熱フラックスと熱伝導の測定
多くの産業用システムは、温度測定に依存しています。熱フラックスと熱伝導の測定は、さらなる情報を提供します。温度の変化は、通常、熱フラックスの変化と同時に起こります。両方の量を測定することで、何が起こっているのかをよりよく把握することができます。熱流は温度変化よりも早く検出されることが多い。このことは、例えば、プロセス制御の改善や緊急事態への迅速な対応といったメリットをもたらします。
測定はいくつかの目的に使用されます。
- プロセスのモニタリング パフォーマンスベースラインの作成
- システム保護：冷却システムの故障検出
- システムのエネルギー効率：絶縁層の磨耗の検出
- プロセスモニタリング: 汚れの付着の検出
- 人的安全性: 熱放射による熱ストレスの測定
- エネルギー効率：断熱性・熱抵抗の調査
測定対象
熱流センサーは、熱の移動を測定します。具体的には、表面上または表面を通過するエネルギーフラックスを[W/m²]の単位で測定します。実際には、この表面はセンサーそのものです。熱流の発生源は以下の通りです。
- 伝導 – 静的で流動性のない物質を流れる熱。
- 輻射 – 熱が可視光線または赤外線によって伝達される。
- 対流 – 流れる液体や気体によって運ばれる熱
熱の移動は、温度差によって引き起こされる。熱は常に供給源から吸熱源へ、高温の環境から低温の環境へ流れる。
この熱を熱流センサーに流すことで、対流式および伝導式の熱流束が測定される。熱流センサーは、固体表面に取り付けられるか、物体の中に埋め込まれるかのどちらかである。対流熱流束の測定では、センサーは通常、固体物体の表面に設置され、対流にさらされる。センサー表面で、対流熱フラックスは導電性熱フラックスに変換される。
放射フラックスは、（黒い）放射吸収体で覆われた熱フラックスセンサーを用いて測定されます。このセンサーは通常、導電性の高い固体のヒートシンクに取り付けられています。吸収体は、放射エネルギーを伝導エネルギーに変換する。
固体物体の表面では、多くの場合、熱流の発生源は放射と伝導の複雑に混じりあった状態です。
熱流の測定は、通常、温度測定と組み合わせて行われます。従来の温度によるモニタリングと比較して、熱流センサーを使用することで、プロセスにおける洞察力が向上し、プロセス制御や緊急時の対応に要する時間が短縮されることがよくあります。
仕様
熱フラックスセンサーには、ヒーターを内蔵し、その場で性能確認ができる「セルフキャリブレーション型」と呼ばれる機種があります。これはセンサーを取り外すことができない場合、あるいは高いコストをかけてしか取り外すことができない場合に有効です。
ハクセフラックスが製造する熱フラックスセンサーは、様々な用途の要求に応じ て最適化されています。
- 定格温度範囲：-150～+900℃の範囲で使用できるセンサーを製造しています。
- 定格熱フラックス範囲：0.01～200,000W/m²まで。
- 感度・出力信号
- 応答時間
- 耐薬品性、安全性：爆発の危険性のある環境用のセンサーを含む
- サイズ、形状、スペクトル特性
- オプションで現場での性能確認や自己校正が可能
製品はISO 9001品質マネジメントシステムの下で製造されています。また、ITS90、ANSI、DIN、BSなどの工業規格に準拠しています。危険箇所用のセンサーは、EExi、ATEX / Cenelec、NAMURなどの安全規格に準拠して製造することができます。
センサーの選定
センサーの選定をお手伝いします。準備のために、以下をお読みください。
- 熱フラックスを測定する際の一般的な注意点、および様々なセンサーモデルとその最も一般的なアプリケーションをご紹介しています。
ご注意ください
- 建築物の熱抵抗や可燃性試験のように、測定方法が標準化されているものもあります。
- 多くのアプリケーションでは、専用のモデルを見つけることができます。
典型的なチェックリストです。
- 用途は何か、何を測定しなければならないか
- 従わなければならない規格があるか
- サイズや形状に対する要求事項
- 精度の要件は何か
- 再校正はどのように行うのか、現場での性能検証や自己校正機能は必要なのか。
- センサの取り付け方法
- 定格温度範囲は何度ですか？
- 定格熱フラックス範囲（W/m²）は？
- どのようなデータ収集システムがあるか、mV単位で測定できるか、できない場合はどのような入力を受け付けられるか
- 他に測定する必要があるものは何か。通常、1つの計測システムですべての計測を行うのがベストです。
- 応答時間、スペクトル特性など、特別な要件があるか。
- 特殊な環境条件、耐薬品性、水や埃に対する保護、安全規格、爆発性のある環境に対する認証など
- 必要なケーブルの長さ
私たちが貢献できること
フクセフラックス社は、1993年に土壌や壁面の熱フラックスを測定するセンサーの製造を開始しました。その後、多くの特殊用途のセンサーやシステムを開発・製造してきました。また、多くの産業用プロジェクトにセンサーを設計・供給してきました。石炭ボイラー、流動床、太陽集光器、オフショアフレアシステム、高炉など、さまざまな環境での経験があります。当社は、産業用熱フラックス・熱伝達の測定におけるマーケットリーダーです。
メリット
ハクセフラックスは、熱フラックス測定における世界的なマーケットリーダーです。私たちは以下を提供します。
- お客様のアプリケーションに最適なセンサーを選択するためのサポート
- サポート – センサーと計測システムの最適化、およびシステム全体の最適化（ユーザーは熱流だけでなく、様々な計測を行います）
- ワールドワイドなサポート – 主要な経済圏のスペシャリストが対応します。
- 実績のある性能 – ほとんどのアプリケーションで実績があります。
- 適切な認証 – CE、ATEX、ASMEの認証があります。
- トレーサビリティ – 国際標準への正式な計量トレーサビリティ。
詳細については各センサーのページをご覧ください：