熱流センサー

熱流センサーは、表面上または表面を通過するエネルギー流量を[W/m²]の単位で測定します。
熱流の発生源は以下の通りです。 

• 伝導
• 放射
• 対流 

対流と伝導の熱伝達は、温度差に関連しています。熱は常に供給源から吸収源へ、つまり高温の環境から低温の環境へ流れる。対流式および伝導式の熱流束は、この熱をセンサーに流すことで測定されます。放射起源の熱フラックスは、黒い吸収体を備えた熱フラックスセンサーで測定します。吸収体は、放射エネルギーを伝導エネルギーに変換します。ハクセフラックスは1993年に土壌や壁面の熱フラックスを測定するセンサーからスタートしました。その後、様々な用途に特化したセンサーやシステムを開発し、現在に至っています。
ハクセフラックスが製造する熱流センサーは、様々なアプリケーションの要求に対して最適化されています。

• 定格温度範囲
• 定格熱流束範囲
• 感度
• 応答時間
• 耐薬品性、安全性
• サイズ、形状、分光特性

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。このドキュメントでは、熱流センサーによる計測の基礎について簡単に説明しています。また、熱流センサーを使用する際の一般的な注意点や、意外と知られていない熱流センサーのアプリケーションについても紹介しています。ドキュメントをご覧ください。

熱流の計測を開始する際には、かなり多くの一般的な考慮すべき事項があります。

• 時間的・空間的な代表性
  熱流センサーは任意の場所で測定します。この場所は、測定対象を代表しているのでしょうか？可能であれば、小さなセンサーではなく、比較的大きなセンサーを使用し、複数のセンサーを使用することを検討してください。熱プロセスは時定数が大きいことが多いので、瞬間的な測定は誤解を招くことがあります。全体像を把握するために平均化することを推奨します。
   
• 光学特性
  熱流センサーが放射も測定する場合、表面の色に注意する。必要に応じて、センサー表面を塗装してください。光沢のある金属表面は、赤外線と可視光線の両方を反射することに留意してください。塗料は可視領域では異なる色を持ちますが、通常、遠赤外線では「黒」の吸収体です。
• センサーの熱抵抗
  熱流センサーは、局所的な熱流を歪ませます。この影響を最小にするために、できるだけ熱抵抗の小さいセンサーを使用します。
• エッジ効果
  熱流センサーは、特にセンサーのエッジ（筐体の端）付近で熱流パターンを局所的に歪ませます。エッジ効果によるエラーを回避するためには、センサーの周囲にパッシブガード（非感応部）を設けることが重要です。

重要な特性は他にもありますので、こちらのドキュメントをご覧ください。また、熱流センサーの設置方法に関するノートもご参照ください。 

ハクセフラックス社は、地表面エネルギーフラックス測定用の各種センサーを製造しています。いずれも信頼性は実証済みです。
これらのセンサーは、世界のフラックスネットコミュニティーのために作られています。 

• NR01 は市場をリードする 4 成分放射収支計です
• HFP01とHFP01SCは熱流板で地中熱流量を測定します
• STP01は正確な温度プロファイル測定を提供します
• TP01は土壌の熱伝導率を測定する代表的なセンサーです

ハクセフラックス製のセンサーは、ほとんどの一般的なデータロガーモデルと互換性があるように設計されています。多くのモデルについて、サンプルプログラムと配線図が用意されています。

建築物の研究において、R値（熱抵抗率）の現場測定がよく行われます。その逆数である熱伝導率(Λ値)や、大気境界層熱抵抗を含むU値(熱貫流率)を測定する方法もああります。R値の測定は、熱フラックスΦと差分温度ΔTの時間平均同時測定（壁の異なる面にそれぞれ2つの温度センサを使用）に基づいています。

R = ΔT / Φ

ハクセフラックスは、建物のエネルギー収支の測定や建設資材の特性評価に使用するセンサーや測定システムを提供しています。

熱流センサーHFP01と測定システムTRSYS01は、建築物理学における壁、窓、その他の建築要素の現場測定に広く使用されています。

• HFP01は、ISO 9869、ASTM C1046、ASTM 1155規格に準拠した建物外壁の熱抵抗（R値）と熱貫流率（H値）の現場測定に使用することができます。HFP01は、壁や建物表面だけでなく、土壌中の熱フラックス（地中熱流量）測定用として世界で最も普及しているセンサーです。HFP01は、組み込まれた物体や取り付けられた物体を通過する熱フラックスを、W/m²単位で測定します。より詳しい情報はHFP01の製品ページをご覧ください。
   
• TRSYS01は、建物外壁の熱抵抗R、熱伝導率Λ値、熱貫流率U値を現場で測定するための高精度なシステムです。TRSYS01は、主にISO 9869やASTM C1155 / C1046の標準規格に準拠した測定に使用されています。このシステムには、高精度の電子回路、モデルHFP01の2つの熱流センサー、および2組の熱電対が搭載されています。2つの測定箇所により冗長性が確保され、測定結果に対する高い信頼性を実現しています。熱流センサーと温度差計測の高い精度により、TRSYS01は他のシステムが機能しなくなった場合でも、特に壁面の温度差が非常に小さい場合に計測を継続することができます。

熱流計測のマーケットリーダーであるハクセフラックスは、センサーとシステムの両方を提供しています。

これらの測定システムには通常、測定制御ユニットと、熱フラックスだけでなく温度や湿度など他の測定対象物を測定するための1つ以上のセンサーが含まれています。例えば、2つのHFP01熱フラックスセンサーと2組の熱電対を組み込んだ測定システムTRSYS01があります。

センサーのみはこちらでご覧いただけます。 計測システム一式は別ページでご紹介しています。 

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