JP2017156234A - Temperature sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の被測温対象の温度を検出する温度検出装置に関する。 The present invention relates to a temperature detection device that detects temperatures of a plurality of objects to be measured.
例えばベルトコンベヤ装置等の産業機械は、構成部品の摩擦や、可燃性の搬送物等の自然発熱により、温度が上昇する可能性がある。産業機械の発熱を監視する方法として、熱電対を設置する方法や、光ファイバ式温度計を設置して温度を検出する方法が知られている。下記特許文献1には、ベルトコンベヤ装置に非接触で温度を検出することができる赤外線温度検出器を設置して、搬送物の落下又は飛散によって生じる堆積物の温度を計測する発火監視装置が記載されている。 For example, the temperature of an industrial machine such as a belt conveyor device may increase due to friction of components and natural heat generation of combustible transported materials. As a method of monitoring the heat generation of an industrial machine, a method of installing a thermocouple and a method of detecting a temperature by installing an optical fiber thermometer are known. The following Patent Document 1 describes an ignition monitoring device that installs an infrared temperature detector capable of detecting temperature in a non-contact manner on a belt conveyor device and measures the temperature of a deposit caused by falling or scattering of a conveyed product. Has been.
しかし、産業機械の複数箇所について熱電対で温度を検出する場合には、多数の熱電対を設け、それぞれの熱電対の温度データを検出する計測器を多数設ける必要がある。光ファイバ式温度計は、例えば1mあたりの平均温度を示すようになっているため、検出感度が低く、自然発火する前に温度上昇を検出することが困難な場合がある。赤外線温度検出器は、測定箇所に対応する多数の検出器を設ける必要があり、産業機械の複数箇所について温度を監視する場合コストが増大する。 However, in the case where temperatures are detected by thermocouples at a plurality of locations in an industrial machine, it is necessary to provide a large number of thermocouples and to provide a large number of measuring instruments that detect the temperature data of each thermocouple. Since the optical fiber thermometer, for example, shows an average temperature per meter, the detection sensitivity is low, and it may be difficult to detect a temperature rise before spontaneous ignition. The infrared temperature detector needs to be provided with a large number of detectors corresponding to the measurement locations, and the cost increases when monitoring temperatures at a plurality of locations on the industrial machine.
本発明は、上記課題を解決して、簡単な構成で精度よく複数の被測温対象の温度の上昇を検出することが可能な温度検出装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a temperature detection device capable of accurately detecting a temperature increase of a plurality of temperature measurement targets with a simple configuration.
本発明の一態様による温度検出装置は、複数箇所の温度を計測する温度検出装置であって、被測温対象に配置される熱電対と、前記熱電対に直列に接続されるサーミスタとを含む検出部と、前記検出部が並列に複数接続され、前記熱電対の熱起電力に基づいて前記被測温対象の温度上昇を検出する計測器とを有する。 A temperature detection device according to an aspect of the present invention is a temperature detection device that measures temperatures at a plurality of locations, and includes a thermocouple disposed in a temperature measurement target and a thermistor connected in series to the thermocouple. A plurality of detection units and a plurality of the detection units are connected in parallel, and a measuring instrument that detects a temperature rise of the temperature measurement target based on a thermoelectromotive force of the thermocouple.
これによれば、サーミスタの抵抗値の変化により、熱電対と計測器との間の接続と遮断とが切り換えられる。このため、複数の検出部のうち、温度が上昇した検出部の熱電対から起電力が計測器に出力されるため、精度よく温度を検出することができる。また、検出部が並列に複数接続されているため、計測器の数、及び計測器の端子の数を低減することができるため、簡便な構成で温度を検出することができる。したがって、簡単な構成で精度よく複数の被測温対象の温度の上昇を検出することが可能である。 According to this, the connection and disconnection between the thermocouple and the measuring instrument are switched by the change in the resistance value of the thermistor. For this reason, since an electromotive force is output to a measuring device from the thermocouple of the detection part where temperature rose among a plurality of detection parts, temperature can be detected accurately. In addition, since a plurality of detection units are connected in parallel, the number of measuring instruments and the number of measuring instrument terminals can be reduced, so that the temperature can be detected with a simple configuration. Therefore, it is possible to detect a temperature rise of a plurality of objects to be measured with a simple configuration and high accuracy.
本発明の望ましい態様として、前記サーミスタは、温度の上昇とともに抵抗値が減少する。これによれば、温度が上昇したサーミスタの抵抗値が減少して、このサーミスタと直列に接続された熱電対の熱起電力が出力される。このため、複数の検出部が接続された場合でも、温度が上昇した検出部の熱電対により選択的に測定することが可能となる。 As a desirable mode of the present invention, the resistance value of the thermistor decreases as the temperature increases. According to this, the resistance value of the thermistor whose temperature has increased decreases, and the thermoelectromotive force of the thermocouple connected in series with this thermistor is output. For this reason, even when a plurality of detection units are connected, it is possible to selectively measure with the thermocouple of the detection unit whose temperature has increased.
本発明の望ましい態様として、前記検出部の温度が室温の状態において、前記熱電対の熱起電力は前記計測器に出力されず、前記検出部の温度が上昇した場合、前記熱電対の熱起電力が前記計測器に出力される。これによれば、サーミスタを設けることにより、熱電対の熱起電力の出力と遮断とが切り換えられるため、精度よくベルトコンベヤ装置の温度上昇を検出することができる。 As a desirable aspect of the present invention, in the state where the temperature of the detection unit is at room temperature, the thermoelectromotive force of the thermocouple is not output to the measuring instrument, and when the temperature of the detection unit rises, Electric power is output to the measuring instrument. According to this, by providing the thermistor, the output of the thermoelectromotive force of the thermocouple and the cutoff thereof are switched, so that the temperature increase of the belt conveyor device can be detected with high accuracy.
本発明の望ましい態様として、前記検出部は、搬送ベルトと、前記搬送ベルトを支持し、前記搬送ベルトの搬送方向に複数配置されるローラとを有するベルトコンベヤ装置の前記ローラの近傍に配置される。これによれば、ローラの摩擦等による発熱を確実に検出することができる。 As a desirable mode of the present invention, the detection unit is arranged in the vicinity of the roller of a belt conveyor device having a conveyance belt and a plurality of rollers that support the conveyance belt and are arranged in the conveyance direction of the conveyance belt. . According to this, it is possible to reliably detect heat generation due to roller friction or the like.
本発明の望ましい態様として、前記ベルトコンベヤ装置は、前記ローラを回転可能に支持するシャフトを有し、前記検出部は、前記シャフトに接触又は近接して配置される。これによれば、シャフトは回転しない部材であるため、熱電対及びサーミスタを容易にシャフトに配置することができる。 As a desirable mode of the present invention, the belt conveyor device includes a shaft that rotatably supports the roller, and the detection unit is disposed in contact with or close to the shaft. According to this, since the shaft is a non-rotating member, the thermocouple and the thermistor can be easily arranged on the shaft.
本発明の望ましい態様として、前記熱電対は、1対の熱電対素線を有しており、前記サーミスタは、1対の前記熱電対素線のいずれか一方に直列に接続される。このような簡単な構成で、精度よく温度を検出することができる。 As a desirable mode of the present invention, the thermocouple has a pair of thermocouple wires, and the thermistor is connected in series to either one of the pair of thermocouple wires. With such a simple configuration, the temperature can be detected with high accuracy.
本発明の望ましい態様として、複数の前記熱電対の一方の熱電対素線は、前記計測器の第1端子に電気的に接続され、複数の前記熱電対の他方の熱電対素線は、前記計測器の第2端子に電気的に接続される。これによれば、複数の熱電対と複数のサーミスタとが、計測器の2つの端子に接続されるため、複数の計測器や、多数の端子を設ける必要がなく、簡単な構成で温度を検出することができる。 As a desirable aspect of the present invention, one thermocouple wire of the plurality of thermocouples is electrically connected to a first terminal of the measuring instrument, and the other thermocouple wire of the plurality of thermocouples is It is electrically connected to the second terminal of the measuring instrument. According to this, since a plurality of thermocouples and a plurality of thermistors are connected to two terminals of the measuring instrument, it is not necessary to provide a plurality of measuring instruments or a large number of terminals, and the temperature can be detected with a simple configuration. can do.
本発明の一態様による温度検出装置によれば、簡単な構成で精度よく複数の被測温対象の温度の上昇を検出することが可能である。 According to the temperature detection device of one aspect of the present invention, it is possible to accurately detect a temperature increase of a plurality of temperature measurement targets with a simple configuration.
以下、本発明に係る温度検出装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施形態に記載された方法、装置及び変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。 Hereinafter, embodiments of a temperature detection device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment. Further, the constituent elements of this embodiment include those that can be replaced while maintaining the identity of the invention and that are obvious for replacement. Moreover, the method, apparatus, and modification example described in this embodiment can be arbitrarily combined within the scope obvious to those skilled in the art.
図1は、実施形態に係る温度検出装置が適用可能なベルトコンベヤ装置を備えた石炭火力発電所の概略図である。火力発電所100は、バンカ104、微粉炭機105、ボイラ106、脱硝装置107、電気集塵機108及び脱硫装置109を有する。石炭運搬船から揚炭機で陸揚げされた石炭は、ベルトコンベヤ装置101で貯炭場102に送られる。石炭は貯炭場102に山積みされ貯炭される。貯炭場102の石炭は、消費時にベルトコンベヤ装置103でバンカ104に移送され、一時的に貯蔵される。バンカ104の石炭は、必要量だけ取り出されて微粉炭機105に送られる。石炭が微粉炭機105で粉砕されることにより、微粉炭が生成される。この微粉炭がボイラ106に供給され燃焼することにより高圧蒸気が生成し、蒸気タービンが高圧蒸気により駆動して発電する。排煙は、脱硝装置107、電気集塵機108及び脱硫装置109を通って、排煙に含まれる硫黄酸化物(SOx)、窒素酸化物(NOx)、粉塵等が除去されたのちに、煙突110から排出される。
FIG. 1 is a schematic view of a coal-fired power plant including a belt conveyor device to which the temperature detection device according to the embodiment can be applied. The thermal power plant 100 includes a bunker 104, a pulverized
図2は、実施形態に係るベルトコンベヤ装置の模式側面図である。図3は、実施形態に係るベルトコンベヤ装置の模式正面図である。図2及び図3は、図1に示すベルトコンベア装置103の一部を示している。ベルトコンベア装置103は、ローラ駆動部200と、駆動ローラ201と、搬送ベルト202と、搬送ベルト202の搬送側に設けられた搬送側ローラ203と搬送ベルト202の戻り側に設けられた戻り側ローラ206とを有する。搬送側ローラ203と戻り側ローラ206とは、それぞれ3つずつ図示しているが、搬送ベルト202の搬送方向又は戻り方向に沿って多数設けられる。
FIG. 2 is a schematic side view of the belt conveyor device according to the embodiment. FIG. 3 is a schematic front view of the belt conveyor device according to the embodiment. 2 and 3 show a part of the
ローラ駆動部200は、プーリ等の駆動ローラ201に動力を伝達し、駆動ローラ201を回転させる。駆動ローラ201の回転により、搬送ベルト202は所定方向に移動可能となる。上側の搬送ベルト202は、図2の右側に移動し、石炭を搬送する。下側の搬送ベルト202は、搬送方向とは反対方向に移動し戻ってくる。搬送側ローラ203は、それぞれ回転中心軸に沿った搬送側シャフト204を有しており、搬送側ローラ支持部205に搬送側シャフト204が固定される。搬送側ローラ203は、軸受(図示しない)を介して搬送側シャフト204に回転可能に固定されている。搬送側ローラ203は、搬送側の搬送ベルト202を支えるために、搬送方向に複数設けられ、搬送ベルト202の搬送方向の移動に伴ってそれぞれが回転される。
The
図3に示すように、搬送側ローラ支持部205は、基台210の上側に設けられ、搬送側ローラ203の両端を支持する。基台210は複数の脚部211によって支持されている。本実施形態において、搬送側ローラ203は、3つの搬送側ローラ203a、203b、203cが接続されていてもよい。搬送側ローラ203bは基台210と平行に設けられ、搬送側ローラ203bの両側に搬送側ローラ203a、203cがそれぞれ接続されている。搬送側ローラ203a、203cは、上方に傾斜しており、搬送側ローラ203は正面視で凹状となっている。搬送側シャフト204は、屈曲部204a、204bを有しており、搬送側ローラ203a、203b、203cのそれぞれに沿って凹状となっている。この構成により、搬送ベルト202は、搬送側ローラ203a、203b、203cの形状に沿って凹状となり、石炭150を搬送する際に落下等を抑制することができる。
As shown in FIG. 3, the transport side
図2に示すように、戻り側ローラ206は、回転中心軸に沿った戻り側シャフト207を有しており、戻り側ローラ支持部208に戻り側シャフト207が固定される。戻り側ローラ206は、軸受(図示しない)を介して戻り側シャフト207に回転可能に固定されている。戻り側ローラ206は、戻り側の搬送ベルト202を支えるために、戻り側方向に沿って複数設けられ、搬送ベルト202の戻り側方向の移動に伴ってそれぞれが回転される。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、戻り側ローラ支持部208は基台210下側に設けられ、戻り側ローラ206の両端を支持する。戻り側ローラ206は、基台210と平行に設けられており、戻り側の搬送ベルト202は、平坦となっている。
As shown in FIG. 3, the return
ベルトコンベア装置103は、全長が数百mから1kmまで及ぶ場合があり、搬送側ローラ203及び戻り側ローラ206は、例えば数百個配置されることとなる。搬送側ローラ203及び戻り側ローラ206は、軸受、シャフトの劣化や損傷により回転異常が発生した場合であっても、ほとんどの搬送側ローラ203及び戻り側ローラ206は正常に動作するため、搬送ベルト202の移動は可能である。しかし、回転異常の搬送側ローラ203又は戻り側ローラ206は、搬送ベルト202との接触による摩擦熱を発生したり、ローラ内部の軸受等の摩擦熱を発生し、発生した摩擦熱が搬送ベルト202側に伝達し続ける。このため搬送ベルト202の異常加熱が生じベルトコンベヤ火災の原因となる可能性がある。
The
本実施形態の温度検出装置10は、複数の検出部19A、19B、19C、19D、19E、19Fを有している。複数の検出部19A、19B、19Cは、それぞれ搬送側ローラ203の近傍に配置され、複数の検出部19D、19E、19Fは、それぞれ戻り側ローラ206の近傍に配置され、搬送側ローラ203及び戻り側ローラ206の温度上昇を検出することができる。
The
図4は、実施形態に係る温度検出装置の構成を説明するための模式回路図である。温度検出装置10は、複数の検出部19A、19B、19Cと、複数の検出部19D、19E、19Fが並列に接続される計測器30を有する。なお、図4では、3つの検出部19A、19B、19Cについて示しているが、戻り側ローラ206の検出部19D、19E、19Fを有していてもよく、複数のローラの個数に対応する4つ以上の検出部を並列に接続してもよい。
FIG. 4 is a schematic circuit diagram for explaining the configuration of the temperature detection device according to the embodiment. The
計測器30は、熱電対11A、11B、11Cの熱起電力に基づいて温度を計測する装置であり、データロガー等を用いることができる。計測器30には表示部35が接続されており、計測器30で計測した温度を表示する。計測器30は、図2及び図3に示すベルトコンベア装置103が稼働している間、連続して温度を計測することが可能である。また、計測器30は、計測した温度と時間との関係を記憶する記憶部を備えていてもよい。
The measuring
図4に示すように、検出部19Aは、熱電対11Aとサーミスタ17Aとが直列に接続され、検出部19Bは、熱電対11Bとサーミスタ17Bとが直列に接続され、検出部19Cは、熱電対11Cとサーミスタ17Cとが直列に接続される。複数の検出部19A、19B、19Cが、補償導線15a、15bを介して計測器30に複数並列に接続される。
As shown in FIG. 4, the
複数の熱電対11A、11B、11Cは、それぞれ1対の熱電対素線21、22が接続されて構成される。本実施形態の熱電対11A、11B、11Cは、例えばK熱電対を用いることができる。熱電対素線21は、ニッケル(Ni)及びクロム(Cr)を主とした合金(クロメル)であり、計測器30のプラス側の端子30aに接続される。熱電対素線22は、ニッケル(Ni)を主とした合金(アルメル)であり、計測器30のマイナス側の端子30bに接続される。熱電対素線21と熱電対素線22とが接続された箇所が温接点20となる。基準温度となる冷接点(図示しない)は、計測器30の内部に設けられている。計測器30は、冷接点の温度変化を補償するための補償回路を含む。
The plurality of
熱電対11A、11B、11Cは、温接点20と冷接点との間に生じる温度差により熱起電力が発生する。この熱起電力により、温接点20とは離れた箇所で、熱電対素線21と熱電対素線22との間に電圧Vthが発生する。温接点20の温度を高温Thとし、計測器30の内部の冷接点の温度を低温Tcとすると、Vth=1/k×(Th−Tc)という関係が成立する。ここで、kは比例定数であり、K熱電対の場合、kは約24℃/mVである。(Th−Tc)は高温Thと低温Tcの温度差であり、電圧Vthは温度差(Th−Tc)に比例する。これにより、計測器30は、熱電対11A、11B、11Cから出力される電圧Vthに基づいて温接点20の温度を検出することができる。
The
本実施形態では、計測器30のプラス側の端子30aに補償導線15aが接続され、マイナス側の端子30bに補償導線15bが接続される。熱電対11A、11B、11Cの熱電対素線21は、それぞれ、補償導線15aの接続部31a、32a、33aに接続されて、プラス側の端子30aに電気的に接続される。熱電対11A、11B、11Cの熱電対素線22は、それぞれ、補償導線15bの接続部31b、32b、33bに接続されて、マイナス側の端子30bに電気的に接続される。このように、複数の熱電対11A、11B、11Cの熱電対素線21が一つのプラス側の端子30aに電気的に接続され、複数の熱電対11A、11B、11Cの熱電対素線22が一つのマイナス側の端子30bに電気的に接続されることで、熱電対11A、11B、11Cが並列に接続される。
In the present embodiment, the
補償導線15a、15bは、熱電対11A、11B、11Cと同等の熱起電力特性を有する金属配線を用いることができる。例えば、プラス側の端子30aに接続される補償導線15aは、銅(Cu)や鉄(Fe)の金属配線を用い、マイナス側の端子30bに接続される補償導線15bは、銅(Cu)とニッケル(Ni)を含む合金材料の金属配線を用いることができる。上述のように、ベルトコンベア装置103は、全長が数百mから1kmまで及ぶ場合があるため、熱電対11A、11B、11Cよりも安価な材料で構成される補償導線15a、15bを用いることでコストを低減することができる。なお、補償導線15a、15bは、それぞれ熱電対素線21、22と同じ材料を用いてもよい。この場合、より精度よく温度上昇を検出することができる。
As the compensating
温度検出装置10は、熱電対11A、11B、11Cの熱電対素線21、22を保護するための保護管(図示しない)を設けてもよい。保護管は、例えば絶縁性のセラミックス材料や樹脂材料を用いることができる。保護管を設けた場合、温接点20及びサーミスタ17A、17B、17Cは保護管の外部に配置されることが好ましい。
The
サーミスタ17A、17B、17Cは、熱電対素線22の途中に直列に接続されることで、熱電対11A、11B、11Cと直列に接続される。サーミスタ17A、17B、17Cは、温度の上昇とともに抵抗値が減少する温度特性を有する。サーミスタ17A、17B、17Cは、例えばNTC(Negative Temperature Coefficient)サーミスタやCTR(Critical Temperature Resistor)サーミスタを用いることができる。
The
ここで、サーミスタ17A、17B、17Cの抵抗値Rは、NTC型サーミスタの場合、下記の式(1)で表される。式(1)の抵抗値R(Ω)は、周囲温度T(K)における抵抗値であり、抵抗値R0(Ω)は基準温度T0(K)における基準抵抗値である。B(K)は、B定数と呼ばれる温度特性定数であり、抵抗-温度特性の任意の2点の温度における抵抗値から求めた抵抗変化の大きさを表す。また、CTR型サーミスタでは、式(1)のB定数が非常に大きく、特定の温度において急激な抵抗値変化をさせることができる。
Here, the resistance value R of the
R=R0×exp{B×(1/T−1/T0)} … 式(1) R = R 0 × exp {B × (1 / T-1 / T 0)} ... formula (1)
本実施形態のサーミスタ17A、17B、17Cは、例えば、周囲温度を25℃(298K)一定にしたときのゼロ負荷抵抗値が5kΩ以上であり、B定数が4000K程度以上のサーミスタを使用することが望ましい。サーミスタ17A、17B、17Cは、例えば25℃でのゼロ負荷抵抗値が10kΩ、B定数が4100Kのサーミスタを用いた場合、室温(25℃)での抵抗値が10kΩと高い値であり、温度が85℃以上に上昇すると抵抗値は1kΩ以下に減少し、100℃では約600Ωに減少する。また、CTR型サーミスタを用いた場合はより急激に抵抗値が変化し、例えば室温(25℃)での抵抗値が1MΩ程度から、温度が85℃以上に上昇すると抵抗値は500Ω程度にまで減少する。
As the
本実施形態の検出部19A、19B、19Cは、上述のようにベルトコンベア装置103の複数の被測温対象にそれぞれ配置される。検出部19A、19B、19Cは、熱電対11A、11B、11Cとサーミスタ17A、17B、17Cとが、それぞれ直列に接続されているので、ベルトコンベア装置103の温度上昇が発生しない場合、すなわち室温の状態では、サーミスタ17A、17B、17Cの抵抗値が高く、各熱電対11A、11B、11Cの熱起電力が計測器30に出力されないようになっている。
As described above, the
検出部19A、19B、19Cのうち、例えば検出部19Aが配置された被測温対象でベルトコンベア装置103の温度上昇が発生した場合、検出部19Aのサーミスタ17Aの抵抗値が低下する。これにより、このサーミスタ17Aと直列接続された熱電対11Aの熱起電力が計測器30に出力される。そして、温度上昇した被測温対象以外に配置された検出部19B、19Cのサーミスタ17B、17Cは抵抗値が高い状態であり、これらのサーミスタとそれぞれ直列接続された熱電対11B、11Cからは熱起電力が計測器30に出力されない。このように、サーミスタ17A、17B、17Cの抵抗値の変化により、熱電対11A、11B、11Cと計測器30との間の接続と遮断とが切り換えられるようになっている。
Of the
サーミスタを接続せず、1対の端子に複数の熱電対を並列に接続した場合、熱電対11A、11B、11Cの長さや補償導線15a、15bの長さのバランスにより、全ての熱電対の平均温度が計測されたり、各熱電対11A、11B、11Cの計測温度にバラツキが生じることとなり、精度よく温度を検出することが困難である。本実施形態の温度検出装置10は、上述のように、サーミスタ17A、17B、17Cの抵抗値の温度特性により、温度上昇しない箇所の熱電対11A、11B、11Cからは熱起電力が計測器30に出力されず、温度上昇が発生した箇所の熱電対11A、11B、11Cから熱起電力が計測器30に出力される。このように、熱電対11A、11B、11Cのうち温度が上昇した熱電対から選択的に熱起電力が計測器30に出力されるため、1対の端子30a、30bに、複数の熱電対11A、11B、11Cを並列に接続した場合であっても精度よく温度を検出することができる。したがって、ベルトコンベア装置103の温度上昇の発生を検出して、火災事故等を未然に防止できる。
When a plurality of thermocouples are connected in parallel to a pair of terminals without connecting a thermistor, the average of all thermocouples depends on the balance of the lengths of the
サーミスタ17A、17B、17Cは、例えば100℃以上で熱起電力が出力されるような抵抗値の温度特性を有していることが好ましい。石炭の種類により異なるが、石炭の自然発火温度は160℃程度であるため、ベルトコンベア装置103が100℃に温度上昇したことを温度検出装置10が検出することで、火災事故を未然に防止することができる。
It is preferable that the
1対の端子30a、30bに複数の検出部19A、19B、19Cが接続されているため、複数の検出部ごとに接続する場合に比べ、計測器30の構成を簡便にすることができる。また、補償導線15a、15bも2本で構成されるので、温度検出装置10の構成が簡便であり、ベルトコンベア装置103に容易に設置することができる。
Since the plurality of
図5は、検出部のローラへの固定箇所を説明するための斜視図である。図5に示すように、検出部19Aは搬送側ローラ203の搬送側シャフト204に固定される。具体的には、熱電対11Aの温接点20及びサーミスタ17Aが、搬送側シャフト204の端面204cに固定される。サーミスタ17Aは、温接点20の近傍に配置されるため、温接点20と同等の温度となる。搬送側ローラ203の温度上昇は搬送側シャフト204に伝達されて、熱電対11Aの温接点20及びサーミスタ17Aの温度が変化する。このため、検出部19Aは搬送側ローラ203の温度上昇を検出することができる。
FIG. 5 is a perspective view for explaining a fixing portion of the detection unit to the roller. As shown in FIG. 5, the detection unit 19 </ b> A is fixed to the
検出部19Aの固定箇所は、搬送側シャフト204の端面204cに限定されず、搬送側シャフト204の端部近傍の外周面204dであってもよい。熱電対11Aの温接点20及びサーミスタ17Aは、搬送側シャフト204に直接、接していることが好ましいが、搬送側シャフト204と絶縁性樹脂を介して固定されていてもよい。また、固定箇所は、搬送側シャフト204の近傍の搬送側ローラ支持部205であってもよく、搬送側シャフト204の端部と搬送側ローラ支持部205とを固定するねじ部材(図示しない)等であってもよい。熱電対11Aの温接点20及びサーミスタ17Aの固定方法は特に限定されず、絶縁性の粘着テープや接着剤を用いることができる。なお、図5は、検出部19A(熱電対11A及びサーミスタ17A)について例示しているが、他の検出部19B、19Cも同様である。
The fixing portion of the detection unit 19 </ b> A is not limited to the
このように、検出部19A、19B、19Cを搬送側シャフト204の端部の近傍に配置することで、回転駆動する搬送側ローラ203の温度が搬送側シャフト204に伝達されるため、搬送側ローラ203の温度上昇を精度よく検出することができる。また、搬送側シャフト204は、回転駆動せず搬送側ローラ203を支持するため、検出部19A、19B、19Cの固定が容易である。
As described above, by arranging the
(実施例)
図6は、実施例に係る温度検出装置の温度検出結果を示す表である。図7は、比較例に係る温度検出装置の温度検出結果を示す表である。実施例の温度検出装置は、図4に示す温度検出装置10と同様に計測器30に3つの検出部19A、19B、19Cが並列されたものである。検出部19A、19B、19Cは、それぞれ熱電対11A、11B、11Cとサーミスタ17A、17B、17Cとが直列に接続されている。本実施例では、熱電対11A、11B、11CとしてK熱電対を用いた。サーミスタ17A、17B、17Cは、25℃でのゼロ負荷抵抗値が10kΩ、B定数が4100KのNTCサーミスタを用いた。各熱電対素線21、22の長さは約50cmである。補償導線15aは、端子30aと接続部31aとの間の長さ、接続部31aと接続部32aとの長さ及び接続部32aと接続部33aとの長さをそれぞれ2mとしている。補償導線15bも接続部31a、31b、31c間の長さを2mとしている。
(Example)
FIG. 6 is a table illustrating temperature detection results of the temperature detection device according to the example. FIG. 7 is a table showing the temperature detection results of the temperature detection device according to the comparative example. In the temperature detection apparatus of the embodiment, the three
図8は、比較例に係る温度検出装置の構成を説明するための模式回路図である。図8に示す比較例の温度検出装置310は、3つの熱電対311A、311B、311Cが並列に計測器330に接続されている。比較例の温度検出装置310は、サーミスタを接続していない点が異なる。熱電対311A、311B、311Cは、実施例と同じK熱電対であり、熱電対311A、311B、311Cが接続された補償導線315a、315bも、実施例と同じものを用いた。
FIG. 8 is a schematic circuit diagram for explaining the configuration of the temperature detection device according to the comparative example. In the
図6に示す、試験1−3は、直列接続された熱電対11A、11B、11Cとサーミスタ17A、17B、17Cとのいずれか1組を、約100℃の電気炉内に入れ、その他の2組は室温(約23℃)の状態としている。試験1は、検出部19Aの熱電対11Aとサーミスタ17Aとを高温の炉内に入れて、その他の検出部19B、19Cは室温である。試験2は、検出部19Bの熱電対11B及びサーミスタ17Bのみを高温の炉内に入れて温度検出を行い、試験3は、検出部19Cの熱電対11C及びサーミスタ17Cのみを高温の炉内に入れて温度検出を行った。図7に示す試験4では、比較例の熱電対311Aのみを電気炉内に入れ、その他2つの熱電対311B、311Cは室温の状態として温度検出を行った。試験5は、熱電対311Cのみを電気炉内に入れ、その他2つの熱電対311A、311Bは室温の状態として温度検出を行った。図6の表1及び図7の表2に示す、電気炉の炉内温度及び炉外温度は、実施例及び比較例の温度検出装置とは別の熱電対を用意して測定した。
In test 1-3 shown in FIG. 6, one set of
図6に示すように、試験1−試験3では、直列接続された熱電対11Aとサーミスタ17A、熱電対11Bとサーミスタ17B、及び熱電対11Cとサーミスタ17Cが、いずれも炉内温度約105℃に対して約100℃の温度を検出している。実施例の温度検出装置は、いずれも正常に温度を検出しており、かつ、それぞれの測定点同士の温度差も小さいことが示された。
As shown in FIG. 6, in the test 1 to the test 3, the
このように、実施例の温度検出装置では、サーミスタ17A、17B、17Cの温度が上昇すると抵抗値が低減することにより、熱電対11A、11B、11Cのうち温度が上昇した熱電対から選択的に熱起電力が計測器30に出力されるため、精度よく温度を検出できる。
As described above, in the temperature detection device of the embodiment, when the temperature of the
これに対し、図7に示す試験4、5では、炉内温度約105℃に対して、熱電対311Aは94.0℃の温度を検出し、熱電対311Cは25.6℃の温度を検出している。このように比較例の温度検出装置310は、熱電対311A、311Cでの温度の検出誤差が大きく、各熱電対311A、311C同士の検出感度の差が大きくなっている。これは、高温の熱電対以外の室温状態の熱電対からも熱起電力が計測器330に出力されており、複数の熱電対の熱起電力を計測しているためである。また、各熱電対311A、311B、311Cまでの補償導線315a、315bの長さの違いにより抵抗値が異なっているため計測器に近い熱電対311Aの熱起電力が高めに検出され、検出感度の差が生じているためである。
On the other hand, in
以上のように本実施形態の温度検出装置10は、複数箇所の温度を計測する温度検出装置10であって、被測温対象に配置される熱電対11A、11B、11Cと、熱電対11A、11B、11Cに直列に接続されるサーミスタ17A、17B、17Cとを含む検出部19A、19B、19Cと、検出部19A、19B、19Cが並列に複数接続され、熱電対11A、11B、11Cの熱起電力に基づいて被測温対象の温度上昇を検出する計測器30とを有する。
As described above, the
これによれば、サーミスタ17A、17B、17Cの抵抗値の変化により、熱電対11A、11B、11Cと計測器30との間の接続と遮断とが切り換えられる。このため、複数の検出部19A、19B、19Cのうち、温度が上昇した検出部の熱電対から熱起電力が計測器30に出力されるため、精度よく温度を検出することができる。また、検出部19A、19B、19Cが並列に接続されているため、計測器の数、及び計測器の端子の数を低減することができるため、簡便な構成で温度を検出することができる。したがって、簡単な構成で精度よくベルトコンベヤ装置103の温度の上昇を検出することが可能である。
According to this, connection and disconnection between the
本実施形態の望ましい態様として、サーミスタ17A、17B、17Cは、温度の上昇とともに抵抗値が減少する。これによれば、温度が上昇したサーミスタの抵抗値が減少して、この抵抗値が減少したサーミスタと直列に接続された熱電対の熱起電力が出力される。このため、複数の検出部19A、19B、19Cが接続された場合でも温度が上昇した検出部の熱電対により選択的に測定することが可能となる。
As a desirable aspect of the present embodiment, the resistance values of the
本実施形態の望ましい態様として、検出部19A、19B、19Cの温度が室温の状態において、熱電対11A、11B、11Cの熱起電力は計測器30に出力されず、検出部19A、19B、19Cの温度が上昇した場合、熱電対11A、11B、11Cの熱起電力が計測器30に出力される。これによれば、サーミスタ17A、17B、17Cを設けることにより、熱電対11A、11B、11Cの熱起電力の出力と遮断とが切り換えられる。よって、温度が上昇した熱電対から選択的に熱起電力が出力されるため、精度よくベルトコンベヤ装置103の温度上昇を検出することができる。
As a desirable mode of the present embodiment, in the state where the temperature of the
本実施形態の望ましい態様として、検出部19A、19B、19Cは、搬送ベルト202と、搬送ベルト202を支持し、搬送ベルト202の搬送方向に複数配置される搬送側ローラ203とを有するベルトコンベヤ装置103の搬送側ローラ203の近傍に配置される。これによれば、搬送側ローラ203の摩擦等による発熱を確実に検出することができる。
As a desirable aspect of the present embodiment, the
本実施形態の望ましい態様として、ベルトコンベヤ装置103は、搬送側ローラ203を回転可能に支持する搬送側シャフト204を有し、検出部19A、19B、19Cは、搬送側シャフト204に接触又は近接して配置される。これによれば、搬送側シャフト204は回転しない部材であるため、熱電対11A、11B、11C及びサーミスタ17A、17B、17Cを容易に搬送側ローラ203の近傍に配置することができる。搬送側ローラ203の温度上昇は、搬送側シャフト204を介して検出部19A、19B、19Cに伝達されるため、精度よく温度を検出することができる。
As a desirable aspect of this embodiment, the
本実施形態の望ましい態様として、熱電対11A、11B、11Cは、1対の熱電対素線21、22を有しており、サーミスタ17A、17B、17Cは、1対の熱電対素線21、22のいずれか一方に直列に接続される。このような簡単な構成により、温度が上昇した熱電対から選択的に熱起電力が出力されるため、精度よく温度を検出することができる。
As a desirable aspect of the present embodiment, the
複数の熱電対11A、11B、11Cの一方の熱電対素線21は、計測器30の端子30aに電気的に接続され、複数の熱電対11A、11B、11Cの他方の熱電対素線22は、計測器30の端子30bに電気的に接続される。これによれば、複数の熱電対11A、11B、11Cと複数のサーミスタ17A、17B、17Cとが、計測器30の2つの端子30a、30bに接続されるため、複数の計測器や、多数の端子を設ける必要がなく、簡単な構成で温度を検出することができる。
One
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、ベルトコンベヤ装置103のローラ温度を計測する温度検出装置10を示したが、あくまで一例であり、温度検出装置10は、例えばボイラ、原動機、運搬機械、動力伝達機械、工作機械等の産業機械において、複数箇所の温度を計測する用途に適用することができる。熱電対11A、11B、11Cは、測定温度に応じてK熱電対以外の熱電対を用いてもよい。サーミスタ17A、17B、17Cのゼロ負荷抵抗値及びB定数は例示であり、実施例で示したものに限定されない。また、サーミスタ17A、17B、17Cは、PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタを用いてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited with the content of this embodiment, It can change suitably. For example, the
10 温度検出装置
11A、11B、11C 熱電対
15、15a、15b 補償導線
17A、17B、17C サーミスタ
19A、19B、19C、19D、19E、19F 検出部
20 温接点
21、22 熱電対素線
30 計測器
30a、30b 端子
31a、31b、32a、32b、33a、33b 接続部
35 表示部
100 火力発電所
101、103 ベルトコンベヤ装置
102 貯炭場
104 バンカ
105 微粉炭機
106 ボイラ
107 脱硝装置
108 電気集塵機
109 脱硝装置
110 煙突
150 石炭
200 ローラ駆動部
201 駆動ローラ
202 搬送ベルト
203、203a、203b、203c 搬送側ローラ
204 搬送側シャフト
204a、204b 屈曲部
204c 端面
204d 外周面
205 搬送側ローラ支持部
206 戻り側ローラ
207 戻り側シャフト
208 戻り側ローラ支持部
210 基台
211 脚部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
被測温対象に配置される熱電対と、前記熱電対に直列に接続されるサーミスタとを含む検出部と、
前記検出部が並列に複数接続され、前記熱電対の熱起電力に基づいて前記被測温対象の温度上昇を検出する計測器とを有する温度検出装置。 A temperature detection device that measures the temperature at multiple locations,
A detection unit including a thermocouple disposed on the object to be measured, and a thermistor connected in series to the thermocouple;
A temperature detection apparatus comprising: a plurality of the detection units connected in parallel; and a measuring device that detects a temperature rise of the temperature measurement target based on a thermoelectromotive force of the thermocouple.
前記検出部は、前記シャフトに接触又は近接して配置される請求項4に記載の温度検出装置。 The belt conveyor device has a shaft that rotatably supports the roller,
The temperature detection device according to claim 4, wherein the detection unit is disposed in contact with or close to the shaft.
前記サーミスタは、1対の前記熱電対素線のいずれか一方に直列に接続される請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の温度検出装置。 The thermocouple has a pair of thermocouple wires,
The temperature detection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermistor is connected in series to either one of the pair of thermocouple strands.
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4634820Y1 (en) * | 1969-09-30 | 1971-12-01 | ||
JPS538584U (en) * | 1976-07-07 | 1978-01-25 | ||
JPH0420823A (en) * | 1990-05-15 | 1992-01-24 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | Measuring apparatus for exothermic temperature of axial part |
JPH09101209A (en) * | 1995-07-25 | 1997-04-15 | Heraeus Sensor Gmbh | Temperature measuring device |
JP2002205813A (en) * | 2001-01-05 | 2002-07-23 | Nkk Corp | Ignition monitor in belt conveyor facility, and belt conveyor device |
JP2008104915A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Osaka Magunetsutoroole Seisakusho:Kk | Aluminum sorting device |
CN101216979A (en) * | 2007-12-26 | 2008-07-09 | 张陈 | A restorable multistage alarming line style heat detector based on bimetal temperature switch |
JP2010025914A (en) * | 2008-06-18 | 2010-02-04 | Bridgestone Corp | Thermocouple |
-
2016
- 2016-03-02 JP JP2016040102A patent/JP2017156234A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4634820Y1 (en) * | 1969-09-30 | 1971-12-01 | ||
JPS538584U (en) * | 1976-07-07 | 1978-01-25 | ||
JPH0420823A (en) * | 1990-05-15 | 1992-01-24 | Kyowa Electron Instr Co Ltd | Measuring apparatus for exothermic temperature of axial part |
JPH09101209A (en) * | 1995-07-25 | 1997-04-15 | Heraeus Sensor Gmbh | Temperature measuring device |
JP2002205813A (en) * | 2001-01-05 | 2002-07-23 | Nkk Corp | Ignition monitor in belt conveyor facility, and belt conveyor device |
JP2008104915A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Osaka Magunetsutoroole Seisakusho:Kk | Aluminum sorting device |
CN101216979A (en) * | 2007-12-26 | 2008-07-09 | 张陈 | A restorable multistage alarming line style heat detector based on bimetal temperature switch |
JP2010025914A (en) * | 2008-06-18 | 2010-02-04 | Bridgestone Corp | Thermocouple |
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