えば数度程度であ
る。
以上実施例について説明し°たように本発明の装置はリ
ニ′ノドｔｉ ３，４ 、掛算回路１３、および可変電
源ｌＯ等の電源回路（二よってｉ！電熱線加える電力を
自動的（ニ一定、（二保持しであるから、前記第（り式
の関係が正確Ｃ二成立して誤差のない測定を行うことが
できる。童な熱電対を用いて電熱線の温度を測定すると
、その熱電対を介して伝はルする漏洩熱量を二よって、
測定部の温度が著しく低下するために大きな誤差を生ず
るが〜本発明の装置は電熱線の両端区：リード線３，４
を接続して割算器１４、抵抗温度変換器１９等の温度検
出回路を用≠て電熱線の温度上昇をその抵抗変化監−よ
り検出するから正確な温度測定を行ψ得る。しｉｐも試
料の充填ある−は取出しにリード線が支障となるような
おそれも除かれるから取扱が極めて容易（二なる等の効
果がある。
ニ′ノドｔｉ ３，４ 、掛算回路１３、および可変電
源ｌＯ等の電源回路（二よってｉ！電熱線加える電力を
自動的（ニ一定、（二保持しであるから、前記第（り式
の関係が正確Ｃ二成立して誤差のない測定を行うことが
できる。童な熱電対を用いて電熱線の温度を測定すると
、その熱電対を介して伝はルする漏洩熱量を二よって、
測定部の温度が著しく低下するために大きな誤差を生ず
るが〜本発明の装置は電熱線の両端区：リード線３，４
を接続して割算器１４、抵抗温度変換器１９等の温度検
出回路を用≠て電熱線の温度上昇をその抵抗変化監−よ
り検出するから正確な温度測定を行ψ得る。しｉｐも試
料の充填ある−は取出しにリード線が支障となるような
おそれも除かれるから取扱が極めて容易（二なる等の効
果がある。
第１図は本発明の実施例における試料部の縦断［ｍ図（
−）および横断面図（す、第２凶は本発明の測定原理を
説明するための曲線図、第３図は本発ｇＡ実施例の構成
を示した図であゐ◎なお区にお−て、１は１！！熱絆、
記は容参、３．４はリード線、訃は試料、７は恒温炉で
ある。
−）および横断面図（す、第２凶は本発明の測定原理を
説明するための曲線図、第３図は本発ｇＡ実施例の構成
を示した図であゐ◎なお区にお−て、１は１！！熱絆、
記は容参、３．４はリード線、訃は試料、７は恒温炉で
ある。
Claims (1)
- 料中に埋設した試料部と、上記Ｎ熟線に常（＝一定の電
力を加える電源回路と、上記電熱−の温度上昇を少なく
も２つの時点にお１て該電熱線の抵抗変化により検出す
る濃度検出回路とを具備して、上記２時点間における電
熱線の温度上昇を観測するようζ；シ、たことを特徴と
する熱伝導率測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14446383A JPS6036944A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 熱伝導率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14446383A JPS6036944A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 熱伝導率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036944A true JPS6036944A (ja) | 1985-02-26 |
Family
ID=15362853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14446383A Pending JPS6036944A (ja) | 1983-08-09 | 1983-08-09 | 熱伝導率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036944A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5080495A (en) * | 1989-08-30 | 1992-01-14 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Method and apparatus for measuring thermal diffusivity by ac joule-heating |
| US6676287B1 (en) * | 2002-08-07 | 2004-01-13 | Mathis Instruments Ltd. | Direct thermal conductivity measurement technique |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5661640A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-27 | Showa Denko Kk | Measuring method and apparatus for thermal conductivity |
-
1983
- 1983-08-09 JP JP14446383A patent/JPS6036944A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5661640A (en) * | 1979-10-25 | 1981-05-27 | Showa Denko Kk | Measuring method and apparatus for thermal conductivity |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5080495A (en) * | 1989-08-30 | 1992-01-14 | Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. | Method and apparatus for measuring thermal diffusivity by ac joule-heating |
| US6676287B1 (en) * | 2002-08-07 | 2004-01-13 | Mathis Instruments Ltd. | Direct thermal conductivity measurement technique |
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