JPS63292027A - 温度センサ− - Google Patents
温度センサ−Info
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- JPS63292027A JPS63292027A JP62127015A JP12701587A JPS63292027A JP S63292027 A JPS63292027 A JP S63292027A JP 62127015 A JP62127015 A JP 62127015A JP 12701587 A JP12701587 A JP 12701587A JP S63292027 A JPS63292027 A JP S63292027A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/06—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity
- G01J5/061—Arrangements for eliminating effects of disturbing radiation; Arrangements for compensating changes in sensitivity by controlling the temperature of the apparatus or parts thereof, e.g. using cooling means or thermostats
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- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
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- G—PHYSICS
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0887—Integrating cavities mimicking black bodies, wherein the heat propagation between the black body and the measuring element does not occur within a solid; Use of bodies placed inside the fluid stream for measurement of the temperature of gases; Use of the reemission from a surface, e.g. reflective surface; Emissivity enhancement by multiple reflections
-
- G—PHYSICS
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
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- G01J5/048—Protective parts
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Resistance Heating (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】
（１１産業上の利用分野
本発明は温度測定装置に係り、特に１０００℃以上の高
温域で使用するのに好適な雰囲気温度センサーに関する
ものである。
温域で使用するのに好適な雰囲気温度センサーに関する
ものである。
（２）従来の技術
従来雰囲気温度の測定には第１３図に示すシース型熱電
対を用いるとか多かった。これはシース２７、絶縁物２
８、熱電対２１、で構成されている。また熱電式温度計
は第１２図に示す熱接点２０、熱電対２１、補償ｉ線２
２，基準接点２３、熱電用変換器２４、導線２５、計測
器２６で構成され、熱起電力を測定し温度を求めるよう
になっている。
対を用いるとか多かった。これはシース２７、絶縁物２
８、熱電対２１、で構成されている。また熱電式温度計
は第１２図に示す熱接点２０、熱電対２１、補償ｉ線２
２，基準接点２３、熱電用変換器２４、導線２５、計測
器２６で構成され、熱起電力を測定し温度を求めるよう
になっている。
また、光を用いた温度測定は第１４図に示すような放射
温度計がよく用いられている。測温物体２９からの放射
エネルギーを集光する装置３０とそのエネルギーを検出
する検出器３１、計測器３２で構成されている。
温度計がよく用いられている。測温物体２９からの放射
エネルギーを集光する装置３０とそのエネルギーを検出
する検出器３１、計測器３２で構成されている。
（３）発明が解決しようとする問題点
上記従来技術で熱電対による方法では、熱電対、熱電用
変換器において単独に電気的誤差が発生する．又、熱電
対に磁器製絶縁管を使用する場合には高温下に於いてそ
の絶縁性が低下するため対地雑音電圧による障害の発生
、回路接続部に於いて接触抵抗の増加、また回路に於い
てシールド不完全による外部からの誘導による電磁気的
誤差等の点を配慮しなければならない。ところで常用さ
れる白金−白金ロジウムの熱電対の最高使用可能温度は
１７００℃までであり、さらに高い温度を測るには、第
１４図で説明した放射温度計を用いるのが通常であった
。
変換器において単独に電気的誤差が発生する．又、熱電
対に磁器製絶縁管を使用する場合には高温下に於いてそ
の絶縁性が低下するため対地雑音電圧による障害の発生
、回路接続部に於いて接触抵抗の増加、また回路に於い
てシールド不完全による外部からの誘導による電磁気的
誤差等の点を配慮しなければならない。ところで常用さ
れる白金−白金ロジウムの熱電対の最高使用可能温度は
１７００℃までであり、さらに高い温度を測るには、第
１４図で説明した放射温度計を用いるのが通常であった
。
′そしてこの放射型温度計に於いては、測温物体２９と
放射エネルギーを集光する装置３０、及び検出器３１の
間に、水蒸気、ダスト等か多量に存在したり、又集光装
置の汚れによる透過エネルギーの減少や、測温物体表面
の汚れによる放射率の変化により、検出器に到達する放
射エネルギーが減少し、温度測定して大きな誤差を生じ
る問題点があった。
放射エネルギーを集光する装置３０、及び検出器３１の
間に、水蒸気、ダスト等か多量に存在したり、又集光装
置の汚れによる透過エネルギーの減少や、測温物体表面
の汚れによる放射率の変化により、検出器に到達する放
射エネルギーが減少し、温度測定して大きな誤差を生じ
る問題点があった。
また集光装置が大きくて狭い所へは入らず、真っ直ぐに
見える所でないと測定できない点にも問題があった。
見える所でないと測定できない点にも問題があった。
本発明の目的はＴ！１Ｍ気的ノイズによる誤差や制御器
の誤動作防止及び放射率の変化、放射エネルギーの伝達
低下の影響を少なくして、高温雰囲気温度を測定する手
段を提供することｃ’＝ある。
の誤動作防止及び放射率の変化、放射エネルギーの伝達
低下の影響を少なくして、高温雰囲気温度を測定する手
段を提供することｃ’＝ある。
（４）問題点を解決するための手段
上記目的は雰囲気温度を、温度検出用の外被覆にうけ、
その外被覆の内部に光ファイバーを配置して、外被覆内
面から発する放射エネルギーを光ファイバーで受け、遠
方の赤外線センサーに導くことにより達成される。
その外被覆の内部に光ファイバーを配置して、外被覆内
面から発する放射エネルギーを光ファイバーで受け、遠
方の赤外線センサーに導くことにより達成される。
（５）作用
高温耐熱材からなる外被覆は雰囲気中に置かれて、雰囲
気と等しい温度となるが、外被覆の内面も雰囲気とほぼ
同じ温度となり、その温度に相当した赤外線を放射する
。光ファイバは外被覆の内面から放出される赤外線を受
光し、遠方に置かれた赤外線センサーに導く。このよう
にして、雰囲気温度に対応した赤外線が赤外線センサに
導かれるので、電磁気的ノイズの影響や輻射率変化の影
響を受けることがない。
気と等しい温度となるが、外被覆の内面も雰囲気とほぼ
同じ温度となり、その温度に相当した赤外線を放射する
。光ファイバは外被覆の内面から放出される赤外線を受
光し、遠方に置かれた赤外線センサーに導く。このよう
にして、雰囲気温度に対応した赤外線が赤外線センサに
導かれるので、電磁気的ノイズの影響や輻射率変化の影
響を受けることがない。
（６）発明の実施例
第１図に実施例の構成を示す。ｆａｔは全体図、（ト）
）はＩ−１’線断面図、（Ｃ）はｎ−ｎ ’線断面図で
ある。光ファイバー１は動などからなる冷却管８ａｓ及
びその端部を冷却する冷却装置８ｂによって５００℃以
下に保たれ温度的に保護されていて、劣化を防止されて
いる。
）はＩ−１’線断面図、（Ｃ）はｎ−ｎ ’線断面図で
ある。光ファイバー１は動などからなる冷却管８ａｓ及
びその端部を冷却する冷却装置８ｂによって５００℃以
下に保たれ温度的に保護されていて、劣化を防止されて
いる。
光ファイバー１は端面を外被覆２の高温部５の内面で先
端部を空間４を介して監視できる位置に設置し、外被覆
２先端内面から放射される赤外線を受光して外部に設置
された赤外線センサー３に伝達する。外被覆２は、焼結
ジルコニアや焼結マグネシアなど２０００℃以上に耐え
るセラミックあるいはタングステンなど高融点金属で構
成されている。先端部の空間４には外被覆２の内面の劣
化を防ぐために、不活性ガスを封入するかあるいは逆に
真空にしている。
端部を空間４を介して監視できる位置に設置し、外被覆
２先端内面から放射される赤外線を受光して外部に設置
された赤外線センサー３に伝達する。外被覆２は、焼結
ジルコニアや焼結マグネシアなど２０００℃以上に耐え
るセラミックあるいはタングステンなど高融点金属で構
成されている。先端部の空間４には外被覆２の内面の劣
化を防ぐために、不活性ガスを封入するかあるいは逆に
真空にしている。
尚、６は低温部、７はファイバー有効視野を示す。
（７）発明の他の実施例
本発明の他の実施例を第２図に示す。本実施例はバーナ
点火装置のセラミックス発熱体Ａ及びその制御装置であ
り、（ａ）はその全体構成を、また中）。
点火装置のセラミックス発熱体Ａ及びその制御装置であ
り、（ａ）はその全体構成を、また中）。
（Ｃ１はそれぞれｍ−ｍ’、ｒｖ−ｒｖ’線断面を示す
。
。
導電性セラミックスＮ ２ ａ 、絶縁性セラミックス
層２ｂ、光ファイバー１、赤外線センサー３、温度設定
器９、制御装置１０、電源装置１１、電極１２で構成さ
れている。導電性セラミック層２ａに通電すると高温部
５が発熱し空間４を介して光ファイバー１の有効視野７
に裔温部５の内面の温度情報が捕らえられ、この情報が
赤外線センサー３に伝えられ、温度設定器９からの信号
と比較し電源を制御する制御装置１０を働かせ電源装置
１１を駆動して、セラミックス発熱体２ａ、２ｂの発熱
状態を制御する。これは従来技術である抵抗値による温
度制御に比ベセラミックス発熱体の温度が精度良くフィ
ードバック制御され、発熱体２ａ、２ｂが過熱されるこ
とがなくなり、寿命を延ばすことが出来る効果が挙げら
れる。
層２ｂ、光ファイバー１、赤外線センサー３、温度設定
器９、制御装置１０、電源装置１１、電極１２で構成さ
れている。導電性セラミック層２ａに通電すると高温部
５が発熱し空間４を介して光ファイバー１の有効視野７
に裔温部５の内面の温度情報が捕らえられ、この情報が
赤外線センサー３に伝えられ、温度設定器９からの信号
と比較し電源を制御する制御装置１０を働かせ電源装置
１１を駆動して、セラミックス発熱体２ａ、２ｂの発熱
状態を制御する。これは従来技術である抵抗値による温
度制御に比ベセラミックス発熱体の温度が精度良くフィ
ードバック制御され、発熱体２ａ、２ｂが過熱されるこ
とがなくなり、寿命を延ばすことが出来る効果が挙げら
れる。
従来のセラミックスヒータは第３閏に示すように温度に
比例してその抵抗値が変化する原理を利用して第４図に
示す構成により、ヒータの温度を制御している。ヒータ
Ａに給電する電源部１１ａから発熱部Ａａまでの総合抵
抗を検出し、それを一定に保つことによってセラミック
スヒータの温度を制御している。しかし長期間働かせて
いるとセラミックスヒータＡは経時的に固有抵抗が変化
する問題、また通電開始時にはセラミックスヒータ内部
の過渡的な温度分布変化に基づく抵抗値変化のためにセ
ラミックスヒータ先端部が過熱されるのでセラミックス
ヒータの寿命が短くなるなどの問題があった。
比例してその抵抗値が変化する原理を利用して第４図に
示す構成により、ヒータの温度を制御している。ヒータ
Ａに給電する電源部１１ａから発熱部Ａａまでの総合抵
抗を検出し、それを一定に保つことによってセラミック
スヒータの温度を制御している。しかし長期間働かせて
いるとセラミックスヒータＡは経時的に固有抵抗が変化
する問題、また通電開始時にはセラミックスヒータ内部
の過渡的な温度分布変化に基づく抵抗値変化のためにセ
ラミックスヒータ先端部が過熱されるのでセラミックス
ヒータの寿命が短くなるなどの問題があった。
第４図において１０ａは抵抗検出装置、１０ｂは制御装
置、１２ａは給電綿、Ａｂは保持部を示す。
置、１２ａは給電綿、Ａｂは保持部を示す。
しかし本発明によれば、セラミックスヒータの先端部の
温度を監視しながら、通電電流を制御できるので、セラ
ミックスヒータは常に一定温度に保ことが出来るように
なった。
温度を監視しながら、通電電流を制御できるので、セラ
ミックスヒータは常に一定温度に保ことが出来るように
なった。
第５図は他の実施例で光ファイバー１の先端、先方空間
部４内にピンホール板１３を装備した実施例である。こ
の実施例によるとピンホールから光ファイバー１側の空
間部の温度は充分に低いので光ファイバー１に入る赤外
線の内、外被覆先端部からの赤外線が占める比率が高め
られ、温度測定の精度が向上する効果がある。
部４内にピンホール板１３を装備した実施例である。こ
の実施例によるとピンホールから光ファイバー１側の空
間部の温度は充分に低いので光ファイバー１に入る赤外
線の内、外被覆先端部からの赤外線が占める比率が高め
られ、温度測定の精度が向上する効果がある。
７′は実質視野を示す。
第６図は外被覆２の先、高温部５の先端に輻射率の良い
物体（高輻射物体１４）例えば黒鉛等を装備した実施例
である。この実施例によれば高輻射物体１４は先端高温
部の外被覆２より高い輻射があるので、検出能力を高め
る効果ある。
物体（高輻射物体１４）例えば黒鉛等を装備した実施例
である。この実施例によれば高輻射物体１４は先端高温
部の外被覆２より高い輻射があるので、検出能力を高め
る効果ある。
第７図は光ファイバー１と外被覆２とを固定する方法を
示した実施例である。低温部で１個所両者を固定１５す
ることにより両者の熱膨張差による伸びを片方向のみに
伸ばすことが出来光ファイバー１の破壊から守る効果が
ある。
示した実施例である。低温部で１個所両者を固定１５す
ることにより両者の熱膨張差による伸びを片方向のみに
伸ばすことが出来光ファイバー１の破壊から守る効果が
ある。
第８図は高温部５に断熱物１６を装備した実施例を示す
。外被覆２の先端部２Ｃに給熱されたエネルギーは断熱
物１６により断熱され低温部に熱が逃げないためにより
速く、雰囲気温度に近づき、正しい温度を光ファイバー
１に伝える効果がある。
。外被覆２の先端部２Ｃに給熱されたエネルギーは断熱
物１６により断熱され低温部に熱が逃げないためにより
速く、雰囲気温度に近づき、正しい温度を光ファイバー
１に伝える効果がある。
第９図は外被覆２の先端内面の形状を変えた実施例であ
る。内面は光フアイバ−１先端面に焦点を置いた凹面１
７を形成しており、放射熱が有効に光ファイバー１に伝
えられるよう配慮したものである。
る。内面は光フアイバ−１先端面に焦点を置いた凹面１
７を形成しており、放射熱が有効に光ファイバー１に伝
えられるよう配慮したものである。
第１０図は外被覆２の先端をフィン状（吸熱フィン１８
）に加工した実施例を示す、この実施例では雰囲気温度
をより正しく速く伝達することが出来る効果がある。
）に加工した実施例を示す、この実施例では雰囲気温度
をより正しく速く伝達することが出来る効果がある。
第１１図は外被覆２の先端に吸熱キャップ１９を装備し
た実施例である。この実施例ではより良く雰囲気温度を
吸収することが出来より正確に雰囲気温度を測ることが
出来る効果がある。
た実施例である。この実施例ではより良く雰囲気温度を
吸収することが出来より正確に雰囲気温度を測ることが
出来る効果がある。
第５図、第６図、第８図、第９図、第１０図。
第１１図は応答性を良くするための工夫である。
また、高温部内面先端に輻射率の高い黒鉛等を塗布する
ことにより、給熱したエネルギーを効率よくファイバー
に伝達することが出来る。
ことにより、給熱したエネルギーを効率よくファイバー
に伝達することが出来る。
（８）発明の効果
本発明によれば１０００℃〜３０００℃の高温雰囲気温
度が容易にかつ安定に測定できる赤外線放射温度計を構
成するものであるが光ファイバーを用いているので温度
検出部を赤外線センサー３から自在に離すことが出来、
取り扱いが非常に容易になった。
度が容易にかつ安定に測定できる赤外線放射温度計を構
成するものであるが光ファイバーを用いているので温度
検出部を赤外線センサー３から自在に離すことが出来、
取り扱いが非常に容易になった。
また、温度を探知する外被覆部の内面の輻射率の経年的
変化も少なく、外被覆の外面側の汚れの影響を受けるこ
とがない。
変化も少なく、外被覆の外面側の汚れの影響を受けるこ
とがない。
さらに光ファイバーを用いているので電（ｌ１ｇ導ノイ
ズの影響を受けな（なった。
ズの影響を受けな（なった。
また温度を検知する外被覆先端とファイバー先端との間
に空間を設けているので、高温雰囲気温度を耐熱性の低
いファイバーを用いて測定できる。
に空間を設けているので、高温雰囲気温度を耐熱性の低
いファイバーを用いて測定できる。
゛ 第厚図は本発明による装置の構成を示す図であ′
す、（ａ）は全体図、（ｂ）、 （Ｃ１はそれぞれ１−
１’線、ｎ−ｎ ’線断面図である。第２図は他の実施
例に係り、（ａ）はバーナ点火装置全体の構成図、（ｂ
ｌ、 （（りはそれぞれｍ−ｍ ’線、ＩＶ−ＩＶ ’
線断面図である。 第３図はセラミックヒータの特性図である。第４図はそ
の制御ブロック図である。第５図、第６図。 第７図、第８図、第９図、第１０図、第１１図は他の実
施例を示す要部の断面図である。第１２図は従来技術の
熱電式温度計の構成を示す図である。 第１３図はシース型熱雷対による温度測定方法の構成を
示す図である。第１４図は集光装置を使用した放射温度
計の原理を示す図である。 第１図 ｒσノ （ｂ） （ｃ）第
２図 （ａ） （ｂ）
（ｃ）第３図 第４図 第６図 第９図 第１Ｏ図 第１１図
す、（ａ）は全体図、（ｂ）、 （Ｃ１はそれぞれ１−
１’線、ｎ−ｎ ’線断面図である。第２図は他の実施
例に係り、（ａ）はバーナ点火装置全体の構成図、（ｂ
ｌ、 （（りはそれぞれｍ−ｍ ’線、ＩＶ−ＩＶ ’
線断面図である。 第３図はセラミックヒータの特性図である。第４図はそ
の制御ブロック図である。第５図、第６図。 第７図、第８図、第９図、第１０図、第１１図は他の実
施例を示す要部の断面図である。第１２図は従来技術の
熱電式温度計の構成を示す図である。 第１３図はシース型熱雷対による温度測定方法の構成を
示す図である。第１４図は集光装置を使用した放射温度
計の原理を示す図である。 第１図 ｒσノ （ｂ） （ｃ）第
２図 （ａ） （ｂ）
（ｃ）第３図 第４図 第６図 第９図 第１Ｏ図 第１１図
Claims (2)
- （１）外被覆の中に、空間を設けて光ファイバーを設置
し、外被覆内面から発する赤外線を光ファイバーで検出
し、光ファイバー先端部に設置した赤外線センサーに導
くことを特徴とする温度センサー。 - （２）外被覆を導電性セラミックスとし、この導電性セ
ラミックスを通電に依り高温に加熱しセラミックス点火
ヒータとして機能させることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の温度センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62127015A JPS63292027A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 温度センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62127015A JPS63292027A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 温度センサ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63292027A true JPS63292027A (ja) | 1988-11-29 |
Family
ID=14949575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62127015A Pending JPS63292027A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 温度センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63292027A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6332090B1 (en) * | 1990-03-08 | 2001-12-18 | Alaris Medical Systems, Inc. | Thermally isolated probe for biomedical apparatus and method of communicating energy there through |
| WO2018104920A1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | Rai Strategic Holdings, Inc. | Aerosol delivery device sensory system including an infrared sensor and related method |
-
1987
- 1987-05-26 JP JP62127015A patent/JPS63292027A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6332090B1 (en) * | 1990-03-08 | 2001-12-18 | Alaris Medical Systems, Inc. | Thermally isolated probe for biomedical apparatus and method of communicating energy there through |
| WO2018104920A1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-14 | Rai Strategic Holdings, Inc. | Aerosol delivery device sensory system including an infrared sensor and related method |
| US11013266B2 (en) | 2016-12-09 | 2021-05-25 | Rai Strategic Holdings, Inc. | Aerosol delivery device sensory system including an infrared sensor and related method |
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