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» 2019年02月19日 14時00分 公開

組み込み開発ニュース:熱流センサーを用いて相変化中の物質の熱流出入量を計測する技術を開発

新エネルギー・産業技術総合開発機構らは、熱流センサーを用いて相変化中の物質の熱流出入量を計測する技術を開発した。保冷剤の保冷能力がなくなる前に交換できるようになるなど、品質や利便性の向上への貢献が期待される。

[MONOist]

 新エネルギー・産業技術総合開発機構、産業技術総合研究所、未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合は2019年1月29日、熱流センサーを用いて相変化中の物質の熱流出入量を計測する技術を開発したと発表した。また、この技術を活用した保冷剤の保冷能力の残量を算出し、外部端末に表示するシステムも開発した。

photo 保冷剤の保冷能力の残量をリアルタイムで計測(クリックで拡大) 出典:NEDO

 新たに開発したのは、袋状に成型したフレキシブルな熱流センサーで対象の物質を包むことで、相変化中で温度が一定な物質の熱の流出入量を定量的に計測する技術。熱が熱流センサーを通過して保冷剤などの対象物に流入するため、熱流センサーの出力を計測することで熱流入量を直接計測できるようになる。

photo 袋状熱流センサーによる熱流計測のイメージ(クリックで拡大) 出典:NEDO

 保冷剤全体を熱流センサーで包む大面積でフレキシブルな熱流センサーを作製するため、フレキシブルなフィルム基板を使用。さらに、スルーホール部を通過できる流動性を有し、高い電圧発生能力を有する熱電変換インクを独自に開発し、大面積な材料パターンを容易に作製できる印刷法を用いて作製した。

photo 開発したフレキシブル熱流センサー(クリックで拡大) 出典:NEDO

 同技術により、低温物流や氷枕、高温作業用衣服の冷却などに使う保冷剤の融解の事前予測や熱流入履歴の取得などが可能になり、保冷能力がなくなる前に交換できるようになるなど、品質や利便性の向上への貢献が期待される。また、保冷剤以外にも蓄熱材や潜熱式湯たんぽなどの潜熱を利用する製品にも同様に活用できる。

 今後は、製品化に向けた課題の抽出と計測感度の向上に関する検討とともに、保冷剤以外の相変化を利用する材料への同技術の適用可能性についても検討を行うとしている。

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