KR20180128070A - 열류측정장치 - Google Patents

열류측정장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180128070A
KR20180128070A KR1020187033005A KR20187033005A KR20180128070A KR 20180128070 A KR20180128070 A KR 20180128070A KR 1020187033005 A KR1020187033005 A KR 1020187033005A KR 20187033005 A KR20187033005 A KR 20187033005A KR 20180128070 A KR20180128070 A KR 20180128070A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermocouple
sheet
conductor
heat flow
heat flux
Prior art date
Application number
KR1020187033005A
Other languages
English (en)
Inventor
노리오 고우코
도시히사 다니구치
아츠시 사카이다
게이지 오카모토
요시히코 시라이시
마사히로 아사노
Original Assignee
가부시키가이샤 덴소
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 덴소 filed Critical 가부시키가이샤 덴소
Publication of KR20180128070A publication Critical patent/KR20180128070A/ko

Links

Images

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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat
    • G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
    • G01K17/20—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature across a radiating surface, combined with ascertainment of the heat transmission coefficient
    • 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

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

열류측정장치(1)는 열유속센서(10) 및 열전쌍시트(200)를 구비한다. 열유속센서(10)는 절연기재(100), 복수의 층간접속부재(130, 140), 표면배선패턴(111), 이면배선패턴(121), 표면보호부재(110) 및 이면보호부재(120)를 가진다. 열전쌍시트(200)는 열전쌍(20), 제 1 절연시트(210) 및 제 2 절연시트(220)를 가지고, 표면보호부재(110) 및 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 고정되어 있다.

Description

열류측정장치
본 출원은 2016년 5월 25일에 출원된 일본 출원번호 제2016―104501호에 기초하는 것으로서, 그 우선권의 이익을 주장하는 것이고, 그 특허출원의 모든 내용이 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.
본 개시는 열유속센서와 열전쌍을 일체로 구성한 열류측정장치에 관한 것이다.
종래, 얇은 판형상으로 형성되고, 두께방향의 한쪽의 면과 다른쪽의 면의 사이를 흐르는 열유속에 따른 신호를 출력하는 열유속센서가 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 1개의 다층기판을 제조하는 공정에서 전기적으로 독립된 복수의 열유속센서를 동시에 형성한 열류측정장치가 기재되어 있다. 이 열류측정장치는 복수의 열유속센서의 성능개체차이를 작게 한 것이다.
특허문헌 1: 일본국 특개2016―11950호 공보
특허문헌 1에 기재된 열류측정장치는 측정대상물의 표면에 부착됨으로써 측정대상물의 내부에서 발생하는 열을 측정할 수 있다. 그러나 측정대상물의 표면의 열류는 측정대상물의 내부에서 발생하는 열의 영향을 받고, 또한 외기온의 변화에 의한 영향도 받는다. 그 때문에, 열류측정장치는 측정대상물의 내부에서 발생하는 열에 따른 신호를 출력하고, 또한 외기온의 변화에 따른 신호도 출력한다. 따라서, 열류측정장치를 측정대상물의 표면에 부착한 열류측정에서는 외기온의 변화에 따른 신호가 온도 드리프트로 되기 때문에 측정대상물의 내부에서 발생하는 열의 검출이 곤란해진다.
그 대책으로서, 열류측정장치에 대해, 열유속센서에 추가하여, 열전(熱電) 쌍을 설치하는 것이 고려된다. 열전쌍을 이용하여 외기온의 변화에 의한 대상물의 표면의 온도변화를 검출하면, 열유속센서로부터 출력되는 신호와 열전쌍으로부터 출력되는 신호에 기초하여, 열유속센서의 신호로부터 온도 드리프트의 영향을 저감할 수 있다.
열류측정장치에 대하여 열유속센서와 열전쌍을 설치하는 경우, 다음과 같은 문제가 있다.
(1) 만일, 열유속센서와 열전쌍을 두께방향으로 겹쳐 쌓아서 배치하면, 열류측정장치의 두께가 커진다. 이와 같은 열류측정장치를 측정대상물의 표면에 부착한 경우, 그 측정대상물의 표면 근처의 기류가 흐트러진다. 그 때문에, 열유속센서의 출력신호 및 열전쌍의 출력신호가 측정대상물의 내부에서 발생하는 열에 의한 측정대상물 표면의 열류나 외기온의 변화에 의한 측정대상물 표면의 열류에 정확히 대응한 것으로 되지 않는다. 따라서, 이와 같은 배치로 한 경우, 열류측정장치는 측정대상물의 내부에서 발생하는 열을 정확히 검출하는 것이 곤란하다.
(2) 만일, 열유속센서와 열전쌍을 면방향으로 이격된 위치에 배치하면, 열유속센서가 검출하는 열류와 열전쌍이 검출하는 온도변화가 각각 측정대상물의 다른 위치의 열류 및 온도변화로 된다. 그 경우, 열전쌍의 신호와 열유속센서의 신호가 대응한 것으로 되지 않는다. 따라서, 이와 같은 배치로 한 경우에도, 열류측정장치는 열유속센서의 신호로부터 온도 드리프트의 영향을 저감하는 것이 곤란하다.
본 개시는 측정대상물의 열류를 정확히 검출할 수 있는 열류측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 제 1 양태에 있어서, 열류측정장치는 열유속센서 및 열전쌍시트를 구비한다. 열유속센서는 판형상의 절연기재, 열전능(熱電能)이 다른 금속으로 구성되어 절연기재의 두께방향으로 통하는 복수의 비아홀에 매립된 복수의 도전체, 복수의 도전체에서의 절연기재의 두께방향의 한쪽의 단부끼리에 접속하는 표면배선패턴, 복수의 도전체에서의 절연기재의 두께방향의 다른쪽의 단부끼리에 접속하는 이면배선패턴, 절연기재의 두께방향의 한쪽의 면과 표면배선패턴을 덮는 표면보호부재 및 절연기재의 두께방향의 다른쪽의 면과 이면배선패턴을 덮는 이면보호부재를 가지고, 두께방향의 한쪽의 면과 다른쪽의 면의 사이를 흐르는 열유속을 검출한다. 열전쌍시트는 열전능이 다른 금속으로 구성된 제 1 도체와 제 2 도체가 접합된 접합부를 가지는 열전쌍, 제 1 도체와 제 2 도체가 나열되는 방향에 대해 교차하는 방향의 한쪽의 측으로부터 열전쌍을 덮는 제 1 절연시트 및 제 1 절연시트와는 반대측으로부터 열전쌍을 덮는 제 2 절연시트를 가지고, 접합부의 온도를 검출한다. 이 열전쌍시트는 표면보호부재 및 이면보호부재가 절연기재로부터 면방향으로 연장된 위치에 고정되어 있다.
이에 따르면, 만일, 열유속센서와 열전쌍을 두께방향으로 겹쳐서 배치한 구성과 비교하여 열류측정장치의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 측정대상물의 표면에 열류측정장치를 부착했을 때, 그 측정대상물의 표면 근처의 기류의 흐트러짐이 억제된다. 따라서, 열류측정장치는 열유속센서의 출력신호와 열전쌍의 출력신호에 기초하여, 외기온의 변화 등에 의한 온도 드리프트를 저감하고, 측정대상물의 열류를 정확히 검출할 수 있다.
또한, 열유속센서와 열전쌍을 면방향으로 접근시키는 것이 가능해지기 때문에 열유속센서와 열전쌍은 각각 측정대상물의 대략 같은 위치의 열류 및 온도를 검출한다. 그 때문에, 열전쌍의 신호와 열유속센서의 신호가 대응한 것으로 된다. 따라서, 열류측정장치는 열유속센서의 신호로부터 온도 드리프트의 영향을 저감할 수 있다.
본 개시에 대한 상기 목적 및 그 밖의 목적, 특징이나 잇점은 첨부의 도면을 참조하면서 하기의 상세한 기술에 의해 보다 명확해진다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 열류측정장치를 측정대상물에 부착한 상태를 모식적으로 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ―Ⅱ단면의 모식도이고,
도 3은 열류측정장치를 구성하는 열유속센서의 출력특성과 열전쌍의 출력특성을 모식적으로 도시한 그래프이고,
도 4는 제 1 실시형태에 관련되는 열류측정장치의 평면도이고,
도 5는 도 4의 Ⅴ―Ⅴ단면도이고,
도 6은 제 1 실시형태에 관련되는 열류측정장치의 제조방법의 흐름도이고,
도 7은 열류측정장치를 구성하는 열전쌍시트의 제조방법의 흐름도이고,
도 8은 열류측정장치를 구성하는 열전쌍시트의 제조방법의 설명도이고,
도 9는 도 8의 ⅠⅩ―ⅠⅩ단면도이고,
도 10은 열류측정장치를 구성하는 열전쌍시트의 제조방법의 설명도이고,
도 11은 열류측정장치를 구성하는 열전쌍시트의 제조방법의 설명도이고,
도 12는 열류측정장치를 구성하는 열전쌍시트의 제조방법의 설명도이고,
도 13은 열류측정장치를 구성하는 열전쌍시트의 제조방법의 설명도이고,
도 14는 열류측정장치를 구성하는 열전쌍시트의 제조방법의 설명도이고,
도 15는 열류측정장치를 구성하는 열유속센서용의 부재의 모식도이고,
도 16은 열류측정장치의 제조방법의 설명도이고,
도 17은 열류측정장치의 제조방법의 설명도이고,
도 18은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 열류측정장치의 단면도이고,
도 19는 도 18의 ⅩⅠⅩ방향의 평면도이고,
도 20은 제 2 실시형태의 열류측정장치의 제조방법의 설명도이고,
도 21은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 열류측정장치를 구성하는 열전쌍의 평면도이고,
도 22는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련되는 열류측정장치를 구성하는 열전쌍의 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면에 기초해서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시형태 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일부호를 붙여서 설명한다.
(제 1 실시형태)
본 발명의 제 1 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)와 열전쌍(20)이 일체로 구성된 것이다.
열유속센서(10)는 절연기재(100)와, 그 절연기재(100)의 두께방향의 한쪽의 면을 덮는 표면보호부재(110)와, 다른쪽의 면을 덮는 이면보호부재(120)를 가진다. 절연기재(100)에는 제벡(seebeck)효과를 발휘하도록 서로 열전능이 다른 금속으로 구성된 복수의 층간접속부재(130, 140)가 매립되어 있다. 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)에는 각각 복수의 층간접속부재(130, 140)를 직렬접속하기 위한 표면배선패턴(111) 및 이면배선패턴(121)이 형성되어 있다. 열유속센서(10)는, 그 두께방향의 한쪽의 면과 다른쪽의 면의 사이를 흐르는 열유속에 따라서 층간접속부재(130, 140)에 발생하는 열기전력에 따른 신호를 출력한다. 또한, 열유속센서(10)의 두께방향이란, 절연기재(100), 표면보호부재(110) 및 이면보호부재(120)의 적층방향을 말한다. 또한, 본 실시형태의 층간접속부재(130, 140)는 특허청구범위에 기재된 “도전체”에 상당한다.
열전쌍시트(200)는 열전쌍(20), 제 1 절연시트(210) 및 제 2 절연시트(220)를 가진다. 열전쌍(20)은 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 접합된 것이다. 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)는 각각 열전능이 다른 금속박으로 구성되어 있다. 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 접합된 부분을 접합부(23)라 한다. 열전쌍(20)은, 그 접합부(23)와, 제 1 도체(21) 및 제 2 도체(22)에 배선(34, 35)을 통하여 접속되는 검출부(30)의 사이의 온도차에 따라서 열전쌍(20)에 발생하는 열기전력에 따른 신호를 출력한다. 제 1 절연시트(210)는 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 나열되는 방향에 대해 교차하는 방향의 한쪽의 측으로부터 열전쌍(20)을 덮고 있다. 제 2 절연시트(220)는 제 1 절연시트(210)와는 반대측으로부터 열전쌍(20)을 덮고 있다. 또한, 열유속센서(10) 및 열전쌍시트(200)의 구성의 상세에 대해서는 후술한다.
열류측정장치(1)는 측정대상물(2)의 표면(3)에 부착하여 사용하는 것이 가능하다. 또한, 도 2에서는 측정대상물(2)의 내부의 열발생원(4)을 모식적으로 파선으로 도시하고 있다.
열유속센서(10)가 가지는 이면배선패턴(121)의 단부의 패드부(124, 125)에 각각 접속하는 배선(31, 32)은 튜브형상의 실드선(33)의 내측을 지나서, 검출부(30)에 접속되어 있다. 열전쌍(20)이 가지는 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)에 각각 접속하는 배선(34, 35)도 튜브형상의 실드선(33)의 내측을 지나서, 검출부(30)에 접속되어 있다. 이에 따라, 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호는 검출부(30)에 입력된다.
검출부(30)는 마이크로컴퓨터 및 그 주변기기 등으로 구성되어 있다. 검출부(30)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호에 기초하여, 측정대상물(2)의 내부의 열발생원(4)에서 발생한 열이 측정대상물(2)의 내부로부터 표면(3)으로 전달되고, 그 표면(3)의 열류를 측정할 수 있다. 검출부(30)는, 이 측정대상물(2)의 표면(3)에서 측정되는 열류에 기초하여, 측정대상물(2)의 열발생원(4)에서 발생한 열량을 산출할 수 있는 것이어도 좋다.
실드선(33)은 외부로부터의 전자파의 침입을 방지하기 위한 도체를 가지고 있다. 실드선(33)이 가지는 도체는 실드선(33)의 내부에서 배선을 둘러싸도록 통형상으로 형성되고, 배선(36) 등을 통하여 측정대상물(2)에 전기적으로 접속되어 있다. 실드선(33)이 가지는 도체는 그라운드(37)에 접속되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 열유속센서(10) 및 열전쌍(20)이 출력하는 전압신호에 대한 노이즈를 저감할 수 있다.
도 3에서는 검출부(30)에서 검출되는 열전쌍(20)의 출력신호의 일례를 실선(A)으로 모식적으로 도시하고, 그 때의 열유속센서(10)의 출력신호의 일례를 실선(B)으로 모식적으로 도시하고 있다.
이 예에서는 외기온이 시각(t0)에서 시각(t4)에 걸쳐서 점차 상승하고, 시각(t4)에서 시각(t8)에 걸쳐서 점차 하강하고 있는 것으로 한다. 또한, 검출부(30)의 온도는 시각(t0)에서 시각(t8)에 걸쳐서 대략 일정한 것으로 한다.
측정대상물(2)의 표면(3)의 온도는 외기온의 상승에 동반하여 상승하고, 외기온의 저하에 동반하여 저하한다. 그 때문에, 실선(A)으로 도시한 바와 같이, 열전쌍(20)의 출력신호는 시각(t0)에서 시각(t4)에 걸쳐서 점차 상승하고, 시각(t4)에서 시각(t8)에 걸쳐서 점차 하강하고 있다.
한편, 측정대상물(2)의 표면(3)의 열유속은 외기온의 상승에 동반하여 외기측으로부터 측정대상물(2)측으로 흐르고, 외기온의 저하에 동반하여 측정대상물(2)측으로부터 외기측으로 흐른다. 그 때문에, 실선(B)으로 도시한 바와 같이, 열유속센서(10)의 출력신호는 시각(t0)에서 시각(t4)에 걸쳐서 점차 하강하고, 시각(t4)에서 시각(t8)에 걸쳐서 점차 상승하고 있다. 즉, 열전쌍(20)의 출력신호와 열유속센서(10)의 출력신호는 외기온의 변화에 따라서 측정대상물(2)의 표면(3)의 열류에 대하여 역방향의 거동을 나타낸다.
여기에서, 시각(t1)에서 시각(t2)의 사이 및 시각(t5)에서 시각(t6)의 사이에 측정대상물(2)의 내부의 열발생원(4)에서 열이 발생한 것으로 한다. 이때, 열발생원(4)에서 발생한 열은 측정대상물(2)의 내부로부터 표면(3)으로 전달되고, 그 표면(3)에 열류가 발생한다. 그 때문에, 시각(t1)에서 시각(t2)의 사이에서 열전쌍(20)의 출력신호와 열유속센서(10)의 출력신호는 모두 상승하고, 시각(t2)에서 시각(t3)의 사이에서 열전쌍(20)의 출력신호와 열유속센서(10)의 출력신호는 모두 하강하고 있다. 또한, 시각(t5)에서 시각(t6)의 사이에서 열전쌍(20)의 출력신호와 열유속센서(10)의 출력신호는 모두 상승하고, 시각(t6)에서 시각(t7)의 사이에서 열전쌍(20)의 출력신호와 열유속센서(10)의 출력신호는 모두 하강하고 있다. 즉, 열전쌍(20)의 출력신호와 열유속센서(10)의 출력신호는 측정대상물(2)의 내부의 열발생원(4)에서 발생한 열이 측정대상물(2)의 내부로 전달되고, 측정대상물(2)의 표면(3)의 열류에 대하여 같은 방향의 거동을 나타낸다.
따라서, 검출부(30)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호를 비교함으로써 외기온의 변화에 의하여 측정대상물(2)의 표면(3)의 열류를 제거하고, 측정대상물(2)의 내부의 열발생원(4)에서 발생한 열에 의해 측정대상물(2)의 표면(3)의 열류만을 측정할 수 있다.
다음으로, 열류측정장치(1)가 구비하는 열유속센서(10) 및 열전쌍시트(200)의 구성에 대하여 설명한다.
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 열유속센서(10)는 절연기재(100), 표면보호부재(110), 이면보호부재(120)가 일체화되고, 이 일체화된 것의 내부에서 제 1 층간접속부재(130)와 제 2 층간접속부재(140)가 번갈아 직렬로 접속된 구조를 가진다.
절연기재(100)는 가요성을 가지는 열가소성 수지필름 또는 열경화성 수지필름으로 구성되고, 판형상을 가지고 있다. 절연기재(100)에는 두께방향으로 통하는 복수의 제 1 비아홀(101) 및 복수의 제 2 비아홀(102)이 형성되어 있다.
제 1 비아홀(101)에는 제 1 층간접속부재(130)가 매립되고, 제 2 비아홀(102)에는 제 2 층간접속부재(140)가 매립되어 있다. 즉, 절연기재(100)에는 제 1 층간접속부재(130)와 제 2 층간접속부재(140)가 엇갈리게 되도록 매립되어 있다.
제 1 층간접속부재(130)와 제 2 층간접속부재(140)는 제벡효과를 발휘하도록, 열전능이 서로 다른 금속이나 반도체 등의 열전재료로 구성되어 있다. 예를 들면, 제 1 층간접속부재(130)는 P형을 구성하는 Bi―Sb―Te합금의 분말이, 소결 전에서의 복수의 금속원자의 결정구조를 유지하도록 고상소결된 금속화합물로 구성된다. 또한, 예를 들면, 제 2 층간접속부재(140)는 N형을 구성하는 Bi―Te합금의 분말이, 소결 전에서의 복수의 금속원자의 결정구조를 유지하도록 고상소결된 금속화합물로 구성된다.
또한, 도 4에서는 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)는 후술하는 표면배선패턴(111)에 숨어서 보이지 않는 것이다. 그러나 설명의 편의상, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)의 위치를 파선으로 도시하고, 그곳에 해칭을 실시하고 있다.
표면보호부재(110)는 절연기재(100)의 표면(100a)을 덮고 있다. 표면보호부재(110)는 가요성을 가지는 열가소성 수지필름 또는 열경화성 수지필름으로 구성되어 있다. 또한, 표면보호부재(110)는 절연기재(100)보다도 면방향의 한쪽으로 길게 형성되어 있고, 절연기재(100)로부터 면방향의 한쪽으로 연장되어 있다.
표면보호부재(110)에는 절연기재(100)에 마주하는 면(110a)측에 동박 등이 패터닝된 복수의 표면배선패턴(111)이 형성되어 있다. 또한, 도 4에서는 표면보호부재(110)가 투명 또는 반투명의 것인 것으로 하여, 복수의 표면배선패턴(111)의 위치를 실선으로 기재하고 있다. 이 복수의 표면배선패턴(111)은 제 1 층간접속부재(130)의 한쪽의 단부와, 그에 이웃하는 제 2 층간접속부재(140)의 한쪽의 단부에 전기적으로 접속되어 있다.
이면보호부재(120)는 절연기재(100)의 이면(100b)을 덮고 있다. 이면보호부재(120)는 가요성을 가지는 열가소성 수지필름 또는 열경화성 수지필름으로 구성되어 있다. 또한, 이면보호부재(120)는 절연기재(100)보다도 면방향의 한쪽으로 길게 형성되어 있고, 절연기재(100)로부터 면방향의 한쪽으로 연장되어 있다. 또한, 이면보호부재(120)는 표면보호부재(110)보다도 길게 연장되어 있다.
이면보호부재(120)에는 절연기재(100)에 마주하는 면(120a)측에 동박 등이 패터닝된 복수의 이면배선패턴(121)이 형성되어 있다. 이 복수의 이면배선패턴(121)은 제 1 층간접속부재(130)의 다른쪽의 단부와, 그에 이웃하는 제 2 층간접속부재(140)의 다른쪽의 단부에 전기적으로 접속해 있다.
서로 인접하는 제 1 층간접속부재(130)와 제 2 층간접속부재(140)는 표면배선패턴(111)과 이면배선패턴(121)에 의하여 번갈아 되꺾이도록 하여 접속되어 있다. 이와 같이 하여, 제 1 층간접속부재(130)와 제 2 층간접속부재(140)는 표면배선패턴(111)과 이면배선패턴(121)에 의하여 직렬접속되어 있다.
이면배선패턴(121) 중, 제 1 층간접속부재(130)와 제 2 층간접속부재(140)를 직렬접속한 것의 단부로 되는 연장배선(122, 123)은 이면보호부재(120)가 절연기재(100)보다도 면방향의 한쪽으로 연장되어 있는 부분에 설치되어 있다. 이면보호부재(120)가 표면보호부재(110)보다도 더욱 길게 연장된 부분에 있어서, 이면배선패턴(121)의 연장배선(122, 123)은 외기에 노출된다. 그 연장배선(122, 123)이 외기에 노출된 부분은 배선을 접속하기 위한 단자로서 기능하는 패드부(124, 125)로 된다.
열유속센서(10)는, 그 두께방향의 한쪽의 면과 다른쪽의 면의 사이를 열유속이 발생하면, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)의 한쪽의 단부와 다른쪽의 단부에 온도차가 발생한다. 그때, 제벡효과에 의하여 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)에 열기전력이 발생한다. 열유속센서(10)는, 이 열기전력을 센서신호(예를 들면, 전압신호)로서 출력한다.
이어서, 열전쌍시트(200)의 구성에 대하여 설명한다.
열전쌍시트(200)는 열전쌍(20), 제 1 절연시트(210) 및 제 2 절연시트(220)가 일체화된 구조를 가진다. 열전쌍(20)은 제벡효과를 발휘하도록 서로 열전능이 다른 금속으로 이루어지는 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 용접 등에 의해 접합된 것이다. 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 접합된 부분이 온도를 검출하기 위한 접합부(23)로 된다. 또한, 본 실시형태의 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)는 금속박으로 구성되어 있다.
제 1 절연시트(210)는 가요성을 가지는 열가소성 수지필름 또는 열경화성 수지필름으로 구성되고, 판형상을 가지고 있다. 제 1 절연시트(210)는 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 나열되는 방향에 대해 교차하는 방향의 한쪽의 측으로부터 열전쌍(20)을 덮고 있다. 제 2 절연시트(220)는 제 1 절연시트(210)와는 반대측으로부터 열전쌍(20)을 덮고 있다. 제 1 절연시트(210)는 제 2 절연시트(220)보다도 면방향의 한쪽으로 길게 형성되어 있고, 제 2 절연시트(220)로부터 면방향의 한쪽으로 연장되어 있다.
제 1 절연시트(210)가 제 2 절연시트(220)보다도 길게 연장된 부분에 있어서, 열전쌍(20)을 구성하는 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)는 외기에 노출된다. 그 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 외기에 노출된 부분은 배선을 접속하기 위한 단자로서 기능하는 패드부(24, 25)로 된다.
열전쌍(20)은 접합부(23)와 검출부(30)의 사이에 온도차가 발생하면, 제벡효과에 의하여 접합부(23)에 열기전력이 발생한다. 열전쌍(20)은, 이 열기전력을 센서신호(예를 들면, 전압신호)로서 출력한다.
열전쌍시트(200)는 표면보호부재(110) 및 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 고정되어 있다. 여기에서, 열유속센서(10)를 구성하는 절연기재(100)는 열전쌍시트(200)측의 변(12)으로부터 층간접속부재(130, 140)측으로 오목한 오목부(11)를 가지고 있다. 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)의 접합부(23)는 절연기재(100)가 가지는 오목부(11)에 들어가 있다. 그 때문에, 열유속센서(10)의 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)와 열전쌍(20)의 접합부(23)의 거리는 가까운 것으로 되어 있다.
또한, 본 실시형태에서 이면보호부재(120)는 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에서 표면보호부재(110)측으로 구부러지고, 표면보호부재(110)에 밀착해 있다. 열전쌍시트(200)는 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)가 밀착한 위치에 있어서, 이면보호부재(120) 중 표면보호부재(110)와는 반대측에 고정되어 있다. 이 상태에 있어서, 열유속센서(10)에 복수의 층간접속부재(130, 140)가 배치되는 부분에서의 이면보호부재(120) 중 절연기재(100)와는 반대측의 면(120b)과, 열전쌍시트(200)에 접합부(23)가 배치되는 부분에서의 열전쌍시트(200) 중 이면보호부재(120)와는 반대측의 면(200b)은 나란하게 되어있다.
또한, 본 명세서에 있어서 “2개의 면이 나란하게 되어있다.”라는 경우, 2개의 면이 동일평면 상에 나란히 있는 상태에 추가하여, 제조공차 또는 경년변화(經年變化) 등에 의해 약간 어긋나 있는 상태도 포함하는 것이다.
열전쌍시트(200)의 두께는 절연기재(100)의 두께와 같거나, 또는 그보다 얇다. 그 때문에, 열류측정장치(1)는 열전쌍시트(200)가 설치된 부분의 두께(T1)가 열유속센서(10)가 설치된 부분의 두께(T2)의 범위 내로 되어 있다.
다음으로, 열류측정장치(1)의 제조방법에 대하여 설명한다. 또한, 이 제조방법은 복수의 열류측정장치를 동시에 제조하는 것이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 이 제조방법은 열전쌍시트 형성공정(S10), 열유속센서용 부재 준비공정(S20), 적층체 형성공정(S30) 및 일체프레스공정(S40)을 포함하고 있다.
우선, 열류측정장치(1)의 제조방법 중, 열전쌍시트 형성공정(S10)에 대하여 설명한다. 열전쌍시트 형성공정(S10)에서는 도 7에 도시한 열전쌍 준비공정(S11), 열전쌍 적층체 형성공정(S12), 프레스공정(S13) 및 절단공정(S41)에 의해 열전쌍시트(200)를 형성한다.
열전쌍 준비공정(S11)에서는 서로 열전능이 다른 금속박으로 구성되는 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)를 준비하고, 그 선단끼리를 용접에 의해 접합하여 접합부(23)를 형성한다. 이에 따라, 열전쌍(20)이 준비된다.
다음으로, 열전쌍 적층체 형성공정(S12)에서는 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 사전에 결정된 사이즈로 형성된 지그베이스(40)의 위에 제 1 이형지(51)와 제 2 절연시트(220)를 배치한다. 또한, 그 위에서 지그베이스(40)에 대해 단부위치결정지그(41) 및 중간위치결정지그(42)를 볼트(43)에 의해 고정한다. 제 1 이형지(51)로서, 예를 들면, 아라미드수지 등으로 형성되는 열경화성 수지시트 또는 열가소성 수지시트가 사용된다. 제 2 절연시트(220)로서, 예를 들면, 표면과 이면에 점착층을 가지는 아라미드수지 등으로 형성되는 열경화성 수지시트 또는 열가소성 수지시트가 사용된다. 또한, 단부위치결정지그(41) 및 중간위치결정지그(42)에는 열전쌍(20)을 위치결정하기 위한 복수의 홈부(44, 45)가 설치되어 있다. 그 복수의 홈부(44, 45)에 맞추어서 제 2 절연시트(220)의 위에 복수의 열전쌍(20)을 배치한다. 또한 복수의 열전쌍(20)은 단부위치결정지그(41) 및 중간위치결정지그(42)에 각각 설치된 복수의 홈부(44, 45)가 나열되는 방향에 배치되고, 또한 중간위치결정지그(42)를 사이에 두고 마주하도록 배치된다.
이어서, 도 10에 도시한 바와 같이, 제 1 이형지(51)와 제 2 절연시트(220)와 열전쌍(20)의 위에서 지그베이스(40)에 대해 누름지그(46)를 볼트(43)에 의해 고정한다. 이에 따라, 제 1 이형지(51)와 제 2 절연시트(220)와 열전쌍(20)의 위치어긋남이 방지된다. 그 후, 중간위치결정지그(42)를 지그베이스(40)로부터 떼어낸다.
다음으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 제 1 이형지(51)와 제 2 절연시트(220)와 열전쌍(20)의 위에 제 1 절연시트(210)를 배치한다. 이에 따라, 열전쌍(20)의 적층체가 형성된다. 제 1 절연시트(210)로서, 예를 들면, 표면과 이면에 점착층을 가지는 아라미드수지 등으로 형성되는 열경화성 수지시트 또는 열가소성 수지시트가 사용된다.
이어서, 도 12에 도시한 바와 같이, 지그베이스(40)를 프레스기(70)에 설치하고, 제 1 절연시트(210)의 위에 다시 제 2 이형지(52)와 제 1 완충재(61)를 배치한다. 제 2 이형지(52)로서, 예를 들면, 아라미드수지 등으로 형성되는 열경화성 수지시트 또는 열가소성 수지시트가 사용된다. 제 1 완충재(61)로서, 예를 들면, 테플론(등록상표)이 사용된다.
다음으로, 프레스공정(S13)에서는 프레스기(70)에 의해 열전쌍(20)의 적층체를 적층방향으로 가압하면서 가열하고, 제 1 절연시트(210)와 열전쌍(20)과 제 2 절연시트(220)를 압착한다. 이때의 프레스기(70)의 압력은, 예를 들면, 2MPa 이상, 온도는 300℃ 이상이다. 이에 따라, 제 1 절연시트(210)와 제 2 절연시트(220)가 가지는 점착층끼리가 접합되고, 도 13에 도시한 상태의 일체시트(201)로 된다.
이어서, 절단공정(S14)에서는 도 13의 일점쇄선(C1∼C4)으로 도시한 위치에서 일체시트(201)를 절단한다. 이에 따라, 도 14에 도시한 바와 같이, 사전에 결정된 실장치수로 성형된 열전쌍시트(200)가 형성된다.
다음으로, 열류측정장치(1)의 제조방법 중, 열유속센서용 부재 준비공정(S20)에 대하여 설명한다.
도 15(A), (B), (C)에 도시한 바와 같이, 열유속센서용 부재 준비공정(S20)에서는 절연기재(100), 표면배선패턴(111), 표면보호부재(110), 이면배선패턴(121) 및 이면보호부재(120)를 준비한다.
도 15(B)에 도시한 바와 같이, 절연기재(100)는 열유속센서(10)를 구성하기 위해 열전능이 다른 복수종류의 도전성 페이스트(131, 141)가 복수의 비아홀(101, 102)에 매립된 것이다. 절연기재(100)는 복수층으로 구성된 것이어도 좋고, 또는 단층으로 구성된 것이어도 좋다.
이 절연기재(100)의 제조방법의 일례를 설명한다. 우선, 절연기재(100)에 대해, 드릴 또는 레이저 등에 의해 복수의 제 1 비아홀(101)을 형성한다. 이 복수의 제 1 비아홀(101)에 대해, 고상소결에 의해 제 1 층간접속부재(130)를 형성하기 위한 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전한다. 또한, 제 1 비아홀(101)에 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전하는 방법(장치)으로서는, 본 출원인에 의한 특허출원제2010=-50356호에 기재된 방법(장치)을 채용하면 좋다.
간단히 설명하면, 도시하지 않는 지지대 상에 깔린 도시하지 않는 흡착지의 위에 절연기재(100)를 배치한다. 그리고 제 1 도전성 페이스트(131)를 용융시키면서 제 1 비아홀(101)에 제 1 도전성 페이스트(131)를 충전한다. 이에 따라, 제 1 도전성 페이스트(131)의 유기용제의 대부분이 흡착지에 흡착되고, 제 1 비아홀(101)에 합금의 분말이 밀접하게 배치된다.
또한, 제 1 도전성 페이스트(131)로서는, 금속원자가 사전에 정해진 결정구조를 유지하고 있는 Bi―Sb―Te합금의 분말을 파라핀 등의 유기용제를 추가하여 페이스트화한 것이 이용된다.
다음으로, 절연기재(100)에 대해, 드릴 또는 레이저 등에 의해 복수의 제 2 비아홀(102)을 형성한다. 복수의 제 2 비아홀(102)의 각각은 복수의 제 1 비아홀(101) 중의 이웃하는 2개의 제 1 비아홀(101)의 사이에 위치하도록 형성된다. 이 복수의 제 2 비아홀(102)에 대해, 고상소결에 의해 제 2 층간접속부재(140)를 형성하기 위한 제 2 도전성 페이스트(141)를 충전한다. 제 2 도전성 페이스트(140)의 충전은 상기한 제 1 도전성 페이스트(131)의 충전방법과 같은 방법으로 실시할 수 있다.
또한, 제 2 도전성 페이스트(141)로서는, 제 1 도전성 페이스트(131)를 구성하는 금속원자와 다른 금속원자가 사전에 정해진 결정구조를 유지하고 있는 Bi―Te합금의 분말을 테레빈 등의 유기용제를 추가하여 페이스트화한 것이 이용된다. 또한, 제 2 도전성 페이스트(141)의 유기용제로서, 파라핀 등을 사용해도 좋다.
도 15(A)에 도시한 바와 같이, 표면배선패턴(111)은 복수의 도전성 페이스트(131, 141)에서의 절연기재(100)의 두께방향의 한쪽의 단부끼리에 접속하는 것이다. 또한, 표면보호부재(110)는 절연기재(100)의 두께방향의 한쪽의 면과 표면배선패턴(111)을 덮는 것이다. 표면보호부재(110)는 절연기재(100)보다도 면방향으로 길다.
이 표면배선패턴(111)과 표면보호부재(110)의 제조방법의 일례를 설명한다. 우선, 표면보호부재(110) 중, 적어도 절연기재(100)와 대향하는 면에 동박 등을 형성한다. 그리고 그 동박을 적절히 패터닝함으로써 표면보호부재(110)에 대해 표면배선패턴(111)을 형성한다.
도 15(C)에 도시한 바와 같이, 이면배선패턴(121)은 복수의 도전성 페이스트(131, 141)에서의 절연기재(100)의 두께방향의 다른쪽의 단부끼리에 접속하는 것이다. 또한, 이면보호부재(120)는 절연기재(100)의 두께방향의 다른쪽의 면과 이면배선패턴(121)을 덮는 것이다. 이면보호부재(120)는 절연기재(100) 및 표면보호부재(110)보다도 면방향으로 길다.
이 이면배선패턴(121)과 이면보호부재(120)의 제조방법의 일례를 설명한다. 우선, 이면보호부재(120) 중, 적어도 절연기재(100)와 대향하는 면에 동박 등을 형성한다. 그리고 그 동박을 적절히 패터닝함으로써 이면보호부재(120)에 대해 이면배선패턴(121)을 형성한다.
이어서, 열류측정장치(1)의 제조방법 중, 적층체 형성공정(S30)에 대하여 설명한다.
도 16 및 도 17에 도시한 바와 같이, 프레스기의 하측 프레스판(71)의 위에 제 3 이형지(53)를 배치하고, 그 위에 도 14에서 도시한 열전쌍시트(200)를 배치한다. 이어서, 하측 프레스판(71)의 위에 배치된 제 3 이형지(53)의 위와 열전쌍시트(200)의 위에 이면배선패턴(121)이 형성된 이면보호부재(120)를 적층한다. 그 후, 이면배선패턴(121)의 위에 절연기재(100) 및 표면배선패턴(111)이 형성된 표면보호부재(110)를 차례로 적층한다. 또한, 표면보호부재(110)의 위에 제 4 이형지(54)와 제 2 완충재(62)를 배치한다. 또한, 제 3 및 제 4 이형지(53, 54)로서, 예를 들면, 아라미드수지 등으로 형성되는 열경화성 수지시트 또는 열가소성 수지시트가 사용된다. 또한, 제 2 완충재(62)로서, 예를 들면, 테플론이 사용된다.
이에 따라, 열전쌍시트(200)는 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 있어서, 이면보호부재(120) 중, 표면보호부재(110)와는 반대측에 배치되게 된다. 이때, 이면보호부재(120)에서의 절연기재(100)와는 반대측에 위치하는 면(120b) 중, 적어도 도전성 페이스트(131, 141)가 배치된 부분과, 열전쌍시트(200)에서의 이면보호부재(120)와는 반대측의 면(200b) 중, 적어도 접합부(23)가 배치된 부분을 나란한 상태로 한다. 또한, 이면보호부재(120)에서의 절연기재(100)와는 반대측에 위치하는 면(120b)의 전면과, 열전쌍시트(200)에서의 이면보호부재(120)와는 반대측의 면(200b)의 전면을 나란한 상태로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)의 접합부(23)를 절연기재(100)가 가지는 오목부(11)에 들어가게 하여, 접합부(23)와 도전성 페이스트(131, 141)를 접근시켜서 배치한다. 이와 같이 하여 적층체가 형성된다.
또한, 본 명세서에 있어서 “2개의 부분을 나란한 상태로 한다”라는 경우, 2개의 부분을 동일평면 상에 나란하게 한 것에 추가하여, 제조공차 등에 의해 약간 어긋나 있는 상태도 포함하는 것이다. 또한, “전면을 나란한 상태로 한다”라는 경우도, 전면을 동일평면 상에 나란하게 한 것에 추가하여, 제조공차 등에 의해 약간 어긋나 있는 상태도 포함하는 것이다.
다음으로, 열류측정장치(1)의 제조방법 중, 일체프레스공정(S40)에 대하여 설명한다. 일체프레스공정(S40)에서는 프레스기의 하측 프레스판(71)과 상측 프레스판(72)의 사이에 배치된 적층체를 진공 중에서 적층방향으로 가압하면서 가열한다. 이때의 프레스기의 압력은, 예를 들면, 10MPa 이상, 온도는 320℃ 이상이다. 이에 따라, 절연기재(100)의 복수의 비아홀(101, 102)에 매립된 복수의 제 1 및 제 2 도전성 페이스트(131, 141)는 고체소결하여 복수의 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)로 된다. 또한, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)와 표면배선패턴(111)과 이면배선패턴(121)이 전기적으로 접속한다. 또한, 절연기재(100)와 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)와 열전쌍시트(200)가 압착된다. 이 1회의 일체프레스공정(S40)에 의해 적층체가 일체화하고, 열유속센서(10)와 열전쌍(20)이 일체로 형성된다.
또한, 상기한 제조방법에 의해 제조된 복수의 열류측정장치는 나중의 공정에서 단일의 열류측정장치(1)로 분할된다.
이상 설명한 제 1 실시형태의 열류측정장치(1)는 다음의 작용효과를 이룬다.
(1) 제 1 실시형태의 열류측정장치(1)는 열전쌍시트(200)가, 표면보호부재(110) 또는 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 고정되어 있다.
이에 따르면, 만일, 열유속센서(10)와 열전쌍(20)을 두께방향으로 겹쳐 쌓아서 배치한 구성과 비교하여 열류측정장치(1)의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 측정대상물(2)의 표면(3)에 열류측정장치(1)를 부착했을 때, 그 측정대상물(2)의 표면(3) 근처의 기류의 흐트러짐이 억제된다. 따라서, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호에 기초하여, 외기온의 변화 등에 의한 온도 드리프트를 저감하고, 측정대상물(2)의 열류를 정확히 검출할 수 있다.
또한, 표면보호부재(110) 또는 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 열전쌍시트(200)를 고정함으로써, 열유속센서(10)와 열전쌍(20)을 면방향에서 가까운 위치에 설치하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 열유속센서(10)와 열전쌍(20)은 각각 측정대상물(2)의 대략 같은 위치의 열류 및 온도를 검출한다. 따라서, 열전쌍(20)의 신호와 열유속센서(10)의 신호가 대응한 것으로 된다. 그 결과, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 신호로부터 온도 드리프트의 영향을 저감할 수 있다.
(2) 제 1 실시형태에서는 열유속센서(10)에 복수의 층간접속부재(130, 140)가 배치되는 부분에서의 이면보호부재(120) 중 절연기재(100)와는 반대측의 면(120b)과, 열전쌍시트(200)에 접합부(23)가 배치되는 부분에서의 열전쌍시트(200) 중 이면보호부재(120)와는 반대측의 면(200b)이 나란하게 되어있다.
이에 따르면, 열류측정장치(1)를 측정대상물(2)의 표면(3)에 부착했을 때, 측정대상물(2)의 표면(3)에 열유속센서(10)와 열전쌍(20)의 접합부(23)를 접근시키고, 또한 측정대상물(2)의 표면(3)에 열유속센서(10)와 열전쌍시트(200)를 밀착시키는 것이 가능하다. 따라서, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호에 기초하여, 측정대상물(2)의 열류특성을 정확히 검출할 수 있다.
(3) 제 1 실시형태에서는 열전쌍시트가 설치된 부분의 두께(T1)는 열유속센서(10)가 설치된 부분의 두께(T2)의 범위 내로 되어 있다.
이에 따르면, 열류측정장치(1)의 두께를 열유속센서(10)의 두께(T2)의 범위 내에서 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 측정대상물(2)의 표면(3)에 열류측정장치(1)를 부착했을 때, 그 측정대상물(2)의 표면(3) 근처의 기류의 흐트러짐을 억제할 수 있다.
(4) 제 1 실시형태에서 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)의 접합부(23)는 절연기재(100)가 가지는 오목부(11)에 들어가 있다.
이에 따르면, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 층간접속부재(130, 140)와 열전쌍(20)의 접합부(23)의 거리를 접근시킴으로써 측정대상물(2)의 대략 동일부분의 열류 및 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호에 기초하여, 측정대상물(2)의 열류특성을 정확히 검출할 수 있다.
제 1 실시형태의 열류측정장치(1)의 제조방법은 다음의 작용효과를 이룬다.
(5) 제 1 실시형태에 의한 열류측정장치(1)의 제조방법에서는 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 있어서, 이면보호부재(120) 중 표면보호부재(110)와는 반대측에 열전쌍시트(200)를 배치하여 적층체를 형성하고, 그 적층체를 적층방향으로 가압하면서 가열한다. 이때, 도전성 페이스트(131, 141)를 고체소결시켜서 층간접속부재(130, 140)로 한다. 또한, 층간접속부재(130, 140)와 표면배선패턴(111)과 이면배선패턴(120)을 전기적으로 접속하고, 또한, 절연기재(100)와 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)와 열전쌍시트(200)를 압착한다. 이에 따라, 열유속센서(10)와 열전쌍(20)이 일체로 형성된다.
이에 따르면, 열류측정장치(1)가 구비하는 열유속센서(10)의 부분의 두께와 열전쌍시트(200)의 부분의 두께를 나란히 하고, 또한 열류측정장치(1)의 두께를 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 측정대상물(2)의 표면(3)에 열류측정장치(1)를 부착한 경우, 그 측정대상물(2)의 표면(3) 근처의 기류의 흐트러짐이 억제된다. 따라서, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호에 기초하여, 외기온의 변화 등에 의한 온도 드리프트를 저감하고, 측정대상물(2)의 열류를 정확히 검출할 수 있다.
또한, 이 제조방법에 따르면, 절연기재(100), 표면보호부재(110), 이면보호부재(120) 및 열전쌍시트(200) 등에 대해 1회의 프레스가공을 함으로써 열류측정장치(1)를 형성할 수 있다. 그 때문에, 절연기재(100), 표면보호부재(110), 이면보호부재(120) 및 열전쌍시트(200) 등의 부재에 주름이나 간극 등이 생기는 것을 억제할 수 있다.
(6) 제 1 실시형태의 제조방법에서는 적층체에 대하여 일체프레스공정(S40)을 실시할 때, 이면보호부재(120)에서의 절연기재(100)와는 반대측에 위치하는 면(120b) 중 적어도 도전성 페이스트(131, 141)가 배치된 부분과, 열전쌍시트(200)에서의 이면보호부재(120)와는 반대측의 면(200b) 중 적어도 접합부(23)가 배치된 부분을 나란한 상태로 한다.
이에 따르면, 열류측정장치(1)를 측정대상물(2)의 표면(3)에 부착한 경우, 측정대상물(2)의 표면(3)에 대하여 열유속센서(10)와 열전쌍(20)의 접합부(23)를 접근시키고, 또한, 측정대상물(2)의 표면(3)에 열유속센서(10)와 열전쌍시트(200)를 밀착시키는 것이 가능하다. 따라서, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호에 기초하여, 측정대상물(2)의 열류특성을 정확히 검출할 수 있다.
(7) 제 1 실시형태의 제조방법에서는 적층체 형성공정(S30)을 실시할 때, 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)의 접합부(23)를 절연기재(100)가 가지는 오목부(11)에 들어가게 한다.
이에 따르면, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 층간접속부재(130, 140)와 열전쌍(20)의 접합부(23)의 거리가 가까워지기 때문에 측정대상물(2)의 대략 동일부분의 열류 및 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호에 기초하여, 측정대상물(2)의 열류특성을 정확히 검출할 수 있다.
(8) 제 1 실시형태의 제조방법에서는 열전쌍시트 형성공정(S10) 시, 열전쌍(20)의 한쪽의 측에 제 1 절연시트(210)를 배치하고, 다른쪽의 측에 제 2 절연시트(220)를 배치하여 형성한 열전쌍(20)의 적층체를 적층방향으로 가압하면서 가열하여, 제 1 절연시트(210)와 열전쌍(20)과 제 2 절연시트(220)를 압착한다.
이에 따르면, 열전쌍(20)으로서 가느다란 것을 사용한 경우에도, 그 취급을 용이하게 실시하는 것이 가능하다. 그 때문에, 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 열전쌍시트(200)를 배치할 때, 열유속센서(10)에 대한 열전쌍시트(200)의 위치결정을 정확하고 또한 용이하게 실시할 수 있다.
(제 2 실시형태)
본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 제 2 실시형태는 제 1 실시형태에 대하여 열전쌍시트(200)의 배치를 변경한 것이고, 그 밖에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하기 때문에 제 1 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 18 및 도 19에 도시한 바와 같이, 제 2 실시형태의 열류측정장치(1)를 구성하는 열전쌍시트(200)는 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 있어서, 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)의 사이에 고정되어 있다. 이 상태에 있어서, 열유속센서(10)에 복수의 층간접속부재(130, 140)가 배치되는 부분에서의 이면보호부재(120) 중 절연기재(100)와는 반대측의 면(120b)과, 열전쌍시트(200)에 접합부(23)가 배치되는 부분에서의 이면보호부재(120) 중 열전쌍시트(200)와는 반대측의 면(120b)은 나란하게 되어있다.
또한, 열전쌍시트(200)와 이면보호부재(120)의 사이에는 단락방지용 절연시트(230)가 설치되어 있다. 이 단락방지용 절연시트(230)는 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)의 패드부(24, 25)와, 이면배선패턴(121)이 열전쌍시트(200)가 가지는 제 2 절연시트(220)로부터 노출된 패드부(124, 125)가 단락하는 것을 방지한다.
열전쌍시트(200)와 단락방지용 절연시트(230)를 합친 두께는 절연기재(100)의 두께와 같거나, 또는 그보다 얇다. 그 때문에, 열류측정장치(1)는 열전쌍시트(200)가 설치된 부분의 두께(T1)가 열유속센서(10)가 설치된 부분의 두께(T2)의 범위 내로 되어 있다.
다음으로, 제 2 실시형태의 열류측정장치(1)의 제조방법에 대하여 설명한다.
제 2 실시형태의 제조방법도 제 1 실시형태와 마찬가지로, 열전쌍시트 형성공정(S10), 열유속센서용 부재 준비공정(S20), 적층체 형성공정(S30) 및 일체프레스공정(S40)을 포함하고 있다. 열전쌍시트 형성공정(S10)과 열유속센서용 부재 준비공정(S20)과 일체프레스공정(S40)은 제 1 실시형태에서 설명한 공정과 같다.
제 2 실시형태의 적층체 형성공정(S30)에서는 도 20에 도시한 바와 같이, 프레스기의 하측 프레스판(71)의 위에 배치한 제 3 이형지(53)의 위에 이면배선패턴(121)이 형성된 이면보호부재(120)를 배치한다. 이면보호부재(120)의 위에 절연기재(100)와 열전쌍시트(200)를 나열하여 배치하고, 그 위에 표면배선패턴(111)이 형성된 표면보호부재(110)를 배치하고, 또한 그 위에 제 4 이형지(54)와 제 2 완충재(62)를 배치한다.
이에 따라, 열전쌍시트(200)는 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 있어서, 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)의 사이에 배치되게 된다. 이때, 이면보호부재(120)에서의 절연기재(100)와는 반대측에 위치하는 면(120b) 중 적어도 도전성 페이스트(131, 141)가 배치된 부분과, 이면보호부재(120)에서의 열전쌍시트(200)와는 반대측의 면(120b) 중 적어도 접합부(23)가 배치된 부분을 대략 동일평면 상에 나란하게 한 상태로 한다. 또한, 이면보호부재(120)에서의 절연기재(100)와는 반대측에 위치하는 면(120b)의 전면과, 이면보호부재(120)에서의 열전쌍시트(200)와는 반대측의 면(120b)의 전면을 나란하게 한 상태로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)의 접합부(23)를 절연기재(100)가 가지는 오목부(11)에 들어가게 하여, 접합부(23)와 도전성 페이스트(131, 141)를 접근시켜서 배치한다. 이와 같이 하여 적층체가 형성된다.
다음으로, 일체프레스공정(S40)에 있어서, 프레스기의 하측 프레스판(71)과 상측 프레스판(72)의 사이에 배치된 적층체를 진공 중에서 적층방향으로 가압하면서 가열한다. 이에 따라, 절연기재(100)의 복수의 비아홀(101, 102)에 매립된 복수의 제 1 및 제 2 도전성 페이스트(131, 141)는 고체소결하여 복수의 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)로 된다. 또한, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)와 표면배선패턴(111)과 이면배선패턴(121)이 전기적으로 접속한다. 또한, 절연기재(100)와 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)와 열전쌍시트(200)가 압착된다. 이 1회의 일체프레스공정(S40)에 의해 적층체가 일체화하고, 열유속센서(10)와 열전쌍(20)이 일체로 형성된다.
이상 설명한 제 2 실시형태의 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)에 복수의 층간접속부재(130, 140)가 배치되는 부분에서의 이면보호부재(120) 중 절연기재(100)와는 반대측의 면(120b)과, 열전쌍시트(200)에 접합부(23)가 배치되는 부분에서의 이면보호부재(120) 중 열전쌍시트(200)와는 반대측의 면(120b)이 나란하게 되어있다.
이 구성에 의해서도, 만일, 열유속센서(10) 중, 측정대상물(2)과는 반대측의 면에 열전쌍(20)을 겹쳐 쌓아서 설치한 구성과 비교하여 열전쌍(20)의 접합부(23)를 측정대상물(2)의 표면(3)에 접근시키는 것이 가능하다. 또한, 측정대상물(2)의 표면(3)에 열유속센서(10)와 열전쌍시트(200)를 밀착시키는 것이 가능하다. 따라서, 열류측정장치(1)는 열유속센서(10)의 출력신호와 열전쌍(20)의 출력신호에 기초하여, 측정대상물(2)의 열류특성을 정확히 검출할 수 있다.
(제 3 실시형태)
본 발명의 제 3 실시형태에 대하여 설명한다. 제 3 실시형태는 제 1 실시형태에 대하여 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)의 구성을 변경한 것이고, 그 밖에 대해서는, 제 1, 제 2 실시형태와 동일하기 때문에 제 1, 제 2 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 21에서는 열류측정장치(1)를 구성하는 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)만을 도시하고 있다. 열전쌍(20)은 서로 열전능이 다른 금속박으로 구성된 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 용접 등에 의해 접합된 것이다. 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 접합된 부분이 온도를 검출하기 위한 접합부(23)로 된다. 제 1 도체(21)는 접합부(23)와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 1 패드부(24)를 가지고 있다. 또한, 제 2 도체(22)는 접합부(23)와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 2 패드부(25)를 가지고 있다. 여기에서, 제 3 실시형태의 열전쌍(20)은 제 1 패드부(24)를 제외한 제 1 도체(21)의 폭(W1)이 제 1 패드부(24)의 폭(W2)보다 가늘다. 또한, 제 2 패드부(25)를 제외한 제 2 도체(22)의 폭(W3)이 제 2 패드부(25)의 폭(W4)보다 가늘다. 열전쌍(20)은 접합부(23)와 검출부(30)의 사이에 온도차가 발생하면, 제벡효과에 의하여 접합부(23)에 발생하는 열기전력을 센서신호로서 출력한다.
제 3 실시형태에서는 상기의 구성에 의해, 제 1 패드부(24)를 제외한 제 1 도체(21)의 열용량을 작게 하고, 제 2 패드부(25)를 제외한 제 2 도체(22)의 열용량을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 열전쌍(20)은 접합부(23)와 검출부(30)의 사이에 온도차가 발생했을 때, 그 접합부(23)의 열이 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)로 전달되는 것이 억제된다. 따라서, 접합부(23)에 발생하는 열기전력이 접합부(23)로부터 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)로의 전열에 의하여 작아지는 것이 억제되기 때문에 열전쌍(20)은 접합부(23)의 온도를 정확히 검출할 수 있다.
또한, 제 3 실시형태에 있어서도, 제 1, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 제 1 절연시트(210)와 제 2 절연시트(220)에 의하여 열전쌍(20)을 양면으로부터 덮음으로써 열전쌍시트(200)가 형성된다. 그 때문에, 제 1 패드부(24)를 제외한 제 1 도체(21)의 폭(W1)과, 제 2 패드부(25)를 제외한 제 2 도체(22)의 폭(W3)을 가늘게 한 경우에도 열전쌍시트(200)의 취급을 용이하게 실시하는 것이 가능하다. 따라서, 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 열전쌍시트(200)를 배치할 때, 열유속센서(10)에 대한 열전쌍시트(200)의 위치결정을 정확하고 또한 용이하게 실시할 수 있다.
(제 4 실시형태)
본 발명의 제 4 실시형태에 대하여 설명한다. 제 4 실시형태도 제 1 실시형태에 대하여 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)의 구성을 변경한 것이고, 그 밖에 대해서는, 제 1, 제 2 실시형태와 동일하기 때문에 제 1, 제 2 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 22에서는 열류측정장치(1)를 구성하는 열전쌍시트(200)가 가지는 열전쌍(20)만을 도시하고 있다. 열전쌍(20)은 서로 열전능이 다른 선형상 부재로 구성된 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 용접 등에 의해 접합된 것이다. 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 접합된 부분이 온도를 검출하기 위한 접합부(23)로 된다. 제 1 도체(21)에는 접합부(23)와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 1 패드(26)가 용접 등에 의해 부착되어 있다. 또한, 제 2 도체(22)에는 접합부(23)와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 2 패드(27)가 용접 등에 의해 부착되어 있다. 선형상 부재로 구성된 제 1 도체(21)의 폭(W5)은 제 1 패드(26)의 폭(W6)보다 가늘다. 또한, 선형상 부재로 구성된 제 2 도체(22)의 폭(W7)은 제 2 패드(27)의 폭(W8)보다 가늘다. 열전쌍(20)은 접합부(23)와 검출부(30)의 사이에 온도차가 발생하면, 제벡효과에 의하여 접합부(23)에 발생하는 열기전력을 센서신호로서 출력한다.
제 4 실시형태에서는 상기의 구성에 의해, 제 1 도체(21)의 열용량을 작게 하고, 제 2 도체(22)의 열용량을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 열전쌍(20)은 접합부(23)와 검출부(30)의 사이에 온도차가 발생했을 때, 그 접합부(23)의 열이 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)로 전달되는 것이 억제된다. 따라서, 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)로의 전열에 의하여 접합부(23)에 발생하는 열기전력이 작아지는 것이 억제되기 때문에 열전쌍(20)은 접합부(23)의 온도를 정확히 검출할 수 있다.
또한, 제 4 실시형태에 있어서도, 제 1∼제 3 실시형태와 마찬가지로, 제 1 절연시트(210)와 제 2 절연시트(220)에 의하여 열전쌍(20)을 양면으로부터 덮음으로써 열전쌍시트(200)가 형성된다. 그 때문에, 제 1 도체(21)의 폭(W5)과 제 2 도체(22)의 폭(W7)을 가늘게 한 경우에도 열전쌍시트(200)의 취급을 용이하게 실시하는 것이 가능하다. 그 때문에, 표면보호부재(110)와 이면보호부재(120)가 절연기재(100)로부터 면방향으로 연장된 위치에 열전쌍시트(200)를 배치할 때, 열유속센서(10)에 대한 열전쌍시트(200)의 위치결정을 정확하고 또한 용이하게 실시할 수 있다.
(다른 실시형태)
본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재한 범위 내에서 적절히 변경이 가능하다. 또한, 상기 각 실시형태는 서로 관계 없는 것은 아니고, 조합이 명백히 불가한 경우를 제외하고, 적절히 조합이 가능하다. 또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 실시형태를 구성하는 요소는 특별히 필수라고 명시한 경우 및 원리적으로 명백히 필수라고 생각되는 경우 등을 제외하고, 반드시 필수의 것이 아닌 것은 말할 것도 없다. 또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 실시형태의 구성요소의 갯수, 수치, 양, 범위 등의 수치가 언급되어 있는 경우, 특별히 필수라고 명시한 경우 및 원리적으로 명백히 특정한 수로 한정되는 경우 등을 제외하고, 그 특정한 수에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 구성요소 등의 형상, 위치관계 등에 언급할 때에는, 특별히 명시한 경우 및 원리적으로 특정한 형상, 위치관계 등으로 한정되는 경우 등을 제외하고, 그 형상, 위치관계 등에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기한 실시형태에서는 열류측정장치는 측정대상물의 표면에 부착하여 사용하는 것으로 했지만, 열류측정장치는 측정대상물의 내부에 매립하여 사용해도 좋다.
(정리)
상기의 실시형태의 일부 또는 전부로 나타난 제 1 관점에 따르면, 열류측정장치는 열유속센서 및 열전쌍시트를 구비한다. 열유속센서는 복수의 도전체, 표면배선패턴, 이면배선패턴, 표면보호부재 및 이면보호부재를 가지고, 두께방향의 한쪽의 면과 다른쪽의 면의 사이를 흐르는 열유속을 검출한다. 복수의 도전체는 판형상의 절연기재, 열전능이 다른 금속으로 구성되어 절연기재의 두께방향으로 통하는 복수의 비아홀에 매립되어 있다. 표면배선패턴은 복수의 도전체에서의 절연기재의 두께방향의 한쪽의 단부끼리에 접속한다. 이면배선패턴은 복수의 도전체에서의 절연기재의 두께방향의 다른쪽의 단부끼리에 접속한다. 표면보호부재는 절연기재의 두께방향의 한쪽의 면과 표면배선패턴을 덮는다. 이면보호부재는 절연기재의 두께방향의 다른쪽의 면과 이면배선패턴을 덮는다. 열전쌍시트는 열전쌍, 제 1 절연시트 및 제 2 절연시트를 가지고, 접합부의 온도를 검출한다. 열전쌍은 열전능이 다른 금속으로 구성된 제 1 도체와 제 2 도체가 접합된 접합부를 가진다. 제 1 절연시트는 제 1 도체와 제 2 도체가 나열되는 방향에 대해 교차하는 방향의 한쪽의 측으로부터 열전쌍을 덮는다. 제 2 절연시트는 제 1 절연시트와는 반대측으로부터 열전쌍을 덮는다. 그 열전쌍시트는 표면보호부재 및 이면보호부재가 절연기재로부터 면방향으로 연장된 위치에 고정되어 있다.
제 2 관점에 따르면, 열전쌍시트는 표면보호부재와 이면보호부재가 절연기재로부터 면방향으로 연장된 위치에 있어서, 이면보호부재 중, 표면보호부재와는 반대측에 고정된다. 열유속센서에 복수의 도전체가 배치되는 부분에서의 이면보호부재 중, 절연기재와는 반대측의 면과, 열전쌍시트에 접합부가 배치되는 부분에서의 열전쌍시트 중, 이면보호부재와는 반대측의 면이 나란하게 되어있다.
이에 따르면, 열류측정장치를 측정대상물의 표면에 부착했을 때, 측정대상물의 표면에 대해 열유속센서와 열전쌍의 접합부를 접근시키고, 또한 측정대상물의 표면에 열유속센서와 열전쌍시트를 밀착시키는 것이 가능하다. 따라서, 열류측정장치는 열유속센서의 출력신호와 열전쌍의 출력신호에 기초하여, 측정대상물의 열류특성을 정확히 검출할 수 있다.
제 3 관점에 따르면, 열전쌍시트는 표면보호부재와 이면보호부재가 절연기재로부터 면방향으로 연장된 위치에 있어서, 표면보호부재와 이면보호부재의 사이에 고정된다. 열유속센서에 복수의 도전체가 배치되는 부분에서의 이면보호부재 중 절연기재와는 반대측의 면과, 열전쌍시트에 접합부가 배치되는 부분에서의 이면보호부재 중, 열전쌍시트와는 반대측의 면이 나란하게 되어있다.
이 구성에 의해서도, 만일, 열유속센서 중, 측정대상물과는 반대측의 면에 열전쌍을 겹쳐 쌓아서 설치한 구성과 비교하여 열전쌍의 접합부를 측정대상물의 표면에 접근시키는 것이 가능하다. 또한, 측정대상물의 표면에 열유속센서와 열전쌍시트를 밀착시키는 것이 가능하다. 따라서, 열류측정장치는 열유속센서의 출력신호와 열전쌍시트의 출력신호에 기초하여, 측정대상물의 열류특성을 정확히 검출할 수 있다.
제 4 관점에 따르면, 열전쌍시트가 설치된 부분의 두께는 열유속센서가 설치된 부분의 두께의 범위 내로 되어 있다.
이에 따르면, 열류측정장치의 두께를 열유속센서의 두께의 범위 내에서 얇게 할 수 있다. 그 때문에, 측정대상물의 표면에 열류측정장치를 부착했을 때, 그 측정대상물의 표면 근처의 기류의 흐트러짐을 억제할 수 있다.
제 5 관점에 따르면, 절연기재는 열전쌍시트측의 변으로부터 도전체측으로 오목한 오목부를 가지고 있다. 열전쌍시트가 가지는 열전쌍의 접합부는 절연기재가 가지는 오목부에 들어가 있다.
이에 따르면, 열류측정장치는 열유속센서의 도전체와 열전쌍의 접합부의 거리를 접근시킴으로써 측정대상물의 대략 동일부분의 열류 및 온도를 측정할 수 있다. 따라서, 열류측정장치는 열유속센서의 출력신호와 열전쌍의 출력신호에 기초하여, 측정대상물의 열류특성을 정확히 검출할 수 있다.
제 6 관점에 따르면, 열전쌍의 제 1 도체와 제 2 도체는 금속박으로 구성되어 있다. 제 1 도체는 접합부와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 1 패드부를 가진다. 제 2 도체는 접합부와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 2 패드부를 가진다. 제 1 패드부를 제외한 제 1 도체의 폭은 제 1 패드부의 폭보다 가늘다. 제 2 패드부를 제외한 제 2 도체의 폭은 제 2 패드부의 폭보다 가늘다.
이에 따르면, 제 1 패드부를 제외한 제 1 도체의 열용량을 작게 하고, 제 2 패드부를 제외한 제 2 도체의 열용량을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 접합부의 열이 제 1 도체와 제 2 도체로 전달되는 것이 억제된다. 따라서, 열전쌍은 접합부의 온도를 정확히 검출할 수 있다.
제 7 관점에 따르면, 열전쌍의 제 1 도체와 제 2 도체는 선형상 부재로 구성되어 있다. 제 1 도체에는 접합부와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 1 패드가 부착되어 있다. 제 2 도체에는 접합부와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 2 패드가 부착되어 있다.
이에 따르면, 제 1 도체와 제 2 도체의 열용량이 작아지기 때문에 접합부의 열이 제 1 도체와 제 2 도체로 전달되는 것이 억제된다. 따라서, 열전쌍은 접합부의 온도를 정확히 검출할 수 있다.

Claims (7)

  1. 판형상의 절연기재(100), 열전능이 다른 금속으로 구성되어 상기 절연기재의 두께방향으로 통하는 복수의 비아홀(101, 102)에 매립된 복수의 도전체(130, 140), 복수의 상기 도전체에서의 상기 절연기재의 두께방향의 한쪽의 단부끼리에 접속하는 표면배선패턴(111), 복수의 상기 도전체에서의 상기 절연기재의 두께방향의 다른쪽의 단부끼리에 접속하는 이면배선패턴(121), 상기 절연기재의 두께방향의 한쪽의 면(100a)과 상기 표면배선패턴을 덮는 표면보호부재(110) 및 상기 절연기재의 두께방향의 다른쪽의 면(100b)과 상기 이면배선패턴을 덮는 이면보호부재(120)를 가지고, 두께방향의 한쪽의 면과 다른쪽의 면의 사이를 흐르는 열유속을 검출하는 열유속센서(10); 및
    열전능이 다른 금속으로 구성된 제 1 도체(21)와 제 2 도체(22)가 접합된 접합부를 가지는 열전쌍(20), 상기 제 1 도체와 상기 제 2 도체가 나열되는 방향에 대해 교차하는 방향의 한쪽의 측으로부터 상기 열전쌍을 덮는 제 1 절연시트(210) 및 상기 제 1 절연시트와는 반대측으로부터 상기 열전쌍을 덮는 제 2 절연시트(220)를 가지고, 상기 접합부의 온도를 검출하는 열전쌍시트(200)를 구비하고,
    상기 열전쌍시트는 상기 표면보호부재 및 상기 이면보호부재가 상기 절연기재로부터 면방향으로 연장된 위치에 고정되어 있는
    열류측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전쌍시트는 상기 표면보호부재와 상기 이면보호부재가 상기 절연기재로부터 면방향으로 연장된 위치에 있어서, 상기 이면보호부재 중, 상기 표면보호부재와는 반대측에 고정되어 있고,
    상기 열유속센서에 복수의 상기 도전체가 배치되는 부분에서의 상기 이면보호부재 중 상기 절연기재와는 반대측의 면(120b)과, 상기 열전쌍시트에 상기 접합부가 배치되는 부분에서의 상기 열전쌍시트 중 상기 이면보호부재와는 반대측의 면(200b)이 나란하게 되어있는
    열류측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열전쌍시트는 상기 표면보호부재와 상기 이면보호부재가 상기 절연기재로부터 면방향으로 연장된 위치에 있어서, 상기 표면보호부재와 상기 이면보호부재의 사이에 고정되어 있고,
    상기 열유속센서에 복수의 상기 도전체가 배치되는 부분에서의 상기 이면보호부재 중 상기 절연기재와는 반대측의 면과, 상기 열전쌍시트에 상기 접합부가 배치되는 부분에서의 상기 이면보호부재 중 상기 열전쌍시트와는 반대측의 면이 나란하게 되어있는
    열류측정장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전쌍시트가 설치된 부분의 두께(T1)는 상기 열유속센서가 설치된 부분의 두께(T2)의 범위 내로 되어 있는
    열류측정장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연기재는 상기 열전쌍시트측의 변(12)으로부터 상기 도전체측으로 오목한 오목부(11)를 가지고 있고,
    상기 열전쌍시트가 가지는 상기 열전쌍의 상기 접합부는 상기 절연기재가 가지는 상기 오목부에 들어가 있는
    열류측정장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전쌍의 상기 제 1 도체와 상기 제 2 도체는 금속박으로 구성되어 있고,
    상기 제 1 도체는 상기 접합부와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 1 패드부(24)를 가지고,
    상기 제 2 도체는 상기 접합부와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 2 패드부(25)를 가지고,
    상기 제 1 패드부를 제외한 상기 제 1 도체의 폭은 상기 제 1 패드부의 폭보다 가늘고,
    상기 제 2 패드부를 제외한 상기 제 2 도체의 폭은 상기 제 2 패드부의 폭보다 가는
    열류측정장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전쌍의 상기 제 1 도체와 상기 제 2 도체는 선형상 부재로 구성되어 있고,
    상기 제 1 도체에는 상기 접합부와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 1 패드(26)가 부착되고,
    상기 제 2 도체에는 상기 접합부와는 반대측의 단부에 배선접속용의 제 2 패드(27)가 부착되어 있는
    열류측정장치.
KR1020187033005A 2016-05-25 2017-05-16 열류측정장치 KR20180128070A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-104501 2016-05-25
JP2016104501A JP6500841B2 (ja) 2016-05-25 2016-05-25 熱流測定装置
PCT/JP2017/018342 WO2017204034A1 (ja) 2016-05-25 2017-05-16 熱流測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180128070A true KR20180128070A (ko) 2018-11-30

Family

ID=60412848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187033005A KR20180128070A (ko) 2016-05-25 2017-05-16 열류측정장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11193900B2 (ko)
EP (1) EP3467460A1 (ko)
JP (1) JP6500841B2 (ko)
KR (1) KR20180128070A (ko)
CN (1) CN109196318B (ko)
TW (1) TWI644085B (ko)
WO (1) WO2017204034A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102124199B1 (ko) * 2018-10-17 2020-06-17 고려대학교 산학협력단 액체 금속 공융 갈륨인듐 전극을 기반으로 하는 열전 측정 시스템 및 열전 소자
WO2023190785A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 京セラ株式会社 流路構造体および半導体製造装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT261257B (de) * 1964-08-06 1968-04-10 Ceskoslovenska Akademie Ved Für den Durchgang eines Wärmeflusses dienender Meßkörper aus keramischer Masse mit Thermoelementen
US3411987A (en) * 1967-12-06 1968-11-19 Atomic Energy Commission Usa Device for measuring the deposition of solids in nuclear reactors
JPS5280192A (en) * 1975-12-26 1977-07-05 Showa Denko Kk Heat flow sensor
JPS594267Y2 (ja) * 1978-05-15 1984-02-07 昭和電工株式会社 熱流センサ
JPS57200828A (en) * 1981-06-04 1982-12-09 Showa Denko Kk Manufacture of thermopile
JPS6010138A (ja) * 1983-06-30 1985-01-19 Toshiba Corp 熱流束測定装置
US6278051B1 (en) * 1997-10-09 2001-08-21 Vatell Corporation Differential thermopile heat flux transducer
CN1152241C (zh) * 2002-05-13 2004-06-02 重庆大学 热流计测头及其制作方法
CN100359303C (zh) * 2003-09-30 2008-01-02 重庆大学 薄膜电路热流计测头
EP1715332A3 (de) * 2003-10-28 2007-04-11 Mettler-Toledo AG Thermoanalytischer Sensor und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1717566A1 (de) * 2005-04-25 2006-11-02 Mettler-Toledo AG Thermoanalytischer Sensor
KR100690926B1 (ko) * 2006-02-03 2007-03-09 삼성전자주식회사 마이크로 열유속 센서 어레이
US7510323B2 (en) * 2006-03-14 2009-03-31 International Business Machines Corporation Multi-layered thermal sensor for integrated circuits and other layered structures
CN100494928C (zh) * 2007-02-01 2009-06-03 北京工业大学 一种热分配计量的方法及装置
US20090175314A1 (en) * 2008-01-04 2009-07-09 Hollander Milton B Thermometer sheet material
JP5280192B2 (ja) * 2008-12-26 2013-09-04 株式会社パロマ 加熱調理器
JP5423487B2 (ja) 2010-03-08 2014-02-19 株式会社デンソー 貫通ビアへの導電材料充填装置およびその使用方法
CN101819074B (zh) * 2010-03-16 2012-07-04 中国飞机强度研究所 一种薄膜式热流密度传感器制造方法
CN103033291B (zh) * 2012-12-11 2015-11-25 北京遥测技术研究所 一种圆箔热电堆热流传感器
KR102059716B1 (ko) * 2013-05-30 2019-12-26 케이엘에이 코포레이션 열 플럭스를 측정하기 위한 방법 및 시스템
JP5761302B2 (ja) * 2013-06-04 2015-08-12 株式会社デンソー 車両用の快適温調制御装置
CN103592046B (zh) * 2013-10-22 2016-08-17 中国科学院力学研究所 一种整体式热电偶
CN103983365B (zh) * 2014-05-29 2017-02-15 北京航空航天大学 多测头瞬态辐射热流计及热辐射热流密度的测定方法
JP6485206B2 (ja) 2014-06-03 2019-03-20 株式会社デンソー 熱流分布測定装置
CN104181195B (zh) * 2014-08-28 2017-02-15 电子科技大学 一种基于稳态法的导热系数测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017211271A (ja) 2017-11-30
JP6500841B2 (ja) 2019-04-17
WO2017204034A1 (ja) 2017-11-30
CN109196318B (zh) 2020-06-05
US11193900B2 (en) 2021-12-07
CN109196318A (zh) 2019-01-11
EP3467460A1 (en) 2019-04-10
TW201809618A (zh) 2018-03-16
TWI644085B (zh) 2018-12-11
US20200182811A1 (en) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101833278B1 (ko) 열류 분포 측정 장치
TWI579543B (zh) State detection sensor
JP6256536B2 (ja) 熱流束センサモジュールおよびその製造方法
JP2011114176A (ja) パワー半導体装置
CN104754919A (zh) 具有温度检测元件的电子装置
US10267824B2 (en) Shunt resistor
KR20180128070A (ko) 열류측정장치
WO2017204033A1 (ja) 熱流測定装置の製造方法
JP6269612B2 (ja) 放射熱センサ
CN108293276B (zh) 加热板及其制造方法与制造装置、使用该加热板的热流通量传感器的制造装置
WO2021220540A1 (ja) 温度センサアレイおよびその取付構造体
US20170094771A1 (en) Printed circuit board and electronic apparatus
JP2019174128A (ja) 熱流測定装置およびその製造方法
WO2015098498A1 (ja) 電子機器
CN112771657A (zh) 挠性印刷电路板、接合体、压力传感器及质量流量控制装置
TWI642213B (zh) 熱電轉換裝置及其製造方法
CN117940748A (zh) 温度传感器及温度传感器的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application