(57)【要約】【課題】  本発明は、シートにより被覆された断熱コアを有している排気された断熱板内のガス圧を高精度で、しかも安価に測定する方法と装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明による装置は断熱板の断熱コアと被覆シートとの間に組込まれている装置を包含しており、この装置はヒートシンクとして作用する部材及び該ヒートシンクと被覆シートとの間に配置されているテスト層を有しており、この部材の熱伝導率及び容積に関連した熱容量が断熱コアの当該数値よりも大であり、さらに排気された断熱板内のガス圧力の関数として変化する限定された熱伝導率を上記テスト層が有しており、本発明による方法の範疇では、排気された断熱板内に配置されていて被覆シートにより覆われているテスト装置上に外側からセンサ装置が当て付けられるか押し付けられ、該センサ装置がテスト装置、殊に該テスト装置のヒートシンクに対して明瞭な温度差を有する部材を有しており、従って断熱板の内部のガス圧力に関連して変化する、テスト層の熱伝導率により影響を受ける熱流が引き起こされ、この熱流の大きさが測定技術で検出されるか、又は測定技術で検出可能な別の数量から間接的に測定される。
2005522674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート(2)により被覆された断熱コア(1)を有している排気された断熱板(9)内のガス圧力を測定する温度測定方法用の装置において、断熱板(9)の被覆シート(2)と断熱コア(1)との間に組込まれた装置がヒートシンクとして作用する物体(3)及び上記のヒートシンク(3)と被覆シート(2)との間に配置されたテスト層(4)を有しており、上記物体(3)の熱伝導率及び容積に関連した熱容量が断熱コア(1)の当該数値よりも大であり、上記テスト層(4)が限定された熱伝導率を有しており、この熱伝導率が排気された断熱板(9)内のガス圧力の関数として変化することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ヒートシンク(3)の熱伝導率が1W/(m・K)以上であり、有利には2W/(m・K)よりも大であり、殊に10W/(m・K)よりも大である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ヒートシンク(3)の熱伝導率が100mbarよりも小さいガス圧の際にテスト層(4)の熱伝導率に比して10倍よりも多くなっており、有利には20倍、殊に50倍になっている請求項1又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記テスト層(4)の熱伝導率が大気のガス圧の際又は大気のガス圧下で1W/(m・K)未満であり、有利には0.1W/(m・K)未満であり、殊に0.05W/(m・K)未満である請求項1〜３のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項５】
前記テスト層(4)が微細な孔のある材料からなっている請求項1〜４のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項６】
前記のテスト層(4)が断熱コア(1)と同じ大きさの細孔又は断熱コア(1)よりも大きい細孔を有する空隙構造を有している請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記のテスト層(4)がポリプロピレン又はポリエステルの繊維不織布、微細ガラス繊維紙、グラスファイバー不織布、微細な孔のある発泡プラスチックの薄い層、エアロゲル層、珪藻土、又はプレスされたその他の微粉末からなっている請求項1〜６のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項８】
前記のテスト層(4)の厚さがほぼ一定でありかつほぼ0.05mm〜2mmの範囲内、有利には0.1mm〜0.5mmの範囲内にある請求項1〜７のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項９】
前記ヒートシンク(3)の容積に関連した熱容量Cが0.5J/(cm3*K)と5.0J/(cm3*K)との間にあり、有利には1.0J/(cm3*K)と4.0J/(cm3*K)との間にある請求項1〜８のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項１０】
前記ヒートシンク(3)がアルミニウム、銅、鉄のような金属又は伝熱性の高いセラミックからなる請求項1〜９のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項１１】
前記ヒートシンク(3)が、被覆(2)ないしテスト層(4)に対してほぼ平行な基準面を有する扁平部材として構成されている請求項1〜１０のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項１２】
前記の扁平なヒートシンク(3)の厚さがほぼ一定でありかつほぼ0.2mmと5mmとの間にあり、有利には0.5mm〜2mmである請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記の扁平なヒートシンク(3)の輪郭が円形又は多角形、殊に方形又は正方形に構成されており、この場合直径ないし一辺の長さが5mmと300mmとの間にあり、有利には10mm〜40mmである請求項1１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ヒートシンク(3)がゲッタ材料用の容器の底部分として構成されている請求項1〜１３のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項１５】
前記のヒートシンク(3)が断熱板(9)の扁平な底面(上面又は下面)又は狭幅面に配置されている請求項1〜１４のいずれか1つの項に記載の装置。
【請求項１６】
シート被覆されて排気された断熱板(9)内のガス圧力を測定する方法において、排気された断熱板(9)内に配置されていて被覆シート(2)によりカバーされている、請求項1〜１５のいずれか1つの項に記載のテスト装置(3,4)に外側からヒートシンク(3)に対する温度飛躍が加えられ、従って断熱板(9)の内部のガス圧力によって変化するテスト層(4)の熱伝導率により影響を受ける熱流が引き起こされ、この熱流の大きさが測定技術で検出されるか又は測定技術で検出可能な別の数量から間接的に測定されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項1〜１５のいずれか1つの項に記載の、排気された断熱板(9)内に配置されていて被覆シート(2)によりカバーされているテスト装置(3,4)上に外側からセンサ部材(5)が前方の接触面で当て付けられ、この場合この前方の接触面の湾曲が被覆シート(2)下側のテスト層(4)の湾曲にほぼ対応する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記サンサ部材(5)が扁平部材として構成されている請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記サンサ部材(5)が0.5mmと50mmとの間の厚さ、有利には0.8mm〜5mmの厚さ、殊に1mm〜3mmの厚さを有している請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記サンサ部材(5)の底面がヒートシンク(3)の面積より小さいか又はその面積とほぼ等しく成っている請求項１８又は19に記載の方法。
【請求項２１】
前記テスト装置(3,4)に対して明瞭な温度差を有するセンサ部材が被覆シート(2)上に装着される請求項１６〜２０のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項２２】
前記サンサ部材(5)が1W/(m・K)〜1000 W/(m・K)の熱伝導率を有している請求項１６〜２１のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項２３】
前記サンサ部材(5)が銅、銀、アルミニウム又は鉄のように伝熱性の高い金属からなる請求項１６〜２２のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項２４】
温度センサ(6)が前記センサ部材(5)の表面に固定されているか又は該センサ部材(5)の体積内に固定されている請求項１６〜２３のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項２５】
前記ヒートシンク(3)の上部の断熱板(9)範囲に当て、押し付ける際にセンサ部材(5)の(時間的な)温度変化により熱流が測定される請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記センサ部材(5)の表面、殊にその後部の表面に加熱装置、殊に加熱シートが配置されている請求項１６〜２５のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項２７】
前記センサ部材が、ヒートシンク(3)の温度とは明瞭に異なる一定の温度に制御される請求項１６〜２６のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項２８】
前記のセンサ部材(5)に供給される加熱電力によって一定に保持される温度付近で熱流が測定される請求項２６又は２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記のセンサ部材(5)の接触面上に熱流を測定する為に熱流計器が取り付けられており、該センサ部材の温度が一定に保持される請求項１６〜２８のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項３０】
前記センサ部材(5)が裏側及び/又は側方で断熱材(7)により取り囲まれている請求項１６〜２９のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項３１】
前記センサ部材(5)が円筒形、リング形又は円板形のカバー(8)により取り囲まれており、このカバー(8)がセンサ部材(5)とほぼ同じ温度に保持される請求項１６〜３０のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項３２】
前記テスト装置(3,4)上の温度センサを有している加熱シートが被覆シート(2)上に押し付けられる請求項１６に記載の方法。
【請求項３３】
測定開始の際に加熱シート内で加熱電力のスイッチが入れられて、加熱シートの温度が一定である場合に加熱シートの加熱電力を測定することができるように制御される請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記の温度センサを有している加熱シートが被覆シート(2)上のテスト装置(3,4)上に永続的に固定されている請求項３２又は３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記加熱シートが断熱材によりカバーされている請求項３２〜３４のいずれか1つの項に記載の方法。
【請求項３６】
前記断熱材上で制御可能な別の加熱装置を用いて周囲への加熱シートの熱損失が減少させられ、従って該加熱シートの加熱電力がヒートシンクへの熱流にほぼ相応している請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートにより被覆された断熱コアを有している排気された断熱板内のガス圧を測定する、温度測定方法用の装置と排気された断熱板内のガス圧を測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気された断熱板又は真空パネルは最薄の断熱材厚さによって高い断熱作用を達成する。これらはたいていは比較的低い熱伝導率の排気可能な多孔性のコア材料および気密な被覆、例えば金属被覆されたプラスチック製ハイバリアシート(フイルム)からなっている。コア材料としては極めて長い耐用年数が重要である使用の場合、例えば建築物の範囲内では微細な孔の多い珪酸粉末が有利であると判明している。比較的少ない耐用年数を有する別の使用の際には、ポリウレタン及び/又はポリスチレン又はガラス繊維材料からなる微細な孔のある気泡体も断熱コアとして使用可能である。コア材料内で空気の熱伝導性を事実上遮断する為には、微細な孔の多いコアでは半ミクロンよりも僅かな極小さいその孔の大きさによって1〜10mbarの真空で既に十分である。この圧力範囲内では0.004と0.005W/(m・K)との間の熱伝導率が得られる。100mbarへのガス圧力の上昇は約0.008W/(m・K)にしか熱伝導率を上昇させず、1000mbarの通常の空気圧力では熱伝導率0.020W/(m・K)になる。それに対して微細な孔のある気泡体又はガラス繊維材料では、目の粗い孔によって空気の熱伝導率を充分抑える為にはガス圧力が0.01〜1mbarの範囲内に位置する必要がある。
【０００３】
真空断熱材の品質及び明らかな作用は熱伝導率又は生じる内ガス圧の高さで測定可能である。熱伝導率の測定は個々の真空断熱板において従来の固定のプレート測定法によって可能である。この測定はまさしく時間がかかるのではあるが、この測定法の相対的な精度は絶対熱伝導率に関して5％以下である可能性がある。例えばプレートに熱パルス又は温度パルスが加えられかつ温度又は熱流のような大きさが時間に関係して測定されるこれまでの非固定の方法は比較的迅速ではあるが、とりわけ断熱コアの熱伝導率の根にのみ測定量が左右されるので極めてエラーが多く不精確である。
【０００４】
内部ガス圧力の値を用いて微細な孔の多い真空断熱板の品質を最も正確に評価する事ができる。微細な孔の多い真空断熱板の製造後、初期ガス圧力は標準的な場合には1mbarと5mbarとの間である。適したハイバリアシートを使用するとすれば、内部のガス圧力は毎年0.2〜2mbarよりも多く上昇することはないだろう。それに伴って最も早期の場合50年後には計算上微細な孔の多い真空断熱板内で熱伝導率が倍増するだろう。組込まれた状態でもガス圧力の高さもしくは時間的な上昇についての情報は真空断熱板の品質保証には極めて有効である。
【０００５】
検査対象物を真空室内に設置して、被覆シートが断熱コアから顕著に持ち上がるまで排気する事によって真空パネルの内ガス圧力を制御することができる。つまりこの場合にはパネル内の内圧が真空室内のガス圧力よりもまさしく大きくなる。いずれにせよこの方法は少なくともパネルの大きさ以上の真空断熱室を必要とする。さらに断熱対象物内に組込まれた真空断熱板のガス圧力をもはや測定することができず、従ってこの目的の為には別の方法を見つけ出す必要がある。
【特許文献１】特開昭６２−２１５１９４号
【特許文献２】特開平１０−２３９１９９号
【特許文献３】特許第２６１０２５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の詳論により、本発明を提案しようとする課題は、断熱対象物内に組込まれた断熱板でできるだけ高い測定精度でガス圧力を測定できる可能性を提供することにある。ガス圧力のそのような制御の際には被覆が損傷されてはならない。この測定の技術的な経費はできるだけ少なく抑えるべきであり、殊に測定に必要な時間をできるだけ短縮すべきである。さらに真空パネルの製造コストも著しく増大しないようにできるだけ配慮すべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、断熱板の被覆シートと断熱コアとの間に組込まれた装置を包含する測定装置によって解決されることになり、この装置はヒートシンクとして作用する物体及び上記のヒートシンクと被覆シートとの間に配置されたテスト層を有しており、上記物体の熱伝導率及び容積に関連した熱容量が断熱コアの当該数値よりも大であり、上記テスト層が限定された熱伝導率を有しており、この熱伝導率が排気された断熱板内のガス圧の関数として変化する。
【０００８】
前記テスト層の熱抵抗ないし該テスト層の熱伝導率は特性的にパネルの内部のガス圧力に左右される。ほぼ10μmの繊維直径を有するガラス繊維不織布のために、正常圧力の際の動かない空気により熱伝導率のほぼ半分が達成される典型的なガス圧力がほぼ2mbarになる。この圧力範囲付近及びこの圧力範囲の下のガス圧力の変化の際には中間層の熱抵抗が最も顕著に変化するようになる。それに対して例えば微細な孔のある珪酸からなる断熱コアの熱伝導率が測定されるようになるとすれば、10mbar以上のガス圧力の際にようやく熱伝導率の明瞭な変化が認識可能になる。ヒートシンクとセンサ構成部分との間の平均の温度差と測定中に測定される熱流との間の関係からテスト層の熱抵抗を計算することができる。テスト層の厚さを知ると、それから該テスト層の熱伝導率も判明する。そこで真空パネル内のガス圧力とテスト層の熱伝導率との関係を知ることで真空パネル内のガス圧力を測定することができる。しかしながらまた公知のガス圧力が前もって与えられる較正測定を用いて、測定された熱抵抗を内部のガス圧力と直接関係づけることも可能である。
【０００９】
また微細な孔のあるポリウレタン気泡体又はガラス繊維のような目の粗い孔のあるコア材料にも本発明による方法を使用することができる。この場合、テスト層内に嵌め込まれた目の粗い孔のある材料の本発明による方法で測定された熱伝導率は、真空パネル内で断熱コアとして使用されている目の粗い孔のある材料の熱伝導率と似た形式で変化する。それにより、低すぎないガス圧力に基いて完全に排気された状態に対し20％だけ高くなった、コア材料の熱伝導率を問題なく測定することができる。
【００１０】
例えば外側から温度飛躍が加えられ、かつ熱流がテスト層を介して該テスト層の背後に位置するヒートシンクのために測定されることによって、テスト層の熱抵抗を測定することができる。いずれにせよ、例えばテスト層の背後にある物体を始めに加熱し次いで断熱板の被覆の当該箇所に比較的冷たいセンサ部材を押し付けることによって、従って熱流が内部から外部に生じることによって反対の熱流の場合にも測定が可能であることに注意すべきである。また例えば氷でセンサ部材が測定の前に冷却されることによって、内側に位置する物体に対して下がったセンサ温度を実現することもできる。ところでこの測定方法ではヒートシンクとして上で述べた、テスト層の背後の部材が本来熱源として作用しかつ外側から当て付けられたセンサ部材がヒートシンクとして作用するのではあるが、この方法は最初に述べた外から中への熱流による方法よりも長い時間がかかり。それ故一般的な制限なしにテスト層の背後に位置する部材をこれ以降ヒートシンクとして表示するつもりである。
【００１１】
内側に位置するヒートシンクを真空パネルに備え付けることがコスト的に有利であるから、真空パネルは原則的にそのように標準仕上げ加工することができる。それによって真空パネルの製造後のガス圧力の迅速なインライン‐コントロールも可能である。
【００１２】
前記ヒートシンクの熱伝導率が1W/(m・K)以上であり、有利には2W/(m・K)よりも大であり、殊に10W/(m・K)よりも大であることが有利であると判明している。これによってヒートシンクにより吸収された熱が早く均等に該ヒートシンクの全体に分配可能であり、しかもテスト層の下では測定を改ざんする熱停滞が発生することはない。
【００１３】
前記ヒートシンクの熱伝導率が100mbar未満のガス圧の際のテスト層の熱伝導率よりも10倍以上大きくなっており、有利には20倍以上、殊に50倍以上大きくなっていると有利な状態となる。テスト層の比較的小さい熱伝導率によってほぼ理想的な熱流状態が生じ、この熱流状態が最適な評価を可能にする。
【００１４】
前記テスト層の熱伝導率が大気のガス圧の際又は大気のガス圧下で1W/(m・K)未満であり、有利には0.1W/(m・K)未満であり、殊に0.05W/(m・K)未満であることは本発明の範疇にある。有利には低下するガス圧力で、例えばそのつど10分の1に、それぞれほぼ10〜75％、特にほぼ20〜50％に圧力が低下するとテスト層の熱伝導率が下がる。これによって熱抵抗は関係する圧力範囲内でなお顕著に高くなり、かつヒートシンクの緩慢な温度変化に基いて正確な測定を可能にする。
【００１５】
前記テスト層の熱伝導率のガス圧力依存状態は、該テスト層を微細な孔のある材料から製造することで実現可能性になる。このテスト層はまた、信頼できる測定値が生じるようにできるだけ均質な特性を有しているべきである。
【００１６】
微細な孔のあるテスト層の孔の大きさは断熱コアの孔の大きさよりも明らかに大きくてもよく、従ってテスト層内のガス熱伝導率は断熱コア内よりも明瞭に小さいガス圧力で既に認知可能となる。比較的低いガス圧力範囲を検出できるようにする為には、被覆シートに対するテスト層として相対的に目の粗い構造を有する材料を使用するべきである。例えばガラス繊維からなる繊維状の材料又は不織布では、小さい繊維直径か又は大きい繊維直径の選択によって検出可能なガス圧力の範囲を、大きい圧力か又は小さい圧力に変位させることができる。
【００１７】
前記のテスト層がポリプロピレン又はポリエステルの繊維不織布、微細ガラス繊維紙、グラスファイバー不織布、微細な孔のある発泡プラスチックの薄い層、エアロゲル層、珪藻土、又はプレスされたその他の微粉末からなっていることは本発明の範疇にある。本発明によれば0.1μm〜20μmの範囲内の繊維直径を有しているプラスチック製−又はガラス製−繊維不織布が最良の特性を示す。しかしながら原則的には微細な孔のある発泡プラスチックのような別の材料、珪藻土のような微細な粉末又はエアロゲル層もテスト層として実現可能である。
【００１８】
前記テスト層の厚さがほぼ一定でありかつほぼ0.05mm〜2mmの範囲内、有利には0.08mmより大で殊に0.1mmより大、かつまた1mm以下、殊に0.5mmよりも小さければ、温度測定に適した比較的大きい熱流が生じる。
前記ヒートシンクの容積に関連した熱容量Cは本発明によれば0.5J/(cm3*K)と5.0J/(cm3*K)との間にあり、有利には1.0J/(cm3*K)と4.0J/(cm3*K)との間にある。そのような場合には小型のテスト装置によっても正確な測定に十分な熱流継続時間を実現させることができる。
【００１９】
前記ヒートシンクにはアルミニウム、銅、鉄のような金属、良く熱を通すセラミック又は黒鉛を使用することが推奨される。
【００２０】
測定精度を高める為に、前記ヒートシンクを、前記の被覆ないしテスト層に対してほぼ平行な基準面を有する扁平部材として適用することができる。この場合そのような扁平なヒートシンクの厚さがほぼ一定であって良い。その厚さはほぼ0.1mmと5mmとの間にあり、有利には0.2mmよ大で、殊に0.4mmより大であり、さらに有利には3mm未満で、殊に2mm未満であると良い。
【００２１】
前記の扁平なヒートシンクの輪郭は円形又は多角形、殊に方形又は正方形に構成しておくことができ、この場合その直径ないし縁の長さが5mmと100mmとの間にあり、有利には10mm〜60mmであり、殊にほぼ30mmである。
【００２２】
前記のヒートシンクは断熱板の上面及び/又は下面に配置されていても良く、又該断熱板の狭幅面に配置されていても良い。また断熱板の縁又は角が原則的に相互に適合していれば、より複合した配置を可能にする。
【００２３】
比較的目の粗い孔のある気泡体又はガラス繊維材料を断熱コアとして使用するとすれば、ゲッタ材料用に封入された容器の底部分をヒートシンクとして使用する可能性も生じる。比較的低いガス圧範囲を検出する為にはテスト層として比較的目の粗い構造を有する材料、例えば繊維直径ほぼ10μmを有するガラス繊維不織布を使用することができる。
【００２４】
シート被覆されて排気された断熱板内のガス圧力を測定する本発明による方法は、上の記述により排気された断熱板の内部に配置されていて被覆シートにより覆われている装置に外側からセンサ装置が当て付けられかつ被覆シートにおける温度飛躍が発生させられることを特徴とする。このことは本発明による装置に対して明瞭な温度差を有する部材が押し付けられることによって達成可能である。これによって断熱板の内部のガス圧力によって影響を受ける、テスト層の熱伝導率により熱流が引き起こされ、この熱流の大きさが測定技術で検出されるか、又は測定技術で検出可能な別の数量から間接的に測定されるようになる。
【００２５】
表面の温度とヒートシンクへの熱流の温度とを同時に測定する簡単な方法は、内側に位置するヒートシンクに対する温度差を有していてかつ温度センサが取り付けられている、熱を良く通すセンサ部材を真空パネルの表面に押し付けることで成立する。この場合有利にはセンサ部材の温度が断熱板内に位置しているヒートシンクの温度よりも高くなっている。センサ装置を押し付けた後でこのセンサ装置は内側に位置しているヒートシンクに熱を放射する。これによってセンサ装置の接触している部分の温度が時間と共に下がる。この場合被覆シート及び薄いテスト層の僅かな熱容量に基いて急速に(ほぼ1〜3秒以内に)熱的な均衡が生じる。即ち、加えられた温度及び内側にあるヒートシンクの温度が温度差に比較して時間と共にわずかに変化するとすれば、ほとんど停止している状態から離脱することができる。センサ構成部分もしくは熱源及び/又はヒートシンクの温度が本来の温度差の約2〜20％、有利には5〜10％だけ変化した時に時間的な温度経過の測定を終了させることができる。代表的な測定時間は５秒〜30秒の範囲内にある。接触しているセンサ構成部分の材料固有の熱容量及び該センサ構成部分の寸法、並びに時間単位毎の温度変化から熱流が計算可能である。その場合テスト層の熱抵抗は、一方でヒートシンクの温度と外側から当て付けられるセンサ装置の温度との間の差から成る割合に比例しており、かつ他方で測定された熱流に比例している。内側のヒートシンクは測定の開始前には断熱コアと熱的に均衡しているべきである。ヒートシンクの温度は測定開始前に表面温度センサなどによって測定される。センサ構成部分の温度は装着された薄い加熱シートによる電気加熱器で初期値に制御可能である。その測定開始の際には電力供給が遮断される必要がある。これ以外にも熱い対象物との接触によって測定板をスタート温度にすることが可能である。
【００２６】
前記センサ部材が前方の接触面を有しており、この接触面の湾曲が被覆シートの下側のテスト層の湾曲にほぼ対応していると有利である。
【００２７】
前記サンサ部材は直方体又は角柱として、あるいは(扁平な)円筒ないし円板として、又はその他の扁平部材として構成されていても良い。
【００２８】
そのようなセンサ部材の厚さは0.2mmと100mmとの間にあり、有利には0.5mm以上で、殊に1mmよりも大であり、かつまた有利には10mm以下で、殊に5mmよりも小さくなっているべきである。
【００２９】
本発明は前記サンサ部材の底面をヒートシンクの面積より小さく選択するか又はその面積とほぼ等しく選択することを推奨し、即ちセンサ部材の直径はヒートシンクよりも大きくなっていないようにすべきである。これによって測定を改ざんすることのある不必要な二次効果が避けられるようになる。
【００３０】
前記センサ部材の熱伝導率は断熱板の内側に配置されているヒートシンクの熱伝導率にほぼ一致することができる。このサンサ部材の材料には、銅、銀、アルミニウム又は鉄もしくは鋼のよう伝熱製のよい金属が有効である。
【００３１】
本発明はさらに、前記センサ部材に、殊に該センサ部材の表面に固定されているか又は該センサ部材の体積内に固定されている温度センサによって特徴付けられる。温度センサとしては例えば、センサ構成部分の熱容量にわずかな影響しか及ぼさない熱電対を使用することができる。
【００３２】
センサ構成部分の熱流を測定する別の可能性は、前もって加熱した温度を維持するための電気加熱器、例えば線条抵抗又は加熱シートをセンサ部材に備えることにある。この調整器を介してセンサ構成部分の温度が一定に保持され、かつ測定過程中に該調整器を介してセンサ構成部分に送出される電力が監視される。短い調整時間の後でセンサ構成部分に送出される電力として同様にほとんど持続的な熱流が生じるようになる。
【００３３】
またセンサ部材として温度センサを有する加熱シートだけを使用することも可能である。測定開始の際には加熱器がスイッチを入れられて調整器を介して上昇した一定の温度に制御され、さらにその為に必要な電力が測定されるようになる。加熱シートはヒートシンク上の被覆シート上に永続的に取り付けられていても良い。
【００３４】
本発明は、前記センサ部材が裏側及び/又は側方で断熱材により取り囲まれていることで別の構成が可能である。センサ部材の周囲で結果を改ざんする熱損失を減少させる為に、このセンサ部材がその接触面を除いて発泡プラスチックなどの断熱材により取り巻かれている。
【００３５】
測定の際に前記センサ部材が円筒形、リング形又は円板形の、場合によっては金属のカバーにより取り囲まれており、このカバーがセンサ部材とほぼ同じ初期温度に保持されることは最終的に本発明の理論に一致する。カバーとしては温度調整される加熱シートも利用できる。センサ部材と同じ温度に加熱されるこの保護遮蔽物はセンサ部材から周囲への放熱又は被覆シートの外側への放熱を充分に抑えることができる。
【００３６】
熱流を測定する選択的な方法は、センサ部材の接触面上に熱流測定器を固定することにある。このセンサ部材は有利には必要に応じて電気制御される熱源又はヒートシンク例えば加熱シートに連結されており、従って該センサ部材は一定の温度に保持される。その次に測定された熱流密度及びヒートシンクとセンサ部材との間の温度差から同様にテスト層の熱抵抗を推量することができる。熱流測定器は換気されたテスト層に対してできるだけ僅かな、最大でほぼその10％〜20％の熱抵抗を有しているべきである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、断熱板に損傷を与えたり、或いは断熱板の製造コストの上昇を招くようなことなしに、短時間内で断熱板内のガス圧力を高精度で測定することができ、断熱板としての品質を簡単にしかもより正確に表わすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明をベースにした別の特徴、詳細、利点及び作用を本発明の有利な一実施態様の次の説明及び図面から明らかにする。
【００３９】
図１は、排気された断熱板内に収容されている、本発明による測定装置ないしテスト装置及びその上に載せられたセンサ装置を有している断熱板の断面図である。また、図２は、断熱板内のガス圧力が異なる場合において、図1のセンサ装置によって測定された温度の時間的な経過を示しているグラフである。
【００４０】
図１の断熱板9は、全面でシート2により被覆されている断熱コア1からなっている。本発明によればこの断熱コア1と被覆シート2との間に、製造の際に例えばアルミニウム製の小さい金属又はセラミックプレート3が収容され、このプレート3はヒートシンクとして働く。このプレート3は例えば直径又は一辺の長さが30mm、及び厚みが例えば2mmの円形か、方形か又は正方形の基本形状を有することができる。
【００４１】
本発明によれば、上記のヒートシンク3と被覆シート2との間には熱抵抗として多孔性の薄い中間層4の形状のテスト層がある。微細な孔のあるテスト層4の孔の大きさは断熱コア1の孔の大きさよりも明瞭に大きくてよく、従ってテスト層4内のガス熱伝導率は断熱コア1内よりもガス圧力が明らかに低いことで顕著である。このテスト層4の厚みは約0.1mm〜0.3mmにすぎない。それによって温度測定の為に比較的大きい熱流が生じ、この熱流は良好に測定可能である。このテスト層4は厚みは小さくとも均質で微細な孔を有しているものとする。本発明によれば0.1μm〜20μmの範囲内の極めて小さい繊維直径を有するプラスチック又はガラス繊維製の不織布が最良の特性を示す。しかしながら原則的には微細な孔のあるプラスチック気泡体、珪藻土のような微細な粉末又はエアロゲル層のような他の材料も中間層として適している。
【００４２】
テスト層4が外側を向き、被覆シート2の内側に接するように、ヒートシンク3がテスト層としてのガラス繊維不織布の層で覆われていて断熱コアと被覆シートとの間で小さい凹所内に嵌め込まれた後で、断熱コア1がほぼ1mbarのガス圧力に排気されかつプラスチック製の被覆シート2が真空シールされる。
【００４３】
1.7mmの厚みと19mmの直径とを有している銅めっきされた鋼製の円板又はプレート5がセンサ10として使用され、さらにその裏側には温度センサ6として熱電対J型がはんだ付けされる。さらにこの裏側には断熱材7として厚さ20mmと20mmの直径とを有している円形断片の発泡プラスチックが貼り付けられる。同じ初期温度に加熱された保護リング8が補足的にセンサプレート5から周囲への、又は被覆シート2を越えた側方への熱伝達を充分抑えることができる。
【００４４】
前記熱伝対6の温度は測定機器により毎秒2つの測定の1方の率で検出され、計算機により記憶される。
【００４５】
前記ヒートシンク3は測定前にはほぼ20℃の周囲温度と熱的な均衡状態にある。センサプレート5は78℃の温度に加熱される。センサ10が断熱板9における測定箇所に押し付けられると測定が開始される。ほぼ20秒後に測定が終了させられてセンサ10が測定箇所からはずす。次に測定は、ただ10mbarのガス圧力に排気されている別のテスト部分で繰り返される。
【００４６】
この場合センサプレートで測定されたさまざまな温度経過は図２で示されている。ガス圧力が高い場合に温度が明らかに早く下がる事が分かる。74℃以下の温度ではほぼ１定のピッチによる温度経過であると説明することができる。ガス圧10mbarでは温度がほぼ0.55K/sだけ低下し、ガス圧1mbarでは0.29K/sだけ低下する。これによって両方のガス圧範囲の間で明瞭に区別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】排気された断熱板内に収容されている、本発明による測定装置ないしテスト装置及びその上に載せられたセンサ装置を有している断熱板の断面図である。
【図２】断熱板内のガス圧力が異なる場合において、図1のセンサ装置によって測定された温度の時間的な経過を示しているグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１  断熱コア
２  被覆シート
３  セラミックプレート（ヒートシンク）
４  中間層（テスト層）
５  センサプレート
６  温度センサ（熱電対）
７  断熱材
８  保護リング
９  断熱板
１０  センサ
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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