JP2002223009A - 金属溶湯用熱電対 - Google Patents

金属溶湯用熱電対

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JP2002223009A
JP2002223009A JP2001014957A JP2001014957A JP2002223009A JP 2002223009 A JP2002223009 A JP 2002223009A JP 2001014957 A JP2001014957 A JP 2001014957A JP 2001014957 A JP2001014957 A JP 2001014957A JP 2002223009 A JP2002223009 A JP 2002223009A
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thermocouple
molten metal
ceramic
metal
protective tube
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Hidenori Kita
英紀 北
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品にバラツキがなく耐久性に優れた金属溶
湯用熱電対を得る。 【解決手段】 熱電対を構成する異種金属からなる金属
素線5,6の先端を互いに接続してなる測定接点7を、
石英ガラスの内部に封入して封止部4を形成する。金属
素線5,6の基端に補償導線8,9をそれぞれ接続す
る。補償導線8,9の端部を基準接点とする。封止部4
をセラミツクからなる保護管3の内部へ装填し、保護管
3の先端部の外表面にモリブデン系の保護層2を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鋳鉄溶湯どの金属溶
湯の温度測定に好適な耐久性に優れた金属溶湯用熱電対
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から金属溶湯の温度測定に使用され
てきた消耗型の熱電対に代替し得るものとして、本出願
人は窒化珪素 Si3N4製の保護管の内部に、タングステン
−レニウム( W-5Re,W-26Re)からなる1対の金属素線
を収容し、1対の金属素線を収容する保護管の空隙に、
窒化珪素 Si3N4を主成分とする耐熱ガラスまたは反応焼
結された窒化珪素 Si3N4の粉末を充填した金属溶湯用熱
電対を提案している。これは、耐熱ガラスなどの粉末の
充填量により製品にバラツキが生じやすい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
問題に鑑み、製品にバラツキがなく耐久性に優れた金属
溶湯用熱電対を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成は熱電対を構成する異種金属からなる
1対の金属素線の先端を互いに接続してなる測定接点を
ガラスの内部に封入し、前記金属素線の基端に補償導線
をそれぞれ接続したことを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明ではタングステン−レニウ
ム( W-5Re,W-26Re)、白金−レニウム( Pt,Pt-Rh)
などの異種の金属からなる1対の金属素線の測定接点
を、熱膨脹率が小さい石英ガラスの内部に封入する。1
対の金属素線の測定接点を覆う封止部を、窒化珪素 Si3
N4などのセラミツクからなる保護管の内部へ装填する。
封止部を形成する石英ガラスにセラミツク繊維、炭素繊
維などを分散させて、熱的衝撃と機械的衝撃に対する熱
電対の耐久性を高める。保護管の先端部外表面にモリブ
デン−硼化ジルコニウム Mo-ZrB2などのモリブデンMo系
化合物の保護層を形成し、金属溶湯に対する耐食性を高
める。
【0006】
【実施例】図1は本発明による金属溶湯用熱電対A1の側
面断面図である。熱電対を構成する異種金属からなる1
対の金属素線5,6は先端を互いに接続されて測定接点
7を構成される一方、金属素線5,6の基端はそれぞれ
補償導線8,9に接続される。補償導線8,9は測定接
点7と電位差計を接続する基準接点とを接続するための
ものであり、熱電対を構成する金属素線と補償導線の熱
電特性にマツチさせるものである。
【0007】本発明では金属素線5,6は熱膨脹率が小
さい石英ガラスにより被覆ないし封止される。具体的に
は、溶融する石英ガラスの内部へ測定接点7と互いに隔
置された金属素線5,6とを浸漬して石英ガラスによる
封止部4を形成される。封止部4は管状の型の内部へ溶
融する石英ガラスを充填した後に、型の内部へ測定接点
7と金属素線5,6とを挿入し、冷却するようにしても
よい。金属素線5,6は金属素線5に W-5Reを用いる時
は金属素線6にはW-26Reを用いる。また、金属素線5に
Ptを用いる時は金属素線6にはPT-Rh を用いる。
【0008】上述のように構成された金属溶湯用熱電対
A1は、金属素線5,6が石英ガラスによる封止部4で被
覆され、直接金属溶湯に触れることがないので、金属素
線5,6の耐熱性と耐久性が高められる。金属溶湯例え
ば鋳鉄溶湯(融点1498℃)へ測定接点7を浸漬して
温度を測定する時は、図5に示すように、基準接点と測
定接点7との間の電位差は約7秒で所定の値に落着く。
そして、従来の金属溶湯用熱電対が約3回の繰返し使用
で破損するなどして測定不能になるのに対して、本発明
による金属溶湯用熱電対A1では実験の結果、約200回
の繰返し使用に耐え得ることが確認された。
【0009】図2に示す実施例では、金属溶湯用熱電対
A2は金属素線5,6と測定接点7を石英ガラスにより被
覆して封止部4を形成するとともに、棒状の封止部4を
窒化珪素 Si3N4などのセラミツクからなる保護管3の内
部へ装填して、測定接点7を保護管3の閉鎖された先端
部3aへ隣接させる。金属素線5,6の基端は保護管3
の開放された基端から外部へ引き出して、補償導線8,
9にそれぞれ接続される。金属素線8,9の端部は電位
差計に接続する基準接点とされる。
【0010】本発明による金属溶湯用熱電対A2では、セ
ラミツク製の保護管3により石英ガラスによる封止部4
が保護されるので、封止部4を形成する石英ガラスが金
属溶湯に触れるなどして溶損する恐れがない。図5に示
すように、金属溶湯用熱電対A2では、金属溶湯の温度測
定についての応答性は金属溶湯用熱電対A1よりもやや劣
るが、熱衝撃や機械的衝撃に対して優れ、約390回の
繰返し使用が可能である。また、封止部4が直接セラミ
ツク製の保護管3へ装填されるものであるから、金属溶
湯用熱電対として加工にバラツキがなく安定した性能が
得られる。この場合、保護管3の内部へ予め溶融する石
英ガラスを充填したうえ、封止部4を保護管3へ装填す
れば、封止部4と保護管3との密着が得られる。
【0011】図3に示す実施例では、金属溶湯用熱電対
A3は金属素線5,6と測定接点7を石英ガラスにより被
覆して封止部4を形成するとともに、棒状の封止部4を
窒化珪素 Si3N4などのセラミツクからなる保護管3の内
部へ挿入して、測定接点7を保護管3の閉鎖された先端
部3aへ隣接させる。金属素線5,6の基端は保護管3
の基端から外部へ引き出して補償導線8,9にそれぞれ
接続し、補償導線8,9の端部は電位差計に接続する基
準接点とする。上述の構成は図2に示す金属溶湯用熱電
対A2と同様であるが、本実施例では保護管3の先端部外
表面にモリブデン−硼化ジルコニウム Mo-ZrB2,モリブ
デン−窒化ジルコニウムMo-ZrN,モリブデン−酸化ジル
コニウム Mo-ZrO2などの保護層2をコーテイングしたも
のである。保護管3の先端部に Mo-ZrB2,Mo-ZrN, Mo-
ZrO2などの保護層2を形成したことにより、金属溶湯に
対する耐食性が高められる。保護管3を金属溶湯から引
き出した時に保護管3に金属溶湯が付着するのが抑えら
れる。そして、実験の結果、金属溶湯用熱電対A3の応答
特性については図5に示すとおりであり、金属溶湯の温
度測定に約700回の繰返し使用が可能であることが分
つた。
【0012】図4に示す実施例では、金属溶湯用熱電対
A4は金属素線5,6と測定接点7を石英ガラスにより被
覆して封止部4を形成するとともに、棒状の封止部4を
窒化珪素 Si3N4などのセラミツクからなる保護管3の内
部へ装填して、測定接点7を保護管3の閉鎖された先端
部3aへ隣接させる。金属素線5,6の基端は保護管3
の基端から外部へ引き出して補償導線8,9にそれぞれ
接続し、補償導線8,9の端部は電位差計に接続する基
準接点とする。上述の構成は図2に示す金属溶湯用熱電
対A2と同様であるが、本実施例では金属素線5,6と測
定接点7の封止部4を形成する石英ガラスに、窒化珪素
Si3N4などのセラミツク繊維または炭素繊維(短繊維ま
たは長繊維)を混入したものである。セラミツク繊維に
より封止部4が強化され、熱衝撃や機械的衝撃による亀
裂が抑えられる。実験の結果、金属溶湯用熱電対A4の応
答特性については図5に示すとおりであり、金属溶湯の
温度測定に約820回の繰返し使用が可能であることが
分つた。
【0013】
【発明の効果】本発明は上述のように、熱電対を構成す
る異種金属からなる1対の金属素線の先端を互いに接続
してなる測定接点をガラスの内部に封入し、前記金属素
線の基端に補償導線をそれぞれ接続したものであり、金
属素線の測定接点が低熱膨脹率の石英ガラスに封入され
るので、金属溶湯に対する測定接点が安定であり、繰返
し使用に対する再現性が得られる。
【0014】測定接点の封止部がセラミツク製の保護管
の内部に装填されるので、製品にバラツキがなく耐久性
に優れる。
【0015】封止部を形成する石英ガラスにセラミツク
繊維、炭素繊維などを分散させることにより、熱的衝撃
と機械的衝撃に対する熱電対の耐久性が高められる。
【0016】保護管の先端部外表面にモリブデンMo系化
合物の保護層を形成することにより、金属溶湯に対する
保護管の耐食性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る金属溶湯用熱電対の
側面断面図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る金属溶湯用熱電対の
側面断面図である。
【図3】本発明の第3実施例に係る金属溶湯用熱電対の
側面断面図である。
【図4】本発明の第4実施例に係る金属溶湯用熱電対の
側面断面図である。
【図5】と同金属溶湯用熱電対の応答性についての実験
の結果を表す線図である。
【符号の説明】
A1〜A4:熱電対 2:保護層 3:保護管 3a:先端
部 4:封止部 5:金属素線 6:金属素線 7:測
定接点 8:補償導線 9:補償導線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01K 7/02 C04B 35/58 102Y H01L 35/02 302Y

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱電対を構成する異種金属からなる1対の
    金属素線の先端を互いに接続してなる測定接点をガラス
    の内部に封入し、前記金属素線の基端に補償導線をそれ
    ぞれ接続したことを特徴とする金属溶湯用熱電対。
  2. 【請求項2】前記ガラスが石英ガラスである、請求項1
    に記載の金属溶湯用熱電対。
  3. 【請求項3】前記金属素線のガラスによる封止部をセラ
    ミツク製の保護管の内部へ装填した、請求項1に記載の
    金属溶湯用熱電対。
  4. 【請求項4】前記セラミツク製の保護管の先端部外表面
    に、該セラミツクとは異なるセラミツクからなる保護層
    を形成した、請求項1に記載の金属溶湯用熱電対。
  5. 【請求項5】前記保護層のセラミツクが窒化珪素 Si3N4
    とサイアロンのいずれかである、請求項4に記載の金属
    溶湯用熱電対。
  6. 【請求項6】前記1対の金属素線がタングステン−レニ
    ウムW-Re合金であつて成分が互いに異なる、請求項1〜
    5に記載の金属溶湯用熱電対。
  7. 【請求項7】前記1対の金属素線が白金−レニウム Pt-
    Rh合金であつて成分が互いに異なる、請求項1〜5に記
    載の金属溶湯用熱電対。
  8. 【請求項8】前記保護層がモリブデンMoを含んでいる、
    請求項1〜5に記載の金属溶湯用熱電対。
  9. 【請求項9】前記保護層がモリブデン−硼化ジルコニウ
    ム Mo-ZrB2を含んでいる、請求項1〜7に記載の金属溶
    湯用熱電対。
  10. 【請求項10】前記ガラスが内部にセラミツク繊維また
    は炭素繊維を分散されて強化されている、請求項1に記
    載の金属溶湯用熱電対。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007132754A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Ngk Spark Plug Co Ltd 温度センサ素子および温度センサ素子製造方法
JP2008145244A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Sukegawa Electric Co Ltd 熱電対
US7891870B2 (en) 2008-04-29 2011-02-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Temperature sensor element and method of manufacturing the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007132754A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Ngk Spark Plug Co Ltd 温度センサ素子および温度センサ素子製造方法
JP4536642B2 (ja) * 2005-11-09 2010-09-01 日本特殊陶業株式会社 温度センサ素子
JP2008145244A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Sukegawa Electric Co Ltd 熱電対
US7891870B2 (en) 2008-04-29 2011-02-22 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Temperature sensor element and method of manufacturing the same

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