Hukseflux
Thermal Sensor

ユーザーマニュアル
CHF-FHF06
高温用薄膜熱流センサ▪ 使用可能上限温度250℃▪ 熱伝導率依存を減らすサーマルスプレイダー▪ 温度センサを内蔵

Copyright by Hukseflux｜CHF-FHF06マニュアル v2301｜www.hukseflux.com｜
info@hukseflux.com

安全上の重要な注意事項
注意事項は、危険の度合いに応じて、危険、警告、注意、注記の4つがあります。
危険「危険」は、指示に従わない場合、死亡または重篤な身体的傷害を負うことになります。

警告「警告」は、指示に従わない場合、死亡または重大な身体的傷害を負う危険性があります。

注意「注意」は、指示に従わない場合、軽傷または中程度の身体的傷害を負う恐れがあります。

注記「注記」は、指示に従わない場合、機器の破損や機器の信頼性を損なう恐れがあります。

CHF-FHF06 マニュアル V 2301

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目次
安全上の重要な注意事項 .............................................................................................................................. 2目次...................................................................................................................................................... 3
記号一覧..................................................................................................................................................... 4
概要...................................................................................................................................................... 51
注文と納品時の確認 .......................................................................................................................... 7
1.1
CHF-FHF06を注文する ...................................................................................................... 7
1.2
同梱品 ................................................................................................................................ 71.3
簡易動作確認 ....................................................................................................................... 82機器の原理と理論 ............................................................................................................................. 93
CHF-FHF06の仕様 ...................................................................................................................... 12
3.1
CHF-FHF06の仕様 .......................................................................................................... 12
3.2
CHF-FHF05シリーズの寸法 .............................................................................................. 15
4
使用に関する標準および推奨事項 ..................................................................................................... 164.1
産業における熱流束測定 ..................................................................................................... 16
5
CHF-FHF06の設置 ...................................................................................................................... 175.1
場所の選定と設置............................................................................................................... 175.2
曲面への設置 .................................................................................................................... 205.3
電気配線 ........................................................................................................................... 21
5.3.1 標準的な接続 ..................................................................................................................... 21
5.3.2 複数のセンサを直列に接続して感度を上げる ........................................................................ 22
5.3.3 感部面半面のみの読み出しに対応した接続 ........................................................................... 23
5.4
データ取得／増幅のための要件 ........................................................................................... 24
6
メンテナンス、トラブルシューティング ................................................................................................ 25
6.1
推奨メンテナンスと品質保証 ............................................................................................... 25
6.2
トラブルシューティング ....................................................................................................... 26
6.3
現場での校正・確認 ............................................................................................................ 27
7
付録 ............................................................................................................................................. 28
7.1
ケーブル延長に関する付録 ................................................................................................. 28
7.2
CHF-FHF06薄膜センサの取り付けに関する付録 ................................................................. 297.3
校正の標準に関する付録 .................................................................................................... 32
7.4
校正トレーサビリティに関する付録 ....................................................................................... 32
7.5
温度依存性の補正に関する付録 .......................................................................................... 33
7.6
異なる温度での測定範囲に関する付録 ................................................................................. 34
7.7
EU適合性宣言 .................................................................................................................. 35

CHF-FHF06 マニュアル V 2301

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記号一覧
項目

記号

単位

熱流束

Φ

W/m²

電圧出力

U

V

感度

S

V/(W/m2)

温度

T

°C

単位面積あたりの熱抵抗

Rthermal,AK/(W/m²)

添字
ヒートシンク特性
最大値、仕様限界値

CHF-FHF06 マニュアル V 2301

heatsink
maximum

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概要
CHF-FHF06は、250℃までの環境で使用できる汎用熱流計の最新モデルです。薄く柔軟な構造で、汎用性が高い製品になります。温度センサを内蔵し、熱伝導率依存を低減するためのサーマルスプレイダーを備えています。伝導、放射、対流による熱流束を測定し、温度範囲は-70℃～+250℃となります。
CHF-FHF06は、組み込まれた対象物または取り付けられた対象物を通過する熱流束を計測し、W/m2の単位で表現します。内部のセンサはサーモパイル（熱電堆）です。このサーモパイルは、CHF-FHF06の
柔軟な本体を介して上下温度差を測定します。また、T型熱電対も内蔵されています。サーモパイルと熱電対は受動型センサのため、電力を必要としません。
センサを覆う導電層を形成する複数の小型サーマルスプレイダーは、測定の熱伝導率依存性を低減させるのに役立ちます。スプレイダーを組み込んだCHF-FHF06の感度は、環境に左右されません。競合する
多くのセンサは、サーマルスプレイダーを備えていません。センサ周囲のガードエリアは、エッジ効果による測定誤差を低減することが出来、また、設置にも使用されます。

図 0.1 サーマルスプレイダー付き薄膜熱流センサ「CHF-FHF06-25X50モデル」：薄型で柔軟性があり、多用途に使用できます。
CHF-FHF06の使い方は簡単です。一般的に使用されているデータロギングシステムに直接接続することができます。熱流束（W/m2）は、センサ出力である微電圧を感度係数で割ることで算出されます。感度
係数は、製品証明書に記載されています。
CHF-FHF06は、独自の機能と利点を備えています。
•
•
•
•
•
•
•
•
•

継続使用におけるT = 250℃までの耐高温性
柔軟（曲げ半径 ≧ 7.5×10-3 m）
低熱抵抗
高速応答速度T型熱電対内蔵センサとケーブルの間の負担緩和としても機能するコネクタブロックを含む堅牢性
屋外での使用には必須のIP保護等級 IP67
熱伝導率依存性低減のための一体型サーマルスプレイダー
センサのみ：真空環境での使用可

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CHF-FHF06は、負担緩和の役割を果たす保護用ポット型のコネクタブロックを備えており、水分が浸透がなく、非常に堅牢で安定していることが証明されています。

図 0.2 オーブンのパフォーマンスを観測するために使用される薄膜熱流センサ CHF-FHF06-

25X50。センサはT = 250℃までの温度で連続した使用が可能。
CHF-FHF06は、国際標準にトレーサブルな校正を行っています。工場での校正方法は、ASTM
C1130-21の推奨実施方法に準拠しています。校正基準条件と異なる条件で使用した場合、CHFFHF06の熱流束感度は、証明書に記載されている値と異なる可能性があります。ベストプラクティスについては、本マニュアルの第2章を参照してください。
こちらも合わせてご覧ください。
•
•
•
•
•

5つのサイズと感度を揃えた薄膜熱流センサ「CHF-FHF05シリーズ」
CHF-FHF05自己校正モデル「CHF-FHF05SCシリーズ」
FHF型センサの校正・性能確認用「HTR02シリーズヒーター」
感度が向上したモデル「CHF-HFP01」（CHF-FHF06を2個以上直列に並べることも有効）
Huksefluxは、様々な予算に応じて、最高品質の熱流センサを提供します。

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1

注文と納品時の確認

1.1

CHF-FHF06を注文する

CHF-FHF06-02の標準構成は、CHF-FHF06-25X50に2mのケーブルが付属します。一般的なオプションは次の通りです。
••••

ケーブル長2mを5mまたは10mへ変更
ケーブルなし、コネクタブロックなし
ケーブル長2m、5m、10mの別ケーブル
校正と性能検証を行うホイルヒーター（HTR02シリーズ）

1.2

同梱品

配送時の梱包品には、以下が含まれます。
••

熱流センサCHF-FHF06（注文時ご指定の長さのケーブル付）
機器のシリアル番号に一致する製品証明書

図 1.2.1 CHF-FHF06-25X50モデル：ケーブルの端にシリアル番号と感度が表示されています。ラベルは120℃までの温度下での使用となります。図 5.1.2を参照ください。
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1.3

簡易動作確認マルチメータに接続することで、簡易的な動作確認を行うことができます。
1.

CHF-FHF06のケーブルの端のラベルに記載されているセンサのシリアル番号と感度を、付属の製品証明書と照らし合わせて確認します。

2.

機器に損傷がないかを点検します。

3.

赤線［＋］と黒線［－］間のセンサの電気抵抗を確認します。1,000 Ω 範囲のマルチメータを使用します。まず一方の極性でセンサの電気抵抗を測定し、逆の極性でも測定し、平均値を取ります。典型的なケーブルの抵抗値は 0.3 Ω/m です。代表的なセンサの抵抗は、センサの公称抵抗値200 Ω
にケーブル1mごとにケーブルの抵抗 0.6 Ω（行きと帰り分）が足されたものになります。抵抗値が無限値の場合、回路の故障が考えられます。抵抗値がゼロまたは 1Ω より小さい場合、短絡が考え
られます。

4.

茶線［＋］と白線［－］間の熱電対の電気抵抗を確認します。100 Ω 範囲のマルチメータを使用します。まず一方の極性で熱電対の電気抵抗を測定し、逆の極性でも測定し、平均値を取ります。銅線の標準的な抵抗値は 0.3Ω/m、コンスタンタン配線は 6.5Ω/m です。代表的な熱電対の抵抗値は、
熱電対の公称抵抗値 2.5Ω に、ケーブル1mごとにケーブルの抵抗 6.8 Ω（行きと帰り分）が足されたものになります。抵抗値が無限値の場合、回路の故障が考えられます。抵抗値がゼロまたは1Ω より小さい場合、短絡が考えられます。

5.

センサが熱に反応するかどうかを確認します。マルチメータを最も感度の高いDC電圧測定範囲（通常、100 x 10-3 VDC範囲以下）に設定します。センサを熱にさらします。裏側（ドット（表面表示）のない側）を熱にさらすと、赤線［＋］と黒線［－］の間にプラスの信号が発生するはずです。表側（ドット（表面表示）のある側）も同様にすると、出力信号が反転します。

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2

機器の原理と理論

CHF-FHF06の学名は熱流センサです。熱流センサは、センサ自身を通る熱流束密度を測定します。
W/m2 で表されるこの量は、熱流束と呼ばれます。
CHF-FHF06のユーザーは通常、測定された熱流束がセンサの位置で乱されていないものであると見なします。また、科学的な判断に基づいた補正を行うことも可能です。
CHF-FHF06に搭載されているセンサはサーモパイルです。このサーモパイルは、センサのポリイミド間の温度差を測定します。サーモパイルは完全に受動的に機能し、この温度差の一次関数となる微電圧を発生させます。熱流束は、温度差を熱流センサ本体の有効熱伝導率で割った値に比例します。
CHF-FHF06の使い方は簡単です。測定には、ミリボルト範囲で動作する正確な電圧計が必要なだけです。測定された電圧Uを熱流束Φに変換するためには、センサごとに一定値である感度Sで電圧を割る必要があります。
Φ = U/S（式2.1.1）

図 2.1 熱流センサの一般的な動作原理。CHF-FHF06に内蔵されているセンサはサーモパイルです。サーモパイルは、2つの金属合金からなる多数の熱電対（①、②）を電気的に直列に接続したものです。1個の熱電対は、その高温部と低温部の温度差に比例して出力電圧を発生させます。熱電対を直列に並べると、信号が増幅されます。熱流センサでは、高温部と低温部はセンサ面を挟んでそれぞれ反対側に配置されます（④、⑤）。定常状態では、熱流束（⑥）はセンサの温度差とセンサ本体（③）の平均熱伝導率の一次関数となります。サーモパイルは、センサを通過する熱流束に比例した電圧出力を発生させます。センサの正確な感度は、メーカーでの校正によって決定され、センサに付属する製品証明書に記載されています。

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図2.2 裏面から表面への熱流束により、プラスの電圧出力信号が発生します。薄膜上のドットが、表側を示す表面表示になります。
CHF-FHF06は、裏面から表面への熱流束により、プラスの電圧出力信号が発生するように設計されています。薄膜上のドットが、表側を示す表面表示になります。
CHF-FHF06の特徴は、使用可能温度上限が250℃まで広がったこと、柔軟性（曲げ半径 ≧ 7.5×103m）、低熱抵抗、高速応答、屋外用途に不可欠な保護等級 IP67、熱伝導率依存性を低減するためのサーマルスプレイダーを搭載していることなどが挙げられます。

CHF-FHF06は、以下の基準条件下で校正されています。
•
•
•
•
•

伝導熱流束（放射熱流束もしくは対流熱流束は加味せず）
センサ及び保護表面への均一な熱流束
室温
HTR02シリーズで発生する 300 W/m2 程度の熱流束
アルミ製ヒートシンクの使用

CHF-FHF06は、一般的な産業用途を想定した導電性の金属製ヒートシンクを用い、20℃で伝導熱流束にさらして校正されています。校正基準条件と異なる条件下、例えば極端な高温や低温、あるいは放射流束にさらされた状態で使用した場合、FHF06の熱流束に対する感度は証明書に記載されているものと異なる場合があります。そのような場合、ユーザーは以下の選択をすることができます。
••••

感度を使用せず、相対的な測定のみを行い、変化をモニタする。
センサを金属箔の上や間に設置することで、校正条件を再現する。
既知の熱流束を発生させるアルミ箔ヒーターを使用するなど、専用の校正実験を設計する。
感度の温度依存性を補正する。詳細は付録7.6を参照。

CHF-FHF06 マニュアル V 2301

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ユーザー自身で実験解析を行い、不確かさの評価を行う必要があります。CHF-FHF06の連続使用時の定格温度範囲は－70～＋250 °Cです。－160 °Cで測定する場合は、Hukseflux社にお問い合わ
せください。

CHF-FHF06 マニュアル V 2301

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3

CHF-FHF06の仕様

3.1

CHF-FHF06の仕様

CHF-FHF06は、センサの表面を通過する熱流束密度を測定します。W/m2 で表されるこの量は、熱流束と呼ばれます。サーモパイルは完全に受動的に機能し、この熱流束に比例した微電圧を発生させます。
適切な測定システムとの組合せでのみ使用できます。
表 3.1.1 CHF-FHF06の仕様（次頁に続く）
CHF-FHF06仕様
センサ種別
ASTM規格に準拠したセンサ種別
測定対象
SI単位での測定値
測定範囲
感度（公称値）
方向感度
表裏誤差
感度の向上
想定電圧出力測定機能（物理演算が必要）
必要な計測機器
内臓センサ
ケーブル定格負荷
定格曲げ半径定格温度範囲（連続使用時）
定格温度範囲（ケーブル）
定格温度範囲（コネクタブロック）
定格温度範囲（短時間）
定格圧力薄膜センサのアウトガス性
温度依存性
非線形性
太陽光吸収係数
熱伝導率依存性
センサの長さ・幅
感部面
感部面の長さ・幅
ガードエリア
ガード幅と厚みの比率
センサ厚みセンサ熱抵抗センサ熱伝導率
応答速度(95 %)センサ抵抗（公称）CHF-FHF06 マニュアル V 2301

高温対応薄膜熱流センサ
熱流センサ または 熱流変換器
熱流束
熱流束密度 W/m2
ヒートシンク温度20℃において (-20～+20) x 103 W/m2
詳しい計算方法は付録を参照してください。
5×10-6 V/(W/m2)
裏面から表面（ドットのある面）への熱流束により、プラスの電圧出力信号が生成される。
<2%
複数のセンサを電気的に直列に配置することができます。
その場合、感度は個々のセンサ感度の合計となります。
(-100～+100) × 10-3 V
センサをひっくり返すと、センサの電圧出力が反転します。
Φ = U/S
1差動電圧チャンネル または 1シングルエンド電圧チャンネル
入力抵抗 > 106 Ω
温度計≦ 1.6 kg
≧ 7.5×10-3 m-70 ～ +250 °C-70 ～ +250 °C-70 ～ +250 °C-160 ～ +250 °C（-160 ℃で測定する場合はHuksefluxに連絡してください。)
25バールまで
低アウトガス、総質量放出 0.36 %、0.01及びNASA-JSCのとおりに補正された揮発性・凝縮性素材< 0.2 %/°C
< 5 % (0 ～ 10 x 10³ W/m²)
0.85
ごくわずか
< 3 %/(W/m·k) 270 から 0.3 W/m·K まで(25 x 50) x 10-3 m
8.9 x 10-4 m2(20 x 44.5) x 10-3 m
3．6 x 10-4 m2
6.25
0.38 x 10-3 m
12 x 10-4 K/(W/m2)
0.31 W/(m·K)
3s
200 Ω

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必要なセンサ電力
温度センサ
温度センサ精度
標準ケーブル長オプションケーブル長
ケーブル
ケーブル径
標識

IP保護等級
定格動作相対湿度範囲
水中での使用
2mケーブルを含む総重量
2mケーブルを含む正味重量
設置と使用
代表的な使用条件

推奨センサ数設置
曲げ角度
ケーブル延長薄膜センサの取り付け不要（パッシブセンサ）
T型熱電対± 2.5 もしくは 0.0075 x T ℃
IEC 60584-1:2013 class 2の通り
2m
ケーブルなし、5m、10m
銅線3本、コンスタンタン線1本、AWG28、ソリッドコア、MFA
シースで束ねたもの2 x 10-3 m
薄膜にドットがある面が熱流センサ前面となります。CHFFHF06のケーブルの端に、シリアル番号と感度が記載されたラベルが貼り付けられています。
IP67
0 ～ 100 %水中での連続使用には適していません。
約 0.5 kg
約 0.5 kg

• 実験室や産業での実験、測定• 数分から数年間の曝露• ユーザーのデータ取得機器への接続• センサの定期点検• センサ温度の継続モニタリング• 真空での使用可
付録7.9 EU適合宣言 を参照
測定場所1か所につき2個
第5章 設置 を参照してください。
5.2 曲面への設置 を参照してください。
付録7.1を参照するか、より長いケーブル長のセンサを注文してください。
ケーブルなし、コネクタブロックなしのCHF-FHF06取り付けについては、付録7.2 を参照してください。

校正
校正トレーサビリティ
製品証明書
校正方法
校正の階層
校正の不確かさ推奨再校正期間
校正基準条件

校正の有効性

現場校正

SI単位
製品に付属（校正結果、トレーサビリティを表示）
ASTM C1130 - 21に準拠したHFPC法SIから国際標準および社内規定を通じて< ± 5 % (k = 2)2年
• 20℃
• 熱流束300 W/m2
• アルミ製ヒートシンクの使用• 周囲環境の熱伝導率0.0 W/(m·K)
実績的には、機器の感度は保管中に変化しません。使用時には、「非安定」仕様が適用されます。校正基準条件と異なる条件で使用した場合、CHF-FHF06の熱流束に対する感度が証明書に記載されている値とは異なる場合があります。解決策について
は、機器の原理の章を参照してください。
校正用基準センサと比較することで可能です。通常、現場セン
サと並べて設置されますが、現場センサの上に設置することも可能です。なるべく、同じモデルおよびブランドの基準センサと現場センサを比較します。標準的な試験時間は24時間以上です。

測定精度
測定の不確かさCHF-FHF06 マニュアル V 2301

全体的な測定の不確かさについては、機器単体特性のバイアスに依ります。

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バージョン/オプション
ケーブル長を長くしたい場合
ケーブルなし、コネクタブロックなし

オプションコード = ケーブル長（メートル）
校正済みCHF-FHF06薄膜センサにユーザーによるはんだ付
けまたは接続が必要となります。詳細は付録を参照してくださ
い。

アクセサリ
別薄膜ヒーター
別ケーブル

CHF-FHF06 マニュアル V 2301

試験・校正用として使用可能なHTR02汎用ヒーター。詳細はHTR02ヒーターマニュアルを参照してください。
銅線3本とコンスタンタン線1本のケーブル、AWG28、ソリッド
コア、PFAシースで束ねたもので、長さ2m、5m、10mがありま
す。

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3.2

CHF-FHF05シリーズの寸法

図 3.2.1 CHF-FHF06モデル（x 10-3 m）

①
②
③
④
⑤
⑥

感部面（サーマルスプレイダー付）
ガード
T型熱電対
ドット（表面表示）
コネクタブロックケーブル（標準長 C = 2 m）

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4

使用に関する標準および推奨事項

CHF-FHF06は、推奨される使用方法に従ってご使用ください。

4.1

産業における熱流束測定

CHF-FHF06は、工業用壁面や金属表面の測定によく使われ、設置場所のエネルギー収支や壁の熱伝導率を推定します。一般的に、総合計測システムは複数の熱流束センサと温度センサで構成されています。
多くの場合、熱流センサは傾向モニタリングのために使用されます。このような場合、絶対的な測定精度よりも再現性が重要となります。

図 4.1.1 CHF-FHF06モデルを測定のために車のマフラーに取り付けている例。FHF06はパイプ等の曲面上に簡単に取り付けることができます。

CHF-FHF06 マニュアル V 2301

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5

CHF-FHF06の設置

5.1

場所の選定と設置

表 5.1.1 熱流センサCHF-FHF06の設置に関する推奨事項
場所

可能であれば、分析するプロセスの代表的な場所を選び、日光や雨などにさらされないようにしてください。
通気や横方向の熱流にさらさないでください。
サーマルブリッジ、亀裂、加熱・冷却装置、送風機などの周辺に取り付けないでください。

代表的な測定の実施／推奨されるセンサ数

測定場所ごとに2個以上のセンサを使用することを推奨します。また、この冗長性により、測定精度の評価も向上します。

取り付け

CHF-FHF06を取り付ける際は、指向性感度に留意してください。
裏面から表面（ドットがある面）への熱流束により、プラスの電圧出力信号が発生します。
ケーブルの端にあるシリアル番号および感度を記したラベルは125℃までの温度への対応となりますのでご注意ください。図5.1.2を参照してください。
最高精度の温度測定を実現するために、コネクタブロックを測定対象物に固定し、コネ
クタブロックの温度が熱流センサにできるだけ近くなるようにします。

表面クリーニング

使用時に、表面に汚れがなく滑らかな状態になるようにします。

機械的な取り付け（センサ 設置時および運用時には、ケーブルに適切な負担緩和を施し、コネクタブロックにとケーブルの接合部に負担 大きな力がかからないようにする必要があります。
がかからないようにする。） コネクタブロックに負担緩和を施してセンサを設置します。その後、追加の負担緩和
をケーブルに施します。
短期間の設置

センサと測定対象物の表面との間に隙間ができないようにしてください。空気の熱伝導率は0.02 W/(m·K)の範囲であり、一般的な接着剤の熱伝導率は0.2 W/(m·K)
程度です。0.1 x 10-3mの隙間は、センサの実効熱抵抗を200 %増加させます。
隙間が生じないように、短期間の設置にはサーマルペーストやグリセロールを使用することが推奨されます。
テープでセンサを固定します。可能であれば、ガード（受感面の周囲）のみにテープを貼ってください。（図3.2.1参照）
センサのコネクタブロックをテープで固定します。
通常、ケーブルは図 5.1.1 のようにタイマウントを使用して、追加の負担緩和を行い固
定します。

常設

長期間の設置の場合は、センサと測定対象物の間を建築用シリコーンシーリング材、シ
リコーン接着剤、シリコーン粘着剤等で埋めてください。
サーマルペーストは乾燥しやすいため、長期間の設置には推奨されません。シリコー
ン接着剤はより安定し、信頼性が高いものとなります。

信号増幅

電気接続の項を参照してください。

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図 5.1.1 CHF-FHF06モデルの設置：センサとコネクタブロックをテープで固定します。両面テープタイ

プのタイマウントを使用し、ケーブルの負担緩和を行います。表5.1.1に示すように、センサを固定するテープはガード部分に貼るのが好ましく、感部面には貼らないようにします（図5.1.1では灰色の網掛け部
分が感部面を示しています）。この図ではドット（上図赤色の部分）がありますが、これは表側であることを示し、裏側は第2章で説明したように、センサを取り付ける対象物に貼り付けられていることを表しています。
熱流センサを取り付ける方法については、アプリケーションノートも参照してください。

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図 5.1.2 ケーブルの端にあるシリアル番号および感度を記したラベルは125℃までの温度への対応となります。センサ、コネクタブロックは連続使用時に250℃まで耐えることができます。

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5.2

曲面への設置CHF-FHF06は、その柔軟性により、曲面への設置に最適です。センサはどの軸周りでも曲げることができます。

図 5.2.1 CHF-FHF06モデルの曲げ加工（パイプへの取り付け例）
曲面での測定は、グリセロールよりもサーマルペーストの使用を推奨する以外は、前章と同じ推奨事項が適用されます。曲面への設置では通常、ガード部分をテープで貼るだけでは不十分です。センサが固定され、曲面との熱的接触が良好な状態となるように、隙間が生じないようにしてください。必要に応じて、感部面にもテープを使用してください。
表 5.2.1 CHF-FHF06薄膜熱流センサの曲面への設置に関する追加推奨事項
曲げ加工

センサは両方向に曲げることができます。

定格曲げ半径≧ 7.5×10-3m

感度への影響感度に大きな影響を与えません。

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5.3

電気配線

5.3.1 標準的な接続
熱流センサは、いわゆるデータロガーに代表される計測システムに接続する必要があります。CHFFHF06は、電源を必要としない受動センサです。ケーブルは静電容量性ノイズを拾うことによって計測誤差の発生源として作用してしまいます。データロガーやアンプとセンサの距離をできるだけ短くし、信号線同士を近づけることが推奨されます。ケーブルの延長については、付録を参照してください。
表 5.3.1.1 CHF-FHF06の電気配線計測システム信号線
赤熱流束信号 ［＋］電圧入力 ［＋］黒熱流束信号 ［－］電圧入力 ［－］茶T型熱電対 ［＋］

熱電対入力 ［＋］白T型熱電対 ［－］熱電対入力 ［－］

センサのシリアル番号と感度は、製品証明書とケーブルの端に記載されています。
注記
センサの配線に24V以上の電圧がかかると、センサに損傷を与える可能性があります。

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5.3.2 複数のセンサを直列に接続して感度を上げる
複数のセンサを電気的に直列に接続することができます。その場合、感度は個々のセンサ感度の和になります。以下は、2つのセンサを使用した場合の式です。必要に応じて、2つ以上のセンサを直列に接続し、さらに感度を上げることができます。
Φ = U/(S1 + S2)（式5.3.2.1）

U = U1 + U2

（式5.3.2.2）

表5.3.2.1 2つのCHF-FHF06を直列に接続した場合の電気配線表です。この場合、感度は個々のセンサの2つの感度の和となります。同様の方法で、さらにセンサを追加することができます。
センサ

ケーブル

計測システム1

赤信号1 ［＋］

電圧入力 ［＋］1

黒

信号1 ［－］

信号2 ［＋］ に接続

1

茶T型熱電対 ［＋］1

白T型熱電対 ［－］2

赤信号2 ［＋］

信号1 ［－］ に接続

2

黒信号2 ［－］

電圧入力 ［－］ または グランド2

茶T型熱電対 ［＋］2

白T型熱電対 ［－］

センサのシリアル番号と感度は、製品証明書とFHF06のケーブルの端に記載されています。

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5.3.3 感部面半面のみの読み出しに対応した接続
CHF-FHF06は、感部面の左半分または右半分いずれかのみで熱流束を読み出すことができます。この機能は、品質保証目的で使うことができます。センサが正しく取り付けられていれば、一定の割合の信号が半面から発生します。

図 5.3.3.1 斜線部分：CHF-FHF06 感部面の左半分
表 5.3.3.1 CHF-FHF06の 感部面全面信号の電気配線計測システム信号線
赤熱流束信号 ［＋］電圧入力 ［＋］黒熱流束信号 ［－］電圧入力 ［－］ または グランド

茶

T型熱電対 ［＋］白T型熱電対 ［－］表 5.3.3.2 CHF-FHF06の感部面左半面信号の電気配線計測システム信号線
赤熱流束信号 ［＋］黒熱流束信号 ［－］茶T型熱電対 ［＋］白T型熱電対 ［－］電圧入力 ［＋］電圧入力 ［－］ または グランド

表 5.3.3.3 CHF-FHF06の感部面右半面信号の電気配線計測システム信号線
赤熱流束信号 ［＋］黒熱流束信号 ［－］電圧入力 ［－］ または グランド

茶

T型熱電対 ［＋］電圧入力 ［＋］白T型熱電対 ［－］CHF-FHF06 マニュアル V 2301

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5.4

データ取得／増幅のための要件

データロガーの選択とプログラミングは、ユーザーの責任で行ってください。CHF-FHF6との使用方法の有無については、データ取得及び増幅装置の販売元へお問い合わせください。なお、類似機器用のプ
ログラムがある場合は、それを使用することも可能です。CHF-FHF6は、他の熱流センサや（アナログ）サーモパイル全天日射計と同じように扱うことができます。
表 5.4.1 CHF-FHF06の標準構成におけるデータ収集及び増幅装置の要件
微小電圧信号の測定が可能

推奨： < 5 x 10-6 Vの不確かさ
最小要件： 20×10-6 Vの不確かさ（取得／増幅装置の想定される温度範囲全体において有効）

データロガーまたはソフトウェアの機能

データを格納し、熱流束を計算する感度による除算を実効できること
Φ = U/S

T型熱電対の測定が可能

推奨： < ± 3 ℃の不確かさ

データ取得入力抵抗> 1 x 106 Ω

絶縁検出（警告）

絶縁抵抗計は、使用しないでください。ただし、通常の測定とは別で、センサの応答時間の5倍以上のサンプリングで、電流値を最小に留めて行う場合は除きます。サーモパイルセンサは、絶縁検出に使用される電流に敏感です。電流は熱を発生させ、一時的なオフセットとして、観測値に影響を与えます。

注記
センサの断線確認などのために絶縁抵抗計は使用しないでください。

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6

メンテナンス、トラブルシューティング

6.1

推奨メンテナンスと品質保証

CHF-FHF06は、低メンテナンスで信頼性の高い測定を実現します。信頼性の低い測定結果は、科学的判断により、不当に大きな測定値や小さな測定値を探すことなどで検出されます。信頼性の高い測定結果を得るためには、測定データを定期的に評価し、可能であれば、他の測定結果と比較することを推奨します。
表 6.1.1 CHF-FHF06の推奨メンテナンス。可能であれば、データ解析は毎日行ってください。
最小推奨の熱流センサメンテナンス
間隔

項目

実施内容

1

1週間

データ解析

測定データと最大可能熱流束または最大予想熱流束との比較や、冗長器などによる他の測定値との比較などを行ってください。
通常または予期されるものから逸脱したパターンや事象がないかどうかを確認してください。

2

6ヶ月

検査

センサ磨耗、ケーブルや芯線の品質、取り付け位置、設置場所

3

2年

再校正

6.3 項を参照し、現場での校正標準器との比較による再校正を行ってください。
センサメーカーによる再校正を依頼してください。

42年

経年変化評価機器があと2年使えるか、または交換する必要があるかどうかを判断します。

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6.2

トラブルシューティング

表 6.2.1 CHF-FHF06のトラブルシューティング
一般

センサに損傷がないか点検してください。
取り付け／設置状態の点検をしてください。
ケーブルがデータロガーに正しく取り付けられているか点検してください。
ケーブルや配線の状態を確認してください。
データロガーのプログラムを確認し、特に感度が正しく入力されているかどうかを確認してください。シリアル番号および感度は、製品証明書およびケーブルの端に記載されています。
黒線［－］と赤線［＋］間のセンサの電気抵抗を確認してください。サイズごとの公称感度については、表3.1.1を参照してください。まず一方の極性でセンサの電気抵抗を測定し、次に逆の極性でも同様に測定し、平均値を取ってください。配線の典型的な抵抗は、0.3Ω/mです。代表的なセンサの抵抗は、センサの公称抵抗値200 Ωにケーブル1mごとにケーブルの抵抗 0.6 Ω（行きと帰り分）が足されたものになります。抵抗値が無限となった場合、回路の故障が考えられます。抵抗値がゼロまたは 1Ω より小さい場合、短絡が考えられます。

センサから信号が出力されない

センサが熱に反応するかどうかを確認してください。マルチメータを最も感度の高いDC電圧測
定範囲（通常、100 x 10-3 VDC範囲以下）に設定します。センサを熱にさらします。裏側（ドット（表面表示）のない側）を熱にさらすと、赤線［＋］と黒線［－］の間にプラスの信号が発生するはずです。表側（ドット（表面表示）のある側）も同様にすると、出力信号が反転します。
センサを予備品と交換し、データ取得を確認してください。

センサの信号が 配線の状態を確認してください。
-6-6
非現実的に高い、 データ受信装置に1 x 10 V電圧をかけて1 x 10 Vを計測できているか確認してください。測定結果が想定通りか確認します。
または低い
データ取得入力側を 10 Ω抵抗で短絡して、データ出力を確認してください。出力が0W/m2に近いかを確認します。
センサ信号が予期しない変動を示す

強い電磁波の発生源があるか確認してください。（レーダー、無線）
センサケーブルの状態を確認してください。
測定中にケーブルが動いていないか確認してください。

温度測定で非現実的な値が表示される

データロガーのプログラムでT型熱電対が選択されているか確認してください。
プログラムで正しい基準温度が選択されているか確認してください。
茶線［＋］と白線［－］間の熱電対の電気抵抗を確認します。100 Ω 範囲のマルチメータを使用します。まず一方の極性で熱電対の電気抵抗を測定し、逆の極性でも測定し、平均値を取ります。銅線の標準的な抵抗値は 0.3Ω/m、コンスタンタン配線は 6.5Ω/m です。代表的な熱電対の抵抗
値は、熱電対の公称抵抗値 2.5Ω に、ケーブル1mごとにケーブルの抵抗 6.8 Ω（行きと帰り分）が足されたものになります。抵抗値が無限値の場合、回路の故障が考えられます。抵抗値がゼロまたは 1Ω より小さい場合、短絡が考えられます。
コネクタブロックの温度と熱流センサの温度ができるだけ近くなるようにしてください。

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6.3

現場での校正・確認

熱流センサの推奨再校正間隔は2年です。
現場の熱流センサの再校正は、センサメーカーが行うのが理想です。
校正用基準センサとの比較により、現場での校正が可能です。通常は、並列に取り付けますが、現場セン
サの上に取り付けることもできます。
現場での校正に関するHuksefluxの主な推奨事項は以下の通りです。
1) 現場のセンサと同じブランドの同じタイプの校正基準器と比較する。
2) 両者を同じ電子機器に接続することで、電子機器の誤差（オフセットも）を排除する。
3) 同じプラットフォーム上にすべての機器を取り付け、機器ごとの温度の器差をなくす。
4) 標準的な試験時間：24時間以上
5) 比較に使用される代表的な熱流束値： > 200 W/m2
6) ±20％以上の偏差を補正する。それ以下の偏差は許容範囲と解釈し、再計算された感度に使用しない。
また、特性化されたホイルヒーターを使用するなど、ユーザー自身が校正実験を設計することも可能です。

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7

付録

7.1

ケーブル延長に関する付録

CHF-FHF06は、1本のケーブルに4本のセンサケーブルを内蔵しています。標準ケーブルの長さは2mです。より長いケーブルや、ケーブルなしでのご注文も可能です。別売りで2m、5m、10mのケーブルもご用意しています。
センサケーブルは静電容量性ノイズを拾うことによって計測誤差の発生源として作用してしまうことがあります。データロガーやアンプとセンサの距離をできるだけ短くしてください。
電気的にノイズがない環境では、CHF-FHF06のケーブルを問題なく延長することができます。適切に延長された場合、センサの抵抗値が非常に低いため外部からの影響を受けにくく、また、電流が流れず
抵抗損失がないため、センサ信号は小さいものの、大きく劣化することはありません。
ケーブルと接続の仕様は以下の通りです。
表 7.1.1 CHF-FHF06ケーブル延長時の推奨仕様
ケーブル

銅線3本、コンスタンタン線1本、AWG28、ソリッドコア、PFAシースで束ねたもの

別ケーブル

2m、5m、10mから選択可能

拡張シーリング

湿気の侵入を防ぐために、接続部が密閉されていることを確認してください。

導体抵抗< 0.3 Ω/m （銅線）

ケーブル外径2 × 10-3 m

長さ

ケーブルはできるだけ短くする必要があり、どのような場合でも全長100m未満でなければなりません。

接続

金メッキ防水コネクタを使用するか、新しいケーブルの各芯線とシールドを元のケーブルの各芯線にはんだ付けし、熱収縮チューブと熱溶解接着剤を使用して防水加工を施してください。
コネクタを使用する場合は、熱電対のケーブルを延長するために専用のT型熱電対コ
ネクタを使用してください。

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7.2

CHF-FHF06薄膜センサの取り付けに関する付録

CHF-FHF06は、オプションでケーブルなし、コネクタブロックなしのご注文も可能です。別ケーブルのご注文も可能です。ケーブルはセンサにはんだ付けしてください。推奨事項については、表7.2.1を参照してください。

図 7.2.1 CHF-FHF06薄膜センサ（寸法： x 10-3 m）
(1)
(2)
(3)
(4)

熱流束信号 [＋]、銅T型熱電対 [＋]、銅T型熱電対 [－]、コンスタンタン (Cu55Ni45)
熱流束信号 [－]、銅CHF-FHF06 マニュアル V 2301

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表7.2.1 CHF-FHF06薄膜センサのはんだ付けに関する推奨事項
ケーブル

なるべくAWG28の絶縁電線を使用してください。
別ケーブルをご注文いただけます。
どの接点にどの素材を使用するかは、図7.2.1 を参照してください。

準備

はんだ付け前にイソプロピルアルコール（IPA）でパッドを清掃してください。

はんだ素材

無鉛はんだを使用することが推奨されます。
はんだ素材の熱仕様を確認してください。市販されている錫はんだの融解温度はおよそ220℃です。
金はんだの使用が推奨されます。

はんだ付け温度

最大350℃のはんだ付け温度を使用してください。

接触時間

なるべく短くしてください。（2秒以内）

表面

はんだパッド付きセンサを絶縁性の高い場所に置いてください。

負担緩和

エポキシ樹脂でポッティングするなど、はんだ接続部の負担緩和を実施してください。
エポキシ樹脂の熱仕様を確認してください。この温度で使えないエポキシ樹脂もございます。

注記
はんだ付けの際に配線を交差接続させると、センサが短絡します。

注記
はんだ付けの際、過剰な熱ははんだ付けの接触部を損傷する可能性があるため、長時間の接触は避けてください。

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図 7.2.2 はんだ付けされたCHF-FHF06薄膜センサ

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7.3

校正の標準に関する付録

ASTM C1130-21「Standard Practice for Calibrating Thin Heat Flux Transducer」6
章では、保護熱板法、熱流計法、ホットボックス、薄型ヒーター装置のいずれもが使用可能であると規定されています。Huksefluxでは薄型ヒーター装置を採用しており、X1.1 に従って線形関数を使用し、X2.2 に従って公称温度 20 °Cを使用しています。
Hukseflux HFPC 法は、ASTM C1114-06 の第4項に記載されている原理による薄型ヒーター装置
を第8.2項および ASTM C1044-16に記載されている片面操作で使用します。
ISOには、熱流センサ校正のための専用の標準作業手順がありません。Huksefluxでは、ASTM
C1130-21の推奨事項に準拠しています。
表 7.4.1 ISO および ASTM に準拠した熱流センサの校正
機器の分類と校正に関する標準
ISO規格

専用の熱流束校正標準はありません。

相当するASTM規格

ASTM C1130-21: Standard Practice for Calibration of Thin
Heat Flux Transducers」
ASTM C 1114-06: Standard Test Method for Steady-State
Thermal Transmission Properties by Means of the ThinHeater Apparatus
ASTM C1044-16: Standard Practice for Using a GuardedHot-Plate Apparatus or Thin-Heater Apparatus in the SingleSided Mode

7.4

校正トレーサビリティに関する付録

CHF-FHF06の工場校正は、SI国際単位系から国際標準を経て、既知の誤差を補正する社内での規定によってトレーサビリティが確保されています。
Hukseflux HFPC法は、ASTM C1130-21の推奨方法に準拠し、ASTM C1114-06の第4項に記載されている原理による薄型ヒーター装置を第8.2項および ASTM C1044-16に記載されている片面操作で使用します。この方法は、第一者適合性評価において、保護熱板法による校正と比較することで検証されています。

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7.5

温度依存性の補正に関する付録

CHF-FHF06の感度は、センサの温度に依存します。CHF-FHF06の温度依存性は、<0.2 %/℃と規定されています。
校正基準温度は20 ℃です。
20 ℃から大きくずれた温度で測定するユーザーや、広い温度範囲で測定するユーザーは、この温度依存性を補正することが望まれます。
感度の温度依存性を補正するには、以下の測定関数を用います。
Φ = U/(S∙(1 + 0.002∙(T - 20)))(式7.5.1)

Φは熱流束（W/m²）、UはCHF-FHF06の電圧出力（V）、Sは20℃での感度（V/(W/m²）)、TはCHFFHF06の温度です。
感度Sは、製品証明書とケーブルの端に記載されています。

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7.6

異なる温度での測定範囲に関する付録

CHF-FHF06の測定範囲は、ヒートシンク温度20℃において（-20～＋20）× 103 W/m2と規定されています。これは非常に控えめな仕様となっています。
実際には、連続使用時の定格温度である+250 °Cが限界仕様となります。具体的な用途でのセンサ温度
T（˚C）は、ヒートシンク温度Theatsink （˚C）、熱流束Φ（W/m2）、センサの単位面積あたりの熱抵抗
Rthermal,A（K/(W/m²)）に依存します。
T= Theatsink + Φ·Rthermal,A(式7.6.1)

つまり、ヒートシンクの温度が高いほど測定範囲は狭くなります。
Φmaximum = (250 – Theatsink)/Rthermal,A(式7.6.2)

表7.6.1にヒートシンク温度別の測定レンジを示します。センサがヒートシンクに取り付けられていない場
合は、ヒートシンク温度の代わりに周囲温度を使用してください。
表7.6.1 ヒートシンク温度別の測定範囲
ヒートシンク温度

測定範囲

20 °C
40 °C
60 °C
80 °C
100 °C
120 °C
140 °C
160 °C
180 °C
200 °C
220 °C186 x 103 W/m²
170 x 103 W/m²
154 x 103 W/m²
138 x 103 W/m²
121 x 103 W/m²
105 x 103 W/m²
89 x 103 W/m²
73 x 103 W/m²
57 x 103 W/m²
41 x 103 W/m²
25 x 103 W/m²

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7.7

EU適合性宣言We,

Hukseflux Thermal Sensors B.V., Delftechpark 31, Delft,
The Netherlands

hereby declare under our sole responsibility that:
Product model
Product type

FHF05 series, all models
Heat flux

sensors conform with the following
directive(s):2011/65/EU, EU 2015/863 The Restriction of Hazardous Substances Directive
This conformity is declared using the relevant sections and requirements of thefollowing standards:
Hazardous substances

RoHS 2 and EU 215/863 amendment known as RoHS 3

Eric HOEKSEMA
Director
Delft, 09 November, 2022

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