JPH0464421B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、温度測定装置の改良に係り、感知器
の周囲環境の温度を測定する際の応答時間を改良
した温度感知器に関する。 〔従来技術と問題点〕 今日、工業分野や他の分野で温度を測定するた
めに多くの装置が使用されている。抵抗温度計や
抵抗温度検知器は、多くの工業分野で使われてき
た。この抵抗温度計は、温度変化により抵抗線の
電気抵抗が変化することを利用して温度測定を行
なつていた。 大部分の金属は、熱くなるにつれて電気抵抗が
増加していくが、この電気抵抗の増加は温度上昇
に比例している。したがつて電気抵抗が変化する
金属中を一定の電流を通せば、温度変化に比例し
た電圧変化を生ずる。多くの場合、抵抗温度計は
耐衝撃性を考慮して設計し、又構成しなければな
らない。というのは、多くの抵抗温度計は網径の
プラチナ線からなる感知部材を使用しているから
である。前記プラチナ線は、感知部材を形成する
ためセラミツクやガラスの心棒あるいは他の支持
材の回りに巻きつけられる。また、プラチナ線、
心棒あるいは支持材を耐熱性セメントやガラスで
コーテイングすることにより、それらを保護して
いる。 前記感知部材は、３〜４本のリード線によつて
信号調整器に接続されている。そしてこの感知部
材は、通常、ステンレス鋼で形成された中空円筒
のチユーブやケーシングの中に挿入されている。
前記中空円筒チユーブの内壁と感知部材との空間
には、通常、酸化マグネシウムやセラミツクセメ
ントのような緻密な耐熱性パウダーが満たされて
おり、このパウダーにより振動等によるセンサの
損傷を防止して感知部材を保護している。 従来の特許文献は、種々の温度測定装置を開示
しているが、ここでは先行技術として米国特許第
4087775を例示する。 この先行技術としての温度測定装置は、抵抗温
度検知部材を利用したものであり、衝撃と振動に
対して信頼できる方法によつて各部材を組み合せ
たものである。前記温度測定装置は、固体状の絶
縁棒上に適当な電気抵抗線を螺旋状に巻き付けた
ものである。この巻付体は、適宜の場所にヒユー
ズが取付けられたガラスや焼結セラミツク内に植
込まれており、各巻付体の端子は適当な回路と接
続するために外部に引き出されている。 前記抵抗温度感知器は、ステンレス鋼で形成さ
れた金属筒内に支持されている。その感知部材
は、酸化マグネシウムのような耐火性の粉末材の
圧縮成形体によつて金属筒に対して絶縁されてい
る。 前記感知部材の端子リード線と耐火性粉末材は
金属筒の一端に同一レベルになるように隣接して
おり、その部分を穿孔することによつて導体とし
ての抵抗温度検知部材の端子間の接続を行なうた
めの室を形成している。前記室は、横壁として金
属筒の内部部分を有している。前記穿孔は金属筒
の主軸上でドリル加工され、前記金属筒の長さと
直径は感知部材を適宜係合するが適切なセメント
層の配置を可能とするようにゆるく係合して感知
部材を受けるように設定されている。 感知部材を孔内に挿入し、セラミツクセメント
を詰めて養生した後、抵抗温度感知部材と接続さ
れた端子リード線に導電材を溶接している。 米国特許第3267733は、抵抗温度計を開示して
いる。この種抵抗温度計においては長く伸びた電
気抵抗部材が螺旋状に巻かれているとともにチヤ
ンバ内に納められている。また、前記電気抵抗部
材は酸化物で包むことによつて支持されており、
この酸化物は前記抵抗部材の温度抵抗係数の変化
を補償するような温度抵抗係数を有している。更
に、前記酸化物からなる包装材はセラミツクチユ
ーブや屈曲性金属などで支持されており、このセ
ラミツクチユーブはスリーブにより保護されてい
る。前記抵抗部材に接続されているワイヤはスリ
ーブを通しており、そして、それらのワイヤは純
粋なベリリウム酸化物からなる絶縁材で支持され
ている。 他の装置としては、米国特許第3114125により
開示されたものがあり、この特許には抵抗温度感
知器が述べられている。この感知器の先端は中空
となつている。螺旋巻きされた温度感知線は、チ
ユーブ内に納められ、更にセメント付けされてい
る。前記チユーブの内径は、セメントにより包ま
れた線の径の1.5倍ぐらいである。上記従来例に
おいては、ワイヤの巻回のスペースが非常に大き
く、多くの巻回をしなければ必要とする抵抗レベ
ルが得られない。 米国特許第4011654は、排気ガスセンサ感知器
を開示している。この従来例においては、セラミ
ツク材で形成されたチユーブが抵抗型セラミツク
センサを支持するために採用されている。前記チ
ユーブには、センサと連絡する熱伝導体を支持す
るためにその外部に連続的なみぞが形成されてい
る。またハウジングスリーブには多数のフインが
形成されており、このフインによつて熱放散を行
なつている。そしてこのフインの熱放散によつて
電気的端末機器を保護している。 米国特許第2379317および3896409は別の温度感
知器を開示している。 以上に挙げた温度感知器および他の従来の温度
感知器は、多くの欠点を持つている。たとえば、
多くの感知器は温度の段階的な変化に対して応答
性が遅いという欠点がある。これは、１つは感知
器が高い熱的な容量を有することや、センサと測
定すべき処理温度間に熱伝導度が低い媒体が存在
することに基づく。 これは、感知器のある部分への熱伝導を減ずる
欠陥から生ずるものである。 また他の装置は構造的にあまりにも弱いため
に、充分な耐強度性を有しない。たとえば、ある
プロセスにおいて、流体に数カ月曝した後には、
応答時間の減少が容認できないほどになる。他の
装置では、感知器の密封用シールの寿命が短く、
このためより高価なシールにするかしばしばこの
シールを取りかえる必要がある。このシールの欠
陥は低い絶縁抵抗となつてしまい、湿気が感知器
に浸入し、感知器の正確性が失なわれる。このシ
ールの欠陥は、しばしば温度感知器からの熱伝導
によつてひき起こされる。斯る熱伝導は、また導
線の絶縁不良の原因ともなり、このため好ましく
ない結果を招来することがある。これらの欠陥や
他の欠陥は実際には過小評価されていた。 〔発明の目的〕 本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、
その目的とする処は、感知器の周囲環境の温度測
定に際して、強固でしかも応答性の速い温度感知
器を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明によれば感知器の一端に中空の内部部分
を有した中空の熱伝導性チツプ部分が形成され
る。この感知器の他端は支持部分により形成され
ている。前記チツプ部分には空洞が形成されてい
る。温度感知部材を備えたセンサは空洞内に配置
され、この空洞内の耐熱性パツキン材が電気的に
前記チツプ部分の部材からセンサを絶縁してい
る。前記チツプ部分の部材には、チツプ部分の中
空の内部部分とチツプ部分の外部との間の流体の
流通のために少なくとも１つの通路が形成されて
いる。 別の実施態様においては、感知器のチツプは内
部空洞を有したチツプケーシングによつて形成さ
れている。前記内部空洞は、ケーシングの壁にあ
る貫通孔や穴を通して流れている流体やあるいは
それに類似した感知器の周囲環境と熱伝達を行な
う。前記チツプケーシングは、少なくとも一つの
内部壁空洞を有しており、この内部壁空洞を前記
内部空洞と近接して配置することにより、２つの
空洞間の熱移動を容易にしている。センサは内部
壁空洞内に配設され、センサとチツプケーシング
壁との間の電気的絶縁を確保するために十分なパ
ツキンが詰められている。センサは一般に温度感
知部材を備えている。センサは測定装置と接続さ
れており、その測定装置により感知器の周囲環境
の温度変化に応答した感知部材の変化が測定され
る。支持ケーシングは、感知器のチツプの一端と
連結されている。チツプケーシングに隣接した支
持ケーシングの部分は、前記チツプケーシングよ
りもより低い熱伝導率を有している。 ある実施態様では、支持ケーシングから
heatsink（熱だまり）への熱の移動を容易にする
ために、支持ケーシングに、１つ又はそれ以上の
フインからなる熱交換器が装着されている。も
し、支持ケーシングに近接してシールが配置され
るならば、チツプケーシングとシール間で、かつ
シール近くの点にフインが配置される。 別の実施態様では、センサと測定装置との接続
にはワイヤやリード線が使用され、センサの一端
と測定装置の他端とが連結されている。チツプケ
ーシングの内部には、中空の空間が形成され、こ
の空間は前記内部空洞と支持ケーシングとの間に
存在する。前記内部空間は、センサと測定装置と
の接続を容易にするために形成されている。たと
えば支持ケーシング内には導管が通つており、こ
の導管内に電線を通すことにより配線の容易化を
図つている。また内部空間は組立の容易化をも可
能とし、この内部空間には電気絶縁パツキン材が
詰められている。 更に別の実施態様では、チツプケーシングの壁
には複数の穴が形成されており、この穴によつて
感知器の周囲環境を内部空洞との流体を媒体とし
た熱伝達を行なつている。穴の数と配置は、周囲
環境から熱媒体としての流体の流れが容易となる
ように平均化されるとともに、流体の流れにより
チツプケーシングに生ずる振動を最小にするよう
に配慮されている。内部空洞、チツプケーシング
および支持ケーシングの一部は、流体媒体の周囲
環境に曝されるが、これらの部材のサイズ、形状
および重さはそれぞれバランスするように配慮さ
れていて感知器の破損に抗するような充分な強度
を有するとともに、センサの操作を容易にするよ
うに設定される。 更に詳細に説明すると、感知器の周囲環境の温
度を測定する温度感知器が提供される。金属製チ
ツプケーシングは内部空洞を有しており、その空
洞は感知器の周囲環境と流体を媒体として熱伝達
を行なつている。前記チツプケーシングは高い熱
伝導率を有した材料からなる一つあるいはそれ以
上の高い熱伝導壁を有している。前記熱伝導壁は
感知器の周囲環境と熱交換を行なう外部表面を有
しており、この熱伝導壁は、内部空洞および内部
壁空洞と熱交換を行なう内部表面を有している。
また内外部熱伝導壁表面の間には、一部分におい
て内部壁空洞が広がつている。概して、伝導壁の
外部表面は、測定される流体や区域に直接に曝さ
れている。センサは内部壁空洞内に設置され、パ
ツキンにより囲まれている。前記パツキンは電気
絶縁材料からなつており、センサを内部壁空洞か
ら絶縁するとともに、この内部壁空洞内にセンサ
を保持している。センサは本体とこの本体上に設
けられた温度感知部材からなつている。センサと
信号調整器とは電気的に接続されている。支持ケ
ーシングはチツプケーシングの一端に固着されて
いる。チツプケーシングに隣接した支持ケーシン
グの部分は、チツプケーシングの熱伝導壁よりも
低い熱伝導率を有した材料から形成されている。 ある実施態様では、チツプケーシングはニツケ
ルから形成され、概して長く伸びた内筒状の形を
している。センサは長く伸びた心棒のような支持
部材を備えており、その心棒の回りにプラチナ線
が巻回されている。支持ケーシングは、ステンレ
ス鋼によつて形成され、センサと測定装置とを連
結している複数のリード線を収容する筒体を有し
ている。 別の実施態様では、感知器の周囲環境と内部空
洞との間の流体を媒体とした熱伝達を容易にする
ための複数の横穴が設けられている。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。 第１図ないし第３図において、円筒形チツプケ
ーシング２０は、温度感知器の感温チツプを構成
し、円筒形支持ケーシング５０はステム状の温度
感知器の残りの部分を構成している。前記円筒形
チツプケーシング２０は、金属やその他の材料か
らなり、強度と高い熱伝導率を有した材料から形
成され、たとえばニツケルで形成されている。ま
た前記円筒形チツプケーシング２０には、内部空
洞２２が形成されており、この内部空洞２２は感
知器の周囲環境と熱伝達を行なうためのものであ
る。周囲環境の熱は、内部空洞２２に形成された
内部表面２４に伝達され、外気は内部空洞２２に
流入する。図に示されるように、この熱伝達は内
部空洞２２の端部に開口２６を設けることにより
行なわれる。内部空洞２２と温度感知器の周囲環
境との間の流体の伝達は、通路２８，３０のよう
な横穴や開口を設けることによりいつそう増進さ
れる。前記横穴や開口は内部空洞がその表面２４
を外部環境に露出するように完全にあるいは部分
的に中空が凹んでいても設けられうる。もし、前
記内部空洞２２が一部又は完全に別の材料で満た
されているならば、そのような材料は、少なくと
もチツプケーシング２０の壁と同じくらいの高さ
の熱伝導率を有している必要があるとともにチツ
プケーシング２０の強度を補強するものでなけれ
ばならない。 内部壁空洞３４のような内部壁空洞の大きさと
チツプケーシングの残余の体積と流体媒体に曝さ
れている支持ケーシングのいかなる部分は感知器
の破損に抗するように感知器に沿つて十分強度を
確保するように設定され、これらは前記センサの
操作性を良くするため流体媒体に十分に曝されて
いる。 前記通路２８，３０のような内部空洞２２への
開口の数と配置は、周囲環境から熱媒体としての
流れが容易となるように平均化されるとともに、
チツプケーシング２０や支持ケーシング５０の周
囲を通る流体の流れによりチツプケーシング２０
に生ずる振動を最小にするように配慮されてい
る。前記チツプケーシング２０の壁３２には、円
筒壁空洞３４が形成され、この円筒壁空洞３４は
二つの空洞２２，３４間の熱伝導を容易にするよ
うに内部空洞２２に隣接して配置されている。前
記円筒壁空洞３４は、前記内部空洞２２と同一の
壁を共有しており、円筒壁空洞３４はチツプケー
シング２０の壁３２の外部壁表面３６に近接して
配置されている。前記外部壁表面３６は、感知器
の周囲環境と接触して直接に熱交換を行なう。 前記外部壁表面３６と内部壁空洞３４との間の
距離を最小にすることは、熱伝達に対する抵抗を
減少させるとともに内部壁空洞３４への熱伝達を
容易にする。そして前記内部壁空洞３４は、内部
空洞２２の内部表面２４と壁３２の外部壁表面３
６との間に広がつている。前記内部壁空洞３４
は、外部壁表面３６と内部空洞２２の内部表面２
４とに緊密に熱接触している。このようにして、
温度感知器の周囲環境から熱伝達が容易になされ
る。 前記内部壁空洞３４の中にセンサ３８が設置さ
れており、前記センサ３８はチツプケーシング２
０の壁３２により支持されるとともに、壁３２か
ら電気的に絶縁されている。この縁は耐熱性のパ
ツキン４０によつてなされており、このパツキン
４０はセンサの支持と絶縁のための十分な厚さを
有し、しかもセンサ３８への熱伝達を妨げないよ
うな熱伝導度を有している。たとえば、パツキン
４０は、高い熱伝導度と高い絶縁性を有した高耐
熱性セメントからなつている。斯るセメントは振
動と衝撃に対する抵抗の助けともなり、またセン
サを電気的にも絶縁する。前記パツキン４０は、
複数の材料から構成してもよい。前記センサ３８
は、コイル線４２からなる温度感知部材を有して
おり、この温度感知部材は長く伸びた支持棒４４
上に配設されている。前記センサ３８は、アルミ
ナの支持棒４４上に巻きつけられた１本又は複数
のプラチナ線からなつている。また、センサは上
述の種類に限らず、異なつた温度感知部材を有し
たものであつてもよい。 前記感知器の周囲環境の温度変化に対応した感
知部材の変化量を測る測定装置とセンサ３８との
接続は、たとえばセンサ３８の端部に設けられた
ワイヤ４６によつて行なわれ、ワイヤ４６の他端
は信号調整器等に接続されている。 前記チツプケーシング２０には、内部空間４８
が形成されており、この内部空間４８は、ワイヤ
４６の設置を容易にするばかりでなく、このワイ
ヤ４６とセンサ３８の熱的、電気的絶縁に寄与し
ている。たとえば、前記内部壁空洞３４の中に使
用されている高耐熱性セメントが、ワイヤ４６を
セツトした後に、当初から中空に形成された内部
空間４８内を満たすために使用される。また、支
持ケーシング５０はチツプケーシング２０に固着
されており、この固着は溶接や他の手段によつて
なされている。支持ケーシング５０とチツプケー
シング２０との接続は感知器の破損を最小にする
ようになされており、しかもチツプケーシング２
０の特別な形状に対応して充分な支持を可能とす
るように配慮されている。支持ケーシング５０
は、感知器としての機能を高めるために特別な熱
に対する防壁障害物として機能し、少なくともチ
ツプケーシング２０に隣接した支持ケーシングの
部分は、このチツプケーシング２０よりも熱伝導
率において低いものでなければならない。たとえ
ば、中空金属ケーシングからなる支持ケーシング
５０中空チツプケーシング２０よりも熱伝導率の
低い金属で形成してもよい。したがつてチツプケ
ーシング２０はニツケルからなるのに対し、支持
ケーシング５０はステンレス鋼からなつている。 この代りに、チツプケーシングに一体的に装着
され直接接触している支持ケーシングの部分を減
少させてもよい。更に。支持ケーシングは２つの
タイプの材料から形成することができ、その１つ
は少なくともチツプケーシングに隣接した支持ケ
ーシングへの一部分を形成している。これによつ
てチツプケーシングに隣接した支持ケーシングの
一部分の全体的熱伝導率が減少される。しかしな
がら、感知器の全体的強度を十分にするために
は、支持ケーシングを中空ケーシング５０のよう
にその大部分あるいは全体を金属で形成すること
が好ましく、特に横穴２８，３０のような開口
が、内部空洞を温度感知器の環境に連通させるた
めに設けられている。 前記支持ケーシング５０には、細長い通路５２
によつて画成された内部空洞が形成されており、
この内部空洞に形成された細長い通路５２はセン
サ３８と測定装置との間の連絡を促進するための
機能を果している。なお、前記測定装置は感知器
の周囲環境の温度変化に対応した感知部材の変化
量を測定するものである。前記細長い通路５２に
は、前記ワイヤ４６が通つており、結局この通路
５２によりセンサと他の電気的装置等との接続が
なされている。他の方式による接続でもよい。 第１図に図示されるように、支持ケーシング５
０には、フイン６０が装着されており、このフイ
ン６０によつて周囲環境に熱放散を行なつてい
る。そしてこのフインにより支持ケーシングから
熱だまりに熱移動を容易にしている。前記熱放散
の機構の存在によつて、支持ケーシング５０に沿
つた熱移動の量が減少する。これは、支持ケーシ
ング５０と熱接触をしている種々の部材の温度を
下げ、特にこの熱放散機構の下流に存在する部材
の温度を下げる殺割を果す。 前記支持ケーシング５０の端部にはシール７４
が使用され、フイン６０のような熱放散機構はチ
ツプケーシング２０とシール７４の間で、かつこ
のシール７４の近くに配置されている。このた
め、シール７４の平均温度を下げ、このためシー
ル７４の寿命を向上させている。このことは短時
間、一時的に比較的高温にさらされるフイン６０
における熱放散機構の場合にも当てはまる。した
がつて、感知器のシール７４は劣化が防止され、
長時間使用することができる。これは、湿気や他
の汚染物質が支持ケーシング５０やチツプケーシ
ング２０内に入る機会を減ずることにもなり、温
度感知器の寿命と信頼性を改善する。 これに加えて、熱放散機構の使用により、ワイ
ヤ４６やリード６２のような他の部材に生ずる熱
応力が減少する。また、この熱放散機構の存在
は、必要とされる絶縁性の減少を許容するもので
ある。 そして、この熱放散機構の型式としては種々の
ものが適用できるが、多くの場合は複数のフイン
６０を備えた熱放散機構が適用される。前記フイ
ンとしてはステンレス鋼又はそれに類した材料が
使用されている。また、図に示されるように、熱
放散機構は測定される環境外に位置しており、た
とえば第１図に図示されるようにチツプケーシン
グ２０の反対側で固定具７２と壁７０のそばに位
置している。 第１図ないし第３図に図示し、かつ上述した本
実施例においては、感知器の壁内のプラチナ感知
部材のような補強センサは、チユーブの壁の間に
感知部材を配置した従来の装置に比べていくつか
の利点を有する。本発明における感知部材は、感
知器の壁内に配置されているため、温度変化に対
する応答速度は、一般的に測定すべき流体量に対
してより高い応答性を有する感知表面によつて増
進される。 これが、応答時間に有利な影響を与える。そし
て感知部材が感知器の壁内に配置されているた
め、感知器の内部が感知器の周囲環境に対して開
放されており、この感知器の内部で流体の流れが
巻き込まれる。すなわち、横穴２８，３０のよう
な種々の開口を通過した流れが、感知器の内部で
巻き込まれて、その結果、センサに周囲環境の温
度を感知させる。このため、センサは感知器の内
外表面からの熱移動を受ける。これは従来の温度
感知器に対して対照的である。すなわち、従来の
ものは、内部からの熱移動を許容するものでな
く、加えて内部体積が温度感知材料への熱移動を
妨げるとともにそれを遅らせていた。 全体的に低い熱伝導率を有した支持ケーシング
の使用は、センサの機能を高めるとともに、温度
感知器全体の機能を高めるものである。前記支持
ケーシングは、フイン６０のような熱放散機構と
共働して支持ケーシングおよびチツプケーシング
に沿つた熱移動を減少させるように働く。低い熱
伝導率を有した支持ケーシング５０に沿つて配設
された冷却フイン６０の使用は、シール７４やワ
イヤの周りの絶縁およびリード６２を劣化させる
熱伝導を減少させるように働くものである。 前記チツプケーシング２０、横穴２８，３０お
よび感知器の他の部材等の寸法は、本発明によれ
ば種々に変えられるものである。たとえば、チツ
プケーシングの長さは、12.7mmから50.8mmまで、
さらには76.2mmまで所望の応答時間および応用に
より種々のものが選択できる。また、チツプケー
シング２０の外形は9.5mmからそれ以上のものま
で所望の応答時間および応用により種々のものが
選択できる。さらに横穴の数や配置および直径も
同様に種々のものが選択できる。たとえばチツプ
ケーシング２０の半径方向の水平中心線に対して
30゜ないし45゜の間に横穴を配置してもよい。 前記冷却フイン６０の数とサイズは、測定され
る温度過程と感知器の外形によつて必要に応じて
修正される。支持ケーシング５０の直径もその長
さに応じて変えられる。それに加えて、内部壁空
洞３４の数の変更もなされる。また、センサの数
も変えられうるが、センサの数はむしろ最小限に
保たれることが望ましい。というのは、このよう
にすることが通常、測定装置による正確な測定を
可能とするからである。その上、センサの数と内
部壁空洞との数は対応している必要はない。これ
は、内部壁空洞へのセンサの設置を容易にするも
のである。 次の実施例は、本発明の説明をいつそう強調す
るものである。 実験例 一連の投入（plunge）テストとループ電流テ
ストが実施され、その結果を下記の実験例１〜５
において述べる。 実験例 １ 標準型の温度感知器は、図面に述べたものと同
様のものであり、感知器は円筒形チツプケーシン
グを備えている。前記チツプケーシングは、環状
の中空断面を有しており、この中空断面に連通す
る穴を有している。図に示されているように、チ
ツプケーシングには比較的大きな穴とそれに平行
に４つの横穴が形成されている。長く伸びたアル
ミナ本体上にプラチナ線を配置したものを有する
センサは、感知器の壁内に形成された内部壁空洞
内に挿入されている。ステンレス鋼からなる支持
ケーシングは、チツプケーシングに溶接されてい
る。前記チツプケーシングは、ニツケルからな
る。四つの小さな横穴は、チツプケーシングの半
径方向の水平中心線に対して45゜の角度で形成さ
れている。センサと感知器を絶縁するために使用
される耐熱性セメントは、およそ200Ωの氷点抵
抗を持つている。原型の各部材のおよその設計値
は、テーブル１で示すように設定されている。

【表】

【表】 投入テストは、漂準型の時定数を得るためにな
された。抵抗温度感知器の応答速度は、通常、時
定数の項で述べられている。時定数は、周囲環境
の段階的変化に従いセンサ出力が最終値の63.2％
に達するまでに必要とされる時間として定義され
る。この時定数は、投入テストか段階的なループ
電流応答テストにより測定される。前者は、この
実験例で論じられ、後者は実験例３で論じられ
る。抵抗温度計の時定数を測定する古典的な実験
は、固定された中間的温度から異なつた温度の別
の環境へセンサを突然に投入することにより行
う。 この段階的な温度変化に対する応答性から、セ
ンサの時定数が測定できる。この実験は通常投入
テストと呼ばれる。時定数は投入テスト時定数と
呼ばれている。投入テストは標準型で、温かい空
気から0.9144m／Ｓで流れてい室温の水の入つた
回転タンク内に入れることにより行なわれる。高
温のかわりに室温の水によるテストの利点は、定
温度浴を確実にするのに何ら問題がないことであ
る。回転する円筒形タンクは、部分的に水が満た
されており、センサテストに必要な流水を供給す
るために回転する。流れの速度はタンク内の半径
位置を選択することにより選ぶことができる。 ソレノイドでコントロールされる空気シリンダ
ーは、タンク内の水の中に標準型を入れたり出し
たりするために使用された。タイミングシグナル
は標準型が水の表面に触れたおよその瞬間を示
す。標準型の時定数は、0.3048m／Ｓから
1.8288m／Ｓまでの範囲の５つの異なつた流水速
度で室温の水中において投入テストによつて測定
された。３つないし４つの測定値が各流水速度で
測定され、各流水速度での時定数を得るために平
均された。その結果をテーブル２で示す。

【表】 実験例 ２ 時定数は、次の一般式から算出されうる。 ｔ＝C1＋（C2）（Ｕ）^-0.6 ……(1) ここで、ｔは時定数、Ｕは流水速度（フイー
ト／秒）、C1，C2は定数である。 実施例１で得られたデータを使つて、C1とC2
の数値を求めることができる。すなわち、 ｔ＝0.34＋（0.7）（Ｕ）^-0.6 …(2) 表面効果に基づく温度を考慮し、時定数の内部
構成要素に基づく温度を無視すれば、C2は287.78
℃の水温で計算された。すなわち、 ｔ＝0.34＋（0.39）（Ｕ）^-0.6 …(3) 時定数は、21.11℃と287.78℃の水温で、種々
の流水速度で計算された。その結果は、テーブル
３で示す。

【表】

〔効果〕

本発明は、チツプケーシングを中空に形成する
とともに横穴を設けたので感知表面が広くなると
ともに外部環境流体の流通性が良好になるので、
センサの応答性が著しく速くなるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る温度感知器の一実施例
の斜視図、第２図は第１図における２−２線に沿
つて切断した断面図、第３図は第２図における３
−３線に沿つて切断した断面図である。 ２０……チツプケーシング、２２……内部空
洞、２４……内部表面、２８，３０……通路、３
４……内部壁空洞、３６……外部壁表面、３８…
…センサ、４０……パツキン、４２……コイル
線、４６……ワイヤ、５０……支持ケーシング、
５２……細長い通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱伝導性チツプケーシング２０とこの端部を
   支持する後部支持ケーシング５０とを有し、前記
   チツプケーシング２０は内部空洞２２と内部空洞
   ２２の端部に設けた開口２６と前記チツプケーシ
   ング２０の壁３２に設けた内部壁空洞３４とを有
   し、前記内部壁空洞３４内にセンサ３８が配置さ
   れ、前記センサ３８が温度感知部材４２からなる
   温度感知器において、前記内部壁空洞３４が前記
   センサ３８を前記チツプケーシング２０から電気
   絶縁し、かつ前記センサ３８を前記内部壁空洞３
   ４内に固定させる耐熱性パツキン４０を有する温
   度感知器。 ２ 前記パツキン４０が高温耐熱性セメントから
   なる特許請求の範囲第１項記載の温度感知器。 ３ 前記チツプケーシング２０が前記内部空洞２
   ２と前記チツプケーシング２０の外部との間で流
   体を流通させる少なくとも１個の通路２８，３０
   を有している特許請求の範囲第１項記載の温度感
   知器。 ４ 前記後部支持ケーシング５０が前記チツプケ
   ーシング２０よりも低い熱伝導性を有する特許請
   求の範囲第１項記載の温度感知器。 ５ 前記後部支持ケーシング５０は１個あるいは
   １個以上のフイン６０を有する特許請求の範囲第
   １項記載の温度感知器。 ６ 前記内部壁空洞３４が前記チツプケーシング
   ２０内の内部空間４８に接続され、前記内部空間
   ４８が測定装置と前記センサ３８との１本あるい
   は１本以上のワイヤ４６による接続を容易にする
   形状に形成され、かつ前記内部空間４８がパツキ
   ン４０でパツキングされている特許請求の範囲第
   １項から第５項のいれずか１項に記載の温度感知
   器。 ７ 前記センサ３８が全体的に細長い支持体４４
   と、前記細長い支持体４４の少なくとも１部分に
   巻かれ温度により変化する可変電気抵抗を有する
   感知部材としてのワイヤ４２とからなる特許請求
   の範囲第１項記載の温度感知器。 ８ 前記チツプケーシング２０がニツケルからな
   り、かつ前記後部支持ケーシング５０がステンレ
   ス鋼からなる特許請求の範囲第３項記載の温度感
   知器。 ９ 前記通路２８，３０が穴であり、前記穴の数
   と配置は、流体媒体が前記内部空洞２２の少なく
   とも１部分を流通しやすく、かつ前記流体媒体の
   流通により前記チツプケーシング２０に生じる振
   動を最少限にするものである特許請求の範囲第３
   項記載の温度感知器。 １０ 感知部材としてのワイヤ４２はプラチナワ
   イヤである特許請求の範囲第８項記載の温度感知
   器。 １１ シール７４が前記後部支持ケーシング５０
   に取り付けられ、前記フイン６０が前記シール７
   ４に近く、かつ前記チツプケーシング２０と前記
   シール７４との間の１点に位置されている特許請
   求の範囲第１０項記載の温度感知器。