根据对支持在空中并设置在气氛气体中的微加热器施加的功率Ｐｈ及这时的加热器温度Ｔｈ及周围温度Ｔｏ，计算从前述微加热器的散热系数Ｃ［＝Ｐｈ／（Ｔｈ－Ｔｏ）］。然后，按照测量温度Ｔ［＝（Ｔｈ－Ｔｏ）／２］的前述气氛气体的热导率λ↓［（Ｔ）］与散热系数Ｃ的比例关系［Ｃ＝Ｋ.λ↓［（Ｔ）］］，并根据上述计算出的散热系数Ｃ，求出前述气氛气体的热导率λ↓［（Ｔ）］。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够对种类已知但其成分比例(组成比例)不清楚的气体、例如 天然气的热导率进行简易测量的热导率测定方法及装置、以及使用热导率测定 装置的气体成分比例测定装置。
技术介绍
作为测量气体的热导率的方法，已知有一种方法是，在将包围加热器的气 氛气体保持一定温度的状态下，在恒温下驱动前述加热器，测量其发热量。该 方法是利用加热器的发热量与该气氛气体的热导率成比例的关系。但是，在采 用该方法测量气氛气体的热导率时，需要使用将上述气氛气体保持在一定温度 下的恒温槽等，不可否认其构成将是很大型的。另外，在日本国特开2001-221758号公报中，如图12所示，揭示了面对 引导流体流动的流通路径，设置使上述流体滞留的腔室，同时在该腔室与流通 路径的边界设置多孔体，根据装在前述腔室内的传感器(加热器)的发热量，高 精度地检测前述流体的热导率。附带提一下，上述多孔体是流通路径内的流体 与腔室内的流体仅能够通过分子扩散进行交换那样进行设计的。但是存在本质上的问题是， 一般气体的热导率由于具有与其种类相对应的 固有的温度变化特性，因此即使单纯测量加热器的发热量，也不能正确测量它 的热导率。特别是像天然气那样，多种气体混入的混合气体形成气氛气体时， 要测量它的热导率是非常困难的。附带提一下，也可以这样进行，即，使混合气体通过称为柱的构件，利用 因其分子量的不同而引起的流速的不同，来解析各种气体的组成比例，然后测 量混合气体的热导率。但是在这样的方法中，还存在的问题是，对于使用柱的 混合气体的组成比例的分析要花很多的时间，另外分析装置的整个结构复杂， 价格贵等。专利技术内容本专利技术的目的在于提供能够对纯气体或混合气体的热导率进行简易测量 的热导率测定方法及装置。再有，其目的在于提供能够利用上述热导率测定方 法及装置求得种类已知的混合气体例如天然气的组成比例、并评价其发热量的 气体成分比例测定装置。本专利技术着眼于，驱动称为微加热器的具有微小散热面积的加热器、即可以 看做为点热源的加热器，根据其发热量来测量气氛气体的热导率，在这样的情 况下，从而加热器附近的气氛气体不会产生自然对流，形成局部性的温度分布 而平衡，还着眼于这时的平均传热系数h实质上与气氛气体的热导率A成正比， 而与温度边界层的厚度d成反比。另外，着眼于气氛气体的热导率入与从微加 热器的散热系数C具有强相关性。因此，本专利技术有关的热导率测定方法，是使用支持在空中并设置在气氛气 体(测量对象)中的微加热器，根据其发热量来测量上述气氛气体的热导率。特别是，根据对上述微加热器施加的功率Ph及这时的加热器温度Th及周 围温度To，计算从前述微加热器的散热系数C ，按照该测量 温度下的前述气氛气体的热导率A (T,与前述散热系数C的比例关系， 并根据上述计算出的散热系数C，求出上述气氛气体的上述测量温度T的热导率入(T)。附带提一下，前述测量温度T是作为前述加热器温度Th与周围温度To的 平均温度求出的。另外，关于测量温度T的前述气氛气体的热 导率入(.n与散热系数C的比例关系，是看做为从前述微加热器向 气氛气体的平均热导率h与该气氛气体的热导率入成正比，而与气氛气体的温 度边界层的厚度d成反比，作为使用前述气氛气体的上述测量温度 T的热导率A m、以基准气体的热导率及其温度边界层的厚度为基准求出的前 述气氛气体的温度边界层的厚度d、以及前述微加热器的散热面积S来表示前 述散热系数C的关系式求出的。进行这样的热导率测定方法的热导率测定装置，具有支持在空中并设 置在气氛气体中的微加热器；求出该微加热器的温度Th的加热器温度检测单 兀；测量前述微加热器的周围温度To的温度传感器；对前述微加热器进行通电加热的电源；根据由该电源提供的前述微加热器的通电功率Ph、这时的加热 器温度Th及周围温度To作为计算出根据前述微加热器的散 热系数C的散热系数运算单元；根据前述加热器温度Th及周围温度To，求出 前述气氛气体的测量温度的测量温度计算单元；以及根据测量温度T的前述气 氛气体的热导率入m与散热系数C的比例关系，从用前述散热系 数运算单元计算出的散热系数C，求出前述测量温度T的前述气氛气体的热导 率入(n的热导率运算单元。这时，关于前述加热器温度检测单元，例如只要是根据标准温度的前述微 加热器的电阻值Rstd;以及由利用前述电源对前述微加热器进行通电加热时的 驱动功率Ph及通电电流Ih、或者端子电压Vh及通电电流Ih求出的加热器的 电阻值Rh，来计算出加热器温度Th那样构成即可。另外，关于前述热导率运 算单元，只要是参照将测量温度T的前述气氛气体的热导率A m与散热系数C 的比例关系进行登录的表格、求出与用前述散热系数运算单元求出的散热系数 C相对应的热导率A m那样构成即可。再有，最好还具有使对前述微加热器施加的功率Ph变化、而使加热器温 度Th变化的测量条件变更单元。另外，本专利技术有关的气体成分比例测定装置，具有分别求出使用上述的 测量条件变更单元在互相不同的加热器温度下的气氛气体的热导率A (t)的単 元；以及根据上述各加热器温度下的热导率A(n的联立方程式，来解析前述气 氛气体的组成比的解析单元。具体来说，上述解析单元是这样构成，即，前述气氛气体是n种气体的混 合气体，其热导率人(n看做为将上述各气体的热导率A 1(T)、入2(t)、 人n("以 根据其组成比例和各气体间的结合系数而规定的比例进行相加的量，解析设定 为段的加热器温度Th(l)、 Th(2) Th(n-l)中分别求出的个热导率入(Tl)、入(T2)、入(Tn-l)， 来求出上述组成比例。另外，上述结合系数是在例如求出热导率的华西利叶娃的 式中所用的系数。另外，关于该结合系数，例如后述那样，能够用林赛-布罗 姆利的近似式求得。再有，使上述气体成分比例测定装置具有根据利用前述解析单元求出的前述气氛气体的组成比例，求出该气氛气体的发热量的功能，这也是有用的。附 带提一下，前述气氛气体由例如以甲烷、乙烷、丙烷、丁垸为主体的天然气构 成。附图说明图l所示为本专利技术中使用的微加热器的元件结构图。图2所示为微加热器的简要剖面结构图。图3所示为对微加热器进行发热驱动时的微加热器附近的气氛气体的温度 分布的示意图。图4为本专利技术实施形态有关的热导率测定方法及装置的主要部分简要构成图。图5所示为组成比例不同的混合气体举例的组成比例图。 图6所示为测量温度T的散热系数C与气氛气体的热导率人(t,的关系图。 图7所示为改变测量温度T时的散热系数C与气氛气体的热导率A (t)的关 系图。图8所示为关于多种气体X、 Y、 Z的热导率Ax(n、人y(t)、人z(t)的温度特性图。图9所示为气体密度与发热量的关系图。图io所示为气体成分比例测定装置的简要构成图。图ll所示为电源的构成例子的构成图。图12所示为以往的热导率测定装置的构成例子的构成图。具体实施方式以下，参照附图说明本专利技术有关的热导率测定方法及热导率测定装置、以 及气体成分比例测定装置。本专利技术是使用例如图l所示其简要构成的微加热器1，基本上根据上述微 加热器1的发热量来测定气氛气体(纯气体或混合气体)的热导率。微加热器1 是在例如厚度为0. 5mm、长宽尺寸分别为1.5mm左右本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热导率测定方法，其特征在于，使用支持在空中并设置在气氛气体中的微加热器，根据对所述微加热器施加的功率Ｐｈ及这时的加热器温度Ｔｈ及周围温度Ｔｏ，计算根据所述微加热器的散热系数Ｃ［＝Ｐｈ／（Ｔｈ－Ｔｏ）］，按照测量温度Ｔ的所述气氛气体的热导率λ↓［（Ｔ）］与所述散热系数Ｃ的比例关系［Ｃ＝Ｋ.λ↓［（Ｔ）］］，并根据所述计算出的散热系数Ｃ，求出所述气氛气体的热导率λ↓［（Ｔ）］。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大石安治，青岛滋，真行寺信义，林靖江，守尾周次，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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