JPH0815224B2

JPH0815224B2 - シ−ス型熱電対装置

Info

Publication number: JPH0815224B2
Application number: JP62137689A
Authority: JP
Inventors: 新治降矢; 秀敏森本
Original assignee: アルバツク・クライオ株式会社
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPS63302580A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、シース型熱電対装置に関する。

（従来の技術）シース型熱電対装置は、第３図に図示されるように、
熱電対要素10と、これの保護のためにこれを包囲する不
銹鋼などのシース11とを、その主要構成要素とする。熱
電対要素10は、互に異なる金属で形成された２本の素線
12および13を有し、これら素線12、13は一点14で例えば
点溶接によつて接合され、その接合点14からそれぞれ延
長する。シース11は、管状に延長して、その一端は閉端
15として構成され、他端は開端16として構成される。熱
電対要素10は、シース11の中に配置され、その際に、接
合点14は閉端15の近くに位置し、両素線12、13は、接合
点14からシース11の中で延長して、開端16を通つてシー
ス11の外部に出る。

このような構成のシース型熱電対装置は、その制御測
定回路と接続されて、各種温度を電気的に測定するに広
く使用され、その作動原理および作動方法もよく知られ
ている。従来のシース型熱電対装置では、特にシース11
の閉端15と熱電対要素10の接合点14との間の熱的接触を
十分に達成させ、かつシース11内での熱電対要素10の機
械的保持を確実にするため、シース11の内部空間、アル
ミナのようなセラミックなどからなる充填材17が、熱電
対要素10を埋め込むように充填された。なお第３図にお
いて、符号18は、シース11に接続され素線12、13を導く
ための管材を示し、この管材18の中には、素線12、13を
埋め込むようにしてエポキシ樹脂などの充填材19が充填
される。符号20は、素線12、13を保護するためのコイル
ばねを示す。

かかるシース型熱電対装置を製作するには、一般にシ
ース11として細長い管が必要であり、この細長いシース
11の中に熱電対要素10および充填材17を入れることが困
難であるので、線引き加工が採用される。すなわち、最
初には、一端で閉じた比較的太い管状のシース11の中
に、熱電対要素10および充填材17が装入され、次いで、
シース11が、その中の熱電対要素10および充填材17と共
に、所定の小さな直径まで線引き加工される。

（発明が解決しようとする問題点）上述したようなシース型熱電対装置を製作する線引加
工の際に、熱電対要素10の素線12、13も引伸ばされるの
で、いずれか一方の素線12、13の引張強度が弱くて、引
伸ばしの際にこの素線が切断するおそれの或る場合に
は、従来方式のシース型熱電対装置は採用できない。

例えば常温から極低温の温度領域までの温度測定に使
用できる金鉄（Au＋0.07at％Fe）対クロメル熱電対要素
は、その金鉄素線の引張強度が弱いので、従来方式のシ
ース型熱電対装置には採用できない。そのため、金鉄対
クロメル熱電対要素は、シースの中に収容することなく
裸線（完全な裸線または被覆を付着させた線）のままで
使用されて来た。裸線のままで使用しようとすれば、当
然に、断線または被覆剥離による短絡などのおそれが生
じる。

金鉄対クロメル熱電対要素以外に、例えばいずれか一
方の素線が金（Au）を主成分とする次のような熱電対要
素でも、同様の問題が生じる。

（１）金コバルト（Au＋2.1at％Co）対Cu、（２）金鉄（Au＋0.03at％Fe）対クロメル、（３）金鉄（Au＋0.03at％Fe）対Ag。

さらに、従来方式のシース型熱電対装置では、シース
の中の熱電対要素が全体としてアルミナなどの充填材に
埋め込まれているため、素線が熱収縮する際あるいは装
置が曲げられる際に、素線に無理に力が加わつて、断線
が起るおそれもある。

この発明の課題は、上述したような従来のシース型熱
電対装置の欠点を除去することにある。

（問題点を解決するための手段）上述した課題の解決のため、この発明によれば、閉端
及び開端を備えたシースの中に、２本の素線から成る熱
電対要素を挿入し、両素線の一端をシースの閉端の近く
で互いに接合して接合点を形成し、両素線の他端をシー
スの開端を通って外部へ伸長させ、シースの閉端の近く
の接合点及びその近くの両素線部位のみを埋め込む充填
材を充填して成るシース型熱電対装置において、シース
が線引き加工を必要としない管径の細いシースから成
り、この管径の細いシース内で接合点の近くの区域を除
いて、線引き加工しにくい各素線がプラスチック管中に
やや弛んだ状態で収容されていることを特徴としてい
る。

（作用）上述した構成のこの発明によるシース型熱電対装置
は、線引き加工を必要としない管径の細いシースの中で
熱電対要素が、その接合点の付近を除いてプラスチック
管の中に収容され従つて全体として充填材の中に埋め込
まれる必要はないので、その製作に線引き加工は必要で
なく、従つて引張強度の小さい素線も使用できるという
作用を有する。線引き加工しにくい各素線をプラスチッ
ク管中にやや弛んだ状態で収容したことにより、熱電対
の曲げによる各素線の断線を防ぐことができるようにな
る。しかも、プラスチック管で保護されない素線の接合
点およびその付近の部分は、この部分のまわりに充填さ
れた充填材を介して、シースによつて十分に保持され、
かつシースの閉端に十分に熱的に接触する。

（実施例）以下、第１図および第２図を参照しながら、この発明
の実施例について説明する。

第１図に示すこの発明のシース型熱電対装置におい
て、接合点14で互に接合された素線12、13からなる熱電
対要素10、閉端15および開端16を備えたシース11、充填
材19が充填される管材18、および素線12、13を包囲する
コイルばね20は、第３図に示した従来のものと全く同様
に構成配置される。この発明の本質的な特徴は、少くと
もシース11の中において、接合点14およびその近くの区
域を除いて、両素線12および13が、プラスチック管21お
よび22にそれぞれ収容されていることと、閉端15の近く
シース11の中だけに、接合点14およびその近くの両素線
12、13を埋め込む充填材23が、充填されることとにあ
る。

プラスチック管21、22は、ポリイミド、ポリテトラフ
ルオロエチレンなどの絶縁性プラスチックで形成され、
充填材23は、第１図に図示した従来のシース型熱電対装
置における充填材17と同様のものでよい。

上述したように構成されたこの発明によるシース型熱
電対装置を製作する際には、最初に、プラスチック管21
および22の中に、まだ互に接合されていない素線12およ
び13が、プラスチック管の中でややたるむようにして、
それぞれ通される。次ぎに、素線12と13がその端部で互
に点溶接されて、これら素線の間の接合点14が形成さ
れ、かくして、プラスチック管21、22を背負つた熱電対
要素10が完成する。次ぎに、両端の開いた不銹鋼の管の
中に、例えば流体圧の差を利用して、熱電対要素10が、
プラスチック管21、22と共に挿入される。この際に、こ
の熱電対要素10は、その接合点14が不銹鋼管の中でその
一端の近くに位置するように配置される。プラスチック
管21、22は、接合点14の近くの区域を除いて不銹鋼管の
中を延長するように配置され、望ましくは、さらにこれ
の他端から或る程度これの外方まで延長する。その後
に、前記一端の近くの不銹鋼管の中に、接合点14および
その近くの素線21、22を埋め込むように充填材23が充填
され、かくして熱電対要素10は、その接合点14およびそ
の近く個所において、充填材23を介して、不銹鋼管に固
定されかつこれに熱的に接触する。然るのちに、不銹鋼
管の前記一端が、テイグ（TIG）溶接によつて、例えば
耐真空に封止されて閉端になり、かくして、不銹鋼の管
から、閉端15および開端16を有するシース11が作られ
る。最後に、管材18およびコイルばね20が用意されて、
管材18の中に、エポキシ樹脂などの充填材19が、開端16
の近くのシース11、開端16から突出するプラスチツク2
1、22の少くとも一部およびコイルばね20の一部を埋め
込むようにして、例えば耐真空的に図示のような配置で
充填される。

なお、例えば熱電対装置を真空装置などに使用する場
合には、例えばＯ−リングなどのシールに接触する管材
18の外面は、滑らかにして置く必要がある。

第２図に示すこの発明によるシース式熱電対装置の実
施例では、第１図に図示したと同様に構成されたものに
おいて、管材18にフランジ24が取付けられている。この
フランジは、真空装置などへのシース型熱電対装置の取
付けを容易にする。この実施例においてはさらに、熱電
対要素10の素線12、13は、樹脂充填材19を充填した管材
18に固定されているボックス25の内部回路（図示なし）
に接続される。この内部回路は、温度定点形成のための
温度保証回路部分を包含し、或いは、さらに増幅回路部
分、電圧温度変換回路部分なども包含し、かくして第２
図図示の実施例は、熱電対温度測定装置を構成する。

（発明の効果）この発明によるシース型熱電対装置は、上述したよう
に構成されているので、従来のもののようにその製作に
線引き加工を必要とせず、従つて、金鉄対クロメル熱電
対要素のように引張強度の弱い素線を備えた熱電対要素
も、製作中に素線が切断するおそれなしに、使用でき
る。さらに、各素線がプラスチック管中にやや弛んだ状
態で収容されているので、素線が熱収縮したり装置を曲
げて使用する際に、無理な力が加わつて素線が断線する
おそれはない。しかも、閉端近くのシースの中に、熱電
対要素の接合点およびその近くの両素線を埋め込むよう
に充填材が充填されるので、プラスチック管で保護され
ない素線の接合点およびその付近の部分は、充填材を介
して、シースによつて十分に保持され、かつシースの閉
端に十分に熱的に接触する。

さらに、引張強度が弱い素線を備え従つて線引き加工
で素線が切断するおそれがあるので、裸線で使用されて
来た金鉄対クロメルなどの熱電対要素は、この発明によ
れば、シースおよびプラスチック管で保護されていると
共に各素線がやや弛んだ状態で収容されているから、断
線および短絡のおそれなしに使用できる。しかも、かか
る熱電対要素をシースおよびプラスチック管で保護する
ことによつて、高周波ノイズに対して強い熱電対装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるシース型熱電対装置の一実施
例を、図解的に長手断面で表わす図である。第２図は、
この発明によるシース型熱電対装置の別の実施例を表わ
す、第１図と同様の図である。第３図は、従来方式のシ
ース型熱電対装置を表わす、第１図および第２図と同様
の図である。図面において、10は熱電対要素,11はシース,12と13は素
線,14は接合点,15は閉端,16は開端,21と22はプラスチッ
ク管,23は充填材を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】閉端及び開端を備えたシースの中に、２本
の素線から成る熱電対要素を挿入し、両素線の一端をシ
ースの閉端の近くで互いに接合して接合点を形成し、両
素線の他端をシースの開端を通って外部へ伸長させ、シ
ースの閉端の近くの接合点及びその近くの両素線部位の
みを埋め込む充填材を充填して成るシース型熱電対装置
において、シースが線引き加工を必要としない管径の細
いシースから成り、この管径の細いシース内で接合点の
近くの区域を除いて、線引き加工しにくい各素線がプラ
スチック管中にやや弛んだ状態で収容されていることを
特徴とするシース型熱電対装置。