JPH11264772A - 物理量の分布を測定する方法および当該方法を実施するための構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体表面近傍における面垂直方向に関する熱
伝達率の面分布を測定する方法を提供する。 【解決手段】 物体２の表面に、温度変化に応じて発色
状態が変化するとともに光透過性を有する感温液晶を含
んで成る発色材料層１１、１２を設ける。光源６から白
色光を出射し、発色材料層１１、１２からの反射光を観
測装置７により観測する。発色材料層１１、１２の発色
の主成分は互いに異なり、色成分の直交性により、各発
色材料層１１、１２における温度の面分布をそれぞれ独
立して得ることができる。これにより物体２の表面近傍
における面垂直方向の熱伝達率の面分布を近似的に求め
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに重なり合う
ような位置関係を有する少なくとも２つの測定面のそれ
ぞれにおける物理量の分布を測定する方法と、当該方法
を実施するための構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の製品開発において、物体表面近傍
における温度等の物理量の分布を知ることは非常に重要
である。例えば、知りたい物理量が温度である場合に
は、サーモグラフィー等の手法により物体表面の二次元
的な温度分布を観測することが従来から行われてきてい
る。

【０００３】しかし、開発対象となる製品によっては、
三次元的な物理量の分布を知らなければならない場合も
生じてくる。例えば、ガスタービン翼の開発を行う場合
である。

【０００４】近年、ガスタービン翼は、効率向上のため
燃焼温度をより高めるようになってきており、これに伴
い、翼の耐熱性を確保するために、翼の内部に冷却媒体
を通流させて翼を冷却する対応や、翼内部から冷却孔を
介して翼表面に冷却媒体を吹き出させることにより翼表
面に燃焼ガスに比べて低温の冷却媒体の膜を形成し翼部
材への燃焼ガスからの熱伝達を低減する対応がとられて
いる。

【０００５】タービン翼を設計するに際して、運転時の
翼の温度を翼材料の耐熱温度以下に保つことができるか
を事前に予測することは非常に重要であり、このために
は、単に翼表面の二次元的な温度分布を知るだけでな
く、翼表面近傍における熱伝達率、すなわち翼表面の面
垂直方向に関する熱伝達率をも知ることが極めて重要と
なってくる。この熱伝達率を計測するためには、翼表面
を基準として互いに異なる深さ位置での温度を測定する
必要がある。

【０００６】翼表面における熱伝達率は、実際の燃焼ガ
スおよび冷却媒体の流れを模擬した模型実験により求め
ることが多く、この場合、翼表面の面垂直方向に複数個
の熱電対等の温度センサーを埋め込み、面垂直方向の温
度勾配を計測することにより、面垂直方向の熱伝達率を
計測している。

【０００７】しかし、この方法により翼表面の広い領域
にわたって熱伝達率の分布を計測する場合には、数多く
の熱電対を必要とする。また、いかに多くの熱電対を用
意したところで、求められる熱伝達率は離散的にサンプ
ルされたデータに過ぎないため、翼表面上の熱伝達率の
分布を詳細に計測することは難しい。特に、翼内部から
翼表面に冷却媒体を吹き出させる構造の翼の場合には、
翼表面での燃焼ガスと冷却媒体との流れが複雑なものと
なり、翼表面の熱伝達率分布も複雑なものとなるため、
有効な解析を行うためにはきめ細かくかつ広範囲にわた
った熱伝達率データの取得が必要となるのであるが、上
述した熱電対を用いる方法では要求される精度でデータ
を取得することは困難である。

【０００８】このため、より精度の高い熱伝達率の分布
の解析を行うために、翼表面近傍において、面垂直方向
の互いに異なる位置に位置する２つの面上における温度
分布を各面上において連続的に測定する方法の開発が望
まれている。このような要求は、タービン翼の開発に限
らず、他の製品開発においても高く、また、計測対象と
する物理量は温度にも限定されず、電気的変量または磁
気的変量についても同様なニーズが高い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実状に鑑
みなされたものであり、互いに重なりあうような位置関
係をもって配置された少なくとも２つの測定面上におけ
る物理量の分布を、各測定面において連続的に測定する
方法を提供するとともに、当該方法を実施するための構
造物を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、物理量の変化に対応して発色状態が変化
する第１の発色材料層に、所定の方向から、所定の波長
を持った光を照射する工程と、前記第１の発色材料層に
積層され、物理量の変化に対応して発色状態が変化する
光透過性を有する第２の発色材料層に、所定の方向か
ら、所定の波長を持った光を照射する工程と、前記第１
の発色材料層と、前記第２の発色材料層との発色状態を
観測する工程と、前記第１の発色材料層と、前記第２の
発色材料層との発色状態を観測した結果に基づき、前記
第１の発色材料層と、前記第２の発色材料層との物理量
を算出する工程と、を有することを特徴とする物理量の
分布を測定する方法を提供する。

【００１１】また、本発明は、物体と、前記物体の表面
上に直接的または間接的に設けられ、特定の物理量の変
化に対応して発色状態が変化する第１の発色材料層と、
前記第１の発色材料層の上に直接的または間接的に設け
られ、前記特定の物理量の変化に対応して発色状態が変
化するとともに光透過性を有する第２の発色材料層と、
を備えた構造物を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。なお、以下の実施形態の説明
においては、測定対象である物理量が温度である場合に
ついて説明する。

【００１３】［第１の実施の形態］まず、図１により第
１の実施形態について説明する。本実施形態は、物体２
の表面近傍における表面に対して垂直方法（以下、「面
垂直方向」ともいう）に関する熱伝達率を近似的に測定
することを目的として本発明を適用した例を示すもので
ある。すなわち、以下の本実施形態の説明においては、
図１に示すように物体２Ａの表面に非常に薄い計測用積
層体１０Ａを設けて計測用構造物（構造物）１Ａを構成
し、この計測用構造物１Ａを適当な熱流動が生じる環境
下に置き、この状態で計測用積層体１０Ａの積層方向に
関する熱伝達率を求めることにより、物体２Ａの表面近
傍における熱伝達率を近似的かつ精度良く求める方法に
ついての説明がなされる。

【００１４】図１に示すように、計測用積層体１０Ａ
は、温度の変化によって発色状態の変化する第１の発色
材料層１１および第２の発色材料層１２と、これら第１
および第２の発色材料層１１、１２の間に設けられた光
透過性を有する材料により形成された透明材料層１５と
を有する。なお、図１において、符号５は、計測用構造
体１Ａ周囲の空気、水等の流体を示している。

【００１５】透明材料層１５は、例えば塩化ビニル、ポ
リエチレン、アクリル、ガラス等の実質的に無色透明な
材料により形成されている。

【００１６】また、第１の発色材料層１１および第２の
発色材料層１２は、温度によって発色状態が変化する感
温液晶を含んで成る層である。これら発色材料層は、例
えば感温液晶をマイクロカプセル化してこれにバインダ
を添加したものを塗布して硬化させることにより形成さ
れる。感温液晶としては、例えばコレステリック液晶ま
たはカイラルネマテティック液晶が用いられる。これら
の液晶は、光が入射すると、その構造の特異性に起因し
て特定の波長範囲の光のみをその内部の層で反射し、他
の波長の光は透過するという特性を有している。また、
これらの液晶は、置かれる環境の変化、例えば磁界若し
くは電界の強さ、または温度等の物理量の変化により内
部構造が変化して、光の反射特性、すなわち発色特性が
変化するという性質を有する。

【００１７】本実施形態は、後述するように、上層の第
２の発色材料層１２の発色を観測するのみならず、下層
の第１の発色材料層１１の発色を上層の第２の発色材料
層１２を通して観測するものであるから、第１の発色材
料層１１および第２の発色材料層１２にそれぞれ含まれ
る感温液晶は、下層の第１の発色材料層１１の発色の観
測が第２の発色材料層１２の発色により妨げられること
がないように、予測される計測温度範囲において互いに
異なる発色特性を有するものが選定される。

【００１８】ここで、予測される計測温度範囲が第１お
よび第２の発色材料層１１、１２のそれぞれの表面１１
ａ，１２ａのいずれにおいても温度ａから温度ｂの範囲
であるとした場合に、第１および第２の発色材料層１
１、１２用に使用される感温液晶の発色特性を図２およ
び図３にそれぞれ示す。なお、本実施形態において、
「発色特性」とは、感温液晶に対して白色光を照射した
場合に、それぞれが発色する色を３色成分、すなわちＲ
（Red ）成分、Ｇ（Green ）成分、Ｂ（Blue）成分に分
解した場合の各成分の強度と温度との関係を意味する。

【００１９】図２に示す感温液晶、すなわち第１の発色
材料層１１として使用される感温液晶の発色特性は、温
度ａから温度ｂまでの温度範囲において、３色成分のう
ちＲ成分の強度が最も強く、Ｇ成分およびＢ成分の強度
はＲ成分の強度に比べて非常に低くなっている。また、
温度変化に対する強度の変化率についても、Ｒ成分の変
化率がＧ成分およびＢ成分の変化率に比べて非常に大き
くなっている。

【００２０】一方、図３に示す感温液晶、すなわち第２
の発色材料層１２として使用される感温液晶の発色特性
は、温度ａから温度ｂまでの温度範囲において、３色成
分のうちＧ成分の強度が最も強く（以下、３色成分のう
ち強度が最も強い成分を「主要発色成分」ともいう）、
Ｒ成分およびＢ成分の強度はＧ成分の強度に比べて非常
に低くなっている。すなわちＲおよびＢは、第２の発色
材料層１２を透過するのである。また、温度変化に対す
る強度の変化率についても、Ｇ成分の変化率がＲ成分お
よびＢ成分の変化率に比べて非常に大きくなっている。

【００２１】なお、各発色材料層の発色特性は、上記の
ものに限定されるものではなく、それぞれの主要発色成
分が互いに異なっていればよい。感温液晶の発色特性、
すなわち光反射特性は、感温液晶を構成する複数の材料
を適宜調合することにより調整が可能である。

【００２２】以上のような構成を有する計測用構造体１
Ａは、典型的には、物体２の表面に第１の発色材料層１
１、透明材料層１５、第２の発色材料層１２を、順次、
塗布することにより得られる。なお、物体２表面の反射
が問題になる場合には、第１の発色材料層１１と物体２
Ａの表面に無反射層（黒色層）を更に追加して設けても
よい。

【００２３】次に、上記構成を有する計測用積層体１０
Ａを用いて、物体２Ａの表面近傍における熱伝達率を測
定する方法について説明する。

【００２４】まず、物体２Ａの表面に計測用積層体１０
Ａを設けてなる計測用構造体１Ａを所定の計測環境下に
配置する。次いで、光源６から計測用構造体１Ａの表面
に向けて所定の波長を持った光、好ましくは白色光を照
射し、第１の発色材料層１１の表面１１ａおよび第２の
発色材料層１２の表面１２ａからの反射光を適当な観測
装置７、例えばＣＣＤカメラにより観測する。

【００２５】次に、観測装置７により観測された発色材
料層１１、１２からの反射光から各色成分を抽出する。

【００２６】前述したように、第１の発色材料層１１お
よび第２の発色材料層１２の感温液晶は主要発色成分が
異なるため、色成分どうしの直交性から、第１の発色材
料層１１および第２の発色材料層１２の感温液晶の発色
状態の変化は、他方の発色の変化により影響を受けるこ
となく解析が可能である。

【００２７】従って、各色成分の強度分布を解析し、温
度と色成分の強度との既知の関係に基づいて、第１の発
色材料層１１および第２の発色材料層１２のそれぞれの
表面１１ａ，１２ａの温度を独立して求めることができ
る。すなわち、互いに重なりあうような位置関係を有す
る２つの測定面（表面１１ａ，１２ａ）の温度を独立し
て求めることができる。

【００２８】いま、物体周囲の流体５の温度がＴf 、物
体２Ａの温度がＴm で、Ｔm に比べてＴf が高い場合に
は、流体５の流動状態によって異なる熱流束ｑの熱の流
れが流体５から物体２Ａに向かって生じる。第１の発色
材料層１１の表面１１ａにおける温度をＴ1 、第１の発
色材料層１１の表面１１ａにおける温度をＴ0 とする
と、熱流束ｑは次のように求められる。

【００２９】

【数１】 ここで、λ0 およびλ1 は、それぞれ第２の発色材料層
１２および光透過性材料層１５の熱伝導率、Ｌ0 および
Ｌ1 は、それぞれ第２の発色材料層１２および透明材料
層１５の厚さである。

【００３０】流体５の流動状態に対応した局所熱伝達率
αは次のように求められる。

【００３１】

【数２】 本実施形態によれば、第１の発色材料層１１の表面１１
ａの温度Ｔ1 および第２の発色材料層１２の表面１２ａ
の温度Ｔ0 は、いずれも物体２Ａの表面の広い範囲にお
いて連続的に観測することができる。このため、物体２
Ａの表面近傍における局所熱伝達率αも、物体２Ａの表
面の広い範囲において連続的に観測することが可能とな
る。

【００３２】すなわち本実施形態によれば、物体２Ａの
表面近傍の２つの測定面における温度（第１の物理量）
を連続的に面分布として求めることが可能となる。これ
により各測定面の互いに対応する位置の温度を比較する
ことにより物体２Ａの表面近傍における垂直方向の温度
変化を連続的に面分布として求めることが可能となるた
め、物体２Ａの表面近傍における面垂直方向の熱伝達率
（第２の物理量）の分布を物体表面の広い範囲において
連続的に面分布として観測することが可能となる。

【００３３】なお、上記実施形態においては、照射する
光を白色光としたが、照射する光はこれに限定されるも
のではない。すなわち、上記の手法による計測が可能で
あるならば、所定の波長（波長成分）を持つ白色光以外
の光を照射してもよい。

【００３４】［第１の実施形態の応用例］次に、第１の
実施形態の応用例について図４を参照して説明する。以
下に説明する応用例は、第１の実施形態をタービン翼の
表面近傍における局所的熱伝達率の模型実験による解析
に応用したものである。

【００３５】図４に示すように、計測用構造体（タービ
ン翼模型）１Ｂは、タービン翼を模擬した物体２Ｂの表
面に第１の発色材料層１１、透明材料層１５、および第
２の発色材料層１２を順次積層して構成されている。冷
却媒体６を通流させる冷却孔７は、上記物体２Ｂ、第１
の発色材料層１１、透明材料層１５および第２の発色材
料層１２を貫通して形成されている。

【００３６】ここに示したタービン翼模型１Ｂは、ター
ビン翼内部から翼表面に冷却媒体を吹き出させ、翼部材
への燃焼ガスからの熱の伝達を軽減する方法を研究する
際に行われる熱伝達率解析に用いられる。冷却媒体６の
吹き出しによって物体２Ｂ表面の冷却孔７の周辺には主
流８と冷却媒体６との複雑な流動状態が生じ、特に冷却
孔７の下流側の熱伝達率を詳細に知ることが、冷却孔の
設計において重要である。この応用例では、冷却孔下流
の局所熱伝達率を連続的に観測することが可能で、冷却
孔の性能に対する評価が容易に行うことができる。

【００３７】なお、この応用例を、ガスタービンプラン
トを構成するコンプレッサ翼の解析に用いることもでき
る。また、応用対象は模型に限らず、実際の装置におけ
る翼の熱解析に用いることもできる。

【００３８】［第２の実施形態］次に、図５を参照して
第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、
第１の実施形態に対して第２の発色材料層を断続的に除
去した点が異なり、他は第１の実施の形態と略同一であ
る。第２の実施形態において、第１の実施の形態と同一
部分については同一符号を付し、重複する説明は省略す
る。

【００３９】第１の実施例で説明したように、積層され
た複数の感温液晶の発色特性を異なったものとすること
により、下層の感温液晶の発色が上層の感温液晶の発色
に妨げられることなく観測できるようにしている。しか
し、より広い温度範囲において観測を行う場合には、下
層の感温液晶の発色特性と上層の感温液晶の発色特性と
が干渉し、温度の同定に影響することがありうる。

【００４０】そこで、本実施形態においては、図５に示
すように第２の発色材料層１２を断続的にかつ規則的に
除去して、透明材料層１５の一部を外方に露出させてい
る。第２の発色材料層１２の除去部分は透明材料層１５
の突起部１５ａにより充填されている。これにより、計
測用積層体１０Ｂの表面は、凹凸のない平面となってい
る。

【００４１】本実施形態においては、透明材料層１５の
突起部１５ａを介して、下層の第１の発色材料層１１の
感温液晶の発色状態を直接観測することができるため、
突起部１５ａ周辺における色の変化を見ることによっ
て、下層の第１の発色材料層１１の感温液晶の発色に対
して上層の第２の発色材料層１２の感温液晶の発色が及
ぼす影響を知ることができる。ここで得られた第２の発
色材料層１２の感温液晶の影響は、突起部１５ａ以外の
部位の観測結果における第１の発色材料層１１の感温液
晶の温度同定における補正に用いることができる。ま
た、突起部１５ａの周辺においては、第１の発色材料層
１１の感温液晶の発色と第２の発色材料層１２の感温液
晶の発色状態に基づいて、両者が干渉しあうような広い
温度範囲においても、補正なしに直接、熱伝達率を求め
ることができる。

【００４２】［第３の実施形態］次に、図６により第３
の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１
の実施形態に対して透明材料層を除いた点が異なり、他
は第１の実施の形態と略同一である。第２の実施形態に
おいて、第１の実施の形態と同一部分については同一符
号を付し、重複する説明は省略する。

【００４３】本実施形態によれば、透明材料層がないた
め、物体表面に２層の発色材料層をより薄い状態で積層
することができ、物体２表面にうねりがあるような場合
にも容易に発色材料層を積層することができる。また、
本実施形態によれば、既存の物体の表面に、付加的に感
温液晶を積層することも容易に可能で、本発明をより幅
広い測定対象について応用することができる。

【００４４】なお、本実施形態の場合、流体５の流動状
態に対応した局所熱伝達率αは下式により求めることが
できる。

【００４５】

【数３】 ここで、λ0 は第２の発色材料層１２の熱伝導率、Ｌ0
は第２の発色材料層の厚さ、Ｔ0 、Ｔ1 、Ｔf は、それ
ぞれ第２の発色材料層１２の表面の温度、第１の発色材
料層１１の表面の温度、流体５の温度である。

【００４６】［第４の実施形態］次に、図７および図８
により第４の実施形態について説明する。第４の実施形
態は、第１の実施形態に対して、発色材料層および透明
材料層が更に１層ずつ追加的に設けられている点が異な
り、他は第１の実施の形態と略同一である。第４の実施
形態において、第１の実施の形態と同一部分については
同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００４７】図７に示すように、本実施形態に係る計測
用積層体１０Ｄは、第１の実施形態に係る計測用積層体
１０Ａの第２の発色材料層１２の上に、透明材料層１５
および第３の発色材料層１３を順次積層した構成となっ
ている。

【００４８】第１、第２および第３の発色材料層１１、
１２、１３の感温液晶は、発色の主要成分が互いに異な
るものが用いられている。従って、第１および第２の発
色材料層１１、１２の感温液晶の発色の主要成分がそれ
ぞれＲおよびＧであるため、ここでは、第３の発色材料
層１３の感温液晶は、図８に示すようにその発色の主要
成分がＢであるものが用いられる。

【００４９】これによって、色成分どうしの直交性か
ら、第１の発色材料層１１の感温液晶の発色状態の変化
は、第２および第３の発色材料層１２、１３の感温液晶
の発色によって妨げられることなく観測され、第２の発
色材料層１２の感温液晶の発色状態の変化は、第３の発
色材料層１３の感温液晶の発色によって妨げられること
なく観測することができる。

【００５０】これまでに説明した実施形態においては、
いずれも物体表面の熱の流れは表面に垂直方向であるこ
とを仮定していたが、条件によっては物体表面で表面に
沿った方向の熱の流れが存在することもあり得る。本実
施形態では、物体表面の３層について温度を観測するこ
とが可能で、このため、第１の発色材料層１１から第３
の発色材料層１３までの間において、表面に沿った方向
への熱の流れがある場合には、これを、第２の発色材料
層１２から第３の発色材料層１３までの間における表面
に垂直な方向への熱の流れと、第１の発色材料層１１か
ら第２の発色材料層１２までの間における表面に垂直な
方向への熱の流れとの差として観測することができる。

【００５１】なお、以上説明した第１乃至第４の実施形
態において、用いられている各発色材料層はすべて光透
過性を有するものであったが、最も物体２Ａ（２Ｂ）に
近い側に位置する発色材料層１１、すなわち観測位置か
ら最も遠い位置にある発色材料層は必ずしも光透過性を
有する必要はないことは明らかである。従って、第１の
発色材料層１１の発色は必ずしも感温液晶によるもので
なくてもよい。

【００５２】［第５の実施形態］次に、図９により第５
の実施形態について説明する。第５の実施の形態は、上
述した第１乃至第４の実施形態と異なり、光透過性を有
する透明な物体２Ｃ自体の熱通過率を測定するためのも
のである。なお、物体２Ｃと、物体２Ｃの両側面に配置
された第１の発色材料層１１および第２の発色材料層１
２とからなる構造物１Ｆは、第１の実施形態における計
測用構造体１０と実質的な構成は同一である。第５の実
施形態において、第１の実施の形態と同一部分について
は同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００５３】本実施形態に係る構造物１Ｆは、流体５Ａ
と流体５Ｂの流れの間に配置される。そして、第１の発
色材料層１１および第２の発色材料層１２の感温液晶の
発色に基づいて同定された第１の発色材料層１１および
第２の発色材料層１２の温度に基づいて、流体５Ａと流
体５Ｂとの間における透明な物体２Ｃの熱通過率を測定
することができる。

【００５４】なお、上述した第１乃至第５の実施形態の
説明においては、物理量として温度の例をとり、発色材
料として感温液晶を例にとり説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではない。すなわち本発明が測定対象
とする物理量としては、例えば圧力、応力、歪み、電
場、磁場等の物理量でもよい、また、発色材料として液
晶以外の化学物質でもよい。

【００５５】例えば、物理量として電圧をとった場合に
は、電圧分布の観測をもとに物体表面の電流分布を広い
範囲において連続的に観測することができる。

【００５６】また、例えば、物理量として歪みをとった
場合には、歪み分布の観測をもとに物体表面の応力分布
を広い範囲において連続的に観測することができる。こ
の場合には、例えば応力に反応してつぶれて発色するカ
プセルをバインダ中に分散させたものを物体表面に塗布
硬化させることにより発色材料層を構成すればよい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
互いに重なりあうような位置関係をもって配置された少
なくとも２つの測定面上における物理量の分布を、各測
定面において連続的に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る計測方法および構造物の第１の実
施形態を説明するための断面図。

【図２】第１の実施形態に用いられる感温液晶の発色特
性を示す線図。

【図３】第１の実施形態に用いられる感温液晶の発色特
性を示す線図。

【図４】第１の実施形態の応用例を示す図であって、図
４（ａ）は、タービン翼モデルの一部破断斜視図、図４
（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す図。

【図５】本発明に係る構造物の第２の実施形態を説明す
るための断面図。

【図６】本発明に係る構造物の第３の実施形態を説明す
るための断面図。

【図７】本発明に係る構造物の第４の実施形態を説明す
るための断面図。

【図８】第４の実施形態に用いられる感温液晶の発色特
性を示す線図。

【図９】本発明に係る構造物の第５の実施形態を説明す
るための断面図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ 構造物 ２Ａ 物体 ２Ｂ （物体の一例としての）タービン翼模型 １１、１２、１３ 発色材料層 １５ 透明材料層

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物理量の変化に対応して発色状態が変化す
   る第１の発色材料層に、所定の方向から、所定の波長を
   持った光を照射する工程と、 前記第１の発色材料層に積層され、物理量の変化に対応
   して発色状態が変化する光透過性を有する第２の発色材
   料層に、所定の方向から、所定の波長を持った光を照射
   する工程と、 前記第１の発色材料層と、前記第２の発色材料層との発
   色状態を観測する工程と、 前記第１の発色材料層と、前記第２の発色材料層との発
   色状態を観測した結果に基づき、前記第１の発色材料層
   と、前記第２の発色材料層との物理量を算出する工程
   と、を有することを特徴とする物理量の分布を測定する
   方法。
2. 【請求項２】前記各発色材料層は、前記物理量の変化に
   対して互いに異なる発色特性を有することを特徴とす
   る、請求項１に記載の物理量の分布を測定する方法。
3. 【請求項３】前記物理量が温度であることを特徴とす
   る、請求項１に記載の物理量の分布を測定する方法。
4. 【請求項４】物体の表面近傍における面垂直方向に関す
   る熱伝達率を求める方法において、 感温液晶を含んで成る第１の発色材料層を前記物体の表
   面上に直接的または間接的に設ける工程と、 前記第１の発色材料層の上に光透過性を有する透明材料
   層を設ける工程と、 前記光透過性材料層の上に第２の発色材料層を設ける工
   程と、 所定の観察位置から前記第１および第２の発色材料層の
   発色状態を観測する工程と、 前記第１および第２の発色材料層の発色状態と温度との
   関係に基づいて、前記第１および第２の発色材料層にお
   ける温度を算出する工程と、 前記発色材料層および前記光透過性材料層の熱伝導率と
   前記第１および第２の発色材料層の温度分布に基づい
   て、前記面垂直方向に関する熱伝導率を求める工程と、
   を備えたことを特徴とする方法。
5. 【請求項５】物体と、 前記物体の表面上に直接的または間接的に設けられ、特
   定の物理量の変化に対応して発色状態が変化する第１の
   発色材料層と、 前記第１の発色材料層の上に直接的または間接的に設け
   られ、前記特定の物理量の変化に対応して発色状態が変
   化するとともに光透過性を有する第２の発色材料層と、
   を備えたことを特徴とする構造物。
6. 【請求項６】前記第１の発色材料層と前記第２の発色材
   料層との間に、光透過性を有する透明材料層が設けられ
   ていることを特徴とする請求項５に記載の構造物。
7. 【請求項７】前記第１および第２の発色材料層は、前記
   物理量の変化に対して互いに異なる発色特性を有するこ
   とを特徴とする請求項５に記載の構造物。
8. 【請求項８】前記物理量が温度であることを特徴とする
   請求項５乃至７のいずれかに記載の構造物。
9. 【請求項９】前記第１および第２の発色材料層は、温度
   変化に対応して発色状態が変化する感温液晶を含む層で
   あることを特徴とする請求項８に記載の構造物。
10. 【請求項１０】前記物体が、ガスタービンシステムを構
    成するガスタービン翼若しくはコンプレサ翼、またはガ
    スタービン翼若しくはコンプレサ翼の実験用模型である
    ことを特徴とする、請求項８に記載の構造物。