JPH10185703A - Thin-film platinum thermometer - Google Patents
Thin-film platinum thermometerInfo
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- JPH10185703A JPH10185703A JP34352696A JP34352696A JPH10185703A JP H10185703 A JPH10185703 A JP H10185703A JP 34352696 A JP34352696 A JP 34352696A JP 34352696 A JP34352696 A JP 34352696A JP H10185703 A JPH10185703 A JP H10185703A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 白金薄膜の温度測定中の機械振動による損傷
がなく、また白金薄膜の接触する部材との化学反応によ
る劣化もなく、また白金薄膜の測定箇所の温度変化によ
る損傷もなく、さらに温度計自体が袋小路状の空洞に挿
入して使用することができる薄膜型白金温度計を提供す
ることを目的とする。
【解決手段】 セラミックス円筒（１３）と、この円筒
（１３）上に順次形成された高純度のアルミナからなる
第１セラミックス薄膜（１４）と白金薄膜（９）と高純
度のアルミナからなる第２セラミックス薄膜（１５）と
を有し、前記第１薄膜（１４）と第２薄膜（１５）とが
同じ熱膨張率を有し、かつ前記白金薄膜（９）がループ
状の線状薄膜であり、その端部は前記円筒（１３）の一
端側に位置し、その端部に接続する引出し線（３）は前
記円筒（１３）の一端側にまとめられていることを特徴
とする薄膜型白金温度計。
(57) [Summary] [PROBLEMS] No damage due to mechanical vibration during temperature measurement of a platinum thin film, no deterioration due to a chemical reaction with a member in contact with the platinum thin film, and damage due to temperature change of a measurement point of the platinum thin film It is another object of the present invention to provide a thin-film platinum thermometer which can be used by inserting the thermometer itself into a hollow space like a dead end. SOLUTION: A ceramic cylinder (13), a first ceramic thin film (14) made of high-purity alumina formed sequentially on the cylinder (13), a platinum thin film (9), and a second ceramic thin film (9) made of high-purity alumina. A ceramic thin film (15), wherein the first thin film (14) and the second thin film (15) have the same coefficient of thermal expansion, and the platinum thin film (9) is a loop-shaped linear thin film. The thin-film platinum is characterized in that its end is located at one end of the cylinder (13), and the lead wire (3) connected to the end is integrated at one end of the cylinder (13). thermometer.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜型白金温度計
に関し、特に原子力発電プラントでの高温測定や火力発
電プラント、冷熱機器、製鉄プラント等の一般産業用の
温度計測に適用可能な薄膜型白金温度計に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin-film platinum thermometer, and more particularly to a thin-film platinum thermometer which can be applied to high temperature measurement in a nuclear power plant and temperature measurement for general industries such as thermal power plants, cooling equipment, and steelmaking plants. It relates to a platinum thermometer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、加圧水型軽水炉等の原子力発電プ
ラントでの１次冷却水の温度を測定するには、白金温度
計を使用していた。白金温度計は、白金細線または白金
薄膜の電気抵抗値が温度とともに変化する現象を利用し
て、１次冷却水装置での所望の箇所の温度を測定する器
具である。2. Description of the Related Art Conventionally, a platinum thermometer has been used to measure the temperature of primary cooling water in a nuclear power plant such as a pressurized water reactor. A platinum thermometer is an instrument that measures the temperature of a desired location in a primary cooling water device by using a phenomenon in which the electric resistance value of a platinum thin wire or a platinum thin film changes with temperature.
【０００３】図４は、従来例１の白金線を用いた白金温
度計の断面図である。セラミックス円筒１の一端開孔部
に装着される、円柱状の例えばエナメルからなる第１固
定材２には、２本の引出し線３が、ある距離だけ離れて
貫通して設置されている。直径１７μｍ程度の白金細線
４が一度コイル状に成型、塑性加工された後、コイルを
ほどくようにして引き伸ばされてＵ字状に曲げられ、そ
の両端が前記第１固定材２の前記引出し線３の片側に接
続されている。長方形のセラミックス板５が、前記白金
細線４に挟まれながら、前記第１固定材２の中央部に固
定されている。前記セラミックス円筒１の中に、前記白
金細線４および前記セラミックス板５を挿入するよう
に、前記第１固定材２が前記セラミックス円筒１の一端
開孔部に装着されている。前記白金細線４および前記セ
ラミックス板５の周囲には、例えばアルミナからなる粒
径２００μｍ程度のセラミックスパウダが充填されて、
前記白金細線４を固定している。前記セラミックス円筒
１の他端開孔部には半球状の例えばエナメルからなる第
２固定材６が装着されている。このようにして、前記セ
ラミックス円筒１は、第１固定材２および第２固定材６
によって密封されている。前記第１固定材２の、別の側
の前記引出し線３は、図示しない配線が接続されて、図
示しない外部の電気抵抗測定器と接続されている。この
ようにして形成された白金温度計は、全体を約１０００
℃の高温で加熱されて、前記セラミックスパウダをセラ
ミックスパウダ焼結体７にされるとともに、前記白金細
線４の塑性加工中に生じた残留内部応力を除去される。FIG. 4 is a cross-sectional view of a platinum thermometer using a platinum wire of Conventional Example 1. Two lead wires 3 are installed to penetrate at a certain distance from each other in a cylindrical first fixing member 2 made of, for example, enamel, which is attached to an opening of one end of the ceramic cylinder 1. A fine platinum wire 4 having a diameter of about 17 μm is once formed into a coil shape and plastically processed, then stretched so as to unwind the coil and bent into a U-shape, and both ends of the lead wire 3 of the first fixing member 2 are formed. Is connected to one side. A rectangular ceramic plate 5 is fixed to the center of the first fixing member 2 while being sandwiched between the platinum wires 4. The first fixing member 2 is mounted on one end opening of the ceramic cylinder 1 so that the fine platinum wire 4 and the ceramic plate 5 are inserted into the ceramic cylinder 1. The periphery of the platinum wire 4 and the ceramic plate 5 is filled with a ceramic powder made of, for example, alumina having a particle size of about 200 μm.
The platinum wire 4 is fixed. A hemispherical second fixing member 6 made of, for example, enamel is mounted on the other end opening of the ceramic cylinder 1. Thus, the ceramic cylinder 1 includes the first fixing member 2 and the second fixing member 6.
Sealed by. The lead wire 3 on the other side of the first fixing member 2 is connected to a wiring (not shown) and is connected to an external electrical resistance measuring device (not shown). The platinum thermometer thus formed has a total of about 1000
The ceramic powder is heated at a high temperature of ℃ to make the ceramic powder into a ceramic powder sintered body 7 and the residual internal stress generated during the plastic working of the platinum fine wire 4 is removed.
【０００４】図５は、従来例２の特開昭６０−６４４０
１号公報に記載された、白金薄膜を用いた白金温度計の
断面図である。アルミナ単結晶のサファイヤからなる円
筒形の基材８の側面に、細線状の白金薄膜９がらせん状
に蒸着されている。前記白金薄膜９の両端は、前記基材
８の両端にて、引出し線３と接続されている。例えば窒
化けい素や炭化けい素などのセラミックスからなる保護
材１０が、前記白金薄膜９を含む前記基材８の全表面
と、前記引出し線３の前記基材８に近い一部分を包むよ
うに形成されている。前記引出し線３には、図示しない
配線が接続されて、図示しない外部の抵抗測定器と接続
されている。FIG. 5 shows a conventional example 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-6440.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a platinum thermometer using a platinum thin film described in JP-A-1. On a side surface of a cylindrical base material 8 made of sapphire of alumina single crystal, a thin platinum thin film 9 is spirally deposited. Both ends of the platinum thin film 9 are connected to the lead wire 3 at both ends of the base material 8. For example, a protective material 10 made of ceramics such as silicon nitride or silicon carbide is formed so as to cover the entire surface of the base material 8 including the platinum thin film 9 and a part of the lead wire 3 close to the base material 8. ing. A wiring (not shown) is connected to the lead wire 3 and is connected to an external resistance measuring device (not shown).
【０００５】図６は、従来例３の白金薄膜を用いた別の
構造の白金温度計の斜視図である。例えばアルミナから
なるセラミックス平板１１の上に線状の白金薄膜９がジ
グザグ状に蒸着され、前記白金薄膜９の両端は、前記セ
ラミックス平板１１の一つの辺にまとめられて、引出し
線３と接続されている。前記白金薄膜９を含む前記セラ
ミックス平板１１の表面を覆うように、例えばガラスか
らなる保護材１２がコーティングされている。前記引出
し線３には図示しない配線が接続されて、図示しない外
部の電気抵抗測定器と接続されている。FIG. 6 is a perspective view of a platinum thermometer having another structure using the platinum thin film of the third conventional example. For example, a linear platinum thin film 9 is vapor-deposited in a zigzag manner on a ceramic flat plate 11 made of alumina, and both ends of the platinum thin film 9 are connected to one side of the ceramic flat plate 11 and connected to the lead wire 3. ing. A protective material 12 made of, for example, glass is coated so as to cover the surface of the ceramic flat plate 11 including the platinum thin film 9. A wiring (not shown) is connected to the lead wire 3 and is connected to an external electric resistance measuring device (not shown).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来例１において、前
記白金細線４は、温度に対する電気抵抗の感度を高める
ために１７μｍと非常に細く、また前記白金細線４と前
記セラミックスパウダ焼結体７との間には隙間が存在す
る。ところで、白金温度計は１次冷却水の中に浸水させ
て温度を測定することが多く、そのため、１次冷却水の
流れによって温度測定中に機械振動することがある。そ
の結果、前記白金細線４と前記セラミックスパウダ焼結
体７との間で微弱な衝突が繰り返し発生し、前記白金細
線４が損傷する可能性があるという問題があった。ま
た、例えばエナメルからなる前記第１固定材２および第
２固定材６の中に含まれる、微量のナトリウムやメチル
セルロースが経年変化で分解してできた生成物が、前記
白金細線４と化学反応する結果、前記白金細線４が劣化
する可能性があるという問題があった。In the prior art 1, the platinum wire 4 is as fine as 17 μm in order to increase the sensitivity of electric resistance to temperature, and the platinum wire 4 and the ceramic powder sintered body 7 There is a gap between them. By the way, a platinum thermometer is often immersed in primary cooling water to measure the temperature, and therefore, the temperature may be mechanically vibrated during the temperature measurement due to the flow of the primary cooling water. As a result, there has been a problem that weak collisions repeatedly occur between the platinum fine wire 4 and the ceramic powder sintered body 7, and the platinum fine wire 4 may be damaged. Further, for example, a product formed by decomposing a trace amount of sodium or methylcellulose contained in the first fixing material 2 and the second fixing material 6 made of enamel and decomposing with aging chemically reacts with the platinum fine wire 4. As a result, there is a problem that the platinum wire 4 may be deteriorated.
【０００７】従来例２においては、前記引き出し線３が
前記サファイア基材８の両端に接続されているため、従
来例２の温度計を袋小路状の空洞に挿入して使用するこ
とができない。そのため、白金温度計を１次冷却水用配
管に設けられた空洞に挿入し、白金温度計を１次冷却水
に浸水させることなく、冷却水の温度測定を行うことが
実施できないなど、温度測定箇所および温度測定方法が
制限されるという問題があった。さらに、例えば窒化け
い素や炭化けい素などのセラミックスからなる前記保護
材１０の熱膨張率は、窒化けい素の場合に約３．５×１
０-6／Ｋ、炭化けい素の場合に約５．５×１０-6／Ｋで
あり、前記サファイア基材８の熱膨張率（約８．５×１
０-6／Ｋ）や前記白金薄膜９の熱膨張率（約９．０×１
０-6／Ｋ）と大きく異なる。そのため、温度測定中に温
度変化があると、前記サファイア基材８と前記保護材１
０との境界面、または前記白金薄膜９と前記保護材１０
との境界面で熱応力が発生し、温度計が損傷する可能性
があるという問題があった。In the conventional example 2, since the lead wire 3 is connected to both ends of the sapphire base material 8, the thermometer of the conventional example 2 cannot be used by being inserted into a blind alley-shaped cavity. Therefore, the temperature measurement of the cooling water cannot be performed without inserting the platinum thermometer into the cavity provided in the primary cooling water pipe and immersing the platinum thermometer in the primary cooling water. There was a problem that the location and the temperature measurement method were limited. Further, the thermal expansion coefficient of the protective material 10 made of ceramics such as silicon nitride or silicon carbide is about 3.5 × 1 in the case of silicon nitride.
0 -6 / K, about 5.5 × 10 -6 / K in the case of silicon carbide, and the coefficient of thermal expansion of the sapphire substrate 8 (about 8.5 × 1
0 −6 / K) and the coefficient of thermal expansion of the platinum thin film 9 (about 9.0 × 1).
0 −6 / K). Therefore, if there is a temperature change during the temperature measurement, the sapphire substrate 8 and the protective material 1
0, or the platinum thin film 9 and the protective material 10
There is a problem that thermal stress is generated at the interface between the thermometer and the thermometer and the thermometer may be damaged.
【０００８】従来例３においては、例えばガラスからな
る前記保護材１２の熱膨張率は約０．５×１０-6／Ｋで
あり、例えばアルミナからなる前記セラミックス平板１
１の熱膨張率（約８．５×１０-6／Ｋ）や前記白金薄膜
９の熱膨脹率（約９．０×１０-6／Ｋ）と大きく異な
る。そのため、温度測定中に温度変化があると、前記セ
ラミックス平板１１と前記保護材１２との境界面、また
は前記白金薄膜９と前記保護材１２との境界面で熱応力
が発生し、温度計が損傷する可能性があるという問題が
あった。In Conventional Example 3, the thermal expansion coefficient of the protective material 12 made of, for example, glass is about 0.5 × 10 -6 / K, and the ceramic flat plate 1 made of, for example, alumina is used.
1 (about 8.5 × 10 −6 / K) and the thermal expansion coefficient of the platinum thin film 9 (about 9.0 × 10 −6 / K). Therefore, if there is a temperature change during the temperature measurement, thermal stress is generated at the interface between the ceramic flat plate 11 and the protective material 12, or at the interface between the platinum thin film 9 and the protective material 12, and the thermometer operates. There was a problem that it could be damaged.
【０００９】本発明は、白金薄膜を第１のセラミックス
薄膜と第２のセラミックス薄膜間に挟んだ構成とするこ
とにより、温度測定中の機械振動によって白金薄膜が損
傷することがない薄膜型白金温度計を提供することを目
的とする。According to the present invention, the platinum thin film is sandwiched between the first ceramic thin film and the second ceramic thin film so that the platinum thin film is not damaged by mechanical vibration during temperature measurement. The purpose is to provide a total.
【００１０】また、本発明は、前記第１および第２のセ
ラミックス薄膜を高純度セラミックスから作成すること
により、白金薄膜と接触する部材中に存在する不純物と
白金薄膜が化学反応を起こさず、白金薄膜が劣化するこ
とがない薄膜型白金温度計を提供することを目的とす
る。Further, according to the present invention, by forming the first and second ceramic thin films from high-purity ceramics, impurities present in a member in contact with the platinum thin film and the platinum thin film do not cause a chemical reaction, and the platinum thin film does not react. An object of the present invention is to provide a thin-film platinum thermometer in which a thin film does not deteriorate.
【００１１】また、本発明は、前記第１および第２のセ
ラミックス薄膜の熱膨張率と白金薄膜の熱膨張率を等し
くすることにより、温度測定中の温度変化により、温度
計内部で熱応力が発生することが少なく、白金薄膜が損
傷することがない薄膜型白金温度計を提供することを目
的とする。In addition, the present invention makes the thermal expansion coefficient of the first and second ceramic thin films equal to the thermal expansion coefficient of the platinum thin film, so that the thermal stress inside the thermometer due to a temperature change during the temperature measurement is reduced. An object of the present invention is to provide a thin-film platinum thermometer that is less likely to occur and does not damage a platinum thin film.
【００１２】さらに、本発明は、引出し線をセラミック
ス基材の一端側にまとめた構成とすることにより、袋小
路状の空洞に挿入して使用することができる薄膜型白金
温度計を提供することを目的とする。Further, the present invention provides a thin-film platinum thermometer which can be used by inserting it into a dead-path-like cavity by forming a lead wire at one end of a ceramic base material. Aim.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明に係る薄膜型白金
温度計は、セラミックス基材と、前記セラミックス基材
の上に形成された第１のセラミックス薄膜と、前記第１
のセラミックス薄膜上に形成されたパターニングされた
白金薄膜と、前記第１セラミックス薄膜および前記白金
薄膜を含む領域の上に形成された第２のセラミックス薄
膜と、前記白金薄膜に接続され外部に引出された引出し
線とを具備し、前記第１および第２セラミックス薄膜は
高純度セラミックスからなることを特徴とするものであ
る。According to the present invention, there is provided a thin-film platinum thermometer comprising: a ceramic base; a first ceramic thin film formed on the ceramic base;
A patterned platinum thin film formed on the ceramic thin film, a second ceramic thin film formed on a region including the first ceramic thin film and the platinum thin film, and connected to the platinum thin film and drawn out. And the first and second ceramic thin films are made of high-purity ceramic.
【００１４】本発明によれば、温度測定用にパターニン
グされた白金薄膜は、セラミックス基材上に形成された
第１のセラミックス薄膜と、前記白金薄膜上に形成され
た第２のセラミックス薄膜とによって密着されている。
そのため、温度測定中の機械振動によって、前記白金薄
膜がこれらのセラミックス薄膜と衝突を繰り返すことは
なく、前記白金薄膜が損傷に至ることもない。また、前
記セラミックス薄膜は高純度セラミックス薄膜であり、
この薄膜中に存在する不純物の量は極めて少ない。一
方、前記白金薄膜はこの高純度セラミックス薄膜とのみ
接しているため、その結果、前記白金薄膜が前記セラミ
ックス薄膜中に存在する不純物と化学反応を起こすこと
はなく、前記白金薄膜が劣化することもない。According to the present invention, the platinum thin film patterned for temperature measurement is composed of the first ceramic thin film formed on the ceramic base material and the second ceramic thin film formed on the platinum thin film. It is adhered.
Therefore, the platinum thin film does not repeatedly collide with these ceramic thin films due to mechanical vibration during temperature measurement, and the platinum thin film does not become damaged. Further, the ceramic thin film is a high-purity ceramic thin film,
The amount of impurities present in this thin film is extremely small. On the other hand, since the platinum thin film is in contact only with the high-purity ceramic thin film, as a result, the platinum thin film does not cause a chemical reaction with impurities present in the ceramic thin film, and the platinum thin film may be deteriorated. Absent.
【００１５】ここで、セラミックス材料としては、例え
ばアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、窒化けい素（Ｓｉ3 Ｎ
4 ）、炭化けい素（ＳｉＣ）が挙げられる。また、高純
度セラミックス薄膜は、純度が９９．９９％以上のセラ
ミックス薄膜であることが望ましい。Here, as the ceramic material, for example, alumina (Al 2 O 3 ), silicon nitride (Si 3 N)
4 ), silicon carbide (SiC). Further, the high-purity ceramic thin film is preferably a ceramic thin film having a purity of 99.99% or more.
【００１６】また、本発明は、前記第１セラミックス薄
膜と前記第２セラミックス薄膜の熱膨張率が、それぞれ
前記白金薄膜の熱膨張率と等しいことが好ましい。この
ような構成にすることにより、温度測定中に温度変化が
あっても、前記第１セラミックス薄膜と前記白金薄膜と
の境界面で熱応力が発生することが少なく、また、前記
白金薄膜と前記第２セラミックス薄膜との境界面で熱応
力が発生することが少なく、また、前記第１セラミック
ス薄膜と前記第２セラミックス薄膜との境界面で熱応力
が発生することが少ない。その結果、熱応力により白金
温度計が損傷する可能性が低い。Further, in the present invention, it is preferable that the first ceramic thin film and the second ceramic thin film have the same coefficient of thermal expansion as the platinum thin film. With such a configuration, even if there is a temperature change during temperature measurement, thermal stress is less likely to be generated at the interface between the first ceramic thin film and the platinum thin film. Thermal stress is less likely to occur at the interface between the second ceramic thin film and thermal stress is less likely to occur at the interface between the first ceramic thin film and the second ceramic thin film. As a result, the possibility of damaging the platinum thermometer due to thermal stress is low.
【００１７】ここで、白金薄膜の熱膨張率は、約９．０
×１０-6／Ｋであることから、前記第１セラミックス薄
膜と前記第２セラミックス薄膜は、熱膨張率が約８．５
×１０-6／Ｋであるアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）からなるこ
とが好ましい。The thermal expansion coefficient of the platinum thin film is about 9.0
Since it is × 10 -6 / K, the first ceramic thin film and the second ceramic thin film have a coefficient of thermal expansion of about 8.5.
It is preferable to be made of alumina (Al 2 O 3 ) which is × 10 −6 / K.
【００１８】また、前記第１セラミックス薄膜の熱膨張
率は、前記セラミックス基材の熱膨張率と等しいことが
望ましい。こうすることにより、前記セラミックス基材
と前記第１セラミックス薄膜との境界面で熱応力が発生
することが全くなくなるため、熱応力により白金温度計
が損傷する可能性がより低くなる。Preferably, the coefficient of thermal expansion of the first ceramic thin film is equal to the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate. By doing so, no thermal stress is generated at the interface between the ceramic base material and the first ceramic thin film, so that the possibility that the platinum thermometer is damaged by the thermal stress is further reduced.
【００１９】また、前記第１セラミックス薄膜と前記第
２セラミックス薄膜は、同じ材質であることが望まし
い。こうすることにより、前記第１セラミックス薄膜と
前記第２セラミックス薄膜との境界面では熱応力は全く
発生しなくなるため、白金温度計が損傷する可能性がよ
り低くなる。It is preferable that the first ceramic thin film and the second ceramic thin film are made of the same material. By doing so, no thermal stress is generated at the interface between the first ceramic thin film and the second ceramic thin film, so that the possibility of damaging the platinum thermometer is further reduced.
【００２０】また、本発明においては、前記セラミック
ス基材は円筒形をなし、前記第１セラミックスおよび前
記白金薄膜および前記第２セラミックスは前記円筒形セ
ラミックス基材の側面に形成され、前記白金薄膜はルー
プ状の線状薄膜であり、前記線状薄膜の２つの端部は前
記円筒形セラミックス基材の一端側に位置し、前記引出
し線は前記セラミックス基材の一端側にまとめられてい
ることが好ましい。こうした構成とすることにより、白
金温度計は円筒形をなして、前記円筒形の一端側に前記
引出し線がまとめられているため、前記白金温度計は袋
小路状になっている空洞にも挿入して使用することがで
きる。その結果、白金温度計を１次冷却水用配管に設け
られた空洞に挿入し、１次冷却水に浸水させることなく
冷却水の温度測定を行うことができるなど、温度測定箇
所および温度測定方法が制限されることがない。In the present invention, the ceramic substrate has a cylindrical shape, the first ceramic, the platinum thin film and the second ceramic are formed on a side surface of the cylindrical ceramic substrate, and the platinum thin film is It is a loop-shaped linear thin film, wherein two ends of the linear thin film are located at one end of the cylindrical ceramic base, and the lead wires are gathered at one end of the ceramic base. preferable. With such a configuration, the platinum thermometer has a cylindrical shape, and the lead wires are gathered at one end of the cylindrical shape. Therefore, the platinum thermometer is also inserted into a hollow path-shaped cavity. Can be used. As a result, the temperature measuring point and the temperature measuring method can be performed such that the platinum thermometer can be inserted into the cavity provided in the primary cooling water pipe and the temperature of the cooling water can be measured without being immersed in the primary cooling water. Is not limited.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して詳細に説明する。 （実施例１）図１は、本発明の実施例１に係る薄膜型白
金温度計を示す正面図である。セラミックス薄膜部分に
ついては、断面図を示している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a front view showing a thin-film platinum thermometer according to Embodiment 1 of the present invention. The sectional view of the ceramic thin film portion is shown.
【００２２】例えばアルミナからなるセラミックス円筒
１３の側面に、高純度アルミナからなる第１セラミック
ス薄膜１４が形成され、その上に、線状にパターニング
した白金薄膜９、高純度アルミナからなる第２セラミッ
クス薄膜１６がこの順に形成されている。前記白金薄膜
９の２つの端部は前記セラミックス円筒１３の一端側に
まとめられ、例えば白金線からなる２本の引出し線３
が、この２つの端部にそれぞれ接続されている。For example, a first ceramic thin film 14 made of high-purity alumina is formed on a side surface of a ceramic cylinder 13 made of alumina, and a platinum thin film 9 patterned in a linear shape and a second ceramic thin film made of high-purity alumina are formed thereon. 16 are formed in this order. The two ends of the platinum thin film 9 are gathered on one end side of the ceramic cylinder 13 and two lead wires 3 made of, for example, a platinum wire.
Are respectively connected to these two ends.
【００２３】図２は、前記白金薄膜９のパターンを平面
に展開した展開図で、前記セラミックス円筒１３の側面
に引いた軸方向の展開線１６を境に、前記パターンを平
面に広げた図である。前記白金薄膜９は、前記セラミッ
クス円筒１３の側面に２条ねじ状のパターンを形成する
ように作成されている。つまり、２本の白金細線が、前
記引出し線３をまとめた前記セラミックス円筒１３の一
端から出発して、前記セラミックス円筒１３の側面を互
いに平行にらせん状に進み、前記セラミックス円筒１３
の他端にて互いに接続されてループを形成するパターン
となるように作成されている。FIG. 2 is a developed view in which the pattern of the platinum thin film 9 is developed in a plane, and the pattern is spread in a plane with an axial development line 16 drawn on the side surface of the ceramic cylinder 13 as a boundary. is there. The platinum thin film 9 is formed so as to form a double thread pattern on the side surface of the ceramic cylinder 13. That is, two fine platinum wires start from one end of the ceramic cylinder 13 where the lead wires 3 are gathered, and spirally advance on the side surfaces of the ceramic cylinder 13 in parallel with each other.
Are connected to each other at the other end to form a loop-forming pattern.
【００２４】次に、前記薄膜型白金温度計の形成方法に
ついて説明する。まず、前記セラミックス円筒１３の側
面全面に、高純度アルミナからなる前記第１セラミック
ス薄膜１４を、例えば真空蒸着、またはスパッタリン
グ、または化学気相成長法により形成する。次に、前記
白金薄膜９を、例えば真空蒸着、またはスパッタリング
により、前記第１セラミックス薄膜１４の全面に形成し
た後、例えばレーザー加工で薄膜の一部を除去して前述
の２条ねじ状にパターニングする。次に、前記白金薄膜
９の両端部に、例えば白金線からなる引出し線３を接続
する。その後、前記第２セラミックス薄膜１５を、例え
ば真空蒸着、またはスパッタリング、または化学気相成
長法により、前記白金薄膜９を含む前記第１セラミック
ス薄膜１４の全面に形成して、白金薄膜温度計を作成す
る。Next, a method for forming the thin-film platinum thermometer will be described. First, the first ceramic thin film 14 made of high-purity alumina is formed on the entire side surface of the ceramic cylinder 13 by, for example, vacuum evaporation, sputtering, or chemical vapor deposition. Next, after forming the platinum thin film 9 on the entire surface of the first ceramic thin film 14 by, for example, vacuum evaporation or sputtering, a part of the thin film is removed by, for example, laser processing and patterned into the above-mentioned double thread shape. I do. Next, the lead wire 3 made of, for example, a platinum wire is connected to both ends of the platinum thin film 9. Thereafter, the second ceramic thin film 15 is formed on the entire surface of the first ceramic thin film 14 including the platinum thin film 9 by, for example, vacuum evaporation, sputtering, or chemical vapor deposition to produce a platinum thin film thermometer. I do.
【００２５】実施例１によれば、線状の前記白金薄膜９
は、セラミックス円筒１３の側面に形成された第１セラ
ミックス薄膜１４と、前記白金薄膜９の上に形成された
前記第２セラミックス薄膜１５とによって密着された構
造であるため、温度測定中の機械振動によって、前記白
金薄膜９がこれらのセラミックス薄膜と衝突を繰り返す
ことはなく、前記白金薄膜９が損傷することもない。ま
た、前記第１セラミックス薄膜１４および前記第２セラ
ミックス薄膜１５は高純度セラミックス薄膜であり、こ
の薄膜中に存在する不純物の量は極めて少ない。一方、
前記白金薄膜９はセラミックス薄膜１４およびセラミッ
クス薄膜１５とのみ接しているため、前記白金薄膜９が
前記セラミックス薄膜１４およびセラミックス薄膜１５
中に存在する不純物と化学反応を起こして劣化すること
はない。According to the first embodiment, the linear platinum thin film 9
Has a structure in which the first ceramic thin film 14 formed on the side surface of the ceramic cylinder 13 and the second ceramic thin film 15 formed on the platinum thin film 9 are in close contact with each other. Accordingly, the platinum thin film 9 does not repeatedly collide with these ceramic thin films, and the platinum thin film 9 is not damaged. The first ceramic thin film 14 and the second ceramic thin film 15 are high-purity ceramic thin films, and the amount of impurities present in the thin films is extremely small. on the other hand,
Since the platinum thin film 9 is in contact only with the ceramic thin film 14 and the ceramic thin film 15, the platinum thin film 9 is in contact with the ceramic thin film 14 and the ceramic thin film 15.
It does not deteriorate due to a chemical reaction with impurities present therein.
【００２６】また、前記第１セラミックス薄膜１４と前
記第２セラミックス薄膜１５は、同じアルミナから形成
されており、このアルミナの熱膨張率は、約８．５×１
０-6／Ｋと、前記薄膜白金９の熱膨張率、約９．０×１
０-6／Ｋとほぼ等しい。その結果、温度測定中に温度変
化があっても、前記第１セラミックス薄膜１４と前記白
金薄膜９との境界面、および前記白金薄膜９と前記第２
セラミックス薄膜１５との境界面で熱応力が発生するこ
とは少なく、また前記第１セラミックス薄膜１４と前記
第２セラミックス薄膜１５との境界面で熱応力が発生す
ることは全くないため、薄膜型白金温度計が損傷する可
能性は非常に少ない。さらに、前記セラミックス円筒１
３がアルミナから形成されている場合には、前記セラミ
ックス円筒１３と前記第１セラミックス薄膜１４との境
界面で熱応力が発生することは全くないため、薄膜型白
金温度計が損傷する可能性はさらに少なくなる。The first ceramic thin film 14 and the second ceramic thin film 15 are formed of the same alumina, and the coefficient of thermal expansion of the alumina is about 8.5 × 1.
0 -6 / K, the coefficient of thermal expansion of the thin-film platinum 9, about 9.0 × 1
It is almost equal to 0 -6 / K. As a result, even if there is a temperature change during the temperature measurement, the boundary surface between the first ceramic thin film 14 and the platinum thin film 9 and the platinum thin film 9 and the second
Thermal stress is rarely generated at the interface between the ceramic thin film 15 and no thermal stress is generated at the interface between the first ceramic thin film 14 and the second ceramic thin film 15. The possibility of damaging the thermometer is very low. Further, the ceramic cylinder 1
In the case where 3 is made of alumina, no thermal stress is generated at the interface between the ceramic cylinder 13 and the first ceramic thin film 14, so that the thin-film platinum thermometer may not be damaged. Even less.
【００２７】さらに、前記セラミックス円筒１３の側面
に前記白金薄膜９がループ状の線状に形成されて、前記
白金薄膜９の２つの端部が前記セラミックス円筒１３の
一端側に位置し、その２つの端部と接続される前記引出
し線３は前記セラミックス円筒１３の一端側にまとめら
れているため、本実施例による薄膜型白金温度計は袋小
路状になっている空洞にも挿入して使用することができ
る。Further, the platinum thin film 9 is formed in a loop-like linear shape on the side surface of the ceramic cylinder 13, and two ends of the platinum thin film 9 are located at one end of the ceramic cylinder 13. Since the lead wires 3 connected to the two ends are gathered at one end side of the ceramic cylinder 13, the thin-film platinum thermometer according to the present embodiment is also used by inserting it into a hollow space. be able to.
【００２８】（実施例２）図３は、本発明の実施例２に
係る薄膜型白金温度計の斜視図である。例えばアルミナ
からなるセラミックス平板１１の表面に、高純度アルミ
ナからなる第１セラミックス薄膜１４が形成され、その
上に、ジグザグの線状にパターニングされた白金薄膜
９、高純度アルミナからなる第２セラミックス薄膜１５
がこの順に形成されている。前記白金薄膜９の２つの端
部は前記セラミックス平板１１の一端側にまとめられ、
例えば白金線からなる２本の引出し線３が、この２つの
端部にそれぞれ接続されている。Embodiment 2 FIG. 3 is a perspective view of a thin-film platinum thermometer according to Embodiment 2 of the present invention. For example, a first ceramic thin film 14 made of high-purity alumina is formed on the surface of a ceramic flat plate 11 made of alumina, and a platinum thin film 9 patterned in a zigzag linear shape and a second ceramic thin film made of high-purity alumina are formed thereon. Fifteen
Are formed in this order. The two ends of the platinum thin film 9 are put together at one end of the ceramic flat plate 11,
For example, two lead wires 3 made of a platinum wire are connected to these two ends, respectively.
【００２９】次に、本実施例の薄膜型白金温度計の形成
方法について説明する。まず、前記セラミックス平板１
１の表面全面に、高純度アルミナからなる前記第１セラ
ミックス薄膜１４を、例えば真空蒸着、スパッタリン
グ、化学気相成長法により形成する。次に、前記白金薄
膜９を、例えば真空蒸着、スパッタリングにより、前記
第１セラミックス薄膜１４の全面に形成した後、例えば
レーザー加工で薄膜の一部を除去して、両端が前記セラ
ミックス平板１１の一つの辺にまとまったジグザグの線
状にパターニングする。次に、前記白金薄膜９の両端部
に、例えば白金線からなる引出し線３を接続する。その
後、前記第２セラミックス薄膜１６を、例えば真空蒸
着、スパッタリング、化学気相成長法により、前記白金
薄膜９を含む前記第１セラミックス薄膜１４の全面に形
成して、白金薄膜温度計を作成する。Next, a method of forming the thin-film platinum thermometer of this embodiment will be described. First, the ceramic plate 1
The first ceramic thin film 14 made of high-purity alumina is formed on the entire surface of the substrate 1 by, for example, vacuum deposition, sputtering, or chemical vapor deposition. Next, after forming the platinum thin film 9 on the entire surface of the first ceramic thin film 14 by, for example, vacuum evaporation or sputtering, a part of the thin film is removed by, for example, laser processing, and both ends of the ceramic flat plate 11 are formed. It is patterned in a zigzag line on one side. Next, the lead wire 3 made of, for example, a platinum wire is connected to both ends of the platinum thin film 9. Thereafter, the second ceramic thin film 16 is formed on the entire surface of the first ceramic thin film 14 including the platinum thin film 9 by, for example, vacuum deposition, sputtering, or chemical vapor deposition to produce a platinum thin film thermometer.
【００３０】実施例２によれば、線状の前記白金薄膜９
は、セラミックス平板１１の表面に形成された第１セラ
ミックス薄膜１４と、前記白金薄膜９の上に形成された
前記第２セラミックス薄膜１５とによって密着された構
造であるため、温度測定中の機械振動によって、前記白
金薄膜９がこれらのセラミックス薄膜と衝突を繰り返す
ことはなく、前記白金薄膜９が損傷することもない。ま
た、前記第１セラミックス薄膜１４および前記第２セラ
ミックス薄膜１５は高純度セラミックス薄膜であり、こ
の薄膜中に存在する不純物の量は極めて少ない。一方、
前記白金薄膜９はセラミックス薄膜１４およびセラミッ
クス薄膜１５とのみ接しているため、前記白金薄膜９が
前記セラミックス薄膜１４およびセラミックス薄膜１５
中に存在する不純物と化学反応を起こして劣化すること
はない。According to the second embodiment, the linear platinum thin film 9
Has a structure in which the first ceramic thin film 14 formed on the surface of the ceramic flat plate 11 and the second ceramic thin film 15 formed on the platinum thin film 9 are in close contact with each other. Accordingly, the platinum thin film 9 does not repeatedly collide with these ceramic thin films, and the platinum thin film 9 is not damaged. The first ceramic thin film 14 and the second ceramic thin film 15 are high-purity ceramic thin films, and the amount of impurities present in the thin films is extremely small. on the other hand,
Since the platinum thin film 9 is in contact only with the ceramic thin film 14 and the ceramic thin film 15, the platinum thin film 9 is in contact with the ceramic thin film 14 and the ceramic thin film 15.
It does not deteriorate due to a chemical reaction with impurities present therein.
【００３１】また、前記第１セラミックス薄膜１４と前
記第２セラミックス薄膜１５は、同じアルミナから形成
されており、このアルミナの熱膨張率は、約８．５×１
０-6／Ｋと、前記薄膜白金９の熱膨張率、約９．０×１
０-6／Ｋとほぼ等しい。その結果、温度測定中に温度変
化があっても、前記第１セラミックス薄膜１４と前記白
金薄膜９との境界面、および前記白金薄膜９と前記第２
セラミックス薄膜１５との境界面で熱応力が発生するこ
とは少なく、また前記第１セラミックス薄膜１４と前記
第２セラミックス薄膜１５との境界面で熱応力が発生す
ることは全くないため、薄膜型白金温度計が損傷する可
能性は非常に少ない。さらに、前記セラミックス平板１
１がアルミナから形成されている場合には、前記セラミ
ックス平板１１と前記第１セラミックス薄膜１４との境
界面で熱応力が発生することは全くないため、薄膜型白
金温度計が損傷する可能性はさらに少なくなる。The first ceramic thin film 14 and the second ceramic thin film 15 are formed of the same alumina, and the thermal expansion coefficient of the alumina is about 8.5 × 1.
0 -6 / K, the coefficient of thermal expansion of the thin-film platinum 9, about 9.0 × 1
It is almost equal to 0 -6 / K. As a result, even if there is a temperature change during the temperature measurement, the boundary surface between the first ceramic thin film 14 and the platinum thin film 9 and the platinum thin film 9 and the second
Thermal stress is rarely generated at the interface between the ceramic thin film 15 and no thermal stress is generated at the interface between the first ceramic thin film 14 and the second ceramic thin film 15. The possibility of damaging the thermometer is very low. Further, the ceramic flat plate 1
When 1 is made of alumina, no thermal stress is generated at the interface between the ceramic flat plate 11 and the first ceramic thin film 14, so that there is a possibility that the thin-film platinum thermometer is damaged. Even less.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る薄膜
型白金温度計によれば、温度測定中の機械振動によって
白金薄膜が損傷することがなく、かつ白金薄膜と接触す
る部材中に存在する不純物と白金薄膜が化学反応を起こ
さず、白金薄膜が劣化することがない。また、温度測定
中の温度変化により、温度計内部で熱応力が発生するこ
とが少なく、白金薄膜が損傷することもない。さらに、
袋小路状の空洞にも挿入して使用することができる。As described above in detail, according to the thin-film platinum thermometer according to the present invention, the platinum thin film is not damaged by mechanical vibration during temperature measurement, and the member is in contact with the platinum thin film. There is no chemical reaction between the existing impurities and the platinum thin film, and the platinum thin film does not deteriorate. Further, due to a temperature change during temperature measurement, thermal stress is rarely generated inside the thermometer, and the platinum thin film is not damaged. further,
It can also be used by inserting it into a blind alley-like cavity.
【図１】本発明の実施例１における薄膜型白金温度計を
示す正面図。FIG. 1 is a front view showing a thin-film platinum thermometer according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の薄膜型白金温度計の一構成である白金薄
膜を、セラミックス円筒表面に引いた軸方向の展開線を
境にして展開した図。FIG. 2 is a diagram in which a platinum thin film, which is one configuration of the thin film type platinum thermometer of FIG. 1, is developed with an axial development line drawn on the surface of a ceramic cylinder as a boundary.
【図３】本発明の実施例２における薄膜型白金温度計の
斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a thin-film platinum thermometer according to a second embodiment of the present invention.
【図４】従来例１における白金線を用いた白金温度計を
示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a platinum thermometer using a platinum wire in Conventional Example 1.
【図５】従来例２における白金薄膜を用いた白金温度計
を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing a platinum thermometer using a platinum thin film in Conventional Example 2.
【図６】従来例３における白金薄膜を用いた白金温度計
の斜視図。FIG. 6 is a perspective view of a platinum thermometer using a platinum thin film in Conventional Example 3.
３…引出し線、 ９…白金薄膜、 １１…セラミックス平板、 １３…セラミックス円筒、 １４…第１セラミックス薄膜、 １５…第２セラミックス薄膜。 Reference numeral 3 denotes a lead wire, 9 denotes a platinum thin film, 11 denotes a ceramic flat plate, 13 denotes a ceramic cylinder, 14 denotes a first ceramic thin film, and 15 denotes a second ceramic thin film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蘆田 三郎 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing from the front page (72) Inventor Saburo Ashita 1-1-1 Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Inside the Kobe Shipyard of Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.
Claims (2)
クス薄膜と、 前記第１のセラミックス薄膜上に形成されたパターニン
グされた白金薄膜と、 前記第１セラミックス薄膜および前記白金薄膜を含む領
域の上に形成された第２のセラミックス薄膜と、 前記白金薄膜に接続され外部に引出された引出し線とを
具備し、 前記第１および第２セラミックス薄膜は高純度セラミッ
クスからなることを特徴とする薄膜型白金温度計。1. A ceramic base material, a first ceramic thin film formed on the ceramic base material, a patterned platinum thin film formed on the first ceramic thin film, and the first ceramic thin film And a second ceramic thin film formed on a region including the platinum thin film, and a lead wire connected to the platinum thin film and drawn to the outside, wherein the first and second ceramic thin films are high-purity ceramics. A thin-film platinum thermometer characterized by comprising:
２セラミックスは前記円筒形セラミックス基材の側面に
形成され、 前記白金薄膜はループ状の線状薄膜であり、前記線状薄
膜の２つの端部は前記円筒形セラミックス基材の一端側
に位置し、前記引出し線は前記セラミックス基材の一端
側にまとめられていることを特徴とする請求項１記載の
薄膜型白金温度計。2. The ceramic substrate has a cylindrical shape, the first ceramic, the platinum thin film, and the second ceramic are formed on side surfaces of the cylindrical ceramic substrate, and the platinum thin film has a loop-like linear shape. The thin film, wherein two ends of the linear thin film are located at one end of the cylindrical ceramic base, and the lead wires are arranged at one end of the ceramic base. 2. The thin-film platinum thermometer according to 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34352696A JPH10185703A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Thin-film platinum thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34352696A JPH10185703A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Thin-film platinum thermometer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10185703A true JPH10185703A (en) | 1998-07-14 |
Family
ID=18362205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34352696A Withdrawn JPH10185703A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Thin-film platinum thermometer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10185703A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100795581B1 (en) | 2007-08-07 | 2008-01-21 | 백종호 | Ceramic type platinum resistor element for temperature measurement |
| JP2011007615A (en) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Tokyo Keiso Co Ltd | Resistance thermometer bulb |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34352696A patent/JPH10185703A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100795581B1 (en) | 2007-08-07 | 2008-01-21 | 백종호 | Ceramic type platinum resistor element for temperature measurement |
| JP2011007615A (en) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Tokyo Keiso Co Ltd | Resistance thermometer bulb |
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