发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量测定系统以及发热量的测定方法

摘要

本发明提供一种能够容易计算气体的发热量的发热量计算式制作系统。该发热量计算式制作系统包括：修正系数计算部(322)，预先取得与校正气体接触的测温元件所检测的温度以及发热元件的电阻的关系，取得与校正气体接触的测温元件所检测的温度的计测值以及发热元件的电阻的计测值，根据上述关系和温度的计测值，计算发热元件的电阻的计算值，计算出发热元件的电阻的计测值与计算值之比，即修正系数；发热量计算式制作部(302)，其取得与多种混合气体接触的测温元件的电阻的计测值，以及发热元件的电阻的计测值，采用修正系数对发热元件的电阻的计测值进行修正，制作以测温元件的电阻以及发热元件的电阻为独立变量、以发热量为从属变量的发热量计算式。

说明书

技术领域

本发明涉及关于气体检查技术的发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量测定系统以及发热量的测定方法。 

背景技术

以往，在求混合气体的发热量的时候，需要昂贵的气相色谱仪装置等对混合气体的成分进行分析。而且，还提案有通过测定混合气体的热传导率和混合气体中的音速，来计算混合气体中包含的甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氮气(N₂)和碳酸气体(C0₂)的成分比率，从而求得混合气体的发热量的方法(例如，参见专利文献1)。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特表2004-514138号公报 

发明内容

发明所要解决的问题 

但是，专利文献1所揭示的方法中，除了需要测定热传导率的传感器之外，还需要测定音速的昂贵的音速传感器。因此，本发明的目的之一在于提供能够容易地测定气体的发热量的发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量测定系统以及发热量的测定方法。 

解决问题的手段 

根据本发明的实施方式，一种发热量计算式制作系统，其特征在于，包括：(a)电阻计算式存储部，其保存含有独立变量以及从属变量的电阻计算式，所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度，所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻；(b)系数计算用计测部，其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值；(c) 修正系数计算部，将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示温度的独立变量，计算出表示所述发热元件的电阻的计算值，并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比，即修正系数；(d)计算式制作用计测部，其取得表示与多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值，和表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值；(e)计测值修正部，其采用所述修正系数对表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正；和(f)发热量计算式制作部，其根据所述多种混合气体各自的发热量的值、表示与所述多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值，以及表示所述发热元件的电阻的经过修正的计测值，制作包含了表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热量的从属变量的发热量计算式。 

根据本发明的实施方式，一种发热量计算式的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)准备含有独立变量以及从属变量的电阻计算式，所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度，所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻；(b)取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值；(c)将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量，计算出表示所述发热元件的电阻的计算值，计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比，即修正系数；(d)取得表示与多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值；(e)取得表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值；(f)采用所述修正系数对表示与所述多种混合气体分别接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正；以及(g)根据所述多种混合气体各自的发热量的值、表示与所述多种混合气体分别接触的所述测温元件的电阻的计测值，以及表示所述发热元件的电阻的经过修正的计测值，制作包含表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热量的从属变量的发热量计算式。 

根据本发明的实施方式，一种发热量测定系统，其特征在于，包括：(a)电阻计算式存储部，其保存含有独立变量以及从属变量的电阻计算式，所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度，所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻；(b)系数计算用计测部，其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值；(c)修正系数计算部，其将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变 量，计算出表示所述发热元件的电阻的计算值，并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比，即修正系数；(d)发热量计算用计测部，取得表示与计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、和表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值；(e)计测值修正部，其采用所述修正系数对表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正；(f)发热量计算式存储装置，其保存含有表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、和表示发热量的从属变量的发热量计算式；和(g)发热量计算部，其将表示与所述计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的经过修正的计测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量，计算出所述计测对象混合气体的发热量的值。 

根据本发明的实施方式，一种发热量的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)准备含有独立变量以及从属变量的电阻计算式，所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度，所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻；(b)取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值；(c)将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量，计算出表示所述发热元件的电阻的计算值，并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比，即修正系数；(d)取得表示与计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、和表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值；(e)采用所述修正系数对表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的计测值进行修正；(f)准备含有表示所述测温元件的电阻的独立变量、表示所述发热元件的电阻的独立变量、和表示发热量的从属变量的发热量计算式；以及(g)将表示与所述计测对象混合气体接触的所述测温元件的电阻的计测值、表示与所述计测对象混合气体接触的所述发热元件的电阻的经过修正的计测值代入所述发热量计算式的表示所述测温元件的电阻的独立变量、以及表示所述发热元件的电阻的独立变量，计算出所述计测对象混合气体的发热量的值。 

根据本发明的实施方式，一种电阻计测系统，其特征在于，包括：(a)电阻计算式存储部，其保存含有独立变量以及从属变量的电阻计算式，所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度，所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻；(b)系数计算用计测部，其取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温 度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值；(c)修正系数计算部，其将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量，计算出表示所述发热元件的电阻的计算值，并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比，即修正系数；(d)计测值修正部，其根据所述修正系数对表示所述发热元件的电阻的计测值进行修正。 

根据本发明的实施方式，一种电阻的计测方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)准备含有独立变量以及从属变量的电阻计算式，所述独立变量表示与校正气体接触的测温元件所检测的温度，所述从属变量表示与所述校正气体接触的发热元件的电阻；(b)取得表示与所述校正气体接触的所述测温元件所检测到的温度的计测值、以及表示与所述校正气体接触的所述发热元件的电阻的计测值；(c)将表示所述温度的计测值代入所述电阻计算式的表示所述温度的独立变量，计算出表示所述发热元件的电阻的计算值，并计算出表示所述发热元件的电阻的计测值与表示所述发热元件的电阻的计算值之比，即修正系数；(d)根据所述修正系数对表示所述发热元件的电阻的计测值进行修正。 

发明效果 

根据本发明，可提供能够容易地测量气体的发热量的发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量测定系统以及发热量的测定方法。 

附图说明

图1是本发明第一实施方式涉及的微芯片的立体图。 

图2是本发明第一实施方式涉及的微芯片的从图1的II-II方向观察的截面图。 

图3是本发明第一实施方式涉及的发热元件的电路图。 

图4是本发明第一实施方式涉及的保温元件的电路图。 

图5是显示本发明第一实施方式涉及的发热元件的温度和气体的散热系数的关系的图表。 

图6是本发明第一实施方式涉及的发热量计算式制作系统的第一示意图。 

图7是本发明第一实施方式涉及的发热量计算式制作系统的第二示意图。 

图8是显示本发明第一实施方式涉及的发热量计算式的制作方法的流程图。 

图9是本发明第二实施方式涉及的发热量计算式制作系统的示意图。 

图10是本发明第三实施方式涉及的发热量计算式制作系统的示意图。 

图11是本发明第四实施方式涉及的发热量计算式制作系统的示意图。 

图12是显示本发明第四实施方式涉及的发热量的测定方法的流程图。 

图13是本发明第五实施方式涉及的发热量测定系统的示意图。 

图14是本发明第六实施方式涉及的发热量测定系统的示意图。 

图15是示出本发明实施方式的实施例2所涉及的样品混合气体的被算出的发热量与实际值的误差的图表。 

符号说明 

8微芯片 

18隔热部件 

20发热量计算式制作系统 

21发热量测定系统 

31A，31B，31C，31D气压调节器 

32A，32B，32C，32D流量控制装置 

50A，50B，50C，50D储气瓶 

60基板 

61发热元件 

62第一测温元件 

63第二测温元件 

64保温元件 

65绝缘膜 

66空腔 

91A，91B，91C，91D，92A，92B，92C，92D，93，102，103流路 

101腔室 

160，161，162，163，164，165，181，182，183电阻元件 

170，171运算放大器 

301计算式制作用计测部 

302发热量计算式制作部 

303驱动电路 

305发热量计算部 

312输入装置 

313输出装置 

321系数计算用计测部 

322修正系数计算部 

323计测值修正部 

324电阻计算式制作部 

325计算式修正用计测部 

326发热量计算部 

327发热量计算式修正部 

331发热量计算用计测部 

401电信号存储装置 

402发热量计算式存储装置 

403发热量存储装置 

421电阻计算式存储装置 

422修正系数存储装置。 

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。在以下附图的记载中，相同或类似的部分以相同或类似的符号表示。但是，附图为示意性的。因此，具体的尺寸等应该参考以下的说明进行判断。又，很显然的，附图相互之间包含有相互的尺寸的关系、比例不同的部分。 

(第一实施方式) 

首先，参考作为立体图的图1以及作为从图1的II-II方向看到的截面图的图2，对第一实施方式涉及的发热量计算式制作系统中采用的微芯片8进行说明。微芯片8具有：设有空腔66的基板60和配置在基板60上以覆盖空腔66的绝缘膜65。基板60的厚度例如为0.5mm。又，基板60的长宽尺寸例如分别为1.5mm左右。绝缘膜65的覆盖空腔66的部分为隔热性的膜片。另，微芯片8包括：设置在绝缘膜65的膜片(ダイアフラム)部分的发热元件61、夹着发热元件61设置于绝缘膜65的膜片部分的第一测温元件62和第二测温元件63、设置于基板60上的保温元件64。 

发热元件61设置在覆盖空腔66的绝缘膜65的膜片部分的中心。发热元件61例如是电阻器，被施加电力而发热，对与发热元件61接触的气氛气体进行加热。第一测温元件62和第二测温元件63例如是电阻器等的无源元件等的电子元件，被施加自身不发热程度 的电压，输出依存于气氛气体的气体温度的电信号。另外，自身不发热是指第一测温元件62和第二测温元件63的温度近似于气氛温度。以下，说明的是利用第一测温元件62的输出信号的实例，但并不限定于此，例如可以将第一测温元件62的输出信号和第二测温元件63的输出信号的平均值作为测温元件的输出信号。 

保温元件64例如是电阻器，被赋予电力而发热，将基板60的温度保持为一定，例如60℃。基板60的材料可采用硅(Si)等。绝缘膜65的材料可使用氧化硅(SiO₂)等。空腔66通过各向异性蚀刻等形成。又，发热元件61、第一测温元件62、第二测温元件63和保温元件64各自的材料中可使用白金(Pt)等，可通过光刻法等形成。又，发热元件61、第一测温元件62、以及第二测温元件63可以由同一材料构成。 

微芯片8通过设置在微芯片8的底面的隔热部件18固定于填充有气氛气体的腔室等容器。通过介由隔热部件18将微芯片8固定于腔室等，微芯片8的温度不易受到腔室等的内壁的温度变动的影响。由玻璃等构成的隔热部件18的热传导率例如为1.0W/(m·K)以下。 

如图3所示，发热元件61的一端例如电连接到运算放大器170的+输入端子，另一端接地。又，与运算放大器170的+输入端子和输出端子并列地连接有电阻元件161。运算放大器170的-输入端子电连接于串联连接的电阻元件162和电阻元件163之间、串联连接的电阻元件163和电阻元件164之间、串联连接的电阻元件164和电阻元件165之间、或者电阻元件165的接地端子。通过适当确定各电阻元件162～165的电阻值，例如对电阻元件162的一端施加5.0V的电压Vin，则在电阻元件163和电阻元件162之间产生例如2.4V的电压V_L3。又，在电阻元件164和电阻元件163之间产生例如1.9V的电压V_L2、在电阻元件165和电阻元件164之间产生例如1.4V的电压V_L1。 

在电阻元件162和电阻元件163间与运算放大器的-输入端子之间设有开关SW1，在电阻元件163和电阻元件164间与运算放大器的-输入端子之间设有开关SW2。又，在电阻元件164和电阻元件165间与运算放大器的-输入端子之间设有开关SW3，在电阻元件165的接地端子与运算放大器的-输入端子之间设有开关SW4。 

对运算放大器170的-输入端子施加2.4V的电压V_L3时，仅开关SW1通电，开关SW2，SW3，SW4为断开。对运算放大器170的-输入端子施加1.9V的电压V_L2时，仅开关SW2通电，开关SW1，SW3，SW4为断开。对运算放大器170的-输入端子施加1.4V的电压V_L1时，仅开关SW3通电，开关SW1，SW2，SW4为断开。对运算放大器170的-输入端子施加0V的电压V_L0时，仅开关SW4通电，开关SW1，SW2，SW3为断开。从而，通过SW1，SW2，SW3， SW4的开关，可以对运算放大器170的-输入端子施加0V或者三种等级的电压中的某一种。因此，通过SW1，SW2，SW3，SW4的通断，可以将决定发热元件61的温度的施加电压设定为三种等级。 

此处，设对运算放大器170的-输入端子施加了1.4V的电压V_L1时的发热元件61的温度为T_H1。又，设对运算放大器170的-输入端子施加了1.9V的电压V_L2时的发热元件61的温度为T_H2、对运算放大器170的-输入端子施加了2.4V的电压V_L3时的发热元件61的温度为T_H3。 

如图4所示，保温元件64构成电阻桥电路的一部分。电阻桥电路包括：与保温元件64串联连接的电阻元件181、与保温元件64和电阻元件181并联连接的电阻元件182、183。在此，设保温元件64的电阻值为Rr，电阻元件181、182、183的固定电阻值分别为R₁₈₁、R₁₈₂、R₁₈₃。电阻桥电路中连接有运算放大器171。桥接驱动电压V₁被反馈控制，使得电阻元件181和保温元件64之间的桥接电压V_2a与电阻元件182和电阻元件183之间的桥接电压V_2b相等。由此，保温元件64的电阻值Rr为一定，保温元件64以一定的温度发热。 

图1和图2所示的发热元件61的电阻值随着发热元件61的温度而变化。发热元件61的温度T_H和发热元件61的电阻值R_H的关系如下述(1)式所示。 

R_H＝R_{H_STD}×[1+α_H(T_H-T_{H_STD})+β_H(T_H-T_{H_STD})²]    ···(1) 

此处，T_{H_STD}表示发热元件61的标准温度，例如20℃。R_{H_STD}表示标准温度T_{H_STD}下预先计测得到的发热元件61的电阻值。α_H是表示1次的电阻温度系数。β_H是表示2次的电阻温度系数。 

发热元件61的电阻值R_H根据发热元件61的驱动功率P_H和发热元件61的通电电流I_H由下述(2)式得到。 

R_H＝P_H/I_H²    ···(2) 

或发热元件61的电阻值R_H根据发热元件61的电压V_H和发热元件61的通电电流I_H由下述(3)式得到。 

R_H＝V_H/I_H    ···(3) 

此处，发热元件61的温度T_H在发热元件61和气氛气体之间达到热平衡时稳定。又，热平衡状态是指发热元件61的发热和从发热元件61向气氛气体的散热相互平衡的状态。如下述(4)式所示，通过平衡状态下的发热元件61的驱动功率P_H除以发热元件61的温度T_H与气氛气体的温度T_I之差ΔT_H，得到气氛气体的散热系数M_I。又，散热系数M_I的单位例如为W/℃。 

M_I＝P_H/(T_H-T_I) 

  ＝P_H/ΔT_H                                   ···(4) 

根据上述(1)式，发热元件61的温度T_H由下述(5)式得到。 

T_H＝(1/2β_H)×[-α_H+[α_H²-4β_H(1-R_H/R_{H_STD})]^1/2]+T_{H_STD}

                                              ···(5) 

从而，发热元件61的温度T_H与气氛气体的温度T_I之差ΔT_H由下述(6)式得到。 

ΔT_H＝(1/2β_H)×[-α_H+[α_H²-4β_H(1-R_H/R_{H_STD})]^1/2]+T_{H_STD}-T_I

                                              ···(6) 

气氛气体的温度T_I近似于被施加自身不发热程度的电力的第一测温元件62的温度T_I。第一测温元件62的温度T_I和第一测温元件62的电阻值R_I的关系由下述(7)式得到。 

R_I＝R_{I_STD}×[1+α_I(T_I-T_{I_STD})+β_I(T_I-T_{I_STD})²]···(7) 

此处，T_{I_STD}表示第一测温元件62的标准温度，例如20℃。R_{I_STD}表示标准温度T_{I_STD}下预先计测得到的第一测温元件62的电阻值。α_I是表示1次的电阻温度系数。β_I是表示2次的电阻温度系数。根据上述(7)式，第一测温元件62的温度T_I由下述(8)式求得。 

T_I＝(1/2β_I)×[-α_I+[α_I²-4β_I(1-R_I/R_{I_STD})]^1/2]+T_{I_STD}

                                              ···(8) 

由此，氛围气体的散热系数M_I由下述(9)式求得。 

M_I＝P_H/ΔT_H

  ＝P_H/[(1/2β_H)[-α_H+[α_H²-4β_H(1-R_H/R_{H_STD})]^1/2]+T_{H_STD}-(1/2β_I)[-α_I+[α_I²-4β_I(1-R_I/R_{I_STD})]^1/2]-T_{I_STD}]                        ···(9) 

由于可计测发热元件61的通电电流I_H的值和驱动功率P_H或电压V_H的值，因此可根据上述(2)式或(3)式计算发热元件61的电阻值R_H的值。同样地，也可计算第一测温元件62的电阻R_I的值。因此，采用微芯片8，能够根据上述(9)式计算气氛气体的散热系数M_I。 

又，通过保温元件64保持基板60的温度为一定，发热元件61发热前的微芯片8附近的气氛气体的温度和基板60的一定温度近似。因此，能够抑制发热元件61发热前的气氛气体的温度的变动。通过以发热元件61进一步加热温度变动被暂时抑制的气氛气体，能够以更高精度计算散热系数M_I。 

此处，气氛气体为混合气体，混合气体假设由气体A、气体B、气体C、和气体D四种气体成分构成。气体A的体积率V_A、气体B的体积率V_B、气体C的体积率V_C、和气体D的体积率V_D的总和如下述(10)式所示那样为1。 

V_A+V_B+V_C+V_D＝1                    ···(10) 

又，设气体A的单位体积的发热量为K_A、气体B的单位体积的发热量为K_B、气体C的单位体积发热量为K_C、气体D的单位体积的发热量为K_D，混合气体的单位体积的发热量Q为各气体成分的体积率乘上各气体成分的单位体积的发热量所得到值的总和。从而，混合气体的单位体积的发热量Q由下述(11)式求得。又，单位体积的发热量的单位为MJ/m³。 

Q＝K_A×V_A+K_B×V_B+K_C×V_C+K_D×V_D    ···(11) 

又，设气体A的散热系数为M_A、气体B的散热系数为M_B、气体C的散热系数为M_C、气体D的散热系数为M_D的话，则混合气体的散热系数M_I为，对各气体成分的体积率乘以各气体成分的散热系数所得到的值的总和。从而，混合气体的散热系数M_I由下述(12)式求得。 

M_I＝M_A×V_A+M_B×V_B+M_C×V_C+M_D×V_D    ···(12) 

进一步的，气体的散热系数依存于发热元件61的发热温度T_H，混合气体的散热系数M_I作为发热元件61的温度T_H的函数由下述(13)式求得。 

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        ···(13) 

从而，发热元件61的温度为T_H1时的混合气体的散热系数M_I(T_H1)由下述(14)式求得。又，发热元件61的温度为T_H2时的混合气体的散热系数M_I(T_H2)由下述(15)式求得，发热元件61的温度为T_H3时的混合气体的散热系数M_I(T_H3)由下述(16)求得。 

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    ···(14) 

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    ···(15) 

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    ···(16) 

此处，相对发热元件61的温度T_H，各气体成分的散热系数M_A(T_H)，M_B(T_H)，M_C(T_H)，M_D(T_H)有非线性关系时，上述(14)至(16)式具有线性独立关系。又，即便在相对发热元件61的温度T_H，各气体成分的散热系数M_A(T_H)，M_B(T_H)，M_C(T_H)，M_D(T_H)具有线性关系的情况下，相对于发热元件61的温度T_H的各气体成分的散热系数M_A(T_H)，M_B(T_H)，M_C(T_H)，M_D(T_H)的变化率不同时，上述(14)至(16)式具有线性独立的关系。进一步的，(14)至(16)式具有线性独立关系时，(10)和(14)至(16)式具有线性独立关系。 

图5为显示包含于天然气的甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)的散热系数和作为发热电阻体的发热元件61的温度的关系的图表。相对于发热元件61的温度，甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)各个气体成分的散热系数具有线性关系。但是，相对于发热元件61的温度的散热系数的变化率，甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、 氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)各不相同。因此，构成混合气体的气体成分为甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)时，上述(14)至(16)式具有线性独立关系。 

(14)至(16)式中的各气体成分的散热系数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)的值可通过计测等预先获得。从而，解开(10)和(14)至(16)式的联立方程式的话，气体A的体积率V_A、气体B的体积率V_B、气体C的体积率V_C和气体D的体积率V_D分别如下述(17)至(20)式所示，作为混合气体的散热系数M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)的函数得到。又，下述(17)至(20)式中，n为自然数，f_n是表示函数的符号。 

V_A＝f₁[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)]    ···(17) 

V_B＝f₂[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)]    ···(18) 

V_C＝f₃[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)]    ···(19) 

V_D＝f₄[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)]    ···(20) 

此处，通过将(17)至(20)式代入上述(11)式，得到下述(21)式。 

Q＝K_A×V_A+K_B×V_B+K_C×V_C+K_D×V_D

 ＝K_A×f_I[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)] 

   +K_B×f₂[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)] 

   +K_C×f₃[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)] 

   +K_D×f₄[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)]···(21) 

如上述(21)式所示，混合气体的单位体积的发热量Q通过以发热元件61的温度为T_H1，T_H2，T_H3时的混合气体的散热系数M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)为变量的方程式求得。从而，混合气体的发热量Q由下述(22)式求得，g是表示函数的记号。 

Q＝g[M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)]      ···(22) 

由此，关于由气体A、气体B、气体C和气体D构成的混合气体，发明人发现如果预先得到上述(22)式，则能够容易计算出气体A的体积率V_A、气体B的体积率V_B、气体C的体积率V_C和气体D的体积率V_D未知的检查对象混合气体的单位体积的发热量Q。具体的，计测发热元件61的发热温度为T_H1，T_H2，T_H3时的检查对象混合气体的散热系数M_I(T_H1)，M_I(T_H2)，M_I(T_H3)，并将它们代入(22)式，可以唯一求得检查对象混合气体的发热量Q。 

又，混合气体的散热系数M_I，如下述(9)式所示，依存于发热元件61的电阻R_H和第一测温元件62的电阻R_I。因此，发明者发现，混合气体的单位体积的发热量Q如下述(23)式所示，可以由以与发热温度为T_H1，T_H2，T_H3时的混合气体接触的发热元件61的电阻R_H(T_H1)， R_H(T_H2)，R_H(T_H3)和与混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I为变量的方程式求得。 

Q＝g[R_H(T_H1)，R_H(T_H2)，R_H(T_H3)，R_I]    ···(23) 

又，发热元件61的发热温度T_H，依存于施加给发热元件61的电压V_L。因此，混合气体的单位体积的发热量Q如下述(24)式所示，可以由以与被施加的电压为V_L1，V_L2，V_L3时的混合气体接触的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)和与混合气体接触的第一测温元件62的电阻RI为变量的方程式求得。 

Q＝g[R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)，R_I]    ···(24) 

因此，测量与检查对象混合气体相接触的、被施加的电压为V_L1，V_L2，V_L3时的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的值和与检查对象混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的值，通过代入(24)式，可以唯一求得检查对象混合气体的发热量Q。 

又，混合气体的气体成分不限定于四种。例如，混合气体为n种气体成分组成时，首先预先取得由下述(25)式给出的、以被施加至少n-1种电压V_L1，V_L2，V_L3，...，V_Ln-1的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)，...，R_H(V_Ln-1)和第一测温元件62的电阻R_I为变量的方程式。然后，计测与被施加至少n-1种电压V_L1，V_L2，V_L3，...，V_Ln-1的、n种气体成分各自的体积率未知的检查对象混合气体接触的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)，...，R_H(V_Ln-1)的值和与混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的值，通过代入(25)式，可以唯一求得检查对象混合气体的单位体积的发热量Q。 

Q＝g[R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)，…，R_H(V_Ln-1)，R_I]    ···(25) 

但是，混合气体的气体成分除了含有甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)之外，以j为自然数，还包括甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)以外的烷烃(C_jH_2j+2)时，即使将甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)以外的烷烃(C_jH_2j+2)视为甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)的混合物，也不会对(25)式的计算造成影响。例如，也可如下述(26)至(29)式所示，分别将乙烷(C₂H₆)、丁烷(C₄H₁₀)、戊烷(C₅H₁₂)、己烷(C₆H₁₄)视作乘上了规定系数的甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)的混合物，来计算(25)式。 

C₂H₆＝0.5CH₄+0.5C₃H₈     ···(26) 

C₄H₁₀＝-0.5CH₄+1.5C₃H₈   ···(27) 

C₅H₁₂＝-1.0CH₄+2.0C₃H₈   ···(28) 

C₆H₁₄＝-1.5CH₄+2.5C₃H₈   ···(29) 

从而，设z为自然数，由n种气体成分构成的混合气体的气体成分除了含有甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)之外，还含有甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)以外的z种烷烃(C_jH_2j+2)时，可以 求得以被施加至少n-z-1种电压的发热元件61的R_H和第一测温元件62的电阻R_I为变量的方程式。 

又，用于(25)式的计算的混合气体的气体成分的种类和单位体积的发热量Q为未知的检查对象混合气体的气体成分的种类相同时，可利用(25)式计算检查对象混合气体的发热量Q。进一步的，检查对象混合气体由种类比n种少的气体成分组成，而且种类比n种少的气体成分，包含于(25)式的计算所用的混合气体中时，可利用(25)式。例如，用于(25)式的计算的混合气体包括甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)四种气体成分时，检查对象混合气体不包含氮气(N₂)，而仅包含甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)和二氧化碳(CO₂)三种气体成分时，也可利用(25)式计算检查对象混合气体的发热量Q。 

进一步的，用于(25)式的计算的混合气体在包括甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)作为气体成分时，检查对象混合气体即使包括用于(25)式的计算的混合气体中所不包含的烷烃(C_jH_2j+2)，也可利用(25)式。这是因为，如上所述的，甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)以外的烷烃(C_jH_2j+2)可视为甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)的混合物，不影响采用(25)式对单位体积的发热量Q进行计算。 

此处，图6所示的第一实施方式涉及的发热量计算式制作系统20包括：作为注入有多种样品混合气体的容器的腔室101；配置于腔室101中的微芯片8，该微芯片8包含图1所示的第一测温元件62以及被施加多个电压V_L且以多个发热温度T_H发热的发热元件61。进一步，图6所示的发热量计算式制作系统20还包括计算式制作用计测部301和发热量计算式制作部，计算式制作用计测部301取得表示依存于多个样品混合气体的各个温度T _I的第一测温元件62的电阻R_I的计测值，和表示被施加了多个电压V_L的发热元件61的电阻R_H的计测值。发热量计算式制作部根据多个混合气体的已知的发热量Q的值、表示第一测温元件62的电阻R_I的计测值，以及表示被施加了多个电压V_L的发热元件61的电阻R_H的计测值，制作包含了以下变量的发热量计算式，即表示第一测温元件62的电阻R_I的独立变量、表示被施加了多个电压V_L的发热元件61的电阻R_H的独立变量、以及表示发热量Q的从属变量。又，样品混合气体包括多种气体成分。 

微芯片8通过隔热部件18设置在腔室101内。腔室101连接有用于将样品混合气体输送到腔室101的流路102和，用于将样品混合气体从腔室101排出到外部的流路103。 

在采用发热量Q各自不同的四种样品混合气体的情况下，如图7所示，准备储存第一样品混合气体的第一储气瓶50A、储存第二样品混合气体的第二储气瓶50B、储存第三样品混合气体的第三储气瓶50C和储存第四样品混合气体的第四储气瓶50D。第一储气瓶50A 通过流路91A连接有第一气压调节器31A，该第一气压调节器31A用于从第一储气瓶50A得到被调节为例如0.2MPa等的低压的第一样品混合气体。又，第一气压调节器31A通过流路92A连接有第一流量控制装置32A。第一流量控制装置32A控制通过流路92A和流路102输送到发热量计算式制作系统20的第一样品混合气体的流量。 

第二储气瓶50B通过流路91B连接有第二气压调节器31B。又，第二气压调节器31B通过流路92B连接有第二流量控制装置32B。第二流量控制装置32B对通过流路92B，93，102输送到发热量计算式制作系统20的第二样品混合气体的流量进行控制。 

第三储气瓶50C通过流路91C连接有第三气压调节器31C。又，第三气压调节器31C通过流路92C连接有第三流量控制装置32C。第三流量控制装置32C控制通过流路92C，93，102输送到发热量计算式制作系统20的第三样品混合气体的流量。 

第四储气瓶50D通过流路91D连接有第四气压调节器31D。又，第四气压调节器31D通过流路92D连接有第四流量控制装置32D。第四流量控制装置32D控制通过流路92D，93，102输送到发热量计算式制作系统20的第四样品混合气体的流量。 

第一至第四样品混合气体例如分别是天然气。第一至第四样品混合气体分别都包括例如甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)四种气体成分。 

第一样品混合气体被填充至图6所示的腔室101之后，图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62被施加自身不发热程度的弱电压。接着，发热元件61从图6所示的驱动电路303被依次施加电压V_L1，V_L2，V_L3。从腔室101除去第一样品混合气体之后，第二至第四的样品混合气体依次填充入腔室101。第二样品混合气体填充至腔室101之后，图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62被施加自身不发热程度的弱电压。接着，与第二样品混合气体接触的发热元件61从图6所示的驱动电路303被依次施加电压V_L1，V_L2，V_L3。 

第三样品混合气体被填充至图6所示的腔室101之后，图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62被施加自身不发热程度的弱电压。接着，与第三样品混合气体接触的发热元件61被依次施加来自图6所示的驱动电路303的电压V_L1，V_L2，V_L3。 

第四样品混合气体填充至图6所示的腔室101之后，图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62被施加自身不发热程度的弱电压。接着，与第四样品混合气体接触的发热元件61从图6所示的驱动电路303被依次施加电压V_L1，V_L2，V_L3。 

又，各样品混合气体包括n种气体成分时，微芯片8的图1和图2所示的发热元件61被施加至少n-1种不同的电压。但是，如上所述，甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)以外的烷烃 (C_jH_2j+2)可视为甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)的混合物。从而，使z为自然数，由n种气体成分构成的样品混合气体除了包括甲烷(CH₄)和丙烷(C₃H₈)作为气体成分以外，还包含z种烷烃(C_jH_2j+2)时，发热元件61被施加至少n-z-1种不同的电压。 

图6所示的微芯片8与包括计算式制作用计测部301的中央运算处理装置(CPU)300连接。CPU300上连接有电信号存储装置401。计算式制作用计测部301对被施加了自身不发热程度的弱电压的第一测温元件62的电阻R_I和被施加了电压V_L1，V_L2，V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的值进行计测，将计测值保存于电信号存储装置401中。 

包含于CPU300中的发热量计算式制作部302收集例如第一至第四样品混合气体各自的已知发热量Q的值、第一测温元件62的电阻R_I的多个计测值、和发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的多个计测值。进一步的，发热量计算式制作部302基于所收集的发热量Q的值、第一测温元件62的电阻R_I的值、以及发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的值进行多变量分析，计算以第一测温元件62的电阻R_I、以及发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。 

又，多变量分析是指A.J Smola和B.scholkopf所著的《A Tutorial on Support Vector Regression》(NeuroCOLT Technical Report(NC-TR-98-030)、1998年)所揭示的支持矢量回归、多元回归分析，以及日本专利公开平5-141999号公报所公开的模糊量化理论II类等。 

发热量计算式制作系统20进一步具有连接于CPU300的发热量计算式存储装置402。发热量计算式存储装置402保存发热量计算式制作部302制作的发热量计算式。而且，CPU300连接有输入装置312和输出装置313。输入装置312可以使用例如键盘和鼠标等指向装置等。输出装置313可以使用液晶显示器、监视器等图像显示装置和打印机等。 

接着，参考图8的流程图对第一实施方式涉及的发热量计算式的制作进行说明。 

(a)步骤S100中，使图1以及图2所示的保温元件64发热，将基板60的温度保持为一定，例如60℃。接着，保持图7所示的第二至第四流量控制装置32B-32D的阀闭合，第一流量控制装置32A的阀打开，将第一样品混合气体导入图6所示的腔室101内。步骤S101中，计算式制作用计测部301对与第一样品混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I进行计测，将计测值保存于电信号存储装置401中。接着，驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加电压V_L1，使发热元件61发热。图6所示的计算式制作用计测部 301将与第一样品混合气体接触、被施加了电压V_L1的发热元件61的电阻R_H(V_L1)的值保存于电信号存储装置401中。 

(b)步骤S102中，驱动电路303判定被施加于图1和图2所示的发热元件61的电压V_L的切换是否完成。如果至电压V_L2，V_L3的切换未完成，则返回步骤S101，图6所示的驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加电压V_L2，使发热元件61发热。图6所示的计算式制作用计测部301将与第一样品混合气体接触、被施加了电压V_L2的发热元件61的电阻R_H(V_L2)的值保存于电信号存储装置401中。 

(c)再在步骤S102中，判定施加于图1和图2所示的发热元件61的电压V_L的切换是否完成。在至电压V_L3的切换没有完成的时候，返回步骤S101，如图6所示的驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加电压V_L3，使发热元件61发热。图6所示的计算式制作用计测部301将与第一样品混合气体接触、被施加了电压V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L3)的值保存于电信号存储装置401中。 

(d)施加于发热元件61的电压V_L的切换完成时，从步骤S102进到步骤S103。步骤S103中，判定样品混合气体的切换是否完成。至第二至第四样品混合气体的切换未完成时，返回步骤S100。步骤S100中，关闭图7所示的第一流量控制装置32A，维持第三至第四流量控制装置32C-32D的阀关闭而打开第二流量控制装置32B的阀，将第二样品混合气体导入图6所示的腔室101内。 

(e)与第一样品混合气体一样地，重复步骤S101至步骤S102的循环。计算式制作用计测部301计测与第二样品混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的值，并将计测值保存于电信号存储装置401中。又，计算式制作用计测部301将与第二样品混合气体接触、被施加了电压V_L1，V_L2，V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的值保存于电信号存储装置401中。其后，重复步骤S100至步骤S103的循环。由此，与第三样品混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的值、与第三样品混合气体接触的被施加了电压V_L1，V_L2，V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的值、与第四样品混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的值、与第四样品混合气体接触的被施加了电压V_L1，V_L2，V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的值被保存于电信号存储装置401中。 

(f)在步骤S104中，从输入装置312向发热量计算式制作部302输入第一样品混合气体的已知的发热量Q的值、第二样品混合气体的已知的发热量Q的值、第三样品混合气体的已知的发热量Q的值、以及第四样品混合气体的已知的发热量Q的值。又，发热量计 算式制作部302从电信号存储装置401读取第一测温元件62的电阻R_I的多个计测值、和发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的多个计测值。 

(g)在步骤S105中，发热量计算式制作部302基于第一至第四样品混合气体的发热量Q的值、第一测温元件62的电阻R_I的多个计测值、和发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的多个计测值，进行多元回归分析。通过多元回归分析，发热量计算式制作部302计算以第一测温元件62的电阻R_I和发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。然后，在步骤S106中，发热量计算式制作部302将所制作的发热量计算式保存在发热量计算式存储装置402中，完成第一实施方式涉及的发热量计算式的制作方法。 

如上所述，可以根据第一实施方式涉及的发热量计算式的制作方法，制作能够唯一地计算计测对象混合气体的发热量Q的值的发热量计算式。 

(第二实施方式) 

如图9所示，第二实施方式涉及的发热量计算式制作系统20包括：电阻计算式存储装置421，其保存含有独立变量以及从属变量的电阻计算式，独立变量表示与校正气体接触的图1以及图2所示的第一测温元件62所检测的温度T_I，从属变量表示与校正气体接触的发热元件61的电阻R_H；系数计算用计测部321，取得表示与校正气体接触的第一测温元件62所检测的温度T_I的计测值、以及表示与校正气体接触的发热元件61的电阻R_H的计测值；修正系数计算部322，将表示温度T_I的计测值代入电阻计算式的表示温度T_I的独立变量计算出表示发热元件61的电阻R_H的计算值，以计算表示发热元件61的电阻R_H的计测值与表示发热元件61的电阻R_H的计算值之比，即修正系数。 

在此，对电阻计算式的取得方法进行说明。首先，使保温元件64发热，将基板60的温度保持为一定，例如60℃。以下，基板60的温度表示为T_S。接着，将-10℃的甲烷气体注入图9所示的腔室101中作为校正气体。此时，用计算式制作用计测部301计测此时第一测温元件62所检测的气氛温度T_I1。气氛温度T_I1例如为58℃。接着，依次对发热元件61施加电压V_L1，V_L2，V_L3，用计算式制作用计测部301计测发热元件61的电阻R_{H_Ch_TI1}(V_L1)，R_{H_Ch_TI1}(V_L2)，R_{H_Ch_TI1}(V_L3)的值。其后，排出甲烷气体。 

接着，将5℃的甲烷气体注入腔室101中。此时，用计算式制作用计测部301计测此时第一测温元件62所检测的气氛温度T_I2。气氛温度T_I2例如为59℃。接着，依次对发热元件61施加电压V_L1，V_L2，V_L3，用计算式制作用计测部301计测发热元件61的电阻R_{H_Ch_TI2} (V_L1)，R_{H_Ch_TI2}(V_L2)，R_{H_Ch_TI2}(V_L3)的值。其后，排出甲烷气体。 

接着，将23℃的甲烷气体注入腔室101中。此时，用计算式制作用计测部301计测此时第一测温元件62所检测的气氛温度T_I3。气氛温度T_I3例如为60℃。接着，依次对发热元件61施加电压V_L1，V_L2，V_L3，用计算式制作用计测部31计测发热元件61的电阻R_{H_Ch_TI3}(V_L1)，R_{H_Ch_TI3}(V_L2)，R_{H_Ch_TI3}(V_L3)的值。其后，排出甲烷气体。 

接着，将40℃的甲烷气体注入腔室101中。此时，用计算式制作用计测部301计测此时第一测温元件62所检测的气氛温度T_I4。气氛温度T_I4例如为61℃。接着，依次对发热元件61施加电压V_L1，V_L2，V_L3，用计算式制作用计测部301计测发热元件61的电阻R_{H_Ch_TI4}(V_L1)，R_{H_Ch_TI4}(V_L2)，R_{H_Ch_TI4}(V_L3)的值。其后，排出甲烷气体。 

接着，将50℃的甲烷气体注入腔室101中。此时，用计算式制作用计测部301计测此时第一测温元件62所检测的气氛温度T_I5。气氛温度T_I5例如为62℃。接着，依次对发热元件61施加电压V_L1，V_L2，V_L3，用计算式制作用计测部301计测发热元件61的电阻R_{H_Ch_TI5}(V_L1)，R_{H_Ch_TI5}(V_L2)，R_{H_Ch_TI5}(V_L3)的值。其后，排出甲烷气体。 

CPU300还包括电阻计算式制作部324。电阻计算式制作部324收集气氛温度T_I1，T_I2，T_I3，T_I4，T_I5的值，和被施加电压V_L1的发热元件61的电阻R_{H_Ch_TI1}(V_L1)，R_{H_Ch_TI2}(V_L1)，R_{H_Ch_TI3}(V_L1)，R_{H_Ch_TI4}(V_L1)，R_{H_Ch_TI5}(V_L1)的值；在此，将第一测温元件62所检测的温度T_I3的计测值与基板60的温度T_S相等时的电阻R_{H_Ch_TI3}(V_L1)的值作为R_{H_Ch_Ts}(V_L1)，电阻计算式制作部324制作以第一测温元件62所检测的温度T_I为独立变量，以被施加了电压V_L1的发热元件61的电阻R_{H_Ch}(V_L1)为从属变量的电阻计算式。 

R_{H_Ch}(V_L1)＝R_{H_Ch_Ts}(V_L1)[1+a_L1(T_I-T_S)]···(30) 

a_L1表示常数。在基板60的温度被保持为60℃时，根据上述(30)时导出下述(31)式。 

R_{H_Ch}(V_L1)＝R_{H_Ch_Ts}(V_L1)[1+a_L1(T_I-60)]···(31) 

又，电阻计算式制作部324收集气氛温度T_I1，T_I2，T_I3，T_I4，T_I5的值，和被施加了电压V_L2的发热元件61的电阻R_{H_Ch_TI1}(V_L2)，R_{H_Ch_TI2}(V_L2)，R_{H_Ch_TI3}(V_L2)，R_{H_Ch_TI4}(V_L2)，R_{H_Ch_TI5}(V_L2)的值。在此，将第一测温元件62所检测的温度T_I3的计测值与基板60的温度T_S相等时的电阻R_{H_Ch_TI3}(V_L2)的值作为R_{H_Ch_Ts}(V_L2)，电阻计算式制作部324制作以第一测温元件62所检测的温度T_I为独立变量，以被施加了电压V_L2的发热元件61的电阻R_{H_Ch}(V_L2)为从属变量的电阻计算式。 

R_{H_Ch}(V_L2)＝R_{H_Ch_Ts}(V_L2)[1+a_L2(T_I-T_S)]···(32) 

A_L2表示常数。在基板60的温度被保持为60℃时，根据上述(32)时导出下述(33)式。 

R_{H_Ch}(V_L2)＝R_{H_Ch_Ts}(V_L2)[1+a_L2(T_I-60)]···(33) 

又，电阻计算式制作部324收集气氛温度T_I1，T_I2，T_I3，T_I4，T_I5的值，和被施加了电压V_L3的发热元件61的电阻R_{H_Ch_TI1}(V_L3)，R_{H_Ch_TI2}(V_L3)，R_{H_Ch_TI3}(V_L3)，R_{H_Ch_TI4}(V_L3)，R_{H_Ch_TI5}(V_L3)的值。在此，将第一测温元件62所检测的温度T_I3的计测值与基板60的温度T_S相等时的电阻R_{H_Ch_TI3}(V_L3)的值作为R_{H_Ch_Ts}(V_L3)，电阻计算式制作部324制作以第一测温元件62所检测的温度T_I为独立变量，以被施加了电压V_L3的发热元件61的电阻R_{H_Ch}(V_L3)为从属变量的电阻计算式。 

R_{H_Ch}(V_L3)＝R_{H_Ch_Ts}(V_L3)[1+a_L3(T_I-T_S)]···(34) 

a_L3表示常数。在基板60的温度被保持为60℃时，根据上述(34)时导出下述(35)式。 

R_{H_Ch}(V_L3)＝R_{H_Ch_Ts}(V_L3)[1+a_L3(T_I-60)]···(35) 

电阻计算式制作部324将计算出的上述(31)、(33)、(35)式作为电阻计算式，保存于电阻计算式存储装置421中。在此，图1以及图2所示的发热元件61被施加高电压使得其以高温发热，因此能够产生电迁移。因此，在规定的氛围温度下，被施加了规定电压的发热元件61的电阻R_H的值有时会因为经年的变化而偏离初始值。电阻计算式在产生电迁移之前制作，例如在图9所示的发热量计算式制作系统20制造时等制作，并保存于电阻计算式存储装置421中。但是，制作电阻计算式的时期并不限定于此。 

接着，例如在发热元件61能产生电迁移的一定期间、且在使图9所示的发热量计算式制作系统20动作之后，使图1以及图2所示的保温元件64发热，将基板60的温度保持为一定，例如60℃。进一步地，将任意温度的甲烷气体注入图9所示的腔室101中。此时，用系数计算用计测部321计测第一测温元件62所检测的气氛温度T_I的值。又，依次对发热元件61施加电压V_L1，V_L2，V_L3，用系数计算用计测部321计测发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的值。其后，排出甲烷气体。 

修正系数计算部322将计测值代入上述(31)、(33)、(35)式中包含的第一测温元件62所检测的气氛温度T_I的变量，计算出被施加了电压V_L1，V_L2，V_L3的发热元件61的电阻R_{H_Ch}(V_L1)，R_{H_Ch}(V_L2)，R_{H_Ch}(V_L3)的值。进一步地，修正系数计算部322，下述(36)式所示，以测定值R_H(V_L1)除被施加了电压V_L1的发热元件61的电阻的计算值R_{H_Ch}(V_L1)，计算出修正系数cf(V_L1)。 

cf(V_L1)＝R_{H_Ch}(V_L1)/R_H(V_L1)    ···(36) 

在此，计算出修正系数cf(V_L1)表示从制作了(31)式的时刻开始到用系数计算用计测部321计测被施加电压V_L1的发热元件61的电阻R_H(V_L1)的时刻为止产生的、被施加了电压V_L1的发热元件61的电阻的偏离程度。例如，未产生偏离的情况下，修正系数cf(V_L1)的值为1。 

又，修正系数计算部322，下述(37)式所示，以测定值R_H(V_L2)除被施加了电压V_L2的发热元件61的电阻R_{H_Ch}(V_L2)，计算出修正系数cf(V_L2)。 

cf(V_L2)＝R_{H_Ch}(V_L2)/R_H(V_L2)        ···(37) 

在此，计算出修正系数cf(V_L2)表示从制作了(33)式的时刻开始到用系数计算用计测部321计测被施加电压V_L2的发热元件61的电阻R_H(V_L2)的时刻为止产生的、被施加了电压V_L2的发热元件61的电阻的偏离程度。 

又，修正系数计算部322，下述(38)式所示，以测定值R_H(V_L3)除被施加了电压V_L3的发热元件61的电阻R_{H_Ch}(V_L3)，计算出修正系数cf(V_L3)。 

cf(V_L3)＝R_{H_Ch}(V_L3)/R_H(V_L3)        ···(38) 

在此，计算出修正系数cf(V_L3)表示从制作了(35)式的时刻开始到用系数计算用计测部321计测被施加电压V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L3)的时刻为止产生的、被施加了电压V_L3的发热元件61的电阻的偏离程度。 

修正系数计算部322将计算出的修正系数cf(V_L1)，cf(V_L2)，cf(V_L3)保存于与CPU连接的修正系数存储装置422中。 

第二实施形态所涉及的发热量计算式制作系统20还包括计测值修正部323，其用修正系数cf(V_L1)，cf(V_L2)，cf(V_L3)对计算式制作用计测部301所计测的表示与多个混合气体分别接触的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的计测值进行修正。 

具体来说，计测值修正部323，如下述(39)式所示，对发热元件61的电阻RH(VL1)的计测值乘以修正系数cf(V_L1)，计算出发热元件61的电阻的被修正了的计测值R_{H_CR}(V_L1)。接着，计测值修正部323，如下述(40)式所示，对发热元件61的电阻R_H(V_L2)的计测值乘以修正系数cf(V_L2)，计算出发热元件61的电阻的被修正了的计测值R_{H_CR}(V_L2)。接着，计测值修正部323，如下述(41)式所示，对发热元件61的电阻R_H(V_L3)的计测值乘以修正系数cf(VL3)，计算出发热元件61的电阻的被修正了的计测值R_{H_CR}(V_L3)。 

R_{H_CR}(V_L1)＝cf(V_L1)×R_H(V_L1)        ···(39) 

R_{H_CR}(V_L2)＝cf(V_L2)×R_H(V_L2)        ···(40) 

R_{H_CR}(V_L3)＝cf(V_L3)×R_H(V_L3)        ···(41) 

在第二实施形态中，发热量计算式制作部302收集例如第一至第四样品混合气体各自的已知发热量Q的值、第一测温元件62的电阻R_I的多个计测值、发热元件61的电阻的多个被修正了的计测值R_{H_CR}(V_L1)，R_{H_CR}(V_L2)，R_{H_CR}(V_L3)。接着，发热量计算式制作部302根据所收集的发热量Q的值第一测温元件62的电阻R_I的值、发热元件61的被修正了的计测值R_{H_CR}(V_L1)，R_{H_CR}(V_L2)，R_{H_CR}(V_L3)进行多变量分析，制作以第一测温元件62的电阻R_I、以及发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。 

第二实施形态所涉及的发热量计算式制作系统20的其他构成要素与第一实施形态相同，故省略其说明。根据第二实施形态所涉及的发热量计算式制作系统20，能够修正发热元件61能产生的电迁移所导致的电阻值的变异。因此，能够以较高精度制作发热量计算式。另外，上述(31)、(33)、(35)式都可包含依存于温度T_I的第一测温元件62的电阻R_I的独立变量，以代替温度T_I的独立变量。因此，在本发明的揭示中，表示第一测温元件62所检测的温度T_I的独立变量有以下两种意思，即第一测温元件62所检测的温度T_I其自身的独立变量和反映温度T_I的第一测温元件62的电阻R_I的独立变量。 

(第三实施形态) 

如图10所示，第三实施形态所涉及的发热量计算式制作系统20包括：计算式修正用计测部325，取得表示与校正气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的计测值、以及表示与校正气体接触的发热元件61的电阻R_H的计测值；发热量计算部326，将表示与校正气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的计测值、以及经修正系数cf修正了的表示与校正气体接触的发热元件61的电阻的计测值R_{H_CR}代入发热量计算式的表示第一测温元件62的电阻R_I的独立变量、以及表示发热元件61的电阻R_H的独立变量，得到校正气体的发热量的计算值；和发热量计算式修正部327，对发热量计算式进行修正，消除校正气体的发热量的预先取得的规定值与校正气体的发热量的计算值之差。 

计算式修正用计测部325在发热量计算式制作部302制作了发热量计算式之后，取得与作为校正气体的例如甲烷接触的第一测温元件62的电阻R_I的计测值、和与甲烷接触的被施加了电压V_L1，V_L2，V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的计测值。计测值修正部323对发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的计测值分别乘以修正系数cf(V_L1)，cf(V_L2)，cf(V_L3)，计算出发热元件61的电阻的被修正了的计测值R_{H_CR}(V_L1)，R_{H_CR}(V_L2)，R_{H_CR}(V_L3)。 

发热量计算部305将与甲烷接触的第一测温元件62的电阻R_I的计测值代入发热量计算式的第一测温元件62的电阻R_I的独立变量。又，发热量计算部305将与甲烷接触的发热元件61的电阻的被修正了的计测值R_{H_CR}(V_L1)，R_{H_CR}(V_L2)，R_{H_CR}(V_L3)代入发热量计算式的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的独立变量，计算出甲烷气体的发热量Q的值。 

发热量计算式修正部327对作为甲烷气体的发热量Q的预先取得的规定值的理论值37.78MJ/m³和由发热量计算部305计算出的甲烷气体的发热量Q的计算值进行比较。在甲烷气体的发热量Q的理论值与计算值之间存在差值的情况下，例如发热量计算式修正部327将发热量计算式乘以用计算值除甲烷气体的发热量Q的理论值所得到的系数，对发热量计算式进行修正。发热量计算式修正部327将所修正了的发热量计算式保存于发热量计算式存储装置402中。 

第三实施形态所涉及的发热量计算式制作系统20的其他构成要素与第二实施形态相同，故省略其说明。通过使用由第三实施形态所涉及的发热量计算式制作系统20制作并修正的发热量计算式，能够以更高的精度计算发热量。 

(第四实施形态) 

如图11所示，第四实施形态所涉及的发热量测定系统21包括：被注入发热量Q未知的计测对象混合气体的腔室101；配置于腔室101中的微芯片8，该微芯片8包含图1以及图2所示的第一测温元件62以及被施加多个电压V_L的发热元件61。图11所示的发热量测定系统21还包括：发热量计算用计测部331，该发热量计算用计测部331取得表示依存于计测对象混合气体的温度T_I的第一测温元件62的电阻R_I的计测值、和表示分别被施加了多个电压V_L的发热元件61的电阻R_HI的计测值；发热量计算式存储装置402，其保存含有以下三个变量的发热量计算式，即表示第一测温元件62的电阻R_I的独立变量、表示分别被施加了多个电压V_L的发热元件61的电阻R_H的独立变量、和发热量Q的从属变量；以及发热量计算部，将表示第一测温元件62的电阻R_I的计测值、表示发热元件61的电阻R_H的计测值代入发热量计算式的表示第一测温元件62的电阻R_I的独立变量、以及表示发热元件61的电阻R_H的独立变量，计算出计测对象混合气体的发热量Q的值。 

发热量计算式存储装置402保存在第一以及第三实施形态所说明的发热量计算式。在此，以为了制作发热量计算式而使用包含甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)的天然气作为样品混合气体的情形为一个实例来进行说明。又，发热量计算式将 第一测温元件62的电阻R_I、被施加了电压V_L1的发热元件61的电阻R_H(V_L1)、被施加了电压V_L2的发热元件61的电阻R_H(V_L2)、被施加了电压V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L3)作为独立变量。 

在第四实施形态中，例如，以未知体积率包含甲烷(CH₄)、丙烷(C₃H₈)、氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)的发热量Q未知的天然气作为计测对象混合气体被导入腔室101中。图1以及图2所示的微芯片8的第一测温元件62被施加自身不发热程度的弱电压。接着，从图6所示的驱动电路303对发热元件61依次施加电压V_L1，V_L2，V_L3。被施加了电压V_L1，V_L2，V_L3时，与计测对象混合气体接触的发热元件61例如以100℃附近的温度T_H1、150℃附近的温度T_H2和200℃附近的温度T_H3发热。 

图11所示的发热量计算用计测部331对与计测对象混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的值、与计测对象混合气体接触的被施加了电压V_L1的发热元件61的电阻R_H(V_L1)的值、被施加了电压V_L2的发热元件61的电阻R_H(V_L2)的值、被施加了电压V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L3)的值进行计测，并将计测值保存于电信号存储装置401中。 

发热量计算部305分别将计测值代入发热量计算式的第一测温元件62的电阻R_I以及发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的独立变量，计算出计测对象混合气体的发热量Q的值。在CPU300还连接有发热量存储装置403。发热量存储装置403保存着发热量计算部305计算出的计测对象混合气体的发热量Q的值。第四实施形态所涉及的发热量测定系统21的其他构成要素与图6所说明的第一实施形态所涉及的发热量计算式制作系统20相同，故省略其说明。 

接着，参考图12的流程图对第一实施方式涉及的发热量计算式的制作进行说明。 

(a)步骤S200中，使图1以及图2所示的保温元件64发热，将基板60的温度保持为一定，例如60℃。接着，将计测对象混合气体导入图11所示的腔室101内。步骤S201中，发热量计算用计测部331对与计测对象混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的值进行计测，将计测值保存于电信号存储装置401中。之后，驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加电压V_L1。图11所示的发热量计算用计测部331将与计测对象混合气体接触、被施加了电压V_L1的发热元件61的电阻R_H(V_L1)的值保存于电信号存储装置401中。 

(b)步骤S202中，图11所示的驱动电路303判定施加于图1和图2所示的发热元件61的电压V_L的切换是否完成。如果至电压V_L2、V_L3的切换未完成，则返回步骤S201，驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加电压V_L2。图11所示的发热量计算用计测部 331将与计测对象混合气体接触、被施加了电压V_L2的发热元件61的电阻R_H(V_L2)的值保存于电信号存储装置401中。 

(c)再在步骤S202中，驱动电路303判定施加于图1和图2所示的发热元件61的电压V_L的切换是否完成。在至电压V_L3的切换未完成的时候，返回步骤S201，图11所示的驱动电路303对图1和图2所示的发热元件61施加电压V_L3。图11所示的发热量计算用计测部331与计测对象混合气体接触、被施加了电压V_L3的发热元件61的电阻R_H(V_L3)的值保存于电信号存储装置401中。 

(d)施加于发热元件61的电压V_L的切换完成了时，从步骤S202进到步骤S203。步骤S203中，图11所示的发热量计算部305从发热量计算式存储装置402读取以第一测温元件62的电阻R₁以及发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的发热量计算式。又，发热量计算部305从电信号存储装置401读取与计测对象混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的计测值以及与计测对象混合气体接触的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的计测值。 

(e)在步骤S204，发热量计算部305分别将计测值代入发热量计算式的电阻R_I以及电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的独立变量，计算出计测对象混合气体的发热量Q的值。其后，发热量计算部305将所计算出的发热量Q的值保存于发热量存储装置403，结束第四实施形态所涉及的发热量的测定方法。 

采用以上所说明的第四实施形态所涉及的发热量计算方法，不采用昂贵的气相色谱仪装置或音速传感器，就能够根据与计测对象混合气体接触的第一测温元件62的电阻R₁的值以及与计测对象混合气体接触的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的值，测定计测对象混合气体的混合气体的发热量Q的值。 

天然气由于出产的气田不同其烃的成分比率也不同。又，天然气中除了烃之外，还包括有，氮气(N₂)或碳酸气体(CO₂)等。因此，由于不同的出产气田，包含于天然气的气体成分的体积率不同，即使气体成分的种类已知，天然气体的发热量Q未知的情况也很多。又，即使是同一气田来的天然气，其发热量Q也不一定是始终不变的，其可能随着开采时期而变化。 

以往，在征收天然气的使用费的时候，不是根据天然气体的使用发热量Q而是根据使用体积来进行收费的。然而，由于天然气随着出产气田的不同其发热量Q不同，因此根据使用体积来收费是不公平的。对此，根据第四实施方式涉及的发热量计算方法，可简单地计算得出气体的成分种类为已知但由于气体成分的体积率未知导致发热量Q未知的天然气 体等的混合气体的发热量Q。因此，能够公平地征收使用费。 

又，玻璃加工品制造业中，在对玻璃进行加热加工时，为了将加工精度保持一定，希望能够提供具有一定发热量Q的天然气。因此，正研究能够正确地掌握来自多种气田的天然气体各自的发热量Q，调整使得全部的天然气的发热量Q相同，并在此基础上对玻璃的加热加工工程提供天然气。对此，根据第四实施方式涉及的发热量计算方法，能够正确掌握来自多种气田的天然气体各自的发热量Q，从而保证玻璃的加热加工精度稳定。 

进一步的，根据第四实施方式涉及的发热量计算方法，能够容易地得知天然气体等的混合气体的正确的发热量Q，从而可适当地设定燃烧混合气体时所需要的空气量。由此，可削减无益的二氧化碳(CO₂)的排出量。 

(第五实施形态) 

如图13所示，第五实施形态所涉及的发热量测定系统21除了包含图11所示的第四实施形态所涉及的发热量测定系统21的构成要素之外，还包括：电阻计算式制作部324、电阻计算式存储装置421、系数计算用计测部321、修正系数计算部322、修正系数存储装置422、以及计测值修正部323。图13所示的电阻计算式制作部324、电阻计算式存储装置421、系数计算用计测部321、修正系数计算部322、以及修正系数存储装置422与第二实施形态相同，因此省略其说明。 

计测值修正部323采用修正系数cf(V_L1)，cf(V_L2)，cf(V_L3)对发热量计算用计测部331所计测的表示与计测对象混合气体接触的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的计测值进行修正。在第五实施形态中，发热量计算部305将与计测对象混合气体接触的第一测温元件62的电阻R_I的计测值代入发热量计算式的第一测温元件62的电阻R_I的独立变量。又，发热量计算部305将与计测对象混合气体接触的发热元件61的电阻的被修正了的计测值R_{H_CR}(V_L1)，R_{H_CR}(V_L2)，R_{H_CR}(V_L3)代入发热量计算式的发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的独立变量，计算出计测对象混合气体的发热量Q的值。 

采用第五实施形态所涉及的发热量测定系统21，能够以更高的精度计算计测对象混合气体的发热量Q的值。 

(第六实施形态) 

如图14所示，第六实施形态所涉及的发热量测定系统21除了包含图13所示的第五实施形态所涉及的发热量测定系统21的构成要素之外，还包括：计算式修正用计测部325、 以及发热量计算式修正部327。计算式修正用计测部325、以及发热量计算式修正部327与第三实施形态相同，因此省略其说明。采用第六实施形态所涉及的发热量测定系统21，通过对发热量计算式进行修正，能够以更高的精度计算计测对象混合气体的发热量Q的值。 

(实施例1) 

首先，准备了发热量Q的值为已知的23种样品混合气体。23种样品混合气体都分别包含甲烷(CH₄)、乙烷(C₂H₆)、丙烷(C₃H₈)、丁烷(C₄H₁₀)、氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)中的任意种或全部作为气体成分。例如某样品混合气体包括：90vol％的甲烷、3vol％的乙烷、1vol％的丙烷、1vol％的丁烷、4vol％的氮气和1vol％的二氧化碳。又，某样品混合气体包括：85vol％的甲烷、10vol％的乙烷、3vol％的丙烷和2vol％的丁烷，不包括氮气和二氧化碳。又，某样品混合气体包括85vol％的甲烷、8vol％的乙烷、2vol％的丙烷、1vol％的丁烷、2vol％的氮气和2vol％的二氧化碳。 

接着，分别采用23种样品混合气体，取得图6所示的第一测温元件62的电阻R_I的多个计测值和发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的多个计测值。其后，根据23种样品混合气体的已知的发热量Q的值、第一测温元件62的电阻R_I的多个计测值和发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)的多个计测值，通过支持矢量回归，制作以第一测温元件62的电阻R_I和发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的计算发热量Q的1次方程式、2次方程式和3次方程式。 

在制作计算发热量Q的1次方程式时，校准点可以3至5个为基准适当确定。制作得到的1次方程式由下述(42)式得到。23种样品混合气体的发热量Q以((42)式)式计算，和实际发热量Q比较，其最大误差为2.1％。 

Q＝40.1+23.8×R_H(V_L1)+6.07×R_H(V_L2)-22.8×R_H(V_L3)-11.4×R_I

                                                        ···(42) 

在制作计算发热量Q的2次方程式时，校准点可以8至9个为基准适当确定。以制作得到2次方程式计算23种样品混合气体的发热量Q，和实际发热量Q相比，最大误差为1.2至1.4％。 

在制作计算发热量Q的3次方程式时，校准点可以10至14个为基准适当确定。用制作得到的3次方程式计算23种样品混合气体的发热量Q，并与实际发热量Q比较，发现最大误差不到1.2％。 

(实施例2) 

与实施例1中所使用的样品混合气体一样，准备了发热量Q的值为已知的23种样品 混合气体。在此，将被发热元件61加热前的样品混合气体的温度设定为-10℃、5℃、23℃、40℃、及び50℃。接着，通过支持矢量回归，制作以第一测温元件62的电阻R_I和发热元件61的电阻R_H(V_L1)，R_H(V_L2)，R_H(V_L3)为独立变量、以发热量Q为从属变量的计算发热量Q的3次方程式。这样的话，如图15所示，不管被发热元件61加热前的样品混合气体的温度是多少，被计算出的发热量Q的误差不会产生偏差。