JP2020139834A - 熱電特性評価ユニット、熱電特性評価装置及び熱電特性評価方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の熱電特性評価ユニットについて、図1−7を参照して説明する。
図8に示すように、本発明の熱電特性評価装置2は、熱電特性評価ユニット1、熱電特性評価ユニット1を制御し熱電特性評価ユニット1から送出される信号に基づいて評価試料Mの電気抵抗率、ゼーベック係数及び熱拡散率を測定する制御手段100と、評価試料Mを評価温度まで昇温する加熱手段200と、を備えている。
熱電特性評価装置2を用いた電気抵抗率、ゼーベック係数及び熱拡散率の測定方法について説明する。
・試料の光吸収の違いによる問題
・光の焦点を合わせるのが難しい
・装置構成が複雑となる
・高温環境下での計測において、評価試料の特定個所に正確にレーザを照射することが困難である
等の問題があった。
本発明の熱電特性評価ユニット1、熱電特性評価装置2及び熱電特性評価方法によれば、一つの測定装置で、同一評価試料Mを用い、同一測定方向(熱流方向)で電気抵抗率、ゼーベック係数及び熱拡散率を測定することができる。接触圧調整部材60により、測定プローブ10を評価試料Mに対して適切な圧力で確実に接触させることができるので、測定精度及び再現性を向上させることができる。
2…熱電特性評価装置
3…制御手段
10…測定プローブ
11…第1測定プローブ
12…第2測定プローブ
13…第3測定プローブ
14…第4測定プローブ
15…第1熱電対
15a…計測部
16…第1支持管
17…第2熱電対
17a…計測部
18…第2支持管
19…第3熱電対
19a…計測部
20…第3支持管
21…第4熱電対
21a…計測部
22…第4支持管
30…試料ホルダ
31…保持部材
32…ヒータ
33…ホルダシャフト
40…支持手段
41…支持部材
41a、41b、41c、41d…支持部材
42…プローブガイド
50…駆動手段
51…駆動装置
51a…駆動部
51b…駆動シャフト
52…駆動部材
53…ガイド部材
60…接触圧調整部材
60a、60b、60c、60d…接触圧調整部材
70…フランジ部
100…制御手段
110…デジタルマルチメータ
111…第1スイッチカード
112…第2スイッチカード
113…直流電圧・電流発生器
114…ファンクションジェネレータ
115…ヒータ加熱電源
116…制御装置
200…加熱手段
210…試料室
M…評価試料
Claims (5)
- 熱電材料からなる被測定物の電気抵抗率、ゼーベック係数及び熱拡散率を評価する熱電特性評価ユニットであって、
被測定物に接触し、被測定物からの電圧及び熱起電力を計測するための複数の測定プローブと、
前記被測定物が前記測定プローブと接触する測定面と反対側から前記被測定物を保持する保持部材と、
前記測定プローブをそれぞれ被測定物に押し当てるための押付け手段と、
前記被測定物の一端部を定常加熱または周期加熱して前記被測定物の測定面方向に温度差を発生させるためのヒータと、
を備え、
前記測定プローブは、それぞれ絶縁体の支持管に熱電対を通して先端を計測部として突出させて構成されており、それぞれの前記測定プローブの計測部が前記被測定物に流れる電流または熱流に沿った方向に配置されていることを特徴とする熱電特性評価ユニット。 - 前記ヒータは、前記保持部材に、前記被測定物の一端部で接触可能に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の熱電特性評価ユニット。
- 前記押付け手段は、
プッシュロッド機構を備え、前記測定プローブにそれぞれ取り付けられた接触圧調整部材と、
前記接触圧調整部材を介して前記複数の測定プローブを前記被測定物に向かって対して直線駆動する駆動手段と、を備え、
前記接触圧調整部材は、各測定プローブにおいて、前記計測部が前記被測定物に接触した後は、前記駆動手段による変位を吸収するとともに当該計測部による前記被測定物に対する押付け力を発生させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱電特性評価ユニット。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の熱電特性評価ユニットと、
当該熱電特性評価ユニットを制御し当該熱電特性評価ユニットから送出される信号に基づいて前記被測定物の電気抵抗率、ゼーベック係数及び熱拡散率を測定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする熱電特性評価装置。 - 請求項4に記載の熱電特性評価装置を用いた熱電特性評価方法であって、
前記熱電特性評価ユニットを用いて、被測定物に前記測定プローブをそれぞれ接触させる工程と、
前記測定プローブにより被測定物に電流を流し、他の測定プローブにより計測された異なる2点間の電圧に基づいて電気抵抗率を算出する工程と、
前記ヒータにより被測定物を定常加熱し、前記測定プローブにより測定される異なる2点間の温度差により発生する起電力に基づいてゼーベック係数を算出する工程と、
前記ヒータにより被測定物を周期加熱し、前記測定プローブにより異なる2点の温度波形データをそれぞれ取得し、前記制御手段で生成した基準となる温度波形データを用いて異なる2点間の周期的な温度変化の位相差を演算し、当該周期的な温度変化の位相差の周波数依存性に基づいて周期的な温度変化の位相差の周波数依存性に基づいて熱拡散率を算出する工程と、を備えたことを特徴とする熱電特性評価方法。
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