发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量测定系统以及发热量的测定方法转让专利
申请号 : CN201110072741.7
文献号 : CN102253077B
文献日 : 2013-10-23
发明人 : 大石安治 , 武藤裕行 , 清田美佐子
申请人 : 阿自倍尔株式会社
摘要 :
权利要求 :
1.一种发热量计算式制作系统,其特征在于,包括:
电阻计算式存储部,其保存含有独立变量以及从属变量的电阻计算式,所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度,所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻;
系数计算用计测部,其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
修正系数计算部,将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;
计算式制作用计测部,其取得表示与多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值,和表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值;
计测值修正部,其采用所述修正系数对表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正;和发热量计算式制作部,其根据所述多种混合气体各自的发热量的值、表示与所述多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值,以及表示所述发热元件的电阻的经过修正的计测值,制作包含了表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热量的从属变量的发热量计算式。
2.如权利要求1所述的发热量计算式制作系统,其特征在于,还包括:
计算式修正用计测部,其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
发热量计算部,其将表示与所述校正气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、以及经所述修正系数修正了的表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量,得到所述校正气体的发热量的计算值;和发热量计算式修正部,其对所述发热量计算式进行修正,消除所述校正气体的发热量的预先取得的规定值与所述校正气体的发热量的计算值之差。
3.如权利要求1或2所述的发热量计算式制作系统,其特征在于,所述校正气体为甲烷气体。
4.如权利要求1或2所述的发热量计算式制作系统,其特征在于,所述发热元件被施加多个电压,所述多个电压的数量至少是从所述多种混合气体各自所包括的气体成分的个数减去1的数。
5.如权利要求1或2所述的发热量计算式制作系统,其特征在于,所述发热量计算式制作部采用支持矢量回归制作所述发热量计算式。
6.如权利要求1或2所述的发热量计算式制作系统,其特征在于,所述多种混合气体分别为天然气。
7.一种发热量计算式的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
准备含有独立变量以及从属变量的电阻计算式,所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度,所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻;
取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;
取得表示与多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值;
取得表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值;
采用所述修正系数对表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正;以及根据所述多种混合气体各自的发热量的值、表示与所述多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值,以及表示所述发热元件的电阻的经过修正的计测值,制作包含表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热量的从属变量的发热量计算式。
8.如权利要求7所述的发热量计算式的制作方法,其特征在于,还包括以下步骤:取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
将表示与所述校正气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、以及经所述修正系数修正了的表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量,得到所述校正气体的发热量的计算值;以及对所述发热量计算式进行修正,消除所述校正气体的发热量的预先取得的规定值与所述校正气体的发热量的计算值之差。
9.如权利要求7或8所述的发热量计算式的制作方法,其特征在于,所述校正气体为甲烷气体。
10.如权利要求7或8所述的发热量计算式的制作方法,其特征在于,所述发热元件被施加多个电压,所述多个电压的数量至少是从所述多种混合气体各自所包括的气体成分的个数减去1的数。
11.如权利要求7或8所述的发热量计算式的制作方法,其特征在于,采用支持矢量回归制作所述发热量计算式。
12.如权利要求7或8所述的发热量计算式的制作方法,其特征在于,所述多种混合气体分别为天然气。
13.一种发热量测定系统,其特征在于,包括:
电阻计算式存储部,其保存含有独立变量以及从属变量的电阻计算式,所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度,所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻;
系数计算用计测部,其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
修正系数计算部,其将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;
发热量计算用计测部,取得表示与计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、和表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
计测值修正部,其采用所述修正系数对表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正;
发热量计算式存储装置,其保存含有表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、和表示发热量的从属变量的发热量计算式;和发热量计算部,其将表示与所述计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的经过修正的计测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量,计算出所述计测对象混合气体的发热量的值。
14.如权利要求13所述的发热量测定系统,其特征在于,还包括计算式修正用计测部,所述计算式修正用计测部取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值,所述发热量计算部将表示与所述校正气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、以及经所述修正系数修正了的表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量,得到所述校正气体的发热量的计算值,所述发热量测定系统还包括发热量计算式修正部,所述发热量计算式修正部对所述发热量计算式进行修正,消除所述校正气体的发热量的预先取得的规定值与所述校正气体的发热量的计算值之差。
15.如权利要求13或14所述的发热量测定系统,其特征在于,所述校正气体为甲烷气体。
16.如权利要求13或14所述的发热量测定系统,其特征在于,所述发热元件被施加多个电压,所述多个电压的数量至少是从所述计测对象气体各自所包括的气体成分的个数减去1的数。
17.如权利要求13或14所述的发热量测定系统,其特征在于,所述多种混合气体分别为天然气。
18.一种发热量的测定方法,其特征在于,包括以下步骤:
准备含有独立变量以及从属变量的电阻计算式,所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度,所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻;
取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;
取得表示与计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、和表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
采用所述修正系数对表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正;
准备含有表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、和表示发热量的从属变量的发热量计算式;以及将表示与所述计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的经过修正的计测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量,计算出所述计测对象混合气体的发热量的值。
19.如权利要求18所述的发热量的测定方法,其特征在于,还包括以下步骤:取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
将表示与所述校正气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、以及经所述修正系数修正了的表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量,得到所述校正气体的发热量的计算值,对所述发热量计算式进行修正,消除所述校正气体的发热量的预先取得的规定值与所述校正气体的发热量的计算值之差。
20.如权利要求18或19所述的发热量的测定方法,其特征在于,所述校正气体为甲烷气体。
21.如权利要求18或19所述的发热量的测定方法,其特征在于,所述发热元件被施加多个电压,所述多个电压的数量至少是从所述计测对象混合气体各自所包括的气体成分的个数减去1的数。
22.如权利要求18或19所述的发热量测定系统,其特征在于,所述多种混合气体分别为天然气。
23.一种电阻计测系统,其特征在于,包括:
电阻计算式存储部,其保存含有独立变量以及从属变量的电阻计算式,所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度,所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻;
系数计算用计测部,其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
修正系数计算部,其将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;
计测值修正部,其根据所述修正系数对表示所述发热元件的电阻的计测值进行修正。
24.如权利要求23所述的电阻计测系统,其特征在于,所述校正气体为甲烷气体。
25.一种电阻的计测方法,其特征在于,包括以下步骤:
准备含有独立变量以及从属变量的电阻计算式,所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度,所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻;
取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;
将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;
根据所述修正系数对表示所述发热元件的电阻的计测值进行修正。
26.如权利要求25所述的电阻的计测方法,其特征在于,所述校正气体为甲烷气体。
说明书 :
发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量
测定系统以及发热量的测定方法
技术领域
背景技术
发明内容
的测定方法。
件的电阻;(b)系数计算用计测部,其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检
测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;(c) 修正系数计算部,将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示温度的独立变量,
计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与
表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;(d)计算式制作用计测部,其取得表示与多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值,和表示与所述多种混合气体
分别接触的所述发热元件的电阻的计测值;(e)计测值修正部,其采用所述修正系数对表
示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正;和(f)发热量
计算式制作部,其根据所述多种混合气体各自的发热量的值、表示与所述多种混合气体分
别接触的所述测温元件的电阻的计测值,以及表示所述发热元件的电阻的经过修正的计测
值,制作包含了表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变
量、以及表示所述发热量的从属变量的发热量计算式。
(b)取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与
所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;(c)将表示所述温度的计测值代入所
述电阻计算式的表示所述温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,计
算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正
系数;(d)取得表示与多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值;(e)取得表
示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值;(f)采用所述修正系数
对表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正;以及(g)
根据所述多种混合气体各自的发热量的值、表示与所述多种混合气体分别接触的所述测温
元件的电阻的计测值,以及表示所述发热元件的电阻的经过修正的计测值,制作包含表示
所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、以及表示所述发
热量的从属变量的发热量计算式。
阻;(b)系数计算用计测部,其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的
温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;(c)修正
系数计算部,其将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变
量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表示所述发热元件的电阻的计测
值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;(d)发热量计算用计测部,取得表示与计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、和表示与所述计测对象混
合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;(e)计测值修正部,其采用所述修正系数对
表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正;(f)发热量
计算式存储装置,其保存含有表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的
电阻的独立变量、和表示发热量的从属变量的发热量计算式;和(g)发热量计算部,其将表示与所述计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、表示与所述计测对象混
合气体接触的所述发热元件的电阻的经过修正的计测值代入所述发热量计算式的表示所
述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量,计算出所述计
测对象混合气体的发热量的值。
表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正
气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;(c)将表示所述温度的计测值代入所述电阻计
算式的表示所述温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表
示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;
(d)取得表示与计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、和表示与所述计
测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;(e)采用所述修正系数对表示与所
述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正;(f)准备含有表示所
述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、和表示发热量的从
属变量的发热量计算式;以及(g)将表示与所述计测对象混合气体接触的所述测温元件的
电阻的计测值、表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的经过修正的计
测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元
件的电阻的独立变量,计算出所述计测对象混合气体的发热量的值。
阻;(b)系数计算用计测部,其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的
温 度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;(c)修正
系数计算部,其将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变
量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表示所述发热元件的电阻的计测
值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;(d)计测值修正部,其根据所述修正系数对表示所述发热元件的电阻的计测值进行修正。
表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正
气体接触的所述发热元件的电阻的计测值;(c)将表示所述温度的计测值代入所述电阻计
算式的表示所述温度的独立变量,计算出表示所述发热元件的电阻的计算值,并计算出表
示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比,即修正系数;
(d)根据所述修正系数对表示所述发热元件的电阻的计测值进行修正。
附图说明
具体实施方式
设有空腔66的基板60和配置在基板60上以覆盖空腔66的绝缘膜65。基板60的厚度例
如为0.5mm。又,基板60的长宽尺寸例如分别为1.5mm左右。绝缘膜65的覆盖空腔66的
部分为隔热性的膜片。另,微芯片8包括:设置在绝缘膜65的膜片(ダイアフラム)部分
的发热元件61、夹着发热元件61设置于绝缘膜65的膜片部分的第一测温元件62和第二测
温元件63、设置于基板60上的保温元件64。
件62和第二测温元件63例如是电阻器等的无源元件等的电子元件,被施加自身不发热程
度 的电压,输出依存于气氛气体的气体温度的电信号。另外,自身不发热是指第一测温元件62和第二测温元件63的温度近似于气氛温度。以下,说明的是利用第一测温元件62的
输出信号的实例,但并不限定于此,例如可以将第一测温元件62的输出信号和第二测温元
件63的输出信号的平均值作为测温元件的输出信号。
腔66通过各向异性蚀刻等形成。又,发热元件61、第一测温元件62、第二测温元件63和保
温元件64各自的材料中可使用白金(Pt)等,可通过光刻法等形成。又,发热元件61、第一
测温元件62、以及第二测温元件63可以由同一材料构成。
等的内壁的温度变动的影响。由玻璃等构成的隔热部件18的热传导率例如为1.0W/(m·K)
以下。
算放大器170的-输入端子电连接于串联连接的电阻元件162和电阻元件163之间、串联
连接的电阻元件163和电阻元件164之间、串联连接的电阻元件164和电阻元件165之间、
或者电阻元件165的接地端子。通过适当确定各电阻元件162~165的电阻值,例如对电
阻元件162的一端施加5.0V的电压Vin,则在电阻元件163和电阻元件162之间产生例如
2.4V的电压VL3。又,在电阻元件164和电阻元件163之间产生例如1.9V的电压VL2、在电
阻元件165和电阻元件164之间产生例如1.4V的电压VL1。
阻元件164和电阻元件165间与运算放大器的-输入端子之间设有开关SW3,在电阻元件
165的接地端子与运算放大器的-输入端子之间设有开关SW4。
通电,开关SW1,SW3,SW4为断开。对运算放大器170的-输入端子施加1.4V的电压VL1时,
仅开关SW3通电,开关SW1,SW2,SW4为断开。对运算放大器170的-输入端子施加0V的电
压VL0时,仅开关SW4通电,开关SW1,SW2,SW3为断开。从而,通过SW1,SW2,SW3, SW4的开关,可以对运算放大器170的-输入端子施加0V或者三种等级的电压中的某一种。因此,
通过SW1,SW2,SW3,SW4的通断,可以将决定发热元件61的温度的施加电压设定为三种等
级。
61的温度为TH2、对运算放大器170的-输入端子施加了2.4V的电压VL3时的发热元件61
的温度为TH3。
183。在此,设保温元件64的电阻值为Rr,电阻元件181、182、183的固定电阻值分别为R181、R182、R183。电阻桥电路中连接有运算放大器171。桥接驱动电压V1被反馈控制,使得电阻元件181和保温元件64之间的桥接电压V2a与电阻元件182和电阻元件183之间的桥接电压
V2b相等。由此,保温元件64的电阻值Rr为一定,保温元件64以一定的温度发热。
态。如下述(4)式所示,通过平衡状态下的发热元件61的驱动功率PH除以发热元件61的
温度TH与气氛气体的温度TI之差ΔTH,得到气氛气体的散热系数MI。又,散热系数MI的单
位例如为W/℃。
到。
得。
[-αI+[αI-4βI(1-RI/RI_STD)] ]-TI_STD] ···(9)
元件62的电阻RI的值。因此,采用微芯片8,能够根据上述(9)式计算气氛气体的散热系
数MI。
气氛气体的温度的变动。通过以发热元件61进一步加热温度变动被暂时抑制的气氛气体,
能够以更高精度计算散热系数MI。
为各气体成分的体积率乘上各气体成分的单位体积的发热量所得到值的总和。从而,混合
3
气体的单位体积的发热量Q由下述(11)式求得。又,单位体积的发热量的单位为MJ/m。
发热元件61的温度为TH3时的混合气体的散热系数MI(TH3)由下述(16)求得。
性独立关系时,(10)和(14)至(16)式具有线性独立关系。
温度,甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)各个气体成分的散热系数具有
线性关系。但是,相对于发热元件61的温度的散热系数的变化率,甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、 氮气(N2)和二氧化碳(CO2)各不相同。因此,构成混合气体的气体成分为甲烷(CH4)、丙烷
(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)时,上述(14)至(16)式具有线性独立关系。
合气体的散热系数MI(TH1),MI(TH2),MI(TH3)的函数得到。又,下述(17)至(20)式中,n为自然数,fn是表示函数的符号。
积率VC和气体D的体积率VD未知的检查对象混合气体的单位体积的发热量Q。具体的,计
测发热元件61的发热温度为TH1,TH2,TH3时的检查对象混合气体的散热系数MI(TH1),MI(TH2),MI(TH3),并将它们代入(22)式,可以唯一求得检查对象混合气体的发热量Q。
的方程式。
的发热量Q。进一步的,检查对象混合气体由种类比n种少的气体成分组成,而且种类比n
种少的气体成分,包含于(25)式的计算所用的混合气体中时,可利用(25)式。例如,用于
(25)式的计算的混合气体包括甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)四种气
体成分时,检查对象混合气体不包含氮气(N2),而仅包含甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)和二氧化碳(CO2)三种气体成分时,也可利用(25)式计算检查对象混合气体的发热量Q。
(CjH2j+2),也可利用(25)式。这是因为,如上所述的,甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的烷烃(CjH2j+2)可视为甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物,不影响采用(25)式对单位体积的发热
量Q进行计算。
1所示的第一测温元件62以及被施加多个电压VL且以多个发热温度TH发热的发热元件
61。进一步,图6所示的发热量计算式制作系统20还包括计算式制作用计测部301和发热
量计算式制作部,计算式制作用计测部301取得表示依存于多个样品混合气体的各个温度
T I的第一测温元件62的电阻RI的计测值,和表示被施加了多个电压VL的发热元件61的
电阻RH的计测值。发热量计算式制作部根据多个混合气体的已知的发热量Q的值、表示第
一测温元件62的电阻RI的计测值,以及表示被施加了多个电压VL的发热元件61的电阻RH
的计测值,制作包含了以下变量的发热量计算式,即表示第一测温元件62的电阻RI的独立
变量、表示被施加了多个电压VL的发热元件61的电阻RH的独立变量、以及表示发热量Q的
从属变量。又,样品混合气体包括多种气体成分。
样品混合气体的第三储气瓶50C和储存第四样品混合气体的第四储气瓶50D。第一储气瓶
50A 通过流路91A连接有第一气压调节器31A,该第一气压调节器31A用于从第一储气瓶
50A得到被调节为例如0.2MPa等的低压的第一样品混合气体。又,第一气压调节器31A通
过流路92A连接有第一流量控制装置32A。第一流量控制装置32A控制通过流路92A和流
路102输送到发热量计算式制作系统20的第一样品混合气体的流量。
93,102输送到发热量计算式制作系统20的第二样品混合气体的流量进行控制。
93,102输送到发热量计算式制作系统20的第三样品混合气体的流量。
93,102输送到发热量计算式制作系统20的第四样品混合气体的流量。
的驱动电路303被依次施加电压VL1,VL2,VL3。从腔室101除去第一样品混合气体之后,第二至第四的样品混合气体依次填充入腔室101。第二样品混合气体填充至腔室101之后,图
1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62被施加自身不发热程度的弱电压。接着,与
第二样品混合气体接触的发热元件61从图6所示的驱动电路303被依次施加电压VL1,VL2,
VL3。
的发热元件61被依次施加来自图6所示的驱动电路303的电压VL1,VL2,VL3。
发热元件61从图6所示的驱动电路303被依次施加电压VL1,VL2,VL3。
(CjH2j+2)可视为甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物。从而,使z为自然数,由n种气体成分
构成的样品混合气体除了包括甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)作为气体成分以外,还包含z种烷
烃(CjH2j+2)时,发热元件61被施加至少n-z-1种不同的电压。
了自身不发热程度的弱电压的第一测温元件62的电阻RI和被施加了电压VL1,VL2,VL3的发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的值进行计测,将计测值保存于电信号存储装置
401中。
RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的多个计测值。进一步的,发热量计算式制作部302基于所收集的发热量Q的值、第一测温元件62的电阻RI的值、以及发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的值进行多变量分析,计算以第一测温元件62的电阻RI、以及发热元件61的电阻
RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。
支持矢量回归、多元回归分析,以及日本专利公开平5-141999号公报所公开的模糊量化理
论II类等。
且,CPU300连接有输入装置312和输出装置313。输入装置312可以使用例如键盘和鼠标
等指向装置等。输出装置313可以使用液晶显示器、监视器等图像显示装置和打印机等。
第一流量控制装置32A的阀打开,将第一样品混合气体导入图6所示的腔室101内。步骤
S101中,计算式制作用计测部301对与第一样品混合气体接触的第一测温元件62的电阻
RI进行计测,将计测值保存于电信号存储装置401中。接着,驱动电路303对图1和图2所
示的发热元件61施加电压VL1,使发热元件61发热。图6所示的计算式制作用计测部 301
将与第一样品混合气体接触、被施加了电压VL1的发热元件61的电阻RH(VL1)的值保存于电
信号存储装置401中。
的计算式制作用计测部301将与第一样品混合气体接触、被施加了电压VL2的发热元件61
的电阻RH(VL2)的值保存于电信号存储装置401中。
303对图1和图2所示的发热元件61施加电压VL3,使发热元件61发热。图6所示的计算
式制作用计测部301将与第一样品混合气体接触、被施加了电压VL3的发热元件61的电阻
RH(VL3)的值保存于电信号存储装置401中。
时,返回步骤S100。步骤S100中,关闭图7所示的第一流量控制装置32A,维持第三至第四
流量控制装置32C-32D的阀关闭而打开第二流量控制装置32B的阀,将第二样品混合气体
导入图6所示的腔室101内。
保存于电信号存储装置401中。又,计算式制作用计测部301将与第二样品混合气体接触、
被施加了电压VL1,VL2,VL3的发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的值保存于电信号存储装置401中。其后,重复步骤S100至步骤S103的循环。由此,与第三样品混合气体接
触的第一测温元件62的电阻RI的值、与第三样品混合气体接触的被施加了电压VL1,VL2,VL3的发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的值、与第四样品混合气体接触的第一测温元件62的电阻RI的值、与第四样品混合气体接触的被施加了电压VL1,VL2,VL3的发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的值被保存于电信号存储装置401中。
体的已知的发热量Q的值、以及第四样品混合气体的已知的发热量Q的值。又,发热量计 算式制作部302从电信号存储装置401读取第一测温元件62的电阻RI的多个计测值、和发
热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的多个计测值。
RH(VL2),RH(VL3)的多个计测值,进行多元回归分析。通过多元回归分析,发热量计算式制作部302计算以第一测温元件62的电阻RI和发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)为
独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。然后,在步骤S106中,发热量计算式制作部302将所制作的发热量计算式保存在发热量计算式存储装置402中,完成第一实施方
式涉及的发热量计算式的制作方法。
的发热元件61的电阻RH;系数计算用计测部321,取得表示与校正气体接触的第一测温元
件62所检测的温度TI的计测值、以及表示与校正气体接触的发热元件61的电阻RH的计测
值;修正系数计算部322,将表示温度TI的计测值代入电阻计算式的表示温度TI的独立变
量计算出表示发热元件61的电阻RH的计算值,以计算表示发热元件61的电阻RH的计测值
与表示发热元件61的电阻RH的计算值之比,即修正系数。
施加电压VL1,VL2,VL3,用计算式制作用计测部301计测发热元件61的电阻RH_Ch_TI1(VL1),RH_Ch_TI1(VL2),RH_Ch_TI1(VL3)的值。其后,排出甲烷气体。
元件61施加电压VL1,VL2,VL3,用计算式制作用计测部301计测发热元件61的电阻RH_Ch_TI2 (VL1),RH_Ch_TI2(VL2),RH_Ch_TI2(VL3)的值。其后,排出甲烷气体。
发热元件61施加电压VL1,VL2,VL3,用计算式制作用计测部31计测发热元件61的电阻RH_Ch_TI3(VL1),RH_Ch_TI3(VL2),RH_Ch_TI3(VL3)的值。其后,排出甲烷气体。
热元件61施加电压VL1,VL2,VL3,用计算式制作用计测部301计测发热元件61的电阻RH_Ch_TI4(VL1),RH_Ch_TI4(VL2),RH_Ch_TI4(VL3)的值。其后,排出甲烷气体。
热元件61施加电压VL1,VL2,VL3,用计算式制作用计测部301计测发热元件61的电阻RH_Ch_TI5(VL1),RH_Ch_TI5(VL2),RH_Ch_TI5(VL3)的值。其后,排出甲烷气体。
件61的电阻RH_Ch(VL1)为从属变量的电阻计算式。
之前制作,例如在图9所示的发热量计算式制作系统20制造时等制作,并保存于电阻计算
式存储装置421中。但是,制作电阻计算式的时期并不限定于此。
为一定,例如60℃。进一步地,将任意温度的甲烷气体注入图9所示的腔室101中。此时,
用系数计算用计测部321计测第一测温元件62所检测的气氛温度TI的值。又,依次对发
热元件61施加电压VL1,VL2,VL3,用系数计算用计测部321计测发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的值。其后,排出甲烷气体。
电压VL1的发热元件61的电阻的偏离程度。例如,未产生偏离的情况下,修正系数cf(VL1)
的值为1。
电压VL2的发热元件61的电阻的偏离程度。
电压VL3的发热元件61的电阻的偏离程度。
接着,计测值修正部323,如下述(40)式所示,对发热元件61的电阻RH(VL2)的计测值乘以
修正系数cf(VL2),计算出发热元件61的电阻的被修正了的计测值RH_CR(VL2)。接着,计测值修正部323,如下述(41)式所示,对发热元件61的电阻RH(VL3)的计测值乘以修正系数
cf(VL3),计算出发热元件61的电阻的被修正了的计测值RH_CR(VL3)。
的多个被修正了的计测值RH_CR(VL1),RH_CR(VL2),RH_CR(VL3)。接着,发热量计算式制作部302根据所收集的发热量Q的值第一测温元件62的电阻RI的值、发热元件61的被修正了的计测
值RH_CR(VL1),RH_CR(VL2),RH_CR(VL3)进行多变量分析,制作以第一测温元件62的电阻RI、以及发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。
发热元件61能产生的电迁移所导致的电阻值的变异。因此,能够以较高精度制作发热量计
算式。另外,上述(31)、(33)、(35)式都可包含依存于温度TI的第一测温元件62的电阻RI
的独立变量,以代替温度TI的独立变量。因此,在本发明的揭示中,表示第一测温元件62所检测的温度TI的独立变量有以下两种意思,即第一测温元件62所检测的温度TI其自身的
独立变量和反映温度TI的第一测温元件62的电阻RI的独立变量。
与校正气体接触的发热元件61的电阻RH的计测值;发热量计算部326,将表示与校正气体
接触的第一测温元件62的电阻RI的计测值、以及经修正系数cf修正了的表示与校正气体
接触的发热元件61的电阻的计测值RH_CR代入发热量计算式的表示第一测温元件62的电阻
RI的独立变量、以及表示发热元件61的电阻RH的独立变量,得到校正气体的发热量的计算
值;和发热量计算式修正部327,对发热量计算式进行修正,消除校正气体的发热量的预先取得的规定值与校正气体的发热量的计算值之差。
触的被施加了电压VL1,VL2,VL3的发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的计测值。计测值修正部323对发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的计测值分别乘以修正系
数cf(VL1),cf(VL2),cf(VL3),计算出发热元件61的电阻的被修正了的计测值RH_CR(VL1),RH_CR(VL2),RH_CR(VL3)。
发热元件61的电阻的被修正了的计测值RH_CR(VL1),RH_CR(VL2),RH_CR(VL3)代入发热量计算式的发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的独立变量,计算出甲烷气体的发热量Q的值。
值37.78MJ/m 和由发热量计算部305计算出的甲烷气体的发热量Q的计算值进行比较。在
甲烷气体的发热量Q的理论值与计算值之间存在差值的情况下,例如发热量计算式修正部
327将发热量计算式乘以用计算值除甲烷气体的发热量Q的理论值所得到的系数,对发热
量计算式进行修正。发热量计算式修正部327将所修正了的发热量计算式保存于发热量计
算式存储装置402中。
并修正的发热量计算式,能够以更高的精度计算发热量。
及图2所示的第一测温元件62以及被施加多个电压VL的发热元件61。图11所示的发热
量测定系统21还包括:发热量计算用计测部331,该发热量计算用计测部331取得表示依
存于计测对象混合气体的温度TI的第一测温元件62的电阻RI的计测值、和表示分别被施
加了多个电压VL的发热元件61的电阻RHI的计测值;发热量计算式存储装置402,其保存含
有以下三个变量的发热量计算式,即表示第一测温元件62的电阻RI的独立变量、表示分别
被施加了多个电压VL的发热元件61的电阻RH的独立变量、和发热量Q的从属变量;以及发
热量计算部,将表示第一测温元件62的电阻RI的计测值、表示发热元件61的电阻RH的计
测值代入发热量计算式的表示第一测温元件62的电阻RI的独立变量、以及表示发热元件
61的电阻RH的独立变量,计算出计测对象混合气体的发热量Q的值。
第一测温元件62的电阻RI、被施加了电压VL1的发热元件61的电阻RH(VL1)、被施加了电压
VL2的发热元件61的电阻RH(VL2)、被施加了电压VL3的发热元件61的电阻RH(VL3)作为独立
变量。
6所示的驱动电路303对发热元件61依次施加电压VL1,VL2,VL3。被施加了电压VL1,VL2,VL3时,与计测对象混合气体接触的发热元件61例如以100℃附近的温度TH1、150℃附近的温度TH2和200℃附近的温度TH3发热。
RH(VL1)的值、被施加了电压VL2的发热元件61的电阻RH(VL2)的值、被施加了电压VL3的发热元件61的电阻RH(VL3)的值进行计测,并将计测值保存于电信号存储装置401中。
量计算部305计算出的计测对象混合气体的发热量Q的值。第四实施形态所涉及的发热量
测定系统21的其他构成要素与图6所说明的第一实施形态所涉及的发热量计算式制作系
统20相同,故省略其说明。
中,发热量计算用计测部331对与计测对象混合气体接触的第一测温元件62的电阻RI的
值进行计测,将计测值保存于电信号存储装置401中。之后,驱动电路303对图1和图2所
示的发热元件61施加电压VL1。图11所示的发热量计算用计测部331将与计测对象混合
气体接触、被施加了电压VL1的发热元件61的电阻RH(VL1)的值保存于电信号存储装置401
中。
动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加电压VL2。图11所示的发热量计算用计
测部 331将与计测对象混合气体接触、被施加了电压VL2的发热元件61的电阻RH(VL2)的值
保存于电信号存储装置401中。
驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加电压VL3。图11所示的发热量计算用
计测部331与计测对象混合气体接触、被施加了电压VL3的发热元件61的电阻RH(VL3)的值
保存于电信号存储装置401中。
温元件62的电阻R1以及发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。又,发热量计算部305从电信号存储装置401读取与计测对
象混合气体接触的第一测温元件62的电阻RI的计测值以及与计测对象混合气体接触的发
热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的计测值。
施形态所涉及的发热量的测定方法。
的值以及与计测对象混合气体接触的发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的值,测定计测对象混合气体的混合气体的发热量Q的值。
又,即使是同一气田来的天然气,其发热量Q也不一定是始终不变的,其可能随着开采时期而变化。
气 体等的混合气体的发热量Q。因此,能够公平地征收使用费。
加热加工工程提供天然气。对此,根据第四实施方式涉及的发热量计算方法,能够正确掌握来自多种气田的天然气体各自的发热量Q,从而保证玻璃的加热加工精度稳定。
此,可削减无益的二氧化碳(CO2)的排出量。
422、以及计测值修正部323。图13所示的电阻计算式制作部324、电阻计算式存储装置421、系数计算用计测部321、修正系数计算部322、以及修正系数存储装置422与第二实施形态
相同,因此省略其说明。
第一测温元件62的电阻RI的计测值代入发热量计算式的第一测温元件62的电阻RI的独
立变量。又,发热量计算部305将与计测对象混合气体接触的发热元件61的电阻的被修正
了的计测值RH_CR(VL1),RH_CR(VL2),RH_CR(VL3)代入发热量计算式的发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的独立变量,计算出计测对象混合气体的发热量Q的值。
325、 以及发热量计算式修正部327。计算式修正用计测部325、以及发热量计算式修正部
327与第三实施形态相同,因此省略其说明。采用第六实施形态所涉及的发热量测定系统
21,通过对发热量计算式进行修正,能够以更高的精度计算计测对象混合气体的发热量Q
的值。
1vol%的丙烷、1vol%的丁烷、4vol%的氮气和1vol%的二氧化碳。又,某样品混合气体包括:85vol%的甲烷、10vol%的乙烷、3vol%的丙烷和2vol%的丁烷,不包括氮气和二氧化碳。又,某样品混合气体包括85vol%的甲烷、8vol%的乙烷、2vol%的丙烷、1vol%的丁烷、
2vol%的氮气和2vol%的二氧化碳。
61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)的多个计测值,通过支持矢量回归,制作以第一测温元件
62的电阻RI和发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的计算发热量Q的1次方程式、2次方程式和3次方程式。
计算,和实际发热量Q比较,其最大误差为2.1%。
1.2至1.4%。
大误差不到1.2%。
23℃、40℃、及び50℃。接着,通过支持矢量回归,制作以第一测温元件62的电阻RI和发热元件61的电阻RH(VL1),RH(VL2),RH(VL3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的计算发热量Q的3次方程式。这样的话,如图15所示,不管被发热元件61加热前的样品混合气体的温
度是多少,被计算出的发热量Q的误差不会产生偏差。