JPH0439902A - 高温用温度計および高純度アルミナ管の封止方法 - Google Patents
高温用温度計および高純度アルミナ管の封止方法Info
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- JPH0439902A JPH0439902A JP2146138A JP14613890A JPH0439902A JP H0439902 A JPH0439902 A JP H0439902A JP 2146138 A JP2146138 A JP 2146138A JP 14613890 A JP14613890 A JP 14613890A JP H0439902 A JPH0439902 A JP H0439902A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
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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〕
この発明は、溶融ガラスや溶融金属等、１０００℃以上
の高温で使用される高温用温度計とそれに用いる高純度
アルミナ管の封止方法に関するものである。
の高温で使用される高温用温度計とそれに用いる高純度
アルミナ管の封止方法に関するものである。
従来から一般に使用されている白金または白金ロジウム
線からなる高温用温度計の保護管は主として９９．７％
以下の純度のアルミナを主成分とするものが使用されて
いる。
線からなる高温用温度計の保護管は主として９９．７％
以下の純度のアルミナを主成分とするものが使用されて
いる。
ところで、アルミナの純度が９９．７％以下のものはア
ルミナとアルミナの接合剤として主ニジリカ等を使用し
て固形化していた。このため、これを８００℃以上に加
熱すると、不純物からガスが発生し、白金または白金ロ
ジウム線が汚染されてその温度特性が損なわれていた。
ルミナとアルミナの接合剤として主ニジリカ等を使用し
て固形化していた。このため、これを８００℃以上に加
熱すると、不純物からガスが発生し、白金または白金ロ
ジウム線が汚染されてその温度特性が損なわれていた。
そこで、高純度のアルミナにより保護管を作成しようと
すると、両端開放のパイプは製造できるが、アルミナに
バインダが混入していないため、その端部を歩留りよく
封止することができないという問題点があった。
すると、両端開放のパイプは製造できるが、アルミナに
バインダが混入していないため、その端部を歩留りよく
封止することができないという問題点があった。
また、アルミナにバインダを混入すると、高温下で曲が
るとともに急熱、急冷には特に弱く、さらに、アルミナ
どうしの結合が弱く、保護管の内部と外部とが呼吸して
白金抵抗線を汚染する等の問題点があった。
るとともに急熱、急冷には特に弱く、さらに、アルミナ
どうしの結合が弱く、保護管の内部と外部とが呼吸して
白金抵抗線を汚染する等の問題点があった。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、白金または白金ロジウム線と９９゜９％以上の純
度のアルミナを主成分とする保護管と保持体と粉体とか
らなる高温用温度計と、それに用いる高純度アルミナ管
の封止方法を得ることを目的とする。
ので、白金または白金ロジウム線と９９゜９％以上の純
度のアルミナを主成分とする保護管と保持体と粉体とか
らなる高温用温度計と、それに用いる高純度アルミナ管
の封止方法を得ることを目的とする。
この発明に係る高温用温度計は、９９．９％以上の純度
のアルミナを主成分とする保持体に白金または白金ロジ
ウムからなる測温抵抗線を装着して測温抵抗素子を形成
し、この測温抵抗素子を、９９．９％以上の純度のアル
ミナを主成分とし、一端が封止された保護管内に挿入し
たものである。
のアルミナを主成分とする保持体に白金または白金ロジ
ウムからなる測温抵抗線を装着して測温抵抗素子を形成
し、この測温抵抗素子を、９９．９％以上の純度のアル
ミナを主成分とし、一端が封止された保護管内に挿入し
たものである。
また、この発明に係る高純度アルミナ管の封止方法は、
９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とした両端開
放の高純度アルミナ管を内側とし、この内側の高純度ア
ルミナ管の外径より大きな内径を有するホルダ内に挿入
し、このホルダ内に挿入された内側の高純度アルミナ管
の一端部をホルダの一端部から所要の長さだけ突出させ
て突出部を形成し、次いで、ホルダの外周を加熱するこ
とにより、高純度アルミナ管を所定の温度に保温し、次
いで、高純度アルミナ管の他端部から高純度アルミナ管
内の空気を吸引しながら高純度アルミナ管の突出部をバ
ーナで加熱して溶融することにより突出部を封止するも
のである。
９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とした両端開
放の高純度アルミナ管を内側とし、この内側の高純度ア
ルミナ管の外径より大きな内径を有するホルダ内に挿入
し、このホルダ内に挿入された内側の高純度アルミナ管
の一端部をホルダの一端部から所要の長さだけ突出させ
て突出部を形成し、次いで、ホルダの外周を加熱するこ
とにより、高純度アルミナ管を所定の温度に保温し、次
いで、高純度アルミナ管の他端部から高純度アルミナ管
内の空気を吸引しながら高純度アルミナ管の突出部をバ
ーナで加熱して溶融することにより突出部を封止するも
のである。
この発明の高温用温度計においては、９９．９％以上の
純度のアルミナを主成分とする材料を使用したことによ
り、白金または白金ロジウム線が汚染されることなく高
温度における温度特性が安定する。
純度のアルミナを主成分とする材料を使用したことによ
り、白金または白金ロジウム線が汚染されることなく高
温度における温度特性が安定する。
また、この発明の高純度アルミナ管の封止方法において
は、９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とする両
端開放の高純度アルミナ管内の空気を吸引しながらその
一端部を加熱して溶融することにより封止するようにし
たので、９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とす
る高純度アルミナ管の封止ができる。
は、９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とする両
端開放の高純度アルミナ管内の空気を吸引しながらその
一端部を加熱して溶融することにより封止するようにし
たので、９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とす
る高純度アルミナ管の封止ができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す側断面図、第２図（
ａ）〜（ｅ）は、第１図の測温抵抗素子を示すもので、
第２図（、）は正面図、第２図（ｂ）は左側面図、第２
図（ｅ）は右側面図である。これらの図において、１は
高温用温度計、２は測温抵抗素子、３は１１１温抵抗線
として線径０．１５ｍｍの白金または白金ロジウム線、
４は口出線、５は９９．９％以上の純度のアルミナを主
成分とする保持体、６は９９．９％以上の純度のアルミ
ナを主成分とする保護管、７は前記保護管６の一端部を
封止した封止部、８は前記保護管６内に測温抵抗素子２
を挿入してから固定するために充填する粉体で、９９．
９％以上の純度のアルミナの主成分を有している。９は
前記白金または白金ロジウム線３および口出線４を装着
するため、保持体８の長手方向に形成した透孔である。
ａ）〜（ｅ）は、第１図の測温抵抗素子を示すもので、
第２図（、）は正面図、第２図（ｂ）は左側面図、第２
図（ｅ）は右側面図である。これらの図において、１は
高温用温度計、２は測温抵抗素子、３は１１１温抵抗線
として線径０．１５ｍｍの白金または白金ロジウム線、
４は口出線、５は９９．９％以上の純度のアルミナを主
成分とする保持体、６は９９．９％以上の純度のアルミ
ナを主成分とする保護管、７は前記保護管６の一端部を
封止した封止部、８は前記保護管６内に測温抵抗素子２
を挿入してから固定するために充填する粉体で、９９．
９％以上の純度のアルミナの主成分を有している。９は
前記白金または白金ロジウム線３および口出線４を装着
するため、保持体８の長手方向に形成した透孔である。
測温抵抗素子２の製作に際しては、保持体５よりも少し
長めの白金または白金ロジウム線３と口出線４とを各透
孔９に挿入し、次いで、各透孔９から出ている白金また
は白金ロジウム線３と口出線４とを、第２図に示すよう
に溶接して１本の線となるように直列に接続する。なお
、接続部分は黒丸で表示しである。
長めの白金または白金ロジウム線３と口出線４とを各透
孔９に挿入し、次いで、各透孔９から出ている白金また
は白金ロジウム線３と口出線４とを、第２図に示すよう
に溶接して１本の線となるように直列に接続する。なお
、接続部分は黒丸で表示しである。
このようにして作成された測温抵抗素子２は保護管６内
に挿入され、次いで、粉体８を充填して固定することに
より高温用温度計１が形成される。
に挿入され、次いで、粉体８を充填して固定することに
より高温用温度計１が形成される。
この構成によれば、白金または白金ロジウム線３を支持
するものはすべて９９．９％以上の純度のアルミナ材か
らなるため、高温になっても有害なガスの発生がなく、
白金または白金ロジウム線３の特性が変化することがな
い。
するものはすべて９９．９％以上の純度のアルミナ材か
らなるため、高温になっても有害なガスの発生がなく、
白金または白金ロジウム線３の特性が変化することがな
い。
なお、粉体８の充填は必ずしも行わなくてもよい。
次に、上記高温用温度計１に使用される保護管６、つま
り高純度アルミナ管の封止方法について説明する。
り高純度アルミナ管の封止方法について説明する。
第３図（ａ） （ｂ）は、第１図の９９．９％す上
の高純度のアルミナを主成分とした保護管６の封止部７
を形成する工程を示す断面図で、第１図と同一符号は同
一部分を示し、１１は前記保護管６を支持する支持具、
１２は前記保１’ｌ’６を挿入して覆うホルダで、通常
のアルミナ管が使用される。１３は前記ホルダ１２の外
周を保温してクラックの入るのを防止するバーナ、１４
は前記保護管６の一端部６ａを溶融して封止部７を形成
するバーナである。
の高純度のアルミナを主成分とした保護管６の封止部７
を形成する工程を示す断面図で、第１図と同一符号は同
一部分を示し、１１は前記保護管６を支持する支持具、
１２は前記保１’ｌ’６を挿入して覆うホルダで、通常
のアルミナ管が使用される。１３は前記ホルダ１２の外
周を保温してクラックの入るのを防止するバーナ、１４
は前記保護管６の一端部６ａを溶融して封止部７を形成
するバーナである。
このように、両端が開放された保護管６の一端部６ａを
封止するため、他端部６ｂを支持共１１に支持した後、
ホルダ１２の中に挿入した後、保護管６の一端ｗ！６
ａを所要の長さだけ突出して突出部６Ｃを形成し、次い
て、保護管６にクラックの入るのを防止するためホルダ
１２の外周をバナ１３で加熱して保温しながら保護管６
の他端側から矢印Ａ方向に吸引して保護管６内の空気を
吸引させる。同時に、保護管６の一端部６ａをバナ１４
により加熱して保護管６を溶融し、前記吸引により溶融
したアルミナは全周が内方に向くため、保護管６の溶融
したアルミナで一端部６ａが包まれて塞がれ、第３図（
ｂ）に示すように封止部７が形成される。
封止するため、他端部６ｂを支持共１１に支持した後、
ホルダ１２の中に挿入した後、保護管６の一端ｗ！６
ａを所要の長さだけ突出して突出部６Ｃを形成し、次い
て、保護管６にクラックの入るのを防止するためホルダ
１２の外周をバナ１３で加熱して保温しながら保護管６
の他端側から矢印Ａ方向に吸引して保護管６内の空気を
吸引させる。同時に、保護管６の一端部６ａをバナ１４
により加熱して保護管６を溶融し、前記吸引により溶融
したアルミナは全周が内方に向くため、保護管６の溶融
したアルミナで一端部６ａが包まれて塞がれ、第３図（
ｂ）に示すように封止部７が形成される。
第４図は保護管６の封止部７を形成する他の工程を示す
断面図で、保護管６の一端部６ａに９９゜９％以上の純
度のアルミナのキャップ１５をかぶせた後、一端から内
部空気を吸引しつつバーナ１４で溶接するものである。
断面図で、保護管６の一端部６ａに９９゜９％以上の純
度のアルミナのキャップ１５をかぶせた後、一端から内
部空気を吸引しつつバーナ１４で溶接するものである。
なお、保護管６内の空気を吸引しないで溶接した場合は
、バーナ１３から噴射する炎で溶けたアルミナが保護管
６の外側にこびりついてしまい、一端部６ａの封止が不
可能になる。また、一端部６ａにキャップ１５をかぶせ
て封止する場合に、もし空気の吸引を行わないと溶接部
分が表面だけで深く溶接ができない。
、バーナ１３から噴射する炎で溶けたアルミナが保護管
６の外側にこびりついてしまい、一端部６ａの封止が不
可能になる。また、一端部６ａにキャップ１５をかぶせ
て封止する場合に、もし空気の吸引を行わないと溶接部
分が表面だけで深く溶接ができない。
しかし、保護管６内の空気を吸引して溶接するこの発明
の場合は、保護管６の一端部６ａとキャップ１５との隙
間に吸引力が働くので、深く溶接することができる。す
なわち、ホルダ１２の加熱と保護管６の溶接個所のバー
ナ１４の火炎が吸引されて保護管６の内部まで熱が加わ
り、効率よくすばやく溶接ができ、容易に封止すること
ができる。また、吸引することにより溶けたアルミナが
保護管６の外側にだれることもなく、溶接後の補修の手
数が省ける。
の場合は、保護管６の一端部６ａとキャップ１５との隙
間に吸引力が働くので、深く溶接することができる。す
なわち、ホルダ１２の加熱と保護管６の溶接個所のバー
ナ１４の火炎が吸引されて保護管６の内部まで熱が加わ
り、効率よくすばやく溶接ができ、容易に封止すること
ができる。また、吸引することにより溶けたアルミナが
保護管６の外側にだれることもなく、溶接後の補修の手
数が省ける。
次に、上記実施例の実験結果について説明する。
実験の条件として、
材質：白金線
線径＝０．１５ｍｍ
初期抵抗値＝ １００．０００Ω１０℃の白金線を１１
００℃で３時間加熱した後、０℃に冷却したときの抵抗
値を測定したところ、１３８．５Ωであった。
００℃で３時間加熱した後、０℃に冷却したときの抵抗
値を測定したところ、１３８．５Ωであった。
上記加熱、冷却した白金線を９９．５％、９９゜７％お
よび９９．９％のアルミナ管に挿入してそれぞれ１１０
０℃に加熱したあと、１００℃に冷却したときの抵抗値
を測定し、かつ温度係数を求めた。
よび９９．９％のアルミナ管に挿入してそれぞれ１１０
０℃に加熱したあと、１００℃に冷却したときの抵抗値
を測定し、かつ温度係数を求めた。
（１） アルミナ管の成分：９９．５％の場合１１０
０℃に３時間加熱後、 ■ 第１回目（第１表に示す） 第 １ 表 ■ 第２回目 上記実験した各試料を再び１１００℃に３時間加熱し、
１００℃に冷却したところいずれも測定不能であった。
０℃に３時間加熱後、 ■ 第１回目（第１表に示す） 第 １ 表 ■ 第２回目 上記実験した各試料を再び１１００℃に３時間加熱し、
１００℃に冷却したところいずれも測定不能であった。
（２） アルミナの成分：９９，７％の場合１１００
℃に３時間加熱後、 ■ 第１回目（第２表に示す） 第 ２ 表 ■ 第２回目 上記実験した各試料を再び１１００℃に３時間加熱し、
１００℃に冷却したところいずれも不安定であった。
℃に３時間加熱後、 ■ 第１回目（第２表に示す） 第 ２ 表 ■ 第２回目 上記実験した各試料を再び１１００℃に３時間加熱し、
１００℃に冷却したところいずれも不安定であった。
（３） アルミナの成分：９９，９％以上の場合１１
００℃に３時間加熱後、 ■ 第１回目（第３表に示す） 第 ３ 表 ■ 第２回目以降 上記実験した各試料を再び１１００℃に３時間加熱し、
０℃に冷却する操作を繰り返し行ったが初期抵抗値およ
び高温時における抵抗値に安定しており、その変化は０
．０００１〜０．０００５Ωの間で僅少であった。
００℃に３時間加熱後、 ■ 第１回目（第３表に示す） 第 ３ 表 ■ 第２回目以降 上記実験した各試料を再び１１００℃に３時間加熱し、
０℃に冷却する操作を繰り返し行ったが初期抵抗値およ
び高温時における抵抗値に安定しており、その変化は０
．０００１〜０．０００５Ωの間で僅少であった。
以上の実験では、ＪＩＳ規格の白金線を使用したが、白
金ロジウム線の場合も同様の結果であった。
金ロジウム線の場合も同様の結果であった。
以上の実験の結果、アルミナの成分が９９．５％、９９
．７％のアルミナ管は高温度の温度計としては全く使用
できないことが判明しな。また、白金が汚染しはじめる
温度は約６００℃から始まって温度が高くなるにしたが
って汚染がひどくなり、白金の性質が変化して白金の性
質が無くなり、抵抗値の測定不能や断線事故となる。
．７％のアルミナ管は高温度の温度計としては全く使用
できないことが判明しな。また、白金が汚染しはじめる
温度は約６００℃から始まって温度が高くなるにしたが
って汚染がひどくなり、白金の性質が変化して白金の性
質が無くなり、抵抗値の測定不能や断線事故となる。
第５図は第１表〜第３表に示す実験結果について温度と
抵抗値との関係を表した図である。
抵抗値との関係を表した図である。
以上説明したように、この発明にかかる高温用温度計は
、９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とする保持
体に白金または白金ロジウムからなる測温抵抗線を装着
して測温抵抗素子を形成し、この測温抵抗素子を、９９
．９％以上の純度のアルミナを主成分とし、一端が封止
された保護管内に挿入したので、高温度で繰り返し使用
しても白金または白金ロジウム線が汚染されないための
抵抗値の変化がなく、シたがって高温度におけろ測定値
が安定している。また、急熱、急冷による劣化に強く、
脆さが生ずることがなく、長期使用が可能となり、かつ
白金熱電対と比較して低価格で生産できる等の利点を有
する。
、９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とする保持
体に白金または白金ロジウムからなる測温抵抗線を装着
して測温抵抗素子を形成し、この測温抵抗素子を、９９
．９％以上の純度のアルミナを主成分とし、一端が封止
された保護管内に挿入したので、高温度で繰り返し使用
しても白金または白金ロジウム線が汚染されないための
抵抗値の変化がなく、シたがって高温度におけろ測定値
が安定している。また、急熱、急冷による劣化に強く、
脆さが生ずることがなく、長期使用が可能となり、かつ
白金熱電対と比較して低価格で生産できる等の利点を有
する。
また、この発明に係る高純度アルミナ管の封止方法は、
９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とした両端開
放の高純度アルミナ管を内側とし、この内側の高純度ア
ルミナ管の外径より大きな内径を有するホルダ内に挿入
し、このホルダ内に挿入された内側の高純度アルミナ管
の一端部をホルダの一端部から所要の長さだけ突出させ
て突出部を形成し、次いで、ホルダの外周を加熱するこ
とにより、高純度アルミナ管を所定の温度に保温し、次
いで、高純度アルミナ管の他端部から高純度アルミナ管
内の空気を吸引しながら高純度アルミナ管の突出部をバ
ーナで加熱して溶融することにより突出部を封止するよ
うにしたので、従来の方法では封止できない９９．９％
以上のアルミナを主成分とするアルξす管の端部の封止
を容易に行うことができる。
９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とした両端開
放の高純度アルミナ管を内側とし、この内側の高純度ア
ルミナ管の外径より大きな内径を有するホルダ内に挿入
し、このホルダ内に挿入された内側の高純度アルミナ管
の一端部をホルダの一端部から所要の長さだけ突出させ
て突出部を形成し、次いで、ホルダの外周を加熱するこ
とにより、高純度アルミナ管を所定の温度に保温し、次
いで、高純度アルミナ管の他端部から高純度アルミナ管
内の空気を吸引しながら高純度アルミナ管の突出部をバ
ーナで加熱して溶融することにより突出部を封止するよ
うにしたので、従来の方法では封止できない９９．９％
以上のアルミナを主成分とするアルξす管の端部の封止
を容易に行うことができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す側断面図、第２図（
，１〜（Ｃ）は、第１図の測温抵抗素子を示すもので、
第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は側面図、第２図
（Ｃ）は背面図、第３図（ａ）、（ｂ）は、第１図の保
護管の封止部を形成する工程を示す断面図、第４図は保
護管の封止部を形成する他の工程を示す断面図、第５図
はこの発明の実施例の実験結果について温度と抵抗値と
の関係を表した図である。 図中、１は高温用温度計、２は測温抵抗素子、３は白金
または白金ロジウム線、４は口出線、５は保持体、６は
保護管、７は封止部、８は粉体、９は透孔、１１は支持
具、１２はホルダ、１３゜１４はバーナである。 第 図 第 図 手続補正書（自発） 平成 ３年 ２月 ４日
，１〜（Ｃ）は、第１図の測温抵抗素子を示すもので、
第２図（ａ）は正面図、第２図（ｂ）は側面図、第２図
（Ｃ）は背面図、第３図（ａ）、（ｂ）は、第１図の保
護管の封止部を形成する工程を示す断面図、第４図は保
護管の封止部を形成する他の工程を示す断面図、第５図
はこの発明の実施例の実験結果について温度と抵抗値と
の関係を表した図である。 図中、１は高温用温度計、２は測温抵抗素子、３は白金
または白金ロジウム線、４は口出線、５は保持体、６は
保護管、７は封止部、８は粉体、９は透孔、１１は支持
具、１２はホルダ、１３゜１４はバーナである。 第 図 第 図 手続補正書（自発） 平成 ３年 ２月 ４日
Claims (2)
- （１）９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とする
保持体に白金または白金ロジウムからなる測温抵抗線を
装着して測温抵抗素子を形成し、この測温抵抗素子を、
９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とし、一端が
封止された保護管内に挿入したことを特徴とする高温用
温度計。 - （２）９９．９％以上の純度のアルミナを主成分とした
両端開放の高純度アルミナ管を内側とし、この内側の高
純度アルミナ管の外径より大きな内径を有するホルダ内
に挿入し、このホルダ内に挿入された前記内側の高純度
アルミナ管の一端部を前記ホルダの一端部から所要の長
さだけ突出して突出部を形成し、次いで、前記ホルダの
外周を加熱することにより、前記高純度アルミナ管を所
定の温度に保温し、次いで、前記高純度アルミナ管の他
端部から前記高純度アルミナ管内の空気を吸引しながら
前記高純度アルミナ管の突出部をバーナで加熱して溶融
することにより前記突出部を封止することを特徴とする
高純度アルミナ管の封止方法。
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|---|---|---|---|
| JP2146138A JP2921705B2 (ja) | 1990-06-06 | 1990-06-06 | 高温用温度計 |
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- 1991-06-04 GB GB9111952A patent/GB2245369B/en not_active Expired - Fee Related
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