專利名稱：熱傳導(dǎo)率測定方法、測定裝置以及隔熱部件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及物質(zhì)的熱傳導(dǎo)率的測定與隔熱部件的制造。
背景技術(shù)：
在過去，熱傳導(dǎo)率的測定通過下述方式進(jìn)行，該方式為通過JIS A 1412的平板比較法，即將試驗(yàn)體與標(biāo)準(zhǔn)板重合，提供溫度差，測定相應(yīng)的表面溫度差，根據(jù)其比值和標(biāo)準(zhǔn)板的熱傳導(dǎo)率，計(jì)算試驗(yàn)體的熱傳導(dǎo)率。另外，在真空隔熱部件的場合，通過所謂的反向真空法進(jìn)行測定，在該方法中，將真空隔熱部件放入容器中，使其處于真空狀態(tài)，由此通過目視，檢查真空隔熱部件是否膨脹。
但是，在平板比較法中，由于測定花費(fèi)1個小時的時間，故難于對大量的制品進(jìn)行檢查，另外，在反向真空法中，不能夠測定正確的熱傳導(dǎo)率，另外，在空氣慢慢地進(jìn)入的場合，難于通過目視進(jìn)行判斷。

發(fā)明內(nèi)容
(1)本發(fā)明可在較短時間測定熱傳導(dǎo)率。
(2)另外，本發(fā)明即使對于真空隔熱部件，仍可容易測定熱傳導(dǎo)率。
(3)此外，本發(fā)明容易制造熱傳導(dǎo)率位于規(guī)定的范圍內(nèi)的隔熱部件。
本發(fā)明涉及一種熱傳導(dǎo)率測定方法，其測定被測定物的熱傳導(dǎo)率，其特征在于在被測定物與熱阻部件之間產(chǎn)生熱量，使熱量流過被測定物內(nèi)部與熱阻部件內(nèi)部，根據(jù)熱阻部件中的至少兩個部位的溫度差，計(jì)算被測定物的熱傳導(dǎo)率。
或者，本發(fā)明涉及上述熱傳導(dǎo)率測定方法，其特征在于將熱的發(fā)生區(qū)域劃分為中間區(qū)域與包圍該中間區(qū)域的區(qū)域。
本發(fā)明涉及上述熱傳導(dǎo)率測定方法，其特征在于通過覆蓋部件，覆蓋在熱阻部件的外部露出的表面。
本發(fā)明涉及一種熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備，該熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備測定被測定物的熱傳導(dǎo)率，其特征在于該設(shè)備包括具有熱阻的熱阻部件；溫度差測定裝置，該溫度差測定裝置可測定熱阻部件的兩個部位的溫度差；熱發(fā)生裝置，該熱發(fā)生裝置設(shè)置于熱阻部件的表面；按照熱發(fā)生裝置與被測定物的表面接觸的方式，設(shè)置熱阻部件，根據(jù)熱阻部件的兩個部位的溫度差，計(jì)算被測定物的熱傳導(dǎo)率。
本發(fā)明涉及上述熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備，其特征在于熱發(fā)生裝置包括主熱發(fā)生部，該主熱發(fā)生部將發(fā)生區(qū)域作為中間區(qū)域；副熱發(fā)生部，該副熱發(fā)生部對包圍主熱發(fā)生部的區(qū)域進(jìn)行產(chǎn)生熱量。
本發(fā)明涉及一種測定熱傳導(dǎo)率的隔熱部件的制造方法，其特征在于該方法包括下述檢查步驟，即在隔熱部件與熱阻部件之間產(chǎn)生熱量，使熱量流過隔熱部件內(nèi)部與熱阻部件內(nèi)部，根據(jù)熱阻部件的至少兩個部位的溫度差，計(jì)算隔熱部件的熱傳導(dǎo)率。
本發(fā)明涉及上述隔熱部件的制造方法，其特征在于將熱的發(fā)生區(qū)域劃分為中間區(qū)域與包圍中間區(qū)域的區(qū)域。
本發(fā)明可獲得下述的效果
(1)本發(fā)明可在較短時間內(nèi)計(jì)算被測定物的熱傳導(dǎo)率。
(2)另外，本發(fā)明即使對于真空隔熱部件，仍可測定其熱傳導(dǎo)率。
(3)此外，對于特別是，由金屬膜或金屬與樹脂的疊層膜覆蓋的真空隔熱部件，容易產(chǎn)生橫向的熱橋，但是在設(shè)置副熱發(fā)生部的場合，可容易防止熱橋，可在較短時間，正確地進(jìn)行熱傳導(dǎo)率的檢查。
(4)還有，本發(fā)明可容易制造熱傳導(dǎo)率位于規(guī)定的范圍內(nèi)的隔熱部件。


圖1為熱傳導(dǎo)率測定的說明圖；圖2為熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備的設(shè)置圖；圖3為熱發(fā)生裝置的平面圖；圖4為覆蓋部件的透視圖；圖5為熱傳導(dǎo)率測定系統(tǒng)的說明圖；圖6為標(biāo)準(zhǔn)曲線的說明圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
(A)熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備該熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1與隔熱部件等的被測定物6接觸，測定熱傳導(dǎo)率，比如，如圖1所示，其包括熱阻部件3和熱發(fā)生裝置2。該熱阻部件3用于測定內(nèi)部的溫度差。另外，在該隔熱部件中包含真空隔熱部件。
通過熱發(fā)生裝置2，在被測定物6與熱阻部件3之間，產(chǎn)生熱量，該熱量流過被測定物6與熱阻部件3，可根據(jù)流過熱阻部件3的內(nèi)部的熱流31產(chǎn)生的溫度差，計(jì)算被測定物6的熱傳導(dǎo)率。比如，如果被測定物6的熱傳導(dǎo)率較高，由于流過熱阻部件3的熱量很少，故熱阻部件3的內(nèi)部的溫度差減小。反之，如果被測定物6的熱傳導(dǎo)率較小，由于流過熱阻部件3的熱量增加，故熱阻部件3的內(nèi)部溫度差加大。可采用該原理，間接地測定被測定物6的熱傳導(dǎo)率。
(B)熱阻部件如果熱阻部件3具有熱流31，則可在熱阻部件2的兩個點(diǎn)之間，產(chǎn)生溫度差。比如，熱阻部件3采用超級二氧化硅。該超級二氧化硅為無機(jī)材料，難于產(chǎn)生溫度造成的材質(zhì)變化，其熱傳導(dǎo)率為0.0438W/mK(干燥時)。
熱阻部件3的內(nèi)部設(shè)置有溫度差測定裝置5，該裝置5在內(nèi)部的至少一對部位(兩個地方)，測定溫度差。在圖2中，在3個區(qū)域(A，a)，(B，b)，(C，c)測定兩個部位的溫度差，提高精度。如果測定溫度差的部位的位置沿?zé)崃?1的方向設(shè)置，則更加容易產(chǎn)生溫度差。比如，將其中的3個部位(A，B，C)設(shè)置于與熱發(fā)生裝置2接觸的表面，將另3個部位(a，b，c)設(shè)置于與上述其中的3個部位(A，B，C)相垂直的位置。
(C)溫度差測定裝置溫度差測定裝置5可測定兩點(diǎn)之間的溫度差，比如，可采用熱電偶。熱電偶比如，為康銅型，銅—康銅，3對串聯(lián)，線徑為φ0.1mm，電阻值為15Ω。冷接點(diǎn)設(shè)置于熱阻部件內(nèi)部(比如，距熱發(fā)生裝置20mm的位置)。熱接點(diǎn)按照等間距安裝于熱發(fā)生裝置2的主熱發(fā)生部21的頂部的3個部位(A，B，C)。
(D)熱發(fā)生裝置熱發(fā)生裝置2可設(shè)置于被測定物6與熱阻部件3之間，可將熱量傳遞給被測定物6與熱阻部件3的內(nèi)部。比如，如圖3所示，熱發(fā)生裝置2形成雙重結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，形成有發(fā)生待測定的熱流的主熱發(fā)生部21，以及設(shè)置于其外周，防止橫向的熱橋的副熱發(fā)生部22。如果防止橫向的熱橋，可僅僅采用主熱發(fā)生部21。
熱發(fā)生裝置2可由較薄的膜形成，其中，貼付比如，覆蓋層和康銅層，通過蝕刻，制作加熱器的圖案。主熱發(fā)生部21的主加熱器的外形的直徑比如，為φ28mm，其內(nèi)部電阻約為45Ω，供給電流為100mA。副熱發(fā)生部22的防護(hù)加熱器呈環(huán)狀設(shè)置于主加熱器的外周，其寬度為6mm，內(nèi)部電阻約為45Ω，供電電流為100mA。
(E)覆蓋部件覆蓋部件7覆蓋熱阻部件3，其可防止熱阻部件3的表面的性能退化，另外可防止外部的氣氛氣體溫度的影響。覆蓋部件7比如為丙烯形成的覆蓋件，其熱傳導(dǎo)率為1.00W/mK。適合采用象金屬那樣，傳導(dǎo)率不過大，另外象隔熱部件那樣，傳導(dǎo)率不過小的材料。比如，如圖4所示，覆蓋部件7呈從上方覆蓋熱阻部件3的圓筒的形狀。該圓筒的外周的直徑為50mm，其高度為30mm。覆蓋部件的頂部的厚度為5mm，在中間具有φ6mm的孔。側(cè)部的厚度為5mm。
(F)緊密接觸實(shí)施部件緊密接觸實(shí)施部件4可使熱阻部件3，熱發(fā)生裝置2和被測定物6緊密接觸。該緊密接觸實(shí)施部件4比如為黃銅的壓塊，其設(shè)置于熱阻部件3上，該部件可在重力作用下，使熱阻部件3，熱發(fā)生裝置2和被測定物6緊密接觸。
下面對熱傳導(dǎo)率的測定系統(tǒng)進(jìn)行描述。
(a)熱傳導(dǎo)率測定系統(tǒng)熱傳導(dǎo)率測定系統(tǒng)8為通過熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1，測定被測定物6的系統(tǒng)，比如，如圖5所示，其包括多個工位，可在各工位，對被測定物6進(jìn)行測定。在各工位處，設(shè)置有熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1和表示測定狀態(tài)的顯示機(jī)構(gòu)83。該熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1和顯示機(jī)構(gòu)83與測定機(jī)構(gòu)82接通，另外，個人計(jì)算機(jī)81和RS232C等實(shí)現(xiàn)接通。熱傳導(dǎo)率測定系統(tǒng)8根據(jù)需要，包括條形碼讀出器84，可讀取給予被測定物6的條形碼，自動地對被測定物6的隔熱部件進(jìn)行識別。
(b)顯示機(jī)構(gòu)顯示機(jī)構(gòu)83顯示熱傳導(dǎo)率的測定的開始，以及熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1的狀態(tài)，比如測定中，放置冷卻中，停止中，等待中，可測定，測定結(jié)果是否合適。該測定機(jī)構(gòu)是否合適的判定在個人計(jì)算機(jī)81側(cè)進(jìn)行后，在燈等的顯示機(jī)構(gòu)83中，以點(diǎn)亮方式顯示。
(c)測定機(jī)構(gòu)82測定機(jī)構(gòu)82進(jìn)行各顯示機(jī)構(gòu)83的顯示控制和各熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1中的熱發(fā)生裝置2的電流控制，另外，通過RS-232C，將來自溫度差測定裝置5的輸出傳送給個人計(jì)算機(jī)側(cè)。與熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1的連接采用端子座。此外，測定機(jī)構(gòu)82在熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1斷路時，進(jìn)行斷路檢測。針對每個工位，測定機(jī)構(gòu)82包括兩個恒定電流發(fā)生裝置，其向主熱發(fā)生部21和副熱發(fā)生部22供給恒定電流，比如100mA。
(d)個人計(jì)算機(jī)個人計(jì)算機(jī)81包括程序，其進(jìn)行測定結(jié)果的顯示和條形碼的輸入，測定結(jié)果的保存。另外，個人計(jì)算機(jī)81主要進(jìn)行來自測定機(jī)構(gòu)82的信息，熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備的管理，條形碼讀出器84的管理，根據(jù)需要，通過LAN，將數(shù)據(jù)傳送到組織內(nèi)。被測定值的保存數(shù)據(jù)具有被測定物的制造序號，已測定的熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備的序號(工位序號)，測定值，測定時刻，是否合適的判定等。
下面對熱傳導(dǎo)率的測定方法的實(shí)施例進(jìn)行描述。
(a)熱傳導(dǎo)率的測定準(zhǔn)備將個人計(jì)算機(jī)81與測定機(jī)構(gòu)82的電源打開，將待機(jī)電壓范圍(±0.05mV)，待機(jī)時間(30sec)，參考值(3.847mV)等輸入到個人計(jì)算機(jī)81中。此時，顯示機(jī)構(gòu)83顯示停止中，等待中或冷卻中。
個人計(jì)算機(jī)81讀取分配給被測定物6的條形碼。此時，顯示機(jī)構(gòu)83顯示“可測定”。將熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1設(shè)置于被測定物6的表面的中間附近，按動開始按鈕。此時，顯示機(jī)構(gòu)83顯示“測定中”。
(b)熱傳導(dǎo)率的測定個人計(jì)算機(jī)81對測定時間進(jìn)行計(jì)算，在經(jīng)過120sec后，結(jié)束測定。此時，顯示機(jī)構(gòu)83顯示“冷卻中”。以溫度差測定裝置5的熱電偶的輸出電壓大于參考值，即大于3.847mV的情況為合格。個人計(jì)算機(jī)81或顯示機(jī)構(gòu)83顯示判定結(jié)果。
(c)下次的測定的準(zhǔn)備將溫度差測定裝置5恢復(fù)到黃銅臺上，進(jìn)行等待，直至電壓位于待機(jī)電壓范圍。此時，顯示機(jī)構(gòu)83顯示“冷卻中”。如果電壓位于待機(jī)電壓范圍，則開始計(jì)算待機(jī)時間，比如，30sec進(jìn)行計(jì)算。此時，顯示機(jī)構(gòu)83顯示“停止中”。在待機(jī)時間，如果未超過待機(jī)電壓范圍，則可進(jìn)行下次的測定。在超過待機(jī)電壓范圍的場合，顯示“冷卻中”，進(jìn)行等待，直至電壓的偏差縮小。
(d)熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備的參考值的計(jì)算由于被測定物6的熱傳導(dǎo)率與溫度差測定裝置5的溫度差，即熱電偶的輸出電壓之間成比例關(guān)系，故預(yù)先在每個熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1中，測定比例常數(shù)。即，進(jìn)行熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1的校準(zhǔn)。
校準(zhǔn)所采用的被測定物多數(shù)用作打算設(shè)定的參考值(W/mK)附近的式樣。比如，在熱傳導(dǎo)率為6.00×10-3W/mK的場合，校準(zhǔn)所采用的熱傳導(dǎo)率配備已知的5個被測定物6。其中，在各熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1中，對這些被測定物6，均測定2～3次。
通過相應(yīng)的熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1，計(jì)算測定了5個被測定物6的輸出的平均值。表1表示其結(jié)果。另外，橫軸(x軸)表示電壓(mV)，縱軸(y軸)表示熱傳導(dǎo)率(W/mK)，對其數(shù)值繪制曲線后的結(jié)果為圖5的曲線圖。將經(jīng)繪制曲線處理的平均值連接，劃出標(biāo)準(zhǔn)曲線。該標(biāo)準(zhǔn)曲線為直線。如果由圖5的標(biāo)準(zhǔn)曲線表示，則y＝-0.0098x+0.0432。
表 1

(e)熱傳導(dǎo)率的計(jì)算如果打算測定的被測定物6的測定值與預(yù)先計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)曲線吻合，則可根據(jù)公式，曲線圖，或者表等，計(jì)算熱傳導(dǎo)率。如果指定熱電偶，則測定值既可為電壓值，也可為溫度差。
下面對隔熱部件的制造方法進(jìn)行描述。
(A)隔熱部件的熱傳導(dǎo)率的測定在制造隔熱部件時，通過上述熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備1，熱傳導(dǎo)率測定系統(tǒng)8，熱傳導(dǎo)率測定方法，測定作為被測定物的隔熱部件的熱傳導(dǎo)率。
(B)隔熱部件是否合適的判定針對已測定的隔熱部件，判定熱傳導(dǎo)率是否在規(guī)定的范圍內(nèi)，或是否合適，選擇隔熱部件。按照此方式，可獲得熱傳導(dǎo)率在規(guī)定范圍內(nèi)的隔熱部件。特別是，針對將具有連續(xù)氣泡的樹脂或細(xì)微粉末作為芯材，通過金屬膜，樹脂膜或金屬與樹脂的疊層膜覆蓋的真空隔熱部件，與過去的平板比較法或反向真空法相比較，可大量地，在較短時間進(jìn)行正確的檢查，選擇良好的制品。
權(quán)利要求
1.一種熱傳導(dǎo)率測定方法，其測定被測定物的熱傳導(dǎo)率，其特征在于在被測定物與熱阻部件之間產(chǎn)生熱量，使熱量流過被測定物內(nèi)部與熱阻部件內(nèi)部，根據(jù)熱阻部件中的至少兩個部位的溫度差，計(jì)算被測定物的熱傳導(dǎo)率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)率測定方法，其特征在于將熱的發(fā)生區(qū)域劃分為中間區(qū)域與包圍該中間區(qū)域的區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱傳導(dǎo)率測定方法，其特征在于通過覆蓋部件，覆蓋在熱阻部件的外部露出的表面。
4.一種熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備，該熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備測定被測定物的熱傳導(dǎo)率，其特征在于該設(shè)備包括具有熱阻的熱阻部件；溫度差測定裝置，該溫度差測定裝置可測定熱阻部件的兩個部位的溫度差；熱發(fā)生裝置，該熱發(fā)生裝置設(shè)置于熱阻部件的表面；按照熱發(fā)生裝置與被測定物的表面接觸的方式，設(shè)置熱阻部件，根據(jù)熱阻部件的兩個部位的溫度差，計(jì)算被測定物的熱傳導(dǎo)率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱傳導(dǎo)率測定設(shè)備，其特征在于熱發(fā)生裝置包括主熱發(fā)生部，該主熱發(fā)生部將發(fā)生區(qū)域作為中間區(qū)域；副熱發(fā)生部，該副熱發(fā)生部使包圍主熱發(fā)生部的區(qū)域產(chǎn)生熱量。
6.一種測定熱傳導(dǎo)率的隔熱部件的制造方法，其特征在于該方法包括下述檢查步驟，即在隔熱部件與熱阻部件之間產(chǎn)生熱量，使熱量流過隔熱部件內(nèi)部與熱阻部件內(nèi)部，根據(jù)熱阻部件的至少兩個部位的溫度差，計(jì)算隔熱部件的熱傳導(dǎo)率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隔熱部件的制造方法，其特征在于將熱的發(fā)生區(qū)域劃分為中間區(qū)域與包圍中間區(qū)域的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明的目的在較短時間計(jì)算被測定物的熱傳導(dǎo)率。一種在被測定物6與熱阻部件3之間產(chǎn)生熱量,使熱量流過被測定物內(nèi)部與熱阻部件內(nèi)部,根據(jù)熱阻部件3中的至少兩個部位的溫度差,計(jì)算被測定物6的熱傳導(dǎo)率的熱傳導(dǎo)率測定方法、測定裝置以及隔熱部件的制造方法。
文檔編號G01N25/18GK1351256SQ0113641
公開日2002年5月29日 申請日期2001年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月26日
發(fā)明者中禮司, 林圣人, 小山朋宏, 長谷川壽一, 青島武 申請人:日清紡績株式會社, 英弘精機(jī)株式會社