JP5769009B2 - Heat flow sensor and method of manufacturing heat flow sensor - Google Patents

Description

この発明は、伝熱測定に用いられる面状の熱流センサ及び熱流センサの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a planar heat flow sensor used for heat transfer measurement and a method for manufacturing the heat flow sensor.

一般に、例えば、建材としての断熱材の開発等に欠かせない役割を果たしているのが、断熱材の熱伝導率を測定する熱流センサである。   In general, for example, a heat flow sensor that measures the thermal conductivity of a heat insulating material plays an indispensable role in the development of a heat insulating material as a building material.

この熱流センサによる熱伝導率の測定精度の向上は、断熱材の過剰な使用によるスペースや資源の無駄の防止や、不十分な断熱施工によるエネルギーの無駄を避ける上でも望ましい。   Improvement of the measurement accuracy of the thermal conductivity by this heat flow sensor is also desirable for preventing waste of space and resources due to excessive use of the heat insulating material and avoiding waste of energy due to insufficient heat insulation construction.

このような建材に用いられる個々の断熱材は、熱伝導率が０．０２Ｗ／ｋ．ｍ（平均気温２０°ｃ）前後であるので、熱伝導率の測定は容易ではない。   The individual heat insulating materials used for such building materials have a thermal conductivity of 0.02 W / k. Since it is around m (average temperature 20 ° c), measurement of thermal conductivity is not easy.

しかしながら、建物の一部として実際に用いられる状態若しくは、その状態に近い状態で、内，外壁面パネル材等が、複数組み合わせられた建材となった状態では、内，外側面間を通過する熱流束の測定を行うことにより、比較的に容易に、断熱性能を測定することが出来る。   However, in a state where it is actually used as a part of a building, or in a state close to that state, when a plurality of inner and outer wall panel materials are combined into a building material, the heat flow passing between the inner and outer surfaces By measuring the bundle, the heat insulation performance can be measured relatively easily.

例えば、この測定には、図１２及び図１３に示す様な所謂サーモパイルＳが、用いられる。このサーモパイルＳは、複数の熱電対を面状に配列して、測定点を分散させると共に、これらの熱電対を直列に接続することにより、熱起電力を集積し、測定精度を向上させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。   For example, a so-called thermopile S as shown in FIGS. 12 and 13 is used for this measurement. In this thermopile S, a plurality of thermocouples are arranged in a plane to disperse measurement points, and these thermocouples are connected in series so as to integrate thermoelectromotive force and improve measurement accuracy. (For example, refer patent document 1).

このようなサーモパイルＳ自体を構成するセンサ基板は、絶縁性のガラスエポキシ樹脂製の薄板等によって、熱抵抗が小さくなるように薄板状に構成されている。   The sensor substrate constituting such a thermopile S itself is formed into a thin plate shape so that the thermal resistance is reduced by a thin plate made of insulating glass epoxy resin.

また、添着された被測定物Ｙの表面部位における温度分布差によって、測定される熱流束値が影響を受けないように、複数の熱電対が、均等間隔を置いて配列されている。
特開２００４−３７０９７号公報 In addition, a plurality of thermocouples are arranged at equal intervals so that the measured heat flux value is not affected by the temperature distribution difference at the surface portion of the attached measurement object Y.
JP 2004-37097 A

しかしながら、このような従来のサーモパイルでは、被測定物Ｙの表面部位に温度分布差による熱流束の測定値への影響が、少なくなるように、微細な寸法を有する多数の異種金属を、小面積のセンサ基板２の面内外方向へ貫通させて、均等間隔に配列させている。   However, in such a conventional thermopile, a large number of dissimilar metals having fine dimensions are reduced in a small area so that the influence of the temperature distribution difference on the surface portion of the object to be measured Y is reduced. These sensor substrates 2 are penetrated in the in-plane and out-of-plane directions and arranged at equal intervals.

このため、多数の貫通孔を形成して、熱電対を構成する導電性金属線材の各端縁を表裏側面に位置させたり、或いは巻付けて、金属線材の長手方向寸法を延長して、表裏側面に温度差Ｔ１−Ｔ２が、維持されるように構成されている。   For this reason, a large number of through holes are formed, and each end edge of the conductive metal wire constituting the thermocouple is positioned on the front and back side surfaces or wound to extend the longitudinal dimension of the metal wire to The temperature difference T1-T2 is maintained on the side surface.

例えば、熱電対を構成する一方の金属材料としてのコンスタンタン等を用いて、金属線材の断面積を小さく設定する場合、これらの多数の金属線材の加工が困難で、製造コストの上昇を招くと共に、断線や、或いは接触不良等が発生してしまう虞があった。   For example, when using constantan or the like as one metal material constituting the thermocouple and setting a small cross-sectional area of the metal wire, it is difficult to process these many metal wires, leading to an increase in manufacturing cost, There was a risk of disconnection or poor contact.

そこで、この発明は、製造コストの上昇を抑制しつつ、熱抵抗を容易に増減等調整して、良好な測定精度を得られる熱流センサ及び熱流センサの製造方法を提供することを目的としている。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a heat flow sensor and a method of manufacturing the heat flow sensor that can easily adjust the thermal resistance while suppressing an increase in manufacturing cost and obtain good measurement accuracy.

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、縦横に配列された複数の貫通孔が絶縁性の基板に形成され、前記複数の貫通孔に異種金属材料製の第１，第２導電性金属が交互に配設された電極脚部と、該基板の各側面で、隣接配置された該第１，第２導電性金属で構成された電極脚部の端部間を、電気的に直列接続すると共に、前記第１導電性金属，第２導電性金属又は、他の補償導線合金により構成される第３導電性金属からなり、該基板の両側面に位置する表面金属層を有する熱流センサであって、前記第１，第２導電性金属で構成される電極脚部のうち、少なくとも何れか一方は、前記基板の両側面間を貫通する絶縁材料製の芯材が、該基板に埋設された状態で、該芯材の外周面に、貫通方向に沿って被設されて、前記各側面に位置する前記第３導電性金属に、各端縁部を接続する連続金属膜層を有する熱流センサを特徴としている。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of through-holes arranged vertically and horizontally are formed in an insulating substrate, and the first and second conductive materials made of different metal materials are formed in the plurality of through-holes. Between the electrode legs in which the conductive metal is alternately disposed and the ends of the electrode legs composed of the first and second conductive metals disposed adjacent to each other on each side surface of the substrate. A heat flow having a surface metal layer connected in series and made of a third conductive metal composed of the first conductive metal, the second conductive metal, or another compensating conductor alloy, and located on both sides of the substrate In the sensor, at least one of the electrode leg portions made of the first and second conductive metals has a core made of an insulating material penetrating between both side surfaces of the substrate. In an embedded state, the core material is placed along the penetration direction on the outer peripheral surface of the core member, and is positioned on each side surface. The third conductive metal, is characterized in heat flow sensor having a continuous metal film layer for connecting the respective end edges.

また、請求項２に記載されたものは、前記連続金属膜層は、前記芯材の外周面を覆うメッキ層で形成し、該外周面の略全周を覆うことにより、環状の断面形状を有する金属筒体を構成する請求項１記載の熱流センサを特徴としている。   Further, according to a second aspect of the present invention, the continuous metal film layer is formed of a plating layer that covers the outer peripheral surface of the core member, and has an annular cross-sectional shape by covering substantially the entire periphery of the outer peripheral surface. The heat flow sensor according to claim 1, which constitutes a metal cylinder having the above, is characterized.

更に、請求項３に記載されたものは、前記第１，第２導電性金属で構成される各々の対となる電極脚部は、熱流量が、同等となるように、熱流方向の断面積が設定されている請求項１又は２記載の熱流センサを特徴としている。   Further, in the third aspect of the present invention, each pair of electrode legs made of the first and second conductive metals has a cross-sectional area in the heat flow direction so that the heat flow is equal. The heat flow sensor according to claim 1 or 2, wherein is set.

また、請求項４に記載されたものは、前記芯材が、伸長性の少ない材質で構成されている請求項１乃至３のうち、何れか一項記載の熱流センサを特徴としている。   Moreover, what is described in Claim 4 is characterized by the heat-flow sensor as described in any one of Claims 1 thru | or 3 with which the said core material is comprised with the material with few extensibility.

そして、請求項５に記載されたものは、前記伸長性の少ない材質は、フッ素系樹脂繊維を原料として造られている請求項４記載の熱流センサを特徴としている。   And what was described in Claim 5 is characterized by the heat flow sensor of Claim 4 in which the said material with few extensibility is made from the fluorine resin fiber as a raw material.

更に、請求項６に記載されたものは、前記伸長性の少ない材質は、フッ化ビニリデンである請求項５記載の熱流センサを特徴としている。   Further, the heat flow sensor according to claim 5 is characterized in that the material having low extensibility is vinylidene fluoride.

また、請求項７に記載されたものは、前記伸長性の少ない材質は、分子配列が縦方向に配列された単純構造の樹脂繊維材料である請求項４乃至６のうち、何れか一項記載の熱流センサを特徴としている。   In addition, according to a seventh aspect of the present invention, the material having low elongation is a resin fiber material having a simple structure in which molecular arrangement is arranged in the vertical direction. It features a heat flow sensor.

更に、請求項８に記載されたものは、前記第１導電性金属，第２導電性金属のうち、何れか一方と同一金属若しくは、同一金属を含む合金で、前記第３導電性金属を構成して、前記基板の一方の側面若しくは他側面に位置する表面金属層を、同温度とする請求項１乃至７のうち、何れか一項記載の熱流センサを特徴としている。   Furthermore, what is described in claim 8 is that the third conductive metal is composed of the same metal as one of the first conductive metal and the second conductive metal or an alloy containing the same metal. The heat flow sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the surface metal layer located on one side surface or the other side surface of the substrate has the same temperature.

そして、請求項９に記載されたものは、前記第１導電性金属，第２導電性金属は、それぞれ銅又はコンスタンタンであり、前記第３導電性金属は、銅又は、コンスタンタンのうち、前記第１導電性金属，第２導電性金属のうち、何れか一方の同一金属若しくは、同一金属を含む同種の合金で、前記第３導電性金属を構成することにより、前記基板の同一側面に位置する表面金属層の温度が、接続された端部の温度と同等となる請求項１乃至８のうち、何れか一項記載の熱流センサを特徴としている。   According to a ninth aspect of the present invention, the first conductive metal and the second conductive metal are each copper or constantan, and the third conductive metal is copper or constantan. The first conductive metal and the second conductive metal are either the same metal or the same kind of alloy containing the same metal, and the third conductive metal constitutes the same side surface of the substrate. The heat flow sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the temperature of the surface metal layer is equal to the temperature of the connected end portion.

また、請求項１０に記載されたものは、前記芯材が、前記基材を構成する絶縁性樹脂材料と同等の絶縁性樹脂材料で構成されている熱流センサを特徴とする。   A tenth aspect of the present invention is characterized by a heat flow sensor in which the core material is made of an insulating resin material equivalent to the insulating resin material constituting the base material.

そして、請求項１１に記載されたものは、前記芯材の外周面に沿って、前記第１導電性金属素材又は、第２導電性金属素材のうち、少なくとも何れか一方が被設された状態で張設して、周囲の間隙を埋める絶縁性樹脂材料を充填して、硬化させることにより、前記基板に用いる基材樹脂塊を形成すると共に、前記芯材の延設方向と直交する方向へ、該基材樹脂塊を平板状となるように切断する請求項１乃至１０のうち、何れか一項記載の熱流センサの製造方法を特徴としている。   And what was described in Claim 11 is the state by which at least any one was covered among the said 1st electroconductive metal raw material or the 2nd electroconductive metal raw material along the outer peripheral surface of the said core material. In a direction perpendicular to the extending direction of the core material, the insulating resin material filling the surrounding gap is filled and cured, and a base resin mass used for the substrate is formed. The method for manufacturing a heat flow sensor according to any one of claims 1 to 10, wherein the base resin mass is cut into a flat plate shape.

このように構成された請求項１記載の発明によれば、前記第１，第２導電性金属のうち、少なくとも何れか一方は、前記基板に埋設された芯材に沿って被設された前記連続金属膜層として、両端部が、前記基板の両側面に位置する前記各第３導電性金属に各々接続された状態で支持されて、電気的に導通可能とされている。   According to the invention of claim 1 configured as described above, at least one of the first and second conductive metals is provided along the core material embedded in the substrate. Both ends of the continuous metal film layer are supported in a state of being connected to the third conductive metals located on both side surfaces of the substrate, respectively, so that they can be electrically conducted.

このため、前記基板に配置された電極脚部として、前記第１，第２導電性金属を用いて、熱電対を形成する際、該熱流方向に直交する方向の該第１，第２導電性金属の断面積を、例えば、芯材の断面積及び外周寸法等を変更することにより、容易に増減させて設定することが出来る。   For this reason, when forming a thermocouple using the first and second conductive metals as the electrode legs disposed on the substrate, the first and second conductivity in the direction orthogonal to the heat flow direction. The cross-sectional area of the metal can be easily increased or decreased by changing, for example, the cross-sectional area of the core material and the outer peripheral dimensions.

従って、電極脚部として用いる前記第１，第２導電性金属が、例えば、熱流束の方向に直交する断面積を小さく設定した場合、加工が困難な素材であっても、これらの第１，第２導電性金属の電気的な断線や、或いは接触不良等を発生させること無く、熱伝導量，熱抵抗及び電気的抵抗の調整を行える。   Therefore, even when the first and second conductive metals used as the electrode legs are set to have a small cross-sectional area perpendicular to the direction of the heat flux, even if these materials are difficult to process, The amount of heat conduction, thermal resistance, and electrical resistance can be adjusted without causing electrical disconnection or poor contact of the second conductive metal.

よって、例えば、熱流束の方向に直交する断面積を小さく設定して、熱抵抗を容易に増大させることにより、良好な測定精度を得られる熱流センサを提供出来る。   Therefore, for example, it is possible to provide a heat flow sensor that can obtain good measurement accuracy by setting the cross-sectional area orthogonal to the direction of the heat flux small and easily increasing the thermal resistance.

また、請求項２に記載されたものは、このコンスタンタン金属材料が、前記芯材の外周面に対して、被設されるようにメッキ処理で略全周が覆われて、芯材の中心軸に沿う長手方向に連続して、電気的に導通可能な前記各連続金属膜層が形成されている。   Further, according to the second aspect of the present invention, the constantan metal material is coated on the outer peripheral surface of the core member so that the entire circumference is covered by plating so that the central axis of the core member is provided. Each continuous metal film layer that is electrically conductive is formed in the longitudinal direction along the line.

このため、更に、一方の側面に被設される帯状若しくは糸状の連続金属膜層に比して、円筒等、形状を限定して厚さ方向寸法及び芯材の直径方向寸法等のアスペクト比を用いるいことにより、容易に熱抵抗値の計算を行うことが出来る。   For this reason, in addition to the strip-like or thread-like continuous metal film layer provided on one side surface, the aspect ratio such as the thickness direction dimension and the diameter direction dimension of the core material is limited by limiting the shape. By using it, the thermal resistance value can be easily calculated.

更に、請求項３に記載されたものは、前記第１，第２導電性金属で構成される各々の対となる電極脚部は、熱流量が、同等となるように、熱流方向の断面積が設定されている。   Further, in the third aspect of the present invention, each pair of electrode legs made of the first and second conductive metals has a cross-sectional area in the heat flow direction so that the heat flow is equal. Is set.

このため、容易に、熱流量のバランスを取ることが出来て、更に、測定精度を向上させることが出来る。   For this reason, it is possible to easily balance the heat flow rate and further improve the measurement accuracy.

また、請求項４に記載されたものは、前記芯材が、伸長性の少ない材質で構成されている。   According to a fourth aspect of the present invention, the core material is made of a material having low extensibility.

このため、前記芯材が、加工時若しくは測定使用時に、殆ど伸長しないので、この円筒形状の連続金属膜層を、薄膜層化しても、長手方向に引っ張られて、切断されることが無い。   For this reason, since the said core material hardly expand | extends at the time of a process or measurement use, even if it makes this cylindrical continuous metal film layer into a thin film layer, it is pulled to a longitudinal direction and is not cut | disconnected.

そして、請求項５に記載されたものは、前記芯材を構成する伸長性の少ない材質は、フッ素系樹脂繊維を原料として造られている。   In the fifth aspect of the present invention, the material having a low elongation that constitutes the core material is made of a fluororesin fiber as a raw material.

このため、加工時若しくは測定使用時に、殆ど伸長しないので、取り扱い性が容易で、前記芯材を、比較的安価に構成出来る。   For this reason, since it hardly expands at the time of processing or measurement use, it is easy to handle, and the core material can be constructed at a relatively low cost.

更に、請求項６に記載されたものは、前記芯材を構成する伸長性の少ない材質は、フッ化ビニリデンであるので、径方向寸法の設定が容易に行える。   Further, in the present invention, since the material having a low elongation that constitutes the core material is vinylidene fluoride, the radial dimension can be easily set.

また、請求項７に記載されたものは、前記芯材を構成する伸長性の少ない材質は、分子配列が縦方向に配列された単純構造の樹脂繊維材料である。   According to a seventh aspect of the present invention, the material having low extensibility constituting the core material is a resin fiber material having a simple structure in which molecular arrangement is arranged in the vertical direction.

このため、剪断方向に容易に切断可能で、更に取り扱い性が容易である。   For this reason, it can be easily cut in the shearing direction and is easy to handle.

更に、請求項８に記載されたものは、前記第１導電性金属，第２導電性金属のうち、何れか一方と同一金属若しくは、同一金属を含む合金で、前記第３導電性金属を構成して、前記基板の一方の側面若しくは他側面に位置する表面金属層を、同温度とする熱流センサを特徴としている。   Furthermore, what is described in claim 8 is that the third conductive metal is composed of the same metal as one of the first conductive metal and the second conductive metal or an alloy containing the same metal. And the heat flow sensor which makes the surface metal layer located in one side surface or the other side surface of the said board | substrate the same temperature is characterized.

このため、第３導電性金属で構成された表面金属層が、各部分全体が、一接点のように測定代表点となり、同温度の中間金属として振る舞い、各金属線材の各端部と、金属筒体の各端部との間に起電力を生じさせる（中間金属の法則）。   For this reason, the surface metal layer composed of the third conductive metal becomes the measurement representative point as if the whole part is one contact point, behaves as an intermediate metal at the same temperature, each end of each metal wire, An electromotive force is generated between each end of the cylinder (the law of intermediate metal).

そして、請求項９に記載されたものは、前記第１導電性金属，第２導電性金属は、それぞれ銅又はコンスタンタンであり、前記第３導電性金属は、銅又は、コンスタンタンのうち、前記第１導電性金属，第２導電性金属のうち、何れか一方の同一金属若しくは、同一金属を含む同種の合金で、前記第３導電性金属を構成することにより、前記基板の同一側面に位置する表面金属層の温度が、前記表面金属層に接続された、前記表面金属層と同一金属若しくは同種の合金である前記第１導電性金属又は前記第２導電性金属の端部の温度と同等となる熱流センサを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, the first conductive metal and the second conductive metal are each copper or constantan, and the third conductive metal is copper or constantan. The first conductive metal and the second conductive metal are either the same metal or the same kind of alloy containing the same metal, and the third conductive metal constitutes the same side surface of the substrate. temperature of the surface metal layer, the surface metal layer is connected to, equal to the temperature of the surface metal layer and the end portion of the first conductive metal and the second conductive metal is an alloy of the same metal or the same kind It features a heat flow sensor.

このため、温度が同等となった表面金属層が接続された端部と同等となって、異種金属の接続で得られる熱電対が容易に構成される。   For this reason, the thermocouple obtained by the connection of a dissimilar metal is easily comprised by becoming equivalent to the edge part which the surface metal layer used as temperature became equal.

また、請求項１０に記載されたものは、前記芯材が、前記基板を構成する絶縁性樹脂材料と同等の絶縁性樹脂材料で構成されている熱流センサを特徴としている。 Further, the invention described in claim 10 is characterized by a heat flow sensor in which the core material is made of an insulating resin material equivalent to the insulating resin material constituting the substrate .

このため、基板であるエポキシ樹脂と同等の膨張率及び強度等の性能を有して、更に、物理的変形への対応性が良好で、前記被設された連続金属膜層を良好な熱伝導状態のまま、保持することができる。   For this reason, it has performance such as expansion coefficient and strength equivalent to the epoxy resin that is the substrate, and also has good compatibility with physical deformation, and the continuous metal film layer that is installed has good heat conduction. It can be kept in a state.

そして、請求項１１に記載されたものは、前記芯材の外周面に沿って、前記第１導電性金属素材又は、第２導電性金属素材のうち、少なくとも何れか一方が被設された状態で張設して、周囲の間隙を埋める絶縁性樹脂材料を充填して、硬化させることにより、前記基板に用いる、基材樹脂塊を形成すると共に、前記芯材の延設方向と直交する方向へ、該基材樹脂塊を平板状となるように切断する請求項１乃至１０のうち、何れか一項記載の熱流センサの製造方法を特徴としている。   And what was described in Claim 11 is the state by which at least any one was covered among the said 1st electroconductive metal raw material or the 2nd electroconductive metal raw material along the outer peripheral surface of the said core material. In the direction perpendicular to the extending direction of the core material, the base resin mass used for the substrate is formed by filling and curing an insulating resin material that fills the surrounding gap and curing. The method of manufacturing a heat flow sensor according to any one of claims 1 to 10, wherein the base resin mass is cut into a flat plate shape.

このような請求項１１に記載された熱流センサの製造方法では、予め芯材の外周面に沿って、前記第１導電性金属素材又は、第２導電性金属素材のうち、少なくとも何れか一方が被設されているので、容易に、熱流束方向と直交する方向の断面積を増減等、設定出来、熱抵抗の最適なバランスを得ることが出来る熱流センサが提供される。   In the method for manufacturing a heat flow sensor according to claim 11, at least one of the first conductive metal material and the second conductive metal material is previously provided along the outer peripheral surface of the core material. Since it is provided, a heat flow sensor that can easily set the cross-sectional area in the direction orthogonal to the heat flux direction, such as increasing or decreasing, and can obtain the optimum balance of heat resistance is provided.

この発明の実施の形態の熱流センサの要部の構成を説明する一部断面拡大斜視図である。It is a partial cross section expansion perspective view explaining the structure of the principal part of the heat flow sensor of embodiment of this invention. 実施の形態の熱流センサで、（ａ）は、芯材を設けた電極脚部の一方の金属の構成を説明する模式的な拡大断面斜視図、（ｂ）は比較例として示す線材の模式的な拡大断面図である。In the heat flow sensor of the embodiment, (a) is a schematic enlarged cross-sectional perspective view for explaining the configuration of one metal of the electrode leg portion provided with the core material, and (b) is a schematic diagram of a wire shown as a comparative example. FIG. 実施の形態の熱流センサとしてのサーモパイルの正面図である。It is a front view of the thermopile as a heat flow sensor of an embodiment. 実施の形態の熱流センサで、図３中Ａ−Ａ線に沿った位置での拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view at a position along the line AA in FIG. 3 in the heat flow sensor of the embodiment. 実施の形態の熱流センサで用いられる中間金属の法則を説明し、（ａ）は、一般的な熱電対を多数個、埋設したサーモパイルの模式的な断面図、（ｂ）は、この実施の形態のサーモパイルの図４に相当する部分で、等価となるサーモパイルの模式的な断面図である。The law of the intermediate metal used in the heat flow sensor of the embodiment will be described. (A) is a schematic cross-sectional view of a thermopile in which a large number of general thermocouples are embedded, and (b) is the embodiment. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an equivalent thermopile in a portion corresponding to FIG. 4 of the thermopile. 実施の形態の熱流センサの製造方法で、型枠に金属素材をセットして、液状溶融樹脂材を流し込む様子を説明する分解斜視図である。It is a disassembled perspective view explaining a mode that a metal raw material is set to a mold and a liquid molten resin material is poured in the manufacturing method of the heat flow sensor of the embodiment. 実施の形態の熱流センサの製造方法で硬化した樹脂塊を型枠から取り出す様子を説明する分解斜視図である。It is a disassembled perspective view explaining a mode that the resin lump hardened | cured with the manufacturing method of the heat flow sensor of embodiment is taken out from a formwork. 実施の形態の熱流センサの製造方法で、取り出された樹脂塊をサーモパイルのセンサ基板として、平板状に切り出す工程を説明し、（ａ）は、硬化した樹脂塊の端面を切り揃える工程を、（ｂ）は、厚さ方向寸法ｈで、複数枚のセンサ基板を切り出す工程を説明する模式的な斜視図である。In the manufacturing method of the heat flow sensor according to the embodiment, a step of cutting out the extracted resin mass into a plate shape as a thermopile sensor substrate will be described, and (a) includes a step of aligning the end surfaces of the cured resin mass ( FIG. 7B is a schematic perspective view illustrating a process of cutting out a plurality of sensor substrates with a thickness direction dimension h. 実施の形態の熱流センサの製造方法で、センサ基板の側面に、メッキ処理を施す工程を説明し、（ａ）は、平板状のセンサ基板にエッチングを施す様子を説明する模式的な斜視図、（ｂ）は、センサ基板に、銅メッキ処理を施す為、メッキ槽に浸ける様子を説明する模式図、（ｃ）は、表面金属層及び端子片がメッキ処理により形成されたサーモパイルの模式的な斜視図である。In the method of manufacturing a heat flow sensor according to the embodiment, a step of performing a plating process on the side surface of the sensor substrate will be described, and (a) is a schematic perspective view illustrating a state in which etching is performed on the flat sensor substrate. (B) is a schematic diagram for explaining how the sensor substrate is immersed in a plating tank in order to perform copper plating, and (c) is a schematic of a thermopile in which a surface metal layer and terminal pieces are formed by plating. It is a perspective view. 本願発明の実施の形態の実施例１の熱流センサで、サーモパイル一端部の構成を説明する要部の拡大平面図である。In the heat flow sensor of Example 1 of embodiment of this invention, it is an enlarged plan view of the principal part explaining the structure of a thermopile one end part. 実施の形態の実施例１の熱流センサで、図１０中Ｂ−Ｂ線に沿った位置での拡大断面図である。FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view at the position along the line BB in FIG. 10 in the heat flow sensor of Example 1 of the embodiment. 一般的な熱流センサとして、サーモパイルを用いて、被測定物である建物の外壁部等の断熱性能を測定している様子を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows a mode that the heat insulation performance of the outer wall part etc. of the building which is a to-be-measured object is measured using a thermopile as a general heat flow sensor. 一般的な熱流センサで、熱流量Ｑの方向を矢印で示す図１２中Ｃ−Ｃ線に沿った位置での要部の縦断面図である。It is a general heat flow sensor, and is a longitudinal cross-sectional view of the principal part in the position along the CC line in FIG. 12 which shows the direction of the heat flow rate Q with the arrow.

以下、この発明の実施の形態の熱流センサを、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, a heat flow sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１乃至図１３は、熱伝導率及び熱流量等を測定するための複数の熱電対が、平板面状に形成された基板としてのセンサ基板２に、略等間隔で配列されてなる熱流センサとしてのサーモパイルＳ及びその製造方法を示すと共に、中間金属の法則等及び、このサーモパイルＳを用いた熱流量Ｑの測定方法を説明するものである。   1 to 13 show a heat flow sensor in which a plurality of thermocouples for measuring thermal conductivity, heat flow rate, and the like are arranged on a sensor substrate 2 as a substrate formed in a flat plate shape at substantially equal intervals. The thermopile S and its manufacturing method are shown, and the method of measuring the heat flow Q using the thermopile S and the laws of the intermediate metal and the like are described.

まず、図１乃至図５を用いて、この実施の形態の熱流センサとしてのサーモパイルＳの構成について説明する。   First, the configuration of the thermopile S as the heat flow sensor of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

この実施の形態のサーモパイルＳでは、前記熱流センサ本体として測定代表点の絶対温度を個別に測定可能な熱電対３…が、図１に示すようなエポキシ樹脂製の絶縁性樹脂材料によって構成される前記センサ基板２に、所定の配列及びピッチが設けられて、面内，外方向へ、貫通形成された複数の貫通孔９…，１０…には、等間隔で配置される複数の金属線材４…と、これらの金属線材４…の列に対して、交互の列となるように、等間隔で配置された金属筒体５…とが、電極脚部として埋設されている。   In the thermopile S of this embodiment, the thermocouples 3... Capable of individually measuring the absolute temperature of the measurement representative point as the heat flow sensor main body are formed of an insulating resin material made of epoxy resin as shown in FIG. The sensor substrate 2 is provided with a predetermined arrangement and pitch, and a plurality of metal wires 4 are arranged at equal intervals in the plurality of through holes 9, 10. ... and metal cylinders 5 arranged at equal intervals so as to be alternately arranged with respect to the rows of these metal wire rods 4 ... are embedded as electrode legs.

この金属筒体５…を構成する第２導電性金属は、前記金属線材４…を構成する銅又は、ニッケル等の金属とは、異種金属であるコンスタンタン等で構成されている。   The second conductive metal composing the metal cylinders 5 is composed of constantan or the like, which is a different metal from the metal such as copper or nickel composing the metal wire 4.

そして、これらの第１，第２導電性金属のうち、センサ基板２の各側面２ｃ，２ｄに露呈する各端部間が、第３導電性金属により、接続されることにより、センサ基板２の両側面間の温度差によって、起電可能な多数対の熱電対３…が、構成されている。   And among these 1st, 2nd electroconductive metals, between each edge part exposed to each side surface 2c, 2d of the sensor board | substrate 2 is connected by the 3rd electroconductive metal, The sensor board | substrate 2 of A large number of thermocouples 3... Capable of generating electricity are constituted by the temperature difference between both side surfaces.

すなわち、このサーモパイルＳのセンサ基板２の各両側面２ｃ，２ｄには、これらの金属線材４及び金属筒体５間を、通電可能に各々接続する複数の表面金属層６…が形成されている。   That is, on each side surface 2c, 2d of the sensor substrate 2 of the thermopile S, a plurality of surface metal layers 6 are connected to connect the metal wire 4 and the metal cylinder 5 so as to be energized. .

これらの表面金属層６…は、前記第１導電性金属，第２導電性金属又は、他の補償導線合金若しくは、これらと同等の金属製材料により構成される第３導電性金属で構成されて、前記第１導電性金属，第２導電性金属と同じ条件下では、一つの中間金属として扱える特性を有する補償導線合金等が用いられている。   These surface metal layers 6 are made of the third conductive metal made of the first conductive metal, the second conductive metal, the other compensating conductor alloy, or a metal material equivalent to these. Under the same conditions as the first conductive metal and the second conductive metal, a compensating conductor alloy having a characteristic that can be handled as one intermediate metal is used.

この実施の形態のセンサ基板２の両方の側面２ｃ，２ｄには、図１に示すように、平面視略矩形状を呈する多数（又は複数）の表面金属層６としての表面コンスタンタン層６ａ…が、配列されている。   On both side surfaces 2c and 2d of the sensor substrate 2 of this embodiment, as shown in FIG. 1, a surface constantan layer 6a ... as a large number (or a plurality) of surface metal layers 6 having a substantially rectangular shape in plan view. Are arranged.

また、このセンサ基板２の側面２ｃとは、反対側（他方）の側面２ｄには、平面視略長方形形状を呈する多数（又は複数）の表面金属層６としての表面コンスタンタン層６ａ…が、配列されている。   Further, on the side surface 2d opposite to the side surface 2c of the sensor substrate 2, a large number (or a plurality) of surface constantan layers 6a as a surface metal layer 6 having a substantially rectangular shape in plan view are arranged. Has been.

この実施の形態の表面金属層６，６は、前記第２導電性金属として用いられるコンスタンタンと同じコンスタンタン金属素材で構成された第３導電性金属によって、形成されていて、両側面２ｃ，２ｄに、メッキ処理が施される際に、各々このセンサ基板２の両側面２ｃ，２ｄの表面に付着して、薄膜層状の表面コンスタンタン層６ａ，６ａとなるように構成されている。   The surface metal layers 6 and 6 of this embodiment are formed of a third conductive metal made of the same constantan metal material as the constantan used as the second conductive metal, and are formed on both side surfaces 2c and 2d. When the plating process is performed, the sensor substrate 2 is configured to adhere to the surfaces of both side surfaces 2c and 2d to form thin-film surface constantan layers 6a and 6a.

そして、面内，外方向に長手方向を有する複数の熱電対３…の各金属線材４…及び円筒形状の各金属筒体５…の各両端部が、このコンスタンタンのメッキ処理が行われる際に、表面金属層６，６の表面コンスタンタン層６ａ，６ａに対して、交互に通電可能となるように電気的に接続される。   When each end of each of the metal wires 4 of the plurality of thermocouples 3 having the longitudinal direction in the in-plane and outward directions and the cylindrical metal cylinders 5 is subjected to the constantan plating process. The surface metal layers 6 and 6 are electrically connected to the surface constantan layers 6a and 6a so that they can be alternately energized.

この実施の形態のサーモパイルＳのセンサ基板２は、主に、平板状に形成されて、前記複数の熱電対３…の各金属線材４及び金属筒体５…が、面内，外方向に貫通するように、配列されて、測定代表点の絶対温度が個別に測定可能である他、局所的な温度差あるいは温度勾配に比例した電圧が出力される。   The sensor substrate 2 of the thermopile S of this embodiment is mainly formed in a flat plate shape, and the metal wires 4 and the metal cylinders 5 of the plurality of thermocouples 3 penetrate in the in-plane and outward directions. As described above, the absolute temperature of the measurement representative point can be individually measured, and a voltage proportional to a local temperature difference or temperature gradient is output.

そして、これらの複数の熱電対３…が、端子片７，８間で直列に接続されることにより、このセンサ基板２の両側面間の温度差が、熱流量として等価となる測定電流に、高効率で変換される。   Then, by connecting these plural thermocouples 3 in series between the terminal pieces 7 and 8, the temperature difference between both side surfaces of the sensor substrate 2 becomes a measurement current that is equivalent as a heat flow rate, It is converted with high efficiency.

このため、このサーモパイルＳの一方の側面２ｃを、被測定物Ｙに添接させることにより、被測定物Ｙの添接された表面側からの熱流量Ｑ又は、熱流束の値が、測定電流値として測定されるように構成されている。   For this reason, when one side surface 2c of the thermopile S is brought into contact with the object to be measured Y, the heat flow rate Q or the value of the heat flux from the surface side to which the object to be measured Y is attached becomes the measurement current. It is configured to be measured as a value.

すなわち、詳述すると、このセンサ基板２には、縦横にマトリックス状に配列された前記表面金属層６を構成する表面コンスタンタン層６ａ…及び前記各端子片７，８の下方で、両側に位置する表面金属層６，６の間には、図４に示すような第１貫通孔９…及び第２貫通孔１０…が、面内，外方向を垂直に貫通するように形成されている。   That is, in detail, the sensor substrate 2 is positioned on both sides below the surface constantan layers 6a... And the terminal pieces 7 and 8 constituting the surface metal layer 6 arranged vertically and horizontally in a matrix. Between the surface metal layers 6 and 6, first through holes 9 and second through holes 10 as shown in FIG. 4 are formed so as to vertically penetrate in and out of the plane.

そして、前記第１貫通孔９…には、第１導電性金属としての銅製の金属線材４…が、各々略丸棒状を呈して、軸方向を面内，外方向に沿わせた直線状に埋設されていて、前記センサ基板２の両側面に位置する各表面コンスタンタン層６ａ，６ａに各々電気的に接続されている。   In the first through-holes 9, copper metal wires 4 as the first conductive metal each have a substantially round bar shape, and are linear in the axial direction along the in-plane and outward directions. It is buried and electrically connected to the surface constantan layers 6a, 6a located on both side surfaces of the sensor substrate 2, respectively.

また、前記第２貫通孔１０…内には、断面円筒形状の金属製膜材によって、各側面２ｃ，２ｄ間の電気的な導通を行う金属筒体５…が、各々埋設されている。   Further, in the second through holes 10..., Metal cylinders 5... For electrically conducting between the side surfaces 2 c and 2 d are respectively embedded by a metal film material having a cylindrical cross section.

この金属筒体５は、各々前記センサ基板２の両側面間を貫通する絶縁材料であるポリフッ化ビニリデン樹脂（フロロカーボン）製の糸状の芯材５ｂと、この芯材５ｂを中心に有して、このセンサ基板２に埋設された状態で、図２中（ａ）に示す様に、この芯材５ｂの外周面５ｃに、貫通方向に沿って被設された第２導電性金属としてのコンスタンタンで構成される連続金属膜層５ａ…とを有することにより、主に構成されている。   This metal cylinder 5 has a thread-like core material 5b made of polyvinylidene fluoride resin (fluorocarbon) which is an insulating material penetrating between both side surfaces of the sensor substrate 2, and the core material 5b. In the state embedded in the sensor substrate 2, as shown in FIG. 2A, the constantan as the second conductive metal is provided on the outer peripheral surface 5c of the core member 5b along the penetration direction. It is mainly comprised by having the continuous metal film layer 5a ... comprised.

この実施の形態の芯材５ｂは、軸方向を面内，外方向に沿わせた直線状に張設される細糸体によって構成されて、同一断面積を呈する断面形状を略真円形状としている。   The core material 5b of this embodiment is configured by a thin thread body stretched linearly with the axial direction in-plane and outward, and the cross-sectional shape exhibiting the same cross-sectional area is a substantially perfect circle shape. Yes.

そして、この実施の形態では、このコンスタンタン金属材料が、前記芯材５ｂの外周面５ｃに対して、被設されるようにメッキ処理で略全周が覆われて、芯材５ｂの中心軸に沿う長手方向に連続して、電気的に導通可能な前記各連続金属膜層５ａ…が形成されている。   In this embodiment, the constantan metal material is coated on the outer peripheral surface 5c of the core material 5b so that the entire circumference is covered by plating so that the constant axis metal material is attached to the central axis of the core material 5b. The continuous metal film layers 5a... That are electrically conductive are formed in the longitudinal direction along the line.

この金属筒体５のうち、前記芯材５ｂの直径を約φ５０（ミクロン）とすると、連続金属膜層５ａの厚さ方向寸法ｗ１は、約１〜１０（ミクロン）で、望ましくは、約２〜３（ミクロン）で、図２中（ｂ）に示す様に、例えば、線状のコンスタンタン材２５を使用する場合の加工限界である直径約φ１００（ミクロン）の直径ｄ２の場合に比して、断面積を減少させて、熱抵抗を増大させる方向への調整が容易となっている。   If the diameter of the core material 5b of the metal cylinder 5 is about φ50 (micron), the thickness direction dimension w1 of the continuous metal film layer 5a is about 1 to 10 (micron), preferably about 2 2 to 3 (micron), as shown in FIG. 2B, for example, compared to the case of the diameter d2 having a diameter of about φ100 (micron), which is the processing limit when using the linear constantan material 25 It is easy to adjust in a direction to reduce the cross-sectional area and increase the thermal resistance.

そして、この実施の形態では、面内，外方向（熱流束の方向）に直交する断面形状を、円環形状とする導電体として、外径方向に位置する前記センサ基板２のエポキシ樹脂材料の第２貫通孔１０の内側面と、この連続金属膜層５ａの外側面とを一体に融着させることで、外力が加わっても変形しにくく、内，外両側面から支持されて、両各端部間に安定した通電特性を与えられる。   And in this embodiment, the cross-sectional shape orthogonal to the in-plane and outward direction (the direction of heat flux) is used as an annular conductor, and the epoxy resin material of the sensor substrate 2 located in the outer diameter direction is used as the conductor. By integrally fusing the inner side surface of the second through-hole 10 and the outer side surface of the continuous metal film layer 5a, it is difficult to be deformed even when an external force is applied, and is supported from both the inner and outer side surfaces. Stable energization characteristics can be given between the end portions.

従って、前記センサ基板２の各側面に位置する表面コンスタンタン層６ａ，６ａに、各々電気的にこれらの各端部を各々接続することにより、前記銅線で構成される金属線材４…と共に、異種金属の対となる電極脚部となって、熱電対３…が構成される。   Accordingly, by electrically connecting the respective end portions to the surface constantan layers 6a, 6a located on the respective side surfaces of the sensor substrate 2, the metal wires 4 made of the copper wire are used together with the different kinds of metal wires 4 ... The thermocouples 3 are formed as electrode legs that are metal pairs.

このうち、各金属線材４…に用いられる銅は、金属筒体５に用いられるコンスタンタンに比して高い熱伝導率を有することが知られている。   Among these, it is known that copper used for each metal wire 4 has a higher thermal conductivity than constantan used for the metal cylinder 5.

次に、この実施の形態の熱流センサの製造方法について、図２，図６乃至図９を用いて説明する。   Next, a method for manufacturing the heat flow sensor of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 6 to 9.

このような熱電対３…が複数個、直列に配線されて埋設されたサーモパイルＳを形成するには、図２中（ａ）に示す様に、先ず糸線状に延伸されたポリフッ化ビニリデン樹脂（フロロカーボン）製の芯材５ｂが、陽極となるように帯電されている。導電性の素材は電解槽に浸けて陽極に繋ぐ事によってメッキ処理が行われる。この際、この実施の形態ののように、ポリフッ化ビニリデン樹脂若しくは、プラスチック等の不導体にメッキを施す場合には、表面に導電化処理が施されてから電解槽に浸けたり、或いは、真空蒸着によってメッキが施される。   In order to form a thermopile S in which a plurality of such thermocouples 3 are wired in series and embedded, as shown in FIG. 2 (a), first, a polyvinylidene fluoride resin stretched in a filament shape is used. The core material 5b made of (fluorocarbon) is charged so as to be an anode. The conductive material is immersed in an electrolytic cell and connected to the anode for plating. At this time, as in this embodiment, when plating a non-conductive material such as polyvinylidene fluoride resin or plastic, the surface is subjected to a conductive treatment and then immersed in an electrolytic cell, or a vacuum is applied. Plating is performed by vapor deposition.

次に、図６に示す様に、中央部に、略直方体形状のキャビティ空間３０を有する外枠体１７の内側面間で、このキャビティ空間３０内を横断するように、複数の前記金属線材４…と、金属筒体５…とが、平行でしかも交互となるように張設される。   Next, as shown in FIG. 6, a plurality of the metal wire rods 4 are arranged so as to cross the inside of the cavity space 30 between the inner side surfaces of the outer frame body 17 having a substantially rectangular parallelepiped cavity space 30 at the center. ... and the metal cylinders 5 are stretched in parallel and alternately.

そして、底面部３２の四隅から、円柱部材３１…が各々突設された台座１６の上に、この外枠体１７がセットされて、金型１５にエポキシ樹脂材３９を流し込むか或いは、液状のエポキシ樹脂槽内に浸ける前工程の金型１５組立工程が終了する。   Then, the outer frame body 17 is set on the pedestal 16 from which the cylindrical members 31 are respectively projected from the four corners of the bottom surface portion 32, and the epoxy resin material 39 is poured into the mold 15 or is liquid. The mold 15 assembling process of the previous process immersed in the epoxy resin tank is completed.

次に、この金型１５のキャビティ空間３０の上部に開口形成された流入開口部１７ａから、液状のエポキシ樹脂材３９が流し込まれる。   Next, a liquid epoxy resin material 39 is poured from an inflow opening 17 a formed in the upper part of the cavity space 30 of the mold 15.

このエポキシ樹脂材３９が硬化した後、図７に示す様に、前記台座１６の上から、前記外枠体１７を外して、略直方体形状の基材樹脂塊４０が、前記キャビティ空間３０内の空間から取り出される。   After the epoxy resin material 39 is cured, as shown in FIG. 7, the outer frame body 17 is removed from the pedestal 16, so that the substantially rectangular parallelepiped base resin mass 40 is formed in the cavity space 30. Removed from space.

図８中（ａ）に示すこの基材樹脂塊４０の端面部４０ａ，４０ａは、二点鎖線で示すように、平坦となるように切削される。   The end surface portions 40a and 40a of the base resin mass 40 shown in FIG. 8A are cut so as to be flat as indicated by a two-dot chain line.

そして、図８中（ｂ）に示される様に、前記基材樹脂塊４０の端面が、ワイヤカッタ５０等が用いられて、所望の厚さ方向寸法ｈで切断されて、平面状のセンサ基板２…として成型される。   Then, as shown in FIG. 8B, the end surface of the base resin mass 40 is cut with a desired thickness direction dimension h by using a wire cutter 50 or the like, and the planar sensor substrate 2 is used. It is molded as ...

この際、前記各金属筒体５…が、芯材５ｂの外周面５ｃに蒸着されて、この芯材５ｂによって、内側から支持されているので、前記ワイヤカッタ５０により切断される際の押圧力によって、前記第１，第２貫通孔９…，１０…の内側面から剥離したり、或いは、変形や断線を起こす虞がない。   At this time, since each of the metal cylinders 5 is deposited on the outer peripheral surface 5c of the core material 5b and supported by the core material 5b from the inside, the pressing force when being cut by the wire cutter 50 is used. There is no risk of peeling from the inner surfaces of the first and second through holes 9, 10, or causing deformation or disconnection.

次に、図９に示す様に、このセンサ基板２にメッキが施されて、前記各金属線材４…と、各金属筒体５…との間が、第３導電性金属としての表面金属層６…の各表面コンスタンタン層６ａ…によって、連結接続された状態となる。   Next, as shown in FIG. 9, the sensor substrate 2 is plated, and a surface metal layer serving as a third conductive metal is formed between the metal wires 4 and the metal cylinders 5. Each surface constantan layer 6a ... of 6 ... is connected and connected.

即ち、図９（ａ）中、二点鎖線に示す様に、前記センサ基板２の各両側面２ｃ，２ｄ全体に、エッチング処理が施され、前記端子片７，８及び複数の表面金属層６…の各表面コンスタンタン層６ａ…が形成される予定の部分が、残されている。   That is, as shown by a two-dot chain line in FIG. 9A, the entire side surfaces 2c and 2d of the sensor substrate 2 are etched to form the terminal pieces 7 and 8 and the plurality of surface metal layers 6. The portions where the respective surface constantan layers 6a ... are to be formed are left.

この実施の形態では、図９中二点鎖線で示すように、センサ基板２の一方の側面２ｃ上に短冊状（長方形状）の表面金属層６…各表面コンスタンタン層６ａ…が、ジグザグに複数個、配列され、反対側の側面２ｄにも、前記直列に接続されるように、一部重ね合わせられた、短冊状（長方形状）の各表面コンスタンタン層６ａ…が、ジグザグに複数個、配列される様に、エッチング処理が施される。   In this embodiment, as shown by a two-dot chain line in FIG. 9, a plurality of strip-shaped (rectangular) surface metal layers 6... Each surface constantan layer 6 a are zigzag on one side surface 2 c of the sensor substrate 2. A plurality of strip-shaped (rectangular) surface constantan layers 6a are arranged in zigzag so as to be connected in series to the side surface 2d on the opposite side. As shown, an etching process is performed.

図９中（ｂ）に示すように、メッキ処理が施される際には、前記金属線材４の端部及び、芯材５ｂに円筒状に被設された連続金属膜層５ａの端部とが、変形又は脱落等することなく、確実に、センサ基板２の両側面２ｃ，２ｄの端子片７，８及び複数の表面コンスタンタン層６ａ…が形成される予定の部分に位置して外部に露出されている。   As shown in FIG. 9B, when the plating process is performed, the end of the metal wire 4 and the end of the continuous metal film layer 5a provided in a cylindrical shape on the core 5b However, it is surely exposed to the outside without being deformed or dropped off, etc. without being deformed or dropped out, at the portions where the terminal pieces 7 and 8 and the plurality of surface constantan layers 6a... Has been.

このため、図９中（ｃ）に示すように、メッキ処理が施されると、前記端子片７及び端子片８間では、これらの金属線材４の端部及び、連続金属膜層５ａの端部間が、第３金属接続体で、しかも、この連続金属膜層５ａと同一のコンスタンタン金属素材で構成される表面コンスタンタン層６ａ…によって、直列接続される。   For this reason, as shown in FIG. 9 (c), when the plating process is performed, between the terminal piece 7 and the terminal piece 8, the end portions of these metal wires 4 and the end portions of the continuous metal film layer 5a. The parts are connected in series by a third metal connector and a surface constantan layer 6a made of the same constantan metal material as the continuous metal film layer 5a.

従って、微細なエッチング処理によって、接続不良が発生する虞が減少し、図９中（ｃ）に示すように、表面金属層６…を構成する表面コンスタンタン層６ａ…が、センサ基板２の一方の側面２ｃ及び他方の側面２ｄにジグザグに複数個、配列されて、多数の熱電対の測定代表点が、面状に略均等に配分されることにより、温度分布の不均衡に影響を受けにくくなる為、測定精度が良好なサーモパイルＳを構成することができる。   Accordingly, the possibility of poor connection is reduced by the fine etching process, and as shown in FIG. 9C, the surface constantan layer 6a constituting the surface metal layer 6 is formed on one side of the sensor substrate 2. A plurality of zigzag array of zigzags are arranged on the side surface 2c and the other side surface 2d, and the measurement representative points of a large number of thermocouples are substantially evenly distributed in a plane shape, thereby making it less susceptible to temperature distribution imbalances. Therefore, the thermopile S with good measurement accuracy can be configured.

この各表面金属層６…は、図１に示すように、各両側面２ｃ，２ｄの各表面コンスタンタン層６ａ，６ａの端部が、長手方向を直交させて前記センサ基板２の面内外方向で、重複する位置に、配置されている。   As shown in FIG. 1, each of the surface metal layers 6... Has end portions of the surface constantan layers 6a and 6a on both side surfaces 2c and 2d in the in-plane and out-of-plane directions of the sensor substrate 2 with their longitudinal directions orthogonal to each other. , Are arranged at overlapping positions.

このため、各表面コンスタンタン層６ａ，６ａ間が、前記センサ基板２の面内外方向の最短距離で直線状に直列に配置される前記金属線材４…，及び金属筒体５…で、接続される。   For this reason, the surface constantan layers 6a, 6a are connected by the metal wire 4 ... and the metal cylinder 5 ... arranged in series in a straight line at the shortest distance in the in-plane / outside direction of the sensor substrate 2. .

このように面状となるように略均等に分布している各熱電対３…は、微細な電流を個別に発生させても、直列に配列されることにより、この直列回路の両端の前記端子片７，８から、容易に熱流束値として、電流を測定することが出来る。   Each of the thermocouples 3... Distributed substantially uniformly so as to have a planar shape as described above is arranged in series even if a minute current is individually generated, thereby the terminals at both ends of the series circuit. From the pieces 7 and 8, the current can be easily measured as the heat flux value.

しかも、各熱電対３…は、各側面２ｃ，２ｄで、面状となるように略均等に分布されているので、添着された被測定物Ｙの表面部位における熱流量又は熱流束を計測する際、温度分布差によって影響を受けにくく、更に測定精度を向上させることが可能である。   Moreover, the thermocouples 3 are distributed substantially evenly on the side surfaces 2c and 2d so that the heat flow rate or heat flux at the surface portion of the attached measurement object Y is measured. At this time, it is difficult to be affected by the temperature distribution difference, and the measurement accuracy can be further improved.

また、この実施の形態では、金属線材４は、熱伝導率が、約４０３Ｗ／ｍ・Ｋの銅製であり、金属筒体５は、熱伝導率が、約２２Ｗ／ｍ・Ｋのコンスタンタンが用いられている。このため、銅製の金属線材４の熱伝導率は、コンスタンタン製の金属筒体５の熱伝導率の約１８倍となる。   In this embodiment, the metal wire 4 is made of copper having a thermal conductivity of about 403 W / m · K, and the metal cylinder 5 is made of constantan having a thermal conductivity of about 22 W / m · K. It has been. For this reason, the thermal conductivity of the copper metal wire 4 is about 18 times the thermal conductivity of the constantan metal cylinder 5.

この結果、金属線材４と、金属筒体５の断面積が同じであれば、センサ基板２の一方の側面２ｃから、他方の側面２ｄに移動する熱量は、銅製の金属線材４の方が、コンスタンタン製の金属筒体５よりも約１８倍も多くなるので、被測定物の熱伝達率の測定が困難になる。   As a result, if the cross-sectional areas of the metal wire 4 and the metal cylinder 5 are the same, the amount of heat transferred from the one side surface 2c of the sensor substrate 2 to the other side surface 2d is greater for the copper metal wire material 4, Since it is about 18 times more than the metal cylinder 5 made of constantan, it becomes difficult to measure the heat transfer coefficient of the object to be measured.

従って、熱伝達率の測定を正確に行うためには、金属線材４と金属筒体５とを介してセンサ基板２の一方の側面２ｃから他側面２ｄに移動する熱量とを、近似若しくは、同一となるように設定しなければならない。   Therefore, in order to accurately measure the heat transfer coefficient, the amount of heat moving from one side surface 2c of the sensor substrate 2 to the other side surface 2d via the metal wire 4 and the metal cylinder 5 is approximated or the same. Must be set to be

ここで、図５を用いて、中間金属の法則について説明する。   Here, the law of the intermediate metal will be described with reference to FIG.

比較例として示す図５（ａ）中二点鎖線に示す様に、センサ基板２の各側面２ｃ，２ｄに、測定代表点を略均等に分布させる為、異種金属材料製の第１，第２導電性金属１０４，１０５を斜めに張設した状態から、長手方向長さ寸法を長く設定することにより、熱抵抗を増大させようとしても、センサ基板２の板厚方向の寸法Ｈ１が増大して、素材の有する熱伝導率λによっては、図１２及び図１３に示す様な通過する熱流量Ｑの過不足が生じて、充分な測定結果が得られない虞があった。   As shown by a two-dot chain line in FIG. 5A shown as a comparative example, the measurement representative points are distributed almost uniformly on the side surfaces 2c and 2d of the sensor substrate 2 in order to distribute the measurement representative points substantially uniformly. Even if it is attempted to increase the thermal resistance by setting the length in the longitudinal direction longer from the state in which the conductive metals 104 and 105 are obliquely stretched, the dimension H1 in the thickness direction of the sensor substrate 2 is increased. Depending on the thermal conductivity λ of the material, the passing heat flow Q may be excessive or insufficient as shown in FIGS. 12 and 13, and a sufficient measurement result may not be obtained.

また、図５（ａ）中実線に示す様に、前記第１，第２導電性金属１０４，１０５をセンサ基板２の内部に位置する変曲点１０４ａ若しくは変曲点１０５ａ…等で、屈曲若しくは湾曲させた状態で埋設すると、各第１，第２導電性金属１０４，１０５の長さや、曲げ点を揃える等、加工が困難で、均質な熱電対１０３…を等間隔で揃えることが出来ず、測定精度が向上しないといった問題があった。   Further, as shown by a solid line in FIG. 5A, the first and second conductive metals 104, 105 are bent or bent at an inflection point 104a, an inflection point 105a,. If it is embedded in a curved state, it is difficult to process the length of each of the first and second conductive metals 104 and 105, such as aligning the bending points, and uniform thermocouples 103 cannot be evenly spaced. There was a problem that the measurement accuracy was not improved.

これに対して、この実施の形態のサーモパイルＳでは、図５（ｂ）中に示すように、均一な板厚方向の寸法Ｈ２を有する前記センサ基板２の各側面２ｃ，２ｄに、測定代表点を有する第３導電性金属からなる表面金属層６…を配列して、前記金属線材４の端部と、金属筒体５の端部とを、この表面金属層６によって、接続させている。   On the other hand, in the thermopile S of this embodiment, as shown in FIG. 5B, measurement representative points are provided on the side surfaces 2c and 2d of the sensor substrate 2 having a uniform dimension H2 in the thickness direction. The surface metal layers 6 made of the third conductive metal are arranged, and the end of the metal wire 4 and the end of the metal cylinder 5 are connected by the surface metal layer 6.

この表面金属層６…は、第２導電性金属に相当する金属筒体５のコンスタンタン金属素材と同一のコンスタンタン金属素材によって構成されているので、この表面金属層６…部分では、温度差Ｔ１−Ｔ２が生じても起電しない（所謂、均質回路の法則）。   Since the surface metal layer 6 is made of the same constantan metal material as the constantan metal material of the metal cylinder 5 corresponding to the second conductive metal, the temperature difference T1- Even if T2 occurs, no electricity is generated (so-called homogeneous circuit law).

このため、前記センサ基板２の各側面２ｃ，２ｄに生じる温度差Ｔ１−Ｔ２は、表面金属層６部分全体が、一接点のように測定代表点となり、前記表面コンスタンタン層６ａ…が、同温度の中間金属として振る舞い、各金属線材４の各端部と、金属筒体５の各端部との間に起電力を生じさせる（中間金属の法則）。   For this reason, the temperature difference T1-T2 generated on the side surfaces 2c and 2d of the sensor substrate 2 is such that the entire surface metal layer 6 portion becomes a measurement representative point like a single contact, and the surface constantan layer 6a. Electromotive force is generated between each end of each metal wire 4 and each end of the metal cylinder 5 (the law of intermediate metal).

このように、金属線材４と金属筒体５とは、熱伝達率（熱流量Ｑすなわち熱移動量）が、略同じになるように、前記第１貫通孔９の内部の金属線材４の断面積が、比較的小径に設定されるか、若しくは、円筒形状で、センサ基板２の両側面２ｃ，２ｄ間を貫通して、直径寸法ｄ１を有する芯材５ｂの外周面に、貫通方向に沿って被設されることにより、近似若しくは、略同一となるように調整されている。   As described above, the metal wire 4 and the metal cylinder 5 are disconnected from each other in the first through hole 9 so that the heat transfer coefficient (heat flow rate Q, that is, the amount of heat transfer) is substantially the same. The area is set to a relatively small diameter, or is cylindrical, penetrates between both side surfaces 2c, 2d of the sensor substrate 2, and extends along the penetration direction on the outer peripheral surface of the core member 5b having the diameter dimension d1. So that they are approximated or substantially the same.

即ち、金属線材４が、銅製の金属素材で構成されて、且つ金属筒体５が、コンスタンタン製の金属素材で構成される場合には、前記各第１貫通孔９…の内部の金属線材４…の長手方向長さ寸法を、センサ基板２の板厚Ｈ２方向で、全て均一とする条件の下では、各金属筒体５…の各第２貫通孔１０…内の断面積よりも、断線することなく通電が可能な範囲で小さく、若しくは、約１／１８の断面積に、この金属線材４…の各断面積を設定することにより、金属線材４と金属筒体５との熱伝達率（熱流量Ｑすなわち熱移動量）を、容易に近似若しくは、略同一となるように設定することができる。   That is, when the metal wire 4 is made of a copper metal material and the metal cylinder 5 is made of a constantan metal material, the metal wire 4 inside each of the first through holes 9. Under the condition that all the lengths in the longitudinal direction are uniform in the direction of the thickness H2 of the sensor substrate 2, the disconnection is greater than the cross-sectional area in each second through-hole 10 of each metal cylinder 5 ... The heat transfer coefficient between the metal wire 4 and the metal cylinder 5 can be reduced by setting the cross-sectional areas of the metal wires 4 to be as small as possible within a range that can be energized, or about 1/18. The (heat flow rate Q, that is, the amount of heat transfer) can be easily set to be approximately the same or substantially the same.

そして、温度が同等となった表面金属層６の各表面コンスタンタン層６ａが接続された各金属線材４又は、連続金属膜層５ａの各端部では、異種金属の接続で得られる熱電対が容易に構成される。   And, each metal wire 4 to which each surface constantan layer 6a of the surface metal layer 6 having the same temperature is connected or each end of the continuous metal film layer 5a makes it easy to obtain a thermocouple obtained by connecting different metals. Configured.

この実施の形態では、図５中（ｂ）に示す様に、コンスタンタン製の金属素材で金属筒体５が、構成される場合には、更に、図２中（ｂ）で示す様に、小径となるように直径寸法ｄ３を直径寸法ｄ２よりも細く加工する場合、コンスタンタン製の金属素材が切れやすい。   In this embodiment, as shown in FIG. 5B, when the metal cylinder 5 is made of a constantan metal material, as shown in FIG. When the diameter dimension d3 is processed to be smaller than the diameter dimension d2, the constantan metal material is easily cut.

また、張設状態において、金属素材が切断されやすい場合でも、図５中（ａ）に示す様に、直線方向への引張り強さを有する前記ポリフッ化ビニリデン樹脂の糸状の芯材５ｂを用いることにより、熱抵抗値を決定する金属素材の断面積を、この直径寸法ｄ３を有する金属線材と等価となる円筒形状断面を有する連続金属膜層５ａと略同一として、薄膜層化しても、この円筒形状の連続金属膜層５ａは、前記芯材５ｂが、殆ど伸長しないので、長手方向に引っ張られて、切断されることが無い。   Further, even when the metal material is easily cut in the stretched state, the polyvinylidene fluoride resin thread-like core material 5b having a tensile strength in the linear direction is used as shown in FIG. Even if the cross-sectional area of the metal material for determining the thermal resistance value is substantially the same as the continuous metal film layer 5a having a cylindrical cross section equivalent to the metal wire having the diameter dimension d3, In the continuous metal film layer 5a having a shape, since the core material 5b hardly extends, it is pulled in the longitudinal direction and is not cut.

更に、ナイロン等の他の合成樹脂繊維に比して、伸長しないので、前記連続金属膜層５ａが、この芯材５ｂの外周面５ｃ及び第２貫通孔１０の内周面から剥離等する虞が無い。   Further, since it does not stretch as compared with other synthetic resin fibers such as nylon, the continuous metal film layer 5a may be peeled off from the outer peripheral surface 5c of the core material 5b and the inner peripheral surface of the second through hole 10. There is no.

次に、この実施の形態の熱流センサの作用効果について説明する。   Next, the function and effect of the heat flow sensor of this embodiment will be described.

このように構成された実施の形態の熱流センサでは、サーモパイルＳのセンサ基板２の面内外方向に挿通された各熱電対３…を構成する金属線材４…と、金属筒体５…との間では、各端部間で、図１に示すメッキ処理等が施される際に形成される各表面コンスタンタン層６ａ…によって直列接続されて、前記端子片７，８間に、計測される起電力が伝えられる。   In the heat flow sensor of the embodiment configured as described above, between the metal wire 4 constituting the thermocouples 3 inserted in the in-plane direction of the sensor substrate 2 of the thermopile S and the metal cylinder 5. Then, the electromotive force measured between the terminal pieces 7 and 8 is connected in series by the surface constantan layers 6a... Formed between the end portions when the plating process shown in FIG. Is reported.

この実施の形態では、前記センサ基板２の内部に、熱電対３を構成する銅製の金属線材４と、コンスタンタン製の金属筒体５が、平行に配列された状態で維持されたまま、各側面２ｃ，２ｄの面延設方向と直交するように垂直に固定されて、前記エポキシ樹脂材によって構成されるセンサ基板２に埋設されている。   In this embodiment, the copper metal wire 4 constituting the thermocouple 3 and the constantan metal cylinder 5 are maintained in parallel in the sensor substrate 2 while being arranged in parallel. It is vertically fixed so as to be orthogonal to the surface extending direction of 2c and 2d, and is embedded in the sensor substrate 2 made of the epoxy resin material.

また、同一厚さ方向寸法ｈを有するセンサ基板２に、平行でしかも、面延設方向と直交するように垂直に設けられる熱電対３…を構成する各金属線材４…と、金属筒体５…との面内，外方向の長さ方向寸法は、面延設方向の全ての部分で、略同一長さ方向ｈとなる。   Further, each metal wire 4 constituting the thermocouples 3 provided in parallel to the sensor substrate 2 having the same thickness direction dimension h and perpendicular to the surface extending direction, and the metal cylinder 5 The in-plane and out-of-plane lengthwise dimensions are substantially the same length direction h in all the portions in the surface extending direction.

しかも、面延設方向に対して、各金属線材４…及び、金属筒体５…が直交されて、即ち、面内，外方向に沿わせて平行に、熱電対３…を配置出来、エポキシ樹脂材を硬化させる際に、配設角度や配列間隔を容易に規則的に整えることが出来る。   Moreover, the metal wires 4 ... and the metal cylinders 5 ... are orthogonal to the surface extending direction, that is, the thermocouples 3 can be arranged in parallel along the in-plane and outward directions. When the resin material is cured, the arrangement angle and the arrangement interval can be easily and regularly adjusted.

このため、図１２，図１３に示すように、板厚方向である熱流量Ｑの伝達方向と、熱電対３…によって、温度差を検出する測定代表点が形成される各金属線材４…及び金属筒体５…の長手方向とを一致させることが出来て、温度分布の不均衡に影響を受けにくくなる為、更に、測定精度を向上させることが出来る。   For this reason, as shown in FIGS. 12 and 13, each metal wire 4... In which a measurement representative point for detecting a temperature difference is formed by the transmission direction of the heat flow Q that is the plate thickness direction and the thermocouple 3. The longitudinal direction of the metal cylinders 5 can be made to coincide with each other, and it becomes difficult to be affected by the temperature distribution imbalance, so that the measurement accuracy can be further improved.

更に、面内外方向に挿通される熱電対３…を構成する金属線材４…の各端部と、前記金属筒体５の各端部との間が、表面金属層６…を形成する為、面延設へメッキ処理を施すことにより、両側面２ｃ，２ｄ上で、各々同時に接続される。   Further, in order to form a surface metal layer 6 between each end of the metal wire 4 constituting the thermocouples 3 inserted in the in-plane direction and each end of the metal cylinder 5, By subjecting the surface extension to plating, the two side surfaces 2c and 2d are connected simultaneously.

この際、環状の断面形状を呈する前記金属筒体５の端部は、円環形状を有する周上の全周若しくは、少なくとも何れかの一点で、表面コンスタンタン層６ａと接続される。   At this time, the end of the metal cylinder 5 having an annular cross-sectional shape is connected to the surface constantan layer 6a at all or at least one point on the circumference having an annular shape.

金属筒体５を構成するコンスタンタン金属素材と、この表面コンスタンタン層６ａを構成するコンスタンタン金属素材とは、同一種類であるので、メッキ処理が施される際に同一金属同士で、確実に融着されて、電気的に導通可能となるように接続される。   Since the constantan metal material constituting the metal cylinder 5 and the constantan metal material constituting the surface constantan layer 6a are of the same type, the same metal is surely fused to each other when plating is performed. And are connected so as to be electrically conductive.

また、第１貫通孔９の内側面に付着されている銅製の金属線材４…も、このメッキ処理で、同時に、各端部を表面コンスタンタン層６ａに接続されて電気的に導通可能となる。   Also, the copper metal wires 4 attached to the inner side surface of the first through-hole 9 are also electrically connected by connecting each end to the surface constantan layer 6a by this plating process.

そして、前記表面コンスタンタン層６ａ…によって構成される表面金属層６…が、これらの銅製の金属線材４と、隣接する金属筒体５とによって、異種間金属接続されることにより、センサ基板２の両側面２ｃ，２ｄの表面側に、平面状で広い接触面積を有する測定代表点が、広範囲に渡り、略均等に分布される。   Then, the surface metal layers 6... Constituted by the surface constantan layers 6 a... Are connected to different kinds of metals by these copper metal wires 4 and the adjacent metal cylinders 5, whereby the sensor substrate 2. On the surface side of the both side surfaces 2c and 2d, the measurement representative points having a flat shape and a wide contact area are distributed substantially uniformly over a wide range.

更に、前記複数の熱電対３…が、比較的小さな面積のセンサ基板２の両側面２ｃ，２ｄに、良好な位置精度でマトリクス状に配列出来、温度分布の不均衡を是正することが出来る。   Further, the plurality of thermocouples 3 can be arranged in a matrix with good positional accuracy on both side surfaces 2c, 2d of the sensor substrate 2 having a relatively small area, and the temperature distribution imbalance can be corrected.

また、図１に示す配列パターンによって、直列接続される各第１貫通孔９…内の銅製の金属線材４…と、隣接する第２貫通孔１０…内の金属筒体５…との各端部位置が、予め前記両側面２ｃ，２ｄに位置する各表面金属層６…のうち、面内，外方向で重なる部分に設定されている。   Further, according to the arrangement pattern shown in FIG. 1, each end of the copper metal wire 4 in each first through-hole 9 connected in series and the metal cylinder 5 in the adjacent second through-hole 10. The position of the portion is set in advance in a portion overlapping each other in the in-plane and out-of-plane directions among the surface metal layers 6... Positioned on the both side surfaces 2c and 2d.

このため、前記表面金属層６をメッキ処理により形成する際、表面コンスタンタン層６ａ，６ａ間に位置するセンサ基板２内で、直線的に最短距離で、しかも、一度に接続することができる。   For this reason, when the surface metal layer 6 is formed by plating, the sensor substrate 2 located between the surface constantan layers 6a and 6a can be connected at a short distance and at the same time.

従って、熱電対３…の配列精度が向上して、温接続点の分布を均等化することにより、更に、熱流束の測定精度を向上させることが出来る。   Accordingly, the accuracy of arrangement of the thermocouples 3 is improved and the distribution of the hot junctions is made uniform, so that the accuracy of measuring the heat flux can be further improved.

また、この実施の形態では、このコンスタンタン金属材料が、前記芯材５ｂの外周面５ｃに対して、被設されるようにメッキ処理で略全周が覆われて、芯材５ｂの中心軸に沿う長手方向に連続して、電気的に導通可能な前記各連続金属膜層５ａ…が形成されている。   Further, in this embodiment, the constantan metal material is coated on the outer peripheral surface 5c of the core material 5b so that the entire circumference is covered by plating so that the constant axis metal material is attached to the central axis of the core material 5b. The continuous metal film layers 5a... That are electrically conductive are formed in the longitudinal direction along the line.

このため、更に、芯材５ｂの外周面５ｃの一部に、一列に被設して帯状若しくは糸状の連続金属膜層を形成する場合に比して、この実施の形態のように、外周面５ｃの全周に均一の厚さ寸法ｗ１のメッキ処理を施すことにより、熱流束方向と直交する方向の断面積の大きさの管理が容易となると共に、前記芯材５ｂの直径方向寸法ｄ１等のアスペクト比を用いて、容易に熱抵抗値の計算を行うことが出来る。   For this reason, as compared with the case of forming a continuous metal film layer in the form of a strip or thread on a part of the outer peripheral surface 5c of the core material 5b, as in this embodiment, the outer peripheral surface By performing a plating process with a uniform thickness dimension w1 on the entire circumference of 5c, it becomes easy to manage the size of the cross-sectional area in the direction orthogonal to the heat flux direction, and the diameter dimension d1 of the core material 5b, etc. The thermal resistance value can be easily calculated using the aspect ratio.

更に、この実施の形態では、前記第１，第２導電性金属として、熱電対３を構成する金属線材４の断面積を、金属筒体５の連続金属膜層５ａの断面積に対して、約１／１８とすることにより、各々の対となる電極脚部の熱流量が、同等となるように熱流束の流れに直交する面積比が設定されている。   Furthermore, in this embodiment, as the first and second conductive metals, the cross-sectional area of the metal wire 4 constituting the thermocouple 3 is set to the cross-sectional area of the continuous metal film layer 5 a of the metal cylinder 5. By setting it to about 1/18, the area ratio orthogonal to the flow of the heat flux is set so that the heat flow rate of each pair of electrode legs is equal.

このため、容易に、熱流量のバランスを取ることが出来て、更に、測定精度を向上させることが出来る。   For this reason, it is possible to easily balance the heat flow rate and further improve the measurement accuracy.

また、前記芯材５ｂが、伸長性の少ないフロロカーボン繊維材質で構成されている。   Further, the core material 5b is made of a fluorocarbon fiber material having little extensibility.

従って、前記芯材５ｂが、加工時若しくは測定使用時に、殆ど伸長しないので、この円筒形状の連続金属膜層５ａを、薄膜層化しても、長手方向に引っ張られて、切断されることが無い。   Accordingly, since the core material 5b hardly expands during processing or measurement use, even if the cylindrical continuous metal film layer 5a is formed into a thin film layer, it is not pulled and cut in the longitudinal direction. .

更に、この実施の形態の前記芯材５ｂを構成する伸長性の少ない材質は、フッ素系樹脂繊維を原料として造られたポリフッ化ビニリデン（フロロカーボン）である。   Further, the material having a low elongation that constitutes the core material 5b of this embodiment is polyvinylidene fluoride (fluorocarbon) made from a fluororesin fiber.

このため、加工時若しくは測定使用時に、殆ど伸長しないので、取り扱い性が容易で、前記芯材を、比較的安価に構成出来ると共に、径方向寸法の設定が容易に行える。   For this reason, since it hardly expands at the time of processing or measurement, handling is easy, the core material can be configured at a relatively low cost, and the radial dimension can be easily set.

図１０乃至図１１は、この発明の実施の形態の実施例１の熱流センサとしてのサーモパイルＳ１を示すものである。   10 to 11 show a thermopile S1 as a heat flow sensor of Example 1 of the embodiment of the present invention.

なお、前記実施の形態と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。   Note that portions that are the same as or equivalent to those in the above-described embodiment are described with the same reference numerals.

まず、図１０乃至図１１を用いて、この実施例１のサーモパイルＳ１の構成について説明する。   First, the configuration of the thermopile S1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

この実施例１では、主に、エポキシ樹脂製の絶縁性樹脂材料によって構成される前記センサ基板２に、所定の配列及びピッチが設けられて、面内，外方向へ、貫通形成された複数の第１，第２貫通孔９…，１０…には、等間隔で配置される複数の金属線材４…と、これらの金属線材４…の列に対して、交互の列となるように、等間隔で配置された金属筒体５…とが、電極脚部として埋設されている。   In the first embodiment, the sensor substrate 2 mainly composed of an insulating resin material made of an epoxy resin is provided with a predetermined arrangement and pitch, and a plurality of through holes are formed penetrating in and out of the plane. In the first and second through-holes 9, 10, etc., a plurality of metal wire rods 4 arranged at equal intervals and the rows of these metal wire rods 4. Metal cylinders 5 arranged at intervals are embedded as electrode legs.

このうち、前記金属線材４…は、銅又は、ニッケル等の金属によって構成される第１導電性金属であり、前記金属筒体５…を構成する第２導電性金属は、銅又は、ニッケル等の金属とは、異種金属であるコンスタンタン等で構成されている。   Among these, the said metal wire 4 ... is a 1st electroconductive metal comprised by metals, such as copper or nickel, and the 2nd electroconductive metal which comprises the said metal cylinder 5 ... is copper, nickel, etc. This metal is composed of constantan or the like which is a different metal.

そして、これらの第１，第２導電性金属のうち、センサ基板２の各側面２ｃ，２ｄに露呈する各端部間が、前記第１導電性金属と同じ、第３導電性金属としての銅又は、ニッケル等の金属を、メッキ処理することにより、形成される複数の表面金属層２６…によって、接続されて、このセンサ基板２の両側面２ｃ，２ｄ間の温度差によって、起電可能な多数対の熱電対１３…が、構成されている。   And among these 1st, 2nd conductive metals, between each edge part exposed to each side surface 2c, 2d of the sensor board | substrate 2, the copper as a 3rd conductive metal is the same as the said 1st conductive metal. Alternatively, a metal such as nickel is connected by a plurality of surface metal layers 26 formed by plating, and can generate electricity by a temperature difference between both side surfaces 2c and 2d of the sensor substrate 2. A large number of thermocouples 13 are configured.

また、この実施例１の金属筒体５の芯材５ｂは、フッ素化合物であるフルオロカーボン素材のうち、引張り強さ性能が良好なポリフッ化ビニリデン樹脂（以下、フロロカーボンと記す。）が用いられている。   The core material 5b of the metal cylinder 5 of Example 1 is made of a polyvinylidene fluoride resin (hereinafter referred to as fluorocarbon) having excellent tensile strength among fluorocarbon materials that are fluorine compounds. .

このポリフッ化ビニリデン樹脂で作られた断面略真円形状で、長手方向に糸状を呈する芯材５ｂは、伸長比率で、ナイロンが約20〜45％であるのに対して、同一条件下で、フロロカーボンは約17〜37％である。   The core material 5b having a substantially circular cross section made of this polyvinylidene fluoride resin and having a thread shape in the longitudinal direction has an elongation ratio of about 20 to 45% of nylon, whereas under the same conditions, Fluorocarbon is about 17-37%.

更に、このフロロカーボンは、初期伸長が、ナイロンに比して少ない為、図６に示す様な金型１５の外枠体１７にセットする際に、一定の張力を与えながら、キャビティ空間３０内に配置しても、外周面５ｃに被設された連続金属膜層５ａが、芯材５ｂの周囲から剥離等する虞が無い。   Further, since this fluorocarbon has less initial elongation than nylon, when it is set on the outer frame 17 of the mold 15 as shown in FIG. Even if it arrange | positions, there is no possibility that the continuous metal film layer 5a covered by the outer peripheral surface 5c may peel from the circumference | surroundings of the core material 5b.

このため、所望の配列で、前記キャビティ空間３０内に、正確な位置精度で配置出来る。   For this reason, it can arrange | position with the exact position accuracy in the said cavity space 30 by the desired arrangement | sequence.

しかも、図７に示す様に、金型１５から、基材樹脂塊４０を取り出す際や、或いは、図８に示す様に、前記ワイヤカッタ５０を用いて切断する際にも、長手方向への伸長量が少ないと共に、中実構造となる金属筒体５の連続金属膜層５ａは、円筒形状を呈していても、内側から、被設された芯材５ｂによって支持されているので、前記外周面５ｃに被設された連続金属膜層５ａが、変形したり或いは、剥離等する虞が無い。   In addition, as shown in FIG. 7, when the base resin lump 40 is taken out from the mold 15 or when it is cut using the wire cutter 50 as shown in FIG. Since the continuous metal film layer 5a of the metal cylinder 5 having a small amount and a solid structure has a cylindrical shape, the outer peripheral surface is supported from the inside by the core material 5b provided from the inside. There is no possibility that the continuous metal film layer 5a provided on 5c is deformed or peeled off.

更に、この実施の形態では、芯材５ｂに被設された前記金属筒体５の連続金属膜層５ａは、外側略全周から、流し込まれたエポキシ樹脂によってフィルされているので、内，外両側面から圧着挟持される構成となる。   Furthermore, in this embodiment, the continuous metal film layer 5a of the metal cylinder 5 provided on the core member 5b is filled with the poured epoxy resin from the entire outer periphery. It becomes the structure clamped and clamped from both sides.

このため、前記連続金属膜層５ａのメッキ処理による被設強度に拘わらず、形状安定性が良好である。   For this reason, the shape stability is good regardless of the strength of the continuous metal film layer 5a formed by plating.

また、このフロロカーボンの芯材５ｂは、分子配列が、縦方向（長手方向）に配列された単純構造の樹脂繊維材料であるので、前記ワイヤカッタ５０を用いて切断する際には、前記センサ基板２の各側面２ｃ，２ｄに沿って、各芯材５ｂ…が、所望の長さで容易に切断される。   Further, since the fluorocarbon core material 5b is a resin fiber material having a simple structure in which the molecular arrangement is arranged in the vertical direction (longitudinal direction), when cutting using the wire cutter 50, the sensor substrate 2 Each of the core members 5b is easily cut to a desired length along the side surfaces 2c and 2d.

次に、この実施例１のサーモパイルＳ１の製造順序に沿って、実施の形態と同様に、図１乃至図１１を用いて説明する。   Next, according to the manufacturing order of the thermopile S1 of Example 1, it will be described with reference to FIGS.

この実施例１のサーモパイルＳ１では、前記実施の形態の図３に示すような略正方形のサーモパイルＳと略同様に、複数の熱電対１３…の配列が、マトリクス状となるように形成される。   In the thermopile S1 of Example 1, as in the substantially square thermopile S as shown in FIG. 3 of the above-described embodiment, an array of a plurality of thermocouples 13 is formed in a matrix.

この実施例１では、図２中（ａ）に示す様に、フロロカーボンの芯材５ｂの直径を約０．１５ｍｍとして、比較的、外周上の道程寸法を長く用いることが出来る、この芯材５ｂの外周面の略全面を覆うようにメッキ処理が、行われる。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2A, the diameter of the fluorocarbon core material 5b is about 0.15 mm, and the length of the path on the outer periphery can be used relatively long. A plating process is performed so as to cover substantially the entire outer peripheral surface of the substrate.

このメッキ処理により、被設される連続金属膜層５ａ…の厚みｗ１は、約１〜１０（ミクロン）、望ましくは、約２〜３（ミクロン）で、図２中（ｂ）に示す様に、例えば、線状のコンスタンタン材２５を使用する場合の加工限界である直径約φ１００（ミクロン）の直径ｄ２の場合に比して、小さな直径ｄ３の線材と同様に、断面積を減少させて、熱抵抗を増大させる方向への調整が容易に行える。   The thickness w1 of the continuous metal film layer 5a to be provided by this plating process is about 1 to 10 (micron), preferably about 2 to 3 (micron), as shown in FIG. For example, as compared with the case of the diameter d2 having a diameter of about φ100 (micron), which is the processing limit when using the linear constantan material 25, the cross-sectional area is reduced similarly to the case of the wire having a small diameter d3, Adjustment in the direction of increasing the thermal resistance can be easily performed.

また、この実施例１では、前記金型１５のキャビティ空間３０内の空洞で、この連続金属膜層５ａが設けられている芯材５ｂが、折り返されて、往復されることにより、相互に平行となるように、しかも等間隔で張設されて配索される。   Further, in the first embodiment, the core material 5b provided with the continuous metal film layer 5a is folded and reciprocated in the cavity in the cavity space 30 of the mold 15, thereby being parallel to each other. In addition, the cables are stretched at equal intervals.

このため、一本の芯材５ｂから、複数の金属筒体５…が、所定寸法（略板厚寸法ｈ）で埋設された状態の複数枚のセンサ基板２…が、形成出来、規格安定性が良好な熱電対が得られる。   Therefore, a plurality of sensor substrates 2 in which a plurality of metal cylinders 5 are embedded with a predetermined dimension (substantially plate thickness dimension h) can be formed from one core member 5b, and standard stability can be formed. A good thermocouple can be obtained.

従って、金属筒体５…をメッキ処理する際にも、一本の芯材５ｂの外周面５ｃに、第１導電性金属又は第２導電性金属を被設すればよいので、容易に多数の金属筒体５…を作成できる。   Therefore, when the metal cylinders 5 are plated, the first conductive metal or the second conductive metal may be provided on the outer peripheral surface 5c of the single core member 5b. Metal cylinders 5 can be created.

次に、前記金型１５の外枠体１７に、銅製の長尺状の金属線材４が、巻付けられる。   Next, the long metal wire 4 made of copper is wound around the outer frame body 17 of the mold 15.

この実施例１では、この金属線材４の直径を、約０．０５ｍｍ未満としていて、前記金型１５のキャビティ空間３０内の空洞を横断するように往復されて張設されることにより、相互に平行で等間隔を有すると共に、前記芯材５ｂ…に対しても、平行となるように配索される。   In the first embodiment, the diameter of the metal wire 4 is set to be less than about 0.05 mm, and the metal wire 4 is reciprocated so as to traverse the cavity in the cavity space 30 of the mold 15. They are parallel and equidistant, and are arranged so as to be parallel to the core material 5b.

そして、この組み付けられた金型１５が、前記台座１６と共に、前記液状樹脂材槽内に浸けられるか、或いは、図６に示す様に、液状のエポキシ樹脂材３９が流し込まれて、キャビティ空間３０内の空洞が、充填される。   Then, the assembled mold 15 is immersed in the liquid resin material tank together with the pedestal 16 or, as shown in FIG. 6, a liquid epoxy resin material 39 is poured into the cavity space 30. The inner cavity is filled.

前記流入開口部１７ａから流し込まれた液状のエポキシ樹脂材３９は、各金属線材４…及び、外周面５ｃに連続金属膜層５ａが形成された金属筒体５…間の間隙を埋めるように、円滑に行き渡り、空洞部分を残存させる可能性を減少させることができる。   The liquid epoxy resin material 39 poured from the inflow opening 17a fills the gap between each metal wire 4 ... and the metal cylinder 5 in which the continuous metal film layer 5a is formed on the outer peripheral surface 5c. It is possible to spread smoothly and reduce the possibility of leaving the cavity.

更に、図６に示すように、前記流入開口部１７ａによって形成されているキャビティ空間３０内の空洞の上方を開放しておくことにより、前記液状のエポキシ樹脂材３９の充填状況を目視で確認することも出来る。   Further, as shown in FIG. 6, the filling state of the liquid epoxy resin material 39 is visually confirmed by opening the cavity above the cavity space 30 formed by the inflow opening 17a. You can also

一定時間経過後等、所望の硬度まで、前記エポキシ樹脂材３９が硬化した後、図７に示すように、略直方体形状の基材樹脂塊４０を、前記金型１５から取り外す。   After the epoxy resin material 39 is cured to a desired hardness, such as after a lapse of a certain time, the base resin mass 40 having a substantially rectangular parallelepiped shape is removed from the mold 15 as shown in FIG.

この基材樹脂塊４０は、図８に示すように内部に、各金属線材４…及び前記金属筒体５…が、平行に張設された状態で、相対位置が変動しないように、所望の間隔を置いて配列されて固定されている。   As shown in FIG. 8, the base resin mass 40 is formed in a desired manner so that the relative position does not fluctuate in a state where the metal wires 4 and the metal cylinders 5 are stretched in parallel. Arranged and fixed at intervals.

次に、図８中（ａ）に示すように、前記基材樹脂塊４０に埋設されている各金属線材４…及び前記金属筒体５…を、そのままの状態として、図８中（ｂ）に示すように、ワイヤカッタ５０等を用いて切断すると、これらの各金属線材４…及び前記金属筒体５…の配列は、所望の位置のまま、良好な取付精度を有して埋設されている。   Next, as shown in FIG. 8 (a), the metal wires 4 ... and the metal cylinders 5 ... embedded in the base resin mass 40 are left as they are in FIG. 8 (b). As shown in FIG. 4, when the wire cutter 50 or the like is used for cutting, the arrangement of each of the metal wire rods 4 and the metal cylinder bodies 5 is embedded at a desired position and with good mounting accuracy. .

従って、熱電対１３…の面密度が高いセンサ基板２…となるように、各金属線材４及び金属筒体５を近接配置させたり、或いは、センサ基板２の板厚ｄを薄く設定することが出来る。   Therefore, the metal wires 4 and the metal cylinders 5 are arranged close to each other so that the surface density of the thermocouples 13 is high, or the plate thickness d of the sensor substrate 2 is set thin. I can do it.

また、各金属線材４及び金属筒体５が細く、剪断方向へ容易に切断可能である。   Moreover, each metal wire 4 and the metal cylinder 5 are thin, and can be easily cut in the shearing direction.

特に、この実施例１では、前記金属線材４の直径ｄ３を、小さく設定して、熱流束に対する熱抵抗を増大させても、前記金属筒体５の連続金属膜層５ａの断面積が充分に小さいので、更に、エポキシ樹脂でフィルされた金属線材４の直径ｄ３を、小さく設定して、切断を容易に行うことが出来る。   In particular, in Example 1, even when the diameter d3 of the metal wire 4 is set small and the thermal resistance against heat flux is increased, the cross-sectional area of the continuous metal film layer 5a of the metal cylinder 5 is sufficiently large. Since it is small, the diameter d3 of the metal wire 4 filled with the epoxy resin can be set to be small so that the cutting can be easily performed.

よって、熱抵抗を小さく設定出来ると共に、センサ基板２の熱容量も小さく設定出来、被測定物Ｙから流入する熱流量Ｑを減少させて、計測への影響を少なくし、熱流束量の正確な測定が可能となる均衡状態に至るまでの時間を短縮出来る。   Therefore, the heat resistance can be set small, the heat capacity of the sensor substrate 2 can be set small, the heat flow Q flowing from the object to be measured Y is reduced, the influence on the measurement is reduced, and the heat flux amount is accurately measured. It is possible to shorten the time required to reach an equilibrium state.

このように、この実施例１では、前記実施の形態の作用効果に加えて、センサ基板２の両側面２ｃ，２ｄに銅メッキ処理を行う為、表面金属層２６…により、銅製の金属線材４の直径ｄ３を、小さく設定しても、同種金属間で容易に接続出来、図１１に示す様に、メッキ処理が施されることにより、確実に、各側面２ｃ，２ｄ間が、各金属線材４…及び、金属筒体５…によって、直列接続される。   As described above, in Example 1, in addition to the operation and effect of the above-described embodiment, the copper plating process is performed on the both side surfaces 2c and 2d of the sensor substrate 2; Even if the diameter d3 of the metal is set small, the same kind of metal can be easily connected. As shown in FIG. 11, the plating process is performed, so that the side surfaces 2c and 2d are securely connected to the metal wires. 4 and the metal cylinders 5 are connected in series.

このため、微細なエッチング処理によって、接続不良が発生する虞が減少し、図１０中に示すように、センサ基板２の一方の側面２ｃ上に短冊状（長方形状）の表面金属層２６…が、ジグザグに複数個、配列され、図１１に示す様に、他方の側面２ｄ上にジグザグに複数個、配列された同様な短冊状の表面金属層２６…が配列されて、面内外方向の重複部分で結線された複数の熱電対１３…が、面状に略均等に配分される。   Therefore, the possibility of poor connection is reduced by the fine etching process, and a strip-like (rectangular) surface metal layer 26 is formed on one side surface 2c of the sensor substrate 2 as shown in FIG. A plurality of zigzags are arranged in a zigzag manner. Similar strip-like surface metal layers 26 are arranged in a zigzag manner on the other side surface 2d, as shown in FIG. A plurality of thermocouples 13 connected in a part are distributed substantially evenly in a planar shape.

このような熱伝導率の高い短冊状の表面金属層２６…が、異種金属同士を接続する熱電対１３の接点を構成しているので、更に、被測定物Ｙの表面部位における温度分布差によって、測定される熱流束値が影響を受けないように、測定精度が良好なサーモパイルＳ１を構成することができる。   Since the strip-shaped surface metal layer 26 with such a high thermal conductivity constitutes a contact point of the thermocouple 13 for connecting different kinds of metals to each other, it is further caused by a temperature distribution difference in the surface portion of the object to be measured Y. The thermopile S1 with good measurement accuracy can be configured so that the measured heat flux value is not affected.

他の構成及び作用効果については、前記実施の形態の熱流センサの製造方法と略同一で
あるので、説明を省略する。 Other configurations and functions and effects are substantially the same as those of the heat flow sensor manufacturing method of the above-described embodiment, and thus description thereof is omitted.

以上、本発明の実施の形態の及び実施例１の熱流センサ及び熱流センサの製造方法を、図１乃至図１３を用いて説明してきたが、特にこれに限らず、例えば、この実施の形態の熱流センサでは、前記基材樹脂塊４０内には、前記第１導電性金属としての銅製の金属線材４とは、異種金属である第２導電性金属であるコンスタンタン製の金属筒体５が、平行に張設されて固定されているが、特にこれに限らず、他の金属製素材で構成されて、異種金属間で熱電対を構成可能で、複数の熱電対が所望の間隔を置いて配列なものであれば、どのようなものであっても良く、例えば、前記第１導電性金属又は、第２導電性金属のうち、少なくとも何れか一方が、予め平行に張設されて固定されて、センサ基板２として薄板状に切り出された後、他方をこのセンサ基板２内の所望の位置に埋設したり、或いは、メッキ処理を行う際に前記第１，第２貫通孔９，１０…の何れかに第１導電性金属又は、第２導電性金属を、付着させて埋設したり、溶融した金属材料を面延設へ流して、前記第１，第２貫通孔９，１０…の何れかに第１導電性金属又は、第２導電性金属を埋設してもよい。   As described above, the heat flow sensor according to the embodiment of the present invention and the manufacturing method of the heat flow sensor according to the first embodiment have been described with reference to FIG. 1 to FIG. 13. In the heat flow sensor, in the base resin mass 40, a metal cylinder 5 made of constantan, which is a second conductive metal that is a different metal from the copper metal wire 4 as the first conductive metal, Although it is stretched and fixed in parallel, it is not limited to this, it is composed of other metal materials, and it is possible to configure thermocouples between dissimilar metals, and multiple thermocouples are spaced at desired intervals Any arrangement may be used. For example, at least one of the first conductive metal and the second conductive metal is stretched in parallel and fixed in advance. After the sensor substrate 2 is cut into a thin plate, the other is The first conductive metal or the second conductive metal is embedded in one of the first through holes 9, 10... When embedded in a desired position in the sensor substrate 2 or when plating is performed. Or the like, and a molten metal material is allowed to flow to the surface extension so that the first conductive metal or the second conductive metal is placed in any one of the first, second through holes 9, 10. It may be buried.

また、前記実施の形態では、一方の第１導電性金属として、銅又はニッケルを、他方の第２導電性金属としてのコンスタンタンを、用いているが、特にこれに限らず、一方の第１導電性金属として、コンスタンタンを、他方の第２導電性金属としての銅又はニッケルを、用いても、異種金属材料であれば、どのような組み合わせであってもよい。   In the above embodiment, copper or nickel is used as one first conductive metal, and constantan as the other second conductive metal is used. However, the present invention is not limited to this. Constant metal may be used as the conductive metal, and copper or nickel as the other second conductive metal may be used, or any combination of different metal materials may be used.

そして、前記実施の形態及び実施例１では、他の補償導線合金により構成される第３導電性金属からなる表面金属層６，２６を、第１導電性金属若しくは第２導電性金属であるコンスタンタン，銅又はニッケル及びこれらの合金を用いて構成して説明してきたが、特にこれに限らず、異なる金属であっても、前記中間金属の法則により、Ｔ１−Ｔ２間に温度差が生じても、起電しない金属であれば、どのようなものであってもよく、前記側面２ｃ若しくは側面２ｄ内として、同一の平面内に存在するものであれば、第１導電性金属若しくは第２導電性金属であるコンスタンタン，銅又はニッケル及びこれらの合金とは、異なる三種金属によって構成してもよい。   And in the said embodiment and Example 1, the surface metal layers 6 and 26 which consist of a 3rd conductive metal comprised with another compensation conducting wire alloy are made into the constantan which is a 1st conductive metal or a 2nd conductive metal. However, the present invention is not limited to this, and even if it is a different metal, even if a temperature difference occurs between T1 and T2 due to the law of the intermediate metal. Any metal can be used as long as it does not generate electricity, and the first conductive metal or the second conductive metal can be used as long as it exists in the same plane as the side surface 2c or side surface 2d. The metals constantan, copper or nickel and their alloys may be constituted by three different kinds of metals.

更に、この実施の形態では、メッキ処理により、前記第３導電性金属からなる表面金属層６，２６を形成しているが、フォトエッチング等の処理を行ってもよい。この場合、更に微少で、複雑な平板形状とすることが出来る。   Further, in this embodiment, the surface metal layers 6 and 26 made of the third conductive metal are formed by plating, but a process such as photoetching may be performed. In this case, a finer and more complicated flat plate shape can be obtained.

そして、前記金属筒体５の芯材５ｂとして、センサ基板２の両側面間を貫通する絶縁材料であるポリフッ化ビニリデン樹脂（フロロカーボン）製の糸状の素材を用いているが、特にこれに限らず、芯材５ｂを、フッ素系樹脂繊維を原料として造られている伸長性の少ない材質であれば、例えば、フッ化ビニリデン、ビニロン、ケプラー等若しくはこれらの合成繊維等であってもよく、また、モノフィラメント等、分子配列が縦方向に配列された単純構造の樹脂繊維材料や、テグス等、所謂繊維素材であっても良く、更に、センサ基板２であるエポキシ樹脂と同等の膨張率及び強度等の性能を有するものであれば、尚良い。   As the core material 5b of the metal cylinder 5, a thread-like material made of polyvinylidene fluoride resin (fluorocarbon), which is an insulating material penetrating between both side surfaces of the sensor substrate 2, is used. The core material 5b may be, for example, vinylidene fluoride, vinylon, Kepler, or a synthetic fiber thereof, as long as the core material 5b is made of a fluororesin fiber and has a low elongation. A monofilament or the like may be a resin fiber material having a simple structure in which the molecular arrangement is arranged in the vertical direction, or a so-called fiber material such as Teggus, and further has an expansion coefficient and strength equivalent to those of the epoxy resin as the sensor substrate 2. It is still better if it has performance.

また、前記芯材５ｂを構成する伸長性の少ない材質が、分子配列が縦方向に配列された単純構造の樹脂繊維材料を用いると、剪断方向に容易に切断可能で、更に取り扱い性が容易なものとなる。   In addition, when the resin fiber material having a simple structure in which the molecular arrangement is arranged in the longitudinal direction is used as the material having a low elongation constituting the core material 5b, the core material 5b can be easily cut in the shearing direction, and is easy to handle. It will be a thing.

更に、前記芯材として、センサ基板２であるエポキシ樹脂と同等の膨張率及び強度等の性能を有するエポキシ樹脂及びこれらの合成物を用いることにより、更に、物理的変形への対応性が良好であるとともに、前記被設された連続金属膜層５ａの形状安定性を向上させて、所望の熱伝導状態を保持させることができる。   Furthermore, by using an epoxy resin having a performance such as expansion coefficient and strength equivalent to the epoxy resin as the sensor substrate 2 and a composite thereof as the core material, the compatibility with physical deformation is further improved. In addition, the shape stability of the provided continuous metal film layer 5a can be improved and a desired heat conduction state can be maintained.

上述してきたように、この熱流センサの製造方法では、予め芯材５ｂの外周面５ｃに沿って、前記コンスタンタン素材、銅又はニッケル素材のうち、少なくとも何れか一方が被設されているので、容易に、熱流束方向と直交する方向の断面積を増減等、設定出来、熱抵抗の最適なバランスを得ることが出来る熱流センサが提供される。   As described above, in this method of manufacturing a heat flow sensor, since at least one of the constantan material, copper, or nickel material is previously provided along the outer peripheral surface 5c of the core material 5b, it is easy. In addition, a heat flow sensor is provided in which the cross-sectional area in the direction orthogonal to the heat flux direction can be increased or decreased and the optimum balance of heat resistance can be obtained.

本発明に係わる熱流センサは、建築の分野で、建材としての断熱材の開発等に用いられ、施工後でも、外側面又は内側面から添着させることにより、容易に、温度測定、放射熱量若しくは、熱流束の測定に用いることが出来る。   The heat flow sensor according to the present invention is used for the development of heat insulating materials as building materials in the field of construction, etc., and even after construction, it can be easily measured by measuring temperature, radiant heat, or It can be used to measure heat flux.

また、パイル状に構成されたサーモパイルに用いることにより、添着可能な外表面形状を呈する被測定物を広く全般に計測することが出来、熱流センサ及び温度センサとして、広い範囲で受熱した熱の空間的な平均を採用した熱流束の測定が可能となり、良好な測定精度が必要とされる他の分野、例えば、人体温度測定、各種産業機器、ＯＡ機器、車両等の運輸機器等の温度測定、放射熱量若しくは、熱流束の測定に用いて好適なものである。   In addition, by using a thermopile configured in a pile shape, it is possible to measure a wide range of objects to be measured that have an outer surface shape that can be attached, and as a heat flow sensor and a temperature sensor, a space for heat received in a wide range. It is possible to measure the heat flux using the average, and other fields that require good measurement accuracy, such as human body temperature measurement, various industrial equipment, OA equipment, temperature measurement of transportation equipment such as vehicles, It is suitable for use in measuring the amount of radiant heat or heat flux.

Ｓ，Ｓ１ サーモパイル（熱流センサ）
２ センサ基板（基板）
２ｃ 一側面
２ｄ 他側面
３ 熱電対
４ 金属線材（第１導電性金属としての銅又はニッケル）
５ 金属筒材（第２導電性金属としてのコンスタンタン）
５ａ 連続金属膜層
５ｂ 芯材
５ｃ 外周面
６，２６ 表面金属層
９，１０ 第１，第２貫通孔（貫通孔）
１５ 金型（型枠）
３９ エポキシ樹脂材
４０ 基材樹脂塊 S, S1 Thermopile (heat flow sensor)
2 Sensor substrate (substrate)
2c One side 2d Other side 3 Thermocouple 4 Metal wire (copper or nickel as the first conductive metal)
5 Metal cylinder (Constantan as the second conductive metal)
5a Continuous metal film layer 5b Core material 5c Outer peripheral surface 6, 26 Surface metal layers 9, 10 First and second through holes (through holes)
15 Mold (Formwork)
39 Epoxy resin material 40 Base resin mass

Claims (11)

縦横に配列された複数の貫通孔が絶縁性の基板に形成され、前記複数の貫通孔に異種金属材料製の第１，第２導電性金属が交互に配設された電極脚部と、該基板の各側面で、隣接配置された該第１，第２導電性金属で構成された電極脚部の端部間を、電気的に直列接続すると共に、前記第１導電性金属，第２導電性金属又は、他の補償導線合金により構成される第３導電性金属からなり、該基板の両側面に位置する表面金属層を有する熱流センサであって、
前記第１，第２導電性金属で構成される電極脚部のうち、少なくとも何れか一方は、前記基板の両側面間を貫通する絶縁材料製の芯材が、該基板に埋設された状態で、該芯材の外周面に、貫通方向に沿って被設されて、前記各側面に位置する前記第３導電性金属に、各端縁部を接続する連続金属膜層を有することを特徴とする熱流センサ。 A plurality of through-holes arranged vertically and horizontally are formed in an insulating substrate, and electrode legs having first and second conductive metals made of different metal materials alternately disposed in the plurality of through-holes, On each side surface of the substrate, the end portions of the electrode leg portions composed of the first and second conductive metals arranged adjacent to each other are electrically connected in series, and the first conductive metal and the second conductive metal are connected in series. A heat flow sensor comprising a surface conductive layer made of a conductive metal or a third conductive metal composed of another compensating conductor alloy and located on both sides of the substrate,
At least one of the electrode leg portions made of the first and second conductive metals is in a state where a core material made of an insulating material penetrating between both side surfaces of the substrate is embedded in the substrate. And a continuous metal film layer that is provided on the outer peripheral surface of the core member along the penetrating direction and connects each edge to the third conductive metal located on each side surface. Heat flow sensor. 前記連続金属膜層は、前記芯材の外周面を覆うメッキ層で形成し、該外周面の略全周を覆うことにより、環状の断面形状を有する金属筒体を構成することを特徴とする請求項１記載の熱流センサ。   The continuous metal film layer is formed of a plating layer covering the outer peripheral surface of the core material, and covers a substantially entire circumference of the outer peripheral surface, thereby forming a metal cylinder having an annular cross-sectional shape. The heat flow sensor according to claim 1. 前記第１，第２導電性金属で構成される各々の対となる電極脚部は、熱流量が、同等となるように、熱流方向の断面積が設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の熱流センサ。   The cross-sectional area in the heat flow direction is set so that each pair of electrode legs made of the first and second conductive metals has the same heat flow rate. The heat flow sensor according to 1 or 2. 前記芯材が、伸長性の少ない材質で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうち、何れか一項記載の熱流センサ。   The heat flow sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the core member is made of a material having low extensibility. 前記伸長性の少ない材質は、フッ素系樹脂繊維を原料として造られていることを特徴とする請求項４記載の熱流センサ。   The heat flow sensor according to claim 4, wherein the material having low extensibility is made of a fluororesin fiber as a raw material. 前記伸長性の少ない材質は、フッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項５記載の熱流センサ。   The heat flow sensor according to claim 5, wherein the material having low extensibility is vinylidene fluoride. 前記伸長性の少ない材質は、分子配列が縦方向に配列された単純構造の樹脂繊維材料であることを特徴とする請求項４乃至６のうち、何れか一項記載の熱流センサ。   The heat flow sensor according to any one of claims 4 to 6, wherein the material having a low elongation is a resin fiber material having a simple structure in which molecular arrangements are arranged in a vertical direction. 前記第１導電性金属，第２導電性金属のうち、何れか一方と同一金属若しくは、同一金属を含む合金で、前記第３導電性金属を構成して、前記基板の一側面若しくは他側面に位置する表面金属層を、同温度とすることを特徴とする請求項１乃至７のうち、何れか一項記載の熱流センサ。   One of the first conductive metal and the second conductive metal is the same metal or an alloy containing the same metal, and the third conductive metal is formed on one side or the other side of the substrate. The heat flow sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the surface metal layer positioned is at the same temperature. 前記第１導電性金属，第２導電性金属は、それぞれ銅又はコンスタンタンであり、前記第３導電性金属は、銅又は、コンスタンタンのうち、前記第１導電性金属，第２導電性金属のうち、何れか一方の同一金属若しくは、同一金属を含む同種の合金で、前記第３導電性金属を構成することにより、前記基板の同一側面に位置する表面金属層の温度が、前記表面金属層に接続された、前記表面金属層と同一金属若しくは同種の合金である前記第１導電性金属又は前記第２導電性金属の端部の温度と同等となることを特徴とする請求項１乃至８のうち、何れか一項記載の熱流センサ。 The first conductive metal and the second conductive metal are copper or constantan, respectively, and the third conductive metal is copper or constantan, of the first conductive metal and the second conductive metal. The temperature of the surface metal layer located on the same side surface of the substrate is changed to the surface metal layer by configuring the third conductive metal with any one of the same metal or the same kind of alloy containing the same metal. connection has been, according to claim 1 to 8, characterized in that the equivalent to the temperature of the surface metal layer and the end portion of the first conductive metal and the second conductive metal is an alloy of the same metal or the same kind The heat flow sensor as described in any one of them. 前記芯材が、前記基板を構成する絶縁性樹脂材料と同等の絶縁性樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項１乃至９のうち、何れか一項記載の熱流センサ。 The heat flow sensor according to any one of claims 1 to 9, wherein the core material is made of an insulating resin material equivalent to the insulating resin material constituting the substrate . 前記芯材の外周面に沿って、前記第１導電性金属素材又は、第２導電性金属素材のうち、少なくとも何れか一方が被設された状態で張設して、周囲の間隙を埋める絶縁性樹脂材料を充填して、硬化させることにより、前記基板に用いる、基材樹脂塊を形成すると共に、前記芯材の延設方向と直交する方向へ、該基材樹脂塊を平板状となるように切断することを特徴とする請求項１乃至１０のうち、何れか一項記載の熱流センサの製造方法。   Insulation that fills the surrounding gap by extending along the outer peripheral surface of the core member with at least one of the first conductive metal material and the second conductive metal material being covered. The base resin lump used for the substrate is formed by filling and curing the functional resin material, and the base resin lump is formed in a flat plate shape in a direction perpendicular to the extending direction of the core material. The method of manufacturing a heat flow sensor according to claim 1, wherein the heat flow sensor is cut as follows.