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专利名称：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：
本发明涉及关于气体检查技术的发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量测定系统和发热量的测定方法。
背景技术：
以往，在求混合气体的发热量的时候，需要昂贵的气相色谱仪装置等对混合气体的成分进行分析。而且，还提案有通过测定混合气体的热传导率和混合气体中的音速，来计算混合气体中包含的甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和碳酸气体(CO2)的成分比率，从而求得混合气体的发热量的方法(例如，参见专利文献1)。
现有技术文献 专利文献 专利文献1特表2004-514138号公报

发明内容
发明所要解决的问题 但是，专利文献1所揭示的方法中，除了需要测定热传导率的传感器之外，还需要测定音速的昂贵的音速传感器。因此，本发明的目的之一在于提供能够容易地测定气体的发热量的发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量测定系统和发热量的测定方法。
解决问题的手段根据本发明的实施方式，提供一种发热量计算式制作系统，包括 (a)被注入多种混合气体的容器；(b)设置于所述容器的发热元件；(c)计测机构，其基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测相对于所述发热元件的多个发热温度的所述多种混合气体各自的散热系数的值；和(d)计算式制作�？椋�其基于所述多种混合气体的已知发热量的值和对于所述发热元件的多个发热温度所计测得到的所述散热系数的值，制作以相对于所述多种发热温度的散热系数为独立变量、以所述发热量为从属变量的发热量计算式。
根据本发明的实施方式，一种发热量计算式制作方法，包括(a)准备多种混合气体；(b)基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测相对于所述发热元件的多个发热温度的所述多种混合气体各自的散热系数的值；(c)基于所述多种混合气体的已知发热量的值和对于所述发热元件的多个发热温度所计测得到的所述散热系数的值，制作以相对于所述多种发热温度的散热系数为独立变量、以所述发热量为从属变量的发热量计算式。
根据本发明的实施方式，提供一种发热量测定系统，包括(a)被注入发热量未知的计测对象混合气体的容器；(b)设置于所述容器的发热元件；(C)计测机构，其基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测相对于所述发热元件的多个发热温度的所述多种混合气体各自的散热系数的值；(d)计算式存储装置，其存储以相对于所述多个发热温度的所述散热系数为独立变量、 以所述发热量为从属变量的发热量计算式；和(e)发热量计算�？椋�其将所述计测对象混合气体的散热系数的值代入所述发热量计算式的散热系数的独立变量，计算所述计测对象混合气体的发热量的值。
根据本发明的实施方式，提供一种发热量测定方法，包括(a)准备发热量未知的计测对象混合气体；(b)基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测相对于所述发热元件的多个发热温度的所述计测对象混合气体的散热系数的值；(c)存储以相对于所述多个发热温度的所述散热系数为独立变量、以所述发热量为从属变量的发热量计算式；(d)将所述计测对象混合气体的散热系数的值代入所述发热量计算式的散热系数的独立变量，计算所述计测对象混合气体的发热量的值。
根据本发明的实施方式，提供一种物性测定系统，包括(a)被注入气体的容器； (b)设置于所述容器的发热元件；和(c)计测机构，其基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测气体的散热系数的值。
根据本发明的实施方式，提供一种物性测定方法，包括(a)准备气体；(b)基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测气体的散热系数的值。
发明效果 根据本发明，可提供能够容易地测量气体的发热量的发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量测定系统和发热量的测定方法。


图1是本发明第一实施方式涉及的微芯片的立体图。
图2是本发明第一实施方式涉及的微芯片的从图1的II-II方向观察的截面图。
图3是本发明第一实施方式涉及的发热元件的电路图。
图4是本发明第一实施方式涉及的测温元件的电路图。
图5是显示本发明第一实施方式涉及的发热元件的温度和气体的散热系数的关系的图。
图6是显示本发明第一实施方式涉及的气体物性值测定系统的第一示意图。
图7是显示本发明第一实施方式涉及的气体物性值测定系统的第二示意图。
图8是显示本发明第一实施方式涉及的发热量计算式的制作方法的流程图。
图9是显示本发明第二实施方式涉及的气体物性值测定系统的示意图。
图10是显示本发明第二实施方式涉及的热传导率和散热系数的关系的图表。
图11是显示本发明第三实施方式涉及的气体物性值测定系统的示意图。
图12是显示本发明第三实施方式涉及的气体的浓度和散热系数的关系的图表。
图13是显示本发明第四实施方式涉及的气体物性值测定系统的示意图。
图14是显示本发明第四实施方式涉及的发热量的测定方法的流程图。
图15是显示本发明实施方式的实施例1涉及的样品混合气体的组成和发热量的表。
图16是显示本发明实施方式的实施例1涉及的样品混合气体的计算得到的发热量和实际发热量的图表。
图17是显示本发明实施方式的实施例1涉及的样品混合气体的实际发热量和计算得到的发热量的关系的图表。
具体实施例方式以下对本发明的实施方式进行说明。在以下附图的记载中，相同或类似的部分以相同或类似的符号表示。但是，附图为示意性的。因此，具体的尺寸等应该参考以下的说明进行判断。又，很显然的，附图相互之间包含有相互的尺寸的关系、比例不同的部分。
(第一实施方式) 首先，参考作为立体图的图1以及作为从图1的II-II方向看到的截面图的图2， 对第一实施方式涉及的气体物性值测定系统中采用的微芯片8进行说明。微芯片8具有 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(夕7 7，A )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。
发热元件61设置在覆盖空腔66的绝缘膜65的膜片部分的中心。发热元件61例如是电阻器，被施加电力而发热，对与发热元件61接触的气氛气体进行加热。第一测温元件62和第二测温元件63例如是电阻器，检测发热元件61发热前的气氛气体的气体温度。 又，可以仅用第一测温元件62和第二测温元件63中的某一个检测气体温度。或，将第一测温元件62检测到的气体温度和第二测温元件63检测到的气体温度的平均值作为气体温度。下面，虽然对采用第一测温元件62和第二测温元件63所检测到的气体温度的平均值作为气体温度的实例进行说明，但是不限于此。
保温元件64例如是电阻器，被赋予电力而发热，将基板60的温度保持为一定。基板60的材料可采用硅(Si)等。绝缘膜65的材料可使用氧化硅(SiO2)等。空腔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。
微芯片8通过设置在微芯片8的底面的隔热部件18固定于填充有气氛气体的腔室等容器。通过介由隔热部件18将微芯片8固定于腔室等，微芯片8的温度不易受到腔室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. 0ff/(m ·Κ)以下。
如图3所示、发热元件61的一端例如电气连接到运算放大器170的负极㈠输入端子，另一端接地。又，与运算放大器170的-输入端子和输出端子并列地连接有电阻元件 160。运算放大器170的正极(+)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、或者串联连接的电阻元件165和电阻元件166之间。通过适当确定各电阻元件162 166的电阻值，例如对电阻元件162的一端施加5. OV的电压Vin，则在电阻元件163和电阻元件162之间产生例如3. 4V的电压Vu。又、在电阻元件164和电阻元件163 之间产生例如2. 4V的电压\2、在电阻元件165和电阻元件164之间产生例如1. 5V的电压 Vli。在电阻元件166和电阻元件165之间产生例如0. 2V的电压VL0。
在电阻元件162和电阻元件163之间与运算放大器的+输入端子之间设有开关 SW1，在电阻元件163和电阻元件164之间与运算放大器的+输入端子之间设有开关SW2。 又，在电阻元件164和电阻元件165之间与运算放大器的+输入端子之间设有开关SW3，在电阻元件165和电阻元件166之间与运算放大器的+输入端子之间设有开关SW4。
对运算放大器170的+输入端子施加3. 4V的电压Vu时，仅开关SWl接通，开关 Sff2, Sff3, SW4为断开。对运算放大器170的+输入端子施加2. 4V的电压时，仅开关SW2 接通，开关SW1，SW3，SW4为断开。对运算放大器170的+输入端子施加1. 5V的电压Vu时， 仅开关SW3接通，开关SW1，SW2，SW4为断开。对运算放大器170的+输入端子施加0. 2V的电压Vui时，仅开关SW4接通，开关SWl，Sff2, SW3为断开。
从而，通过开关SWl，Sff2, Sff3, SW4的通断，可以对运算放大器170的-输入端子施加四种等级的电压中的某一种。因此，通过开关SW1，Sff2, Sff3, 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四种等级。此处，设对运算放大器170的+输入端子施加了 0. 2V的电压Vui时的发热元件61的温度为Tm、对运算放大器170的+输入端子施加了 1. 5V的电压Vu时的发热元件61的温度为TH1。又，设对运算放大器170的+输入端子施加了 2. 4V的电压\2时的发热元件61的温度为Th2、对运算放大器170的+输入端子施加了 3. 4V的电压Vu时的发热元件61的温度为Th3。
对运算放大器170的+输入端子施加了 0. 2V左右的弱电压\0时，发热元件61的温度Tm与运算放大器170的+输入端子上没有施加电压的情况相比几乎没有上升。因此， 发热元件61的温度Thci几乎与气氛气体的温度相同、或近似。而对运算放大器170的+输入端子施加了电压Vu，、，Vl3时，发热元件61的温度Thi，Th2，Th3比运算放大器170的+输入端子上没有施加电压的情况相比有上升，其比气氛气体的温度要高。
图1和图2所示的发热元件61的电阻值随着发热元件61的温度而变化。发热元件61的温度Th和发热元件61的电阻值&的关系如下述(1)式所示。
Rh = RstdX [l+α (Th-Tstd) ]... (1) 此处，Tstd表示发热元件61的标准温度，例如20°C。表示标准温度Tstd下预先计测得到的发热元件61的电阻值。α是表示1次电阻温度系数。又，发热元件61的电阻值&由发热元件61的驱动电力和发热元件61的通电电流Ih根据下述( 式得到。
Rh = Ph/Ih2. . . (2) 或发热元件61的电阻值&根据发热元件61的电压Vh和发热元件61的通电电流Ih由下述⑶式得到。
Rh = Vh7Ih· · · (3) 此处，发热元件61的温度Th在发热元件61和气氛气体之间达到热平衡时稳定。 又，热平衡状态是指发热元件61的发热和发热元件61对气氛气体的散热相互平衡的状态。 平衡状态中，如下述(4)式所示，通过发热元件61的驱动电力I3h除以发热元件61的温度 Th与气氛气体的温度T1之差Δ Th，得到气氛气体的散热系数吣。又，散热系数M1的单位为
W/"C。
Mi = IV(Th-Ti) = Ph/ Δ Th…(4) 根据上述⑴式，发热元件61的温度Th如下述(5)式。
Th = (1/ α ) X [ (RhAstd) _1] +Tstd…(5) 从而，发热元件61的温度Th与气氛气体的温度T1之差Δ Th由下述(6)式得到。
Δ Th = (1/ α ) X [ (RhAstd) -1]+Tstd-Ti... (6) 由于可计测发热元件61的通电电流Ih和驱动电力I3h或电压VH，因此可根据上述 (2)式或C3)式计算发热元件61的电阻值&。又、气氛气体的温度T1可通过图1所示的第一测温元件62和第二测温元件63测定。从而，利用图1和图2所示的微芯片8，能够根据下述(7)式计算气氛气体的散热系数叫。
M1 = Ph/ Δ Th = ΡΗ/[(1/α) X [ (RhAstd) _1] +Tstd-Ti] ... (7) 但是，发热元件61的温度为标准温度Tstd时的发热元件61的电阻值I STD有时会由于经年变化等而偏离预先测定的值的情况。因此如果采用预先测定的电阻值I^std，根据(7) 式计算散热系数M1，有时会产生误差。
此处，根据上述(6)式，发热元件61的温度为Tm时的发热元件61的电阻值1^由下述⑶式得到。
Rhi = [ ( Δ Thi-Tst^Ti) α +1] X Rstd ... (8) 又，发热元件61的温度为Tiro时的发热元件61的电阻值Rm由下述(9)式得到。
Rho = [ ( Δ Tho-Tst^Ti) α +1] X Rstd... (9) 进一步的，下述(10)式所示，发热元件61的温度Tm与气氛气体的温度T1近似时， 发热元件61的温度为Thci时的发热元件61的电阻值Rm由(11)式得到。

Tho N T1-"(IO) Rho = [(UT1) α +1] XRstd…(11) 发热元件61的电阻值Ι Η1相对发热元件61的电阻值Rhq的比为下述(12)式。
RhiAho = [ [ ( Δ Thi-Tst^Ti) α +1] X RsJ / [ [ (UT1) α +1] X RsJ = [[(Δ Thi-Tst^Ti) α +1] ] / [ [ (-TstJTi) α +1] ]... (12) 根据(12)式，发热元件61的温度Tm与气氛气体的温度T1之差Δ Thi由下述(13) 式得到。
Δ Tm = [[ (UT1) α +1] XRH1/RH0-1] X (1/ α ) +Tstd-Ti = [ (UT1) +1/ α ] X Rh1/Rho-1/ α +Tstd-Ti =UT1) RhiAho+ (1/ α ) X RhiAho-I/ α +TSTD-TI =1/α ) X (RH1/RH0-1) + (Ti-Tstd)Rh1/Rho+Tstd-Ti =l/α ) X (RH1/RH0-1) -Tstd (Rh1/Rho-D +TiRhiZRHO-Ti =1/α -Tstd) X (Rh1/RHO-1)+TiRhiZRho-Ti =1/ α -TSTD) X (RH1/RHO-1) +T1 (Rh1/RHO-D =1/ α -Tst^Ti) X (Rm/RHo-l) - (13) 根据(13)式，发热元件61的温度为Tm时，气氛气体的散热系数M11由下述(14) 式得到。
M11 = Phi/ Δ Thi = Phi/ [ (1/ α -TstJTi) X (Rh1/RHO-1) ]... (14) 以(14)式计算气氛气体的散热系数M11时，没有必要采用在标准温度Tstd下发热元件61的预先测定的电阻值&TD。因此，如果采用(14)式，能够校正标准温度Tstd下发热元件61的电阻值I STD变化的发热元件61的电阻值的偏移，正确计算气氛气体的散热系数 M11。
又，发热元件61的温度为Th2时，气氛气体的散热系数M12由下述(15)式得到。发热元件61的温度为Th3时，气氛气体的散热系数M13由下述(16)式得到。
M12 = ΡΗ2/ Δ Th2 = PH2/ [(1/α -TstJTi) X (RH2/RH0-1) ]... (15) M13 = ΡΗ3/ Δ Th3 = ΡΗ3/ [(1/α -TstJTi) X (RH3/RH0-1) ]... (16) 又，通过保温元件64保持基板60的温度一定，发热元件61发热前的微芯片8附近的气氛气体的温度和基板60的一定温度近似。因此，能够抑制发热元件61发热前的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M1。
图1和图2所示的第一测温元件62如图4所示，例如构成电阻桥电路的一部分。 电阻桥电路包括与第一测温元件62串联连接的电阻元件181、与第一测温元件62和电阻元件181并联连接的电阻元件182、183。电阻桥电路连接有运算放大器171。图1和图2 所示的第二测温元件63例如也构成电阻桥电路的一部分。
此处，气氛气体为混合气体，混合气体假设由气体A、气体B、气体C、和气体D四种气体成分构成。气体A的体积率Va、气体B的体积率Vb、气体C的体积率V。、和气体D的体积率Vd的总和如下述(17)式所示那样为1。
VA+VB+VC+VD =1…(17) 又，设气体A的单位体积的发热量为Ka、气体B的单位体积的发热量为Kb、气体C 的单位体积发热量为K。、气体D的单位体积的发热量为KD，混合气体的单位体积的发热量Q 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、混合气体的单位体积的发热量Q由下述(18)式求得。又，单位体积的发热量的单位为MJ/m3。
Q = KaX Va+Kb X Vb+Kc X Vc+Kd XVd— (18) 又，设气体A的散热系数为Ma、气体B的散热系数为Mb、气体C的散热系数为M。、气体D的散热系数为Md的话，则混合气体的散热系数M1为，对各气体成分的体积率乘以各气体成分的散热系数所得到的值的总和。从而，混合气体的散热系数M1由下述(19)式求得。
M1 = MaX Va+Mb X Vb+Mc X Vc+Md XVd— (19) 进一步的，气体的散热系数依存于发热元件61的温度TH，混合气体的散热係数M1 作为发热元件61的温度Th的函数由下述00)式求得。
M1 (Th) = Ma (Th) X Va+Mb (Th) X Vb+Mc (Th) X Vc+Md (Th) XVd … 从而，发热元件61的温度为Thi时的混合气体的散热系数M11 (Thi)由下述Ql)式求得。又，发热元件61的温度为Th2时的混合气体的散热系数M12 (Th2)由下述02)式求得，发热元件61的温度为Th3时的混合气体的散热系数M13(Th3)由下述求得。
M11 (Thi) = Ma(Thi) XVa+Mb(Thi) XVb+Mc(Th1) XVc+Md(Th1) XVd ... (21) M12(Th2) = Ma(Th2) XVa+Mb(TH2) XVb+Mc(TH2) XVc+Md(TH2) XVd ... (22) M13(Th3) = Ma(Th3) XVa+Mb(TH3) XVb+Mc(TH3) XVc+Md(Th3) XVd ... (23) 此处，相对发热元件61的温度TH，各气体成分的散热系数Ma(Th), Mb(Th), Mc(Th), Md(Th)有非线性关系时，上述至03)式为具有线性独立关系。又，相对发热元件61的温度TH，各气体成分的散热系数Ma(Th)，Mb(Th)，Mc(Th)，Md(Th)具有线性关系时，相对于发热元件61的温度Th的各气体成分的散热系数Ma (Th)，Mb(Th)，Mc(Th) ,Md(Th)的变化率不同时， 上述至03)式具有线性独立的关系。进一步的，至03)式具有线性独立关系时，(17)和(21)至(23)式具有线性独立关系。
图5为显示包含于天然气的甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气汎)和二氧化碳(CO2) 的散热系数和发热元件61的温度的关系的图表。相对于发热元件61的温度，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)、氮气怳)和二氧化碳(CO2)时，上述至03)式具有线性独立关系。
(23)至(25)式中的各气体成分的散热系数 Ma(Thi), Mb(Thi), Mc(Tm), Md(Thi), Ma (Th2)，Mb (Th2)，Mc (Th2)，Md (Th2)，Ma (Th3)，Mb (Th3)，Mc (Th3)，Md (Th3)的值可通过计测等预先获得。从而，解开(17)和至03)式的联立方程式的话，气体A的体积率VA、气体B的体积率VB、气体C的体积率VC和气体D的体积率VD分别如下述04)至(XT)式所示，作为混合气体的散热系数(TH1), M12 (TH2), M13 (Th3)的函数得到。又，下述(24)至(27)式中，η为自然数，fn是表示函数的符号。
Va = [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3) ]... (24) Vb = f2 [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3) ]... (25) Vc = f3 [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3) ]... (26) Vd = f4 [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3) ]... (27) 此处，通过将04)至(Xl)式代入上述(18)式，得到下述08)式。
Q = KAX VA+KB X VB+KC X VC+KD X VD =K4Xf1 [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3) ] +KbX f2 [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3)] +Kc X f3 [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3) ] +Kd X f4 [M11 (Tm)，M12 (Th2)，M13 (Th3)]
. . (28) 如上述08)式所示，混合气体的单位体积的发热量Q通过以发热元件61的温度为TH1，Th2，Th3时的混合气体的散热系数M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3)为变量的方程式求得。从而，混合气体的发热量Q由下述09)式求得，g是表示函数的记号。
Q = g [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3) ]· · · (29) 由此，关于由气体A、气体B、气体C和气体D构成的混合气体，发明人发现如果预先得到上述09)式，则能够容易计算出气体A的体积率Va、气体B的体积率Vb、气体C的体积率V。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Tm，Th2，Th3时的检查对象混合气体的散热系数M11 (Thi)，M12 (Th2)， M13(Th3),并将它们代入09)式，可以唯一求得检查对象混合气体的发热量Q。
又，混合气体的气体成分不限定于四种。例如，混合气体为η种气体成分组成时， 首先预先取得由下述(30)式给出的、将相对于发热元件61的至少η-1种温度Tm，相对于 ΤΗ2，ΤΗ3, ... , Tttri 的混合气体的散热系数 M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13(Th3) , ... , Mllri (Tffiri)为变量的方程式。然后，计测相对于发热元件61的η-1种温度Tm，Th2，Th3，Tffiri的η种气体成分各自的体积率未知的检查对象混合气体的散热系数M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3),..., Mllri (Tffiri),通过代入(30)式，可唯一地求得检查对象混合气体的单位体积的发热量Q。
Q = g [M11 (Thi)，M12 (Th2)，M13 (Th3) , ... , Mllri (Tffiri) ]... (30) 但是，混合气体的气体成分除了含有甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)之外，以j为自然数， 还包括甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的烷烃(CjH2j+2)时，即使将甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的烷烃(CjH2j+2)视为甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物，也不会对(30)式的计算造成影响。例如，也可如下述(31)至(34)式所示，分别将乙烷(C2H6)、丁烷(C4Hltl)、戊烷(C5H12)、 己烷(C6H14)视作乘上了规定系数的甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物，来计算(30)式。
C2H6 = 0. 5CH4+0. 5C3H8... (31) C4H10 = -0. 5CH4+1. 5C3H8. . . (32) C5H12 = -1. 0CH4+2. OC3H8. . . (33) C6H14 = -1. 5CH4+2. 5C3H8. . . (34) 从而，设ζ为自然数，由η种气体成分构成的混合气体的气体成分除了含有甲烷 (CH4)、丙烷(C3H8)之外，还含有甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的ζ种烷烃(CjH2j+2)时，可以求得以至少n-z-1种温度下混合气体的散热系数M1为变量的方程式。
又，用于(30)式的计算的混合气体的气体成分的种类和单位体积的发热量Q为未知的检查对象混合气体的气体成分的种类相同时，可利用(30)式计算检查对象混合气体的发热量Q。进一步的，检查对象混合气体由种类比η种更少的气体成分组成，而且种类比 η种少的气体成分，包含有(30)式的计算所用的混合气体中时，可利用(30)式。例如，用于 (30)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(30)式计算检查对象混合气体的发热量Q。
进一步的，用于(30)式的计算的混合气体在包括甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)作为气体成分时，检查对象混合气体即使包括用于(30)式的计算的混合气体中所不包含的烷烃 (CjH2j+2)，也可利用(30)式。这是因为，如上所述的，甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)以外的烷烃 (CjH2jt2)可视为甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物，不影响采用(30)式对单位体积的发热量Q进行计算。
此处，图6所示的第一实施方式涉及的气体物性值测定系统20包括填充有发热量Q的值为已知的样品混合气体的腔室101、通过图1和图2所示的发热元件61和第一测温元件62和第二测温元件63计测样品混合气体的多个散热系数M1的值的图6所示的计测机构10。进一步的，气体物性值测定系统还包括根据样品混合气体的已知的发热量Q的值和样品混合气体的多个散热系数M1的计测值，制作以相对于发热元件61的多个温度的气体的散热系数M1为独立变量、以气体的发热量Q为从属变量的发热量计算式的计算式制作�？�302。又，样品混合气体包括多种气体成分。
计测机构10具有设置在注入样品混合气体的腔室101内的、采用图1和图2说明了的微芯片8。微芯片8通过隔热部件18设置在腔室101内。腔室101连接有将样品混合气体输送到腔室101的流路102和，将样品混合气体从腔室101排出到外部的流路103。
在采用发热量Q不同的四种样品混合气体的情况下，如图7所示，准备储存第一样品混合气体的第一储气瓶50A、储存第二样品混合气体的第二储气瓶50B、储存第三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 输送到气体物性值测定系统20的第一样品混合气体的流量。
第二储气瓶50B通过流路91B连接有第二气压调节器31B。又，第二气压调节器 31B通过流路92B连接有第二流量控制装置32B。第二流量控制装置32B对通过流路92B， 93，102输送到气体物性值测定系统20的第二样品混合气体的流量进行控制。
第三储气瓶50C通过流路91C连接有第三气压调节器31C。又，第三气压调节器 3IC通过流路92C连接有第三流量控制装置32C。第三流量控制装置32C控制通过流路92C， 93，102输送到气体物性值测定系统20的第三样品混合气体的流量。
第四储气瓶50D通过流路91D连接有第四气压调节器31D。又，第四气压调节器 31D通过流路92D连接有第四流量控制装置32D。第四流量控制装置32D控制通过流路92D， 93，102输送到气体物性值测定系统20的第四样品混合气体的流量。
第一至第四样品混合气体例如分别是天然气。第一至第四样品混合气体分别包括例如甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)四种气体成分。
腔室101中填充第一样品混合气体之后，微芯片8的第一测温元件62检测和第二测温元件63检测第一样品混合气体的温度1\。之后，发热元件61被图6所示的驱动电路 303赋予驱动电力PH0, PH1, PH2, PH3o这里，驱动电力Pho较弱，如图1和2所示的发热元件61 的温度Thci和气氛气体的温度T1近似。相对的，在被赋予驱动电力IV，Ph2，Ph3时，发热元件 61例如以IOO0C的温度ThiU500C的温度Th2和200°C的温度Th3发热。
从图6所示的腔室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。第二至第四的样品混合气体分别填入腔室101之后，微芯片8分别检测第二至第四样品混合气体各自的温度1\。又，发热元件61以100°C的温度TH1、150°C的温度Th2和200°C的温度Th3发热。
又，各样品混合气体包括η种气体成分时、微芯片8的图1和图2所示的发热元件61以至少n-1种不同的温度发热。但是，如上所述，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。从而，Z为自然数，由η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ζ种烷烃 (CjH2jt2)时，发热元件61以至少n-z-1种不同的温度发热。
图6所示的计测机构10包括连接于微芯片8的散热系数计算�？�301。散热系数计算�？�301如上述(14)式所示，基于第一样本混合气体的温度T1、图1和图2所示的发热元件61的温度为Tm时的发热元件61的电阻值Rhci、和发热元件61的温度为Tm (此处为100°C )时的发热元件61的电阻值I H1，计算与温度Thi为100°C的发热元件61热平衡的第一样本混合气体的散热系数M11的值。计测机构10计算与温度Tm为100°C的发热元件 61热平衡的第二至第四样本混合气体各自的散热系数M11的值。
又，图6所示的散热系数计算�？�301如上述(15)式所示，基于第一样本混合气体的温度T1、图1和图2所示的发热元件61的温度为Thq时的发热元件61的电阻值Rhq、和发热元件61的温度为TH2 (此处为150°C)时的发热元件61的电阻值Rh2，计算与温度Th2为 150°C的发热元件61热平衡的第一样本混合气体的散热系数M12的值。计测机构10计算与温度Th2为150°C的发热元件61热平衡的第二至第四样本混合气体各自的散热系数M12的值。
进一步的，图6所示的散热系数计算�？�301如上述(16)式所示，基于第一样本混合气体的温度T1、图1和图2所示的发热元件61的温度为Tm时的发热元件61的电阻值 Rm、和发热元件61的温度为TH3 (此处为200°C )时的发热元件61的电阻值&3，计算与温度 Th3为200°C的发热元件61热平衡的第一样本混合气体的散热系数M13的值。计测机构10 计算与温度Th3为200°C的发热元件61热平衡的第二至第四样本混合气体各自的散热系数 M13的值。
图6所示的气体物性值测定系统20进一步包括连接于CPU300的散热系数存储装置401。散热系数计算�？�301将计算得到的散热系数Mn，M12，M13的值保存于散热系数存储装置401。
计算式制作�？�302收集例如第一至第四样品混合气体各自的已知发热量Q的值、发热元件61的温度为100°C时的气体的散热系数M11的值、发热元件61的温度为150°C 时气体的散热系数M12的值、和发热元件61的温度为200°C时气体的散热系数M13的值。进一步的，计算式制作�？�302基于所收集的发热量Q和散热系数Mn，M12，M13的值进行多变量分析，计算以发热元件61的温度为KKTC时的散热系数Mn、发热元件61的温度为150°C 时散热系数M12和发热元件61的温度为200°C时的散热系数M13为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。
又，多变量分析是指A. J Smola 和 B. scholkopf 所著的《A Tutorial on Support VectorRegression》(NeuroCOLT Technical Report (NC-TR-98-030)、1998 年)所揭示的支持矢量回归、多元回归分析，以及日本专利公开平5-141999号公报所公开的�：�量化理论II类等。又，散热系数计算�？�301和计算式制作�？�302包括在中央运算处理装置 (CPU) 300 中。
气体物性值测定系统20进一步具有连接于CPU300的计算式存储装置402。计算式存储装置402保存计算式制作�？�302制作的发热量计算式。而且，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。
接着，参考图8的流程图对第一实施方式涉及的发热量计算式的制作进行说明。
(a)步骤SlOO中，保持图7所示的第二至第四流量控制装置32B-32D的阀闭合， 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 SlOl中，图1和图2所示的第一测温元件62和第二测温元件63，检测第一样品混合气体的温度1\。又，图6所示的驱动电路303对微芯片8的图1和图2所示的发热元件61施加弱的驱动电力PH(1。而且，图6所示的驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加弱的驱动电力PH1，使得发热元件61以100°C发热。之后，图6所示的散热系数计算�？�301采用上述(14)式，计算发热元件61的温度为100°C时的第一样品混合气体的散热系数M11的值。之后，散热系数计算模块301将发热元件61的温度为100°C时的第一样品混合气体的散热系数M11的值保存在散热系数存储装置401。
(b)步骤S102中，驱动电路303判定图1和图2所示的发热元件61的温度切换是否完成。如果至温度150°C以及温度200°C的切换未完成，则返回步骤S101，图6所示的驱动电路303使得图1和图2所示的发热元件61以150°C发热。图6所示的散热系数计算�？�301采用上述(1 式，计算发热元件61的温度为150°C时的第一样品混合气体的散热系数M12的值，保存于散热系数存储装置401。
(c)在步骤S102中，判定图1和图2所示的发热元件61的温度的切换是否完成。 在没有完成到温度200°C的切换的时候，返回步骤S101，如图6所示的驱动电路310使得图 1和图2所示的发热元件61以200°C发热。图6所示的散热系数计算�？�301采用上述 (16)式计算发热元件61的温度为200°C时的第一样品混合气体的散热系数M13的值，并保存到散热系数存储装置402。
(d)发热元件61的温度的切换完成时，从步骤S102进到步骤S103。步骤S103中， 判定样品混合气体的切换是否完成。至第二至第四样品混合气体的切换未完成时，返回步骤S100。步骤SlOO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。
(e)与第一样品混合气体一样地，重复步骤SlOl至步骤S102的循环。散热系数计算�？�301计算发热元件61的温度为100°C时的第二样品混合气体的散热系数M11的值、 发热元件61的温度为150°C时的第二样品混合气体的散热系数M12的值和发热元件61的温度为200°C时的第二样品混合气体的散热系数M13的值。散热系数计算�？�301将计算得到的第二样品混合气体的散热系数Mn，M12，M13的值保存于散热系数存储装置401。
(f)之后，重复步骤SlOO至步骤S103的循环。这样，发热元件61的温度为100°C、 150°C、20(TC时第三样品混合气体的散热系数Mn，M12，M13的值和发热元件61的温度为 100°C、15(TC、20(rC时第四样品混合气体的散热系数Mn，M12，M13的值保存在散热系数存储装置401中。步骤S104中，从输入装置312将第一样品混合气体的已知的发热量Q的值、 第二样品混合气体的已知的发热量Q的值、第三样品混合气体的已知的发热量Q的值和第四样品混合气体的已知的发热量Q的值输入到计算式制作�？�302。又，计算式制作模块 302从散热系数存储装置401读取发热元件61的温度为100°C、150°C、20(rC时第一至第四样品混合气体各自的散热系数Mn，M12，M13的值。
(g)步骤S105中，计算式制作�？�302基于第一至第四样品混合气体的发热量Q 的值，和发热元件61的温度为100°C、15(TC、20(rC时的第一至第四样品混合气体的散热系数Mn，M12，M13的值，进行多元回归分析。通过多元回归分析，计算式制作�？�302计算以发热元件61的温度为100°C时的散热系数Mn、发热元件61的温度为150°C时的散热系数M12 和发热元件61的温度为200°C时的散热系数M13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，计算式制作�？�302将所制作的发热量计算式保存在计算式存储装置402中，完成第一实施方式涉及的发热量计算式的制作方法。
如上所述，可以根据第一实施方式涉及的发热量计算式的制作方法，制作能够唯一地计算计测对象混合气体的发热量Q的值的发热量计算式。
(第二实施方式) 图9所示、第二实施方式涉及的气体物性值测定系统20的CPU300连接有热传导率存储装置411。此处、图10显示发热元件中流过2mA、2. 5mA和3mA的电流时的、混合气体的散热系数M1和热传导率的关系。如图10所示，混合气体的散热系数M1和热传导率为一般的比例关系。然后，图9所示的热传导率存储装置411以近似式或表格等形式预存导入腔室101的气体的散热系数M1和热传导率的对应关系。
第二实施方式涉及的CPU300进一步包括热传导率计算�？�322。热传导率计算�？�322从散热系数存储装置402读取散热系数M1的值、从热传导率存储装置411读取气体的散热系数M1和热传导率的对应关系。进一步的，热传导率计算�？�322基于气体的散热系数M1的值、和气体的散热系数M1和热传导率的对应关系计算导入腔室101的气体的热传导率。
第二实施方式涉及的气体物性值测定系统20的其他构成要素与第一实施方式相同，省略对其说明。根据第二实施方式涉及的气体物性值测定系统20，可基于散热系数M1, 计算气体的正确的热传导率的值。
(第三实施方式) 如图11所示，第三实施方式涉及的气体物性值测定系统20的CPU300进一步连接浓度存储装置412。此处，图12显示气体温度1\为01、201和40°C时的丙烷气体的散热系数M1和浓度的关系。如图12所示，气体的散热系数叫和气体的浓度为一般的比例关系。 然后，图11所示的浓度存储装置412以近似式或表格的形式预存导入腔室101的气体的散热系数M1和浓度之间的对应关系。第三实施方式涉及的CPU300进一步包括浓度计算�？� 323。浓度计算�？�323从散热系数存储装置401读取散热系数M1的值，从浓度存储装置 412读取气体的散热系数M1和浓度之间的对应关系。浓度计算�？�323基于气体的散热系数叫的值、气体的散热系数M1和浓度的对应关系，计算导入腔室101的气体的浓度。第三实施方式涉及的气体物性值测定系统20的其他构成要素和第一实施方式的相同，故省略其说明。根据第三实施方式涉及的气体物性值测定系统20，可基于气体的散热系数M1,计算气体的浓度的正确的值。
(第四实施方式) 如图13所示，第四实施方式涉及的气体物性值测定系统21包括填充有发热量Q 的值为未知的计测对象混合气体的腔室101，以及采用图1和图2所示的发热元件61、第一
15测温元件62和第二测温元件63计测计测对象混合气体的多个散热系数M1的值的如图13 所示的计测机构10。进一步的，气体物性值测定系统21包括保存以相对于发热元件61的多个发热温度的气体的散热系数M1为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式的计算式存储装置402、以及将相对于发热元件61的多个发热温度的计测对象混合气体的散热系数M1的测定值代入发热量计算式的相对于发热元件61的多个发热温度的气体的散热系数M1的独立变量，计算计测对象混合气体的发热量Q的值的发热量计算�？�305。
计算式存储装置402保存第一实施方式中说明的发热量计算式。此处，例如，为了制作发热量计算式，对采用包括甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)的天然气作为样品混合气体的情况进行说明。又，发热量计算式，以发热元件61的温度Thi为100°C 时的气体的散热系数Mn、发热元件61的温度Th2为150°C时的气体的散热系数M12、发热元件61的温度Th3为200°C时的气体的散热系数M13作为独立变量。
第四实施方式中，例如，包括未知体积率的甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、氮气汎)和二氧化碳(CO2)、且发热量Q未知的天然气作为计测对象混合气体被导入腔室101。接着，图 1和图2所示的微芯片8的第一测温元件62和第二测温元件63检测例如发热元件61发热之前计测对象混合气体的温度1\。又，发热元件61被施加来自图6所示的驱动电路310 的驱动电力PHQ，Pm, PH2，PH3°此时，驱动电力Pm较弱，图1、图2所示的发热元件61的温度 Tho与计测对象混合其他的温度T1近似。在被施加驱动电力IV，PH2，Ph3时，发热元件61以例如100°C的温度TH1、150°C的温度Th2和200°C的温度Th3发热。
图13所示的散热系数计算�？�301，如上述(14)式所示，计算与以温度100°C发热的发热元件61热平衡的计测对象混合气体的散热系数M11的值。又，散热系数计算�？� 301计算与以温度150°C发热的发热元件61热平衡的计测对象混合气体的散热系数M12的值，以及与以温度200°C发热的发热元件61热平衡的计测对象混合气体的散热系数M13的值。散热系数计算模块302将计算得到的散热系数Mn，M12，M13的值保存在散热系数存储装置401中。
发热量计算�？�305将计测对象混合气体的散热系数Mn，M12，M13的测定值代入发热量计算式的气体的散热系数Mn，M12，M13的独立变量，计算计测对象混合气体的发热量 Q的值。CPU300进一步连接发热量存储装置403。发热量存储装置403保存发热量计算�？�305计算得到的计测对象混合气体的发热量Q的值。第四实施方式涉及的气体物性值测定系统21的其他构成要件和图6所说明的第一实施方式涉及的气体物性值测定系统20相同，故省略说明。
接着参考图14所示的流程图对第四实施方式涉及的发热量的测定方法进行说明。
(a)步骤S200中，将计测对象混合气体导入图13所示的腔室101内。步骤S201 中，图1和图2所示的第一测温元件62和第二测温元件63检测计测对象混合气体的温度 1\。又，图13所示的驱动电路303对微芯片8的图1和图2所示的发热元件61施加较弱的驱动电力PHQ。进一步的，如图13所示的驱动电力303对图1和图2所示的发热元件61施加驱动电力Pm使得发热元件61以100°C发热。之后，图13所示的散热系数计算�？�301 采用上述(14)式，计算发热元件61的温度为100°C时的计测对象混合气体的散热系数M11 的值。进一步地，散热系数计算�？�301将发热元件61的温度为100°C时的计测对象混合气体的散热系数M11的值保存于散热系数存储装置401。
(b)步骤S202中，图13所示的驱动电路303判断图1和图2所示的发热元件61 的温度切换是否完成。当至温度150°C和温度200°C的切换没有完成时，返回步骤S201，图 13所示的驱动电路303使得图1和图2所示的发热元件61以150°C发热。图13所示的散热系数计算�？�301计算发热元件61的温度为150°C时的计测对象混合气体的散热系数 M12的值，并保存到散热系数存储装置402。
(c)在步骤S202中，判定图1和图2所示的发热元件61的温度的切换是否完成。 在没有完成到温度200°C的切换的情况下，返回步骤S201，图13所示的驱动电路303使得图1和图2所示的发热元件61以200°C发热。图13所示的散热系数计算�？�301计算发热元件61的温度在200°C时的计测对象混合气体的散热系数M13的值，保存到散热系数存储装置401。
(d)在发热元件61的温度切换完成时，从步骤S202进到步骤S203。步骤S203 中，图13所示的发热量计算�？�305从计算式存储装置402，读取以发热元件61的温度为 100°C、150°C和200°C时的气体的散热系数Mn，M12，M13为独立变量的发热量计算式。又，发热量计算�？�305从散热系数存储装置402读取发热元件61的温度为100°C、15(TC和200°C 时的计测对象混合气体的散热系数Mn，M12，M13的计测值。
(e)步骤S204中，发热量计算�？�305将计测对象混合气体的散热系数Mn，M12， M13的值代入发热量计算式的散热系数Mn，M12，M13的独立变量，计算计测对象混合气体的发热量Q的值。之后，发热量计算�？�305将计算得到的发热量Q的值保存至发热量存储装置403，以完成第四实施方式涉及的发热量的测定方法。根据以上说明的第四实施方式涉及的发热量计算方法，不采用昂贵的气相色谱仪装置和音速传感器，就能够根据计测对象混合气体的散热系数Mn，M12，M13的测定值，测定计测对象混合气体的混合气体的发热量Q的值。
天然气由于出产的气田不同其烃的成分比率也不同。又，天然气中除了烃之外，还包括有，氮气(N2)或碳酸气体(CO2)等。因此，由于不同的出产气田，包含于天然气的气体成分的体积率不同，即使气体成分的种类已知，天然气体的发热量Q未知的情况也很多。又， 即使是同一气田来的天然气，其发热量Q也不一定是不变的，其可能随着开采时期而变化。
以往，在征收天然气的使用费的时候，采用的是不是根据天然气体的使用发热量Q 而是根据使用体积来进行收费的方法。然而由于天然气随着出产气田的不同其发热量Q不同，因此根据使用体积来收费是不公平的。对此，根据第四实施方式涉及的发热量计算方法，对气体的成分种类为已知，但是气体成分的体积率未知，因此发热量Q未知的天然气体等的混合气体的发热量Q可简单地计算得到。因此，能够公平地征收使用费。
又，玻璃加工品制造业中，在对玻璃进行加热加工时，为了将加工精度保持一定， 希望能够提供具有一定发热量Q的天然气。因此，正研究能够正确地掌握来自多种气田的天然气体各自的发热量Q，调整使得全部的天然气的发热量Q相同，并在此基础上对玻璃的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。
进一步的，根据第四实施方式涉及的发热量计算方法，能够容易地得知天然气体等的混合气体的正确的发热量Q，从而可适当地设定燃烧混合气体时所需要的空气量。由此，可削减无益的二氧化碳(CO2)的排出量。
(实施例1) 首先，如图15所示，准备了发热量Q的值为已知的观种样品混合气体。观种样品混合气体分别包括作为气体成分的甲烷(CH4)、乙烧(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4Hltl)、氮气 (N2)和二氧化碳(CO2)中的任意种或全部。例如似^的样品混合气体包括卯⑽丨^的甲烷、3vol%的乙烷、lvol%的丙烷、lvol%的丁烷、4vol%的氮气和Ivol%的二氧化碳。又， No. 8的样品混合气体包括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，No. 9的样品混合气体包括85V01%的甲烷、8V01%的乙烷、 2vol %的丙烷、Ivol %的丁烷、2vol %的氮气和2vol %的二氧化碳。
接着二8种样品混合气体各自散热系数M1的值，分别在发热元件的温度设定为 100°C、150°C和200°C时进行计测。另外，例如No. 7的样品混合气体包括6种气体成分，如上所述，乙烷(C2H6)和丁烷(C4Hltl)可视为甲烷(CH4)和丙烷(C3H8)的混合物，这样即使在三种温度下计测散热系数M1的值也没有问题。之后，基于观种样品混合气体的发热量Q的值和计测得到的散热系数M1的值，通过支持矢量回归，制作以散热系数^为独立变量、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。
在制作计算发热量Q的的1次方程式时，校准点可以3至5个为基准适当确定。制作得到的1次方程式由下述(3 式得到。观种样品混合气体的发热量Q以(3 式计算， 和实际发热量Q比较，其最大误差为2.1%。
Q = 39. 91-20. δθΧΜ^ΙΟΟ V )-0. 89XM1 (150 V )+19. 73XM1 (200 V ) . . (35) 在制作计算发热量Q的2次方程式时，校准点可以8至9个为基准适当确定。以制作得到2次方程式计算观种样品混合气体的发热量Q，和实际发热量Q相比，最大误差为 1. 2至1. 4%。在制作计算发热量Q的3次方程式时，校准点可以10至14个为基准适当确定。用制作得到的3次方程式计算观种样品混合气体的发热量Q，并与实际发热量Q比较， 发现最大误差不到1.2%。如图16和图17所示，取10个校准点制作的3次方程式计算得到的发热量Q和实际发热量Q近似良好。
符号说明 8微芯片 10计测机构 18隔热部件 20，21气体物性值测定系统 31Α, 31Β, 31C, 31D气压调节器 32�。�32Β, 32C，32D流量控制装置 50A，50B，50C，50D 储气瓶 60基板 61发热元件 62第一测温元件 63第二测温元件 64保温元件 65绝缘膜 66 空腔 91A，91B，91C，91D，92A，92B，92C，92D，93，102，103 流路 101 腔室 161，162，163，164，165，181，182，183 电阻元件 170，171运算放大器 301散热系数计算�？� 302计算式制作�？� 303驱动电路 305发热量计算�？� 312输入装置 313输出装置 322热传导率计算�？� 323浓度计算�？� 401散热系数存储装置 402计算式存储装置 403发热量存储装置 411热传导率存储装置 412浓度存储装置。
权利要求
1.一种发热量计算式制作系统，其特征在于，包括 被注入多种混合气体的容器；设置于所述容器的发热元件；计测机构，其基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测相对于所述发热元件的多个发热温度的所述多种混合气体各自的散热系数的值；和计算式制作�？椋�其基于所述多种混合气体的已知发热量的值和对于所述发热元件的多个发热温度所计测得到的所述散热系数的值，制作以相对于所述多种发热温度的散热系数为独立变量、以所述发热量为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，所述多个发热温度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数减去1的数。
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，所述计算式制作�？椴捎弥С质噶炕毓橹谱魉�述发热量计算式。
4.一种发热量计算式制作方法，其特征在于，包括 准备多种混合气体；基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测相对于所述发热元件的多个发热温度的所述多种混合气体各自的散热系数的值；基于所述多种混合气体的已知发热量的值和对于所述发热元件的多个发热温度所计测得到的所述散热系数的值，制作以相对于所述多种发热温度的散热系数为独立变量、以所述发热量为从属变量的发热量计算式。
5.如权利要求4所述的发热量计算式制作方法，其特征在于，所述多个发热温度的数量至少是从所述多种混合气体所包括的气体成分的数减去1的数。
6.如权利要求4或5所述的发热量计算式制作方法，其特征在于，在制作所述发热量计算式时，采用的是支持矢量回归。
7.如权利要求4或5所述的发热量计算式制作方法，其特征在于，所述多种混合气体分别为天然气。
8.一种发热量测定系统，其特征在于，包括 被注入发热量未知的计测对象混合气体的容器； 设置于所述容器的发热元件；计测机构，其基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测相对于所述发热元件的多个发热温度的所述计测对象混合气体的散热系数的值；计算式存储装置，其存储以相对于所述多个发热温度的所述散热系数为独立变量、以所述发热量为从属变量的发热量计算式；和发热量计算�？椋�其将所述计测对象混合气体的散热系数的值代入所述发热量计算式的散热系数的独立变量，计算所述计测对象混合气体的发热量的值。
9.如权利要求8所述的发热量测定系统，其特征在于，所述多个发热温度的数量至少是从所述计测对象混合气体所包括的多种种类的气体成分的数减去1的数。
10.如权利要求8或9所述的发热量测定系统，其特征在于，基于包含多种种类的气体成分的多种样本混合气体的发热量的值和在所述多个发热温度下所计测得到的所述多种样本混合气体的散热系数的值，制作以所述多个发热温度下的散热系数为独立变量、以所述发热量为从属变量的发热量计算式。
11.一种发热量测定方法，其特征在于，包括准备发热量未知的计测对象混合气体；基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测相对于所述发热元件的多个发热温度的所述计测对象混合气体的散热系数的值；准备以相对于所述多个发热温度的所述散热系数为独立变量、以所述发热量为从属变量的发热量计算式；将所述计测对象混合气体的散热系数的值代入所述发热量计算式的散热系数的独立变量，计算所述计测对象混合气体的发热量的值。
12.如权利要求11所述的发热量测定方法，其特征在于，所述多个发热温度的数量至少是从所述计测对象混合气体所包括的多种种类的气体成分的数减去1的数。
13.如权利要求11或12所述的发热量测定方法，其特征在于，基于包含多种种类的气体成分的多种样本混合气体的发热量的值和在所述多个发热温度下所计测得到的所述多种样本混合气体的散热系数的值，制作以所述多个发热温度下的散热系数为独立变量、以所述发热量为从属变量的发热量计算式。
14.一种物性测定系统，其特征在于，包括被注入气体的容器；设置于所述容器的发热元件；和计测机构，其基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件的温度比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测所述气体的散热系数的值。
15.如权利要求14所述的物性计测系统，其特征在于，进一步包括，基于所述计测得到的散热系数的值，计算所述气体的热传导率的热传导率计算�？�。
16.一种物性测定方法，其特征在于，包括准备气体；基于所述发热元件的温度和气氛温度近似时的所述发热元件的电阻值与所述发热元件比所述气氛温度高时的所述发热元件的电阻值的比，对所述发热元件的电阻值的偏移进行校正，并计测所述气体的散热系数的值。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够容易地测定气体发热量的发热量测定系统。该发热量测定系统包括被注入发热量未知的计测对象混合气体的腔室(101)；包括设置于腔室(101)的发热元件的微芯片(8)；基于发热元件的温度和气氛温度近似时发热元件的电阻值、与发热元件的温度比气氛温度高时的发热元件的电阻值，对发热元件的电阻值的偏移进行校正，计测相对于发热元件的多个发热温度的计测对象混合气体的散热系数的值的计测机构(10)；保存以相对于多个发热温度的散热系数为独立变量、以发热量为从属变量的发热量计算式的计算式存储装置(402)；将计测对象混合气体的散热系数的值代入发热量计算式的散热系数的独立变量，计算计测对象混合气体的发热量的值的发热量计算�？�(305)。
文档编号G01N25/20GK102200521SQ20111002776
公开日2011年9月28日 申请日期2011年1月18日 优先权日2010年3月25日
发明者大石安治 申请人:株式会社山武