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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5856534
(24)【登録日】2015年12月18日
(45)【発行日】2016年2月9日
(54)【発明の名称】熱流束測定装置及び熱流束測定方法
(51)【国際特許分類】
G01K 17/00 20060101AFI20160120BHJP
G01K 3/10 20060101ALI20160120BHJP
【ＦＩ】
G01K17/00 A
G01K3/10
【請求項の数】4
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2012-100329(P2012-100329)
(22)【出願日】2012年4月25日
(65)【公開番号】特開2013-228269(P2013-228269A)
(43)【公開日】2013年11月7日
【審査請求日】2014年11月10日
(73)【特許権者】
【識別番号】000004695
【氏名又は名称】株式会社日本自動車部品総合研究所
(73)【特許権者】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100085361
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 治幸
(74)【代理人】
【識別番号】100147669
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 光治郎
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 幸克
(72)【発明者】
【氏名】石原 匡
(72)【発明者】
【氏名】三塩 靖彦
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 正人
(72)【発明者】
【氏名】冨田 誠
【審査官】
深田 高義
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００５−３３７７５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０１Ｋ １７／００
Ｇ０１Ｋ ３／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定装置であって、
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
前記被測定部位の複数の測定点でそれぞれ測定された表面温度を平均した平均表面温度と前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定装置。
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
前記被測定部位の複数の測定点でそれぞれ測定された表面温度を平均した平均表面温度と前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定装置。
【請求項2】
被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定装置であって、
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
該熱抵抗体は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部を備えたものであり、
該肉薄部の表面温度と、前記熱抵抗体における該肉薄部ではない部分の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定装置。
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
該熱抵抗体は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部を備えたものであり、
該肉薄部の表面温度と、前記熱抵抗体における該肉薄部ではない部分の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定装置。
【請求項3】
前記熱抵抗体は、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものである請求項１又は２に記載の熱流束測定装置。
【請求項4】
被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定方法であって、
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
前記被測定部位の複数の測定点でそれぞれ測定された表面温度を平均した平均表面温度と前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定方法。
前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、
前記被測定部位の複数の測定点でそれぞれ測定された表面温度を平均した平均表面温度と前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする熱流束測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱流束測定装置及び熱流束測定方法に関し、特に、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定するための改良に関する。
【背景技術】
【0002】
被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定技術が知られている。例えば、特許文献１に記載された感温塗料を用いた物体表面の熱流束分布計測方法がそれである。この技術は、励起光を照射すると温度に応じて変化する感温塗料を用いて物体（被測定物）からの熱移動に係る熱流束を測定するものであり、その感温塗料が塗布された物体表面に励起光を照射した際の発光強度を画像データとして保存し、光強度と温度較正特性を用いて画像データから物体の温度を得ることで、その温度の時間変化から熱流束を測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００４−２１２１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、前記従来の技術は、物体の温度に係る時間変化に基づいて熱流束を測定するものであることから、被測定物である物体の温度の時間変化が小さい場合には熱流束を精度良く測定できないという不具合があった。このような課題は、熱流束測定技術の改良を意図して本発明者等が鋭意研究を継続する過程において新たに見出したものである。
【0005】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置及び熱流束測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定装置であって、前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、前記被測定部位の複数の測定点でそれぞれ測定された表面温度を平均した平均表面温度と前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0007】
このように、前記第１発明によれば、前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、前記被測定部位の複数の測定点でそれぞれ測定された表面温度を平均した平均表面温度と前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出するものであることから、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置を提供することができる。
【0008】
前記目的を達成するために、本第２発明の要旨とするところは、被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定装置であって、前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、その熱抵抗体は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部を備えたものであり、その肉薄部の表面温度と、前記熱抵抗体におけるその肉薄部ではない部分の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とするものである。このようにすれば、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置を提供することができる。
【0009】
前記第１発明乃至第２発明に従属する本第３発明の要旨とするところは、前記熱抵抗体は、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものである。このようにすれば、前記被測定物表面の周囲の流体の流れ方に対して、前記熱抵抗体表面温度に指向性が生じるのを抑制することで、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を更に精度良く測定することができる。
【0010】
前記目的を達成するために、本第４発明の要旨とするところは、被測定物からの熱移動に係る熱流束を測定する熱流束測定方法であって、前記被測定物における被測定部位の表面に熱抵抗体が設けられ、前記被測定部位の複数の測定点でそれぞれ測定された表面温度を平均した平均表面温度と前記熱抵抗体の表面温度との差に基づいて、前記被測定部位の表面からの熱移動に係る熱流束を算出することを特徴とする。このようにすれば、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
前記熱流束測定装置は、好適には、予め実験的に求められた、前記熱抵抗体の表面温度及び前記被測定物の表面温度の温度差と、その温度差に対応する熱流束との関係（前処理としての温度差と熱流束とを関連付ける校正）に基づいて、赤外線温度センサ等により測定される前記熱抵抗体の表面温度及び前記被測定物の表面温度の温度差を熱流束に変換するものである。或いは、予め実験的に求められた、前記熱抵抗体におけるそれぞれ厚さ寸法が異なる部位に対応する複数箇所の表面温度相互の温度差と、その温度差に対応する熱流束との関係に基づいて、赤外線温度センサ等により測定される前記熱抵抗体におけるそれぞれ厚さ寸法が異なる部位に対応する複数箇所の表面温度の温度差を熱流束に変換するものである。
【0013】
前記熱抵抗体の表面温度は、好適には、その熱抵抗体の表面全体の平均温度又はその中心部（表面に垂直な方向から見た平面視における中心）温度である。前記被測定物の表面温度は、好適には、その被測定物の表面において、前記熱抵抗体の中心（特に、熱抵抗体が円盤状である場合における円の中心）からの距離が等しい複数の測定点の温度の平均値である。
【0014】
前記熱流束測定装置において、好適には、前記被測定物の表面と、その表面に設けられた熱抵抗体の表面とに黒体塗料が塗布される。前記熱流束測定装置による熱流束の測定においては、この黒体塗料が塗布された部分における温度が測定され、その測定結果に基づいて前記被測定物の表面からの熱移動に係る熱流束が算出される。
【0015】
前記熱抵抗体は、好適には、熱伝導率が小さく耐熱性に優れたポリイミド等の合成樹脂材料、或いはガラスやセラミックス等の無機材料等から構成されたもの或いは厚さ寸法が既知の塗装膜である。
【0016】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。
【実施例1】
【0017】
図１は、本発明の一実施例である熱流束測定装置１０の構成を概略的に示す断面図である。図２は、図１の熱流束測定装置１０における物体１２及び熱抵抗体１４を表面に垂直な方向（図１の矢印IIで示す方向）から見た平面図である。本実施例の熱流束測定装置１０は、被測定物である物体１２からの熱移動（例えば対流熱伝達や熱放射等）に係る熱流束すなわち単位面積における単位時間あたりの熱量を測定するものであり、図１に示すように、前記物体１２における被測定部位の表面１２ａには熱抵抗体１４が設けられている。この熱抵抗体１４は、好適には、熱伝導率が小さく耐熱性に優れたポリイミド等の合成樹脂材料、或いはガラスやセラミックス等の無機材料等から、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものである。すなわち、前記熱抵抗体１４は、好適には、所定の厚さ寸法を有する略円盤状を成すものであるが、その周縁部は必ずしも真円を成すものでなくともよく、例えば前記物体１２の仕様によっては周縁部が楕円形を成すものであってもよい。前記熱抵抗体１４は、例えば両面テープ（好適には、熱伝導率の高いシリコーン製の粘着テープ）、グリース、接着剤等の接着層１６を介して前記物体１２の表面１２ａに接着されている。すなわち、図１に示す熱流束測定装置１０においては、前記物体１２の表面１２ａに前記熱抵抗体１４が前記接着層１６を介して貼り付けられている。好適には、前記物体１２の表面１２ａ及び前記熱抵抗体１４の表面１４ａには、図示しない黒体塗料（表面からの放射率を均一にするための塗料）が塗布されており、それら物体１２の表面１２ａ及び熱抵抗体１４の表面１４ａの放射率が略等しくなっている。
【0018】
図１に示すように、前記熱流束測定装置１０は、赤外線温度センサ１８を備えている。この赤外線温度センサ１８は、物体から放射される赤外線の検出によりその物体の温度を測定するよく知られた放射温度計であり、少なくとも前記物体１２の表面１２ａの温度及び前記熱抵抗体１４の表面１４ａの温度を測定できる位置に設けられる。好適には、前記熱抵抗体１４の表面１４ａの温度と、その熱抵抗体１４の周囲における前記物体１２の表面１２ａの温度とを、同期して（略同時に）測定できる位置に設けられる。好適には、少なくとも前記物体１２の表面１２ａ及び前記熱抵抗体１４の表面１４ａであって、前記黒体塗料が塗布された部位の温度を測定できる位置に設けられる。
【0019】
以下、前述のように構成された本実施例の熱流束測定装置１０の原理について説明する。前記物体１２とその物体１２の周囲における流体（例えば、空気等）との間に温度差がある場合、斯かる物体１２の表面１２ａと流体との間で熱交換が行われる。前記熱流束測定装置１０は、この物体１２の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束を算出する。図１に示すような構成において、前記熱抵抗体１４の厚さ方向（厚み方向）に熱伝導があると、その熱抵抗体１４の厚さ方向で温度勾配（不均一な温度分布）が生じる。すなわち、前記熱抵抗体１４における前記表面１４ａすなわち前記物体１２との接着に係る前記接着層１６とは逆側の表面と、前記物体１２側すなわち前記接着層１６側の表面１４ｂとの間に温度勾配が生じる。ここで、前記接着層１６が厚みを有する場合、その接着層１６の厚さ方向にも温度勾配が生じるが、斯かる接着層１６の厚さ寸法を十分に薄くすると共に熱伝導率を大きく（少なくとも熱抵抗体１４の熱伝導率よりも大きく）構成すること等により、前記熱抵抗体１４の厚さ寸法に係る温度勾配に比べ、前記接着層１６における温度勾配はほとんど無視できる。
【0020】
前記熱流束測定装置１０のように、前記物体１２の表面１２ａに前記熱抵抗体１４が設けられた構成においては、その物体１２の表面１２ａからの熱移動に応じて前記熱抵抗体１４の厚さ方向の温度勾配が変化する。具体的には、前記熱抵抗体１４が設けられた前記物体１２の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束が大きいほどその熱抵抗体１４の厚さ方向の温度勾配は大きく、その表面１２ａからの熱移動に係る熱流束が小さいほどその熱抵抗体１４の厚さ方向の温度勾配は小さくなる。すなわち、定常状態においては、伝熱に関するフーリエの法則より、前記熱抵抗体１４が設けられた前記物体１２の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束と、その熱抵抗体１４の厚さ方向の温度勾配とは略比例する。前記接着層１６の厚さ方向の温度勾配が無視できる場合、前記熱抵抗体１４における前記物体１２側の表面１４ｂの温度と、その物体１２の表面１２ａの温度とは略等しいものと考えることができる。
【0021】
図３及び図４は、前記熱流束測定装置１０による測定に用いられる、前記物体１２の表面温度及び前記熱抵抗体１４の表面温度の温度差ΔＴとその温度差に対応する熱流束ｑとの関係（校正のための対応関係）を導出するための検定装置２０の一例を示す図であり、図３は、矩形長手状の流路外形を概略的に示す平面図、図４は、図３のIV-IV視断面を拡大して示す視断面図である。図３においては流体の流れ方向を白抜き矢印で示すと共に筐体２８の一部を切り欠いて示している。これらの図に示すように、前記検定装置２０は、矩形長手状の流体流路２２と、その流体流路２２における一面（図４に示す例においては底部を構成する面）に設けられた加熱面２４と、その加熱面２４を加熱するための電気ヒータ２６と、断熱材等の材料から構成された筐体２８とを、備えて構成されている。前記加熱面２４の一部（図３に示す熱流束センサ取り付け位置すなわちIV-IV視断面に相当する部分）には、前記熱抵抗体１４が接着層１６を介して貼り付けられている。図４に示すように、前記検定装置２０における前記熱抵抗体１４が設けられた位置には、前記赤外線温度センサ１８によりその熱抵抗体１４の表面温度及びその周囲の加熱面温度を測定できるように、前記筐体２８の一部（図４では加熱面２４と対向する上面の一部）に赤外線を透過する例えばゲルマニウムやサファイア等の材料から成る窓部３０が設けられている。前記加熱面２４及び熱抵抗体１４の表面１４ａには、図１を用いて前述した構成と同様に図示しない黒体塗料が塗布されている。以上のように構成された検定装置２０において、前記加熱面２４からの熱移動に対応する熱流束ｑは、理論的に算出することができ、前記流体流路２２における流体の加熱量を加熱面積で除した値となる。従って、前記検定装置２０により上述のような測定を行うことで、前記ΔＴと熱流束ｑ＝ｆ（ΔＴ）との対応関係を実験的に得ることができる。
【0022】
図５は、前記検定装置２０を用いて前記熱抵抗体１４の表面温度（表面１４ａの温度）及びその熱抵抗体１４の周囲における前記加熱面２４の表面温度を測定した結果に関し、流体である空気の流れ方向に係る温度分布を示す図である。この図５における横軸は、前記熱抵抗体１４の中心軸（平面視における中心）上における空気の流れ方向に対応する。この空気の流れ方向と前記熱抵抗体１４との相対的な位置関係を便宜上図２に白抜き矢印で示している。図５の測定結果に示す例では、前記熱抵抗体１４の表面温度は、流体（空気）の流れ方向で分布すなわち温度勾配があり、前縁側（流体の流れ方向上流側）で局所熱伝達が良く温度が低くなっている。しかし、前記熱抵抗体１４の表面全体の平均温度をＴ1とすれば、その熱抵抗体１４と流体の流れ方向との関係を特に考慮する必要がなくなり、解析を簡略化できる。一般に、赤外線温度センサの１画素あたりの温度測定面積は、測定点と温度計の距離や赤外線温度計の仕様等で異なるため、それらの影響をなくすためにも前記熱抵抗体１４の表面温度Ｔ1を平均温度として熱流束の計算をしたほうが好ましい。図６は、図５の測定結果に対応する、前記熱抵抗体１４における流体の流れに垂直な方向（加熱面２４に平行な方向であって流体の流れ方向と垂直を成す方向）の温度分布を示す図である。この図６に示すように、前記熱抵抗体１４の表面温度は、流体の流れに垂直な方向では略一定である。
【0023】
以上を前提として、図１等に示す本実施例の熱流束測定装置１０は、前記赤外線温度センサ１８により測定される前記物体１２の表面１２ａの温度Ｔ1及び前記熱抵抗体１４の表面１４ａの温度Ｔ2に基づいて前記物体１２の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束ｑを算出する。すなわち、前記赤外線温度センサ１８により測定される前記物体１２の表面１２ａの温度Ｔ1と、前記熱抵抗体１４の表面１４ａの温度Ｔ2との差ΔＴ（＝Ｔ1−Ｔ2）を算出し、図３及び図４に示す検定装置２０を用いて予め導出された関係（ΔＴとｑ＝ｆ（ΔＴ）との対応関係）から、前記算出された温度差ΔＴに基づいて、前記物体１２の被測定部位の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束ｑ（＝ｆ（ΔＴ））を算出する。ここで、前記熱抵抗体１４の表面平均温度は、その熱抵抗体１４の中心温度（平面視における中心の温度）と略等しい。従って、前記熱抵抗体１４の表面温度Ｔ1として、前記熱抵抗体１４の表面全体の平均温度ではなく、その中心温度を用いてもよい。このようにすれば、測定をより簡単なものとすることができる。前記物体１２の表面温度Ｔ2としては、例えば図７に示すように、前記熱抵抗体１４の中心からの距離が等しい複数（図７では４つ）の測定点３２ａ〜３２ｄの温度を測定し、各測定点の温度の平均値を前記物体１２の表面温度Ｔ2とするのが好ましい。前記物体１２の表面１２ａにおける面方向（表面１２ａに平行な方向）に温度勾配が存在したとしても、斯かる平均値を前記物体１２の表面温度Ｔ2として算出することで、前記熱抵抗体１４の中心付近における前記物体１２の表面温度を適用することができる。
【0024】
このように、本実施例によれば、被測定物である前記物体１２における被測定部位の表面１２ａに熱抵抗体１４が設けられ、前記被測定部位の表面１２ａの温度Ｔ1と、前記熱抵抗体１４の表面１４ａの温度Ｔ2との差ΔＴ（＝Ｔ1−Ｔ2）に基づいて、前記被測定部位の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束ｑを算出するものであることから、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体１２の温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置１０を提供することができる。
【0025】
前記熱抵抗体１４は、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものであるため、前記被測定物表面１２ａの周囲の流体の流れ方に対して、前記熱抵抗体１４の表面１４ａの温度に指向性が生じるのを抑制することで、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を更に精度良く測定することができる。
【0026】
続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【実施例2】
【0027】
図８及び図９は、前記熱流束測定装置１０において、前記物体１２の表面１２ａに前記熱抵抗体１４とは形状の異なる熱抵抗体３４を設けた例について説明する図であり、図８は前記熱抵抗体３４の中心を含む断面図、図９は前記熱抵抗体３４の中心軸方向から見た平面図である。これらの図に示すように、本実施例の熱流束測定装置１０に設けられた熱抵抗体３４は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部３６を備えたものである。すなわち、比較的厚さ寸法が薄く形成された肉薄部３６と、その肉薄部３６よりも厚さ寸法が所定値Δｔ厚く形成された肉厚部３８とを、備えている。図８及び図９においては、中央部（中心を含む部分）に肉厚部３８が、その肉厚部３８の周縁部（外周側）に肉薄部３６がそれぞれ設けられた熱抵抗体３４を例示しているが、中央部に肉薄部３６が設けられると共に、その外周側に肉厚部３８が設けられた熱抵抗体も好適に用いられる。前記熱抵抗体３４は、前記接着層１６を介して前記物体１２の表面１２ａに貼り付けられている。
【0028】
前述のような構成を有する熱抵抗体３４において、その熱抵抗体３４の厚さ方向に熱伝導した場合、前記肉薄部３６と肉厚部３８とで厚さ寸法に差があることから、その肉薄部３６の表面３６ａと肉厚部３８の表面３８ａとでそれぞれの表面温度が異なる。従って、前記熱抵抗体３４に関して、前記肉薄部３６の表面３６ａの温度Ｔ1′と前記肉厚部３８の表面３８ａの温度Ｔ2′との温度差ΔＴ′（＝Ｔ1′−Ｔ2′）とその温度差に対応する熱流束ｑとの関係を前記検定装置２０等により予め導出しておくことで、その関係から前記赤外線温度センサ１８により検出される前記肉薄部３６の表面３６ａの温度Ｔ1′と前記肉厚部３８の表面３８ａの温度Ｔ2′との温度差ΔＴ′に基づいて前記物体１２の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束ｑを測定することができる。図１等を用いて前述した熱抵抗体１４を有する熱流束測定装置１０に比べて、図８等に示す熱抵抗体３４を有する熱流束測定装置１０では、前記接着層１６の厚さ方向の温度勾配の影響を受けないことに加え、温度検出に係る前記表面３６ａ、３８ａが同じ材質であることから放射率が等しく、黒体塗料を塗布せずとも精度良く赤外線による温度計測を行い得る等の利点がある。
【0029】
本実施例によれば、被測定物である前記物体１２における被測定部位の表面１２ａに熱抵抗体３４が設けられ、その熱抵抗体３４は、その一部に他の部分すなわち肉厚部３８よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部３６を備えたものであり、その肉薄部３６の表面温度Ｔ1′と、前記熱抵抗体３４におけるその肉薄部３６ではない部分すなわち肉厚部３８の表面温度Ｔ2′との差ΔＴ′（＝Ｔ1′−Ｔ2′）に基づいて、前記被測定部位の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束ｑを算出することを特徴とするものである。このようにすれば、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定装置１０を提供することができる。
【0030】
前記熱抵抗体３４は、周縁部が円形状を成す板状に形成されたものであるため、前記被測定物表面１２ａの周囲の流体の流れ方に対して、前記熱抵抗体３４の表面温度に指向性が生じるのを抑制することで、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を更に精度良く測定することができる。
【実施例3】
【0031】
図１０は、本発明の一実施例である熱流束測定方法の要部を説明する工程図である。先ず、第１表面温度測定工程Ｐ１において、前記赤外線温度センサ１８により前記物体１２の表面１２ａの温度Ｔ1乃至前記肉薄部３６の表面３６ａの温度Ｔ1′が測定（検出）される。この第１表面温度測定工程Ｐ１と相前後して、第２表面温度測定工程Ｐ２において、前記赤外線温度センサ１８により前記熱抵抗体１４の表面１４ａの温度Ｔ2乃至前記肉厚部３８の表面３８ａの温度Ｔ2′が測定（検出）される。次に、温度差算出工程Ｐ３において、前記第１表面温度測定工程Ｐ１により測定された第１温度Ｔ1乃至Ｔ1′と、前記第２表面温度測定工程Ｐ２により測定された第２温度Ｔ2乃至Ｔ2′との差ΔＴ（＝Ｔ1−Ｔ2）乃至ΔＴ′（＝Ｔ1′−Ｔ2′）が算出される。次に、熱流束算出工程Ｐ４において、予め定められた関係から、前記温度差算出工程Ｐ３にて算出された温度差ΔＴ（＝Ｔ1−Ｔ2）乃至ΔＴ′（＝Ｔ1′−Ｔ2′）に基づいて、前記物体１２の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束ｑが算出される。
【0032】
本実施例によれば、被測定物である前記物体１２における被測定部位の表面１２ａに熱抵抗体１４が設けられ、前記被測定部位の表面温度Ｔ1と、前記熱抵抗体１４の表面温度Ｔ2との差ΔＴに基づいて、前記被測定部位の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束ｑを算出するものであるため、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定方法を提供することができる。
【0033】
被測定物である前記物体１２における被測定部位の表面１２ａに熱抵抗体３４が設けられ、その熱抵抗体３４は、その一部に他の部分よりも厚さ寸法が薄く形成された肉薄部３６を備えたものであり、その肉薄部３６の表面温度Ｔ1′と、前記熱抵抗体３４におけるその肉薄部３６ではない部分すなわち肉厚部３８の表面温度Ｔ2′との差ΔＴ′に基づいて、前記被測定部位の表面１２ａからの熱移動に係る熱流束を算出するものであるため、前記被測定部位の表面温度の時間変化によらず、その被測定部位からの熱移動に係る熱流束を精度良く測定することができる。すなわち、物体温度の時間変化が小さい場合にも好適に熱流束を測定する熱流束測定方法を提供することができる。
【0034】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【0035】
１０：熱流束測定装置、１２：物体（被測定物）、１２ａ：表面、１４、３４：熱抵抗体、１４ａ：表面、３６：肉薄部、３６ａ：表面、３８：肉厚部（他の部分）、３８ａ：表面