JPH0119241B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度変化による電気抵抗の変化を利用
して流体または固体の温度を測定する測温抵抗
体、流体の流れの中に置いた場合の温度変化によ
る電気抵抗の変化を検出してこれによつて流体の
流速を測定する流速計測用センサー、またはシー
ズヒーターなどの抵抗線を細管内に固定し保護す
る方法にかかるものである。

従来この種の測温抵抗体、計測器用センサーな
どは抵抗の温度係数の大きな細線（５〜40ミクロ
ン）たとえばタングステン線、ニツケル線または
白金線等を抵抗線として真直または螺旋状態の裸
線でそのままあるいは絶縁体の表面に巻きつけた
状態で使用しているが、裸線の状態で用いる場合
にはしばしば切断して使用不能となり、一方絶縁
体の表面に抵抗線を巻いて使用するものは形状不
安定でまた流体中の塵埃が付着した場合清掃が極
めて困難でありまた湿度の影響を受け易く測定精
度が大きく狂う欠陥があり、尚又このようなセン
サーでは液体の温度または流速の測定は不可能で
ある。

かかる欠点を除去するためセンサーの熱敏感抵
抗体を硬質チユーブの中にマグネシア等の無機絶
縁体粉末または絶縁性の有機高分子接着剤ととも
に封入し固定する方法が実施されたが、かかか充
填方式では硬質チユーブの内径が微小なものは無
機絶縁体粉末等の填入が不可能であり、従つて微
小なセンサーは製作し得ず、センサー自体が大き
くなるため測定すべき流体と抵抗体とが熱平衡に
達するのに時間を要し、流体の変動する温度また
は流速を測定するに適せず、また有機高分子接着
剤とともに封入する方法では一般に200℃程度以
上の高温に耐え得ない欠点があつた。

本発明は以上の如き欠点を除去し、小型で応答
性が速く且つ高温に耐え、正確に温度または流体
の流速を測定し得る計測器用センサー（熱敏感抵
抗体）あるいは高温用のシーズヒーターを提供す
ることを目的とするもので、この目的は本発明に
より抵抗線を挿入した細管内に遠心力を利用して
セラミツク粉末またはその分散液を充填し焼成す
ることにより達成される。

以下実施例を図面について説明すれば、第１図
に示す如く径20ミクロンの白金細線を径約0.35mm
の螺旋状に巻いた抵抗細線２の両端に径0.2mmの
白金リード線１，１を電気溶接等によつて接続
し、アルミナまたはシリカ或はその混合物よりな
る内径0.5mm、長さ約４mmのセラミツク細管３に
リード線１，１と抵抗細線２との溶着部が納まる
ように該白金抵抗細線２を挿通し、セラミツク細
管３の外側にたとえば熱収縮性プラスチツクチユ
ーブで作つたモールド５を被嵌して白金リード線
１の一部をモールド５より突出させ適宜の接着剤
で仮止し他側の白金リード線１は瞬間接着剤６に
よりモールド５の一部に固定した後、セラミツク
粉末たとえば粒子径７ミクロン以下のアルミナ粉
末50％とシリカ粉末50％との混合微粉末を約３倍
量の水、メチルアルコール等適宜の揮発性液体に
混和して得た泥漿状分散体４をモールド５内に注
入し、第２図に示す如く遠心器７の保持具８に挾
持し直径30cm、1000r.p.m.で廻転し遠心力Ｃを加
えると約20分間でセラミツク細管３内のセラミツ
ク粉末の充填率は95％に達するので、その後上澄
液を除去し80〜100℃で約１時間加熱乾燥する。
状況によつては分散体の注入および遠心分離を２
段階に分けて行なう。

かくして第３図に示す如くセラミツク粉末４ａ
を充填した後セラミツク細管３の両開口部に４
ｂ，４ｂの如く1200℃程度で焼結するセラミツク
の泥漿たとえばアルミナ粉末70％と硬質ガラス粉
末30％との混合物を約２倍量の水、メチルアルコ
ール等適宜の揮発性液体に混和して得た泥漿状分
散体を追加充填して80〜100℃で約１時間乾燥後、
１時間で約400℃に昇温し約400℃に２時間維持し
てプラスチツクモールド５を焼失せしめ、３時間
で約1200℃に昇温し、約1200℃に約30分間維持し
てセラミツク粉末４ａを焼成し、セラミツク管内
の空気、吸着ガス、水蒸気等を完全に追出し、セ
ラミツク４ｂ，４ｂを焼結し常温まで約10時間か
けて徐冷すると、白金抵抗細線２はセラミツク管
３内に焼成セラミツクによつて固定される。充填
セラミツク４ａとしてセラミツク４ｂと同質のも
のを用いれば白金抵抗細線２と一体的に焼結する
こともできる。

第４図乃至第６図は本発明の他の実施例を示す
もので、第４図および第５図に示す如く２本の透
孔を穿つたセラミツク製円柱体３ａを用意し、リ
ード線１，１を両端に電気溶接した抵抗細線２を
前記２本の透孔に挿通し、セラミツク製円柱体３
ａの外側にモールド５を被嵌してリード線１，１
の一部をモールド５より突出させ適宜の接着剤で
仮止した後、セラミツク粉末４ａをモールド５内
に注入し、第２図について説明した如く遠心力Ｃ
によりセラミツク製円柱体３ａ内へのセラミツク
粉末４ａの充填率を増加しその後80〜100℃にて
約１時間乾燥し、第６図に示す如くセラミツク製
円柱体３ａの両開口部に４ｂ，４ｂの如く実施例
１に例示したセラミツク泥漿を追加充填し乾燥し
て後セラミツク粉末４ａを焼成または焼結し、セ
ラミツク４ａ，４ｂを焼結する。

以上実施例ではリード線１および抵抗細線２と
して白金を、細管３としてアルミナ等セラミツク
を、また充填するセラミツク粉末４ａ，４ｂとし
てアルミナ粉末とシリカ粉末あるいは硬質ガラス
粉末との混合物を使用したが、リード線１、抵抗
線２には外気により表面酸化を起さない範囲で適
宜導体を使用することができ、また細管３の材料
としてはムライト、ジルコニア等のセラミツクあ
るいは金属を、セラミツク粉末４ａ，４ｂの材料
としてはアルミナ、シルカ、マグネシア、石英ガ
ラス等またはその混和物を使用し得る。尚セラミ
ツク管３と充填用セラミツク粉末４ａと抵抗線２
とは熱膨張係数が可及的等しくなるように夫々の
材料を選定し組合わせる必要があり、温度の変化
により電気抵抗の変化を利用する計測器用センサ
ーとして使用する場合には抵抗細線２として抵抗
の温度係数の大きい白金、タングステン、ニツケ
ル、ステンレス鋼、洋銀、燐青銅等の導線を使用
する。勿論抵抗細線２は螺旋状のものに限られず
真直のものを使用することもある。

本発明は以上の如く構成されているので、たと
えば外径0.8mm、内径0.5mm、長さ４mmのセラミツ
ク管３を用い、白金抵抗細線１の径を20〜50ミク
ロン、その螺旋状部の長さ３mm（抵抗1.0〜３オ
ーム）、白金リード線２の径を0.2〜0.4mm程度に
構成することにより測温抵抗体として−200〜＋
600℃の範囲で正確に且つ応答速度0.1〜２秒以内
に迅速に測定することができ、また該センサーと
周囲の流体との熱伝達量により流体の流速を測定
する場合には上記同様−200〜＋200℃の範囲で
0.1〜50ｍ／sec.程度の流速を±２％以内の誤差で
正確に且つ応答時間0.5秒程度で迅速に測定する
ことができ、また耐衝撃性、耐熱性にすぐれた流
体中の活性ガス、化学薬品等に対する抵抗も極め
て大きい。抵抗線１あるいはリード線２として白
金以外の導体を使用する場合はその耐熱性、耐酸
化性、耐薬品性によつて測定する流体またはその
温度に制限を受ける。

本発明は上記の如く極めて小さな管内に抵抗線
とともに無機質絶縁物を高密度で充填することが
でき、従つてこの方法で製作した計測器用センサ
ーは従来の計測器用センサーに比し熱容量が極め
て小さく従つて熱応答が極めて速く且つ正確に測
定することができしかも物理的強度が強く、測温
抵抗体、流速測定用センサー、温度補償用抵抗体
等として使用し得るとともに、本発明の方法によ
り高温用シーズヒーターも同様に製造することが
でき、何れの場合にも何等特殊な設備、技術を要
せず簡易確実に製造し、廉価に供給し得る効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す中央断面図、
第２図は遠心分離の工程を示す平面図、第３図は
第１図の方法により細管内に固定された抵抗細線
の中央断面図、第４図は本発明の他の実施例を示
す中央断面図、第５図は第４図のＡ−Ａ線断面
図、第６図は第４図および第５図の方法により細
管内に固定された抵抗細線の中央断面図である。 尚図中５はモールドを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リード線１，１を両端に溶接した抵抗線２を
   細管３内に挿通し、細管３内にセラミツク粉末ま
   たはその分散液４を充填し、遠心力によりセラミ
   ツク粉末の充填密度を増加した後焼成してセラミ
   ツクを抵抗線２と一体的に構成することを特徴と
   する抵抗線を細管内に固定する方法。