JPH045527A

JPH045527A - 温度センサ

Info

Publication number: JPH045527A
Application number: JP10576490A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yamawaki; 山脇　弘一; Shojiro Omuro; 大室　昌二郎; Akio Ozaki; 尾崎　明雄; Mitsuaki Mochizuki; 光明望月; Hiroyuki Kamata; 博之鎌田
Original assignee: National Space Development Agency of Japan; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Okazaki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: National Space Development Agency of Japan; Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Okazaki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1992-01-09
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2644361B2

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、温度センサと測温エレメントに関するもので
ある。特に、本発明は即応容性温度センサ、測温抵抗体
の測温エレメント、ロケット燃料タンク内の液体酸素・
液体水素用の温度センサに関するものである。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題」ロケ
ット用の温度センサは、ロケットの燃焼状態が瞬間瞬間
に変化するが、その変化した状態を即座にキャッチし、
対応せねばならず、第一に即応容性がもとめられている
。さらに、９００°Ｃ程度の高温で、３８０ｋｇ／ｃＩ
１１”程度の高い圧力下で、また、振動が激しく、しか
も、衝撃がある箇所において使用される。応答性をよく
するため熱容量を減らし細＜薄＜形成すればよいが、衝
撃もあり温度センサの強度がもたない。応答性をよくす
るためには細く薄く形成せねばならないが耐衝撃性を上
げるには頑丈でなければならず相反する要求をみたすも
のでなければならない。

高圧下での温度センサの使用は温度センサの電気信号を
取り出すため、取り出し部から高圧流体が流出する虞が
あり、常温であれば０リングなどで気密構造としやすい
が高温であれば気密が行いにくい。

ロケット用の温度センサは応答性がよく、その上、耐高
圧性、耐衝撃性、耐振動性、耐高温性かもとめられる最
も厳しい条件下で使用されるものである。

ロケット用燃料は、１０ｋｇ／Ｃ１１ｌ程度の圧力で、
〜１８３℃の液体酸素あるいは一２５３°Ｃの液体水素
を使用する。

ところで、従来、第６図に示すように、測温エレメント
１１０１とリード線１１０２との接続部は、ステンレス
の筒体１１０３で覆い一端をスポット溶接で固定し他端
側開口からエポキシ樹脂１１０４などを充填していたも
のが使用されている。この測温エレメントに有機物や油
が付着していると発火し、特に液体酸素は酸素の適合性
により発火する場合が多い「課題を解決するための手段」従来の温度センサーは測温エレメントが全く保護管で完
全に覆われて保護されているが、応答性をよくするため
には、測温エレメントを液体酸素や液体水素の燃焼ガス
の計測用媒体に直接接触するように露出させる。高圧下
の使用に対してはリード線としてＭＩケーブルを使用し
、ＭＩケーブルを挿通した箇所はローを流し込み充填し
シールし、しかも、ＭＩケーブルの端面も耐圧シールす
る。測温エレメントは外向きフランジを取付ネジと保護
筒とで挟持させ溶接で固着したので、衝撃、振動があっ
ても使用に耐え得る。高温に耐えるためには、セラミッ
ク棒状体の測温エレメントを使用する。

また、本発明は、上記の事情に鑑み、ロケット燃料タン
ク内の液体酸素、液体水素中に漬ける温度センサが発火
および極低温下で破壊しないようにすべく、測温エレメ
ントとリード線との接続部を４−６フッ化樹脂で被覆し
たものである。

「作　用」測温エレメントが直接計測媒体に接触し、リード線とし
てのＭＩケーブル部で高圧の計測媒体の浸入を阻止し、
測温エレメントはその外向きフランジを挾持し溶接で固
着する。

また、測温エレメントとリード線との接続部を４−６７
）化樹脂で被覆したので、温度センサは液体酸素・液体
水素中で発火および極低温下で破壊しない。

「実施例」第１図に示す基端側に外向きフランジ１を有するセラミ
ック棒状体２の先端側筒状の外周面に測温白金素線３を
巻き付け、リード線としてのＭＩケーブル４を基端側に
埋設し突出状に連結した測温エレメント５を使用する。

測温白金素線３はコーティング材１７で被覆する。なお
、コーティング材１７は透明体ではないが理解しやすい
ように測温白金素線３などは実線で表現している。また
、先端側と基端側とを等圧にするため中央部に連通孔１
８を穿設する。

この測温エレメント５を第２図に示すように取付ネジ６
の装着孔７に挿入し、その段部８に外向きフランジ１を
係合させて基端側を嵌め入れ、先端側から周壁に導入孔
９を穿設した保護筒１０を嵌めてその基端側端面を外向
きフランジ１に当接させて周壁を取付ネジ６先端とレー
ザー溶接１１により固着する。なお、ＭＩケーブル４は
金属外装線１５内に絶縁粉末体１６を介在させて芯線１
２を収容したものである。外向きフランジ１と取付ネジ
６の間にはセラミックセメントを充填し隙間をなくしシ
ールする。測温エレメント５の測温白金素線３とＭＩケ
ーブル４の芯線１２との接続は、芯線１２をＭＩケーブ
ル４端面から延出させ棒状体２内部を通し先端側の外向
きフランジ１寄りに露出させ、その端部１２ａと測温白
金素線３の端部３ａとを接続する。

前記ＭＩケーブル４は取付ネジ６を貫通して突出させ、
ＭＩケーブル４の測温白金素線３との接続部寄りの端面
１３は耐圧シール２１を行い、他側の端面１４は防湿可
能程度のシール２２を行い、取付ネジ６とＭＩケーブル
４との隙間には金ローあるいは金ニツケルパラジウムロ
ウなどのロー２３を流し込み充填しシールする。この突
出したＭＩケーブル４はスリーブ３１内に収容し蓋板３
２でスリーブ３１開口を閉蓋し、ハウジング３３とをＭ
Ｉケーブル３４で接続し、コネクタ３５まで前記ＭＩケ
ーブル４を導通させる。

液体酸素や液体水素の燃焼ガスなどの計測媒体中に測温
エレメント５を位置するようにして取付ネジ６にて取付
ける。

測温エレメント５の測温白金素線３より測定電気信号は
ＭＩケーブル４の芯線１２からＭＩケーブル３４の芯線
を経てコネクタ３５まで導出される。

第３図に示すように、測温エレメント１０１は、円筒状
の白金筒体１０２の外周面を粗くしてそこに絶縁性を有
すエナメルなどのコーティング材１０３を付着し、測温
白金線１０４を巻き付け、さらに、その外側にコーティ
ング材１２３を付着する。なお、コーティング材１２３
は透明体ではないが理解しやすいように測温白金線１０
４などは実線で表現する。

リード線としてのＭＩケーブル１０５　　・１０５を用
いる。ＭＩケーブル１０５は金属外装線１０８内に絶縁
粉末体１０９を介在させて芯線１１０を収容したもので
ある。このＭＩケーブル１０５　・１０５を筒体１０１
の内側から導き、内方にくぼめた切り欠き１０６１０６
に芯線端部１１０ａ・１１０ａを載置し溶接１０７・１
０７して固着し、測温白金素線１０４　　・１０４とＭ
Ｉケーブル１０５　　・１０５とを接続する。

この測温エレメント１０１は、取付ネジ１１１の装着孔
１１２に内嵌めし、筒体１０２の基端側周壁と取付ネジ
１１１の先端とをレーザー溶接１１３にて固着し、筒体
１０２の周壁と若干隔てて周壁に導入孔１１４を穿設し
た保護筒１１５を、取付ネジ１１１の前記先端部に形成
した段落ち部に嵌めてレーザー溶接１１６により固定す
る。

ＭＩケーブル１０５は取付ネジ１１１内に貫入し流入阻
止壁１２２を貫通して突出させ、ＭＩケーブル１０５の
測温白金素線１０４との接続部寄りの端面１１７は耐圧
シール１１８を行い、他側の端面１１９は防湿可能程度
のシール１２０を行い、取付ネジ１１１とＭＩケーブル
１０５との間隙にはロー１２１を流し込み充填しシール
する。取付ネジ１１１のスリーブ１３１の開口は蓋板１
３２で閉蓋し、コネクタ１３３まで前記ＭＩケーブル１
０５を導通させる。液体酸素や液体水素などの計測媒体
中に測温エレメント１０１を位置するようにして燃料タ
ンクに取付ネジ１１１にて取付ける。

測温エレメント１０１の測温白金素線１０４よりの測定
電気信号はＭＩケーブル１０５の芯線１１０を経てコネ
クタ１３３まで導出される。

測温エレメント２０１　とリード線２０２との接続部を
４−６フッ化樹脂（ＦＥＰ　　商品名テフロン）２０３
で被覆する。

測温エレメント１はＭＩケーブル外周面ちチタン含有ガ
ラス系セラミックのコーティング材を付着して測温白金
線を巻き付けである。

符号２０４は白金製外装金属線内に絶縁粉末を介在させ
て芯線を収容するＭＩケーブルであって、その一端の芯
線を前記測温エレメントの測温白金線の端部と接続し、
他端の芯線をリード線２０２の銅製の芯線と接続する。

リード線２０２は外周を４フッ化樹脂（ＰＴＦＥ商品名
テフロン）のテープ２０５で被覆する。

測温エレメント２０１とリード線２０２との接続部を４
−６フッ化樹脂２０３での被覆は射出成形では樹脂の流
速と圧力により接続部の線が細いため断線する。

それで、２個の部材で被覆できるように予め成形してお
き、接続部間に４フッ化樹脂の薄片を挟み、前記２個の
部材で接続部を両側から覆わせ、２６０°Ｃ〜３５０″
Ｃで加熱し、両側から加熱して一体化させる。

「発明の効果」本発明は、上述のように、測温エレメントを計測媒体に
直接接触させるようにしたので、応答性がよく、特に、
ロケットのように燃焼状態の瞬間瞬間の変化した状態を
即座にキャッチし非常事態にも敏速に対応できる。また
、高圧下の使用に際して電気信号をＭＩケーブルで取り
出すようにし、そのＭＩケーブルと取付ネジとの間隙を
ローを流し込み充填しシールし、ＭＩケーブル端面を高
圧シールしたため、高圧計測媒体が流出することはない
。測温エレメントは外向きフランジを取付ネジと保護筒
とで挟持させ溶接で固着したので、衝撃、振動があって
も使用に耐え得る。測温エレメントはセラミック棒状体
であるので、高温に耐える。

また、本発明の測温エレメントが金属製筒体であると、
低温に耐える。

さらに、本発明は、上述のように、測温エレメントとリ
ード線との接続部を４−６フッ化樹脂で被覆したロケッ
ト燃料タンク内の液体酸素・液体水素用の温度センサで
あり、ロケット燃料タンク内の液体酸素・液体水素中に
温度センサを漬けても発火および極低温下で破壊するこ
とは全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的一実施例の一部を断面した測温
エレメントの正面図、第２図は本発明の即応容性温度セ
ンサの一部を断面した正面図である。第３図は本発明の具体的一実施例の一部を断面した測温
エレメントの正面図、第４図は本発明の一部を断面した
即応容性温度センサの正面図である。第５図は本発明の具体的一実施例の正面図、第６図は従
来の温度センサの正面図である。１・・・外向きフランジ２・・・セラミック棒状体３・・・測　　温　　素　　線４・・・ＭＩケーブル５・・・測温エレメント６・・・取　　付　　ネ　　シフ・・・装　　着　　孔８・・・段　　　　　　部９・・・導　　入　　孔１０・・・保　　護　　筒２１・・・耐圧シール２３・・・口１０２・・・白金製筒体　（金属製筒体の例）１０３・
・・コーティング材１０４・・・測温白金素線（測温素線の例）１０５・・
・ＭＩケーブル１０１・・・測温エレメント１０６・・・取　　付　　ネ　　ジ１１２・・・装　　着　　孔１１３・・・レーザー溶接（溶接の例）１１８・・・耐
圧シール１２１・・・口２０１・・・測温エレメント２０２・・・リ　−　ド　線２０３・・・４−６フッ化樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基端側に外向きフランジを有するセラミック棒状
体の先端側外周面に測温素線を巻き付けリード線として
のＭＩケーブルを基端側に差し込み突出状に連結した測
温エレメントを、取付ネジの装着孔に挿入し装着孔の段
部に外向きフランジを係合させて基端側を嵌め入れ、先
端側から周壁に計測媒体の導入孔を穿設した保護筒を嵌
めてその基端側端面を外向きフランジに当接させて周壁
を取付ネジと溶接により固着し、前記ＭＩケーブルの端
面を耐圧シールすると共に、取付ネジとＭＩケーブルと
の隙間にローを流し込み充填しシールしたことを特徴と
する温度センサ。
（２）基端側に外向きフランジを有するセラミック棒状
体の先端側外周面に測温素線を巻き付け、リード線とし
てのＭＩケーブルを基端側に埋設し突出状に連結したこ
とを特徴とする測温抵抗体の測温エレメント。
（３）金属製筒体外周面にコーティング材を付着し、測
温素線を巻き付け、リード線としてのＭＩケーブルを基
端側に突出状に連結した測温エレメントを、取付ネジの
装着孔に内嵌めし金属製筒体を取付ネジに溶接により固
着し、前記ＭＩケーブルの端面を耐圧シールすると共に
、取付ネジとＭＩケーブルとの間隙にローを流し込み充
填しシールしたことを特徴とする温度センサ。
（４）金属製筒体外周面にコーティング材を付着し、測
温素線を巻き付け、リード線としてのＭＩケーブルを基
端側に突出状に連結したことを特徴とする測温抵抗体の
測温エレメント。
（５）測温エレメントとリード線との接続部を４−６フ
ッ化樹脂で被覆したことを特徴とするロケット燃料タン
ク内の液体酸素・液体水素用の湿度センサ。