(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下板部と、前記下板部の面に接合される上板部と、前記下板部と前記上板部の間に設けられたキャビティとを有し、外部より加熱および冷却することにより前記キャビティ内に収容された反応物の化学反応に用いる化学反応用チップであって前記キャビティの下側外部接点の温度を計測する下部温度計測素子と、前記上板部の前記下部温度計測素子から垂直方向の前記キャビティの上側外部接点の温度を計測する上部温度計測素子とにより構成される化学反応用チップ、に収容された前記反応物の前記加熱及び前記冷却を繰り返す温度制御を行う温度制御部と、
前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子に接続され、温度推定アルゴリズムを用いて前記化学反応用チップに収納された反応物の温度推定を行う温度推定部と、
を備え、
前記温度推定部は、温度推定アルゴリズムを用いて、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データであって、前記化学反応用チップの前記キャビティへの外部からの加熱および冷却を繰り返す際の時系列データをそれぞれフーリエ変換して周波数成分を求め、前記周波数成分を用いて前記化学反応用チップの内部の時系列の温度を推定する
ことを特徴とする温度制御装置。
【請求項２】
前記温度推定部は、温度推定アルゴリズムを用いて、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データであって、前記化学反応用チップの前記キャビティへの外部からの加熱および冷却を繰り返す際の時系列データをそれぞれフーリエ変換して周波数成分を求め、
前記上側外部接点と前記下側外部接点を繋ぐ直線上における前記上板部の厚さｄ１、前記キャビティ内の所定の温度推定点と前記上側外部接点の距離から前記厚さｄ１を減じた厚さｄ２、前記下板部の厚さｄ４、前記温度推定点と前記下側外部接点の距離から前記板部の厚さｄ４を減じた厚さｄ３としたときの、厚さｄ１と厚さｄ２とをつなぐ温度の伝達行列と、厚さｄ２と厚さｄ３とをつなぐ温度の伝達行列と、厚さｄ３と厚さｄ４とをつなぐ温度の伝達行列と、厚さｄ１から厚さｄ３をつなぐ温度の伝達行列と、厚さｄ１から厚さｄ４とをつなぐ温度の伝達行列と、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データをそれぞれフーリエ変換して得た周波数成分と、を用いて前記温度推定点の温度を推定する
ことを特徴とする請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記温度推定部によって得られる温度推定値と、予め記録された前記反応物の希望温度とに基づいて、前記温度推定値を、前記希望温度へ近づけるように加熱および冷却の温度制御を行う温度制御部を更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
下板部と、前記下板部の面に接合される上板部と、前記下板部と前記上板部の間に設けられたキャビティとを有し、外部より加熱および冷却することにより前記キャビティ内に収容された反応物の化学反応に用いる化学反応用チップであって前記キャビティの下側外部接点の温度を計測する下部温度計測素子と、前記上板部の前記下部温度計測素子から垂直方向の前記キャビティの上側外部接点の温度を計測する上部温度計測素子とにより構成される化学反応用チップ、に収容された前記反応物の前記加熱及び前記冷却を繰り返す温度制御を行い、
前記化学反応用チップの下部の温度を測定し、
前記化学反応用チップの上部の温度を測定し、
前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子に接続され、温度推定アルゴリズムを用いて前記化学反応用チップに収納された反応物の温度推定を行うにあたり、温度推定アルゴリズムを用いて、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データであって、前記化学反応用チップの前記キャビティへの外部からの加熱および冷却を繰り返す際の時系列データをそれぞれフーリエ変換して周波数成分を求め、前記周波数成分を用いて前記化学反応用チップの内部の時系列の温度を推定する
ことを特徴とする温度制御方法。
【請求項５】
温度制御装置のコンピュータを、
下板部と、前記下板部の面に接合される上板部と、前記下板部と前記上板部の間に設けられたキャビティとを有し、外部より加熱および冷却することにより前記キャビティ内に収容された反応物の化学反応に用いる化学反応用チップであって前記キャビティの下側外部接点の温度を計測する下部温度計測素子と、前記上板部の前記下部温度計測素子から垂直方向の前記キャビティの上側外部接点の温度を計測する上部温度計測素子とにより構成される化学反応用チップ、に収容された前記反応物の前記加熱及び前記冷却を繰り返す温度制御を行う温度制御手段、
前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子に接続され、温度推定アルゴリズムを用いて前記化学反応用チップに収納された反応物の温度推定を行う温度推定手段、
として機能させ、
前記温度推定手段は、温度推定アルゴリズムを用いて、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データであって、前記化学反応用チップの前記キャビティへの外部からの加熱および冷却を繰り返す際の時系列データをそれぞれフーリエ変換して周波数成分を求め、前記周波数成分を用いて前記化学反応用チップの内部の時系列の温度を推定する
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御装置、温度制御方法、ならびにそのプログラムに関する。
本願は、２００７年１２月０７日に、日本に出願された特願２００７−３１７１５９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を増幅させるための技術としてポリメラーゼ連鎖反応法（ＰＣＲ）が存在する。このＰＣＲ法は、ＤＮＡを含む水溶液の温度を周期的に上下させることにより、短時間でＤＮＡを増幅させることができる技術である。ところで、このＰＣＲ法を用いて、ＤＮＡの任意の断片の増幅を正確に行うためには、水溶液中の温度管理を厳格に行わなければならない。【０００３】
ここで、温度の推定技術として、特許文献１および特許文献２が開示されている。特許文献１の技術は、ごみ焼却炉の燃焼路、とりわけ流動床炉を制御するためのガス温度推定方法である。この方法に基づいて、燃焼時間が数十秒である流動床路への空気供給量等の制御を行う。この方法では、温度測定の時間遅れが１〜２分程ある熱電対を用い、システム演算処理により算出された熱電対の測定温度に基づいて、カルマンフィルタリング部により熱電対による測定遅れを補償したガス温度を推定し、ごみ焼却炉の燃焼状態にマッチさせる。
また、特許文献２の技術は、被験者の体温を測定し、温度測定値をＳ字曲線、例えばロジスティック曲線で近似することで、被験者から採血を行わずに高精度で血中グルコース濃度を求める方法である。
【特許文献１】特許第３４２４０２４号公報
【特許文献２】特許第３８７４７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のＰＣＲ法における水溶液中の温度の推定においては、その測定対象の特徴を考慮する必要がある。すなわち、上記ＰＣＲ法における水溶液中の温度の測定においては、温度測定の対象物の測定面積が小さなキャビティ（水溶液の注入された小さな空間）であり、測定対象が小さい。また、従来の（例えばサーモグラフィなど）技術による温度測定では、その対象物の表面温度が測定されるのみであり、ＰＣＲ法のように水溶液内部のＤＮＡ付近の温度を測定するというように、測定対象物の内部温度を推定することはできない。また、キャビティ内に極細の熱電対などの温度計を設けて水溶液内部の温度を測定することも考えられるが、ＤＮＡという熱に対して脆弱な物質が含まれる水溶液中に熱電対を入れることは好ましくない。【０００５】
そこでこの発明は、小さく脆い物質が含まれる測定対象物の内部温度を、外部温度から推定することのできる、化学反応用チップ、温度制御装置および温度制御方法ならびにそのプログラムを提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、本発明の一態様は、下板部と、前記下板部の面に接合される上板部と、前記下板部と前記上板部の間に設けられたキャビティとを有し、外部より加熱および冷却することにより前記キャビティ内に収容された反応物の化学反応に用いる化学反応用チップであって前記キャビティの下側外部接点の温度を計測する下部温度計測素子と、前記上板部の前記下部温度計測素子から垂直方向の前記キャビティの上側外部接点の温度を計測する上部温度計測素子とにより構成される化学反応用チップ、に収容された前記反応物の前記加熱及び前記冷却を繰り返す温度制御を行う温度制御部と、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子に接続され、温度推定アルゴリズムを用いて前記化学反応用チップに収納された反応物の温度推定を行う温度推定部と、を備え、前記温度推定部は、温度推定アルゴリズムを用いて、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データであって、前記化学反応用チップの前記キャビティへの外部からの加熱および冷却を繰り返す際の時系列データをそれぞれフーリエ変換して周波数成分を求め、前記周波数成分を用いて前記化学反応用チップの内部の時系列の温度を推定することを特徴とする温度制御装置である。
【０００７】
（２）上記の温度制御装置は、以下のように構成されてもよい：前記温度推定部は、温度推定アルゴリズムを用いて、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データであって、前記化学反応用チップの前記キャビティへの外部からの加熱および冷却を繰り返す際の時系列データをそれぞれフーリエ変換して周波数成分を求め、前記上側外部接点と前記下側外部接点を繋ぐ直線上における前記上板部の厚さｄ１、前記キャビティ内の所定の温度推定点と前記上側外部接点の距離から前記厚さｄ１を減じた厚さｄ２、前記下板部の厚さｄ４、前記温度推定点と前記下側外部接点の距離から前記板部の厚さｄ４を減じた厚さｄ３としたときの、厚さｄ１と厚さｄ２とをつなぐ温度の伝達行列と、厚さｄ２と厚さｄ３とをつなぐ温度の伝達行列と、厚さｄ３と厚さｄ４とをつなぐ温度の伝達行列と、厚さｄ１から厚さｄ３をつなぐ温度の伝達行列と、厚さｄ１から厚さｄ４とをつなぐ温度の伝達行列と、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データをそれぞれフーリエ変換して得た周波数成分と、を用いて前記温度推定点の温度を推定する。
【０００８】
（３）上記の温度制御装置は、以下のように構成されてもよい：前記温度推定部によって得られる温度推定値と、予め記録された前記反応物の希望温度とに基づいて、前記温度推定値を、前記希望温度へ近づけるように加熱および冷却の温度制御を行う温度制御部を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
（４）また、本発明の別の一態様は、下板部と、前記下板部の面に接合される上板部と、前記下板部と前記上板部の間に設けられたキャビティとを有し、外部より加熱および冷却することにより前記キャビティ内に収容された反応物の化学反応に用いる化学反応用チップであって前記キャビティの下側外部接点の温度を計測する下部温度計測素子と、前記上板部の前記下部温度計測素子から垂直方向の前記キャビティの上側外部接点の温度を計測する上部温度計測素子とにより構成される化学反応用チップ、に収容された前記反応物の前記加熱及び前記冷却を繰り返す温度制御を行い、前記化学反応用チップの下部の温度を測定し、前記化学反応用チップの上部の温度を測定し、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子に接続され、温度推定アルゴリズムを用いて前記化学反応用チップに収納された反応物の温度推定を行うにあたり、温度推定アルゴリズムを用いて、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データであって、前記化学反応用チップの前記キャビティへの外部からの加熱および冷却を繰り返す際の時系列データをそれぞれフーリエ変換して周波数成分を求め、前記周波数成分を用いて前記化学反応用チップの内部の時系列の温度を推定することを特徴とする温度制御方法である。
【００１１】
（５）また、本発明の別の一態様は、温度制御装置のコンピュータを、下板部と、前記下板部の面に接合される上板部と、前記下板部と前記上板部の間に設けられたキャビティとを有し、外部より加熱および冷却することにより前記キャビティ内に収容された反応物の化学反応に用いる化学反応用チップであって前記キャビティの下側外部接点の温度を計測する下部温度計測素子と、前記上板部の前記下部温度計測素子から垂直方向の前記キャビティの上側外部接点の温度を計測する上部温度計測素子とにより構成される化学反応用チップ、に収容された前記反応物の前記加熱及び前記冷却を繰り返す温度制御を行う温度制御手段、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子に接続され、温度推定アルゴリズムを用いて前記化学反応用チップに収納された反応物の温度推定を行う温度推定手段、として機能させ、前記温度推定手段は、温度推定アルゴリズムを用いて、前記下部温度計測素子及び前記上部温度計測素子から得られた計測結果の時系列データであって、前記化学反応用チップの前記キャビティへの外部からの加熱および冷却を繰り返す際の時系列データをそれぞれフーリエ変換して周波数成分を求め、前記周波数成分を用いて前記化学反応用チップの内部の時系列の温度を推定することを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小さく脆い物質が含まれる測定対象物の内部温度を、外部温度から非接触で推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の一実施形態に係る化学反応用チップの構成を示す分解斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、上記の化学反応用チップの構成を示す側面図である。
【図２】図２は、上記の化学反応用チップの拡大断面図である。
【図３】図３は、温度制御装置の機能ブロック図である。
【図４】図４は、温度制御装置の処理フローを示す図である。
【図５】図５は、上側外部接点Ａの計測温度の推移を示す図である。
【図６】図６は、下側外部接点Ｃの計測温度の推移を示す図である。
【図７】図７は、上側外部接点Ａの計測温度、下側外部接点Ｃの計測温度および、水溶液中の点Ｂにおける推定温度を表すグラフである。
【符号の説明】
【００１４】
１・・・上板部
２・・・下板部
３・・・水溶液注入孔
４・・・凹部
５・・・上部温度計測点（上部温度計測素子）
６・・・下部温度計測点（下部温度計測素子）
１０・・・温度制御装置
１１・・・入出力部
１２・・・制御部
１３・・・内部温度推定部
１４・・・温度制御部
１５・・・記憶部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態による化学反応用チップおよび温度制御装置を図面を参照して説明する。
なお、本発明は、ＰＣＲ法等、化学反応用チップの温度を繰り返し変化させる用途に適用できる。また、本発明は、化学反応用チップの温度を定められた一定の温度に保持する用途にも好適に適用できる。
図１Ａ，１Ｂは同実施形態による化学反応用チップの構成を示す図である。
図１Ａは化学反応用チップのチップ分解斜視図、図１Ｂは化学反応用チップの断面図である。これらの図には、上板部１（ポリプロピレンを含む）、下板部２（アルミニウムを含む）、水溶液の注入孔３、凹部４、上部温度計測素子５、及び下部温度計測素子６が図示されている。図１Ａに示すように、化学反応用チップでは、上板部１と下板部２の対応する面が接合されている。上板部１にはＤＮＡ水溶液の注入孔３が２つ備えられている。また、下板部２には水溶液が溜まる凹部４が設けられている。また図１Ｂの断面図で示すように、下板部２の凹部４の下端部（下側外部接点Ｃ）にはこの接点の温度を計測する下部温度計測素子６（例えばサーミスタ、ペルティエ素子など）が備えられている。また、上板部１の上面の、下部温度計測素子６から垂直方向に沿った位置の上端部（上側外部接点Ａ）にはこの接点の温度を計測する上部温度計測素子５（例えばサーミスタ、ペルティエ素子など）が備えられている。そして上部温度計測素子５と、下部温度計測素子６とは、この各素子の計測値の入力を受け付ける温度制御装置と信号接続されている。なお、図１Ａ，図１Ｂにおいては下板部２に凹部がある構成が示されているが、上板部１に凹部を設け、上板部１と下板部２の構造を入れ替えた構成を用いてもよい。つまり、平板状のプレートにＤＮＡ水溶液が格納されるキャビティ（空間）が備えられた構造であればどのようなものでもよい。【００１６】
図２は化学反応用チップの拡大断面図である。
この図において、Ａは図１Ａ，図１Ｂで示した上部温度計測素子５が測定する上側外部接点である。Ｃは図１Ａ，図１Ｂで示した下部温度計測素子６が測定する下側外部接点である。温度制御装置は、水溶液内部の温度推定点Ｂにおける温度を推定する。本実施形態においては、上板部１はポリプロピレン、下板部２はアルミニウムを材質としているが、これ以外の材質の組合せであっても良い。図２で示すように、上板部１の厚さをｄ１、下板部２の厚さをｄ４とする。凹部４の水溶液中の点Ｂは、上板部１からｄ２、下板部からｄ３の距離に位置する。なお、定常状態であれば、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点の各温度は時間によらず一定である。水溶液の温度ＴＢは上板部１のＡ点における温度ＴＡと、下板部２のＣ点における温度ＴＣの中間となる。【００１７】
図３は温度制御装置の機能ブロック図である。
この図が示すように温度制御装置１０は、入出力部１１、制御部１２、内部温度推定部１３、温度制御部１４、記憶部１５を備えている。ここで入出力部１１は、上部温度計測素子５や、化学反応用チップの下部温度計測素子６から計測値温度の入力を受け付ける。また、制御部１２は温度制御装置１０の各処理部を制御する。また内部温度推定部１３は、化学反応用チップの凹部に溜まった水溶液内部の温度を推定する。また温度制御部１４（例えばヒーター、ヒートシンク、ペルティエ素子など）は、内部温度推定部１３による温度推定の結果である温度推定値と、予め記録された水溶液内部の希望温度とに基づいて、フィードバック制御により加熱または冷却の温度制御を行い、温度推定値を、希望温度へ近づける。
また記憶部１５は、温度推定アルゴリズムを用いて水溶液内部の温度推定を行う際のパラメータや、フィードバック制御により水溶液の内部温度の制御を行うためのパラメータ等を記憶している。【００１８】
図４は温度制御装置の処理フローを示す図である。
次に温度制御装置１０の処理フローについて説明する。なお、本実施形態における温度制御装置１０の温度推定手法は、凹部４内部の水溶液の対流を無視して、上板部１、水溶液、下板部２を層状物質の熱伝導体とみなしている。
まず、ＤＮＡを含む水溶液を凹部４に注入した化学反応用チップに対し、ＰＣＲ法に基づき、周期的な加熱・冷却を繰り返し行う。そして、この時、温度制御装置１０の内部温度推定部１３は、入出力部１１を介して、上部温度計測素子５より上側外部接点Ａの計測温度を、また下部温度計測素子６より下側外部接点Ｃの計測温度の入力を受け付ける。【００１９】
図５は上側外部接点Ａの計測温度の推移を示す図である。
図６は下側外部接点Ｃの計測温度の推移を示す図である。
図５、図６で示すように、内部温度推定部１３は上側外部接点Ａの計測温度と、下側外部接点Ｃの計測温度を、上部温度計測素子５と下部温度計測素子６より取得する。取得したデータを記憶部１５が記憶する。図５、図６で示す計測温度は、化学反応用チップへの加熱または冷却を繰り返す際の一周期［Ｔ］に相当する計測データである。【００２０】
ここで、凹部４等によって構成されるキャビティの内部には熱源が無いので、各材料中の熱伝導方程式は式（１）で示される。ここでρは密度、Ｃは比熱、ｋは熱伝道係数、ｕ（ｔ，ｘ）は温度を示している。また密度ρ、比熱Ｃ、及び熱伝導係数ｋは、式（２）で表すことができる。【００２１】
【数１】
0005540705.tif 000002
【００２２】
【数２】
0005540705.tif 000003
【００２３】
なお、式（２）においてＭは質量、Ｌは長さ、Ｔは時間を表している。ＰＣＲ法における、化学反応用チップへの加熱または冷却を繰り返す際の一周期［Ｔ］における温度計測データ（図５、図６）を考えると、そのフーリエ成分Ｕｎ（ｘ）は式（３）により表すことができる。【００２４】
【数３】
0005540705.tif 000004
【００２５】
ここで、化学反応用チップへの加熱または冷却を繰り返す際の一周期［Ｔ］における角速度は以下のとおりである：【００２６】
【数４】
0005540705.tif 000005
【００２７】
従って、温度ｕ（ｔ，ｘ）は式（５）により表すことができる。【００２８】
【数５】
0005540705.tif 000006
【００２９】
また式（５）を式（１）に代入すると、以下の式を得る。【００３０】
【数６】
0005540705.tif 000007
【００３１】
ここで以下のＷｎを導入する。Ｗｎは温度Ｕの空間的変化量に相当し、次元を調整した温度勾配を表している。【００３２】
【数７】
0005540705.tif 000008
【００３３】
この場合、式（６）は以下のように表すことができる。【００３４】
【数８】
0005540705.tif 000009
【００３５】
そこで式（７）と式（８）の解を求めると、以下の式が得られる。【００３６】
【数９】
0005540705.tif 000010
【００３７】
ここで、以下の式を用いる。【００３８】
【数１０】
0005540705.tif 000011
【００３９】
また、以下の式が成り立つ。【００４０】
【数１１】
0005540705.tif 000012
【００４１】
さて、上板部１と水溶液の界面では温度が一致し、界面に入る熱流と出る熱流が一致するものとみなす。つまりｘ＝ｄ１（上板部１の厚さに相当）において、以下のように表すことができる。【００４２】
【数１２】
0005540705.tif 000013
【００４３】
【数１３】
0005540705.tif 000014
【００４４】
また式（１３）を用いて書き直すと、以下のように表すことができる。【００４５】
【数１４】
0005540705.tif 000015
【００４６】
式（１２）と式（１４）とを一組にした境界条件は、以下の式により表すことができる。【００４７】
【数１５】
0005540705.tif 000016
【００４８】
なお、以下の式を用いる。【００４９】
【数１６】
0005540705.tif 000017
【００５０】
また式（９）と式（１５）により、以下のように表すことができる。【００５１】
【数１７】
0005540705.tif 000018
【００５２】
ここで、以下の式は、ｘ＝ｄ１とｘ＝ｄ２とをつなぐ伝達行列である。【００５３】
【数１８】
0005540705.tif 000019
【００５４】
以下の式も、上記と同様である。【００５５】
【数１９】
0005540705.tif 000020
【００５６】
【数２０】
0005540705.tif 000021
【００５７】
【数２１】
0005540705.tif 000022
【００５８】
【数２２】
0005540705.tif 000023
【００５９】
なお、上記の式（２２）を用いる。そして、以下の式を用いる。【００６０】
【数２３】
0005540705.tif 000024
【００６１】
【数２４】
0005540705.tif 000025
【００６２】
なお、Ｔ３２はｘ＝ｄ２とｘ＝ｄ３とをつなぐ伝達行列、Ｔ４３はｘ＝ｄ３とｘ＝ｄ４とをつなぐ伝達行列、Ｔ３１はｘ＝ｄ１からｘ＝ｄ３をつなぐ伝達行列、Ｔ４１はｘ＝ｄ１からｘ＝ｄ４をつなぐ伝達行列である。【００６３】
【数２５】
0005540705.tif 000026
【００６４】
上記の式（２５）で示されるＳ（点Ａと点Ｃにおける温度と温度勾配（ＵとＷ）を結び付ける伝達行列）を導入する。この結果、以下の関係が導かれる。【００６５】
【数２６】
0005540705.tif 000027
【００６６】
【数２７】
0005540705.tif 000028
【００６７】
そして、式（２６）を、Ｗについて解くと、以下の式を得る。【００６８】
【数２８】
0005540705.tif 000029
【００６９】
式（２８）を用いて、以下の式を得る。【００７０】
【数２９】
0005540705.tif 000030
【００７１】
この式（２９）によって水溶液中の点Ｂ、すなわちｘ＝ｄ２における温度３Ｕｎ（ξ２）が求まる。なお上記式において、ξ１，ξ２，ξ３，ξ４は距離ｘ＝ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４をそれぞれ無次元化したものである。【００７２】
つまり、上述の式（１）〜（２９）を用いて説明した水溶液中の点Ｂの温度の算出手法では、まず、温度制御装置１０の内部温度推定部１３が、入出力部１１を介して、上部温度計測素子５より上側外部接点Ａの計測温度を、また下部温度計測素子６より下側外部接点Ｃの計測温度の入力を受け付ける（ステップＳ１）。そして、その各温度の時系列データをフーリエ変換し、各周波数成分を求め（ステップＳ２）、これを１Ｕｎ（０）、４Ｕｎ（ξ４）とする。また、各周波数成分（ｎ）に対して、上述に示したξ１，ξ２，ξ３，ξ４を計算し（ステップＳ３）、また、Ｔ４３，Ｔ３２，Ｔ２１を計算する（ステップＳ４）。また、Ｔ３１＝Ｔ３２Ｔ２１，Ｔ４１＝Ｔ４３Ｔ３１を求める（ステップＳ５）。【００７３】
【数３０】
0005540705.tif 000031
【００７４】
また、上の式（３０）を求める（ステップＳ６）。【００７５】
【数３１】
0005540705.tif 000032
【００７６】
また、上の式（３１）により温度３Ｕｎ（ξ２）を求める（ステップＳ７）。またこのようにして各周波数成分（ｎ）に対して求めた３Ｕｎ（ξ２）の列を逆フーリエ変換して、水溶液中の点Ｂにおける時系列の温度３ｕ（ｔ，ｄ２）を算出する（ステップＳ８）。【００７７】
なお、図７は上側外部接点Ａの計測温度、下側外部接点Ｃの計測温度および、水溶液中の点Ｂにおける推定温度を表すグラフである。本実施形態によれば、図７で示すように、温度測定対象物（本実施形態においては水溶液中の点Ｂ）に対して非接触で、その温度を推定することが可能となる。【００７８】
上述の温度制御装置は、内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータがこのプログラムを実行するようにしても良い。【００７９】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明によれば、小さく脆い物質が含まれる測定対象物の内部温度を、外部温度から非接触で推定することが可能となる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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