JPH0574557A

JPH0574557A - 温度調節用シースヒータ

Info

Publication number: JPH0574557A
Application number: JP23827991A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishino; 孝二西野
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】発熱体と感熱体の熱的状態が常に一定となる
温度調節用シースヒータを提供する。【構成】発熱体１と、発熱体１に接触しないよう絶縁
物８を隔てて設けられる感熱体２（熱電対素線）と、感
熱体２と発熱体１とを絶縁物８を隔てて包み込む外被５
と、発熱体１及び感熱体２を外部回路に接続する為の端
子３、４とで構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、加熱を必要とし、し
かも被加熱物を精密に温度制御しなければならないよう
な分野、例えば熱分析装置の加熱炉などに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被加熱物を精密に温度制御したい
場合、いわゆるシースヒータで対象物を加熱する一方、
いわゆるシース熱電対で対象物の温度を計測し、この温
度をフィードバックして所期の温度となるようシースヒ
ータのパワーを制御していた。ここで、シースヒータと
は、発熱体（ヒータ素線）を電気絶縁物（例えば酸化マ
グネシウム等）を充填した外被（シース、ステンレス鋼
などの薄肉管）の中に内蔵したものをいい、一方、シー
ス熱電対とは感熱体（熱電対素線）を電気絶縁物を充填
した外被の中に内蔵したものをいう。そして、これらは
それぞれ別体のものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシース
ヒータとシース熱電対は別体のものである為、両者の配
置や対象物との接触状態の相違によって熱伝達の時定数
が異なることになる。その為、従来の温度制御システム
ではフィードバックの感度などを個々のシステムごとに
調整しないと一定の熱的状態を再現できないという問題
点があった。

【０００４】また、ヒータと熱電対の位置関係を一定に
保つことが極めて重要である為、そのための機構や努力
が必要であった。更に、発熱体部と熱電対部の位置が離
れている為、熱電対で計測されるヒータ温度は、少なか
らず外乱の影響を受けるという問題点もあった。この発
明は、上記問題点に着目したものであって、発熱体と感
熱体の熱的状態が常に一定となる温度調節用シースヒー
タを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する
為、この発明は、発熱体と、この発熱体と熱的に結合す
る位置に電気的絶縁物を隔てて設けられる感熱体と、こ
の感熱体と前記発熱体とを電気的絶縁物を隔てて包み込
む外被と、前記発熱体及び感熱体を外部回路と接続する
為の端子とで構成されている。

【０００６】

【作用】接続用の端子を介して発熱体に電流を流すと、
この発熱体は発熱する。そして、この熱は、前記外被を
通して被加熱物体に伝えられ、被加熱物体を加熱する。
一方、感熱体は、前記発熱体と熱的に結合する位置であ
って、常に前記発熱体と一定の位置関係で設けられてい
る。その為、この発明にかかる温度調節用シースヒータ
は、素子個々について感熱体と発熱体の相対位置関係に
ついて、いちいち調節する必要がない。

【０００７】

【実施例】図１は、この発明の一実施例を示す温度調節
用シースヒータの概略図である。このシースヒータは、
発熱体１と、感熱体２と、発熱体端子３と、感熱体端子
４と、これらを包み込む外被５及びターミナル外管６と
で構成されている。そして、発熱体端子３と感熱体端子
４の間はシール材７で充填されている。また、発熱体１
と感熱体２と外被５との間は、電気的絶縁物８が充填さ
れている。尚、２_-1は感熱体である熱電対の温接点を示
している。

【０００８】ここで、上記の各部材の材料は特に限定さ
れないが、好ましくは、以下のものが該当する。すなわ
ち、発熱体１は、ニクロム線やカンタル線などであり、
感熱体２は、クロメル線及びアルメル線による熱電対素
線または、クロメル線及びコンスタンタン線による熱電
対素線が該当する。また、電気絶縁充填物としては、酸
化マグネシウム粉末などが該当する。更に外被５は、ス
テンレス鋼薄肉管などが、またターミナル外管６は、ス
テンレス鋼管などが該当する。尚、シール材７としては
エポキシ樹脂などが該当する。

【０００９】なお、図１では発熱体端子３と感熱体端子
４とが一直線上に設置されている旨記載されているが、
これは説明の都合上、そのようにしているに過ぎず、実
際には、図２のように設置している。すなわち、外被５
と発熱体１と感熱体２の間のリーク電流は、最小値に抑
えるべきであるので、発熱体１と感熱体２は互いに直交
する位置関係に設置されている。

【００１０】次に、図１に示す温度調節用シースヒータ
を用いた温度調節システムの構成例を説明する。図４に
則して説明すると、この温度調節システムは、本発明に
かかるシースヒータ１０と、このシースヒータ１０の発
熱体端子３に適切な電力を供給するヒータパワー調節回
路１１と、感熱端子４からの熱電対の誘起電圧を受ける
測温回路１２と、被加熱物体１３とで構成されている。
なお、測温回路１２には温度増幅回路や室温補償回路が
含まれている。

【００１１】このシステムの動作を説明すると、シース
ヒータ１０は、ヒータパワー調節回路１１からの電力を
受けて被加熱物体１３を加熱する。発熱体１のこの発熱
は、熱電対２にも伝えられるので、熱電対２の２つの発
熱体端子４の間には加熱温度に比例した電圧が発生す
る。そして、この感熱体端子４の電圧は、測温回路１２
に入力され、シースパワー調節回路１１は入力された温
度データを基にして、シースヒータ１０を制御して被加
熱物体１３に対して所定の加熱をする。なお、ここでヒ
ータパワー調節回路１１や測温回路１２の回路構成は特
に限定されず、例えばマイクロプロセッサを用いてプロ
グラムコントロールするものでもよい。

【００１２】図３は、この発明の別の実施例を示す温度
調節用シースヒータの概略図である。構成は図１の場合
とほぼ同じであり、同じ箇所には同じ番号を付してい
る。図１のものとの相違点は、図１がシングルターミナ
ル型であるのに対して、図３の温度調節用シースヒータ
が両端ターミナル型である点である。すなわち、このシ
ースヒータは、発熱体端子３と感熱体端子４が両側に導
出されている点に特徴があり、これ以外の動作原理など
は図１の場合と同様である。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
温度調節用シースヒータは、発熱体と感熱体の位置関係
は常に一定である。つまり、温度調節用シースヒータの
製造工程で生じる特性のバラツキを除けば、個々のシス
テムごとにフィードバック感度などを調整する必要がな
い。また、システムによっては、製造工程で生じるヒー
タ個体間のバラツキは無視できる場合もある。

【００１４】また、発熱体と感熱体の位置関係は常に一
定であるので、従来のように、ヒータと熱電対の位置関
係を一定にする機構などを設ける必要もない。さらに、
発熱体と感熱体は外被によって一体化されているので、
ヒータ温度として計測される値は、専ら発熱体の影響の
みにより、従って、外乱の影響は相対的に低くなり、フ
ィードバック系として安定している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す概略図である。

【図２】図１のシースヒータの構造をより詳細に示す図
面である。

【図３】この発明の別の実施例を示す概略図である。

【図４】図１に示すシースヒータを用いた温度調節シス
テムのブロック図である。

【符号の説明】

１発熱体（ヒータ線）２感熱体（熱電対素線）３発熱体端子４感熱体端子５外被

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱体と、この発熱体と熱的に結合する位
置に電気的絶縁物を隔てて設けられる感熱体と、この感
熱体と前記発熱体とを電気的絶縁物を隔てて包み込む外
被と、前記発熱体及び感熱体を外部回路と接続する為の
端子とで構成される温度調節用シースヒータ。