JPS62235532A - 温度測定方法 - Google Patents
温度測定方法Info
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- JPS62235532A JPS62235532A JP7848486A JP7848486A JPS62235532A JP S62235532 A JPS62235532 A JP S62235532A JP 7848486 A JP7848486 A JP 7848486A JP 7848486 A JP7848486 A JP 7848486A JP S62235532 A JPS62235532 A JP S62235532A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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。
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、流体の温度による状態変化を利用して、例え
ば炉内温度や溶湯温度などを測定する温度測定方法に関
するものである。
ば炉内温度や溶湯温度などを測定する温度測定方法に関
するものである。
（従来技術とその問題点）
従来、ボイラーあるいは炉内などの高温部の温度測定は
、熱電対あるいは抵抗温度計などが一般に使用されてい
る。しかし、これらの温度計は、高温にさらされる温度
感知部の材料か原理的に限定されてしまうため、酸化そ
の低寿命を縮めるような原因に対する対策が施しにくく
、長期間の使用には不適当であった。
、熱電対あるいは抵抗温度計などが一般に使用されてい
る。しかし、これらの温度計は、高温にさらされる温度
感知部の材料か原理的に限定されてしまうため、酸化そ
の低寿命を縮めるような原因に対する対策が施しにくく
、長期間の使用には不適当であった。
このため、温度感知部であるセンサーの材料の選定が測
定の原理によって制約されることなく、寿命の観点から
自由に選定し得ろ利点を何す・る流体抵抗温度計が開発
されている。この流体抵抗温度計の原理は、気体の粘性
係数の温度依存性を利用し、気体が毛細管を通過する際
の圧力損失の変化から温度を知ろうというもので、その
基本的な構成は第６菌に示すように、Ａｒガスなどの作
動流体を作動流体供給源ＩＩより圧力制御装置１２を介
して圧カ一定で供給し被測定雰囲気の温度に対応して生
じるセンサー１３内の毛細管１４の圧力損失Δ１フをト
リム弁１５の２次側と毛細管１４の２次側の圧力差ΔＰ
ｃとして流体素子Ｉ６により増幅し、圧力センサー１７
によって電気信号として取り出すものである。
定の原理によって制約されることなく、寿命の観点から
自由に選定し得ろ利点を何す・る流体抵抗温度計が開発
されている。この流体抵抗温度計の原理は、気体の粘性
係数の温度依存性を利用し、気体が毛細管を通過する際
の圧力損失の変化から温度を知ろうというもので、その
基本的な構成は第６菌に示すように、Ａｒガスなどの作
動流体を作動流体供給源ＩＩより圧力制御装置１２を介
して圧カ一定で供給し被測定雰囲気の温度に対応して生
じるセンサー１３内の毛細管１４の圧力損失Δ１フをト
リム弁１５の２次側と毛細管１４の２次側の圧力差ΔＰ
ｃとして流体素子Ｉ６により増幅し、圧力センサー１７
によって電気信号として取り出すものである。
本方式によると、感度調節弁１８、供給調節弁１９ある
いはトリム弁１５もセンサ−１３内部の毛細管１４部分
と同様に圧力損失が生じており、この圧力遺失はｉ））
記各弁１８．１９．１５の設置された周囲の温度の影響
を受け、センサー１３で得られた圧力損失へＰに対し、
雑音を発生する。この雑音も前記信号と同様、流体素子
１６により増幅されるため、温度計のＳ／Ｎ比を大きく
低下させる原因となっている。また、流体素子１６は、
圧力差ΔＰｃを流体力学的に増幅するものであるため、
圧力を生しさせる振動、騒音等の影響をきイつめて受け
やすい。さらに、流体素子１６は、複数の種々の形状の
穴をあけた板をはり合わせて成る構造を有するか、前記
穴の加工精度、あるいははり合イつせの際の位置決め精
度が流体素子１６の特性に大きく影響するため、流体素
子Ｉ６の特性はバラツキが大きく、特に、…産した場合
の信頼性が粁しく低い。また、はり合わせ構造のため、
作動流体である不活性気体の漏れに対する信頼性ら低い
。
いはトリム弁１５もセンサ−１３内部の毛細管１４部分
と同様に圧力損失が生じており、この圧力遺失はｉ））
記各弁１８．１９．１５の設置された周囲の温度の影響
を受け、センサー１３で得られた圧力損失へＰに対し、
雑音を発生する。この雑音も前記信号と同様、流体素子
１６により増幅されるため、温度計のＳ／Ｎ比を大きく
低下させる原因となっている。また、流体素子１６は、
圧力差ΔＰｃを流体力学的に増幅するものであるため、
圧力を生しさせる振動、騒音等の影響をきイつめて受け
やすい。さらに、流体素子１６は、複数の種々の形状の
穴をあけた板をはり合わせて成る構造を有するか、前記
穴の加工精度、あるいははり合イつせの際の位置決め精
度が流体素子１６の特性に大きく影響するため、流体素
子Ｉ６の特性はバラツキが大きく、特に、…産した場合
の信頼性が粁しく低い。また、はり合わせ構造のため、
作動流体である不活性気体の漏れに対する信頼性ら低い
。
以−ヒのように、流体抵抗温度計は高温下において長寿
命を実現し得る利点を有する反面、測定精度および信頼
性における多くの欠点を何していた。
命を実現し得る利点を有する反面、測定精度および信頼
性における多くの欠点を何していた。
（発明の目的）
本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされた乙ので、
環境温度１作動流体温度の影響を受けない、高温計測の
可能でかつ信頼性の高い温度測定方法を提供しようとす
るものである。
環境温度１作動流体温度の影響を受けない、高温計測の
可能でかつ信頼性の高い温度測定方法を提供しようとす
るものである。
（発明の構成）
前記目的を達成するために、本発明は、流体の状態変化
により温度を測定する温度測定方法において、感温部に
絞り部を存する作動流体流路に作動流体を供給するとと
もに、前記絞り部の両端における圧力差を一定に維持し
、この一定圧力差下にお（３る１１ｊ記作動流体の質ｍ
直重を測定し、この測定値から温度を求めるようにした
。
により温度を測定する温度測定方法において、感温部に
絞り部を存する作動流体流路に作動流体を供給するとと
もに、前記絞り部の両端における圧力差を一定に維持し
、この一定圧力差下にお（３る１１ｊ記作動流体の質ｍ
直重を測定し、この測定値から温度を求めるようにした
。
（実施例）
次に、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
第１図は、本発明に係る温度測定方法を適用した温度測
定装置を示し、感温部であるセンサー！は、その内部に
絞り部の一形態である毛細管２および毛細管２に作動流
体を導くための作動流体流路３を有するとともに、作動
流体排出口１ａを設けてあり、−例として炉壁４に取付
けである。また、この流路３には高圧作動流体を供給す
る作動流体供給源５からの配管６を接続するとともに、
配管６に質ｆＦｔ流量計７および圧力制御装置８が設け
である。
定装置を示し、感温部であるセンサー！は、その内部に
絞り部の一形態である毛細管２および毛細管２に作動流
体を導くための作動流体流路３を有するとともに、作動
流体排出口１ａを設けてあり、−例として炉壁４に取付
けである。また、この流路３には高圧作動流体を供給す
る作動流体供給源５からの配管６を接続するとともに、
配管６に質ｆＦｔ流量計７および圧力制御装置８が設け
である。
さらに、センサーｌ内の毛細管２の両端における圧力差
ΔＰ（＝ｐ ＩＰ ２）を検出するために流路３の入口
側部と排気口Ｉａ部とに圧力検出管９ａを接続する差圧
計９か設けである。
ΔＰ（＝ｐ ＩＰ ２）を検出するために流路３の入口
側部と排気口Ｉａ部とに圧力検出管９ａを接続する差圧
計９か設けである。
そして、以下に詳述するように、前記圧力差ΔＰを差圧
計９により検出して、この圧力差を圧力制御装置８によ
り一定に維持して、流路３におけろ作動流体の質Ｅｉ１
流量を測定することにより、炉内温度を測定ずろらので
ある。
計９により検出して、この圧力差を圧力制御装置８によ
り一定に維持して、流路３におけろ作動流体の質Ｅｉ１
流量を測定することにより、炉内温度を測定ずろらので
ある。
次に、本発明に係る温度測定方法を前記構成からなる装
置に適用して説明する。
置に適用して説明する。
まず、作動流体供給源５から高圧の作動流体、例えばＡ
ｒガスを供給する。供給された作動流体は、質量流…計
７を経て、圧力制御装置８で圧力を一定に制御された後
、センサーｌ内の流路３に供給され、前記流路３の先端
に設けられた毛細管２を経て、排出口１ａから排出され
る。そして、この毛細管２を流れる作動流体の流量は、
質量流１計７により質量流量として測定する。この質量
流里計７の信号は、演算器１０に入力され温度表示され
る。
ｒガスを供給する。供給された作動流体は、質量流…計
７を経て、圧力制御装置８で圧力を一定に制御された後
、センサーｌ内の流路３に供給され、前記流路３の先端
に設けられた毛細管２を経て、排出口１ａから排出され
る。そして、この毛細管２を流れる作動流体の流量は、
質量流１計７により質量流量として測定する。この質量
流里計７の信号は、演算器１０に入力され温度表示され
る。
次に、その測定原理にっ°いて、第２図を用いて定９的
に説明４−ろ。第２図はセンサーｌ内の毛細管２の部分
を模式的に示す。毛細管２の寸法を第２図のように内径
をｄ、長さをρ、温度Ｔにおけろ作動流体の粘性（糸数
をμ（′ｒ）とすると、この毛細管２の両端の差圧ΔＦ
（＝Ｐ、−Ｐ２）と毛細管２を流れる作動流体の体積流
ｆｆ１Ｑの間にはからなるハーゲン・ボアズイユの式が
成立する。
に説明４−ろ。第２図はセンサーｌ内の毛細管２の部分
を模式的に示す。毛細管２の寸法を第２図のように内径
をｄ、長さをρ、温度Ｔにおけろ作動流体の粘性（糸数
をμ（′ｒ）とすると、この毛細管２の両端の差圧ΔＦ
（＝Ｐ、−Ｐ２）と毛細管２を流れる作動流体の体積流
ｆｆ１Ｑの間にはからなるハーゲン・ボアズイユの式が
成立する。
そして、体積流量Ｑ（Ｔ）と質量流量Ｑ’（Ｔ）との間
には、作動流体の密度をρ（Ｔ）とすれば、Ｑ’（Ｔ）
＝ρ（Ｔ）・Ｑ（Ｔ） ・・（２）が成
立することから、前記（１）の式は、と表わすことがで
きる。さらに作動流体の動粘度をν（Ｔ）とすれば、 ν（Ｔ）−μ（Ｔ）／ρ（Ｔ） ・・・
（４）であるから、（３）式は、 となる。
には、作動流体の密度をρ（Ｔ）とすれば、Ｑ’（Ｔ）
＝ρ（Ｔ）・Ｑ（Ｔ） ・・（２）が成
立することから、前記（１）の式は、と表わすことがで
きる。さらに作動流体の動粘度をν（Ｔ）とすれば、 ν（Ｔ）−μ（Ｔ）／ρ（Ｔ） ・・・
（４）であるから、（３）式は、 となる。
すなわち、作動流体として、Ａｒガスなど、温度による
状態変化が既知のものを使用すれば、ν（Ｔ）は、既知
であり、かつ、ΔＰ （＝Ｐ ＋ Ｐ ＊）は一定で
あるので、質量流量Ｑ’（Ｔ）は温度の関数となる。し
たがって、質量流量計７により毛細管２を流れる流量を
質量流！＠とじて測定４−れば、温度′ｒを知ることが
できろ。一般に動粘度ν（Ｔ）の温度依存性は、熱膨張
による毛細管の内径、あるいは長さの変化に比へてはる
かに大きい。したかって、（５）式、ｌ：すＱ’（１”
）（ｉ概ね、（’ｒ）１．：Ｉ／：＜ｉ？：すると考え
ても実用上差支えない。
状態変化が既知のものを使用すれば、ν（Ｔ）は、既知
であり、かつ、ΔＰ （＝Ｐ ＋ Ｐ ＊）は一定で
あるので、質量流量Ｑ’（Ｔ）は温度の関数となる。し
たがって、質量流量計７により毛細管２を流れる流量を
質量流！＠とじて測定４−れば、温度′ｒを知ることが
できろ。一般に動粘度ν（Ｔ）の温度依存性は、熱膨張
による毛細管の内径、あるいは長さの変化に比へてはる
かに大きい。したかって、（５）式、ｌ：すＱ’（１”
）（ｉ概ね、（’ｒ）１．：Ｉ／：＜ｉ？：すると考え
ても実用上差支えない。
第３図には、−例として第１図におけるセンサー１の毛
細管を内径０ 、７６ａ＋ｍ（ａｔｏ℃）、長さ：１３
ｍｍ（ａｔ ０℃）のタングステン（熱膨張率：２０Ｘ
１０−５）／℃）製とし、作動流体をＡｒガスとした場
合の質重流量Ｑ’（Ｔ）と温度Ｔとの関係を示した。こ
のように、質量流量計７により、センサー１部分の温度
変化に依存する動粘度ν（Ｔ）に反比例した質量流量Ｑ
’（’ｒ）を検知できる。
細管を内径０ 、７６ａ＋ｍ（ａｔｏ℃）、長さ：１３
ｍｍ（ａｔ ０℃）のタングステン（熱膨張率：２０Ｘ
１０−５）／℃）製とし、作動流体をＡｒガスとした場
合の質重流量Ｑ’（Ｔ）と温度Ｔとの関係を示した。こ
のように、質量流量計７により、センサー１部分の温度
変化に依存する動粘度ν（Ｔ）に反比例した質量流量Ｑ
’（’ｒ）を検知できる。
第４図は、本発明の他の適用例を示し、第１図に示す装
置における質量流量計７と圧力制御装置８とを入れ替え
たしのである。本適用例における測定原理は前記第２図
に示す適用例と全く同様である。本適用例においては、
作動流体の供給源５から供給された作動流体は、まず圧
力制御装置８に導かれ、圧力を一定に制御された後、質
量流量計７を経てセンサー１に導かれる。本方式による
と、前記圧力制御装置８よりセンサー１に供給される作
動流体の圧力さえ一定であれば、前記圧力制御装置８に
おいて作動流体の漏れが存在していてら測定に影響しな
いという利点を有する。なお第４図にかえて、第５図の
ような、すなわちセンサーｌと質量流ｍ計７とを入れ替
えた構成としても同じ利点を有する。
置における質量流量計７と圧力制御装置８とを入れ替え
たしのである。本適用例における測定原理は前記第２図
に示す適用例と全く同様である。本適用例においては、
作動流体の供給源５から供給された作動流体は、まず圧
力制御装置８に導かれ、圧力を一定に制御された後、質
量流量計７を経てセンサー１に導かれる。本方式による
と、前記圧力制御装置８よりセンサー１に供給される作
動流体の圧力さえ一定であれば、前記圧力制御装置８に
おいて作動流体の漏れが存在していてら測定に影響しな
いという利点を有する。なお第４図にかえて、第５図の
ような、すなわちセンサーｌと質量流ｍ計７とを入れ替
えた構成としても同じ利点を有する。
（発明の効果）
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、感温
部に絞り部を有する作動流体流路に、作動流体を供給す
るとともに、前記絞り部の両端における圧力差を一定に
維持し、この一定圧力差下における前記作動流体の質量
流量を測定し、この測定値から温度を求めるようにしで
ある。
部に絞り部を有する作動流体流路に、作動流体を供給す
るとともに、前記絞り部の両端における圧力差を一定に
維持し、この一定圧力差下における前記作動流体の質量
流量を測定し、この測定値から温度を求めるようにしで
ある。
このため、環境温度１作動流体温度、振動、騒音等の影
響を受けることなく、高温（１５００〜３０００℃）で
も高精度で、かつ信頼性の高い温度測定が可能になると
いう効果を奏する。
響を受けることなく、高温（１５００〜３０００℃）で
も高精度で、かつ信頼性の高い温度測定が可能になると
いう効果を奏する。
第１図は本発明に係る方法を適用した温度測定装置の機
器構成図、第２図は第１図に示す装置の測定原理を示す
センサーの説明用断面図、第３図は質量流量と温度との
関係を示す図、第４図、第５図は本発明の池の適用例を
示す機器構成図、第６図は従来の流体抵抗温度測定装置
の機器構成図である。 ｌ・・・センサー、２・・・毛細管、３・・流路、７・
・・質ｍ流量計、訃・・圧力制御装置、９ ・差王計。 特 許 出 願 人 中外炉工業株式会社代 理 人
弁理士 前出 葆 ほか２名第２図 ゛第３図 第４図
器構成図、第２図は第１図に示す装置の測定原理を示す
センサーの説明用断面図、第３図は質量流量と温度との
関係を示す図、第４図、第５図は本発明の池の適用例を
示す機器構成図、第６図は従来の流体抵抗温度測定装置
の機器構成図である。 ｌ・・・センサー、２・・・毛細管、３・・流路、７・
・・質ｍ流量計、訃・・圧力制御装置、９ ・差王計。 特 許 出 願 人 中外炉工業株式会社代 理 人
弁理士 前出 葆 ほか２名第２図 ゛第３図 第４図
Claims (3)
- （１）流体の状態変化により温度を測定する温度測定方
法において、感温部に絞り部を有する作動流体流路に作
動流体を供給するとともに、前記絞り部の両端における
圧力差を一定に維持し、この一定圧力差下における前記
作動流体の質量流量を測定し、この測定値から温度を求
めることを特徴とする温度測定方法。 - （２）前記作動流体が不活性ガスであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載の温度測定方法。 - （３）前記絞り部が毛細管であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載の温度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7848486A JPS62235532A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 温度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7848486A JPS62235532A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 温度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62235532A true JPS62235532A (ja) | 1987-10-15 |
Family
ID=13663261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7848486A Pending JPS62235532A (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 温度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62235532A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012086499A1 (en) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Temperature measuring apparatus and method for a fluid in a micro channel |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP7848486A patent/JPS62235532A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012086499A1 (en) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Temperature measuring apparatus and method for a fluid in a micro channel |
| JP2012132720A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Canon Inc | マイクロ流路内における流体の温度測定方法 |
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