JPH03255324A - 温度測定装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多点温度を計測する装置に関するもので、−本
のケーブルで多くの点の温度の変化を監視する温度検出
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に１機械プラント、熱利用プラントに於ては、プラ
ントが巨大になると温度測定あるいは温度監視点は、そ
の規模に従って増加する。

従来はこの要求に対し、熱電対、サーミスタ。

Ｘ設置し、一般にはこれら各センサか ら各々２本の線を取り出し１台の測定器でこれらを切換
えて計測監視している。この場合、極めて特殊かつ高価
な方法１例えば計算機ネットワークなどの手法を用いな
い限り、各センサからは２本以上の信号線が必要になり
、センサーは多数配設されておりその布線数は膨大にな
るためコスト等の観点から自づから測定点数には限界が
生じているのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように従来の温度測定又は監視は温度を測定又は
監視する必要の個所へ各々複数のセンサーを設置するな
めその設置数によっては膨大なケーブルの数が必要とな
り、それらの布設にもかなりの工事量となり、又それに
伴う工事のコストアップにもつながっていた。又測定に
も１台の測定器にこれらのケーブルを接続して各センサ
ーのラインを切換えて順次測定するため、長時間を要し
切換手段も必要としていた。

又、これらの問題を解決するために計算機によりネット
ワークの処理を行なわせることもできるが、測定方法そ
のものが複雑化してしまう問題点があった。本発明は、
このような課題を解決するために、（１）温度測定ある
いは監視点の増加に伴なう布線数の減少とそれによる設
備費用の低減、（２）温度計測点をケーブル上の任意の
位置に自由に決定できること１等をねらいとしてなされ
たものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前述の課題を解決するために、布設するケーブ
ルに形状記憶合金からなるリング又はそれと同等な作用
をする装置を温度測定又は監視が必要個所に設けて温度
変化によりケーブルの外径を変形させてその点でのイン
ピーダンスを変化させインピーダンスの不連続点を生じ
せしめる。ケーブルの一端からパルスを送信してこのイ
ンピーダンスの不連続でのパルスの反射波を測定してケ
ーブルの温度変化の個所を検出するものである。即ち１
本発明は、（１）布設されたケーブルの一端からパルス
を送信し２ケーブルのインピーダンスの変化による不連
続点での前記パルスの反射波を検出してケーブルの温度
による障害点を検出するＴＤＲ方式による温度検出装置
であって、温度変化により形状が変形して前記ケーブル
の外径を変形せしめてインピーダンスを変化させる形状
記憶合金からなるリングを前記ケーブルの温度測定又は
監視個所に嵌めてなることを特徴とする温度検出装置を
提供すること、及び（２）布設されたケーブルの一端か
らパルスを送信し、ケーブルのインピーダンスの変化に
よる不連続点での前記パルスの反射波を検出してケーブ
ルの温度による障害点を検出するＴＤＲ方式による温度
検出装置であって、温度変化により前記ケーブルの外径
を変形せしめてインピーダンスを変化させるために前記
ケーブルの温度測定又は監視個所に同ケーフルを２本の
棒状体ではさみ、同棒状体の両端部を形状記憶合金から
なるバネで連結してなる装置を設けたことを特徴とする
温度測定装置を提供するものである。

〔作用〕

特定の変態温度（希望する監視温度相当）を有する（１
）形状記憶合金製のリング又は（２）２本の棒状体でケ
ーブルをはさみ両端部を形状記憶合金製のバネで連結し
た装置をケーブルにはめ込むか又は装着し、あらかじめ
ケーブルを圧縮しないように変形させておく。温度上昇
により形状記憶合金が元の形に戻る時に（１）リング又
は（２）の装置の作用でケーブルを圧縮するのでその部
分の断面形状が変化し局部的に特性インピーダンスに変
化が生ずる。この変化をＴＤＲ方式でケーブルの端より
パルスを送出し、インピーダンスの不連続点でのパルス
の反射波を検出して温度変化を生じたケーブルの個所を
検知することができる。反射パルスの検出は（１）のリ
ング又は（２）の装置の設置場所のパルス送信点からの
距離によりパルスの伝播時間がわかるため、この時間帯
でゲートパルスを出し反射波をチエツクな上昇個所が検
知される。

〔実施例〕

本発明の温度検出装置に関する第一実施例を第１図乃至
第４図で説明する。第１図はその構成を説明するもので
、（ａ）図は側面を示す構成図。

（ｂ）図はそのＡ−Ａ矢視断面図である。１は高周波ケ
ーブル（同軸ケーブル）、２はその芯線で導体である。

３は外部導体で　例えば導体の編組物からなり芯線２を
絶縁物４で囲んでいるように構成されている。５は本発
明の構成上のポイントとなるリングで、形状記憶合金製
のＯリング状のものであり、その内径は定常温度（変態
点を越えない温度）でケーブル１の外径にほぼ等しいが
少し大きめの形状でケーブルの外径にはまっている。６
は詳細を後述する温度変化を測定するためのＴＤＲ方式
測定器、Ｒは抵抗器である。第２図は第１図と同じく（
ａ）図は側面図、（ｂ）図はそのＢ−Ｂ矢視断面図であ
り、第１図に示す形状記憶合金製のリング５が温度の変
化により変態点を越えて５ａとなり、その温度で記憶し
ていた元の形状に復帰した状態を示したものである。リ
ング５が変態点を越える温度変化により形状が変化して
元の状態に復帰するとリング５ａのように縮んだ状態と
なりケーブル１の外径を締め付けることになりケーブル
１の断面形状が変化するものである。このリング５の状
態形状を第３図、リング５が縮んだ５ａの状態を第４図
に示している。第５図は第二実施例の断面図であり、第
一実施例のリング５の替りに、２本の棒状体６６ａ、６
６ｂでケーブル１をはさみ、形状記憶合金製のバネ５５
ａ。

５５ｂで押えて固定したものである。このような構成で
も変態点以上の温度でバネ５５ａ、５５ｂが縮みケーブ
ル１を上下の棒状体６６ａ。

６６ｂの両方で締めつけ、変形させるものである。前述
のＴＤＲ方式について更に補足すると。

Ｔ　Ｄ　Ｒ（Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍｅｉｎ　Ｒｅｆｌｅｃｔ
　ｍｅｔｅｒ　）法とは公知の測定方法であり、信号源
としてはパルス波を使い、オシロスコープで波形を観測
して、直視的に障害点を明確にする方法でおる。ケーブ
ルの種類や、距離方向に対する分解能力などにより、使
用するパルス波形が決定される。例えば。

比較的長距離で減衰量の多いケーブルの場合はインパル
ス波（具体的には正弦波の半波またはその自乗波）を使
用し、比較的短距離で高い分解能が必要な場合は、ステ
ップ・パルス波を使用する。

ＴＤＲ方式は、障害点の位置を求められるだけではなく
、同時に、その障害の種別が、オシロスコープに表示さ
れた波形より判別でき１反射パルスの波形を解析するこ
とにより、障害点にどのようなものが装荷されているか
が推定できる。本実施例では、線路にパルスを送出し、
線路のインピーダンスの不連続点から反射する信号のタ
イミングから不連続点布の距離を知るものである。

今、電線中のパルスの速さをＶとすると、パルス送出か
ら受信迄の時間τと１反射点の位置／（送出端からの距
離）の関係は次式で表わされる。

ｔ＝ｌｖτ　・・・・・・・・・・・・・・・（１）特
定点ｌからの反射を観測するためには、（１）式から計
算されるτだけ経過した信号のみを受信するよう受信側
にゲートを設置すれば良い。即ち、第６図（ａ）におい
て送信パルス１０を送出すると時間τの後に、そこに設
置されているリングに温度変化があると、リングの外径
が変形し。

（ｂｌに示すようにその部分にインピーダンスの不連続
点が生じて反射パルス１１が発生する。時間τの近くに
ゲートをＯＮとし反射波の幅よりやや広いゲートパルス
１２を出すと１反射パルス１１を検出することができる
。これらの測定は第１図のＴＤＲ方式測定器６にて実施
する。

このような構成での作用をまとめて述べると。

まず第１図の第一実施例として２例えば、温度変化がな
いと高周波ケーブルのインピーダンス（通常５０Ω又は
７５Ω）は、形状記憶合金製のリング５がはまっていて
も、外部導体３があるのでその有無には関係なくインピ
ーダンスの変化はない。従って、この電線のインピーダ
ンス変化点を測定しても何等変化は出てこない。

今、第２図に示すように形状記憶合金製のリング５がは
まっている場所の温度が、変態点を越えて上昇すると、
リング５は元の形状に戻り例えば５ａのように変形して
縮み、高周波ケーブル１の外径を締付ける。その為、高
周波ケーブル１は局部的に変形し、その部分のインピー
ダンスが変化する。リング５の設置場所、即ち距離はあ
らかじめ既知であるので、パルスの到達時間はすべて設
定できる。これを常時外部の測定器６で監視していれば
、リング５のある場所の温度が、あらかじめリングの素
材によって定められた温度を越えたことが判る。即ち、
第６図（Ｃ）に示すようにあらかじめ既知の時間τにゲ
ートパルス１２を出してその場所に設置しているリング
の形状変化により発生するインピーダンス不連続点での
反射パルス１１を測定すれば温度変化と判断され２反射
パルスが測定されなければ、その点での温度変化はない
ことになる。

次に第５図の第二実施例においても同様の作用である。

即ち、その近辺の温度が変態点以上になると、バネ５５
ａ、５５ｂが縮み、これらバネで連結されている棒状体
６６ａ、６６ｂでケーブル１の外径を縮めつけて変形さ
せる。この作用によりそのケーブルの近辺のインピーダ
ンスに不連続点が生じ、上記第一実施例と同様に反射パ
ルスを測定しその場所での温度変化が検出できるもので
ある。

〔発明の効果〕

本発明の温度検出装置によれば、ケーブルに機械的な力
を温度変化による形状記憶合金の形状変形によって加え
て局部的インピーダンス変化を生ぜしめ、それをケーブ
ル端部からインピーダンス監視をすることにより、温度
上昇を検知できるので次のような効果がある。（１）−
本（一対）の電線で、きわめて多くの点の温度上昇監視
ができるようになった。（２）形状記憶合金の変態温度
を監視されるべき温度に合わせておけば、その変化によ
るケーブルのインピーダンスの不連続点での反射波を測
定するだけで広範囲の異なる温度限界の多点監視が可能
になる。（３）形状記憶合金の設置距離に合せたパルス
伝播時間でゲートを開いて反射パルスを検出すれば良く
、構造的に簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の第１実施例に係る温度検出装置の構
成を示す図で（ａ）図は側面図、（ｂ）図はそのＡ−Ａ
断面図である。第２図は同じく第１実施例の作用を示す
図で、（ａ）は側面図、（ｂ）図はそのＢ−Ｂ断面図で
ある。第３図は形状記憶合金製のリングの変形例を示す
図で定温でのりングの形状を示す図、第４図は変態点以
上の温度での変化したリングの形状を示す図、第５図は
本発明の第２実施例を示す装置の構成を示す図であり、
第６図は本発明の作用を示すパルス波形図で、（ａ）図
は送信パルス波形２（ｂ）図は反射パルス波形、（Ｃ）
図はゲートパルスの波形図である。 １・・・ケーブル、２・・・芯線、３・・・外部導体、
４・・絶縁物、５．５０・・リング、６・・・ＴＤＲ方
式測定器、５５ａ、５５ｂ＝−バネ、６６ａ、６６ｂ・
・・棒状体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）布設されたケーブルの一端からパルスを送信し、ケ
   ーブルのインピーダンスの変化による不連続点での前記
   パルスの反射波を検出してケーブルの温度による障害点
   を検出するＴＤＲ方式による温度検出装置であつて、温
   度変化により形状が変形して前記ケーブルの外径を変形
   せしめてインピーダンスを変化させる形状記憶合金から
   なるリングを前記ケーブルの温度測定又は監視個所に嵌
   めてなることを特徴とする温度検出装置。 ２）布設されたケーブルの一端からパルスを送信し、ケ
   ーブルのインピーダンスの変化による不連続点での前記
   パルスの反射波を検出してケーブルの温度による障害点
   を検出するＴＤＲ方式による温度検出装置であって、温
   度変化により前記ケーブルの外径を変形せしめてインピ
   ーダンスを変化させるために前記ケーブルの温度測定又
   は監視個所に同ケーブルを２本の棒状体ではさみ、同棒
   状体の両端部を形状記憶合金からなるバネで連結してな
   る装置を設けたことを特徴とする温度測定装置。