JPH03293527A - ヒータの温度検知装置 - 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、種々の物体を加熱するためのヒータの温度を
検知するための温度検知装置に関する。

［従来の技術］ 上記のようなヒータは、種々の産業分野で用いられてい
る。このうち１例えば熱分析装置に用いられるヒータは
、物体すなわち試料をただ単純に加熱すれば良いという
のではなくて、それをある一定のプログラムに従って正
確に所定の温度に昇温あるいは降温させることが要求さ
れる。この場合には、ヒータの現実の温度を検知して、
その検知結果に基づいてヒータへの給電量を制御するこ
とが必要となる。

従来、ヒータの温度を検知するための手段として、熱電
対を利用した横溢装置があることは既に知られている。

この装置においては、熱電対の測温点が測温対象である
ヒータの近くに配置される。

しかしながら従来の装置においては、熱電対の測温点が
ただ単にヒータの近くに置かれているというだけであっ
て１両者の間隔を一定に保持するための方策は採用され
ておらず、それ故１両者はそれぞれ独自に移動できるよ
うになっていた。

［発明が解決しようとする課題］ 一般に、ヒータおよび熱電対は、稼働中にそれらの位置
がずれることがある。例えば、ヒータの周囲に不活性ガ
スなどが流される場合には、そのガス流によってヒータ
が動くことが考えられる。

また、ヒータを含んだ装置、例えば熱分析装置に振動が
加えられたときにはその内部のヒータが動くことが考え
られる。また、高温による熱膨張によって熱電対それ自
体が変形して移動することも考えられる。このような場
合、上記のように、ヒータと熱電対とがそれぞれ自由に
独自に移動可能になっていると、熱電対の測温点とヒー
タとの間隔がばらつき、その結果、正確な温度検知がで
きなくなるおそれがあった。

特に、熱電対とヒータとが接触したり、離れたりすると
いう動作を繰り返す場合には、温度検知結果が著しく乱
れるおそれがある。

本発明は、従来装置における上記の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、熱電対の測温点とヒータとの間を一
定に保持することにより、常に正確なヒータ温度検知が
できるようなヒータの温度検知装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明に係る温度検知装置
は、ヒータと熱電対を互いに連結するための固定線を設
けたことを特徴としている。

この固定線は、ヒータと熱電対との間隔を一定に保持す
ることが目的であって、その材質は特別のものに限定さ
れない。導電性の材料であっても良いし、絶縁性の材料
であっても良い。また、固定線を熱電対あるいはヒータ
のどの部分に接続するかについても、特別な限定はない
。

請求項２に記載のように、固定線を熱電対材料によって
構成し、その固定線によって、熱電対の測温点とヒータ
とを連結することもできる。

請求項３は、固定線として導電性の材料、例えば熱電対
材料を用いたときに有利となる構成を示している。この
場合には、ヒータを流れる電流が固定線を介して熱電対
に流れ込むのを防止するための絶縁回路が、その熱電対
に接続される。

［作用］ 請求項１の温度検知装置において、ヒータ（１）と熱電
対測温点（９ａ）とは、固定線（１０）によって常に一
定間隔に保持される。これにより、ヒータあるいは熱電
対（９）に位置変動が生じるときにも、常に正確な温度
データを得ることができる。

請求項２の温度検知装置においては、固定線によってヒ
ータと熱電対測温点との間隔が一定に保持さ屁ることに
加えて、ヒータそれ自身の温度が直接に熱電対測温点に
伝えられる。

請求項３の温度検知装置は、特に導電性材料によって固
定線を構成したときに、有効である。絶縁回路（１１）
があることにより、熱起電力に起因する検温信号以外の
ノイズ信号が熱電対から出力されることが防止される。

［実施例］ ３１１図は、本発明に係るヒータの温度検知装置の一実
施例を示している。ここに示しであるヒータ１は、概ね
円筒状に形成されたメツシュヒータによって構成されて
いる。このヒータ１は、種々の物体を加熱するために用
いられるものであるが、これを熱分析装置に用いる場合
を考えると、例えば第２図に示すような方法で用いられ
る。

第２図に示す装置は、いわゆる示差熱天秤装置（ＴＧ−
ＤＴＡ装置）にヒータを組み込んだものである。同図に
おいて、ヒータ１によって取り囲まれる位置にサンプル
ホルダ２が置かれている。

このサンプルホルダ２は、支柱３を介して天秤４の上に
支持されている。サンプルホルダ２の上には、２つの試
料皿５および６が載せられていて、一方の試料皿１例え
ば試料皿５に標準物質が収納され、他方の試料皿６に測
定試料が収納されている。

標準物質および測定試料は、予め決められた所定のプロ
グラムに基づいて発熱するヒータ１によって加熱される
。そしてそのとき、標準物質と測定試料との間の温度差
、いわゆる示差熱が測定され、同時に天秤４によって試
料の重量変動が測定される。

箪２図において、符号７は炉壁であり、８は輻射熱の放
散を防ぐリフレクタである。

上記のように、ヒータ１からの発熱は、測定目的に応じ
て所定のプログラムに従って制御される。

以下に、その制御のための構成について説明する。

第１図に戻って、ヒータ１の近くに熱電対９が設けられ
ている。この熱電対は、ヒータ１による発熱が２４００
’　Ｃ以上の超高温になる場合を想定して、例えばマイ
ナス側がＷ　−Ｒｅ　２５％、プラス側がＷ　−Ｒｅ　
３％のものを用いている。この熱電対の測温点９ａは、
ヒータ１の近くに配置されているが、その測定点９ａは
、固定線１０によってヒータ１に連結されている。固定
線１０は、熱電対９を構成している材料のうちのいずれ
か一方、例えばＷ　−Ｒｅ　２５％によって構成されて
いて、第３図に示すように、一端が熱電対測定点９ａに
溶接され、他端がヒータ１の編目に接合、あるいは引っ
かけられている。

ヒータ１の温度は、熱電対９によって検知され、そのと
きの温度検知信号が絶縁回路１１を介してコントロール
回路１２へ送られる。コントロール回路１２には、測定
目的に応じた昇温プログラムが予め記憶されていて、送
られてきた温度検知信号がその昇温プログラムと比較さ
れる。コントロール回路１２は、その比較結果に基づい
て、ヒータ１への給電回路１３内に配置されている電流
制御回路１４を制御し、ヒータ１へ流れ込む電流を制御
する。こうして、ヒータ１からの発熱量が制御される。

３１２図において、炉壁７の内部には、測定試料の反応
を安定化させるなどのために、外部より不活性ガスが送
り込まれることがある。この場合には、ヒータ１がその
ガス流によって補動する。また、炉ｖ７に何等かの力が
加わったときにもヒータ１が動くことがある。さらに、
熱電対９それ自身が熱膨張によって変形することがある
。このように、ヒータ１または熱電対９が相対的に移動
する場合、従来であれば、ヒータ１と熱電対測温点９ａ
との間隔が変動して、正確な温度検知ができなかったの
であるが、本実施例では、固定線１０によってヒータ１
および熱電対９の両者の間隔が常に、一定に保持されて
いるので、温度検知にばらつきが生じることがなく、そ
の結果、ヒータ１により正確な温度ｆｉＩｌ＃ＩＩがで
きるようになった。

特に、本実施例では、固定線１０としてＷ−Ｒｅ　２５
％という熱電対材料を用い、しかもそれを熱電対測温点
９ａに接続しであるので、検温精度がより一層向上して
いる。

なお、熱電対９とコントロール回路１２との間には、絶
縁回路１１が設けられている。この絶縁回路ｌｌは、ヒ
ータｌを流れる電流が熱電対９を介してコントロール回
路１２へ流れ込むこと、すなわち、熱電対９に生じる熱
起電力がヒータ電流によって乱されることを防止するた
めに、ヒータ１および熱電対９を経由して閉回路が形成
されるのを絶縁している。

以上、一つの実施例をあげて本発明を説明したが１本発
明はその実施例に限定されることはない。

固定線１０は、熱電対測温点９ａとヒータ１との間隔を
一定に保つことが、主要な目的であるから、その材質お
よび熱電対９への取付位置は、その目的が達成される限
りにおいて、任意に変更することができる。例えば、熱
電対材料以外の金属とすることもできる。また、導電性
材料に限らず、絶縁性材料とすることもできる。さらに
、熱電対測定点９ａ以外の別の所に、接続することも可
能である。

第２図に鎖線で示すように、試料皿５および６を真空チ
ャンバ２０で覆い、真空ポンプ２１によってその真空チ
ャンバ２０内、すなわち試料皿５および６のまわりを真
空に保持した状態で測定が行われる場合もある。このよ
うな場合に本発明を適用することも、できる。

［発明の効果］ 請求項１の発明によれば、固定線によって、熱電対の測
温点とヒータとの間の間隔が常に一定に保持されるので
、常に正確なヒータの温度検知をすることが可能となっ
た。

請求項２の発明によれば、上記の効果に加えて、ヒータ
の温度を直接に熱電対の測温点へ導くことができるよう
になり、より一層、正確な温度検知が可能となった。

特に、真空環境下において温度検知が必要な場合、真空
中ではガスの対流による伝導がないので、従来の温度検
知装置においては、ヒータと熱電対測温点との間に大き
な温度差が生じ、それ故、正確なヒータの温度検知がで
きなかった。これに対して請求項２の発明によれば、ガ
スの対流とは無関係にヒータの温度を直接に熱電対の測
温点へ導くことができるので、そのような場合もきわめ
て正確な温度検知ができるようになった。

請求項３の発明によれば、固定線として導電性材料を用
いたときに、熱電対の熱起電力に起因する検温信号以外
のノイズ信号が、ヒータから熱電対を介して外部へ出力
されるのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る温度検知装置の一実施例を示す図
式図、第２図はその温度検知装置の利用例である示差熱
天秤装置の要部側断面図、第３図は第１図の要部を示す
側面図である。 １・・・ヒータ ９−・・熱電対 ９ａ・・・熱電対測温点 １０・・・固定線 １１・・・絶縁回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヒータの近くに熱電対の測温点を配置させてその
   ヒータの温度を検知する温度検知装置において、ヒータ
   と熱電対とを互いに連結する固定線を設けたことを特徴
   とするヒータの温度検知装置。
2. （２）上記の固定線は、熱電対を構成する２種の材料の
   うちのいずれか一方と同じ材料によつて構成されていて
   、熱電対の測温点とヒータとがその固定線によって連結
   されることを特徴とする請求項１記載の温度検知装置。
3. （３）ヒータを流れる電流が上記の固定線を介して熱電
   対に流れ込むのを防止するための絶縁回路を熱電対に接
   続したことを特徴とする請求項１記載の温度検知装置。