JPH0225605A - 流体の状態をモニターする計測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は示差温度検知装置を組込んだ計測及びモニター
システムに係わり、特に蒸気タービンシステムの蒸気抽
出管のような圧力容器における水の存在を検出するため
の、改良型スブリットウヱル（ｓｐｌ　ｉｔ−ｗｅｌ　
１）示差温度センサを組込んだかかるシステムに係わる
。

公知のように、示差温度センサは熱力学及び流体原理を
利用して液状またはガス状物質流の存否及び／または発
生または停止を選択的に感知する。米国特許第３，３６
８，９４２号（Ｄｅａｎｓ）は流動停止検知器として利
用される公知の示差温度センサの１例を開示している。

このセンサまたはプローブは１つのヒータ・プローブを
熱接続した１対の熱感知プローブから成り、感知プロー
ブ及びヒータ・プローブは材料が流れる導管内に導入さ
れる。ヒータ・プローブは１対の感知プローブのうち、
一方の感知プローブに近接させてあり、流れが存在しな
い時、ヒータ・プローブに近いこの感知プローブは他方
の感知プローブよりも高温になり、流体材料が流動して
プローブを通過するとヒータ・プローブから熱が奪われ
、雨感知プローブ間の温度差が減少または消滅する。

米国特許第３，８９８，６３８号（Ｄｅａｎｓ氏等）は
基本構造がこれより古いＤｅａｎｓ特許第３．３６６．
９４２号のものと同じであるが、測定精度を高めるよう
に温度感知プローブの内部構造に改良を加えた示差温度
センサを開示している。該特許に記載されているように
、ヒータ・プローブにより同温度感知プローブの選択加
熱は例えばヒータ・プローブと同温度感知プローブのう
ちヒータ・プローブにより近く配置された温度感知プロ
ーブとの間の熱分路によりて達成されるが、静止媒体に
おける対流及び／または伝導と分路中での伝導も両プロ
ーブへ選択的に熱を搬送するのに寄与する。

上記示差温度感知プローブと同様、１対の温度センサと
、その一方に近接配置したヒータ素子とから成る示差温
度センサの他の実施例が米国特許第４，４４９，４０３
号（ＭｃＱｕｅｅｎ氏）に開示されている。ＭＣＱｕｅ
ｅｎ装置はその特別な用途のため、原子炉容器の案内管
内において上下方向に積み重ねたアレイの形でこのよう
なセンサを多数利用する必要があり、これら複数のセン
サからの出力が特に燃料棒領域における冷却材の湿／乾
状態を示唆する。このような原子炉容器において特に注
意しなければならないのは空隙、例えば蒸気による空隙
の存在であり、これは該燃料棒から原子炉冷却材を押し
のけるため冷却不足が生じ、オーバヒートの原因となり
易い、３つの状態、即ち、サブクール状態（正常稼動状
態）；飽和液体（沸騰状態）；及び飽和蒸気（空隙状態
）下の冷却材の性質の感知に利用する複合装置が詳細に
開示されている。該特許に記載されているように、状態
が不適正な場合、圧力パルスを発生させる“クォータ・
ハンマー”効果が現われ、これがパイプ、パイプ支持構
造、タンク、弁など重要な設備を破壊するおそれがある
。

米国特許第４，４４０，７１７号（Ｂａｖｉｌａｃｑｕ
ａ氏等）も上下方向に間隔を置いて原子炉容器内に複数
のセンサを配置した計測システムを開示しており、各セ
ンサは１対の熱電対線の１つを加熱するヒータを含み、
それぞれの絶対温度だけでなく両者の温度差をも測定す
ることによって容器内の冷却液レベルを検出するもので
あり、ここでも液体への熱伝達とガスまたは蒸気への熱
伝達との間の熱伝達特性の差を利用して液体レベルを感
知する。原子力容器またはその他の加圧水システムに使
用される同様のセンナ及び関連システムが米国特許第４
，４１８，０３５号（Ｓｍｉｔｈ氏）及び第４，４３９
，３９６号（Ｒｏｔｓｔａｄ氏）に開示されている。Ｓ
ｍ１ｔｈ特許第４．４１８，０３５号はこのようなセン
サを利用する多機能モニター・システムのブロックダイ
ヤグラムをも開示している。

本発明の示差温度センサ及び計測システムは上述したい
くつかの特許の場合と同様に原子炉システムの圧力容器
の計測及びモニターに使用するなどその用途は広い範囲
に亙るが、特にタービン発電機の運転及び予防的保守に
関連して開発されたこの種の発電機において蒸気タービ
ンへの水または低温蒸気流入に起因する問題は装置が老
朽化するに従って深刻になり、特に周期的及び／交代運
転されることが多いだけに深刻化している。熱サイクル
において装置が誤動作すると、主蒸気入口管、高温再熱
蒸気入口管、低温再熱蒸気管、抽出管、パツキン押え式
蒸気密封システム、タービン・ドレンなと種々の個所に
蒸気流入が起こる可能性がある。水または低温蒸気の流
入によりて生ずる構造破壊や機械的誤動作のほかに、予
期しない設備の運休も深刻な問題である。

流入が起こる個所を特定するだけでなく、発生する流入
のタイプ、即ち、水流入事象のタイプを識別しなければ
ならない。例えば、タービン側のパイプに水腹流の形で
流入が起こることがあり、これは多くの場合、パイプの
低温側における蒸気の復水やオーバスプレー状態に起因
する。液滴または“粒状”流の形で現われることもあり
、見た目には大小さまざまの、蒸気と混合した連続的な
水滴噴流の形態を取る。いわゆるスラッグ・フローが発
生す゛る場合もある。即ち、パイプの一部に詰まってい
る氷塊が恐らくは水の放流に伴ないパイプ中を流下する
現象である。二相流も既に観察されており、これは一般
に“つオーク・スチーム”混合物というあいまいな定義
で呼ばれており、高エネルギー水の放流に起因し、凝樟
水から成る中心流を含むものである。最後に、復水、ス
プレーまたは流動、給水ヒータ管漏れ、及び／またはｖ
１水系の設計不備、及びこれらの組合わせが原因でパイ
プ内を水が上昇するという広いカテゴリーがある。しか
し、水流入事象の大部分は最後に述べたカテゴリーに属
する緩慢上昇タイプであり、その他のタイプの水流入事
象の前触れとして現われると考えられる。従りて、本発
明の計測システムは主として最後に述べた広いカテゴリ
ーに係わり、パイプ内の状態をモニターすること、特に
タービン・システムと連携するパイプ内における水の比
較的緩慢な上昇を検出することを目的とする。既に述べ
たように、この水の出所はボイラー及び給水ヒータ、復
水による蓄積、故障のあるスブレー装置及び破裂したパ
イプ、ウェット領域で動作する段階においてタービン自
体の内部に復水に起因する蓄積などである。

上に挙げたいくつかの特許に開示されているセンサのほ
かに、水の存在をモニターし、検出するために示差温度
センサを組込んだ市販のシステムが既に開発されている
。即ち、Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒの所有会社である５
ｏｌａｒｔｒｏｎＴｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ社の一部門５
ｏｌａｒｔｒｏｎ　　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　　Ｓｙｓ
ｔｅｍｓはＳｅｌｆ−Ｖａｌｉｄａｔｉｎｇ　　Ｗａｔ
ｅｒ　　Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ（自己確認式水流入モニター・システム）
″を登録商標ＨＹＤＲＡＴＥＣＴ−２４５５Ｄで市販し
ている。水と蒸気（または空気）の抵抗を弁別する機能
を果たす電極によりマニホルド内で抵抗値測定が行なわ
れる。販売用文書に記載されているように、電極の給電
端をマニホルド本体に接続して基準電極とし、これを高
純度絶縁体によりマニホルド本体から絶縁する。このよ
うな電極を１対ずつ、モニターされる例えば排水管のよ
うな導管の２ポート・マニホルドに取付け、各電極が水
または蒸気の存在を検出し、その出力がそれぞれ独立の
回路を介して弁別回路へ送られるようにする。この文献
によれば、弁別回路は構成要素の故障をチエツクし、各
電極チャンネル内に故障があればこれを指示する。同じ
動作条件下の２つの電極チャンネル間の有効性チエツク
は故障が存在するか否かの指示に基づいて行なわわる。

しかし、５ｏｌａｒｔｒｏｎ社のＨＹＤＲＡＴＥＣＴ−
２４５５Ｄシステムは多くの点で問題があり、本質的に
、信頼するに足る耐用性を期待できない。例えば、セン
サはほぼ円筒形であり、従来のこの種システムと同様に
、圧力容器側壁を貫通して挿入し、固定することができ
る。円筒構造を形成するひとつのセグメントはセンサの
電極先端部を構造の残り部分から絶縁する絶縁材の環状
帯から成る。絶縁帯と電極及びセンナの円筒側壁の残り
部分との界面には耐圧シール、例えば磁器／金属溶接を
施さねばならない。異種材料、即ち、磁器と金属との界
面は特にこのセンサ構造が苛酷な環境（例えば、温度の
周期的変化や振動など）に使用されることを考えれば、
センサ構造を漏れやこれに起因する破損が極めて発生し
易いものにする。経験に照らして、このようなセンナの
耐用寿命はせいぜい１乃至３年である。このタイプのセ
ンサは有効なモニター・システムに不可欠な耐用性を備
えていないだけでなく、漏れ易く、破損し易いというこ
とは作業員にとって極めて危険な要因である。また、そ
の構造上、モニターされるシステムをオンライン状態の
ままにしてセンサを修理したり交換することはできない
。

市販システムの他の例としてはＦｌｕｉｄ　　Ｃｏｍｐ
ｏｎｅｎｔｓ、Ｉｎｃ、の製品があり、上記特許第３，
３６６．９４２号；第３，８９８゜６３８号及び第４．
４４９，４０３号に開示されたシステムに対する保護に
言及しているパンフレッ　　ト　　“　Ｌｔｑｕｉｄ　
　　　　　Ｌｅｖｅｌ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　　Ｃｏｎ
ｔｒｏｌｌｅｒｓ”に記載されている。即ち、温度差を
測定するため上記特許に開示されているプローブを組込
んだセンサを使用する。出力信号の値はプローブと接触
している媒体に左右されるから、例えば液体／気体及び
液体／液体界面だけでなく、湿／乾状態も検出できると
している。センサと運動する液面及び界面制御手段とし
てモニター回路及び校正回路が示されているが、これら
のセンサ及び関連の制御手段は蒸気タービン・システム
の苛酷な環境内で使用するには不適当であり、特に水流
入を予知するのに必要な感知を行なわせるには不適当で
ある。例えば、センサは蒸気タービン・システムに現わ
れる高圧、高温状態に耐えることができない、しかも、
センサは非対称であり、本発明で蒸気タービン・システ
ムの有効且つ信頼し得るモニター及び制御に不可欠であ
ることが実証された複式機能が本来欠けている。例えば
、本発明のセンサ及び関連のシステムによって行なわれ
るファウリング・テストを非対称センサ及これを組込ん
だシステムで行なうことはできない。しかも、複式構造
ではないから、オンライン状態のままで故障した素子、
例えばヒータ素子の自動切換えを行なうことはできない
。また、センサの構造上、故障したヒータ及び／または
熱電対素子をオンライン状態のままで物理的に交換する
ことはできない。また、このようなセンサ、従って、関
連システムはたとえ低い蒸気速度でも水よりは速く奪熱
するから、ヒータ及び熱電対素子を囲むシールドが存在
しない限り蒸気流状態下では使用できない。

技術的な進歩を取り入れてはいるものの、上記文献に報
告されているような市販のセンサ及びこれを利用したモ
ニター／アラーム・システムは産業界の切実な要望を満
足させるに至っていない。

例えば、１９７０年代初頭以来着目され研究が重ねられ
ているにも拘らず、蒸気タービンにおける水流入の問題
は未だ充分には解決されていない。

水流入現象が重大問題となるに及んでＡＳＭＥ（Ａｍｅ
ｒｉｃａｎ　　５ｏｃｉｅｔｙ　　ｏｆ　　Ｍｅｃｈａ
ｎｉｃａｌ　　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　　米国機械学会）
はＣｏｍｍ１ｔｔｅｅ　　ｏｎ　　Ｔｕｒｂｉｎｅ　　
　Ｗａｔｅｒ−Ｄａｍａｇｅ　　　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏ
ｎを設立、ＡＮＳＩ／Ａ、ＳＭＥ規格第ＴＤＰ−１−１
９８５号には水による損傷を防止するためのプラント設
計勧告が記載されている。

最近になって、本願発明の譲受人がＥＰＲＩのために、
稼動中の発電施設において実施した研究がＥＰＲＩが報
告書Ｃ５−４２８５として作成し、発表した最終報告書
″Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　　ｏｆＷａｔｅｒ　　Ｉｎｄｕ
ｃｔｉｏｎ　　ｉｎ　　Ｓｔｅａｍ　　Ｔｕｒｂｉｎｅ
ｓ、ＰｈａｓｅＩＩＩ：Ｆｉｅｌｄ　　Ｄｅｍｏｎｓｔ
ｒａｔｉｏｎ、”に掲載された。この研究は水流入とい
う深刻な問題を検出するための蒸気タービンの環境に使
用できる信頼するに足るセンサ及びモニター・システム
に対する需要が極めて切実になりつつあることを強調し
ている。

蒸気タービン設備に発生し易い深刻な水流入の問題を確
実に検出すると共に、例えば原子炉容器内に存在するよ
うな他の高圧高温環境における液体／気体（蒸気）状態
及び／またはなんらかの変化を検出するための改良型示
差温度センサ及び関連のモニター／アラーム・システム
に対する切実な需要は未だ満たされていない、蒸気ター
ビン用の水流入モニター・システムにとって最も重要で
あると思われるのは、このシステムが水流入の発生を指
示する応答をするまで、センサ及びこれと連携する制御
システムが多くの場合何年間も作動しないままの状態に
あるという事実である。ところで、このような長い期間
の間には、電気素子、即ち、ヒータ素子及び熱電対素子
の双方がこれらに作用する振動や温度変化で周期的に故
障することが予想される。従って、はとんど無期限の時
間に亙り高温高圧状態、その周期変化及び振動に耐え、
高精度の信頼すべき出力を提供できるようにセンサ装置
自体が丈夫な構造と充分な機械強度を備えねばならない
、このようなセンサにおいてヒータ素子と温度感知素子
が双方共に故障するおそれがあるから、センサ及び連携
のモニター／制御回路はオンライン・テストが可能であ
るだけでなく、センサを構成するヒータ及び熱電対素子
のオンライン交換が可能であることも要求される。また
、各センサは複式または冗長構成成分を含み、同様に、
連携の制御／モニター回路は故障検出と同時に自動的に
アラームを発生させ、故障検出と同時に自動的に複式ま
たは冗長素子への切換えを行なうものでなければならな
い。

これと密接に関連する問題として、状態をモニターされ
る容器の側壁にセンサを取付けるための貫通孔の数は構
造の健全性及び設置効率の観点から極力少なくしなけれ
ばならない。また、必要な複式構成を実現し、センサ出
力の精度を確保するためには、各センサを構成するそれ
ぞれの複式素子によってモニターされる状態がほとんど
同じであることが前提条件となる。

以下余白 本願の対応米国出願は１９８７年６月５日に出願され本
出願人へ譲渡された米国出願第０５８．９５６号（発明
の名称：　示差温度センサ”）の一部継続出願であるが
、該米国出願第０５８．９５６号に開示されたような、
また本発明の計測及びモニターシステムに組み込まれる
示差温度センサーは、従来技術の上述のまたは他の問題
点及び欠点を克服して上記した目的を充足するものであ
る。

種々の異なる実施例のセンサー或いは検知器は一様に堅
牢な構成を有し、圧力容器の壁を高い信頼度でまた安全
に貫通できる。所与のレベルの精度及び検証されたモニ
ター能力を関連の計測システムに付与するためのかかる
貫通個所は最小限に抑えることができる。種々の実施例
では必要なヒータ及び熱電対素子が所望の温度差感知或
いは検知動作を行なうと共にそれらの素子のオンライン
テスト及びオンラインでの交換が可能であり、更に好ま
しいある特定の複式構成のセンサー実施例では、実際に
作動中の関連の計測システムにより故障した素子が自動
的に交換される。これらは全て、はぼ円筒形のサーモウ
ェル本体が左右相称平面に沿う小さなギャップで分割さ
れて事実上２つの同一の半円筒形プローブが立体的に結
合され共通の円筒形シャンク部分から延びるような基本
的或いは一般的な構造的特徴を有する。他の実施例では
、本体が第１の左右相称平面とそれに関し横断方向に交
差する第２の左右相称平面とに分割されて４つの同一の
４分の１円筒形プローブが形成される。従って、これら
両方を包含するｒ部分円筒形１という表現を必要に応じ
て用いる。シャンク部分にはその外周面の一部にねじが
切られて上記ライン或いは他の圧力容器に溶接されるボ
ス内に嵌合固定される。別法として、ソケットを溶接し
て用いることもできる。部分円筒形プローブはラインの
内部に突出するか或いはボス内の凹所に取り付けられ、
いずれの取り付は方法においてもライン或いは容器内の
流体と連通して感知／検知作用を行なう。従って、−船
釣には検知器或いはセンサーが圧力容器に、そのプロー
ブが圧力容器内のモニターを行なう流体と連通するよう
に取り付けられるということである。シャンクはその上
部の自由端から穿孔されてその内部にほぼ円筒形のアク
セスチェンバを画定され、そのチェンバはシャンクと半
円筒形プローブの接合点にある壁で終端する。

センサーの好ましい第１実施例によると、中心孔及び中
心孔から対称的にずれた一対の孔はその底壁から半円筒
形のプローブの各々の内部に軸平行関係に延びる。各半
円筒形プローブの内部では、ヒータ素子が中心孔内に、
また一対の熱電対センサー素子が一対の対称配置の孔の
内部に挿入される。かくして、センサーは複式の構造及
び機能を有し、各プローブが加熱されるプローブ／熱電
対として選択可能であり、ヒータ素子には電力が供給さ
れ、他方の非作動状態のヒータ素子を有するプローブは
加熱されない熱電対素子を構成して示差温度センサーと
して働く。以下において更に詳細に説明するように、２
つのプローブの相補的な素子は交互に選択される。この
複式構成により多数の利点が得られるが、その中で相補
的な組のヒータ素子を自動的に切り替えることにより検
証及び汚染度テストを行なうと共に素子の故障が検知さ
れると相補的な素子が自動的に交換されて個々の素子の
故障に拘らずモニターを継続して行なえるという利点が
ある。

以　　下　　余　　白 シャンクをパイプまたは容器壁に連結したから、バイブ
または容器壁が加熱される半円筒プローブと加熱されな
い半円筒プローブとの間を断熱する熱シンクとして作用
し、熱電対出力の精度を高める。シャンクの上部自由端
にコネクタ・ボックスを取付けることによりケーブルを
介してヒータ及び熱電対の導線を外部のモニター、制御
及び電源回路に接続する。本発明のセンナ構造はサーモ
ウェル筐体を取外さなくても交換のためオンライン状態
のままヒータ及び熱電対に容易に接近することを可能に
しながら、素子を挿入位置に固定することを可能にする
。

本発明の計測／モニター・システムは各センサ・プロー
ブのヒータ及びこれと連携する１対の熱電対素子の導通
チエツクを連続的に行なうと共にこれらの素子のいずれ
かに故障があれば適当にこれを指示する。故障素子が検
出されると、故障素子を補償し且つこれを排除するため
本発明システムは自動的に補完素子セットに切換わる。

これによりセンサが連続的動作を行なえるよう保証し、
素子故障の結果起こる誤アラームを防止する。

即ち、センサは上述した示差温度センサとして機能する
。２つの半円筒プローブをＡ及びＢで表わすと、先ずヒ
ータＡに給電すればよい。対称に配置された熱電対Ａ１
、Ａ２の１つ、例えばＡ１をプローブＢの熱電対Ｂ１、
Ｂ２の１つ、例えば熱電対Ｂ１と併用する。熱電対Ａ１
、Ｂ１のいずれか一方が故障した場合、システムは自動
的にそれぞれの補完熱電対Ａ２、Ｂ２に切換わる。同様
にヒータＡが故障した場合、システムは自動的にヒータ
Ｂに切換ねる。当然のことながら、温度差表示（６丁）
は値が同じ、符号が反対でなければならない。センサを
複式に構成することによって得られる切換え能力は連続
的なモニターを損なうことなく、また誤アラームを発生
させることなく故障素子の自動的な補償を可能にする。

また、オンライン・テスト中にヒータＡとヒータＢとを
切換え、その結実現われるそれぞれの出力を比較して、
同一じ値、反対符号のΔＴ表示が形成されていることを
確認することにより、システムはセンサがプローブ自体
またはプローブ間に異物がで詰まってはおらず、校正が
依然として有効であることを確認できるから、テストの
有効性が高められる以下余白 第２の一体型検知器或いはセンサー実施例においても、
２つの或いは４つの同一部分円筒形プローブの各々に単
一の孔が形成されたほぼ円筒形のサーモウェル本体が用
いられる。プローブを同時に加熱しその温度を測定でき
る単一のヒータ／温度計素子が多孔に挿入される。ヒー
タ／温度計素子はニッケル、鉄或いは他の同様な純粋金
属で作製され、その電気抵抗値は温度の変化と実質的に
線形の関係で変化する。関連する各プローブについては
、一方のヒータ／温度計素子にその対応プローブを加熱
するに充分な電流が供給され、他方には格段に低い電流
が供給される。前者は加熱される素子或いはプローブと
して、また後者は基準素子或いはプローブとして働く。

これら２つのヒータ／温度計素子はブリッジの対応する
分枝を形成するように接続され、所定の比例関係を有す
る電流がそれらに送られて基準プローブのヒータ／温度
計素子の電圧降下に同じ比例係数が掛は合わされ、その
積が差動増幅器により加熱された素子の電圧降下と反対
符号で比較される。その結果得られる差電圧（△Ｖ）は
選択された対のプローブ間の温度差（ΔＴ）の値を表わ
す。（即ち△Ｔ−ｋ（△Ｖ）ｋ・既知定数）。第１の実
施例と同様に、°センサープローブが蒸気にさらされる
と高レベルの差電圧が維持され、プローブが水に囲まれ
るとその差電圧が実質的に減少する。この実施例は複式
構成の特徴を有し、上述したように切り替えが可能なこ
とによりモニター／テスト能力が増大する。

一体型センサー或いは検知器の他の実施例によれば、２
つの半円筒形プローブの各々に２つの孔が対称的に設け
られて多孔に４つのかかるヒータ／温度計素子が挿入さ
れる。従って２対のヒータ及び基準素子が設けられ、多
対が２つの半円筒形プローブの各々により１つの素子を
構成する。好ましくは、それぞれのプローブに孔が対称
的に配置され、２組の事実上対角線の関係にある素子が
それぞれ２つの対として関連する。従ってこの実施例も
複式構成の特徴を持ち、上述した切り替え能力によりモ
ニター／テスト動作の実効性が上がると共に素子が故障
した際自動釣な補修或いは交換が可能となる。

一体型センサー及び検知器の更に別の実施例によれば、
円筒形のサーモウェル本体が好ましくはその軸に沿って
交差する互いに垂直な左右相称平面に沿う２つの小さい
ギャップで分割されて４つの同一な半円筒形プローブが
形成される。この実施例は同じ複式の構成を有し、上述
したものと同じ切り替え能力及び並列独立動作能力を備
えて２つのモニター状態のΔＴ比出力つき選択が可能で
ある。４つの素子を前と同様、即ち２つの対応する対と
して関連づけることにより、両方の対からの冗長な高温
度差出力が蒸気、即ち水の存在しない状態を確実に検知
し指示する能力を向上させ、同様に、冗長な低温度差出
力が水が存在する状態を検知する信頼度を上げる。一方
、それぞれの対が相反する高温度差及び低温度差出力を
指示すると、センサーの故障或いはセンサーの汚染が示
唆される。

一体型のセンサー或いは検知器は一段と複雑になる構成
において検知機能の向上及び多様化を可能にするだけで
なく、サイズの減少及び製造及び取り付はコストの減少
という別の利点を有し、更に重要なことは熱的性能及び
機械的強度も向上するということである。

一体的センサーを組み込んだ計測及びモニターシステム
は上述した第１のシステム実施例と同じように機能し、
しかも内部の構成が簡単で相互接続のための配線の簡略
化及び減少が図られ、製造及び取り付は並びに保守コス
トが更に減少する（以　　下　　余　　白） 本発明のセンサ及び関連のモニター・システムを添付の
図面に沿ってさらに詳細に説明する。

第１図は本発明の分割筒形サーモウェル・センサの筐体
１０を示す立面図であり、第２及び３図に示す底面図及
び頂面図を併せて参照しながら説明する。センサ筐体１
０は機械強度にはすぐれるが熱電導率の低いステンレス
スチールなどの金属から成る円筒棒を図示のように機械
加工し１形成することが好ましい。棒の一端を２つの全
く同じほぼ半円筒形のセンサ・プローブ１２Ａ、１２Ｂ
を形成するよう機械加工し、両センサ・プローブ１２Ａ
、１２Ｂを、その境界部分１３を切削して分離させであ
る。プローブ１２Ａ、１２Ｂの端部または先端部１４Ａ
、１４Ｂをさらに機械加工して面取り部分１５Ａ、１５
Ｂを形成する。従ってプローブ１２Ａ、１２Ｂの反対端
、または基部はセンナ筺体１０のシャンク部分２０から
一体的に突出し、プローブ１２Ａ、１２Ｂの外周よりや
や直径の大きいカラー１８を後述のような目的でほぼシ
ャンク２０とセンサ１２Ａ、１２Ｂとの接合部に形成す
る。シャンク２０の部分２２に管用ねじを形成し、蒸気
管に溶接されている対応のねじ付きボスに筐体１０を公
知の態様で取付けることができるようにする。シャンク
２０の上部自由端の外面に環状取付は突出部２４を形成
し、後述するような目的でシャンク２０の環状端面２８
にねじ付き孔２６．２７を形成する。

シャンク２０の上部自由端から穿孔することによりシャ
ンク２０の全長の大部分を同軸に貫通し、プローブ１２
Ａ、１２Ｂの基端接合部付近の底壁３２に達するほぼ円
筒形のチェンバ３０を形成する。底壁３２から軸平行関
係にそれぞれプローブ１２Ａ、１２Ｂ内へ、その先端１
４Ａ、１４Ｂ付近の位置に至る中心孔３４Ａ、３４Ｂを
形成する。孔３４Ａ、３４Ｂは（第１乃至３図には示さ
ないが）後述するような細長い円筒形のヒータ素子を収
容するためのものである。孔３４Ａ、３４Ｂをそれぞれ
挟んで対称的に配置された孔３６Ａ１．３６Ａ２及び３
６Ｂ１．３６Ｂ２はそれぞれプローブ１２Ａ、１２Ｂの
軸長の約２／３に亙る長さを有し、（第１乃至３図には
示さない）対応の熱電対素子を収容する。

センサ筐体１０の総軸長は約１５ｃｍ、最大径は約５ｃ
ｍ、ねじ付き部分２２は上述のように筐体１０を取付け
るためボスに形成されている標準的な３．８ｃｍパイプ
・タップに対応する。センサ・プローブ１２Ａ、１２Ｂ
を分離するスロット１３の幅は約３ｍｍでよく、プロー
ブ１２Ａ、１２Ｂの外周直径は約６ｍｍでよい。ヒータ
素子の孔３４Ａ及び３４Ｂは直径を６．６ｍｍ、底壁３
２から測定した深さを７ｃｍに設定し、熱電対素子の孔
３６Ａ１．３６Ａ２及び３６Ｂ１．３８Ｂ２は直径を３
．５ｍｍ、深さを５ｃｍに設定すればよい。これらの孔
のそれぞれをさらに切削してやや大きい直径、深さ約０
．７ｃｍのさら穴を形成する。これらのざら穴には対応
の孔と同じ、ただしダッシュを添えた参照番号３４Ａ’
　　　３４Ｂ、３４Ａ１°・・・・３４Ｂ２°を付しで
ある。

第４図は第５図の４−４線に沿った切欠き平面における
センサ筐体１０の断面図であり、センサの完全な集合体
を示す。円筒側壁４３に孔４２を有し、多くの場合、底
４４にも孔を有する保護シールド４０をセンサ・プロー
ブ１２Ａ、１２Ｂの周りに配置し、その上部自由端を溶
接ビード４６によってセンサ筺体１０のシャンク２０の
カラー１８に固定する。シールド４０の主な機能はセン
サの分割筒またはプローブ周りの蒸気流速を低下させ、
しかも水の流入を許すことにある。高い蒸気流速は加熱
されたセンサ・プローブを水と同じくらい有効に冷却す
る。そこでシールド４０に対称的に孔４２を設けること
により、センサが流路中に配置された場合、最少のまた
は限られた流量がセンサ・プローブと直接接触できる、
即ち、シールド４０の内部に画定されるセンサ・チェン
バ内で接触できるようにする。孔４２はプローブ１２Ａ
、１２Ｂに関して対称ではあるが必ずしもシールド４０
の円筒側壁４３の周りに均等に配置されず、流れ方向と
一致するように配置されるから、設置に際してはセンサ
を蒸気流方向に対して正しく配向しなければならない。

孔はシールドの基上述した種々の管を収容するための中
心孔６２を含む。

コネクタ・ボックス６０内に、孔６２に重なってこれを
塞ぐように板６３を配置する。センサ筐体１０のねじ孔
２６にねじ付きロッド６４を螺入する一方、板６３の孔
６５から上方へ突出させ、これにナツト６６を螺合させ
て板６３を、さらに板６３を介してコネクタ・ボックス
６０及び延長部集合体５０をセンサ筐体１０に固定する
。（図示しないが）ヒータ素子への導線を通すため板６
３に孔６６Ａ、６６Ｂを形成すると共に、センサ筺体１
０に収容される４個の熱電対に対応する孔６７Ａ１．６
７Ａ２及び６７Ｂ１．６７Ｂ２を板６３に形成する。第
４図は板６３に挿通された熱電対７０を上端を切欠いて
示す。熱電対７ｏの上端周りに真円弧リング７２が嵌着
され、板６３の下面と係合して熱電対７０を固定してい
る。ばねタイプのスナップリング７４Ａ１　フ４Ｂが対
応の管５３Ａ、５３Ｂの側壁に形成したスロットに嵌着
されて（第４及び５図には示してない）ヒータ素子を対
応の孔５３Ａ、５３Ｂ内に固定している。ねじ及びナツ
ト８２Ａ、８２Ｂにより底板６１に端子板８０Ａ、８０
Ｂを固定し、各プローブ半休に６個ずつ、プローブ１２
Ａ、１２Ｂの各熱電対及びヒータからの導線と接続する
のに充分な個数の端子ねじ８４Ａ、８４Ｂをそれぞれの
端子板８０Ａ、８０Ｂに設ける。

第４．５及び６図に示すように、カバープレート８６は
４面の垂下側面８７を有し、底板６１の上向き垂曲端６
ｆａにかぶさり、セルフタッピングねじ８８によって固
定されている。端子板８０Ａ、８０Ｂの接続ねじ８４Ａ
、８４Ｂとの接続に利用される（図示しない）ケーブル
を挿通するための係合孔８９．６６ｂを設ける。

第７図は本発明のセンサに使用されるヒータ素子９０で
あり、溝付き先端部分９２から導線９３が延びているほ
ぼ円筒形のヒータ素子部分９１から成る。第４及び５図
に示したように、溝付き部分９２にはヒータ素子９０を
固定するためのクリップ７４が嵌着されている。好まし
い市販のヒータ素子としては、ミズリー州セントルイス
のＷａｔｌｏｗ　　Ｃｏｍｐａｎｙの製造にかかるＦＩ
ＲＥＲＯＤ　　ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ　　ＨＥＡＴＥＲ（
コード名ＥＩＡ５１）があり、直径６ｍｍ、長さ７．５
ｃｍ、１２０ボルト、８０ワツトである。

第８図は本発明に使用できる熱電対９５の平面図であり
、細長いほぼ円筒形の本体と導線９６から成る。使用で
きる好ましい市販の熱電対としてはオハイオ州クリーブ
ランドのＭａｒｌｉｎ　　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ
　　Ｃｏｍｐａｎｙの製造にかかるＭｏｄｅｌ　　ＣＡ
ｌＮ−１８ｔｌ−１０ＲＰがあり、その構造は第４及び
５図に示すセンサ筺体１０及び延長部集合体５０内への
収容に適した約２５ｃｍの長さを備えている。

センサ１０は複式で堅牢な構成を持ち、製造及び取付は
コストが低いだけでなく、問題のある或いは故障した素
子をオンラインで交換できると共に保守が簡単であると
言う利点がある。これら複式構成のセンサを用いる本発
明のシステム及び関連回路を第９．１０、ＩＩＡ乃至１
００図を参照して説明する。

第９図は本発明の′ｊ４１乃至第８図に示すような複数
のセンサのための計測及びモニター・システムのブロッ
クダイヤグラムである。第９図には２個のセンサ、即ち
、センサＩ及びセンサＩＩだけを図示したが、システム
にはもっと多数のセンサが含まれるのが普通である。各
センサの構成は同じであるから、プローブの複式内部素
子をセンサＩに関してのみ略示した。第１乃至８図と同
じ参照番号で示すと、センサＩはそれぞれがヒータ（Ｈ
ＴＲ）Ａ、　ヒータ（ＨＴＲ）Ｂ、熱電対（ＴＣ）ＡＩ
、Ａ２、及び熱電対（ＴＣ）Ｂｌ、Ｂ２から成る複式プ
ローブＡ、Ｂを含む。同様に、センサエと対応するプロ
セッサＩはそれぞれが両方向性バスＩ　（ＨＣ）及びＩ
　（ＴＣ）を介してシステム制御装置１０４と接続する
ヒータ制御回路１００及び熱電対制御回路１０２を含む
。装置１０４はまた、複数の両方向性バスＩＩ（ＨＣ）
、・・・及びＩＩ（ＴＣ）、・・・を介して複数のプロ
セッサ！！、・・・及び連携のセンサＩＩ、・・・の対
応する制御回路（ＨＣ及びＴＣ）とも接続し、両方向性
バス１０６を介して中央表示装置及びオペレータ制御盤
１０８とも接続する。詳しくは後述するように、ヒータ
制御回路１００はシステム制御装置１０４からの制御下
に、校正、オンライン・テスト（例えば導通チエツク及
び対地短絡）、アラーム指示処理、センサＩのヒータＡ
、Ｂ切換えを行なう。同様に、システム制御装置１０４
の制御下に、熱電対制御回路１０２はそれぞれの熱電対
Ａ１、Ａ２及びＢ１、Ｂ２に対して同様の機能、例えば
オンライン・テストや素子故障時の自動切換えなどを行
なう。

第１０図はヒータ制御回路１００及びＴＣ制御回路１０
２を含む単一プロセッサＩ（即ち、第９図に示すプロセ
ッサ）に関して本発明の計測及びモニター・システムの
詳細を一部ブロックダイヤグラムで示す。図示のように
、制御回路１００及び１０２におけるそれぞれのインタ
ーフェース回路１１８．１２９はこれら制御回路の内部
成分とシステム制御装置１０４とを接続する。ヒータ素
子ＨＴＲＡ％ＨＴＲＢ　　はそれぞれ独立に導通チエツ
ク／電流チエツク／校正（“ＣＣＣＦＣＣ”）装置１１
０及び切換え選択回路（ＳＥＬＥＣＴＯＲ）１１２を介
して可調電源１１６と接続する。表示装置１１４はヒー
タ素子ＨＴＲＡ。

ＨＴＲＢとそれぞれ対応し、対応のヒータ素子に故障が
発生すると装置１１０からの対応の出力によってそれぞ
れ独立に点灯させられるアラーム・ランプ１１６．１１
８を含む。連携の装置１１０及び１１４、装置１１２及
び可調ＤＣ電源装置１１６は図示のようにインターフェ
ース回路１１８及び該当バスを介してシステム制御装置
１０４と接続する。

システム制御装置１０４はＣＣＣＦＣＣ装置１１０によ
って検出された状態及びシステム制御装置１０４による
セレクタ１１２の操作で行なわれたヒータ素子ＨＴＲＡ
またはＨＴＲＢの選択に応じて自動的にＤＣ電源装置１
１６の出力を調節することにより、ヒータＡ、Ｂからの
熱出力が等しくなるようにする。装置１０４はまた、後
述するように、中央表示盤１０８にヒータ故障を表示す
る。

第１０図のセンサは４個の熱電対（ＴＣ）ＡＩＡ２、Ｂ
１、Ｂ２を含み、示差温度センサにおける従来の構成と
同様に、プローブＡの一方の熱電対をプローブＢの対応
熱電対と連携させ、バッキング（ｂｕｃｋｉｎｇ）関係
または逆の関係となるように直列に接続する。即ち、図
示のように、熱電対素子ＴＣＡｔ及びＴＣＢｌが連携す
る１対として接続され、熱電対素子ＴＣＡ２及びＴＣＢ
２が第２の、または補完的な１対として接続され、この
２対をそれぞれＴＣＰ−１及びＴＣＰ−２でそれぞれ表
わしである。導通チエツク装置１２１は多対の熱電対の
導通を断続的にチエツクし、もし導通に異常があって素
子の故障が検出されると、ＴＣ故障アラーム装置１２０
に出力を送って故障のある熱電対ＴＣＰ−１また・はＴ
ＣＰ−２に対応するアラーム・ランプ１２０・−１また
は１２０−２を点灯させると共にシステム制御装置１０
４に出力を送って、後述するように中央表示盤１０８に
故障を表示する。

セレクタ装置１２２は前記出力ΔＴ１、ΔＴ２の１つを
インターフェース回路１２９に供給するため２つのＴＣ
ＴＥＭＰ　　ＣＩＲＣＵＩＴ　　１２４−１．１２４−
２のいずれか一方の出力を選択するように制御される。

ＴＣＴＥＭＰ　　ＣＩＲＣＵＩＴ　　１２４−１．１２
４−２の選択されたいずれか一方は選択された熱電対が
感知した温度差（△Ｔ）に比例する電圧信号ＳＴＥＭＰ
を出力する。インターフェース回路１２９は図示のよう
な該当のパスを介して装置１２１．１２２．１２４−１
及び１２４−２をシステム制御装置１０４と接続する。

装置１０４はまた、正常モ隼ター動作時中央表示装置１
０８にΔＴを選択表示し、故障センサ及び故障したヒー
タ／温度計の対を表示し、また中央表示装置１０８に各
センサごとのアラーム状態を自動的に且つ検証した上で
表示する。

第１１Ａ、ＩＩＢ及び１１Ｃ図は第９及び１０図の表示
及びオペレータ制御盤１０８の各種表示及び制御モジュ
ールの配置構成を示す、第１１Ａの読出及び制御モジュ
ール１３０は所与のセンサによって測定され、後述する
ように表示するよう選択された温度差△Ｔ（Ｆ）の値及
び符号を示すデジタル表示部１３２を含む。

オペレータによるスイッチ１４０の制御下にシステムを
ランプ１３８の点灯によって示される自動テスト・モー
ドに、またはランプ１３９の点灯によって示される選択
テスト・モードにセットすることができ、選択テスト・
モードにおいて、オペレータは詳しくは後述するように
、複数のセンサの任意の１つをテストすることができる
。スイッチ１４２の瞬間的な作動によって、後述するよ
うな“全センサをテスト”または“単一センサをテスト
”の動作モードが得られる。デジタル表示部１３２はオ
ペレータによってのみ作動可能となり、任意のセンサの
△Ｔを表示する。“故障センサ”ランプ１３５及び“故
障ヒータまたはＴＣ（熱電対）ランプ１３６は詳しくは
後述する対応のアラームを表示する。スイッチ１３７を
押すことにより、システムのすべての表示ランプをテス
トすることができる。

第１１Ｂ図は抽出モニター１５０を示す。典型的なター
ビン・システムには多数のこのようなモニターが使用さ
れるから、モニターされる特定の機能、従って関連セン
サの場所を識別するためのプレート１５２を設ける。モ
ニター盤１５０上に略示したように、タービンと連携す
る抽出管の対応のアラーム・ランプ１５５．１５６．１
５７及び１６０の位置にセンサを配置する。具体的には
アラーム・ランプ１５５は分離弁１５８のタービン側に
位置するセンサと対応し、アラーム・ランプ１５６は分
離弁１５８と逆止弁１５９の間に配置されるセンサと対
応し、アラーム・ランプ１５７は抽出パイプの下方部分
に位置するセンサと対応し、アラーム・ランプ１６０は
ヒータにおける高水位状態を検出するためヒータ内に配
置されたセンサと対応する。所与のセンサによって水が
検出されると、モニター盤１５０上の対応アラーム・ラ
ンプが自動的に点灯される。

タイプの異なる多数のモニターをシステムに組込むこと
ができるから、モニター盤１５０の場合と同様のアラー
ム・ランプを組込んだそれぞれ対応のモニター表示及び
制御盤を設けることになる。その１例が第１１Ｃ図に示
す水モニター盤１７０であり、アラーム１００１乃至１
００４を含むこのように、本発明はそれぞれが対応のモ
ニター表示及び制御盤を具備したタイプの異なる、タイ
プごとに必要な個数を揃えたモニターを含むが、説明の
便宜上、第１１Ｂ図に示す抽出モニター盤１５０だけを
以下に代表例として考察する。

本発明のセンサはシステムの動作を簡略にしてモニター
及び検証能力をさらに有意義なものにする。第１０図に
略示するセンサＩに関連して、セレクタ１１２がヒータ
ＨＴＲＡを選択し、セレクタ１２２が熱電対ＴＣＡｌ及
びＴＣＢＩカ）ら成る１対の熱電対ＴＣＰ−１を選択す
ると仮定する。正常な稼動状態下では（従って、センサ
Ｉの複式プローブＡ、Ｂを囲む水が存在しない状態下で
は）ＴＣＡｌはＨＴＲＡによって加熱され、ＲＣＢｌが
感知する温度よりも高い温度を感知し、それぞれの出力
を１対とする基準となる極性または方向に関して、正△
Ｔの出力ＳＴＥＭＰが発生する。これに反して、もし補
完゛ヒータＢが選択され、給電され、ヒータＡに代用さ
れるとこの同じ分析条件下で、ＳＴＥＭＰ出力は負△Ｔ
、即ち、数値または絶対温度差値は同じであるが符号は
逆となる。既に述べたように、装置１１０の校正回路は
システム制御装置１０４の命令下に、且つ可調ＤＣ電源
１１６の調節を介してヒータＡ及びヒータＢに供給され
る電力レベルを制御してＨＴＲＡ及びＨＴＲＢに同じヒ
ータ出力が発生し、センサに詰まりがなければ絶対値が
同じ△Ｔが発生するようにする。

本発明のシステムはヒータＡが故障した場合にヒータＡ
に代えてヒータＢを使用して（またはこの逆）連続的な
モニター機能を確保すると共に従来ならヒータの故障か
ら生じた誤アラームを回避するため、ヒータＡとヒータ
Ｂの切換えを行なうことで複式センサの利点を発揮させ
る。

第１０図に示すＴＣ制御回路１０２に関連して、センサ
の複式構成は熱電対を含むシステムの能力をも著しく高
める。即ち、もし対ＴＣＰ−１の熱電対素子のいずれか
一方または双方に故障があることを導通チエツク回路１
２１が検出すると、システム制御装置１０４の制御下に
セレクタ１２２が自動的に第２対ＴＣＰ−２に切換わっ
てＴＣＴＥＭＰ回路１２４−２に出力を供給し、該回路
から値ＳＴＥＭＰ　（ΔＴ）を得る。第１０図に示すよ
うに、対ＲＣＰ−２は熱電対ＴＣＡｌ及びＴＣＢｌから
成る補完の第１対ＴＣＰ−１と同じ方向に接続されてい
る。従って、ヒータ素子ＨＴＲＡ及びＨＴＲＢの補完対
ＴＣＰ−２が選択されると同符号のΔＴが形成される。

当然のことながら、ＴＣＡ２及びＴＣＢ２の、即ち、対
ＲＣＰ−２の方向を対ＴＣＰ−１を逆にすれば、故障指
示能力がさらに大きい、もっと複雑な構成が得られる。

かくして、例えば、ＨＴＲＡのような所与のヒータを用
いる場合、第１の対ＴＣＰ−１が故障して、システムが
自動的に第２の対ＴＣＰ−２へ切換わり、センサが他の
点では問題なく作動するならば、負の△Ｔ、即ち同じ数
値であるが符号が反対の温度差出力が発生する。これは
いづれの対の熱電対が故障したかを指示するため保守が
容易になる。

センサを構成するヒータ素子及び熱電対素子の（自動切
換えと区別される）物理的交換は制御盤１０８から遠隔
の場所に配置できるプロセッサ■による故障素子の特定
後オンライン状態のままで行なうことができる０図面で
はＨＴＲ及びＴＣ故・障アラーム表示部１１４及び１２
０をそれぞれヒータ制御回路１００及びＴＣ制御回路１
０２に組込んであるが、表示部１１４．１２０はメンテ
ナンス要員が見易い場所に配置すればよい。故障素子が
検出されると、ヒータＡまたはヒータＢに対応するアラ
ーム・ランプ１１６または１１８、または熱電対ＴＣＰ
−１またはＴＣＰ−２にそれぞれ対応するアラーム・ラ
ンプ１２０−１または１２０−２が点灯する。

双方のヒータＡ及びＢ１及び／または双方の熱電対ＴＣ
Ｐ−１及びＴＣＰ−２が故障すると、このセンサ・チャ
ンネルが作動不能となって誤アラームを防止する。また
、ランプ１３６（第１１Ａ図）及び故障チャンネルに対
応するアラーム・ランプの同相明滅がユーザにこのチャ
ンネルが故障し、作動不能であることを指示する。感知
したアラームを検証するため自動的な切換えがなされる
。詳細に説明すると、水位が上昇してプローブＡ及びＢ
が浸漬されると、通常のΔτ値がアラームの閾値以下ま
で、しかしながら普通は零ではない値まで著しく減少す
る。従って、ヒータを切換えＳＴＥＭＰの対応する△Ｔ
値を比較することによりアラーム状態を自動的に検証で
きる。もし符号は同じであるが数値が異なるならば、セ
ンサＩにファウリングが生じ△Ｔ値が減少したのは誤ア
ラームであると結論することができる。一方、センサが
この検証テストに合格しないと、オペレータはシステム
の保守が必要なことを警告されたことになる。

制御表示／オペレータ制御盤１０８に表示され且つ制御
されるシステム動作を以上のような背景に基づいて説明
する。

先ず正常稼動状態を考察する。“自動”または“選択”
テスト・モードにおいて、オペレータはモニター盤１５
０上の対応のアラーム・ランプ／スイッチ、例えばアラ
ーム・ランプ／スイッチ１５５を押すことによりシステ
ム中の各センサのΔＴを求めることができる。アラーム
・ランプ／スイッチ、例えば、１５５の作動でトリガー
される遅延回路は所定時間、例えは２分間に亙ってモジ
ュール１３０の表示部１３２にΔＴ表示を維持する。モ
ニター盤１５０或いは任意の他のモニターパネル上の他
のアラーム・ランプ／スイッチ、例えば１５６が作動す
ると遅延回路はレセットされる。

既に述べたよ、うに、対応のセンサがアラーム状態を感
知すると、これらの同じアラーム・ランプ／スイッチが
点灯する。同じく既に述べたように、システムはスイッ
チ１４０により選択される自動テストモードにおいてア
ラーム表示発生の前にヒータを切換えることにより、ア
ラーム状態を指示するセンサ・チャンネルに対する自動
検証テストを行なう。ただし、一方のヒータが故障して
いるセンサについては検証のための切換えは行なわれな
い。切換え機能は３通りの異なる形式のいずれかで、即
ち、以下に述べるように、１つの“自動テスト”モード
と、２つの手動またはオペレータ制御モードのいずれか
で行なわれる。

具体的には、スイッチ１４０が自動テスト・モード位置
にセットされてランプ１３８を点灯させると、システム
制御装置１０４は所与のセンサが検出するアラーム状態
に呼応してこのセンサに対する検証テストのための切換
え機能を行なう（ただし、既に述べたように、このセン
サ・チャンネルにおけるヒータ故障によって切換えテス
トが阻止されない場合であり、このような場合にはセン
サの機能中である単一ヒータのみに基づいてアラームが
発せられる）。数値は同じであるが符号は逆の（従って
双方の絶対値がアラーム閾値以下である）ΔＴが発生す
ると、アラームが発せられる。両△Ｔ値の差が所定値、
例えば３°Ｆよりも大きければ、上述のように誤センサ
・アラームが発せられる。このアラームはスイッチ１４
０を中央の中立位置または５ｅｌｅｃｔｉｖｅ　　Ｔｅ
ｓｔＭｏｄｅ　（１３９）へ切換えることによってクリ
アされる。本発明システムの好ましい実施例では、゛自
動テスト・モード”において、切換えテストはアラーム
を指示するセンサ・チャンネルだけについて所定の基準
に従って行なわれる。また自動テスト・モードではアラ
ーム指示に呼応して切換えテストが１サイクルだけ行な
われる。さらにまた、スイッチ１４０が中立または“選
択テスト・モード”位置から“自動テスト・モード”位
置に戻ると、アラームを指示しているチャンネルはいず
れもあらためてアラームが発せられる前に切換えテスト
される。

第２形式の切換えテストはスイッチ１４０を“選択テス
ト・モード”位置に切換え（これによってランプ１３９
を点灯させ）、これと同時にスイッチ１４２をＳｉｎｇ
ｌｅ　　５ｅｎｓｏｒ　　Ｔｅ５ｔ位置（１４３）へ瞬
時押圧すると共に所期のチャンネルに対応するアラーム
・ランプ／スイッチ、例えばモニター盤１５０上のアラ
ーム・ランプ／スイッチ１５５を瞬時押圧することによ
り、オペレータが選択できる。次いで切換えられたセン
サのΔＴがモニター１３０の表示部１３２に表示される
。既に述べたように、遅延回路はこの表示を２分間また
は表示を促す他のスイッチが押されるまで維持する。

第３形式の切換えテストはスイッチ１４０を位置１３９
に切換え、スイッチ１４２を”全センサ・テスト”位置
へ瞬時押圧する（ランプ１４４を点灯する）ことによっ
て同時にすべてのチャンネルについて行なわれる。これ
によってすべてのセンサがヒータＡからヒータＢへ（ま
たは、初期方向が逆ならＢからＡへ）切換わる。２分後
、オペレータは手動でアラーム・ランプ／スイッチを１
つずつ（例えばモニター盤１５０の場合なら１５５．１
５６．１５７、・・・）手動で押圧することによりモジ
ュール１３０の表示部１３２に対応の△Ｔを順次表示す
る。一連のセンサ・チャンネルの△Ｔ表示値を、すべて
のヒータが切換えらねた前の同じチャンネルの既に記録
されているΔＴと比較する。

これら２通りの手動テスト・モードのいずれにおいても
、オペレータは実際のアラーム状態が存在するのか、即
ち、ΔＴ表示が（符号は逆であるが）所定閾値以下の同
じ絶対値の△Ｔであるか、あるいはセンサが詰まってい
るのか、即ち、切換え位置によって数値が異なる△Ｔで
あるかを検証することができる。

手動形式の切換えテストではその他のチエツクを行なう
こともできる。例えば、既に述べたように、所与のセン
サ（例えばセンサＩ）の一方のヒータが故障すると、切
換えテストが阻止され、いずれの手動テスト・モードに
おいてもΔＴ変化は観察されない。このことで一方のヒ
ータが故障しているセンサが識別される。表示部１１４
及び１２０のランプによフて特定の故障ヒータ及び故障
熱電対をそれぞれ識別できる。

故障センサは故障センサ・ランプ１３５及び該当センサ
・チャンネルに対応のアラーム・ランプ／スイッチ、例
えば制御盤１５０のアラーム・ランプ／スイッチ１５５
の明滅によって識別される。故障センサは（１）装置１
２１によって検出される所与のセンサの画然電対ＴＣＰ
−１及びＴＣＰ−２における導通異常：（２）装置１１
０によって検出される所与のセンサの両ヒータ素子Ａ、
Ｂの故障；及び（３）上述した°゛自勅テスト・モード
”における切換えテストによるセンナ故障の確認のいず
れかの結果として装置１０４によって指示される。

モジュール１３０上のボタン１３７を押圧することによ
り、制御表示／オペレータ制御盤１０８（第１０図）の
すべてのランプ、即ち、個別モジュール、例えば１３０
．１５２．１７０（第１１Ａ−１１Ｃ図）の特定インジ
ケータ及びアラーム・ランプを含むすべてのランプをテ
ストすることができる。

第１２Ａ図は、センサの第２および第３実施例の外部構
成を表わす分割筒形筐体２１０の斜視図であり、第２お
よび第３実施例については後述するように内部の構成が
異なる。センサ２１０の外部構成は第１図の筐体１０と
実質的に同一であるが、後述′するように一体型である
ためサイズがかなり小さく、従ってヒータの電力条件が
低いだけでなくヒータおよびセンサ素子が少ないため材
料コストの減少、電子回路の簡単化および製造および取
付はコストの軽減がはかられている。例えば、第１図の
センナの筐体１０は１．５インチのニップル管用ネジの
サイズに合うように構成することが出来るが、センサの
筐体２１０を１インチのニップル管用ネジを持つ要素に
合うように構成してもよい。

第１図の筐体１０と公用、第１２Ａ図の筺体２１０は一
通のほぼ半円筒形のプローブ２１２Ａ、　２１２Ｂを有
し、それらは筺体２１０の軸に関して対称的な左右相称
平面により画定されるギャップ２１３により分離されて
いる。筐体２１０は第１図のものと同様にシャンク２２
０を有し、その外周には管用ネジ２２２あるいは筐体を
適当なボスを介してバイブあるいは他の圧力容器に取付
けるための他の手段が形成されている。シャンク２２０
は更に第１図の筐体１０の底壁３２を有するチェンバ３
０に実質的に対応するほぼ円筒形のチェンバ（第１２Ａ
図には図示しない）を画定するように穿孔されている。

第１２Ｂ図は筐体２１０の軸に垂直な平面でプローブ２
１２Ａ、　２１２Ｂを切断した断面図であり、それぞれ
のプローブ２１２Ａと２１２Ｂの中央にほぼ対称的に位
置して夫々のプローブの自由ｆｉｌｔｆｉ２１４Ａ、２
１４Ｂの近傍の位置まで軸平行関係に延びる孔２２４Ａ
と２２４Ｂを示す。本発明のこの実施例によれば、第８
図のヒータ素子９５と実質的に同一な外部形状および外
部寸法を持つ一体形ヒータ／温度計素子が答礼２２４Ａ
。

２２４Ｂに挿入される。これらの孔は後者のものは第１
図のセンサ１０に関しては直径が６．５ｍｍ（０，２イ
ンチ）、深さが６３．５ｍｍ（２，５インチ）である。

かかるヒータ素子は第１２Ｂ図には示さないが、それら
の位置を夫々の孔２２４Ａ、２２４Ｂに隣接する括弧で
くくったＨ／Ｔ　ＡとＨ／Ｔ　Ｂで示す。

素子ＨＩＴ　ＡとＨ／Ｔ　Ｂはニッケル、鉄あるいは他
の同様な純粋金属で作製したヒータ素子であり、電気抵
抗が温度に対し実質的に線形あるいは従属関係を示す。

第１４乃至１６図に関連して後述するように、１つの素
子、例えばＨ／Ｔ　Ａにはヒータとしてだけでなく同時
に温度計とし、て、従って加熱される素子として作用す
るに充分なレベルの電流が供給される。もう一方の素子
Ｈ／Ｔ　Ｂにはヒータ素子としては事実上無視出来るが
温度計として従って基準素子として働く格段と低い電流
が供給される。本例では、プローブ２１２Ａが加熱され
るプローブであり、プローブ２１２Ｂが基準プロ・−ブ
である。本発明の第１実施例の説明から理解されるよう
に、蒸気と水が択一的に存在すると後述するように特定
のセンサ素子の対の出力として夫々高温度差および低温
度、差信号が発生する。

第１２Ｃ図は、筐体２１０の軸を横断する平面に沿って
プローブ２１２Ａ、２１２Ｂを切断した断面図でありる
。本発明の第３実施例では、筐体２１０の内部構成は同
一の４つの孔、即ちプローブ２１２＾゛の孔２２ｔＡＩ
、２２４Ａ２とプローブ２１２Ｂ’の孔２２４８１．２
２４８２を含むように変更されており、答礼は上述の例
と同様同一の寸法を有して夫々のプローブ２１２Ａ’、
　２１２Ｂ’の側壁から等距＊＋ｍれるように対称的に
配置されている。これらの孔に４つのヒータ／温度計Ｈ
／Ｔ　（素子＾１．Ａ２．Ｂｌ、Ｂ２）が挿入される。

第１２Ｃ図の例では第１乃至８図に示した本発明の第１
実施例のセンサｌＯのような完全な複式構成が得られる
ため、本実施例の構成を第９乃至１１０図に関し説明し
たシステムに代りに用いてＨ／Ｔ素子の一体型ヒータ／
温度計の構成に合せて必要な設計変更を行なうことが出
来る。第１２図の一体型センサおよび後述する第４の実
施例の一体型センサを利用するために特別に設計された
システムを後述する第１７および１８図に示す。

第１３Ａ図は、第１２Ａ図の筐体２１０に実質的に対応
する第４の実施例のセンサ筐体３１０の斜視図であり、
この例では４つの部分円筒形（即ち４つの対称的なほぼ
１７４円筒形のプローブ３１２Ａ１乃至３１２Ｂ２が筐
体３１０の軸に対称的に相互に垂直な関係の交差する左
右相称平面により画定されたギャップ３１３−１．．３
１３−２により離隔されている。第１３Ｂ図の断面図に
示すように、第１２０図と同様な表示法を採用すると孔
３２３Ａ１．３２４Ａ２が夫々のプローブ３１２ＡＩ　
、３１２Ａ２に形成され、孔３２４Ｂ１，３２４Ｂ２が
夫々のプローブ３１２Ｂｌ、３１２８２に形成され、こ
れらの対応するヒーター温度計素子が夫々の孔に挿入さ
れる。筺体３１０を有するセンサを用いると、対角線上
にある関連のヒータ／温度計素子の対（即ち、Ｈ／Ｔ　
ＡｌとＨ／Ｔ　８１．およびＢ１の対およびＨ／Ｔ＾２
とＨ／Ｔ　Ｂ２の対）を２つの完全に独立の示差温度セ
ンサとして作動させることが出来る。

第１２Ａ乃至１３Ｂ図のセンサには、更に、第１に実施
例につき説明したが電気素子およびそれにより必要とさ
れる関連の回路接続部が減少したため簡単な構成となっ
た電気コネクターボックスおよび関連の構造部を設けて
もよい。

第１４図は、関連するヒータ／温度計（Ｈ／Ｔ）素子Ａ
およびＢのうちの選択した一方を付勢するだけでなくそ
の夫々の電圧出力から感知した温度差を表わす差電圧を
取出す回路を概略的に示したものである。この図は第１
２８図に示すような内部構成を持つ筺体２１０に用いら
れるような単一対の関連素子Ｈ／Ｔ　Ａ、）Ｉ／Ｔ　Ｂ
の例につき示したが、第１２Ｇおよび第１３８図の各構
成につき対角線方向に関連するＨ／Ｔ素子の多対を同様
に接続出来ることが理解される。更に、普通は第１２Ｃ
図の構成の単一のかかる関連）１／Ｔ対がかかる回路接
続および動作のために一度に選択されるのであるが、第
１３Ｂ図の構成のかかる対を両方ともかかる回路に接続
して同時に感知作用を行なわせることも可能である。

第１４図の回路の動作を第１５および１６図を参照して
説明する。第１４図において、電流ＩＯおよびＩＯ÷５
０を夫々供給する定電流源９７゛および９４゛はブリッ
ジ回路の第１および第２の分枝に対応の素子１（／Ｔ　
Ａおよび）Ｉ／Ｔ　１１と直列関係に接続され、２つの
分枝は図面で垂直方向の第１の組の互いに反対の接続点
に並列に相互接続されている。これらの接続点の間に接
続されな外部回路は従って電流５１１５０１０を運ぶ。

水平方向の第２の組の接続点における電圧出力ｖ１とＶ
、は差動増幅器９８゛の入力に供給され、電圧Ｖｂは回
路９４”により比例係数（ｘ５０）を掛は合される。比
例係数は電流源９７゛および９４゛により２つの分校を
介して供給される差電流の逆数であるため、電圧出力Ｖ
、およびｖｂを比較することが可能となり、回路９４′
°は従って差動増幅器９８゛の第２の入力へ送られる出
力５０Ｖｂを発生する。従って、差動増幅器９８′の差
電圧出力、Ｖ−Ｖａ−５０ｖ５．は素子Ｈ／Ｔ＾および
Ｈ／Ｔ　Ｂにより感知される温度の間の差、即ちＴ−ｋ
（ΔＶ）を表わす。差動増幅器９８′からのΔＶ比出力
トリガー／アラーム回路９９に加えられ、該回路は蒸気
（正常）あるいは水（アラーム）の感知状態を示す出力
を発生し、この出力は夫々実際のΔＴ値である場合があ
る。

回路９４゛および９４”の補完機能により、ヒータ素子
Ｈ／Ｔ　Ｂの温度感知機能は素子Ｈ／Ｔ　Ａと等価であ
る。しかしながら、Ｈ／Ｔ＾は加熱される素子としても
機能するが、Ｈ／ＴＢの８は実質的に加熱されず、即ち
その加熱は微々たるものであるため、　）Ｉ／Ｔ　Ｂは
基準素子として働く。

一体型センサ２１０，３１０のＨ／Ｔ素子の対の熱機能
を、以下の温度および温度差の定義を用いて説明する。

Ｔ　（Ｈ２Ｏ）−バイブあるいは容器内の蒸気あるいは
水の温度 Ｔ（ＩＷＤＥＩ／蒸気）−プローブ２１２Ａ、２１２Ｂ
の該表面と蒸気の間の温度差であり、これ は普通６０°Ｆである。

Ｔ　（ＩＷＴＩ／水）−プローブ２１２Ａ、２１２Ｂの
該表面と水の間の温度差であり、これは０ ’Ｆである。

Ｔ（金属）−加熱されるプローブ（２１２＾）の孔（例
えば、２２４Ａ）を取巻く金属にかかる温度差であり、
これは小さく０であ ると仮定する。

Ｔ（ＩＷＤＩ−Ｈ／Ｔ）−プローブ２１２への孔２２４
Ａの内表面と加熱される素子、）ｌ／Ｔへの間の（空気
）ギャップにかかる温度差で あり、普通２０°Ｆである。

蒸気および水内のＨ／Ｔ　ＡおよびＨ／丁Ｂの夫々の感
知温度（Ｔ、およびＴｂ）の変化を第１５図に示す、ｉ
１３図の差動増幅器９８′はＨ／Ｔ　ＡおよびＨ／丁Ｂ
に共通のＴ　（Ｂ２０）を引き算により除外する。Ｔ（
ＩＷＤＩ−Ｈ／Ｔ）は孔Ｈ／Ｔのギャップが１０ミルに
等しいか小さい時Ｈ／Ｔ　Ａで消費される電力だけに依
存する。

Ｈ／Ｔ　Ａに供給される電力レベル（即ち、電流ＩＯ）
およびＨ／Ｔ　Ｂに供給される電力（即ち、電流ＩＯ÷
５０）は夫々の電流源９７゛および９４゛によりほぼ一
定値に保持されるため、Ｔ　（ＩＷＤＩ−Ｈ／Ｔ）はほ
ぼ一定である。

蒸気中の）Ｉ／Ｔ　Ａ　（７）温度は従って、Ｔ、＝Ｔ
　（Ｂ２０）◆Ｔ（ＩＷＤＩ−蒸気）　＋Ｔ（ＩＷＤＩ
−１１／Ｔ）水ではＴ、は以下のようになる。

ＴＡ−Ｔ　（Ｂ２０）　＋７　（ＩＷＤ　Ｉ−）１／Ｔ
）Ｈ／Ｔ　Ｈの温度は蒸気および水の中においてＴｂ＝
Ｔ　（Ｂ２０） 従って、温度差は蒸気では Ｔ　＝　Ｔ、　−Ｔｂ　＝　ｋ（Ｖ、　−５０Ｖｂ）Ｔ
　（ＩＷＤＩ−５ＴＥＡＭ）◆Ｔ　（ＩＷＤＩ−１（／
Ｔ）水では Ｔ　　−Ｔ（ＩＷＤＩ−Ｈ／Ｔ） これはＴの変化、典型的には蒸気においてＴ−８０”Ｆ
から水におけるＴ−２０＠Ｆの変化を表わす。

第１６図は、蒸気の場合の上述した典型的な温度差であ
る△Ｔ、８０　’Ｆと水が存在して検知されっ場合の温
度差２Ｇ”Ｆおよびこれらの温度差の間の典型的な６０
°Ｆの温度変化を示す温度ダイヤグラムである。第１６
図は、更に△Ｔ−３５°Ｆのトリガーレベルを示し、こ
のレベルは蒸気と水が存在する場合の温度差の間の温度
差の範囲であって水が存在するという警報状態を判定す
るための多少低く設定した値である。第１４図の構成に
おいて、トリガー／警報回路９９は蒸気（正常）状態と
水（警報）状態とを自動的に判別して何れかの状態を表
わす出力を発生するトリガーレベルとしてΔＴ・３５″
Ｆに相当する電圧しきい値を用いることが出来る第１３
Ａおよび１３Ｂ図ノセンサー３１０は第１２Ｃ図および
第１乃至８図の構成と同様な機能を有するため、第１乃
至８図に関連して説明した完全複式構成のセンサーとし
て作用出来る。事実、センサー３１０は更に２つの独立
別個の示差温度センサーとしての機能を持つため、２つ
の別個のＨ／Ｔ素子の対からの夫々の温度差指示を論理
的に組合わせることにより検知した状態につき選択機能
を提供し、かくして自己検証機能を持つことが出来る、
４つのＨ／Ｔ素子として表示ＡＩ、Ａ２，８１．Ｂ２だ
けを説明を簡単にするために用いると、 ＾１−Ｂ１対　Ａ２−８２対　検知状態表示高Δτ　　
　高△Ｔ　　正常 高△Ｔ　　　低△Ｔ　　故障 低△Ｔ　　　高Δ丁　　故障 低△Ｔ　　　低△丁　　アラーム 関連する各ＨＡＴ対が選択動作された際の第１２Ｃおよ
び１３Ｂ図の実施例の動作は、上記の式（１）乃至（５
）により同じように完全に説明され、その際定義におい
て特定した典型的な温度差のあるものが特に第１３Ｂ図
の構成ではここのプローブを寸法および材料以外は筐体
２１０に対応する筐体３１０に形成すると仮定して個々
のプローブの重量および壁厚が小さいため多少異なると
いう僅かな差がある。

第２乃至第４実施例の一体的な複式分割筒型センサを用
いる表示およびオペレータ制御パネルのような制御シス
テムおよびその関連の構成要素を第１７および１８図に
示す。前に述べたように第１２８図の実施例は複式切換
え能力を有し、一方第１２Ｃ図の実施例は複式構成およ
び冗長性を有して素子を自動的に交換出来、また第１乃
至８図の第１実施例と機能的に同じである。一方第１３
Ａおよび１３８図の実施例は２つの独立の示差温度セン
サあるいは検知器として本質的に機能出来る限り更に別
の能力を有する。まず第１７図を参照すると、複数の一
体型センサ、１．２．・・・４８がセンサ制御装置４０
０の対応参照番号を付したチャンネル４１０に夫々接続
され、各チャンネル４１０はシステム制御装置４００に
および表示／オペレータｉ！Ｉｌｌパネル４゜４に接続
されている。センサ制御装置４００の各チャンネル装置
はアラームランプスイッチ４０１および４０３を有し、
これらは故障した）ｌ／Ｔ　Ａｌ−Ｂ１対および故障し
たＨ／Ｔ　Ａ２−８２対の状態を夫々表示して故障した
対の識別を容易化しこれにより保守を簡却にする。所与
のセンサのＨ／Ｔ対が両方故障した場合には、それに応
じてそのチャンネルが非作動状態にされ、前述したパネ
ル４０４にその旨の表示がなされる。

表示／オペレータ制御パネル４０４は第１１Ａ乃至ｌｉ
ｅ図のモジュール１３０，１５２および１７Ｇにほぼそ
のまま対応する多数のモジュールを有し、その主な例外
は一体型センサの第１１Ａ図の読出し制御モジュール１
３０がランプ／スイッチ１３６に関連する故障ヒータあ
るいはＴＣとの表示の代りに故障Ｈ／Ｔ素子の表示があ
る点である。この点に関し、第３および第４の実施例の
一体型センサは第１実施例の示差温度感知機能と同じも
のを有するため、後者の動作機能の全ては全て前で説明
したように木質的に同一の手動および／または自動制御
装置により実現可能であることが理解出来る。第１７図
のシステム制御装置４０２はパネル４０４とのインター
フェイスを行ない、第９，１０およびＩＩＡ　−１１Ｇ
図のモニターシステムに関して前に説明したように、セ
ンサ制御装置４００の個々のチャンネルの！（／Ｔ対を
自動的にあるいは表示／オペレーター制御パネル４０４
上においてオペレーターが手動選択した制御入力に応答
して選択を行なう。

第１８図は、単一センサ制御チャンネル４１０１例えば
第１７図のセンサ制御装置４００のチャンネルＮ０９１
の制御回路を示す。一体型センサは複式構成を持つため
、羊−のかかるチャンネル制御器４１０は第１８図に示
したように２つの同一サブチャンネル“Ｈ／Ｔ対＾１−
Ｂ１サブチャンネル４１０・−１′および“Ｈ／Ｔ対＾
２−Ｂ２サブチャンネル４１０−２”よりなる。サブチ
ャンネル４１０−１と４１０−２は同一であるため、Ａ
］−Ｂｌサブチャンネルだけを詳細に示した。

センナチャンネル制御器４１０は２つの関連するサブチ
ャンネル４１０−１と４１０−２の何れかを選択してこ
れらの動作を制御し、後述する対応で第１８図のシステ
ム制御装置４０２と直接インターフェイスする。

電流選択スイッチ４１２はリード４１８および４２Ｏを
介するチャンネル制御器４１０の制御の下にＩＯ電流源
４１４とＩＯ÷５０電流源４１６を選択的にＨ／Ｔ素子
旧およびＢ１に接続する。Ｈ／Ｔ温度選択スイッチ４２
２はライン４２４および４２６を介してＨ／Ｔ八１へＨ
／Ｔ　８１から電圧レベル信号を受信して、ライン４１
８および４２０を介してセンサチャンネル制御器４１０
の制御下において後述する態様でこれらの信号を処理す
る。

更に詳細には、ライン４１８の制御信号が高（４１８゛
が低）の時、Ｈ／Ｔ素子対Ａｌ−Ｂ１が選択されて作動
状態にされ、一方Ｈ／Ｔ素子対Ａ２−８２は待機状態に
ある。逆に、ライン４１８゛が高、ライン４１８が低い
場合には、Ｈ／Ｔ素子対Ａ２−８２　、即ちサブチャン
ネル４１０−２が選択されて作動状態になる。ライン４
２０の信号が高レベルになるとスイッチ４１２が電流源
４１４から電流ＩＯをＨ／Ｔ素子Ａ１へまた■０÷５０
電流を電流源４１６にらら）Ｉ／Ｔ素子Ｂ１へ供給する
。ライン４２０の信号が低レベルにあると逆の接続がな
される。従って、チャンネル制御器４１０は４１８が高
レベルにある時Ｈ／Ｔ素子対＋１−８１を加熱される素
子と基準素子の間で選択的に切換えることが出来る。ラ
イン４２０′の信号はサブチャンネル４１０−２のＨ／
Ｔ　Ａ２−８２につき同じ役割を担う。典型的には、セ
ンサチャンネル制御器４１０は普通所与の素子対、例え
ばＨ／Ｔ＾１−Ｂｌ（即ちライン４１８が高レベル）を
選択し、素子Ａ１は（ライン４２０が高レベルにある時
＞　ｒｏを運び、システム制御装置４０２（第１８図）
から入力ライン４７１および４７４を介して送られる人
力に応答して反対の選択、即ちＩＯ（加熱）を運ぶＨ／
Ｔ　８１あるいは活性状態にあるＨ／Ｔ　Ａ２−Ｂ２へ
切換える。ライン４１８′および４２０゛の信号が高レ
ベル（高レベルにある時）（４１８および４２０が、低
レベルにある）、スイッチ４１０には電流源４１６゛か
ら）１／Ｔ素子Ａ２およびＢ２へ１０÷５０電流を供給
する。

以　　下　　余　　白 ライン４１８上の高レベル信号によりＨＡＴ素子対Ａｌ
−Ｂ１が選択され、素子Ａ１がＩＯを運んでいると仮定
すると（ライン４２０も高レベル）、温度選択スイッチ
４２０にはライン４２４及び４２６を介して受信したＨ
／Ｔ素子対Ａｌ−８１の高電圧及び低電圧出力をそれぞ
れ出力ライン４２８及び４３０へ供給する。

これらの出力は、増倍率がそれぞれｘｉ（即ち１倍）及
びｘ５０　（すなわち５０倍）である演算増幅器である
乗算回路４３２及び４３４より処理される。ライン４３
６及び４３８上の出力はそれぞれ、Ｈ／Ｔ素子＾１−Ｂ
ｌにより温度差が検知される場合は除いて、差動増幅器
４４０により比較を行なうために大きさを一致させられ
ている。これらの回路動作は第１４図を参照して説明し
た回路動作に対応し、乗算回路４３４及び差動増幅器４
４０は第１４図の素子９４′及び９８′　に対応する。

温度選択スイッチ４２２はもちろんＨ／Ｔ　Ａｌ−８１
の出力をそれらが基準及び加熱素子としての選択に従っ
て設けられる。例えば、もしライン４２０が低レベルに
′あれば、ライン４２６上のＨ／Ｔ　Ｂｌの出力電圧は
ライン４２４上のものより太きく、従ってスイッチ４２
２は前者の出力を出力ライン４２８へ、後者を出力ライ
ン４３０へ向ける。かくして、増幅器４３４は常に、基
準プローブＨ／Ｔ素子へのＩｏ÷５０電流の供給により
決まるその基準プローブの素子の出力電圧を受ける。

差動増幅器４４０の出力は従って、Ｈ／Ｔ素子対Ａｔ−
Ｂ１により感知されるそれぞれの温度の差△Ｔ（ΔＴ　
−ｋＶ　）を表わす信号となる。その出力へＴはさらに
ライン４４０を介してスイッチ４４２に供給され、スイ
ッチ４４２は制御ライン４４４を介してセンサーチャン
ネル制御器４１０により作動されて現在選択作動された
状態にある対応のサブチャンネル４１０−１或いは４１
０−２の出力を制御器４１０への入力ライン４７４によ
りチャンネル出力ライン４４６へ選択的に接続して、そ
のライン上の△Ｔ信号を第１７図に従フてシステム制御
装置４０２及び表示−オペレータ制御パネル４０４へ供
給する。

センサーチャンネル制御器４１０は同時に、動作チャン
ネンル及それにより発生する△ＴＴ力状態に関するエラ
ーチエツク及び検証作用を実行し、その関連の一体型セ
ンサーの４つの全てのＨ／Ｔ素子及びそれらの支持回路
の動作状態をモニターし検証する。

エラーチエツク及びチャンネル能力検証作用は、両方の
サブチャンネルのＨ／Ｔ素子対の動作状態及び待機状態
の両方における電圧レベルの通常の範囲を考慮する。ま
ず第１に最も典型的なエラーの発生源、即ち第１４図の
概略図から予想されるようなリード線の断線或いはヒー
タ素子の焼き切れ及び故障を考慮すると、木質的には開
路状態になる。低電流源９７′及び９４′の特徴により
、それぞれのＨ／Ｔ素子及び／または開路状態にある支
持回路に対応する対応ブリッジ出力電圧ｖ１或いはＶｂ
ｂ　Ａ１１或いはＡｂは電流源９７′及び９４′のい゛
わゆる“レール電圧”、即ちその電流源が定電流状態を
維持しようとして到達する最も高い電圧に近づく。

第１４図を参照して、レール電圧は例えばＩｏを受ける
ブリッジの分子Ｖ、比出力１５０ボルトＩ０÷５０を受
ける分子のＶｂ比出力１２ボルトである。一方、ｖｌの
通常の動作電圧の範囲は５０乃至１２５ボルト、Ｖｔ＋
は１乃至２．５ボルトである。逆に、Ｈ／Ｔ素子の一方
或いは両方が短絡すると出力電圧Ｖ、及びｖｂが０ボル
ト或いはそれに近い値になる。従って、出力電圧Ｖ、の
動作範囲は２５ボルトの下限しきい電圧から１２５ボル
トの上限しきい電圧に亘る範囲として定義できる。同様
に、出力電圧ｖｂについては、その動作範囲はほぼ０．
５ボルトの下限しきい電圧から２．５ボルトの上限しき
い電圧の範囲と定義できるしかしながら、前述したよう
に、低い方のレベルの出力電圧ｖｂは第１８図の（ｘ５
０　）回路４３４及び４６２により電圧ｖ１に関し正規
化されている。従って、第１８図の比較器４５０及び４
５２へ送られる基準電圧ＶＲＥＰＩ及びＶ　ＲＥ　Ｐ　
２　＆を共ニＩ（／Ｔ素素子Ａ１及ヒエ１出力電圧の動
作範囲基準電圧としてそれぞれ２５及び１２５ボルトの
下限及び上限を決める。

Ｈ／Ｔ素子対Ａｌ−Ｂ１が作動状態にあること、更にラ
イン４２０上の信号が高レベルにあって素子ＡＩが高レ
ベル電流Ｉ０を受けていることを考慮すると、温度選択
スイッチ４２０には、ライン４２８上の素子＾１の出力
電圧を供給するだけでなくライン４６４上の同じ出力電
圧を比較器４５０へ供給する。Ｉ０÷５０電流を供給さ
れる素子Ｂ１の低レベル出力はライン４３０を介して前
と同様に増倍器４３４へ加えられ、増倍された出力はラ
イン４３９を介して比較器４５２へ送られる。従って、
ライン４６４及び４３４上の電圧は共にＶＲＥＦＩ及び
ＶＲＥＦ２により決まる範囲（即ち２５乃至１２５ボル
ト）内にあるはずである。もしいずれもそうでない場合
には対応の比較器４５０或いは４５２がそれぞれの出力
４５１及び４５３上にエラー信号を発生する。ＯＲゲー
ト４５４はかかるエラー信号出力をライン４５８を介し
て制御器４１０へ送る。素子ＡＩ及びＢ１が切り替えら
れると、それぞれの出力は反対の回路を流れて同じ結果
が得られるライン４１８上の信号が低レベルにある場合
には、素子の対Ａｌ−８１が選択されず従りて待機状態
にある。素子Ａｔ及びＢ１には共にスイッチ４１２によ
り電流源４１６から■。÷５０電流が供給されるため、
それぞれの電圧出力は同じ低レベルにあるはずである。

この状況において、スイッチ４２２はライン４２４上の
出力電圧をライン４２８へ、またライン４２６上の出力
をライン４３０上へ送る。この例の温度選択スイッチ４
２２に入力４６０を選択し、ライン４３６上の信号をラ
イン４３７及びｘ５０増倍器４６２を介して受信し、そ
の結果得られたライン４６４上の増倍信号を基準ＶＲＥ
□と比較するために比較器４５０へ送る。スイッチ４２
２からのライン４３０上の出力電圧はその通常の範囲の
値では、素子対Ｈ／Ｔ　Ａ１＝８１が選択された場合基
準プローブの加熱されない素子の出力電圧に一致する。

従って、前と同様、その出力電圧はＸ５０増倍器４３４
により増倍されてライン４３５を介し比較器４５２へ加
えられる。ｖＲｇｒｌ及びＶＲＥＦ２により送られる同
じ下限及び上限しきい電圧及びそれらの範囲が２、待機
状態にあるＨ／Ｔ素子Ａ１及びＢ１の作動性の判定に適
応されることには変わりがない。

これより、）ｌ／Ｔ素子肩及びＢ１の作動及び支持回路
、例えば素子対＾１−　Ｂｌが作動状態にあるか或いは
待機状態にあるか、また素子Ａ２−８２がいずれの状態
にあるかに関係なく、電流源４１４及び４１６、スイッ
チ４１２．４２２等が故障するとライン４５８上にエラ
ー信号が発生することがわかる。センサーチャンネル制
御器４１０は対応のエラー信号を出力ライン４７０を介
してシステム制御装置４０２　（１８図）に送り、所与
のサブチャンネルのＨ／Ｔ対（例えばサブチャンネル４
１０−１の素子対Ｈ／Ｔ　Ａｌ−Ｂ１及びサブチャンネ
ル４１０−２の素子対Ｈ／Ｔ＾２−８２　）の故障を指
示する。同様に、所与のチャンネルのサブチャンネルが
両方とも故障している場合には、エラー信号は出力ライ
ン４７２を介して送られてセンサーのチャンネル全体が
故障したことを指示する。更に、センサーチャンネル制
御器４１０は１つのサブチャンネルの素子対の故障を内
部的に検知するか或いはシステム制御装置４０２からラ
イン４７４を介して受信したＨ／Ｔ素子対制御信号の切
り替えをリクエストする信号に応答して待機状態にある
もう一方のサブチャンネルへの切り替えを行なる。もち
ろん、両方のサブチャンネルが故障状態にある場合には
オペレーターの介入が必要となる。

上述したように、サブチャンネル４１０−２はサブチャ
ンネル４１０−１と実質的に同一であるため第１８図に
おいて同−符号及び参照番号で示したように同じ動作及
び対応信号ラインを介して同じ信号を受ける。２つのサ
ブチャンネル４１０−１と４１０−２の間のエラーチエ
ツク機能も継続して行なわれる以上より、第１８図のシ
ステムは第９乃至１００図のモニターシステムと同様、
それぞれのサブチャンネル４１０−１及び４１０−２並
びにＨ／Ｔ素子対につき同じ状態指示信号を与えるため
、上述した自動モード及びオペレーター制御モードで完
全な作動状態にある。しかしながら、一体型センサーに
より公知のシステムと比較すると簡単な相互接続及び信
号処理が得られ、信頼性の向上、取り付け、保守及び作
動コストの減少だけでなくモニター及び検証機能に同じ
ような融通性及び信頼性が与えられる。

結論を言えば、本発明のモニターシステムは第１の通常
選択された活性素子対により発生される所与のセンサー
のアラーム状態を、補完第２ヒ−タ素子を用いる切り替
えテストにより自動的な検証を受けながら表示すると共
に、継続的なオンラインテスト及び素子の故障を自動的
な検知を行なって適当な故障信号を発生すると共に補完
素子を自動的に交換して、全てのセンサー位置を常にモ
ニターし診断して必要な場合は５ただちにアラームの指
示を行ない、更に構成要素の故障によるにせのアラーム
の発生を回避する。自動的及び継続オンラインテストに
加えて、オペレータの制御による選択テストモードが与
えられる。システムのこれらの能力にとって重要なのは
本発明のセンサーの複式構成及び切り替え能力である。

センサーは長寿命を保証する堅牢な構成を有するだけで
なく、故障したヒータ及びセンサー素子をオンラインで
交換する能力を有し、複式及び冗長センサーが補完素子
の自動的な交換により完全な機能性を維持する。本発明
のセンサー及び計測システムについては種々の変形例或
いは適応例が当業者に自明であろうが、頭書記載の特許
請求範囲はそれらを全て含むことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセンサのサーモウェル筐体を示す立面
図である。 第２図は第１図の分割筒形サーモウェル筐体の底面図で
ある。 第３図は第１図の分割筒形サーモウェル筐体の頂面図で
ある。 第４図は第１図に示した本発明の分割筒形サーモウェル
筐体の軸線を通る平面における、電気コネクタ・ボック
ス及び関連構造を含む゛、本発明のセンサ集合体の断面
図である。 第５図は第４図の５−５線を通る切欠き平面における、
一部断面で示す頂面図である。 第６図は第４及び５図に断面で示したコネクタ・ボック
スのカバー素子を示す端面図である。 第７及び８図は本発明のセンサに使用するヒータ及び熱
電対素子をそれぞれ示す平面図である第９図は本発明の
分割筒形センサを複数個利用するモニター・システムを
略伝するブロックダイヤグラムである。 第１０図は本発明の計測／モニター・システムを分割筒
形センサの各素子との関連を一部ブロックダイヤグラム
で示す簡略図である。 第１１Ａ、１１Ｂ及びＩＩＣ図は本発明システムの表示
／オペレータ制御盤の構成成分を示す平面図である。 第１２Ａ図は分割筒型サーモウェル筐体の簡単化した斜
視図であり、この筐体は第１図のものと実質的に同一で
あるが第２及び第３のセンサー巣施例に従って異なる内
部構成を有する。 第１２Ｂ図はセンサー筐体の中心軸を横断する平面にお
いてとった第１２Ａ図のセンサー筐体のプローブ部分の
横断面図であり、第２のセンサー実施例による内部構成
を示す。 第１２Ｃ図はセンサー筐体の中心軸を横断する平面にお
いてとった第１２Ａ図のセンサー筐体のセンサー筐体の
プログ部分を示す横断面図であり、第３のセンサー実施
例による内部構成を示す。 第１３Ａ図は交差した左右相称平面により画定される４
つの対称的な部分円筒形プローブより成る第４のセンサ
ー実施例のサーモウェル筐体の簡単化した概略図である
。 第１３８図は筐体の中心軸を横断する平面における第１
３Ａ図のサーモウェル筐体のプローブの横断面図である
。 第１４図は第１２Ａ乃至１３Ｂ図に示した本発明の実施
例の一体型センサーのヒータ／温度計素子対を付勢し、
その対により感知される温度間の差を示す差電圧を検知
するための電流源及びブリッジ回路構成を示す簡単な回
路図である。 第１５図は、一体型センサーの実施例によるヒータ／温
度計素子の対により感知される温度レベル及びその対に
より発生される対応の差電圧を説明するための温度ダイ
ヤグラムである。 第１６図は、蒸気と水をそれぞれ表わす第１４図の回路
の差電圧出力を弁別するためのトリガーレベルの設定を
説明するための温度ダイヤグラムである。 第１７図は、上述の第２乃至第４実施例の一体型分割筒
型センサーを複数個用いる第２の実施例によるモニター
システムを示す概略的なブロック図である。 第１８図は第９図の計測及びモニターシステムの一部を
ブロックで示した概略図である。 ｌＯは筐体、１２Ａ、１２Ｂはセンサプローブ、１３は
スロット、１４Ａ、　１４Ｂは先端、１５Ａ、１５Ｂは
面取り部分、１８はカラー、２０はシャンク部分、２２
はねじ付き部分、２８は環状端面、３０はチェンバ、５
０は延長部集合体、５１は円筒スリーブ、６０はコネク
タボックス、６２は中心孔、６３は取付は板、６４．６
５は固定手段、７０．９５は熱電対、７４はクリップ、
８６はカバープレート、８７は垂下側壁、８９は整合孔
、９０はヒータ素子、９３．９６は導線である。 出願人：　　ウエスチンクへウス・エレクトリック・コ
ーポレーシ３ン代　埋　人；加　藤　紘　一部（ほか１
名）の　。 赫　　ａ］ つ ＦＩｏ、　９ ■ Ｉ：Ｉ［ＨＣｌ コｆＴｃｃ］ 矧 手　　続　　補　　正　　書（自発） １．事件の表示 発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係 名称（７１１） ４、代 平成１年特許願第１２７７２２号

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸気と可変量の水を収容する圧力容器内における
   流体の状態をモニターするための計測システムであって
   、使用時圧力容器内の流体と連通する状態におかれる少
   なくとも２つの実質的同一の温度測定プローブより成る
   プローブ対と、補完組のヒータ及び温度感知素子を含む
   ２つのプローブとよりなる少なくとも１つの複式示差温
   度センサーを備え、補完組の各々が所与の対のプローブ
   と連携して、付勢されると選択的に作動されて前記所与
   の対のうちの１つのプローブを加熱し、かくして所与の
   対の関連した加熱基準プローブを構成し、また所与の対
   の関連加熱基準プローブの温度を感知してそれらの間の
   温度差を表わす対応の感知温度出力を発生させ、温度差
   はセンサーの関連加熱基準プローブの対が圧力容器内の
   蒸気及び水の状態のいずれかに露出されるのに応答して
   それぞれ高い及び低い値を有し、前記少なくとも２つの
   同一温度測定プローブは互いに熱的に隔離されており、
   更に所与のセンサーの補完組のヒータ及び温度感知素子
   の所与の１つのヒータ素子を選択的に付勢する選択付勢
   手段と、補完組の所与の１つの感知温度出力間の温度差
   を測定して対応の感知温度差出力を発生する手段と、通
   常のモニターモードの際作動されて補完組のうちの１つ
   を作動組として選択し、２つの補完組の他方のものを待
   機状態に保つ制御手段とより成り、制御手段は選択付勢
   手段を制御して選択された組を付勢し測定手段を制御し
   て選択された組の感知温度出力間の差を求め対応感知温
   度差出力を発生することを特徴とする継続システム。
2. （２）所与のセンサーの補完組の温度感知及びヒータ素
   子の任意のものの故障を判別して対応の故障素子出力を
   発生する手段を更に含み前記制御手段は選択された作動
   組に対応する通常モニターモードの故障判定手段故障素
   子出力に応答して待機状態にある補完組の他方のものを
   作動組として選択し、選択付勢手段を制御してまた判定
   手段を制御してかくして選択されたもう一方の組の感知
   温度出力間の差を求めることを特徴とする請求項第（１
   ）項に記載計測装置。
3. （３）故障素子出力に応答して故障素子をセンサー表示
   手段を更に含むことを特徴とする請求項第（２）項に記
   載の計測装置。
4. （４）所与の組の感知温度出力に応答して発生される測
   定手段の感知温度出力の関連する対のセンサープローブ
   を圧力容器内の蒸気及び水状態にさらした場合にそれぞ
   れ対応する比較的高い及び比較的低い値の間において基
   準温度差の値を決定する手段と、選択された作動セット
   の感知温度出力に応答して発生される測定手段の感知温
   度差出力の値を基準温度差値と比較して感知温度差出力
   が基準温度差値以下であるときアラーム出力を発生する
   手段とを更に含むことを特徴とする請求項第（１）項に
   記載の装置。
5. （５）制御手段は検証モードにおいて比較手段のアラー
   ム出力に応答して待機状態にある補完組の要素を選択し
   て付勢手段を制御することにより測定手段を付勢してこ
   のようにして選択された補完組の感知温度出力との間の
   差を測定して対応の補完値温度差出力を発生することを
   特徴とする請求項第（４）項の記載の装置。
6. （６）所与のセンサーにつきモニターモードにある時発
   生される測定手段の感知温度差出力とアラーム出力が発
   生した結果検証モードにあるときの測定手段の感知温度
   差出力とを比較してアラーム状態を検証することを特徴
   とする請求項第（５）項に記載の装置。
7. （７）アラーム出力に応答してアラーム表示を行なう手
   段を更に備えたことを特徴とする請求項第（６）項に記
   載の装置。
8. （８）補完組の所与のセンサーの温度感知及び加熱素子
   の任意のものの故障を判定して対応の故障素子出力を発
   生する手段を更に備え、制御手段はオンラインテスト時
   通常モニターモードにおいて選択的に作動可能であり、
   待機状態にある他方の補完組を作動組として選択して選
   択的付勢手段を制御して測定手段を付勢せしめ、このよ
   うにして選択された他方の補完組の感知温度出力の差を
   求めることになることを特徴とする請求項第（１）項に
   記載の装置。
9. （９）複数の示差温度センサーとそれぞれの付勢手段と
   測定手段を備え、制御手段はシステム制御手段と複数の
   センサーにそれぞれ関連する複数のセンサー制御手段と
   より成り、システム制御手段は複数のセンサー制御手段
   を制御してそれぞれ関連するセンサーのオンラインテス
   トを行なうことを特徴とする請求項第（８）項に記載の
   装置。
10. （１０）通常モニターモード時及びオンラインテスト時
    において複数の測定手段の各々により発生される温度差
    出力を比較してそれぞれ対応のセンサーの動作テストを
    行なう手段を備えてなることを特徴とする請求項第（９
    ）項に記載の装置。
11. （１１）複数のセンサーの各々につき各センサーと関連
    する複数の測定手段の各々の通常モニターモード及びオ
    ンラインテスト時におけるそれぞれの温度差出力を表示
    するシステム表示手段を備えてなることを特徴とする請
    求項第（１０）項に記載の装置。
12. （１２）システム表示手段は選択されたただ１組の単一
    のセンサーにつき温度差出力を表示し、システム制御手
    段はモニターモード及びオンラインテストモードのそれ
    ぞれにおいて、別々に複数のセンサー制御手段及びそれ
    に対応してそれぞれの関連する複数のセンサー及び複数
    の測定手段を次々に選択して、モニターモードにある選
    択した組の各センサー及びオンラインテスト中の補完組
    の各センサーに対応するそれぞれの温度差出力をシステ
    ム表示手段に送って選択したセンサーの表示と共に次々
    に表示することを特徴とする請求項第（１１）項に記載
    の装置。
13. （１３）システム表示手段はそれぞれ複数のセンサーに
    対応する複数のアラーム表示手段を備え、かかる対応の
    アラームセンサー表示手段はそれぞれ関連のセンサーの
    アラーム状態を支持することを特徴とする請求項第（１
    １）項に記載の装置。
14. （１４）各センサーに関連して補完組の温度感知及び加
    熱素子の任意のものの故障を判定して対応する故障素子
    出力を発生する手段を備え、複数のセンサー制御手段は
    それぞれ選択された作動組に関する対応の測定手段の故
    障素子出力に応答して故障状態にある組の出力を発生し
    、また両方の補完組につき測定手段の故障素子出力の受
    信に応答して故障センサー出力を発生し、システム制御
    手段はシステム表示手段に対する対応センサーの識別に
    関連して複数のセンサー制御手段の故障組及び故障セン
    サー出力を供給し、システム表示手段は更に故障組及び
    故障センサー出力の受信に応答して対応のセンサーの識
    別に関連し故障組及び故障センサーの表示を別々に行な
    う手段を備えてなることを特徴とする請求項第（１１）
    に記載の装置。
15. （１５）システム制御手段を選択的に制御して複数のセ
    ンサーの選択的オンラインテストを行なうオペレータ制
    御手段を備えてなることを特徴とする請求項第（９）項
    に記載の装置。
16. （１６）各補完セットは独立のヒータ素子と２つの温度
    感知素子より成り、一対の関連プローブの各々は独立の
    ヒータ素子と関連のヒータ素子に関し、対象配置された
    ２つの温度感知素子とを有し、１つのプローブのヒータ
    素子及び一方の温度感知素子並びに他方のプローブの２
    つの温度感知素子の所与の１つは第１の補完組として関
    連し、前記対の他方のプローブの独立のヒータ素子及び
    前記対のプローブの残りの温度感知素子は第２の補完組
    として関連することを特徴とする請求項第（１）項に記
    載の装置。
17. （１７）各補完組は一対の一体型ヒータ／温度感知素子
    より成り、センサーの前記対のプローブの各々は一対の
    一体型ヒータ／温度感知素子を有し、各一体型素子は温
    度に実質的に線形の関係で変化する抵抗値を有し、温度
    感知素子として作動して感知温度出力を発生可能であり
    、また付勢されると選択的に作動されて関連のプローブ
    を加熱するヒータ素子として作用し、一対の関連プロー
    ブの一方のかかる一体型ヒータ／温度感知素子はそれぞ
    れ前記対の他方のプローブの一体型ヒータ／温度感知素
    子の１つと関連して所与のセンサーの所与の対の関連プ
    ローブにつき第１及び第２の補完組の一体型ヒータ／温
    度感知素子を構成し、制御手段は通常のモニターモード
    において第１の補完組の一体型ヒータ／温度感知素子を
    作動させるよう選択し、第２の組は待機状態にあり、付
    勢手段を制御して所与のセンサーの前記所与の対のプロ
    ーブの所定の１つに関連する選択された組の一体型ヒー
    タ／温度感知素子の所与の１つを付勢することを特徴と
    する請求項第（１）項に記載の装置。
18. （１８）補完組の所与のセンサーの任意の温度感知ヒー
    タ素子の故障を判定して対応の故障素子出力を発生する
    手段を備え、制御手段は通常モニターモード時選択され
    た組につき判定手段の故障素子出力に応答して待機状態
    にあるもう一方の組を選択し、付勢手段を前記対の関連
    プローブの他方のものに関連するこのようにして選択し
    た他方の組の一体型ヒータ／温度感知素子を付勢するよ
    う制御することを特徴とする請求項第（１７）項に記載
    の装置。
19. （１９）付勢手段は第１と第２の接続点の間において並
    列に接続された第１及び第２の分枝を持つブリッジ回路
    と、第１及び第２の分枝の補完組の第１及び第２のヒー
    タ／温度感知素子と直列に接続されてそれぞれ第３及び
    第４の接続点を形成する１及び第２の低電流源とを含み
    、第１の低電流源は第１の分枝にある第１の素子にそれ
    を引いた素子として付勢するに充分な第１レベルの電流
    を供給し、第２の分枝に接続された第２の低電流源は第
    １レベルの電流と比べて所定の比例係数だけ低い第２レ
    ベルの電流を第２の素子に供給して第２のヒータ／温度
    感知素子がそれを流れる第２レベルの電流により僅かに
    加熱されるに過ぎないようにし、更に第１及び第２の入
    力及び出力を有する作動増幅器と、ブリッジ回路の直列
    接続点を作動増幅器の第１及び第２の入力に接続し、ま
    た第３及び第４の接続点におけるそれぞれの電圧出力を
    比例係数の逆数によりそれぞれ第１及び第２のヒータ／
    温度感知素子を流れる第１及び第２レベルの電流に応じ
    て正規化する手段とを備え、作動増幅器は補完組の一体
    型ヒータ／温度感知素子のそれぞれの感知温度出力の差
    を表わす感知温度差出力を発生することを特徴とする請
    求項第（１７）項に記載の装置。
20. （２０）付勢手段は所与の補完組の第１及び第２の一体
    型ヒータ／温度感知素子に既知の比例係数だけ異なる高
    レベル及び低レベルの定電流をそれぞれ供給してそれら
    の素子から感知温度出力としてそれぞれ高レベル及び低
    レベルの電圧出力を発生させ、高レベルの電流により第
    １の一体型ヒータ／温度感知素子がヒータとして作用し
    、またその対応のプローブが加熱されるプローブとして
    作用できるに充分なほど第１の一体型ヒータ／温度感知
    素子が加熱され、低レベル電流により第２の一体型ヒー
    タ／温度感知素子及びその関連のプローブは僅かに加熱
    されるだけであるため基準プローブとして作用できるこ
    とを特徴とする請求項第（１７）項に記載の装置。
21. （２１）判定手段は更に、感知温度出力の差を求めて対
    応する感知温度差出力を発生するにあたり第１及び第２
    の一体型ヒータ／温度感知素子の電圧出力の関連レベル
    を既知の比例係数の逆数により変化させる手段を備えて
    なることを特徴とする請求項第（２０）項に記載の装置
    。
22. （２２）判定手段は、作動中の一体型ヒータ／温度感知
    素子の感知温度出力電圧値の範囲に相当する連続的な基
    準範囲の電圧値を発生する手段と、各一体型ヒータ／温
    度感知素子の感知温度出力電圧を連続的な基準範囲の電
    圧値と比較して感知温度出力電圧が連続的な基準範囲内
    にないとき故障素子出力を発生する手段とを備えてなる
    ことを特徴とする請求項第（２１）項に記載の装置。