【課題】ガスの特性を容易に測定可能な温度拡散率測定システムを提供する。
【解決手段】発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構１０と、複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置４０２と、温度拡散率算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部３０５と、を備える温度拡散率測定システムを提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガス検査技術に係り、温度拡散率測定システム、カロリー成分濃度測定システム、及び流量測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、混合ガスの発熱量を求める際には、高価なガスクロマトグラフィ装置等を用いて混合ガスの成分を分析する必要がある。また、混合ガスの熱伝導率及び混合ガスにおける音速を測定することにより、混合ガスに含まれるメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び炭酸ガス（ＣＯ₂）の成分比率を算出し、混合ガスの発熱量を求める方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、特許文献１に開示された方法は、熱伝導率を測定するためのセンサの他に、音速を測定するための高価な音速センサが必要である。そのため、混合ガスの発熱量を求めることは容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５１４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
混合ガスの発熱量に限らず、従来、混合ガスの温度拡散率及びカロリー成分濃度等の特性を測定することは容易ではない。そこで、本発明は、ガスの特性を容易に測定可能な温度拡散率測定システム、カロリー成分濃度測定システム、及び流量測定システムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスのそれぞれを加熱する発熱素子と、（ｂ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれの既知の温度拡散率の値、及び複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を作成する温度拡散率算出式作成部と、を備える温度拡散率算出式作成システムが提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数種類のガス成分を含む複数の混合ガスを準備することと、（ｂ）発熱素子を複数の発熱温度で発熱させたときの複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれの既知の温度拡散率の値、及び複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を作成することと、を含む温度拡散率算出式の作成方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置と、（ｃ）温度拡散率算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部と、を備える温度拡散率測定システムが提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を用意することと、（ｃ）温度拡散率算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出することと、を含む温度拡散率の測定方法が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置と、（ｃ）温度拡散率算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部と、（ｄ）計測対象混合ガスの流量を検出する、校正ガスで校正された流量センサと、（ｅ）校正ガスの温度拡散率の値と、計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の差による流量の検出誤差を補正する補正部と、を備える流量測定システムが提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を用意することと、（ｃ）温度拡散率算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出することと、（ｄ）校正ガスで校正された流量センサで、計測対象混合ガスの流量を検出することと、（ｅ）校正ガスの温度拡散率の値と、計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の差による流量の検出誤差を補正することと、を含む流量の測定方法が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスのそれぞれが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）複数の混合ガスの既知の温度拡散率の値、測温素子からの電気信号の値、及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号の値に基づいて、測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を作成する温度拡散率算出式作成部と、を備える温度拡散率算出式作成システムが提供される。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスを用意することと、（ｂ）複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）複数の混合ガスの既知の温度拡散率の値、測温素子からの電気信号の値、及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号の値に基づいて、測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を作成することと、を含む温度拡散率算出式の作成方法が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、（ａ）温度拡散率が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置と、（ｆ）温度拡散率算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部と、を備える温度拡散率測定システムが提供される。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、（ａ）温度拡散率が未知の計測対象混合ガスを用意することと、（ｂ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を用意することと、（ｆ）温度拡散率算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出することと、を含む温度拡散率の測定方法が提供される。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、（ａ）温度拡散率が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置と、（ｆ）温度拡散率算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部と、（ｇ）計測対象混合ガスの流量を検出する、校正ガスで校正された流量センサと、（ｈ）校正ガスの温度拡散率の値と、計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の差による流量の検出誤差を補正する補正部と、を備える流量測定システムが提供される。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、（ａ）温度拡散率が未知の計測対象混合ガスを用意することと、（ｂ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を用意することと、（ｆ）温度拡散率算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出することと、（ｇ）校正ガスで校正された流量センサで、計測対象混合ガスの流量を検出することと、（ｈ）校正ガスの温度拡散率の値と、計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の差による流量の検出誤差を補正することと、を含む流量の測定方法が提供される。
【００１７】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスのそれぞれを加熱する発熱素子と、（ｂ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれの既知のカロリー成分濃度の値、及び複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成するカロリー成分濃度算出式作成部と、を備えるカロリー成分濃度算出式作成システムが提供される。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数種類のガス成分を含む複数の混合ガスを準備することと、（ｂ）発熱素子を複数の発熱温度で発熱させたときの複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれの既知のカロリー成分濃度の値、及び複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成することと、を含むカロリー成分濃度算出式の作成方法が提供される。
【００１９】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存するカロリー成分濃度算出式記憶装置と、（ｃ）カロリー成分濃度算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出するカロリー成分濃度算出部と、を備えるカロリー成分濃度測定システムが提供される。
【００２０】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を用意することと、（ｃ）カロリー成分濃度算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出することと、を含むカロリー成分濃度の測定方法が提供される。
【００２１】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存するカロリー成分濃度算出式記憶装置と、（ｃ）カロリー成分濃度算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出するカロリー成分濃度算出部と、（ｄ）計測対象混合ガスの流量を検出する流量センサと、（ｅ）計測対象混合ガスの流量の検出値と、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の算出値と、に基づいて、計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量を算出する熱量流量算出部と、を備える流量測定システムが提供される。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を用意することと、（ｃ）カロリー成分濃度算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出することと、（ｄ）計測対象混合ガスの流量を検出することと、（ｅ）計測対象混合ガスの流量の検出値と、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の算出値と、に基づいて、計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量を算出することと、を含む流量の測定方法が提供される。
【００２３】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスのそれぞれが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）複数の混合ガスの既知のカロリー成分濃度の値、測温素子からの電気信号の値、及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号の値に基づいて、測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成するカロリー成分濃度算出式作成部と、を備えるカロリー成分濃度算出式作成システムが提供される。
【００２４】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスを用意することと、（ｂ）複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）複数の混合ガスの既知のカロリー成分濃度の値、測温素子からの電気信号の値、及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号の値に基づいて、測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成することと、を含むカロリー成分濃度算出式の作成方法が提供される。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、（ａ）カロリー成分濃度が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存するカロリー成分濃度算出式記憶装置と、（ｆ）カロリー成分濃度算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出するカロリー成分濃度算出部と、を備えるカロリー成分濃度測定システムが提供される。
【００２６】
本発明の他の態様によれば、（ａ）カロリー成分濃度が未知の計測対象混合ガスを用意することと、（ｂ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を用意することと、（ｆ）カロリー成分濃度算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出することと、を含むカロリー成分濃度の測定方法が提供される。
【００２７】
本発明の他の態様によれば、（ａ）カロリー成分濃度が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存するカロリー成分濃度算出式記憶装置と、（ｆ）カロリー成分濃度算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出するカロリー成分濃度算出部と、（ｇ）計測対象混合ガスの流量を検出する流量センサと、（ｈ）計測対象混合ガスの流量の検出値と、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の算出値と、に基づいて、計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量を算出する熱量流量算出部と、を備える、流量測定システムが提供される。
【００２８】
本発明の他の態様によれば、（ａ）カロリー成分濃度が未知の計測対象混合ガスを用意することと、（ｂ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を用意することと、（ｆ）カロリー成分濃度算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出することと、（ｇ）計測対象混合ガスの流量を検出することと、（ｈ）計測対象混合ガスの流量の検出値と、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の算出値と、に基づいて、計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量を算出することと、を含む流量の測定方法が提供される。
【００２９】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスのそれぞれを加熱する発熱素子と、（ｂ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれの熱伝導率で割られた比熱容量の既知の値、及び複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を作成する比熱容量算出式作成部と、を備える比熱容量算出式作成システムが提供される。
【００３０】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数種類のガス成分を含む複数の混合ガスを準備することと、（ｂ）発熱素子を複数の発熱温度で発熱させたときの複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれの熱伝導率で割られた比熱容量の既知の値、及び複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を作成することと、を含む比熱容量算出式の作成方法が提供される。
【００３１】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置と、（ｃ）比熱容量算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出する比熱容量算出部と、を備える比熱容量測定システムが提供される。
【００３２】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を用意することと、（ｃ）比熱容量算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出することと、を含む比熱容量の測定方法が提供される。
【００３３】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置と、（ｃ）比熱容量算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出する比熱容量算出部と、（ｄ）計測対象混合ガスの体積流量を検出する流量センサと、（ｅ）熱伝導率で割られた比熱容量の算出値と、計測対象混合ガスの体積流量の検出値と、に基づいて、計測対象混合ガスの質量流量を算出する質量流量算出部と、を備える流量測定システムが提供される。
【００３４】
本発明の他の態様によれば、（ａ）発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、（ｂ）複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を用意することと、（ｃ） 比熱容量算出式の複数の発熱温度に対する放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出することと、（ｄ）計測対象混合ガスの体積流量を検出することと、（ｅ）熱伝導率で割られた比熱容量の算出値と、計測対象混合ガスの体積流量の検出値と、に基づいて、計測対象混合ガスの質量流量を算出することと、を含む流量の測定方法が提供される。
【００３５】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスのそれぞれが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）複数の混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の既知の値、測温素子からの電気信号の値、及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号の値に基づいて、測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を作成する比熱容量算出式作成部と、を備える比熱容量算出式作成システムが提供される。
【００３６】
本発明の他の態様によれば、（ａ）複数の混合ガスを用意することと、（ｂ）複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）複数の混合ガスのそれぞれに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）複数の混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の既知の値、測温素子からの電気信号の値、及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号の値に基づいて、測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を作成することと、を含む比熱容量算出式の作成方法が提供される。
【００３７】
本発明の他の態様によれば、（ａ）熱伝導率で割られた比熱容量が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置と、（ｆ）比熱容量算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出する比熱容量算出部と、を備える比熱容量測定システムが提供される。
【００３８】
本発明の他の態様によれば、（ａ）熱伝導率で割られた比熱容量が未知の計測対象混合ガスを用意することと、（ｂ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を用意することと、（ｆ）比熱容量算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出することと、を含む比熱容量の測定方法が提供される。
【００３９】
本発明の他の態様によれば、（ａ）熱伝導率で割られた比熱容量が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、（ｂ）容器に配置された測温素子と、（ｃ）容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、（ｄ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値と、複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置と、（ｆ）比熱容量算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出する比熱容量算出部と、（ｇ）計測対象混合ガスの体積流量を検出する流量センサと、（ｈ）熱伝導率で割られた比熱容量の算出値と、計測対象混合ガスの体積流量の検出値と、に基づいて、計測対象混合ガスの質量流量を算出する質量流量算出部と、を備える流量測定システムが提供される。
【００４０】
本発明の他の態様によれば、（ａ）熱伝導率で割られた比熱容量が未知の計測対象混合ガスを用意することと、（ｂ）計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、（ｃ）計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、（ｄ）複数の発熱温度のそれぞれにおける発熱素子からの電気信号の値を得ることと、（ｅ）測温素子からの電気信号及び複数の発熱温度における発熱素子からの電気信号を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を用意することと、（ｆ）比熱容量算出式の測温素子からの電気信号の独立変数、及び発熱素子からの電気信号の独立変数に、測温素子からの電気信号の値、及び発熱素子からの電気信号の値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出することと、（ｇ）計測対象混合ガスの体積流量を検出することと、（ｈ）熱伝導率で割られた比熱容量の算出値と、計測対象混合ガスの体積流量の検出値と、に基づいて、計測対象混合ガスの質量流量を算出することと、を含む流量の測定方法が提供される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、ガスの特性を容易に測定可能な温度拡散率測定システム、カロリー成分濃度測定システム、及び流量測定システムを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロチップの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るマイクロチップの図１のＩＩ−ＩＩ方向から見た断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る発熱素子に関する回路図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る測温素子に関する回路図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る発熱素子の発熱温度と、ガスの放熱係数の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式作成システムの第１の模式図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式作成システムの第２の模式図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式の作成方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る温度拡散率測定システムを示す模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る温度拡散率の測定方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る実施例で用いたサンプル混合ガスの組成を示す表である。
【図１２】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る実施例で用いたサンプル混合ガスの温度拡散率の逆数の真値と、算出値と、の関係を示す表である。
【図１３】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る実施例で用いたサンプル混合ガスの温度拡散率の逆数の真値と、算出値と、の関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る温度拡散率算出式作成システムの模式図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態に係る温度拡散率測定システムを示す模式図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態に係るカロリー成分濃度算出式作成システムの模式図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係るカロリー成分濃度算出式の作成方法を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第６の実施の形態に係るカロリー成分濃度測定システムの模式図である。
【図１９】本発明の第６の実施の形態に係るカロリー成分濃度の測定方法を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第５及び第６の実施の形態に係る実施例で用いたサンプル混合ガスの組成を示す表である。
【図２１】本発明の第５及び第６の実施の形態に係る実施例で用いたサンプル混合ガスのアルカン濃度の真値と、算出値と、の関係を示す表である。
【図２２】本発明の第５及び第６の実施の形態に係る実施例で用いたサンプル混合ガスのアルカン濃度の真値と、算出値と、の関係を示すグラフである。
【図２３】本発明の第７の実施の形態に係るカロリー成分濃度算出式作成システムの模式図である。
【図２４】本発明の第８の実施の形態に係るカロリー成分濃度測定システムの模式図である。
【図２５】本発明の第９の実施の形態に係る比熱容量算出式作成システムの模式図である。
【図２６】本発明の第９の実施の形態に係る比熱容量算出式の作成方法を示すフローチャートである。
【図２７】本発明の第１０の実施の形態に係る比熱容量測定システムの模式図である。
【図２８】本発明の第１０の実施の形態に係る比熱容量の測定方法を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の第９及び第１０の実施の形態に係る実施例で用いたサンプル混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の真値と、算出値と、の関係を示す表である。
【図３０】本発明の第９及び第１０の実施の形態に係る実施例で用いたサンプル混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の真値と、算出値と、の関係を示すグラフである。
【図３１】本発明の第１１の実施の形態に係る比熱容量算出式作成システムの模式図である。
【図３２】本発明の第１２の実施の形態に係る比熱容量測定システムの模式図である。
【図３３】本発明の第１３の実施の形態に係る流量測定システムの模式図である。
【図３４】本発明の第１３の実施の形態に係る流量計の模式図である。
【図３５】本発明の第１３の実施の形態に係るマイクロチップの斜視図である。
【図３６】本発明の第１３の実施の形態に係るマイクロチップの図３５のＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ方向から見た断面図である。
【図３７】本発明の第１３の実施の形態に係る混合ガスの組成を示す表である。
【図３８】本発明の第１３の実施の形態に係る混合ガスの流量の検出誤差を示す表である。
【図３９】本発明の第１３の実施の形態に係る混合ガスの流量の検出誤差を示すグラフである。
【図４０】本発明の第１４の実施の形態に係る流量測定システムの模式図である。
【図４１】本発明の第１５の実施の形態に係る流量測定システムの模式図である。
【図４２】本発明の第１５の実施の形態に係る流量計の模式図である。
【図４３】本発明の第１６の実施の形態に係る流量測定システムの模式図である。
【図４４】本発明の第１７の実施の形態に係る流量測定システムの模式図である。
【図４５】本発明の第１７の実施の形態に係る流量計の模式図である。
【図４６】本発明の第１８の実施の形態に係る流量測定システムの模式図である。
【図４７】本発明のその他の実施の形態に係る放熱係数と、熱伝導率と、の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００４４】
（第１の実施の形態）
まず、斜視図である図１、及びＩＩ−ＩＩ方向から見た断面図である図２を参照して、第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式作成システムに用いられるマイクロチップ８Ａについて説明する。マイクロチップ８Ａは、キャビティ６６Ａが設けられた基板６０Ａ、及び基板６０Ａ上にキャビティ６６Ａを覆うように配置された絶縁膜６５Ａを備える。基板６０Ａの厚みは、例えば０．５ｍｍである。また、基板６０Ａの縦横の寸法は、例えばそれぞれ１．５ｍｍ程度である。絶縁膜６５Ａのキャビティ６６Ａを覆う部分は、断熱性のダイアフラムをなしている。さらにマイクロチップ８Ａは、絶縁膜６５Ａのダイアフラムの部分に設けられた発熱素子６１Ａと、発熱素子６１Ａを挟むように絶縁膜６５Ａのダイアフラムの部分に設けられた第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａと、基板６０Ａ上に設けられた第３の測温素子６４Ａと、を備える。
【００４５】
発熱素子６１Ａは、キャビティ６６Ａを覆う絶縁膜６５Ａのダイアフラムの部分の中心に配置されている。発熱素子６１Ａは、例えば抵抗器であり、電力を与えられて発熱し、発熱素子６１Ａに接する雰囲気ガスを加熱する。第１の測温素子６２Ａ、第２の測温素子６３Ａ、及び第３の測温素子６４Ａのそれぞれは、例えば抵抗器であり、発熱素子６１Ａが発熱する前の雰囲気ガスのガス温度を検出する。なお、第１の測温素子６２Ａ、第２の測温素子６３Ａ、及び第３の測温素子６４Ａのいずれかのみを用いてガス温度を検出してもよい。あるいは、第１の測温素子６２Ａが検出したガス温度と、第２の測温素子６３Ａが検出したガス温度と、の平均値を、ガス温度として採用してもよい。以下においては、第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａが検出したガス温度の平均値をガス温度として採用する例を説明するが、これに限定されない。
【００４６】
基板６０Ａの材料としては、シリコン（Ｓｉ）等が使用可能である。絶縁膜６５Ａの材料としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）等が使用可能である。キャビティ６６Ａは、異方性エッチング等により形成される。また発熱素子６１Ａ、第１の測温素子６２Ａ、第２の測温素子６３Ａ、及び第３の測温素子６４Ａのそれぞれの材料には白金（Ｐｔ）等が使用可能であり、リソグラフィ法等により形成可能である。
【００４７】
図３に示すように、発熱素子６１Ａの一端には、例えば、オペアンプ１７０の＋入力端子が電気的に接続され、他端は接地される。また、オペアンプ１７０の＋入力端子及び出力端子と並列に、抵抗素子１６１が接続される。オペアンプ１７０の−入力端子は、直列に接続された抵抗素子１６２と抵抗素子１６３との間、直列に接続された抵抗素子１６３と抵抗素子１６４との間、直列に接続された抵抗素子１６４と抵抗素子１６５との間、又は抵抗素子１６５の接地端子に電気的に接続される。各抵抗素子１６２−１６５の抵抗値を適当に定めることにより、例えば５．０Ｖの電圧Ｖｉｎを抵抗素子１６２の一端に印加すると、抵抗素子１６３と抵抗素子１６２との間には、例えば２．４Ｖの電圧Ｖ_L3が生じる。また、抵抗素子１６４と抵抗素子１６３との間には、例えば１．９Ｖの電圧Ｖ_L2が生じ、抵抗素子１６５と抵抗素子１６４との間には、例えば１．４Ｖの電圧Ｖ_L1が生じる。
【００４８】
抵抗素子１６２及び抵抗素子１６３の間と、オペアンプの−入力端子との間には、スイッチＳＷ１が設けられており、抵抗素子１６３及び抵抗素子１６４の間と、オペアンプの−入力端子との間には、スイッチＳＷ２が設けられている。また、抵抗素子１６４及び抵抗素子１６５の間と、オペアンプの−入力端子との間には、スイッチＳＷ３が設けられており、抵抗素子１６５の接地端子と、オペアンプの−入力端子との間には、スイッチＳＷ４が設けられている。
【００４９】
オペアンプ１７０の−入力端子に２．４Ｖの電圧Ｖ_L3を印加する場合、スイッチＳＷ１のみが通電され、スイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は切断される。オペアンプ１７０の−入力端子に１．９Ｖの電圧Ｖ_L2を印加する場合、スイッチＳＷ２のみが通電され、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４は切断される。オペアンプ１７０の−入力端子に１．４Ｖの電圧Ｖ_L1を印加する場合、スイッチＳＷ３のみが通電され、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ４は切断される。オペアンプ１７０の−入力端子に０Ｖの電圧Ｖ_L0を印加する場合、スイッチＳＷ４のみが通電され、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は切断される。したがって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の開閉によって、オペアンプ１７０の−入力端子に０Ｖ又は３段階の電圧のいずれかを印加可能である。そのため、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の開閉によって、発熱素子６１Ａの発熱温度を定める印加電圧を３段階に設定可能である。
【００５０】
図１及び図２に示す発熱素子６１Ａは、温度によって抵抗値が変化する。発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hと、発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_Hの関係は、下記（１）式で与えられる。
R_H = R_STD×[1+α(T_H-T_STD) + β(T_H-T_STD)²] ・・・(1)
ここで、Ｔ_STDは標準温度を表し、例えば２０℃である。Ｒ_STDは標準温度Ｔ_STDにおける予め計測された抵抗値を表す。αは１次の抵抗温度係数、βは２次の抵抗温度係数を表す。また、発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_Hは、発熱素子６１Ａの駆動電力Ｐ_Hと、発熱素子６１Ａの通電電流Ｉ_Hから、下記（２）式で与えられる。
R_H = P_H / I_H² ・・・(2)
あるいは発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_Hは、発熱素子６１Ａにかかる電圧Ｖ_Hと、発熱素子６１Ａの通電電流Ｉ_Hから、下記（３）式で与えられる。
R_H = V_H / I_H ・・・(3)
【００５１】
ここで、発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hは、発熱素子６１Ａと雰囲気ガスの間が熱的に平衡になったときに安定する。なお、熱的に平衡な状態とは、発熱素子６１Ａの発熱と、発熱素子６１Ａから雰囲気ガスへの放熱とが釣り合っている状態をいう。下記（４）式に示すように、平衡状態における発熱素子６１Ａの駆動電力Ｐ_Hを、発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hと雰囲気ガスの温度Ｔ_Iとの差で割ることにより、雰囲気ガスの放熱係数Ｍ_Iが得られる。なお、放熱係数Ｍ_Iの単位は、例えばＷ／℃である。
M_I = P_H / (T_H - T_I) ・・・(4)
【００５２】
発熱素子６１Ａの通電電流Ｉ_Hと、駆動電力Ｐ_H又は電圧Ｖ_Hは計測可能であるため、上記（１）乃至（３）式から発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hが算出可能である。また、雰囲気ガスの温度Ｔ_Iは、図１に示す第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａで測定可能である。したがって、図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａを用いて、雰囲気ガスの放熱係数Ｍ_Iが算出可能である。
【００５３】
マイクロチップ８Ａは、例えばマイクロチップ８Ａの底面に配置された断熱部材を介して、雰囲気ガスが充填されるチャンバ等に固定される。断熱部材を介してマイクロチップ８Ａをチャンバ等に固定することにより、マイクロチップ８Ａの温度が、チャンバ等の内壁の温度変動の影響を受けにくくなる。断熱部材はガラス等からなり、熱伝導率は、例えば１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
【００５４】
図４に示すように、第１の測温素子６２Ａの一端には、例えば、オペアンプ２７０の−入力端子が電気的に接続され、他端は接地される。また、オペアンプ２７０の−入力端子及び出力端子と並列に、抵抗素子２６１が接続される。オペアンプ２７０の＋入力端子は、直列に接続された抵抗素子２６４と抵抗素子２６５との間に電気的に接続される。これにより、第１の測温素子６２Ａには、０．３Ｖ程度の弱い電圧が加えられる。０．３Ｖ程度の弱い電圧を加えられた第１の測温素子６２Ａの温度は、雰囲気温度Ｔ_Iに近似する。
【００５５】
ここで、雰囲気ガスが混合ガスであり、混合ガスが、ガスＡ、ガスＢ、ガスＣ、及びガスＤの４種類のガス成分からなっていると仮定する。ガスＡの体積率Ｖ_A、ガスＢの体積率Ｖ_B、ガスＣの体積率Ｖ_C、及びガスＤの体積率Ｖ_Dの総和は、下記（５）式で与えられるように、１である。
V_A+V_B+V_C+V_D=1 ・・・(5)
【００５６】
また、ガスＡの温度拡散率の逆数を１／Ｋ_A、ガスＢの温度拡散率の逆数を１／Ｋ_B、ガスＣの温度拡散率の逆数を１／Ｋ_C、ガスＤの温度拡散率の逆数を１／Ｋ_Dとすると、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、各ガス成分の体積率に、各ガス成分の温度拡散率の逆数を乗じたものの総和で与えられる。したがって、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、下記（６）式で与えられる。なお、温度拡散率α（ｍ²／ｓ）は、熱伝導率をｋ（Ｊｓ^-1ｍ^-1Ｋ^-1）、密度をρ（ｋｇｍ^-3）、比熱容量をＣｐ（Ｊｋｇ―¹Ｋ―¹）として、下記（７）式で与えられる。
1/α = 1/K_A×V_A+ 1/K_B×V_B+ 1/K_C×V_C+1/K_D×V_D ・・・(6)
α=k / (ρCp) ・・・(7)
【００５７】
次に、ガスＡの放熱係数をＭ_A、ガスＢの放熱係数をＭ_B、ガスＣの放熱係数をＭ_C、ガスＤの放熱係数をＭ_Dとすると、混合ガスの放熱係数Ｍ_Iは、各ガス成分の体積率に、各ガス成分の放熱係数を乗じたものの総和で与えられる。したがって、混合ガスの放熱係数Ｍ_Iは、下記（８）式で与えられる。
M_I = M_A×V_A+ M_B×V_B+ M_C×V_C+M_D×V_D ・・・(8)
【００５８】
さらに、ガスの放熱係数は発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hに依存するので、混合ガスの放熱係数Ｍ_Iは、発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hの関数として、下記（９）式で与えられる。
M_I (T_H)= M_A(T_H)×V_A+ M_B(T_H)×V_B+ M_C(T_H)×V_C+M_D(T_H)×V_D ・・・(9)
【００５９】
したがって、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1のときの混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1）は下記（１０）式で与えられる。また、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H2のときの混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H2）は下記（１１）式で与えられ、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H3のときの混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H3）は下記（１２）式で与えられる。なお、発熱温度Ｔ_H1、発熱温度Ｔ_H2、発熱温度Ｔ_H3は異なる温度である。
M_I (T_H1)= M_A(T_H1)×V_A+ M_B(T_H1)×V_B+ M_C(T_H1)×V_C+M_D(T_H1)×V_D ・・・(10)
M_I (T_H2)= M_A(T_H2)×V_A+ M_B(T_H2)×V_B+ M_C(T_H2)×V_C+M_D(T_H2)×V_D ・・・(11)
M_I (T_H3)= M_A(T_H3)×V_A+ M_B(T_H3)×V_B+ M_C(T_H3)×V_C+M_D(T_H3)×V_D ・・・(12)
【００６０】
ここで、発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hに対して各ガス成分の放熱係数Ｍ_A（Ｔ_H），Ｍ_B（Ｔ_H），Ｍ_C（Ｔ_H），Ｍ_D（Ｔ_H）が非線形性を有する場合、上記（１０）乃至（１２）式は、線形独立な関係を有する。また、発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hに対して各ガス成分の放熱係数Ｍ_A（Ｔ_H），Ｍ_B（Ｔ_H），Ｍ_C（Ｔ_H），Ｍ_D（Ｔ_H）が線形性を有する場合でも、発熱素子６１Ａの発熱温度Ｔ_Hに対する各ガス成分の放熱係数Ｍ_A（Ｔ_H），Ｍ_B（Ｔ_H），Ｍ_C（Ｔ_H），Ｍ_D（Ｔ_H）の変化率が異なる場合は、上記（１０）乃至（１２）式は、線形独立な関係を有する。さらに、（１０）乃至（１２）式が線形独立な関係を有する場合、（５）式及び（１０）乃至（１２）式は線形独立な関係を有する。
【００６１】
図５は、天然ガスに含まれるメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）の放熱係数と発熱素子６１Ａの発熱温度の関係を示すグラフである。発熱素子６１Ａの発熱温度に対して、メタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）のそれぞれのガス成分の放熱係数は線形性を有する。しかし、発熱素子６１Ａの発熱温度に対する放熱係数の変化率は、メタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）のそれぞれで異なる。したがって、混合ガスを構成するガス成分がメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）であるである場合、上記（１０）乃至（１２）式は、線形独立な関係を有する。
【００６２】
（１０）乃至（１２）式中の各ガス成分の放熱係数Ｍ_A（Ｔ_H1），Ｍ_B（Ｔ_H1），Ｍ_C（Ｔ_H1），Ｍ_D（Ｔ_H1），Ｍ_A（Ｔ_H2），Ｍ_B（Ｔ_H2），Ｍ_C（Ｔ_H2），Ｍ_D（Ｔ_H2），Ｍ_A（Ｔ_H3），Ｍ_B（Ｔ_H3），Ｍ_C（Ｔ_H3），Ｍ_D（Ｔ_H3）の値は、計測等により予め得ることが可能である。したがって、（５）式及び（１０）乃至（１２）式の連立方程式を解くと、ガスＡの体積率Ｖ_A、ガスＢの体積率Ｖ_B、ガスＣの体積率Ｖ_C、及びガスＤの体積率Ｖ_Dのそれぞれが、下記（１３）乃至（１６）式に示すように、混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）の関数として与えられる。なお、下記（１３）乃至（１６）式において、ｎを自然数としてｆ_nは、関数を表す記号である。
V_A=f₁[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3)] ・・・(13)
V_B=f₂[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3)] ・・・(14)
V_C=f₃[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3)] ・・・(15)
V_D=f₄[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3)] ・・・(16)
【００６３】
さらに、ボイルシャルルの法則により、ガスの体積はガスそのものの温度に比例する。ここで、例えば、発熱素子６１Ａを発熱させる前の混合ガスの温度をＴ_Iとすると、ガスＡの体積率Ｖ_A、ガスＢの体積率Ｖ_B、ガスＣの体積率Ｖ_C、及びガスＤの体積率Ｖ_Dのそれぞれは、下記（１７）乃至（２０）式に示すように、混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）及び混合ガスの温度Ｔ_Iの関数として与えられる。
V_A=f₁[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3), T_I ] ・・・(17)
V_B=f₂[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3), T_I ] ・・・(18)
V_C=f₃[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3), T_I ] ・・・(19)
V_D=f₄[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3), T_I ] ・・・(20)
【００６４】
ここで、上記（６）式に（１７）乃至（２０）式を代入することにより、下記（２１）式が得られる。
1/α = 1/K_A×V_A+ 1/K_B×V_B+ 1/K_C×V_C+1/K_D×V_D
= 1/K_A×f₁[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ]
+ 1/K_B×f₂[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ]
+ 1/K_C×f₃[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ]
+ 1/K_D×f₄[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ] ・・・(21)
【００６５】
上記（２１）式から明らかなように、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）と、混合ガスの温度Ｔ_Iと、を変数とする方程式で与えられる。したがって、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、ｇ₁を関数を表す記号として、下記（２２）式で与えられる。
1/α= g₁[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ] ・・・(22)
【００６６】
よって、ガスＡ、ガスＢ、ガスＣ、及びガスＤからなる混合ガスについて、予め上記（２２）式を得れば、ガスＡの体積率Ｖ_A、ガスＢの体積率Ｖ_B、ガスＣの体積率Ｖ_C、及びガスＤの体積率Ｖ_Dが未知の検査対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αを容易に算出可能であることを、発明者らは見出した。具体的には、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の検査対象混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）と、検査対象混合ガスの温度Ｔ_Iと、を計測し、（２２）式に代入することにより、検査対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αを一意に求めることが可能となる。ただし、発熱素子６１Ａが発熱する前の混合ガスの温度Ｔ_Iが安定している場合、（２２）式は混合ガスの温度Ｔ_Iの変数を含んでいなくともよい。
【００６７】
なお、混合ガスのガス成分は、４種類に限定されることはない。例えば、混合ガスがｎ種類のガス成分からなる場合、まず、下記（２３）式で与えられる、発熱素子６１Ａの少なくともｎ−１種類の発熱温度Ｔ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3，・・・，Ｔ_Hn-1に対する混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3），・・・，Ｍ_I（Ｔ_Hn-1）と、混合ガスの温度Ｔ_Iと、を変数とする方程式を予め取得する。そして、発熱素子６１Ａのｎ−１種類の発熱温度Ｔ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3，・・・，Ｔ_Hn-1に対する、ｎ種類のガス成分のそれぞれの体積率が未知の検査対象混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3），・・・，Ｍ_I（Ｔ_Hn-1）と、検査対象混合ガスの温度Ｔ_Iと、を計測し、（２３）式に代入することにより、検査対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αを一意に求めることが可能となる。
1/α = g₁[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3), ・・・, M_I (T_Hn-1) , T_I ] ・・・(23)
【００６８】
ただし、混合ガスが、ガス成分としてメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）に加えて、ｊを自然数として、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を含む場合、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）の混合物とみなしても、（２３）式の算出には影響しない。例えば、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、ブタン（Ｃ₄Ｈ₁₀）、ペンタン（Ｃ₅Ｈ₁₂）、ヘキサン（Ｃ₆Ｈ₁₄）を、下記（２４）乃至（２７）式に示すように、それぞれ所定の係数を掛けられたメタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）の混合物とみなして（２３）式を算出してもかまわない。
C₂H₆ = 0.5 CH₄ + 0.5 C₃H₈ ・・・(24)
C₄H₁₀ = -0.5 CH₄ + 1.5 C₃H₈ ・・・(25)
C₅H₁₂ = -1.0 CH₄ + 2.0 C₃H₈ ・・・(26)
C₆H₁₄ = -1.5 CH₄ + 2.5 C₃H₈ ・・・(27)
【００６９】
したがって、ｚを自然数として、ｎ種類のガス成分からなる混合ガスが、ガス成分としてメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）に加えて、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のｚ種類のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を含む場合、少なくともｎ−ｚ−１種類の発熱温度における混合ガスの放熱係数Ｍ_Iを変数とする方程式を求めてもよい。
【００７０】
なお、（２３）式の算出に用いられた混合ガスのガス成分の種類と、温度拡散率の逆数１／αが未知の検査対象混合ガスのガス成分の種類が同じ場合に、検査対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの算出に（２３）式を利用可能であることはもちろんである。さらに、検査対象混合ガスがｎ種類より少ない種類のガス成分からなり、かつ、ｎ種類より少ない種類のガス成分が、（２３）式の算出に用いられた混合ガスに含まれている場合も、（２３）式を利用可能である。例えば、（２３）式の算出に用いられた混合ガスが、メタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）の４種類のガス成分を含む場合、検査対象混合ガスが、窒素（Ｎ₂）を含まず、メタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）の３種類のガス成分のみを含む場合も、検査対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの算出に（２３）式を利用可能である。
【００７１】
さらに、（２３）式の算出に用いられた混合ガスが、ガス成分としてメタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）を含む場合、検査対象混合ガスが、（２３）式の算出に用いられた混合ガスに含まれていないアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を含んでいても、（２３）式を利用可能である。これは、上述したように、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）の混合物とみなしても、（２３）式を用いた温度拡散率の逆数１／αの算出に影響しないためである。
【００７２】
ここで、図６に示す第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式作成システム２０Ａは、温度拡散率の逆数１／αの値が既知のサンプル混合ガスが充填されるチャンバ１０１と、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａ、第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａを用いて、サンプル混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの値及びサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値を計測する図６に示す計測機構１０と、を備える。さらに、ガス物性値測定システムは、複数のサンプル混合ガスの既知の温度拡散率の逆数１／αの値、サンプル混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの複数の計測値、及びサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの複数の計測値に基づいて、発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_I及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、ガスの温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする温度拡散率算出式を作成する温度拡散率算出式作成部３０２を備える。なお、サンプル混合ガスは、複数種類のガス成分を含む。
【００７３】
計測機構１０は、サンプル混合ガスが注入されるチャンバ１０１内に配置された、図１及び図２を用いて説明したマイクロチップ８Ａを備える。マイクロチップ８Ａは、断熱部材１８を介してチャンバ１０１内に配置されている。チャンバ１０１には、サンプル混合ガスをチャンバ１０１に送るための流路１０２と、サンプル混合ガスをチャンバ１０１から外部に排出するための流路１０３と、が接続されている。
【００７４】
それぞれ温度拡散率の逆数１／αが異なる４種類のサンプル混合ガスが使用される場合、図７に示すように、第１のサンプル混合ガスを貯蔵する第１のガスボンベ５０Ａ、第２のサンプル混合ガスを貯蔵する第２のガスボンベ５０Ｂ、第３のサンプル混合ガスを貯蔵する第３のガスボンベ５０Ｃ、及び第４のサンプル混合ガスを貯蔵する第４のガスボンベ５０Ｄが用意される。第１のガスボンベ５０Ａには、流路９１Ａを介して、第１のガスボンベ５０Ａから例えば０．２ＭＰａ等の低圧に調節された第１のサンプル混合ガスを得るための第１のガス圧調節器３１Ａが接続されている。また、第１のガス圧調節器３１Ａには、流路９２Ａを介して、第１の流量制御装置３２Ａが接続されている。第１の流量制御装置３２Ａは、流路９２Ａ及び流路１０２を介して温度拡散率算出式作成システム２０Ａに送られる第１のサンプル混合ガスの流量を制御する。
【００７５】
第２のガスボンベ５０Ｂには、流路９１Ｂを介して、第２のガス圧調節器３１Ｂが接続されている。また、第２のガス圧調節器３１Ｂには、流路９２Ｂを介して、第２の流量制御装置３２Ｂが接続されている。第２の流量制御装置３２Ｂは、流路９２Ｂ，９３，１０２を介して温度拡散率算出式作成システム２０Ａに送られる第２のサンプル混合ガスの流量を制御する。
【００７６】
第３のガスボンベ５０Ｃには、流路９１Ｃを介して、第３のガス圧調節器３１Ｃが接続されている。また、第３のガス圧調節器３１Ｃには、流路９２Ｃを介して、第３の流量制御装置３２Ｃが接続されている。第３の流量制御装置３２Ｃは、流路９２Ｃ，９３，１０２を介して温度拡散率算出式作成システム２０Ａに送られる第３のサンプル混合ガスの流量を制御する。
【００７７】
第４のガスボンベ５０Ｄには、流路９１Ｄを介して、第４のガス圧調節器３１Ｄが接続されている。また、第４のガス圧調節器３１Ｄには、流路９２Ｄを介して、第４の流量制御装置３２Ｄが接続されている。第４の流量制御装置３２Ｄは、流路９２Ｄ，９３，１０２を介して温度拡散率算出式作成システム２０Ａに送られる第４のサンプル混合ガスの流量を制御する。
【００７８】
第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれは、例えば天然ガスである。第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれは、例えばメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）の４種類のガス成分を含む。
【００７９】
第１のサンプル混合ガスがチャンバ１０１に充填された後、マイクロチップ８Ａの図１及び図２に示す第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａは、発熱素子６１Ａが発熱する前の第１のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iを検出する。その後、発熱素子６１Ａは、図６に示す駆動回路３０３から駆動電力Ｐ_Hを与えられる。駆動電力Ｐ_Hを与えられることにより、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａは、例えば、１００℃、１５０℃、及び２００℃で発熱する。
【００８０】
図６に示すチャンバ１０１から第１のサンプル混合ガスが除去された後、第２乃至第４のサンプル混合ガスがチャンバ１０１に順次充填される。第２乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれがチャンバ１０１に充填された後、マイクロチップ８Ａは、第２乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの温度Ｔ_Iを検出する。また、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａは、駆動電力Ｐ_Hを与えられ、１００℃、１５０℃、及び２００℃で発熱する。
【００８１】
なお、それぞれのサンプル混合ガスがｎ種類のガス成分を含む場合、マイクロチップ８Ａの図１及び図２に示す発熱素子６１Ａは、少なくともｎ−１種類の異なる発熱温度で発熱させられる。ただし、上述したように、メタン（ＣＨ₄）及びプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）は、メタン（ＣＨ₄）及びプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）の混合物とみなしうる。したがって、ｚを自然数として、ｎ種類のガス成分からなるサンプル混合ガスが、ガス成分としてメタン（ＣＨ₄）及びプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）に加えてｚ種類のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を含む場合は、発熱素子６１Ａは、少なくともｎ−ｚ−１種類の異なる発熱温度で発熱させられる。
【００８２】
さらに図６に示す計測機構１０は、マイクロチップ８Ａに接続された放熱係数算出部３０１を含む中央演算処理装置（ＣＰＵ）３００を備える。放熱係数算出部３０１は、上記（４）式に示すように、図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの発熱素子６１Ａの第１の駆動電力Ｐ_H1を、発熱素子６１Ａの第１の発熱温度Ｔ_H（例えば１００℃）と、第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの温度Ｔ_Iと、の差で割る。これにより、発熱温度が１００℃の発熱素子６１Ａと熱的に平衡な第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの放熱係数Ｍ_Iの値が算出される。
【００８３】
また、図６に示す放熱係数算出部３０１は、マイクロチップ８Ａの図１及び図２に示す発熱素子６１Ａの第２の駆動電力Ｐ_H2を、発熱素子６１Ａの第２の発熱温度Ｔ_H（例えば１５０℃）と、第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの温度Ｔ_Iと、の差で割る。これにより、発熱温度が１５０℃の発熱素子６１Ａと熱的に平衡な第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの放熱係数Ｍ_Iの値が算出される。
【００８４】
さらに、図６に示す放熱係数算出部３０１は、マイクロチップ８Ａの図１及び図２に示す発熱素子６１Ａの第３の駆動電力Ｐ_H3を、発熱素子６１Ａの第３の発熱温度Ｔ_H（例えば２００℃）と、第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの温度Ｔ_Iと、の差で割る。これにより、発熱温度が２００℃の発熱素子６１Ａと熱的に平衡な第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの放熱係数Ｍ_Iの値が算出される。
【００８５】
図６に示す温度拡散率算出式作成システム２０Ａは、ＣＰＵ３００に接続された放熱係数記憶装置４０１をさらに備える。放熱係数算出部３０１は、測定されたガスの温度の値Ｔ_Iと、算出した放熱係数Ｍ_Iの値と、を放熱係数記憶装置４０１に保存する。
【００８６】
温度拡散率算出式作成部３０２は、例えば第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの既知の温度拡散率の逆数１／αの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の放熱係数Ｍ_Iの複数の計測値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の放熱係数Ｍ_Iの複数の計測値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の放熱係数Ｍ_Iの複数の計測値と、ガスの温度Ｔ_Iの複数の計測値と、を収集する。さらに温度拡散率算出式作成部３０２は、収集した温度拡散率の逆数１／α、複数の放熱係数Ｍ_I、及び複数のガスの温度Ｔ_Iの値に基づいて、多変量解析により、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする温度拡散率算出式を算出する。
【００８７】
なお、「多変量解析」とは、Ａ． Ｊ Ｓｍｏｌａ及びＢ． Ｓｃｈｏｌｋｏｐｆ著の「Ａ Ｔｕｔｏｒｉａｌ ｏｎ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ」（ＮｅｕｒｏＣＯＬＴ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ （ＮＣ−ＴＲ−９８−０３０）、１９９８年）に開示されているサポートベクトル回帰、重回帰分析、及び特開平５−１４１９９９号公報に開示されているファジィ数量化理論ＩＩ類等を含む。また、放熱係数算出部３０１及び温度拡散率算出式作成部３０２は、ＣＰＵ３００に含まれている。
【００８８】
温度拡散率算出式作成システム２０Ａは、ＣＰＵ３００に接続された温度拡散率算出式記憶装置４０２をさらに備える。温度拡散率算出式記憶装置４０２は、温度拡散率算出式作成部３０２が作成した温度拡散率算出式を保存する。さらにＣＰＵ３００には、入力装置３１２及び出力装置３１３が接続される。入力装置３１２としては、例えばキーボード、及びマウス等のポインティングデバイス等が使用可能である。出力装置３１３には液晶ディスプレイ、モニタ等の画像表示装置、及びプリンタ等が使用可能である。
【００８９】
次に、図８に示すフローチャートを用いて第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式の作成方法について説明する。なお、以下の例では、第１乃至第４のサンプル混合ガスを準備し、図６に示すマイクロチップ８Ａの発熱素子６１Ａを、１００℃、１５０℃、及び２００℃に発熱させる場合を説明する。
【００９０】
（ａ）ステップＳ１００で、図７に示す第２乃至第４の流量制御装置３２Ｂ−３２Ｄの弁を閉じたまま、第１の流量制御装置３２Ａの弁を開き、図６に示すチャンバ１０１内に第１のサンプル混合ガスを導入する。ステップＳ１０１で、第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａは、第１のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iを検出する。その後、図６に示す駆動回路３０３は、マイクロチップ８Ａの図１及び図２に示す発熱素子６１Ａに第１の駆動電力Ｐ_H1を与え、発熱素子６１Ａを１００℃で発熱させる。さらに、図６に示す放熱係数算出部３０１は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の第１のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出する。その後、放熱係数算出部３０１は、第１のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の放熱係数Ｍ_Iの値と、を放熱係数記憶装置４０１に保存する。その後、駆動回路３０３は、発熱素子６１Ａに対する第１の駆動電力Ｐ_H1の提供を停止する。
【００９１】
（ｂ）ステップＳ１０２で、駆動回路３０３は、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａの発熱温度の切り替えが完了したか否か判定する。発熱温度１５０℃及び発熱温度２００℃への切り替えが完了していない場合には、ステップＳ１０１に戻り、図６に示す駆動回路３０３は、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａを１５０℃で発熱させる。図６に示す放熱係数算出部３０１は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の第１のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出し、放熱係数記憶装置４０１に保存する。その後、駆動回路３０３は、発熱素子６１Ａに対する駆動電力の供給を停止する。
【００９２】
（ｃ）再びステップＳ１０２で、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａの発熱温度の切り替えが完了したか否か判定する。発熱温度２００℃への切り替えが完了していない場合には、ステップＳ１０１に戻り、図６に示す駆動回路３０３は、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａを２００℃で発熱させる。図６に示す放熱係数算出部３０１は、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の第１のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出し、放熱係数記憶装置４０１に保存する。その後、駆動回路３０３は、発熱素子６１Ａに対する駆動電力の供給を停止する。
【００９３】
（ｄ）発熱素子６１Ａの発熱温度の切り替えが完了した場合には、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３で、サンプル混合ガスの切り替えが完了したか否かを判定する。第２乃至第４のサンプル混合ガスへの切り替えが完了していない場合には、ステップＳ１００に戻る。ステップＳ１００で、図７に示す第１の流量制御装置３２Ａを閉じ、第３乃至第４の流量制御装置３２Ｃ−３２Ｄの弁を閉じたまま第２の流量制御装置３２Ｂの弁を開き、図６に示すチャンバ１０１内に第２のサンプル混合ガスを導入する。
【００９４】
（ｅ）第１のサンプル混合ガスと同様に、ステップＳ１０１乃至ステップＳ１０２のループが繰り返される。まず、第２のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値が測定される。また、放熱係数算出部３０１が、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の第２のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の第２のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値、及び発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の第２のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出する。さらに放熱係数算出部３０１は、測定した第２のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、算出した放熱係数Ｍ_Iの値と、を放熱係数記憶装置４０１に保存する。
【００９５】
（ｆ）その後、ステップＳ１００乃至ステップＳ１０３のループが繰り返される。これにより、第３のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の第３のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、第４のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の第４のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値とが、放熱係数記憶装置４０１に保存される。
【００９６】
（ｇ）ステップＳ１０４で、入力装置３１２から温度拡散率算出式作成部３０２に、第１のサンプル混合ガスの既知の温度拡散率の逆数１／αの値、第２のサンプル混合ガスの既知の温度拡散率の逆数１／αの値、第３のサンプル混合ガスの既知の温度拡散率の逆数１／αの値、及び第４のサンプル混合ガスの既知の温度拡散率の逆数１／αの値を入力する。また、温度拡散率算出式作成部３０２は、放熱係数記憶装置４０１から、第１乃至第４のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の第１乃至第４のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、を読み出す。
【００９７】
（ｈ）ステップＳ１０５で、第１乃至第４のサンプル混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの値と、第１乃至第４のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の第１乃至第４のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、に基づいて、温度拡散率算出式作成部３０２は、重回帰分析を行う。重回帰分析により、温度拡散率算出式作成部３０２は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする温度拡散率算出式を算出する。その後、ステップＳ１０６で、温度拡散率算出式作成部３０２は作成した温度拡散率算出式を温度拡散率算出式記憶装置４０２に保存し、第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式の作成方法が終了する。
【００９８】
以上示したように、第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式の作成方法によれば、計測対象混合ガスの温度拡散率αの値を一意に算出可能な温度拡散率算出式を作成することが可能となる。
【００９９】
（第２の実施の形態）
図９に示すように、第２の実施の形態に係る温度拡散率測定システム２１Ａは、温度拡散率の逆数１／αの値が未知の計測対象混合ガスが充填されるチャンバ１０１と、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａ、第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａを用いて、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値、及び計測対象混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの値を計測する図９に示す計測機構１０と、を備える。さらに、温度拡散率測定システム２１Ａは、ガスの温度Ｔ_I及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_Iを独立変数とし、温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置４０２と、温度拡散率算出式のガスの温度Ｔ_Iの独立変数及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_Iの独立変数に、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの値を算出する温度拡散率算出部３０５と、を備える。
【０１００】
温度拡散率算出式記憶装置４０２は、第１の実施の形態で説明した温度拡散率算出式を保存する。ここでは、例として、温度拡散率算出式の作成のために、メタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む天然ガスがサンプル混合ガスとして使用された場合を説明する。また、温度拡散率算出式は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、ガスの温度Ｔ_Iと、を独立変数としているものとする。
【０１０１】
第２の実施の形態においては、例えば、未知の体積率でメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む、温度拡散率の逆数１／αが未知の天然ガスが、計測対象混合ガスとして、チャンバ１０１に導入される。図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａは、発熱素子６１Ａが発熱する前の計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iを検出する。その後、発熱素子６１Ａは、図９に示す駆動回路３０３から駆動電力Ｐ_Hを与えられる。駆動電力Ｐ_Hを与えられることにより、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａは、１００℃、１５０℃、及び２００℃で発熱する。
【０１０２】
図９に示す放熱係数算出部３０１は、上記（１）乃至（４）式で説明した方法に従って、発熱温度１００℃で発熱する発熱素子６１Ａと熱的に平衡な計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出する。また、放熱係数算出部３０１は、発熱温度１５０℃で発熱する発熱素子６１Ａと熱的に平衡な計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値、及び発熱温度２００℃で発熱する発熱素子６１Ａと熱的に平衡な計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出する。放熱係数算出部３０１は、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、算出した放熱係数Ｍ_Iの値とを、放熱係数記憶装置４０１に保存する。
【０１０３】
温度拡散率算出部３０５は、温度拡散率算出式のガスの放熱係数Ｍ_Iの独立変数及びガスの温度Ｔ_Iの独立変数に、計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値及び温度Ｔ_Iの値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの値を算出する。温度拡散率算出部３０５は、温度拡散率の逆数１／αの値から、温度拡散率αの値をさらに算出してもよい。ＣＰＵ３００には、温度拡散率記憶装置４０３がさらに接続されている。温度拡散率記憶装置４０３は、温度拡散率算出部３０５が算出した計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの値を保存する。第２の実施の形態に係る温度拡散率測定システム２１Ａのその他の構成要件は、図６で説明した第１の実施の形態に係る温度拡散率算出式作成システム２０Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０１０４】
次に、図１０に示すフローチャートを用いて、第２の実施の形態に係る温度拡散率の測定方法について説明する。なお、以下の例では、図９に示すマイクロチップ８Ａの発熱素子６１Ａを、１００℃、１５０℃、及び２００℃に発熱させる場合を説明する。
【０１０５】
（ａ）ステップＳ２００で、図９に示すチャンバ１０１内に計測対象混合ガスを導入する。次に、ステップＳ２０１で、図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａ及び第２の測温素子６３Ａは、発熱素子６１Ａが発熱する前の計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iを検出する。その後、図９に示す駆動回路３０３は、マイクロチップ８Ａの図１及び図２に示す発熱素子６１Ａに第１の駆動電力Ｐ_H1を与え、発熱素子６１Ａを１００℃で発熱させる。図９に示す放熱係数算出部３０１は、発熱温度１００℃における計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出する。さらに、放熱係数算出部３０１は、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値、及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を放熱係数記憶装置４０１に保存する。その後、駆動回路３０３は、発熱素子６１Ａに対する第１の駆動電力Ｐ_H1の提供を停止する。
【０１０６】
（ｂ）ステップＳ２０２で、図９に示す駆動回路３０３は、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａの発熱温度の切り替えが完了したか否か判定する。発熱温度１５０℃及び発熱温度２００℃への切り替えが完了していない場合には、ステップＳ２０１に戻り、図９に示す駆動回路３０３は、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａを１５０℃に発熱させる。図９に示す放熱係数算出部３０１は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出し、放熱係数記憶装置４０１に保存する。その後、駆動回路３０３は、発熱素子６１Ａに対する駆動電力の供給を停止する。
【０１０７】
（ｃ）再びステップＳ２０２で、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａの発熱温度の切り替えが完了したか否か判定する。発熱温度２００℃への切り替えが完了していない場合には、ステップＳ２０１に戻り、図９に示す駆動回路３０３は、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａを２００℃に発熱させる。図９に示す放熱係数算出部３０１は、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を算出し、放熱係数記憶装置４０１に保存する。その後、駆動回路３０３は、発熱素子６１Ａに対する駆動電力の供給を停止する。
【０１０８】
（ｄ）発熱素子６１Ａの発熱温度の切り替えが完了した場合には、ステップＳ２０２からステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３で、図９に示す温度拡散率算出部３０５は、温度拡散率算出式記憶装置４０２から、ガスの温度Ｔ_I及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、及び２００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iを独立変数とする温度拡散率算出式を読み出す。また、温度拡散率算出部３０５は、放熱係数記憶装置４０１から、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、及び２００℃の場合の計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を読み出す。
【０１０９】
（ｅ）ステップＳ２０４で、温度拡散率算出部３０５は、温度拡散率算出式の温度Ｔ_Iの独立変数に計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値を代入し、温度拡散率算出式の放熱係数Ｍ_Iの独立変数に計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を代入して、計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの値を算出する。その後、温度拡散率算出部３０５は、算出した温度拡散率αの値を温度拡散率記憶装置４０３に保存し、第２の実施の形態に係る温度拡散率の測定方法を終了する。
【０１１０】
以上説明した第２の実施の形態に係る温度拡散率の算出方法によれば、高価なガスクロマトグラフィ装置や音速センサを用いることなく、計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの測定値から、計測対象混合ガスの混合ガスの温度拡散率αの値を測定することが可能となる。
【０１１１】
（第１及び第２の実施の形態の実施例）
まず、図１１に示すように、メタンを主成分とし、エタン、プロパン、ブタン、窒素、及び炭酸ガスをそれぞれ異なる体積濃度で含有する１９種類のサンプル混合ガスを用意した。次に、発熱素子を複数の温度で発熱させ、１９種類のサンプル混合ガスのそれぞれの放熱係数Ｍ_Iの値を計測した。その後、１９種類のサンプル混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの既知の値と、放熱係数Ｍ_Iの複数の計測値に基づいて、サポートベクトル回帰により、放熱係数Ｍ_Iを独立変数とし、温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする、温度拡散率の逆数１／αを算出するための方程式を作成した。
【０１１２】
次に、温度拡散率の逆数１／αを算出するための方程式を用いて、１９種類のサンプル混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの算出値を算出し、１９種類のサンプル混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの真値と比較した。すると、図１２及び図１３に示すように、温度拡散率の逆数１／αの真値に対する算出値の誤差は、−０．５％乃至＋０．５％以内であった。よって、放熱係数Ｍ_Iを独立変数とし、温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする温度拡散率算出式を用いることによって、放熱係数Ｍ_Iの計測値から、温度拡散率の逆数１／αを正確に算出可能であることが示された。
【０１１３】
（第３の実施の形態）
上記（１）式より、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａの温度Ｔ_Hは下記（２８）式で与えられる。
T_H = (1 / 2β)×[-α+ [α² - 4β (1 - R_H / R_{H_STD})]^1/2] + T_{H_STD} ・・・(28)
したがって、発熱素子６１Ａの温度Ｔ_Hと雰囲気ガスの温度Ｔ_Iとの差ΔＴ_Hは、下記（２９）式で与えられる。
ΔT_H = (1 / 2β)×[-α+ [α² - 4β (1 - R_H / R_{H_STD})]^1/2] + T_{H_STD} - T_I ・・・(29)
【０１１４】
自己発熱しない程度の電力を与えられる第１の測温素子６２Ａの温度は、雰囲気ガスの温度Ｔ_Iに近似する。第１の測温素子６２Ａの温度Ｔ_Iと、第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iの関係は、下記（３０）式で与えられる。
R_I = R_{I_STD}×[1+α(T_I-T_{I_STD}) + β(T_I-T_{I_STD})²] ・・・(30)
Ｔ_{I_STD}は第１の測温素子６２Ａの標準温度を表し、例えば２０℃である。Ｒ_{I_STD}は標準温度Ｔ_{I_STD}における予め計測された第１の測温素子６２Ａの抵抗値を表す。上記（３０）式より、第１の測温素子６２Ａの温度Ｔ_Iは下記（３１）式で与えられる。
T_I = (1 / 2β)×[-α+ [α² - 4β_I (1 - R_I / R_{I_STD})]^1/2] + T_{I_STD} ・・・(31)
【０１１５】
よって、雰囲気ガスの放熱係数Ｍ_Iは、下記（３２）式でも与えられる。
M_I = P_H /ΔT_H
=P_H/[(1/2β)[-α+[α²-4β(1-R_H/R_{H_STD})]^1/2]+T_{H_STD}-(1/2β)[-α+[α²-4β(1-R_I/R_{I_STD})]^1/2]-T_{I_STD}] ・・・(32)
発熱素子６１Ａの通電電流Ｉ_Hと、駆動電力Ｐ_H又は電圧Ｖ_Hは計測可能であるため、上記（２）式又は（３）式から発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_Hを算出可能である。同様に、第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iも算出可能である。
【０１１６】
上記（２２）式で示したように、４種類のガス成分からなる混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）を変数とする方程式で与えられる。また、混合ガスの放熱係数Ｍ_Iは、上記（３２）式に示すように、発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_Hと、第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iと、に依存する。そこで、本発明者らは、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、下記（３３）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_H1（Ｔ_H1），Ｒ_H2（Ｔ_H2），Ｒ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iと、を変数とする方程式でも与えられることをも見出した。
1/α= g₂[R_H1 (T_H1), R_H2 (T_H2), R_H3 (T_H3), R_I] ・・・(33)
【０１１７】
よって、混合ガスに接する発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_H1（Ｔ_H1），Ｒ_H2（Ｔ_H2），Ｒ_H3（Ｔ_H3）と、例えば発熱素子６１Ａが発熱する前の混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iを計測し、（３３）式に代入することによっても、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αを一意に求めることが可能となる。
【０１１８】
また、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、下記（３４）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの通電電流Ｉ_H1（Ｔ_H1），Ｉ_H2（Ｔ_H2），Ｉ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの通電電流Ｉ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
1/α= g₃[I_H1 (T_H1), I_H2 (T_H2), I_H3 (T_H3), I_I] ・・・(34)
【０１１９】
あるいは混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、下記（３５）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａにかかる電圧Ｖ_H1（Ｔ_H1），Ｖ_H2（Ｔ_H2），Ｖ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａにかかる電圧Ｖ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
1/α= g₄[V_H1 (T_H1), V_H2 (T_H2), V_H3 (T_H3), V_I] ・・・(35)
【０１２０】
またあるいは混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、下記（３６）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａに接続されたアナログ−デジタル変換回路（以下において「Ａ／Ｄ変換回路」という。）の出力信号ＡＤ_H1（Ｔ_H1），ＡＤ_H2（Ｔ_H2），ＡＤ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａに接続されたＡ／Ｄ変換回路の出力信号ＡＤ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
1/α= g₅[AD_H1 (T_H1), AD_H2 (T_H2), AD_H3 (T_H3), AD_I] ・・・(36)
【０１２１】
したがって、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αは、下記（３７）式に示すように、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iと、を変数とする方程式で与えられる。
1/α= g₆[S_H1 (T_H1), S_H2 (T_H2), S_H3 (T_H3), S_I] ・・・(37)
【０１２２】
ここで、図１４に示す温度拡散率算出式作成システム２０Ｂは、複数のサンプル混合ガスのそれぞれの温度Ｔ_Iに依存する図１及び図２に示す第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、複数の発熱温度Ｔ_Hのそれぞれにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの値と、を計測する図１４に示す計測部３２１と、複数のサンプル混合ガスの既知の温度拡散率の逆数１／αの値、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの複数の計測値、及び複数の発熱温度における発熱素子６１Ａからの電気信号の複数の計測値に基づいて、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び複数の発熱温度Ｔ_Hにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hを独立変数とし、温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする温度拡散率算出式を作成する温度拡散率算出式作成部３０２と、を備える。
【０１２３】
チャンバ１０１に第１のサンプル混合ガスが充填された後、図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａは、第１のサンプル混合ガスの温度に依存する電気信号Ｓ_Iを出力する。次に、発熱素子６１Ａは、図１４に示す駆動回路３０３から駆動電力Ｐ_H1，Ｐ_H2，Ｐ_H3を与えられる。駆動電力Ｐ_H1，Ｐ_H2，Ｐ_H3を与えられた場合、第１のサンプル混合ガスに接する発熱素子６１Ａは、例えば、１００℃の温度Ｔ_H1、１５０℃の温度Ｔ_H2、及び２００℃の温度Ｔ_H3で発熱し、発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）を出力する。
【０１２４】
チャンバ１０１から第１のサンプル混合ガスが除去された後、第２乃至第４のサンプル混合ガスがチャンバ１０１に順次充填される。第２のサンプル混合ガスがチャンバ１０１に充填された後、図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａは、第２のサンプル混合ガスの温度に依存する電気信号Ｓ_Iを出力する。次に、第２のサンプル混合ガスに接する発熱素子６１Ａは、発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）を出力する。
【０１２５】
第３のサンプル混合ガスが図１４に示すチャンバ１０１に充填された後、図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａは、第３のサンプル混合ガスの温度に依存する電気信号Ｓ_Iを出力する。次に、第３のサンプル混合ガスに接する発熱素子６１Ａは、発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）を出力する。
【０１２６】
第４のサンプル混合ガスが図１４に示すチャンバ１０１に充填された後、図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａは、第４のサンプル混合ガスの温度に依存する電気信号Ｓ_Iを出力する。次に、第４のサンプル混合ガスに接する発熱素子６１Ａは、発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）を出力する。
【０１２７】
なお、それぞれのサンプル混合ガスがｎ種類のガス成分を含む場合、マイクロチップ８Ａの図１及び図２に示す発熱素子６１Ａは、少なくともｎ−１種類の異なる温度で発熱させられる。ただし、上述したように、メタン（ＣＨ₄）及びプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）は、メタン（ＣＨ₄）及びプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）の混合物とみなしうる。したがって、ｚを自然数として、ｎ種類のガス成分からなるサンプル混合ガスが、ガス成分としてメタン（ＣＨ₄）及びプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）に加えてｚ種類のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を含む場合は、発熱素子６１Ａは、少なくともｎ−ｚ−１種類の異なる温度で発熱させられる。
【０１２８】
図１４に示すように、マイクロチップ８Ａは、計測部３２１を含むＣＰＵ３００に接続されている。ＣＰＵ３００には、電気信号記憶装置４２１が接続されている。計測部３２１は、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、発熱素子６１Ａからの発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）の値と、を計測し、計測値を電気信号記憶装置４２１に保存する。
【０１２９】
なお、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iとは、第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_I、第１の測温素子６２Ａの通電電流Ｉ_I、第１の測温素子６２Ａにかかる電圧Ｖ_I、及び第１の測温素子６２Ａに接続されたＡ／Ｄ変換回路３０４の出力信号ＡＤ_Iのいずれであってもよい。同様に、発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hとは、発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_H、発熱素子６１Ａの通電電流Ｉ_H、発熱素子６１Ａにかかる電圧Ｖ_H、及び発熱素子６１Ａに接続されたＡ／Ｄ変換回路３０４の出力信号ＡＤ_Hのいずれであってもよい。
【０１３０】
ＣＰＵ３００に含まれる温度拡散率算出式作成部３０２は、例えば第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの既知の温度拡散率の逆数１／αの値と、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの複数の計測値と、発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）の複数の計測値と、を収集する。さらに温度拡散率算出式作成部３０２は、収集した温度拡散率の逆数１／α、電気信号Ｓ_I、及び電気信号Ｓ_Hの値に基づいて、多変量解析により、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）を独立変数とし、温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする温度拡散率算出式を算出する。図１４に示す温度拡散率算出式作成システム２０Ｂのその他の構成要素は、図６に示す温度拡散率算出式作成システム２０Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０１３１】
（第４の実施の形態）
図１５に示すように、第４の実施の形態に係る温度拡散率測定システム２１Ｂは、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iに依存する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値、及び複数の発熱温度Ｔ_Hのそれぞれにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの値を計測する計測部３２１と、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び複数の発熱温度Ｔ_Hにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hを独立変数とし、温度拡散率の逆数１／αを従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置４０２と、温度拡散率算出式の第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの独立変数、及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの独立変数に、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの計測値、及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの計測値を代入し、計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの値を算出する温度拡散率算出部３０５と、を備える。
【０１３２】
温度拡散率算出式は、例えば、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iと、発熱温度Ｔ_H1が１００℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）と、発熱温度Ｔ_H2が１５０℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）と、発熱温度Ｔ_H3が２００℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）と、を独立変数として含んでいる。
【０１３３】
図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａは、計測対象混合ガスの温度に依存する電気信号Ｓ_Iを出力する。次に、発熱素子６１Ａは、図１５に示す駆動回路３０３から駆動電力Ｐ_H1，Ｐ_H2，Ｐ_H3を与えられる。駆動電力Ｐ_H1，Ｐ_H2，Ｐ_H3を与えられた場合、計測対象混合ガスに接する発熱素子６１Ａは、例えば、１００℃の温度Ｔ_H1、１５０℃の温度Ｔ_H2、及び２００℃の温度Ｔ_H3で発熱し、発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）を出力する。
【０１３４】
図１５に示す計測部３２１は、計測対象混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、計測対象混合ガスに接する発熱素子６１Ａからの発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）の値と、を計測し、計測値を電気信号記憶装置４２１に保存する。
【０１３５】
温度拡散率算出部３０５は、温度拡散率算出式記憶装置４０２に保存されている温度拡散率算出式の第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの独立変数及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）の独立変数に、計測値をそれぞれ代入し、混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの値を算出する。図１５に示す温度拡散率測定システム２１Ｂのその他の構成要素は、図９に示す温度拡散率測定システム２１Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０１３６】
（第５の実施の形態）
天然ガスは、メタン（ＣＨ₄）及びプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）等のカロリー成分と、窒素（Ｎ₂）及び二酸化炭素（ＣＯ₂）等のノンカロリー成分を含む。ここで、混合ガスのアルカン（Ｃ_nＨ_2n+2）等のカロリー成分の濃度Ｃ_Oと、混合ガスの放熱係数と、の関係について説明する。混合ガスがガスＡ、ガスＢ、ガスＣ、及びガスＤの４種類のガス成分からなっており、ガスＡの単位体積当たりの発熱量をＫ_A、ガスＢの単位体積当たりの発熱量をＫ_B、ガスＣの単位体積当たりの発熱量をＫ_C、ガスＤの単位体積当たりの発熱量をＫ_Dとすると、混合ガスの単位体積当たりの発熱量Ｑは、各ガス成分の体積率に、各ガス成分の単位体積当たりの発熱量を乗じたものの総和で与えられる。したがって、混合ガスの単位体積当たりの発熱量Ｑは、下記（３８）式で与えられる。なお、単位体積当たりの発熱量の単位は、例えばＭＪ／ｍ³である。
Q = K_A×V_A+ K_B×V_B+ K_C×V_C+K_D×V_D ・・・(38)
【０１３７】
ここで、上記（３８）式に上記（１７）乃至（２０）式を代入することにより、下記（３９）式が得られる。
Q = K_A×V_A+ K_B×V_B+ K_C×V_C+K_D×V_D
= K_A×f₁[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ]
+ K_B×f₂[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ]
+ K_C×f₃[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ]
+ K_D×f₄[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ] ・・・(39)
【０１３８】
上記（３９）式から明らかなように、混合ガスの単位体積当たりの発熱量Ｑは、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）と、混合ガスの温度Ｔ_Iと、を変数とする方程式で与えられる。したがって、混合ガスの発熱量Ｑは、ｈ₁を関数を表す記号として、下記（４０）式で与えられる。
Q = h₁[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ] ・・・(40)
【０１３９】
よって、ガスＡ、ガスＢ、ガスＣ、及びガスＤからなる混合ガスについて、予め上記（４０）式を得れば、ガスＡの体積率Ｖ_A、ガスＢの体積率Ｖ_B、ガスＣの体積率Ｖ_C、及びガスＤの体積率Ｖ_Dが未知の検査対象混合ガスの単位体積当たりの発熱量Ｑを容易に算出可能であることを、発明者らは見出した。具体的には、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の検査対象混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）と、検査対象混合ガスの温度Ｔ_Iと、を計測し、（４０）式に代入することにより、検査対象混合ガスの発熱量Ｑを一意に求めることが可能となる。
【０１４０】
また、混合ガスの発熱量Ｑは、混合ガス中のアルカン等のカロリー成分の濃度Ｃ_Oに比例する。したがって、混合ガス中のカロリー成分の濃度Ｃ_Oは、ｈ₂を関数を表す記号として、下記（４１）式で与えられる。
C_O = h₂[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ] ・・・(41)
さらに、混合ガスがｎ種類のガス成分からなる場合、混合ガス中のカロリー成分の濃度Ｃ_Oは、下記（４２）式で与えられる。
C_O = h₂[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3), ・・・, M_I (T_Hn-1) , T_I ] ・・・(42)
【０１４１】
ただし、混合ガスが、ガス成分としてメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）に加えて、ｊを自然数として、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を含む場合、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）の混合物とみなしても、（４２）式の算出には影響しないのは、（２３）式と同様である。また、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａが発熱する前の混合ガスの温度Ｔ_Iが安定している場合、（４２）式は混合ガスの温度Ｔ_Iの変数を含んでいなくともよい。
【０１４２】
ここで、図１６に示す第５の実施の形態に係るカロリー成分濃度算出式作成システム２２Ａは、カロリー成分の濃度Ｃ_Oの値が既知のサンプル混合ガスが充填されるチャンバ１０１と、サンプル混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの値及びサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値を計測する計測機構１０と、を備える。さらに、カロリー成分濃度算出式作成システム２２Ａは、サンプル混合ガスの既知のカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値、サンプル混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの値、及びサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値に基づいて、発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_I及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oを従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成する濃度算出式作成部３５２を備える。
【０１４３】
計測機構１０及び放熱係数記憶装置４０１は第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。濃度算出式作成部３５２は、例えば第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの既知のカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の複数のガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の複数のガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の複数のガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、複数のガスの温度Ｔ_Iの値と、を収集する。さらに濃度算出式作成部３５２は、収集したカロリー成分の濃度Ｃ_O、複数の放熱係数Ｍ_I、及び複数のガスの温度Ｔ_Iの値に基づいて、多変量解析により、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、カロリー成分の濃度Ｃ_Oを従属変数とするカロリー成分濃度算出式を算出する。
【０１４４】
カロリー成分濃度算出式作成システム２２Ａは、ＣＰＵ３００に接続された濃度算出式記憶装置４５２をさらに備える。濃度算出式記憶装置４５２は、濃度算出式作成部３５２が作成したカロリー成分濃度算出式を保存する。
【０１４５】
次に、図１７に示すフローチャートを用いて第５の実施の形態に係るカロリー成分濃度算出式の作成方法について説明する。なお、以下の例では、第１乃至第４のサンプル混合ガスを準備し、図１６に示すマイクロチップ８Ａの発熱素子６１Ａを、１００℃、１５０℃、及び２００℃に発熱させる場合を説明する。
【０１４６】
（ａ）まず、第１の実施の形態と同様に、ステップＳ１００乃至ステップＳ１０３を実施する。次に、ステップＳ１０４で、入力装置３１２から濃度算出式作成部３５２に、第１のサンプル混合ガスの既知のカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値、第２のサンプル混合ガスの既知のカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値、第３のサンプル混合ガスの既知のカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値、及び第４のサンプル混合ガスの既知のカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を入力する。また、濃度算出式作成部３５２は、放熱係数記憶装置４０１から、第１乃至第４のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の第１乃至第４のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、を読み出す。
【０１４７】
（ｂ）ステップＳ１０５で、第１乃至第４のサンプル混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値と、第１乃至第４のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の第１乃至第４のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、に基づいて、濃度算出式作成部３５２は、重回帰分析を行う。重回帰分析により、濃度算出式作成部３５２は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、カロリー成分の濃度Ｃ_Oを従属変数とするカロリー成分濃度算出式を算出する。その後、ステップＳ１０６で、濃度算出式作成部３５２は作成したカロリー成分濃度算出式を濃度算出式記憶装置４５２に保存し、第５の実施の形態に係るカロリー成分濃度算出式の作成方法が終了する。
【０１４８】
以上示したように、第５の実施の形態に係るカロリー成分濃度算出式の作成方法によれば、計測対象混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を一意に算出可能なカロリー成分濃度算出式を作成することが可能となる。
【０１４９】
（第６の実施の形態）
図１８に示すように、第６の実施の形態に係るカロリー成分濃度測定システム２３Ａは、カロリー成分の濃度Ｃ_Oの値が未知の計測対象混合ガスが充填されるチャンバ１０１と、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値、及び計測対象混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの値を計測する計測機構１０と、を備える。さらに、カロリー成分濃度測定システム２３Ａは、ガスの温度Ｔ_I及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_Iを独立変数とし、カロリー成分の濃度Ｃ_Oを従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存する濃度算出式記憶装置４５２と、カロリー成分濃度算出式のガスの温度Ｔ_Iの独立変数及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_Iの独立変数に、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を算出する濃度算出部３５５と、を備える。
【０１５０】
濃度算出式記憶装置４５２は、第５の実施の形態で説明したカロリー成分濃度算出式を保存する。ここでは、例として、カロリー成分濃度算出式の作成のために、メタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む天然ガスがサンプル混合ガスとして使用された場合を説明する。また、カロリー成分濃度算出式は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、ガスの温度Ｔ_Iと、を独立変数としているものとする。
【０１５１】
第６の実施の形態においては、例えば、未知の体積率でメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）を含み、カロリー成分の濃度Ｃ_Oが未知の天然ガスが、計測対象混合ガスとして、チャンバ１０１に導入される。計測機構１０及び放熱係数記憶装置４０１は第５の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【０１５２】
濃度算出部３５５は、カロリー成分濃度算出式のガスの放熱係数Ｍ_Iの独立変数及びガスの温度Ｔ_Iの独立変数に、計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値及び温度Ｔ_Iの値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を算出する。ＣＰＵ３００には、濃度記憶装置４５３がさらに接続されている。濃度記憶装置４５３は、濃度算出部３５５が算出した計測対象混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を保存する。第６の実施の形態に係るカロリー成分濃度測定システム２３Ａのその他の構成要件は、図１６で説明した第５の実施の形態に係るカロリー成分濃度算出式作成システム２２Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０１５３】
次に、図１９に示すフローチャートを用いて、第６の実施の形態に係るカロリー成分濃度の測定方法について説明する。なお、以下の例では、図１８に示すマイクロチップ８Ａの発熱素子６１Ａを、１００℃、１５０℃、及び２００℃に発熱させる場合を説明する。
【０１５４】
（ａ）まず、第２の実施の形態と同様にステップＳ２００乃至ステップＳ２０２を実施する。次にステップＳ２０３で、図１８に示す濃度算出部３５５は、濃度算出式記憶装置４５２から、ガスの温度Ｔ_I及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、及び２００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iを独立変数とするカロリー成分濃度算出式を読み出す。また、濃度算出部３５５は、放熱係数記憶装置４０１から、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、及び２００℃の場合の計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を読み出す。
【０１５５】
（ｃ）ステップＳ２０４で、濃度算出部３５５は、カロリー成分濃度算出式の温度Ｔ_Iの独立変数に計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値を代入し、カロリー成分濃度算出式の放熱係数Ｍ_Iの独立変数に計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を代入して、計測対象混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を算出する。その後、濃度算出部３５５は、算出したカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を濃度記憶装置４５３に保存し、第６の実施の形態に係るカロリー成分濃度の測定方法を終了する。
【０１５６】
以上説明した第６の実施の形態に係るカロリー成分濃度の測定方法によれば、高価なガスクロマトグラフィ装置や音速センサを用いることなく、計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの測定値から、計測対象混合ガスの混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を測定することが可能となる。
【０１５７】
（第５及び第６の実施の形態の実施例）
まず、図２０に示すように、メタンを主成分とし、エタン、プロパン、ブタン、窒素、及び炭酸ガスをそれぞれ異なる体積濃度で含有する１９種類のサンプル混合ガスを用意した。次に、発熱素子を複数の温度で発熱させ、１９種類のサンプル混合ガスのそれぞれの放熱係数Ｍ_Iの値を計測した。その後、１９種類のサンプル混合ガスのアルカン濃度Ｃ_Oの既知の値と、放熱係数Ｍ_Iの複数の計測値に基づいて、サポートベクトル回帰により、放熱係数Ｍ_Iを独立変数としアルカン濃度Ｃ_Oを従属変数とする、アルカン濃度Ｃ_Oを算出するための方程式を作成した。
【０１５８】
次に、アルカン濃度Ｃ_Oを算出するための方程式を用いて、１９種類のサンプル混合ガスのアルカン濃度Ｃ_Oの算出値を算出し、１９種類のサンプル混合ガスのアルカン濃度Ｃ_Oの真値と比較した。すると、図２１及び図２２に示すように、アルカン濃度Ｃ_Oの真値に対する算出値の誤差は、−０．３％乃至＋０．３％以内であった。よって、放熱係数Ｍ_Iを独立変数とし、アルカン濃度Ｃ_Oを従属変数とするアルカン濃度Ｃ_Oの算出式を用いることによって、放熱係数Ｍ_Iの計測値から、アルカン濃度Ｃ_Oを正確に算出可能であることが示された。
【０１５９】
（第７の実施の形態）
上記（４１）式で示したように、４種類のガス成分からなる混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oは、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）を変数とする方程式で与えられる。また、混合ガスの放熱係数Ｍ_Iは、上記（３２）式に示すように、発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_Hと、第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iと、に依存する。そこで、本発明者らは、混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oは、下記（４３）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_H1（Ｔ_H1），Ｒ_H2（Ｔ_H2），Ｒ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iと、を変数とする方程式でも与えられることをも見出した。
C_O = h₃[R_H1 (T_H1), R_H2 (T_H2), R_H3 (T_H3), R_I] ・・・(43)
【０１６０】
よって、混合ガスに接する発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_H1（Ｔ_H1），Ｒ_H2（Ｔ_H2），Ｒ_H3（Ｔ_H3）と、例えば発熱素子６１Ａが発熱する前の混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iを計測し、（４３）式に代入することによっても、混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oを一意に求めることが可能となる。
【０１６１】
また、混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oは、下記（４４）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの通電電流Ｉ_H1（Ｔ_H1），Ｉ_H2（Ｔ_H2），Ｉ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの通電電流Ｉ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
C_O = h₄[I_H1 (T_H1), I_H2 (T_H2), I_H3 (T_H3), I_I] ・・・(44)
【０１６２】
あるいは混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oは、下記（４５）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａにかかる電圧Ｖ_H1（Ｔ_H1），Ｖ_H2（Ｔ_H2），Ｖ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａにかかる電圧Ｖ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
C_O = h₅[V_H1 (T_H1), V_H2 (T_H2), V_H3 (T_H3), V_I] ・・・(45)
【０１６３】
またあるいは混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oは、下記（４６）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａに接続されたＡ／Ｄ変換回路の出力信号ＡＤ_H1（Ｔ_H1），ＡＤ_H2（Ｔ_H2），ＡＤ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａに接続されたＡ／Ｄ変換回路の出力信号ＡＤ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
C_O = h₆[AD_H1 (T_H1), AD_H2 (T_H2), AD_H3 (T_H3), AD_I] ・・・(46)
【０１６４】
したがって、混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oは、下記（４７）式に示すように、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iと、を変数とする方程式で与えられる。
C_O = h₇[S_H1 (T_H1), S_H2 (T_H2), S_H3 (T_H3), S_I] ・・・(47)
【０１６５】
ここで、図２３に示すカロリー成分濃度算出式作成システム２２Ｂは、複数のサンプル混合ガスのそれぞれの温度Ｔ_Iに依存する図１及び図２に示す第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、複数の発熱温度Ｔ_Hのそれぞれにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの値と、を計測する図２３に示す計測部３２１と、複数のサンプル混合ガスの既知のカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値、及び複数の発熱温度における発熱素子６１Ａからの電気信号の値に基づいて、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び複数の発熱温度Ｔ_Hにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hを独立変数とし、カロリー成分の濃度Ｃ_Oを従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成する濃度算出式作成部３５２と、を備える。
【０１６６】
第３の実施の形態と同様に、計測部３２１は、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、発熱素子６１Ａからの発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）の値と、を計測し、計測値を電気信号記憶装置４２１に保存する。
【０１６７】
ＣＰＵ３００に含まれる濃度算出式作成部３５２は、例えば第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの既知のカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値と、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの複数の計測値と、発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）の複数の計測値と、を収集する。さらに濃度算出式作成部３５２は、収集したカロリー成分の濃度Ｃ_O、電気信号Ｓ_I、及び電気信号Ｓ_Hの値に基づいて、多変量解析により、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）を独立変数とし、カロリー成分の濃度Ｃ_Oを従属変数とするカロリー成分濃度算出式を算出する。図２３に示すカロリー成分濃度算出式作成システム２２Ｂのその他の構成要素は、図１６に示すカロリー成分濃度算出式作成システム２２Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０１６８】
（第８の実施の形態）
図２４に示すように、第８の実施の形態に係るカロリー成分濃度測定システム２３Ｂは、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iに依存する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値、及び複数の発熱温度Ｔ_Hのそれぞれにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの値を計測する計測部３２１と、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び複数の発熱温度Ｔ_Hにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hを独立変数とし、カロリー成分の濃度Ｃ_Oを従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存する濃度算出式記憶装置４５２と、カロリー成分濃度算出式の第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの独立変数、及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの独立変数に、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの計測値、及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの計測値を代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を算出する濃度算出部３５５と、を備える。
【０１６９】
カロリー成分濃度算出式は、例えば、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iと、発熱温度Ｔ_H1が１００℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）と、発熱温度Ｔ_H2が１５０℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）と、発熱温度Ｔ_H3が２００℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）と、を独立変数として含んでいる。
【０１７０】
図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａは、計測対象混合ガスの温度に依存する電気信号Ｓ_Iを出力する。次に、発熱素子６１Ａは、図２４に示す駆動回路３０３から駆動電力Ｐ_H1，Ｐ_H2，Ｐ_H3を与えられる。駆動電力Ｐ_H1，Ｐ_H2，Ｐ_H3を与えられた場合、計測対象混合ガスに接する発熱素子６１Ａは、例えば、１００℃の温度Ｔ_H1、１５０℃の温度Ｔ_H2、及び２００℃の温度Ｔ_H3で発熱し、発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）を出力する。
【０１７１】
計測部３２１は、計測対象混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、計測対象混合ガスに接する発熱素子６１Ａからの発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）の値と、を計測し、計測値を電気信号記憶装置４２１に保存する。
【０１７２】
濃度算出部３５５は、濃度算出式記憶装置４５２に保存されているカロリー成分濃度算出式の第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの独立変数及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）の独立変数に、計測値をそれぞれ代入し、計測対象混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oの値を算出する。図２４に示すカロリー成分濃度測定システム２３Ｂのその他の構成要素は、図１８に示すカロリー成分濃度測定システム２３Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０１７３】
（第９の実施の形態）
上記（７）式から明らかなように、温度拡散率の逆数１／αは、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐに比例する。したがって、上記（２２）式を変形して、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐも、下記（４８）式に示すように、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）と、混合ガスの温度Ｔ_Iと、を変数とする方程式で与えられる。
Cp/k = g₇[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3) , T_I ] ・・・(48)
【０１７４】
よって、ガスＡ、ガスＢ、ガスＣ、及びガスＤからなる混合ガスについて、予め上記（４８）式を得れば、ガスＡの体積率Ｖ_A、ガスＢの体積率Ｖ_B、ガスＣの体積率Ｖ_C、及びガスＤの体積率Ｖ_Dが未知の検査対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを容易に算出可能であることを、発明者らは見出した。具体的には、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の検査対象混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）と、検査対象混合ガスの温度Ｔ_Iと、を計測し、（４８）式に代入することにより、検査対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを一意に求めることが可能となる。
【０１７５】
なお、混合ガスがｎ種類のガス成分からなる場合、混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐは、下記（４９）式で与えられる。
Cp/k = g₇[M_I (T_H1), M_I (T_H2), M_I (T_H3), ・・・, M_I (T_Hn-1) , T_I ] ・・・(49)
ただし、混合ガスが、ガス成分としてメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）に加えて、ｊを自然数として、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を含む場合、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）以外のアルカン（Ｃ_jＨ_2j+2）を、メタン（ＣＨ₄）とプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）の混合物とみなしても、（４９）式の算出には影響しないのは、（２３）式と同様である。また、図１及び図２に示す発熱素子６１Ａが発熱する前の混合ガスの温度Ｔ_Iが安定している場合、（４９）式は混合ガスの温度Ｔ_Iの変数を含んでいなくともよい。
【０１７６】
ここで、図２５に示す第９の実施の形態に係る比熱容量算出式作成システム２４Ａは、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値が既知のサンプル混合ガスが充填されるチャンバ１０１と、サンプル混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの値及びサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値を計測する計測機構１０と、を備える。さらに、比熱容量算出式作成システム２４Ａは、サンプル混合ガスの既知の熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値、サンプル混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの値、及びサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値に基づいて、発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_I及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする比熱容量算出式を作成する比熱容量算出式作成部３６２を備える。
【０１７７】
計測機構１０及び放熱係数記憶装置４０１は第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。比熱容量算出式作成部３６２は、例えば第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの既知の熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の複数のガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の複数のガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の複数のガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、複数のガスの温度Ｔ_Iの値と、を収集する。さらに比熱容量算出式作成部３６２は、収集した熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐ、複数の放熱係数Ｍ_I、及び複数のガスの温度Ｔ_Iの値に基づいて、多変量解析により、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする比熱容量算出式を算出する。
【０１７８】
比熱容量算出式作成システム２４Ａは、ＣＰＵ３００に接続された比熱容量算出式記憶装置４６２をさらに備える。比熱容量算出式記憶装置４６２は、比熱容量算出式作成部３６２が作成した比熱容量算出式を保存する。
【０１７９】
次に、図２６に示すフローチャートを用いて第９の実施の形態に係る比熱容量算出式の作成方法について説明する。なお、以下の例では、第１乃至第４のサンプル混合ガスを準備し、図２５に示すマイクロチップ８Ａの発熱素子６１Ａを、１００℃、１５０℃、及び２００℃に発熱させる場合を説明する。
【０１８０】
（ａ）まず、第１の実施の形態と同様に、ステップＳ１００乃至ステップＳ１０３を実施する。次に、ステップＳ１０４で、入力装置３１２から比熱容量算出式作成部３６２に、第１のサンプル混合ガスの既知の熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値、第２のサンプル混合ガスの既知の熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値、第３のサンプル混合ガスの既知の熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値、及び第４のサンプル混合ガスの既知の熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を入力する。また、比熱容量算出式作成部３６２は、放熱係数記憶装置４０１から、第１乃至第４のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の第１乃至第４のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、を読み出す。
【０１８１】
（ｂ）ステップＳ１０５で、第１乃至第４のサンプル混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値と、第１乃至第４のサンプル混合ガスの温度Ｔ_Iの値と、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、２００℃のそれぞれの場合の第１乃至第４のサンプル混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値と、に基づいて、比熱容量算出式作成部３６２は、重回帰分析を行う。重回帰分析により、比熱容量算出式作成部３６２は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合の放熱係数Ｍ_I、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合の放熱係数Ｍ_I、及びガスの温度Ｔ_Iを独立変数とし、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする比熱容量算出式を算出する。その後、ステップＳ１０６で、比熱容量算出式作成部３６２は作成した比熱容量算出式を比熱容量算出式記憶装置４６２に保存し、第９の実施の形態に係る比熱容量算出式の作成方法が終了する。
【０１８２】
以上示したように、第９の実施の形態に係る比熱容量算出式の作成方法によれば、計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を一意に算出可能な比熱容量算出式を作成することが可能となる。
【０１８３】
（第１０の実施の形態）
図２７に示すように、第１０の実施の形態に係る比熱容量測定システム２５Ａは、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値が未知の計測対象混合ガスが充填されるチャンバ１０１と、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値、及び計測対象混合ガスの複数の放熱係数Ｍ_Iの値を計測する計測機構１０と、を備える。さらに、比熱容量測定システム２５Ａは、ガスの温度Ｔ_I及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_Iを独立変数とし、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置４６２と、比熱容量算出式のガスの温度Ｔ_Iの独立変数及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対するガスの放熱係数Ｍ_Iの独立変数に、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値及び発熱素子６１Ａの複数の発熱温度に対する計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を算出する比熱容量算出部３６５と、を備える。
【０１８４】
比熱容量算出式記憶装置４６２は、第９の実施の形態で説明した比熱容量算出式を保存する。ここでは、例として、比熱容量算出式の作成のために、メタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）を含む天然ガスがサンプル混合ガスとして使用された場合を説明する。また、比熱容量算出式は、発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、発熱素子６１Ａの発熱温度が１５０℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、発熱素子６１Ａの発熱温度が２００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iと、ガスの温度Ｔ_Iと、を独立変数としているものとする。
【０１８５】
第１０の実施の形態においては、例えば、未知の体積率でメタン（ＣＨ₄）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、窒素（Ｎ₂）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）を含み、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値が未知の天然ガスが、計測対象混合ガスとして、チャンバ１０１に導入される。計測機構１０及び放熱係数記憶装置４０１は第９の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【０１８６】
比熱容量算出部３６５は、比熱容量算出式のガスの放熱係数Ｍ_Iの独立変数及びガスの温度Ｔ_Iの独立変数に、計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値及び温度Ｔ_Iの値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を算出する。ＣＰＵ３００には、比熱容量記憶装置４６３がさらに接続されている。比熱容量記憶装置４６３は、比熱容量算出部３６５が算出した計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を保存する。第１０の実施の形態に係る比熱容量測定システム２５Ａのその他の構成要件は、図２５で説明した第９の実施の形態に係る比熱容量算出式作成システム２４Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０１８７】
次に、図２８に示すフローチャートを用いて、第１０の実施の形態に係る比熱容量の測定方法について説明する。なお、以下の例では、図２７に示すマイクロチップ８Ａの発熱素子６１Ａを、１００℃、１５０℃、及び２００℃に発熱させる場合を説明する。
【０１８８】
（ａ）まず、第２の実施の形態と同様にステップＳ２００乃至ステップＳ２０２を実施する。次にステップＳ２０３で、図２７に示す比熱容量算出部３６５は、比熱容量算出式記憶装置４６２から、ガスの温度Ｔ_I及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、及び２００℃の場合のガスの放熱係数Ｍ_Iを独立変数とする比熱容量算出式を読み出す。また、比熱容量算出部３６５は、放熱係数記憶装置４０１から、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値及び発熱素子６１Ａの発熱温度が１００℃、１５０℃、及び２００℃の場合の計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を読み出す。
【０１８９】
（ｃ）ステップＳ２０４で、比熱容量算出部３６５は、比熱容量算出式の温度Ｔ_Iの独立変数に計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iの値を代入し、比熱容量算出式の放熱係数Ｍ_Iの独立変数に計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの値を代入して、計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を算出する。その後、比熱容量算出部３６５は、算出した熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を比熱容量記憶装置４６３に保存し、第１０の実施の形態に係る比熱容量の測定方法を終了する。
【０１９０】
以上説明した第１０の実施の形態に係る比熱容量の測定方法によれば、高価なガスクロマトグラフィ装置や音速センサを用いることなく、計測対象混合ガスの放熱係数Ｍ_Iの測定値から、計測対象混合ガスの混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を測定することが可能となる。
【０１９１】
（第９及び第１０の実施の形態の実施例）
まず、図２０に示すように、メタンを主成分とし、エタン、プロパン、ブタン、窒素、及び炭酸ガスをそれぞれ異なる体積濃度で含有する１９種類のサンプル混合ガスを用意した。次に、発熱素子を複数の温度で発熱させ、１９種類のサンプル混合ガスのそれぞれの放熱係数Ｍ_Iの値を計測した。その後、１９種類のサンプル混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの既知の値と、放熱係数Ｍ_Iの複数の計測値に基づいて、サポートベクトル回帰により、放熱係数Ｍ_Iを独立変数とし熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを算出するための方程式を作成した。
【０１９２】
次に、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを算出するための方程式を用いて、１９種類のサンプル混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの算出値を算出し、１９種類のサンプル混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの真値と比較した。すると、図２９及び図３０に示すように、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの真値に対する算出値の誤差は、−０．６％乃至＋０．６％以内であった。よって、放熱係数Ｍ_Iを独立変数とし、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの算出式を用いることによって、放熱係数Ｍ_Iの計測値から、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを正確に算出可能であることが示された。
【０１９３】
（第１１の実施の形態）
上記（４８）式で示したように、４種類のガス成分からなる混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐは、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の混合ガスの放熱係数Ｍ_I（Ｔ_H1），Ｍ_I（Ｔ_H2），Ｍ_I（Ｔ_H3）を変数とする方程式で与えられる。また、混合ガスの放熱係数Ｍ_Iは、上記（３２）式に示すように、発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_Hと、第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iと、に依存する。そこで、本発明者らは、混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐは、下記（５０）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_H1（Ｔ_H1），Ｒ_H2（Ｔ_H2），Ｒ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iと、を変数とする方程式でも与えられることをも見出した。
Cp/k = g₈[R_H1 (T_H1), R_H2 (T_H2), R_H3 (T_H3), R_I] ・・・(50)
【０１９４】
よって、混合ガスに接する発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの抵抗値Ｒ_H1（Ｔ_H1），Ｒ_H2（Ｔ_H2），Ｒ_H3（Ｔ_H3）と、例えば発熱素子６１Ａが発熱する前の混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの抵抗値Ｒ_Iを計測し、（５０）式に代入することによっても、混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを一意に求めることが可能となる。
【０１９５】
また、混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐは、下記（５１）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａの通電電流Ｉ_H1（Ｔ_H1），Ｉ_H2（Ｔ_H2），Ｉ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａの通電電流Ｉ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
Cp/k = g₉[I_H1 (T_H1), I_H2 (T_H2), I_H3 (T_H3), I_I] ・・・(51)
【０１９６】
あるいは混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐは、下記（５２）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａにかかる電圧Ｖ_H1（Ｔ_H1），Ｖ_H2（Ｔ_H2），Ｖ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａにかかる電圧Ｖ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
Cp/k = g₁₀[V_H1 (T_H1), V_H2 (T_H2), V_H3 (T_H3), V_I] ・・・(52)
【０１９７】
またあるいは混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐは、下記（５３）式に示すように、発熱素子６１Ａの温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａに接続されたＡ／Ｄ変換回路の出力信号ＡＤ_H1（Ｔ_H1），ＡＤ_H2（Ｔ_H2），ＡＤ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａに接続されたＡ／Ｄ変換回路の出力信号ＡＤ_Iと、を変数とする方程式でも与えられる。
Cp/k = g₁₁[AD_H1 (T_H1), AD_H2 (T_H2), AD_H3 (T_H3), AD_I] ・・・(53)
【０１９８】
したがって、混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐは、下記（５４）式に示すように、発熱素子６１Ａの発熱温度がＴ_H1，Ｔ_H2，Ｔ_H3である場合の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）と、混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iと、を変数とする方程式で与えられる。
Cp/k = g₁₂[S_H1 (T_H1), S_H2 (T_H2), S_H3 (T_H3), S_I] ・・・(54)
【０１９９】
ここで、図３１に示す比熱容量算出式作成システム２４Ｂは、複数のサンプル混合ガスのそれぞれの温度Ｔ_Iに依存する図１及び図２に示す第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、複数の発熱温度Ｔ_Hのそれぞれにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの値と、を計測する図３１に示す計測部３２１と、複数のサンプル混合ガスの既知の熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値、及び複数の発熱温度における発熱素子６１Ａからの電気信号の値に基づいて、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び複数の発熱温度Ｔ_Hにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hを独立変数とし、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする比熱容量算出式を作成する比熱容量算出式作成部３６２と、を備える。
【０２００】
第３の実施の形態と同様に、計測部３２１は、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、発熱素子６１Ａからの発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）の値と、を計測し、計測値を電気信号記憶装置４２１に保存する。
【０２０１】
ＣＰＵ３００に含まれる比熱容量算出式作成部３６２は、例えば第１乃至第４のサンプル混合ガスのそれぞれの既知の熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値と、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの複数の計測値と、発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）の複数の計測値と、を収集する。さらに比熱容量算出式作成部３６２は、収集した熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐ、電気信号Ｓ_I、及び電気信号Ｓ_Hの値に基づいて、多変量解析により、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）を独立変数とし、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする比熱容量算出式を算出する。図３１に示す比熱容量算出式作成システム２４Ｂのその他の構成要素は、図２５に示す比熱容量算出式作成システム２４Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０２０２】
（第１２の実施の形態）
図３２に示すように、第１２の実施の形態に係る比熱容量測定システム２５Ｂは、計測対象混合ガスの温度Ｔ_Iに依存する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値、及び複数の発熱温度Ｔ_Hのそれぞれにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの値を計測する計測部３２１と、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_I及び複数の発熱温度Ｔ_Hにおける発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hを独立変数とし、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐを従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置４６２と、比熱容量算出式の第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの独立変数、及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの独立変数に、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの計測値、及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_Hの計測値を代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を算出する比熱容量算出部３６５と、を備える。
【０２０３】
比熱容量算出式は、例えば、第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iと、発熱温度Ｔ_H1が１００℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）と、発熱温度Ｔ_H2が１５０℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）と、発熱温度Ｔ_H3が２００℃の発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）と、を独立変数として含んでいる。
【０２０４】
図１及び図２に示すマイクロチップ８Ａの第１の測温素子６２Ａは、計測対象混合ガスの温度に依存する電気信号Ｓ_Iを出力する。次に、発熱素子６１Ａは、図３２に示す駆動回路３０３から駆動電力Ｐ_H1，Ｐ_H2，Ｐ_H3を与えられる。駆動電力Ｐ_H1，Ｐ_H2，Ｐ_H3を与えられた場合、計測対象混合ガスに接する発熱素子６１Ａは、例えば、１００℃の温度Ｔ_H1、１５０℃の温度Ｔ_H2、及び２００℃の温度Ｔ_H3で発熱し、発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）を出力する。
【０２０５】
計測部３２１は、計測対象混合ガスに接する第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの値と、計測対象混合ガスに接する発熱素子６１Ａからの発熱温度Ｔ_H1における電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1）、発熱温度Ｔ_H2における電気信号Ｓ_H2（Ｔ_H2）、及び発熱温度Ｔ_H3における電気信号Ｓ_H3（Ｔ_H3）の値と、を計測し、計測値を電気信号記憶装置４２１に保存する。
【０２０６】
比熱容量算出部３６５は、比熱容量算出式記憶装置４６２に保存されている比熱容量算出式の第１の測温素子６２Ａからの電気信号Ｓ_Iの独立変数及び発熱素子６１Ａからの電気信号Ｓ_H1（Ｔ_H1），Ｓ_H2（Ｔ_H2），Ｓ_H3（Ｔ_H3）の独立変数に、計測値をそれぞれ代入し、計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの値を算出する。図３２に示す比熱容量測定システム２５Ｂのその他の構成要素は、図２７に示す比熱容量測定システム２５Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０２０７】
（第１３の実施の形態）
第１３の実施の形態に係る流量測定システムは、図３３に示すように、温度拡散率測定システム２１Ａと、温度拡散率測定システム２１Ａで温度拡散率が測定された計測対象混合ガスの流量Ｑを計測する流量計４１Ａと、を備える。温度拡散率測定システム２１Ａと、流量計４１Ａとは、計測対象混合ガスが流れる流路１０３で接続されている。温度拡散率測定システム２１Ａは、第２の実施の形態で説明したので、説明は省略する。温度拡散率測定システム２１Ａと、流量計４１Ａとは、配線２０１で電気的に接続されている。
【０２０８】
流量計４１Ａは、断面図である図３４に示すように、計測対象混合ガスが流れる流路１１が設けられた流路保持体１５と、流路保持体１５上に配置された制御ユニット３０と、を備える。制御ユニット３０は、ＣＰＵ３３０を備える。なお、図３４は断面図であるが、制御ユニット３０の内部は模式的に描かれており、実際には、マイクロプロセッサ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、Ｉ／Ｏ回路等が制御ユニット３０の内部に配置されている。
【０２０９】
流路保持体１５には、注入口１３及び排出口１４が設けられており、流路１１は、注入口１３から排出口１４に流路保持体１５の内部を貫通している。注入口１３には図３３に示す流路１０３が挿入される。流路１１の内壁には、マイクロチップ８Ｂが配置されている。
【０２１０】
マイクロチップ８Ｂは、斜視図である図３５、及びＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ方向から見た断面図である図３６に示すように、第１の実施の形態で説明したマイクロチップ８Ａと同様の構造を有している。マイクロチップ８Ｂは、キャビティ６６Ｂが設けられた基板６０Ｂ、基板６０Ｂ上にキャビティ６６Ｂを覆うように配置された絶縁膜６５Ｂ、及び絶縁膜６５Ｂに設けられたヒータ６１Ｂを備える。また、マイクロチップ８Ｂは、ヒータ６１Ｂより図３４に示す流路１１の上流側に位置する図３５及び図３６に示す上流側測温抵抗素子６２Ｂ、ヒータ６１Ｂより下流側に位置する下流側測温抵抗素子６３Ｂ、及び上流側測温抵抗素子６２Ｂより上流側に設けられた周囲温度センサ６４Ｂを備える。
【０２１１】
絶縁膜６５Ｂのキャビティ６６Ｂを覆う部分は、断熱性のダイアフラムをなしている。周囲温度センサ６４Ｂは、図３４に示す流路１１に流入してきた計測対象混合ガスの温度を測定する。図３５及び図３６に示すヒータ６１Ｂは、キャビティ６６Ｂを覆う絶縁膜６５Ｂの中心に配置されており、流路１１に流れる計測対象混合ガスを、周囲温度センサ６４Ｂが計測した温度よりも一定温度、例えば１０℃高くなるよう、加熱する。上流側測温抵抗素子６２Ｂはヒータ６１Ｂより上流側の温度を検出するために用いられ、下流側測温抵抗素子６３Ｂはヒータ６１Ｂより下流側の温度を検出するために用いられる。
【０２１２】
ここで、図３４に示す流路１１中の計測対象混合ガスが静止している場合、図３５及び図３６に示すヒータ６１Ｂで加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に拡散する。したがって、上流側測温抵抗素子６２Ｂ及び下流側測温抵抗素子６３Ｂの温度は等しくなり、上流側測温抵抗素子６２Ｂ及び下流側測温抵抗素子６３Ｂの電気抵抗は等しくなる。
【０２１３】
これに対し、図３４に示す流路１１中の計測対象混合ガスが上流から下流に流れている場合、図３５及び図３６に示すヒータ６１Ｂで加えられた熱は、下流方向に運ばれる。したがって、上流側測温抵抗素子６２Ｂの温度よりも、下流側測温抵抗素子６３Ｂの温度が高くなる。そのため、上流側測温抵抗素子６２Ｂの電気抵抗と、下流側測温抵抗素子６３Ｂの電気抵抗に差が生じる。下流側測温抵抗素子６３Ｂの電気抵抗と上流側測温抵抗素子６２Ｂの電気抵抗の差は、図３４に示す流路１１中の計測対象混合ガスの流量Ｑと相関関係がある。そのため、図３５及び図３６に示す下流側測温抵抗素子６３Ｂの電気抵抗と、上流側測温抵抗素子６２Ｂの電気抵抗と、の差から、図３４に示す流路１１を流れる計測対象混合ガスの流量Ｑが求められる。なお、流量Ｑの単位は、例えばｍ³／ｓ又はｍ³／ｈである。
【０２１４】
流路１１の一部には、流路１１の内径を狭める絞り１２が設けられている。絞り１２における流路１１の断面積は、流路１１内の計測対象混合ガスの流速が、マイクロチップ８Ｂの計測範囲内となるよう、適宜設定される。また、マイクロチップ８Ｂは、制御ユニット３０のＣＰＵ３３０に電気的に接続されている。
【０２１５】
ＣＰＵ３３０の流量算出部３３１は、マイクロチップ８Ｂから、図３５及び図３６に示す下流側測温抵抗素子６３Ｂの電気抵抗の値と、上流側測温抵抗素子６２Ｂの電気抵抗の値を受信する。さらに、図３４に示す流量算出部３３１は、図３５及び図３６に示す下流側測温抵抗素子６３Ｂの電気抵抗の値と、上流側測温抵抗素子６２Ｂの電気抵抗の値との差に基づいて、図３４に示す流路１１を流れる計測対象混合ガスの流量Ｑの値を算出する。なお、図３５及び図３６に示す下流側測温抵抗素子６３Ｂの電気抵抗及び上流側測温抵抗素子６２Ｂの電気抵抗の差と、図３４に示す流路１１中のガスの流量Ｑと、の相関関係は、予め校正ガスを用いて校正される。
【０２１６】
ここで、マイクロチップ８Ｂ及び流量算出部３３１を含む流量センサを用いて検出されるガスの流量Ｑは、ガスの温度拡散率の逆数１／αに応じて誤差が生じる傾向にある。例として、まず、校正ガスとして熱量を４５ＭＪ／ｍ³に調整した都市ガス１３Ａを用いて流量センサを校正した。次に、図３７に示す成分を含む第１乃至第６の混合ガスを用意した。第１乃至第６の混合ガスは、図３８に示すように、異なる温度拡散率の逆数１／αの値を有していた。次に、校正ガスの流量と同じ流量の第１乃至第６の混合ガスを流量計４１Ａに流したところ、図３８及び図３９に示すように、流量Ｑの検出値に、温度拡散率の逆数１／αに比例する誤差が生じた。
【０２１７】
したがって、校正ガスの温度拡散率の逆数１／α₀と、計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αと、が異なる場合、計測対象混合ガスの流量Ｑの検出値に誤差が生じうる。これに対し、図３４に示すＣＰＵ３３０は、校正ガスの温度拡散率の逆数１／α₀と、計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αと、の差に基づく計測対象混合ガスの流量Ｑの検出値の誤差を補正する補正部３３２をさらに備える。補正部３３２は、流量算出部３３１が算出した計測対象混合ガスの流量Ｑの検出値を受信する。また、補正部３３２は、図３３に示す配線２０１を介して、温度拡散率測定システム２１Ａから、計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの計測値を受信する。
【０２１８】
さらに、図３４に示す補正部３３２は、下記（５５）式に示すように、計測対象混合ガスの流量Ｑの検出値を、校正ガスの温度拡散率の逆数１／α₀で割り、さらに計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αをかける。これにより、校正ガスの温度拡散率の逆数１／α₀と、計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αと、の差に基づく誤差が補正された、計測対象混合ガスの正確な流量Ｑ_Cの値が算出される。
Q_C = Q × (1/α) / (1/α₀)
= Q ×α₀ / α ・・・(55)
【０２１９】
（第１４の実施の形態）
第１４の実施の形態に係る流量測定システムは、図４０に示すように、温度拡散率測定システム２１Ｂと、温度拡散率測定システム２１Ｂで温度拡散率が測定された計測対象混合ガスの流量Ｑを計測する流量計４１Ａと、を備える。温度拡散率測定システム２１Ｂは、第４の実施の形態と同様である。また、流量計４１Ａにおいて、計測対象混合ガスの流量Ｑの検出値を、温度拡散率測定システム２１Ｂが計測した計測対象混合ガスの温度拡散率の逆数１／αの計測値で補正する方法は、第１３の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【０２２０】
（第１５の実施の形態）
第１５の実施の形態に係る流量測定システムは、図４１に示すように、比熱容量測定システム２５Ａと、比熱容量測定システム２５Ａによって熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐが測定された計測対象混合ガスの流量Ｑを計測する流量計４１Ｃと、を備える。比熱容量測定システム２５Ａと、流量計４１Ｃとは、計測対象混合ガスが流れる流路１０３で接続されている。比熱容量測定システム２５Ａは、第１０の実施の形態で説明したので、説明は省略する。比熱容量測定システム２５Ａと、流量計４１Ｃとは、配線２０１で電気的に接続されている。
【０２２１】
流量計４１ＣのＣＰＵ３３０は、図４２に示すように、計測対象混合ガスの体積流量Ｑの検出値と、計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの計測値と、に基づいて、計測対象混合ガスの質量流量Ｑ_mを算出する質量流量算出部３３４を備える。質量流量算出部３３４は、流量算出部３３１が算出した計測対象混合ガスの体積流量Ｑの検出値を受信する。また、質量流量算出部３３４は、図４１に示す配線２０１を介して、比熱容量測定システム２５Ａから、計測対象混合ガスの熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐの計測値を受信する。
【０２２２】
ここで、流量算出部３３１が算出する計測対象混合ガスの体積流量Ｑの検出値は、下記（５６）式に示すように、温度拡散率αと、流速ｄと、の積に比例する。なお、Ａは定数である。
Q = A ×（1/α）×d
= A × ρCp / k ×d ・・・(56)
図４２に示す質量流量算出部３３４は、下記（５７）式に示すように、計測対象混合ガスの体積流量Ｑの検出値を、熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐと、定数Ａと、で割り、密度ρと、流速ｄと、の積を得る。
Q / (A Cp / k) =ρ×d ・・・(57)
【０２２３】
さらに、質量流量算出部３３４は、下記（５８）式に示すように、得られた密度ρと、流速ｄと、の積に、絞り１２の断面積ｕをかけ、計測対象混合ガスの質量流量Ｑ_mを算出する。質量流量Ｑ_mの単位は、例えばｋｇ³／ｈ又はｋｇ³／ｓである。
Qm =ρ×d × u ・・・(58)
流量計４１Ｃのその他の構成要素は、図３４に示す流量計４１Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０２２４】
（第１６の実施の形態）
第１６の実施の形態に係る流量測定システムは、図４３に示すように、比熱容量測定システム２５Ｂと、比熱容量測定システム２５Ｂによって熱伝導率ｋで割られた比熱容量Ｃｐが測定された計測対象混合ガスの流量Ｑを計測する流量計４１Ｃと、を備える。比熱容量測定システム２５Ｂは、第１２の実施の形態と同様である。また、流量計４１Ｃにおいて、質量流量Ｑ_mを算出する方法は第１５の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【０２２５】
（第１７の実施の形態）
第１７の実施の形態に係る流量測定システムは、図４４に示すように、カロリー成分濃度測定システム２３Ａと、カロリー成分濃度測定システム２３Ａでカロリー成分濃度Ｃ_Oが測定された計測対象混合ガスの流量Ｑを計測する流量計４１Ｂと、を備える。カロリー成分濃度測定システム２３Ａと、流量計４１Ｂとは、計測対象混合ガスが流れる流路１０３で接続されている。カロリー成分濃度測定システム２３Ａは、第６の実施の形態で説明したので、説明は省略する。カロリー成分濃度測定システム２３Ａと、流量計４１Ｂとは、配線２０１で電気的に接続されている。
【０２２６】
流量計４１ＢのＣＰＵ３３０は、図４５に示すように、計測対象混合ガスの流量Ｑの検出値と、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度Ｃ_Oの算出値と、に基づいて、計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量Ｑ_Cを算出する熱量流量算出部３３３を備える。熱量流量算出部３３３は、質量流量算出部３３４が算出した計測対象混合ガスの質量流量Ｑ_mの値を受信する。また、熱量流量算出部３３３は、図４４に示す配線２０１を介して、カロリー成分濃度測定システム２３Ａから、計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の計測値を受信する。
【０２２７】
さらに、図４５に示す熱量流量算出部３３３は、下記（５９）式に示すように、計測対象混合ガスの質量流量Ｑ_mの値に、計測対象混合ガスのカロリー成分の濃度Ｃ_Oを乗じ、計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量Ｑ_Cを算出する。
Q_C = Q_m × C_O ・・・(59)
天然ガス等の計測対象混合ガスにノンカロリー成分が含まれる場合、ノンカロリー成分を除いたカロリー成分の流量を計測することが望まれる場合がある。これに対し、第１７の実施の形態に係る流量測定システムによれば、計測対象混合ガスのカロリー成分の流量を正確に計測することが可能となる。流量計４１Ｂのその他の構成要素は、図３４に示す流量計４１Ａと同様であるので、説明は省略する。
【０２２８】
（第１８の実施の形態）
第１８の実施の形態に係る流量測定システムは、図４６に示すように、カロリー成分濃度測定システム２３Ｂと、カロリー成分濃度測定システム２３Ｂでカロリー成分濃度Ｃ_Oが測定された計測対象混合ガスの流量Ｑを計測する流量計４１Ｂと、を備える。カロリー成分濃度測定システム２３Ｂは、第８の実施の形態と同様である。また、流量計４１Ｂにおいて、カロリー成分濃度Ｃ_Oと、計測対象混合ガスの流量Ｑの検出値と、から、計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量Ｑ_Cを算出する方法は第１７の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【０２２９】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施の形態及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、図４７は、発熱抵抗体に２ｍＡ、２．５ｍＡ、及び３ｍＡの電流を流した際の、混合ガスの放熱係数と熱伝導率の関係を示す。図４７に示すように、混合ガスの放熱係数と熱伝導率は一般に比例関係にある。したがって、第１及び第２の実施の形態においては、発熱抵抗体の複数の発熱温度における混合ガスの放熱係数の値を用いたが、代わりに、混合ガスの複数の計測温度における熱伝導率を用いて、発熱量算出式の作成及び発熱量の算出を行ってもよい。この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
【符号の説明】
【０２３０】
８Ａ，８Ｂ マイクロチップ
１０ 計測機構
１１ 流路
１３ 注入口
１４ 排出口
１５ 流路保持体
１８ 断熱部材
２０Ａ，２０Ｂ 温度拡散率算出式作成システム
２１Ａ，２１Ｂ 温度拡散率測定システム
２２Ａ，２２Ｂ カロリー成分濃度算出式作成システム
２３Ａ，２３Ｂ カロリー成分濃度測定システム
２４Ａ，２４Ｂ 比熱容量算出式作成システム
２５Ａ，２５Ｂ 比熱容量測定システム
３０ 制御ユニット
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ ガス圧調節器
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ 流量制御装置
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ 流量計
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ ガスボンベ
６０Ａ，６０Ｂ 基板
６１Ａ 発熱素子
６１Ｂ ヒータ
６２Ａ 第１の測温素子
６２Ｂ 上流側測温抵抗素子
６３Ａ 第２の測温素子
６３Ｂ 下流側測温抵抗素子
６４Ａ 第３の測温素子
６４Ｂ 周囲温度センサ
６５Ａ，６５Ｂ 絶縁膜
６６Ａ，６６Ｂ キャビティ
９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃ，９１Ｄ，９２Ａ，９２Ｂ，９２Ｃ，９２Ｄ，９３，１０２，１０３ 流路
１０１ チャンバ
１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１８１，１８２，１８３，２６１，２６４，２６５ 抵抗素子
１７０，２７０ オペアンプ
２０１ 配線
３０１ 放熱係数算出部
３０２ 温度拡散率算出式作成部
３０３ 駆動回路
３０４ Ａ／Ｄ変換回路
３０５ 温度拡散率算出部
３１２ 入力装置
３１３ 出力装置
３２１ 計測部
３３１ 流量算出部
３３２ 補正部
３３３ 熱量流量算出部
３３４ 質量流量算出部
３５２ 濃度算出式作成部
３５５ 濃度算出部
３６２ 比熱容量算出式作成部
３６５ 比熱容量算出部
４０１ 放熱係数記憶装置
４０２ 温度拡散率算出式記憶装置
４０３ 温度拡散率算出式記憶装置
４２１ 電気信号記憶装置
４５２ 濃度算出式記憶装置
４５３ 濃度記憶装置
４６２ 比熱容量算出式記憶装置
４６３ 比熱容量記憶装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の混合ガスのそれぞれを加熱する発熱素子と、
前記発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの前記複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の混合ガスのそれぞれの既知の温度拡散率の値、及び前記複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、前記温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を作成する温度拡散率算出式作成部と、
を備える、温度拡散率算出式作成システム。
【請求項２】
前記温度拡散率算出式作成部が、サポートベクトル回帰を用いて前記温度拡散率算出式を作成する、請求項１に記載の温度拡散率算出式作成システム。
【請求項３】
複数種類のガス成分を含む複数の混合ガスを準備することと、
発熱素子を複数の発熱温度で発熱させたときの前記複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の混合ガスのそれぞれの既知の温度拡散率の値、及び前記複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、前記温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を作成することと、
を含む、温度拡散率算出式の作成方法。
【請求項４】
前記温度拡散率算出式を作成することにおいて、サポートベクトル回帰が用いられる、請求項３に記載の温度拡散率算出式の作成方法。
【請求項５】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置と、
前記温度拡散率算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部と、
を備える、温度拡散率測定システム。
【請求項６】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を用意することと、
前記温度拡散率算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出することと、
を含む、温度拡散率の測定方法。
【請求項７】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置と、
前記温度拡散率算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部と、
前記計測対象混合ガスの流量を検出する、校正ガスで校正された流量センサと、
前記校正ガスの温度拡散率の値と、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の差による前記流量の検出誤差を補正する補正部と、
を備える、流量測定システム。
【請求項８】
前記補正部が、前記校正ガスの温度拡散率の値と、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の比に基づいて、前記流量センサが検出した前記流量の誤差を補正する、請求項７に記載の流量測定システム。
【請求項９】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を用意することと、
前記温度拡散率算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出することと、
校正ガスで校正された流量センサで、前記計測対象混合ガスの流量を検出することと、
前記校正ガスの温度拡散率の値と、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の差による前記流量の検出誤差を補正することと、
を含む、流量の測定方法。
【請求項１０】
前記補正することにおいて、前記校正ガスの温度拡散率の値と、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の比に基づいて、前記流量センサが検出した前記流量の誤差を補正する、請求項９に記載の流量の測定方法。
【請求項１１】
複数の混合ガスのそれぞれが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記複数の混合ガスの既知の温度拡散率の値、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号の値に基づいて、前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を作成する温度拡散率算出式作成部と、
を備える、温度拡散率算出式作成システム。
【請求項１２】
前記温度拡散率算出式作成部が、サポートベクトル回帰を用いて前記温度拡散率算出式を作成する、請求項１１に記載の温度拡散率算出式作成システム。
【請求項１３】
複数の混合ガスを用意することと、
前記複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記複数の混合ガスのそれぞれに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記複数の混合ガスの既知の温度拡散率の値、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号の値に基づいて、前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を作成することと、
を含む、温度拡散率算出式の作成方法。
【請求項１４】
前記温度拡散率算出式を作成することにおいて、サポートベクトル回帰が用いられる、請求項１３に記載の温度拡散率算出式の作成方法。
【請求項１５】
温度拡散率が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置と、
前記温度拡散率算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部と、
を備える、温度拡散率測定システム。
【請求項１６】
温度拡散率が未知の計測対象混合ガスを用意することと、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を用意することと、
前記温度拡散率算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出することと、
を含む、温度拡散率の測定方法。
【請求項１７】
温度拡散率が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を保存する温度拡散率算出式記憶装置と、
前記温度拡散率算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出する温度拡散率算出部と、
前記計測対象混合ガスの流量を検出する、校正ガスで校正された流量センサと、
前記校正ガスの温度拡散率の値と、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の差による前記流量の検出誤差を補正する補正部と、
を備える、流量測定システム。
【請求項１８】
前記補正部が、前記校正ガスの温度拡散率の値と、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の比に基づいて、前記流量センサが検出した前記流量の誤差を補正する、請求項１７に記載の流量測定システム。
【請求項１９】
温度拡散率が未知の計測対象混合ガスを用意することと、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記温度拡散率を従属変数とする温度拡散率算出式を用意することと、
前記温度拡散率算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値を算出することと、
校正ガスで校正された流量センサで、前記計測対象混合ガスの流量を検出することと、
前記校正ガスの温度拡散率の値と、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の差による前記流量の検出誤差を補正することと、
を含む、流量の測定方法。
【請求項２０】
前記補正することにおいて、前記校正ガスの温度拡散率の値と、前記計測対象混合ガスの温度拡散率の値と、の比に基づいて、前記流量センサが検出した前記流量の誤差を補正する、請求項１９に記載の流量の測定方法。
【請求項２１】
複数の混合ガスのそれぞれを加熱する発熱素子と、
前記発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの前記複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の混合ガスのそれぞれの既知のカロリー成分濃度の値、及び前記複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、前記カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成するカロリー成分濃度算出式作成部と、
を備える、カロリー成分濃度算出式作成システム。
【請求項２２】
前記カロリー成分濃度算出式作成部が、サポートベクトル回帰を用いて前記カロリー成分濃度算出式を作成する、請求項２１に記載のカロリー成分濃度算出式作成システム。
【請求項２３】
複数種類のガス成分を含む複数の混合ガスを準備することと、
発熱素子を複数の発熱温度で発熱させたときの前記複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の混合ガスのそれぞれの既知のカロリー成分濃度の値、及び前記複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、前記カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成することと、
を含む、カロリー成分濃度算出式の作成方法。
【請求項２４】
前記カロリー成分濃度算出式を作成することにおいて、サポートベクトル回帰が用いられる、請求項２３に記載のカロリー成分濃度算出式の作成方法。
【請求項２５】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存するカロリー成分濃度算出式記憶装置と、
前記カロリー成分濃度算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出するカロリー成分濃度算出部と、
を備える、カロリー成分濃度測定システム。
【請求項２６】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を用意することと、
前記カロリー成分濃度算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出することと、
を含む、カロリー成分濃度の測定方法。
【請求項２７】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存するカロリー成分濃度算出式記憶装置と、
前記カロリー成分濃度算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出するカロリー成分濃度算出部と、
前記計測対象混合ガスの流量を検出する流量センサと、
前記計測対象混合ガスの流量の検出値と、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の算出値と、に基づいて、前記計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量を算出する熱量流量算出部と、
を備える、流量測定システム。
【請求項２８】
前記カロリー成分がアルカンである、請求項２７に記載の流量測定システム。
【請求項２９】
前記計測対象混合ガスが窒素を含む、請求項２７又は２８に記載の流量測定システム。
【請求項３０】
前記計測対象混合ガスが炭酸ガスを含む、請求項２７乃至２９のいずれか１項に記載の流量測定システム。
【請求項３１】
前記計測対象混合ガスが天然ガスである、請求項２７乃至３０のいずれか１項に記載の流量測定システム。
【請求項３２】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を用意することと、
前記カロリー成分濃度算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出することと、
前記計測対象混合ガスの流量を検出することと、
前記計測対象混合ガスの流量の検出値と、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の算出値と、に基づいて、前記計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量を算出することと、
を含む、流量の測定方法。
【請求項３３】
前記カロリー成分がアルカンである、請求項３２に記載の流量の測定方法。
【請求項３４】
前記計測対象混合ガスが窒素を含む、請求項３２又は３３に記載の流量の測定方法。
【請求項３５】
前記計測対象混合ガスが炭酸ガスを含む、請求項３２乃至３４のいずれか１項に記載の流量の測定方法。
【請求項３６】
前記計測対象混合ガスが天然ガスである、請求項３２乃至３５のいずれか１項に記載の流量の測定方法。
【請求項３７】
複数の混合ガスのそれぞれが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記複数の混合ガスの既知のカロリー成分濃度の値、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号の値に基づいて、前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成するカロリー成分濃度算出式作成部と、
を備える、カロリー成分濃度算出式作成システム。
【請求項３８】
前記カロリー成分濃度算出式作成部が、サポートベクトル回帰を用いて前記カロリー成分濃度算出式を作成する、請求項３７に記載のカロリー成分濃度算出式作成システム。
【請求項３９】
複数の混合ガスを用意することと、
前記複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記複数の混合ガスのそれぞれに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記複数の混合ガスの既知のカロリー成分濃度の値、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号の値に基づいて、前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を作成することと、
を含む、カロリー成分濃度算出式の作成方法。
【請求項４０】
前記カロリー成分濃度算出式を作成することにおいて、サポートベクトル回帰が用いられる、請求項３９に記載のカロリー成分濃度算出式の作成方法。
【請求項４１】
カロリー成分濃度が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存するカロリー成分濃度算出式記憶装置と、
前記カロリー成分濃度算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出するカロリー成分濃度算出部と、
を備える、カロリー成分濃度測定システム。
【請求項４２】
カロリー成分濃度が未知の計測対象混合ガスを用意することと、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を用意することと、
前記カロリー成分濃度算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出することと、
を含む、カロリー成分濃度の測定方法。
【請求項４３】
カロリー成分濃度が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を保存するカロリー成分濃度算出式記憶装置と、
前記カロリー成分濃度算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出するカロリー成分濃度算出部と、
前記計測対象混合ガスの流量を検出する流量センサと、
前記計測対象混合ガスの流量の検出値と、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の算出値と、に基づいて、前記計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量を算出する熱量流量算出部と、
を備える、流量測定システム。
【請求項４４】
前記カロリー成分がアルカンである、請求項４３に記載の流量測定システム。
【請求項４５】
前記計測対象混合ガスが窒素を含む、請求項４３又は４４に記載の流量測定システム。
【請求項４６】
前記計測対象混合ガスが炭酸ガスを含む、請求項４３乃至４５のいずれか１項に記載の流量測定システム。
【請求項４７】
前記計測対象混合ガスが天然ガスである、請求項４３乃至４６のいずれか１項に記載の流量測定システム。
【請求項４８】
カロリー成分濃度が未知の計測対象混合ガスを用意することと、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記カロリー成分濃度を従属変数とするカロリー成分濃度算出式を用意することと、
前記カロリー成分濃度算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の値を算出することと、
前記計測対象混合ガスの流量を検出することと、
前記計測対象混合ガスの流量の検出値と、前記計測対象混合ガスのカロリー成分濃度の算出値と、に基づいて、前記計測対象混合ガス中のカロリー成分の流量を算出することと、
を含む、流量の測定方法。
【請求項４９】
前記カロリー成分がアルカンである、請求項４８に記載の流量の測定方法。
【請求項５０】
前記計測対象混合ガスが窒素を含む、請求項４８又は４９に記載の流量の測定方法。
【請求項５１】
前記計測対象混合ガスが炭酸ガスを含む、請求項４８乃至５０のいずれか１項に記載の流量の測定方法。
【請求項５２】
前記計測対象混合ガスが天然ガスである、請求項４８乃至５１のいずれか１項に記載の流量の測定方法。
【請求項５３】
複数の混合ガスのそれぞれを加熱する発熱素子と、
前記発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの前記複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の混合ガスのそれぞれの熱伝導率で割られた比熱容量の既知の値、及び前記複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、前記熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を作成する比熱容量算出式作成部と、
を備える、比熱容量算出式作成システム。
【請求項５４】
前記比熱容量算出式作成部が、サポートベクトル回帰を用いて前記比熱容量算出式を作成する、請求項５３に記載の比熱容量算出式作成システム。
【請求項５５】
複数種類のガス成分を含む複数の混合ガスを準備することと、
発熱素子を複数の発熱温度で発熱させたときの前記複数の混合ガスのそれぞれの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の混合ガスのそれぞれの熱伝導率で割られた比熱容量の既知の値、及び前記複数の発熱温度に対して計測された放熱係数又は熱伝導率の値に基づいて、前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、前記熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を作成することと、
を含む、比熱容量算出式の作成方法。
【請求項５６】
前記比熱容量算出式を作成することにおいて、サポートベクトル回帰が用いられる、請求項５５に記載の比熱容量算出式の作成方法。
【請求項５７】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置と、
前記比熱容量算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出する比熱容量算出部と、
を備える、比熱容量測定システム。
【請求項５８】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を用意することと、
前記比熱容量算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出することと、
を含む、比熱容量の測定方法。
【請求項５９】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測する計測機構と、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置と、
前記比熱容量算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出する比熱容量算出部と、
前記計測対象混合ガスの体積流量を検出する流量センサと、
前記熱伝導率で割られた比熱容量の算出値と、前記計測対象混合ガスの体積流量の検出値と、に基づいて、前記計測対象混合ガスの質量流量を算出する質量流量算出部と、
を備える、流量測定システム。
【請求項６０】
発熱素子が複数の発熱温度で発熱したときの計測対象混合ガスの放熱係数又は熱伝導率の値を計測することと、
前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率を独立変数とし、熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を用意することと、
前記比熱容量算出式の前記複数の発熱温度に対する前記放熱係数又は熱伝導率の独立変数に、前記複数の発熱温度に対する前記計測対象混合ガスの前記放熱係数又は熱伝導率の値を代入し、前記計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出することと、
前記計測対象混合ガスの体積流量を検出することと、
前記熱伝導率で割られた比熱容量の算出値と、前記計測対象混合ガスの体積流量の検出値と、に基づいて、前記計測対象混合ガスの質量流量を算出することと、
を含む、流量の測定方法。
【請求項６１】
複数の混合ガスのそれぞれが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記複数の混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の既知の値、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号の値に基づいて、前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を作成する比熱容量算出式作成部と、
を備える、比熱容量算出式作成システム。
【請求項６２】
前記比熱容量算出式作成部が、サポートベクトル回帰を用いて前記比熱容量算出式を作成する、請求項６１に記載の比熱容量算出式作成システム。
【請求項６３】
複数の混合ガスを用意することと、
前記複数の混合ガスのそれぞれの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記複数の混合ガスのそれぞれに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記複数の混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の既知の値、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号の値に基づいて、前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を作成することと、
を含む、比熱容量算出式の作成方法。
【請求項６４】
前記比熱容量算出式を作成することにおいて、サポートベクトル回帰が用いられる、請求項６３に記載の比熱容量算出式の作成方法。
【請求項６５】
熱伝導率で割られた比熱容量が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置と、
前記比熱容量算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出する比熱容量算出部と、
を備える、比熱容量測定システム。
【請求項６６】
熱伝導率で割られた比熱容量が未知の計測対象混合ガスを用意することと、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を用意することと、
前記比熱容量算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出することと、
を含む、比熱容量の測定方法。
【請求項６７】
熱伝導率で割られた比熱容量が未知の計測対象混合ガスが注入される容器と、
前記容器に配置された測温素子と、
前記容器に配置された、複数の発熱温度で発熱する発熱素子と、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する前記測温素子からの電気信号の値と、前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値と、を計測する計測部と、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を保存する比熱容量算出式記憶装置と、
前記比熱容量算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出する比熱容量算出部と、
前記計測対象混合ガスの体積流量を検出する流量センサと、
前記熱伝導率で割られた比熱容量の算出値と、前記計測対象混合ガスの体積流量の検出値と、に基づいて、前記計測対象混合ガスの質量流量を算出する質量流量算出部と、
を備える、流量測定システム。
【請求項６８】
熱伝導率で割られた比熱容量が未知の計測対象混合ガスを用意することと、
前記計測対象混合ガスの温度に依存する測温素子からの電気信号の値を得ることと、
前記計測対象混合ガスに接する発熱素子を複数の発熱温度で発熱させることと、
前記複数の発熱温度のそれぞれにおける前記発熱素子からの電気信号の値を得ることと、
前記測温素子からの電気信号及び前記複数の発熱温度における前記発熱素子からの電気信号を独立変数とし、前記熱伝導率で割られた比熱容量を従属変数とする比熱容量算出式を用意することと、
前記比熱容量算出式の前記測温素子からの電気信号の独立変数、及び前記発熱素子からの電気信号の独立変数に、前記測温素子からの電気信号の値、及び前記発熱素子からの電気信号の値を代入し、前記計測対象混合ガスの熱伝導率で割られた比熱容量の値を算出することと、
前記計測対象混合ガスの体積流量を検出することと、
前記熱伝導率で割られた比熱容量の算出値と、前記計測対象混合ガスの体積流量の検出値と、に基づいて、前記計測対象混合ガスの質量流量を算出することと、
を含む、流量の測定方法。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３１】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図３５】

【図３６】

【図３７】

【図３８】

【図４０】

【図４１】

【図４２】

【図４３】

【図４４】

【図４５】

【図４６】

【図５】

【図１３】

【図２２】

【図３０】

【図３９】

【図４７】

【公開番号】特開２０１１−２２６９２７（Ｐ２０１１−２２６９２７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９７１３９（Ｐ２０１０−９７１３９）
【出願日】平成２２年４月２０日（２０１０．４．２０）
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】