JPH028718A - 高温温度計 - Google Patents
高温温度計Info
- Publication number
- JPH028718A JPH028718A JP63158766A JP15876688A JPH028718A JP H028718 A JPH028718 A JP H028718A JP 63158766 A JP63158766 A JP 63158766A JP 15876688 A JP15876688 A JP 15876688A JP H028718 A JPH028718 A JP H028718A
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- temperature
- crucible
- thermocouple
- ammeter
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、例えばクラスタイオンビーム装置のるつぼ等
、真空雰囲中で高電位・高温状態にある物体の温度を測
定する温度計に関する。
、真空雰囲中で高電位・高温状態にある物体の温度を測
定する温度計に関する。
〈従来の技術とその課題〉
クラスタイオンビーム装置のるつぼ温度測定は、一般に
熱電対を用いて行われており、熱電対としては、るつぼ
温度が１５００〜２０００℃程度にまで達するためタン
グステン−レニウム等が用いられている。
熱電対を用いて行われており、熱電対としては、るつぼ
温度が１５００〜２０００℃程度にまで達するためタン
グステン−レニウム等が用いられている。
その測定方法を第３図に示す。熱電対１０２の温接点を
るつぼ１の近傍に配置し、その熱起電力をアンプ１０３
を介して温度表示計１０４に導いている。
るつぼ１の近傍に配置し、その熱起電力をアンプ１０３
を介して温度表示計１０４に導いている。
ところで、るつぼ１には高電圧が印加されており、熱電
対１０２をるつぼ１と同じ電位に置く必要がある。すな
わち、熱電対１０２が接地電位にあると、熱電対１０２
がるつぼ１の輻射熱により加熱されることによって放出
される熱電子が、るつぼ１へと引き寄せられ、熱電対１
０２とるつぼ１間に電流が生じる。つまり熱電対１０２
に電流が流れ、この電流により起電力が大きく変化し、
正確な測定値を得ることができない。
対１０２をるつぼ１と同じ電位に置く必要がある。すな
わち、熱電対１０２が接地電位にあると、熱電対１０２
がるつぼ１の輻射熱により加熱されることによって放出
される熱電子が、るつぼ１へと引き寄せられ、熱電対１
０２とるつぼ１間に電流が生じる。つまり熱電対１０２
に電流が流れ、この電流により起電力が大きく変化し、
正確な測定値を得ることができない。
しかしながら、熱電対１０２をるつぼ１と同電位に置く
と、熱電対１０２と接地側に置かれる温度表示計１０４
とを直に接続することが不可能になり、熱電対１０２と
温度表示計１０４とを絶縁する必要がある。従来、その
絶縁は、例えば第３図に示すように、アンプ１０３の出
力側に電圧−光変換器１０５を設けるとともに、温度表
示計１０４の入力側に光−電圧変換器１０６を設け、そ
の両者間を光ファイバ１０７で接続することによって行
われている。
と、熱電対１０２と接地側に置かれる温度表示計１０４
とを直に接続することが不可能になり、熱電対１０２と
温度表示計１０４とを絶縁する必要がある。従来、その
絶縁は、例えば第３図に示すように、アンプ１０３の出
力側に電圧−光変換器１０５を設けるとともに、温度表
示計１０４の入力側に光−電圧変換器１０６を設け、そ
の両者間を光ファイバ１０７で接続することによって行
われている。
以上のように、クラススタイオンビーム装置のるつぼ温
度を熱電対を用いて測定する場合、熱電対を単にるつぼ
の近傍に配置するだけでは測定が不可能で、熱電対をる
つぼと同電位にするとともに、熱電対と温度表示計との
間に絶縁構造を設ける必要があり、測定系の構成が複雑
になるという問題があった。
度を熱電対を用いて測定する場合、熱電対を単にるつぼ
の近傍に配置するだけでは測定が不可能で、熱電対をる
つぼと同電位にするとともに、熱電対と温度表示計との
間に絶縁構造を設ける必要があり、測定系の構成が複雑
になるという問題があった。
本発明の目的は、絶縁構造等を設けることなく、簡単な
構成により高電位・高温状態にある物体の温度を測定す
ることのできる高温温度計を提供することにある。
構成により高電位・高温状態にある物体の温度を測定す
ることのできる高温温度計を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉
上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、導線２と電
流計３とを有し、導ｍ２の一端を電流計３を介してアー
スに接続するとともに、その他端を被測定物体１の近傍
に配置し得るよう構成したことを特徴としている。
第１図を参照しつつ説明すると、本発明は、導線２と電
流計３とを有し、導ｍ２の一端を電流計３を介してアー
スに接続するとともに、その他端を被測定物体１の近傍
に配置し得るよう構成したことを特徴としている。
〈作用〉
導線２の先端部が被測定物体１の放射熱により高温に加
熱されると導線２の電子が外部に放出される。その放出
された電子は導線２に対して正電位にある被測定物体１
に引き寄せられて、両者間に電流が生じ、この電流の強
さは電流計３によって検出される。
熱されると導線２の電子が外部に放出される。その放出
された電子は導線２に対して正電位にある被測定物体１
に引き寄せられて、両者間に電流が生じ、この電流の強
さは電流計３によって検出される。
ここで、導線２と被測定物体１間に生じる電流の導線２
の先端表面の単位面積あたりの密度ｉｓは、導線２の温
度Ｔと相関関係があり、仕事関数をφ、電子の電荷を一
〇、ボルツマン定数をｋとして、 １ｓ＝ＡＴ’ ｅｘｐ （−ｅφ／ ｋ Ｔ ’）
−（１１という形で表わされることが知られている（
リチャードスンの式）。ただし、ｎおよびＡは定数であ
って、ともに既知である。
の先端表面の単位面積あたりの密度ｉｓは、導線２の温
度Ｔと相関関係があり、仕事関数をφ、電子の電荷を一
〇、ボルツマン定数をｋとして、 １ｓ＝ＡＴ’ ｅｘｐ （−ｅφ／ ｋ Ｔ ’）
−（１１という形で表わされることが知られている（
リチャードスンの式）。ただし、ｎおよびＡは定数であ
って、ともに既知である。
そこで、導ＮｉＡ２を流れる電流の強さを検出し、その
検出値から電流密度ｉｓを求めることにより、導ｖＡ２
の温度つまり被測定物体１の温度を知ることができる。
検出値から電流密度ｉｓを求めることにより、導ｖＡ２
の温度つまり被測定物体１の温度を知ることができる。
〈実施例〉
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
第１図は本発明実施例の構成図であって、クラスタイオ
ンビーム装置のるつぼ温度測定に本発明を通用した例を
示している。
ンビーム装置のるつぼ温度測定に本発明を通用した例を
示している。
るつぼ１には直流電源１ａにより高電圧が印加されてお
り、加熱用フィラメント１ｂから発生する熱電子は、電
位差によりるつぼ１側壁に引き寄せられ衝突することに
よってその壁体を加熱する。
り、加熱用フィラメント１ｂから発生する熱電子は、電
位差によりるつぼ１側壁に引き寄せられ衝突することに
よってその壁体を加熱する。
これにより、るつぼ１は１５００〜２０００℃程度に加
熱される。なお、るつぼ１の材料としては、パイロリゾ
イック窒化ボロン、グラファイトあるいはタングステン
等が用いられる。
熱される。なお、るつぼ１の材料としては、パイロリゾ
イック窒化ボロン、グラファイトあるいはタングステン
等が用いられる。
さて、るつぼ１の底面にはグラファイト製の支持台４が
固着されており、その支持台４には穴４ａが形成されて
いる。穴４ａにはアルミナがいし５がその中央部あたり
まで嵌め込まれており、このアルミナがいし５および支
持台４によってるつぼ１は真空チャンバ９内の所定位置
に支持される。
固着されており、その支持台４には穴４ａが形成されて
いる。穴４ａにはアルミナがいし５がその中央部あたり
まで嵌め込まれており、このアルミナがいし５および支
持台４によってるつぼ１は真空チャンバ９内の所定位置
に支持される。
なお、支持台４はるつぼ１を支持する他に、次に説明す
るタングステン線２の先端部に加熱用フィラメン）ｌｂ
からの熱電子が衝突するのを防ぐ役目も果たしている。
るタングステン線２の先端部に加熱用フィラメン）ｌｂ
からの熱電子が衝突するのを防ぐ役目も果たしている。
タングステン線２の一端はアルミナがいし５を貫通して
支持台４の穴４ａ内に配置され、その他端は電流計３を
介してアースに接続されている。
支持台４の穴４ａ内に配置され、その他端は電流計３を
介してアースに接続されている。
電流計３の検出値は演算器６に導かれる。演算器６は電
流計３の検出特性の非直線性を補正するりニアライザ部
を有するとともに、そのリニアライザ部によって補正さ
れた電流計３の検出値およびあらかじめ設定されたタン
グステン線２の断面積から電流密度ｉｓを求めた後、先
述したｉｌ１式に基づいて温度Ｔを演算するよう構成さ
れており、その演算結果は表示器７に表示される。
流計３の検出特性の非直線性を補正するりニアライザ部
を有するとともに、そのリニアライザ部によって補正さ
れた電流計３の検出値およびあらかじめ設定されたタン
グステン線２の断面積から電流密度ｉｓを求めた後、先
述したｉｌ１式に基づいて温度Ｔを演算するよう構成さ
れており、その演算結果は表示器７に表示される。
次に、第２図に示す等価回路を参照しつつ作用を説明す
る。
る。
タングステン線２の先端部は、支持台４の放射線により
加熱されてるつぼ１と同じ温度になる。
加熱されてるつぼ１と同じ温度になる。
この加熱により、タングステン線２の先端部から熱電子
が放出され、その熱電子は、タングステン線２に対して
正電位にあるるつぼ１つまり支持台４に引き寄せられる
。これにより、回路Ｃ内に電流ｉが流れ、この電流ｉの
強さは電流計３によって検出され、その検出値は演算器
６に採り込まれる。そして、演算器６では電流ｉの強さ
からタングステン線２の温度つまりるつぼ１の温度を演
算し、その結果が表示器７に表示される。
が放出され、その熱電子は、タングステン線２に対して
正電位にあるるつぼ１つまり支持台４に引き寄せられる
。これにより、回路Ｃ内に電流ｉが流れ、この電流ｉの
強さは電流計３によって検出され、その検出値は演算器
６に採り込まれる。そして、演算器６では電流ｉの強さ
からタングステン線２の温度つまりるつぼ１の温度を演
算し、その結果が表示器７に表示される。
なお、以上の実施例では、演算器６および表示器７を備
えているが、これらは必ずしも必要ではなく、電流値を
温度に換算する表をあらかじめ作成しておけば、電流計
３の読みからるつぼ１の温度を知ることができる。
えているが、これらは必ずしも必要ではなく、電流値を
温度に換算する表をあらかじめ作成しておけば、電流計
３の読みからるつぼ１の温度を知ることができる。
また、本実施例では導線としてタングステン線を用いて
いるが、高融点を有する他の金属線を用いてもよい。
いるが、高融点を有する他の金属線を用いてもよい。
以上は、クラスタイオンビーム装置のるつぼの温度測定
に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限ら
れることなく、例えばイオン注入装置におけるイオン源
のオーブンの温度等、真空雰囲中で高電圧が印加され、
かつ高温状態にある他の任意の物体の温度測定にも適用
できる。
に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限ら
れることなく、例えばイオン注入装置におけるイオン源
のオーブンの温度等、真空雰囲中で高電圧が印加され、
かつ高温状態にある他の任意の物体の温度測定にも適用
できる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、導線の一端を電
流計を介してアースに接続するとともに、その他端を被
測定物体の近傍に配置し得るよう構成したから、従来必
要とされていた、熱電対等の測温体に高電圧を印加する
ための配線や、電圧−光および光−電圧変換器ならびに
光ファイバ等の絶縁構造部を設けることなく、簡単な構
成で高電位・高温状態にある物体の温度を測定すること
が可能になる。
流計を介してアースに接続するとともに、その他端を被
測定物体の近傍に配置し得るよう構成したから、従来必
要とされていた、熱電対等の測温体に高電圧を印加する
ための配線や、電圧−光および光−電圧変換器ならびに
光ファイバ等の絶縁構造部を設けることなく、簡単な構
成で高電位・高温状態にある物体の温度を測定すること
が可能になる。
また、従来測温体として使用されていたタングステン−
レニウムは高価でしかも一度高温に加熱すると脆くなり
破損することが多かったが、本発明では、タングステン
線等の導線を測温体としているので、安価でかつ耐久性
もある。
レニウムは高価でしかも一度高温に加熱すると脆くなり
破損することが多かったが、本発明では、タングステン
線等の導線を測温体としているので、安価でかつ耐久性
もある。
第１図は本発明実施例の構成図、
第２図はその等価回路図、
第３図は従来の測定例を示す図である。
１・・・・るつぼ
２・・・・タングステン線
３・・・・電流計
Claims (1)
- 真空雰囲中で高電圧が印加され、かつ高温状態にある被
測定物体の温度を測定する温度計であって、導線と電流
計とを有し、上記導線の一端を上記電流計を介してアー
スに接続するとともに、その他端を被測定物体の近傍に
配置し得るよう構成したことを特長とする、高温温度計
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63158766A JPH028718A (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 高温温度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63158766A JPH028718A (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 高温温度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH028718A true JPH028718A (ja) | 1990-01-12 |
Family
ID=15678871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63158766A Pending JPH028718A (ja) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | 高温温度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH028718A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083982A (en) * | 1990-04-13 | 1992-01-28 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | System for controlling a continuously variable transmission of a motor vehicle |
| JP2007327766A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 温度測定装置、温度測定方法および電子顕微鏡 |
-
1988
- 1988-06-27 JP JP63158766A patent/JPH028718A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083982A (en) * | 1990-04-13 | 1992-01-28 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | System for controlling a continuously variable transmission of a motor vehicle |
| JP2007327766A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 温度測定装置、温度測定方法および電子顕微鏡 |
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