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熱流センサーについての概要、用途、原理などをご説明します。また、熱流センサーのメーカー11社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。熱流センサー関連企業の2024年10月注目ランキングは1位:日置電機株式会社、2位:西川計測株式会社、3位:江藤電気株式会社となっています。
東京大学機械工学科卒、機械工学専攻修士課程修了。学生時代は熱界面材料や断熱材など熱物性・材料の研究に従事。その後、化学メーカーでおもに塗布装置の開発やCAE業務に従事。現在は、食品メーカーでCFDや分子動力学、化学平衡・気液平衡関連の研究開発に従事している。
図1. 熱流センサとは
熱流センサーとは、熱量を検知するためのセンサーです。
熱は高温度部位から低温度部位へ移動します。その熱の移動量が熱流 (熱流束) です。熱流を計測することにより熱の移動量がわかり、その後の温度変化なども推測することができます。
熱流センサーは、センサーを通過した熱量を電気信号に変換しています。フレキシブルで曲面への貼り付けが可能なものや防水のものなどがあり、用途に応じて選択可能です。
熱流センサーは、住宅設備の断熱性能の評価や検査などに使われています。近年は、センサーの小型化、フレキシブル化により住宅設備以外での用途も増えてきました。代表的例として、放熱対策を検討することが挙げられます。
電子部品の内部に熱流センサーを設置することで、電子部品の発熱量を測定可能です。自動車での用途では、エンジンルーム内での熱ロス、車室内でのシートヒーター、エアコンの評価などにも使われています。
熱流センサーの活用では、相変化中の物質の熱流出入量の計測技術に関する情報が報告されています。この計測技術においては、袋状にした熱流センサーの中に測定対象物を封入して、その測定物の熱の流出入量を計測することができます。
また、この袋状の熱流センサーに保冷剤を入れ、熱の流入量を計測して外部端末に保冷能力の残量や保冷効果が持続する残り時間を表示するシステムが開発されています。
図2. 熱流センサの原理
熱流センサーは、センサーの表裏面の温度差からフーリエの法則によって算出される熱流束をゼーベック効果によって発生する電圧で検出することで測定します。フーリエの法則とは、単位断面積あたり、単位時間あたりに流れる熱量は、温度勾配に比例するという法則です。
ゼーベック効果は、ある物質の両端に温度差を与えるとその両端間に電圧が生じる現象を指します。熱流センサ内部の構造は、ゼーベック効果を発揮するN型半導体とP型半導体や熱電対に用いられる銅とクロメルアルメルなどの異種金属を交互に直列に接続することで、1つ1つは小さい電圧しか発生しなくとも複数加算で電圧を増幅して検出を行っています。
図3. 熱流センサの使い方
熱流センサーは、設置場所に適したものを選定する必要があります。使用にあたっては、使用可能な温度の上下限を確認し、仕様の範囲内の条件で使用してください。範囲外の温度条件下での使用は、接着面が剥がれてしまうなどの不具合の原因となります。
熱測定対象物に対して設置面に埋め込むか、設置面に貼り付けることにより取り付けます。測定物に熱流センサーを貼り付けると接触熱抵抗の影響により、誤差が発生してしまいます。これを低減するために、接着剤や熱伝導性の高いシリコングリースなどを使用しますが、長期間の取り付けか、短期間の取り付けかによって適宜選択が必要です。
固定する際には、取付面に空気や異物が入らないようする必要があります。なお、熱流センサーを設置する前には、熱流計に温度差をつけて熱流フラックスの方向と熱流計出力の極性を確認します。
参考文献
http://www.etodenki.co.jp/ht_flux/
https://www.denso.com/jp/ja/products-and-services/industrial-products/energyeye/about/
https://www.hioki.co.jp/file/cmw/hdTechnicalData/411/attached_file/?action=browser&log=0&lang=jp&nr=t
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjtp1987/9/1/9_1_54/_pdf
http://www.techno-office.com/file/principle.pdf
https://eko.co.jp/wp-content/uploads/51a43726f8ef43443e195aab5f10f284.pdf
https://www.denso.com/jp/ja/products-and-services/industrial-products/energyeye/info/usage.html
https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2019/pr20190129_2/pr20190129_2.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
2024年10月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | 日置電機株式会社 |
21.5%
|
| 2 | 西川計測株式会社 |
16.5%
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| 3 | 江藤電気株式会社 |
11.4%
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| 4 | 京都電子工業株式会社 |
11.4%
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| 5 | 英弘精機株式会社 |
8.9%
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| 6 | センサテクノス株式会社 |
7.6%
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| 7 | 株式会社プリード |
6.3%
|
| 8 | Hukseflux Thermal Sensors B.V. |
5.1%
|
| 9 | 有限会社テクノオフィス |
3.8%
|
| 10 | クリマテック株式会社 |
3.8%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2024年10月の熱流センサーページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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