JP2537098B2 - Temperature sensor - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は温度センサーに関し、特にセラミック部材等
の高温下での使用時における温度測定ができるセンサ
ー、及び温度測定と同時に熱応力をも測定することがで
きるセンサーに関する。The present invention relates to a temperature sensor, and more particularly to a sensor capable of measuring a temperature when a ceramic member or the like is used at a high temperature, and at the same time measuring the temperature, a thermal stress. Regarding sensors that can.
最近、自動車や各種機械の部品で高温下で使用するも
のに、各種のセラミックスが多く使用されるようになっ
てきており、各種セラミック部品の研究開発が活発に行
われている。そのようなセラミック部品の研究開発にお
いては、部材の温度や表面応力等の測定は必要欠くべか
らざるものであり、正確な測定値が特に必要とされる。Recently, various ceramics have come to be used in many parts of automobiles and various machines used at high temperatures, and various ceramic parts have been actively researched and developed. In the research and development of such ceramic parts, it is essential to measure the temperature and surface stress of the member, and accurate measured values are especially required.
従来、高温下におかれたセラミックス等の物体の温度
を測定する方法としては、熱電対を用いる方法、及び熱
放射をパイロメータ等により検知し測温する方法が主と
して行われている。Conventionally, as a method of measuring the temperature of an object such as ceramics placed at a high temperature, a method of using a thermocouple and a method of detecting thermal radiation by a pyrometer or the like are mainly used.
熱電対による温度測定の場合、熱電対の先端を被測定
物の所望の部位に接着又は押し当てて測温するが、高温
下の測定では適当な接着剤が見当たらないので、通常は
単に熱電対の先端を被測定物表面に押し当てる方法がと
られている。In the case of temperature measurement with a thermocouple, the tip of the thermocouple is adhered or pressed against the desired part of the object to be measured to measure the temperature.However, since an appropriate adhesive is not found in the measurement at high temperature, it is usually just a thermocouple. A method is used in which the tip of is pressed against the surface of the object to be measured.
しかし、たとえば複雑な形状の被測定物や、管状部材
の内壁面における測温では、熱電対の先端を被験部位に
うまく押し当てるのが難しい場合が多い。また、たとえ
ば高速高温流体が流れる管内壁の測温をする際に、従来
の素線式の熱電対を用いると、熱電対のリード部となる
線部分が管内の流体の流れに影響を及ぼし、問題となる
場合がある。However, for example, in temperature measurement on an object to be measured having a complicated shape or on the inner wall surface of the tubular member, it is often difficult to press the tip of the thermocouple onto the test site well. Further, for example, when measuring the temperature of the inner wall of a pipe through which a high-speed high-temperature fluid flows, if a conventional wire-type thermocouple is used, the wire portion that serves as the lead portion of the thermocouple affects the flow of the fluid in the pipe, It can be a problem.
セラミック部材の測温をより正確なものとする熱電対
として、特開昭57−94622号は、セラミックグリーンシ
ート上に耐酸化性高融点貴金属のペーストを塗布し、こ
の塗布面上にセラミックグリーンシートを圧着或いはセ
ラミックペーストをコーティングして一体化したのち焼
成してなる熱電対を開示している。しかしながら、この
熱電対の形成にはガラス質を全く含有しない純金属ペー
ストを使用しているために、形成される熱電対のセラミ
ック部材に対する接着強度はそれほど高くならず、ター
ビンロータ等の高温にさらされる部位又は高速高温流体
が通る管内等の測温には適さない。As a thermocouple for making the temperature measurement of a ceramic member more accurate, JP-A-57-94622 discloses that a ceramic green sheet is coated with a paste of an oxidation resistant high melting point precious metal, and the ceramic green sheet is coated on the coated surface. There is disclosed a thermocouple formed by pressure bonding or coating with a ceramic paste to integrate them and then firing. However, since the pure metal paste containing no glass is used for the formation of this thermocouple, the adhesive strength of the formed thermocouple to the ceramic member is not so high that it is exposed to high temperatures such as the turbine rotor. It is not suitable for measuring the temperature of a part that is exposed to heat or inside a pipe through which high-speed high-temperature fluid passes.
一方、パイロメータ等を用いた熱放射の検知による測
温では、複雑形状の被測定物や、管状部材内壁面の測温
は特に困難であり、また放射率の較正が必要となるので
有効ではない。On the other hand, in the temperature measurement by detecting the thermal radiation using a pyrometer, it is particularly difficult to measure the temperature of the object to be measured having a complicated shape and the inner wall surface of the tubular member, and the emissivity is required to be calibrated, which is not effective. .
ところで、各種の部材の機械的強度を知るために、部
材各部の歪を測定することが広く行われているが、この
歪の測定には通常歪ゲージが使用されている。By the way, in order to know the mechanical strength of various members, the strain of each part of the member is widely measured, but a strain gauge is usually used for measuring the strain.
従来の歪ゲージは、プラスチック等の可撓性の高い材
料や、ステンレススチール等の高引張強度材等からなる
ベース上に、歪ゲージパターンが形成されてなるもので
あり、このベースを被測定物に接着して歪測定（表面応
力測定）を行っている。Conventional strain gauges consist of a strain gauge pattern formed on a base made of highly flexible material such as plastic or high tensile strength material such as stainless steel. Strain measurement (surface stress measurement) is performed by adhering to.
しかしながら、このような従来の方式による歪測定で
は、セラミック部材等の高温での使用条件（たとえば10
00℃以上）での測定は、実際には不可能である。という
のは、上述の熱電対の場合と同様に、このような高温下
ではベースを被測定物表面に接着する適当な接着剤が見
当たらないからである。However, in strain measurement by such a conventional method, operating conditions (such as 10
Measurements above 00 ° C) are practically impossible. This is because, as in the case of the thermocouple described above, there is no suitable adhesive for bonding the base to the surface of the object to be measured under such high temperature.
また、これまでの歪ゲージには、ゲージパターンが形
成されているベース上に、熱電対が併設されたものもあ
るが、歪ゲージパターンと熱電対とは別々に形成されて
おり、目的とする測定点の歪みと温度とを同時に精度良
く計測できるとは限らなかった。In addition, some of the conventional strain gauges have a thermocouple installed on the base on which the gauge pattern is formed, but the strain gauge pattern and the thermocouple are formed separately, It was not always possible to accurately measure the strain at the measurement point and the temperature at the same time.
したがって本発明の目的は、上記問題点を克服し、セ
ラミック部材等の使用条件と同じ高温下で測温すること
ができる温度センサーを提供することであり、さらに
は、高温での温度測定に加えて表面応力をも同時に計測
することができる温度センサーを提供することである。Therefore, it is an object of the present invention to provide a temperature sensor that overcomes the above-mentioned problems and can measure temperature under the same high temperature as the usage conditions of ceramic members and the like. The purpose of the present invention is to provide a temperature sensor capable of simultaneously measuring the surface stress.
以上の目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は、
（ａ）熱電対を形成する二種類の高融点金属粉末の各々
と、セラミック粉末と、有機ビヒクルとからなる２種類
のペーストを用いて、２つの線状パターンを被測定物表
面に塗布して焼成すれば、熱電対を良好な接着強度をも
って被測定物表面に直接形成することができること、
（ｂ）熱電対を構成する２つの線状パターンのうち一方
を延長してジグザグ形状とすれば、そのジグザグ形状の
線状パターンの両端子間における抵抗変化を測定するこ
とによって表面応力をも測定できること、及び（ｃ）応
力センサーに、異種金属からなる線状パターンを接合す
るように形成することによって、応力と温度とを同時に
測定できることを発見し、本発明に想到した。As a result of earnest research in view of the above objects, the present inventors have found that
(A) Two linear patterns are applied to the surface of the object to be measured using two kinds of pastes each consisting of two kinds of refractory metal powders forming a thermocouple, a ceramic powder, and an organic vehicle. If fired, a thermocouple can be directly formed on the surface of the object to be measured with good adhesive strength,
(B) If one of the two linear patterns forming the thermocouple is extended to have a zigzag shape, the surface stress is also measured by measuring the resistance change between both terminals of the zigzag linear pattern. The present invention has been made, and it was discovered that (c) the stress sensor can be simultaneously measured for stress and temperature by forming a linear pattern made of dissimilar metals on the stress sensor so as to be bonded to the present invention.
すなわち本発明の第１の温度センサーは、熱電対を形
成する高融点金属の各々の粉末と、セラミック粉末と有
機ビヒクルとからなるペーストをそれぞれ被測定物に線
状に塗布して焼成することにより、前記被測定物表面に
熱電対を直接形成してなることを特徴とする。That is, the first temperature sensor of the present invention is obtained by linearly applying a paste composed of each powder of refractory metal forming a thermocouple, a ceramic powder and an organic vehicle to an object to be measured and firing it. The thermocouple is directly formed on the surface of the object to be measured.
また本発明の第２の温度センサーは、高融点金属の粉
末と、セラミック粉末と、有機ビヒクルとからなるペー
ストを、被測定物表面にジグザグ状部分を有する線状に
塗布して焼成することにより、前記被測定物表面に直接
形成してなる応力センサーに、前記高融点金属とは異な
る高融点金属の粉末と、セラミック粉末と、有機ビヒク
ルとからなるペーストを前記被測定物に線状に塗布して
焼成することによって得られる線状パターンを接合する
ことにより、温度センサーを設けたことを特徴とする。Further, the second temperature sensor of the present invention comprises applying a paste composed of a refractory metal powder, a ceramic powder, and an organic vehicle in a linear shape having a zigzag portion on the surface of the object to be measured and baking the paste. , A stress sensor formed directly on the surface of the object to be measured is linearly applied to the object to be measured with a paste composed of a powder of a high melting point metal different from the high melting point metal, a ceramic powder, and an organic vehicle. The temperature sensor is provided by joining the linear patterns obtained by firing.
〔実施例及び作用〕 以下本発明を詳細に説明する。[Examples and Functions] The present invention will be described in detail below.
まず本発明で用いるペーストは、高融点金属粉末と、
セラミック粉末と、有機ビヒクルとからなる。First, the paste used in the present invention is a high melting point metal powder,
It consists of ceramic powder and an organic vehicle.
高融点金属粉末の組合せとしては、白金／白金ロジウ
ム合金（ロジウム含有率10重量％、13重量％又は30重量
％等）、イリジウム／ロジウムイリジウム合金、パラジ
ウム系合金等の通常熱電対に使用する金属の粉末を使用
することができる。As a combination of refractory metal powder, platinum / platinum rhodium alloy (rhodium content 10 wt%, 13 wt% or 30 wt%, etc.), iridium / rhodium iridium alloy, palladium alloy, etc. Powders of can be used.
またセラミック粉末としては、被測定物と同一のセラ
ミック粉末、被測定物の焼結助剤、又は被測定物と濡れ
性の良いセラミックスの粉末であれば良く、被測定物に
適合するように適宜選択する。一般的には被測定物がセ
ラミックからなる場合には、その母材と同質材のセラミ
ック粉末を用いるのが好ましい。例えば、Al2O3やSiO2
を主成分とする酸化物系のセラミックスからなる被測定
物に対しては、SiO2、PbSiO3等のSiO2を主成分とするセ
ラミック粉末やアルミノシリケート粉末等が使用でき
る。また、Si3N4等の非酸化物セラミックスが被測定物
となる場合には、上述のSiO2系のセラミックスにイット
リア等の酸化物を焼結助剤として加えたセラミック粉末
を用いるのが良い。なお、被測定物が非酸化物セラミッ
クスの場合には、後述するように、まず被測定物表面の
酸化処理を行うのが良い。The ceramic powder may be the same ceramic powder as the object to be measured, a sintering aid for the object to be measured, or a ceramic powder having good wettability with the object to be measured. select. Generally, when the object to be measured is made of ceramic, it is preferable to use ceramic powder of the same material as the base material. For example, Al 2 O 3 and SiO 2
Against the object to be measured made of oxide-based ceramics mainly ceramic powder and an aluminosilicate powder such as SiO 2 as a main component such as SiO 2, PbSiO 3 may be used. Further, when non-oxide ceramics such as Si 3 N 4 is the object to be measured, it is preferable to use a ceramic powder in which an oxide such as yttria is added to the above-mentioned SiO 2 ceramics as a sintering aid. . When the object to be measured is non-oxide ceramics, it is preferable to first oxidize the surface of the object to be measured, as described later.
有機ビヒクルとしては通常の厚膜印刷用の有機ビヒク
ルが使用できる。このような有機ビヒクルとしては、た
とえばアセチルセルロースをαテルピネオールに溶解し
たものが挙げられる。As the organic vehicle, an ordinary organic vehicle for thick film printing can be used. As such an organic vehicle, for example, acetyl cellulose dissolved in α-terpineol can be mentioned.
上記三成分の配合比は以下の通りとする。 The mixing ratio of the above three components is as follows.
まず高融点金属粉末とセラミック粉末との配合比は、
高融点金属粉末を50〜90重量％、セラミック粉末を50〜
10重量％とする。高融点金属粉末が50重量％未満である
と、良好な高融点金属からなる線状パターンを形成する
ことができず、その電気抵抗が大きくなる。また高融点
金属粉末が90重量％を超す量とすると、ペースト状の混
合物を得ることができず、被測定物表面への塗布の操作
が難しくなる。さらに、相対的にセラミック粉末が少な
くなるために被測定物への接着強度が低下することにな
り好ましくない。First, the mixing ratio of the high melting point metal powder and the ceramic powder is
High melting point metal powder 50-90% by weight, ceramic powder 50-
10% by weight. When the content of the high melting point metal powder is less than 50% by weight, it is not possible to form a good linear pattern made of the high melting point metal, and the electric resistance increases. On the other hand, if the amount of the high melting point metal powder exceeds 90% by weight, a paste-like mixture cannot be obtained, and the operation of coating the surface of the object to be measured becomes difficult. Furthermore, since the ceramic powder is relatively reduced, the adhesive strength to the object to be measured is reduced, which is not preferable.
また有機ビヒクルは、上記の高融点金属粉末とセラミ
ック粉末との混合物100重量部に対して10〜50重量部を
加える。これにより得られるペースト状混合物の粘度を
500〜500,000センチポアズに調節することができる。用
いるペーストをこのような粘度に保つことで、スクリー
ン印刷法等によるペーストの塗布の操作を容易にするこ
とができる。The organic vehicle is added in an amount of 10 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixture of the refractory metal powder and the ceramic powder. The viscosity of the paste mixture obtained by this
It can be adjusted to 500-500,000 centipoise. By maintaining the viscosity of the paste to be used, it is possible to easily apply the paste by a screen printing method or the like.
上述の構成のペーストを用い、被測定物表面に熱電対
となる線状パターン（及び本発明の第２の温度センサー
においては応力測定用のジグザグ状パターン）を形成す
る。このペーストの塗布にはスクリーン印刷法（ハケ刷
り法）を用いるのが好ましい。なお、被測定物がSi3N4
等の非酸化物セラミックスの場合、まず被測定物をたと
えば大気中で800〜1400℃に加熱して被測定物表面を酸
化処理しておくのが良い。これによりペースト塗布後の
焼成で、高融点金属からなる線状パターンの接着強度を
高くすることができる。なお、この酸化処理は1000℃に
おいて30分程度の場合、特に良好である。A linear pattern (and a zigzag pattern for stress measurement in the second temperature sensor of the present invention) that serves as a thermocouple is formed on the surface of the object to be measured using the paste having the above configuration. It is preferable to use a screen printing method (brush printing method) for applying this paste. The object to be measured is Si 3 N 4
In the case of such non-oxide ceramics, it is preferable to first heat the object to be measured at 800 to 1400 ° C. in the atmosphere to oxidize the surface of the object to be measured. This makes it possible to increase the adhesive strength of the linear pattern made of a refractory metal by firing after applying the paste. It should be noted that this oxidation treatment is particularly good at 1000 ° C. for about 30 minutes.
ペーストを被測定物表面に線状に塗布して乾燥後これ
を焼成する。焼成の温度は、被測定物の組成及びペース
トに用いたセラミック粉末の組成により多少異なるが、
800〜1000℃で行うのが良い。なお、高融点金属として
クロメル、コンスタンタン等の金属を用いる場合には、
この焼成の工程を中性又は還元雰囲気中で行うのが好ま
しく、白金系の金属の場合は大気中（酸化雰囲気中）で
行うのが好ましい。The paste is linearly applied on the surface of the object to be measured, dried, and then baked. The firing temperature may vary depending on the composition of the object to be measured and the composition of the ceramic powder used in the paste,
It is better to do it at 800-1000 ℃. When a metal such as chromel or constantan is used as the refractory metal,
This firing step is preferably carried out in a neutral or reducing atmosphere, and in the case of a platinum-based metal, it is preferably carried out in the air (in an oxidizing atmosphere).
第１図は本発明の一実施例による温度センサーの模式
平面図である。温度センサー１は、熱電対を形成する二
種類の高融点金属の一方を含有する線状パターン11、及
び他方の高融点金属を含有する線状パターン12が、両端
部で重なる構造を有する。両線状パターンの重なり部分
13が測温部となり、その重なりは、各線状パターンの幅
を２〜3mm程度とすると、1mm程度であればよい。なお、
線状パターン11及び12において、リード部（図示せず）
を被測定物の比較的低温となる部分まで延長し、そこで
新たにリード線をそれぞれ融着して測定するのが良い。FIG. 1 is a schematic plan view of a temperature sensor according to an embodiment of the present invention. The temperature sensor 1 has a structure in which a linear pattern 11 containing one of two types of refractory metals forming a thermocouple and a linear pattern 12 containing the other refractory metal overlap at both ends. Overlapping part of both linear patterns
13 is a temperature measuring portion, and the overlapping may be about 1 mm when the width of each linear pattern is about 2 to 3 mm. In addition,
Lead portions (not shown) in the linear patterns 11 and 12
Is extended to a relatively low temperature portion of the object to be measured, and new lead wires are preferably fused and measured there.
第２図は本発明のもう一つの実施例による温度センサ
ーの模式平面図である。温度センサー２は、一方の高融
点金属を含有する線状パターン21と、他方の高融点金属
を含有する線状パターン22とが、線状パターン22の端部
23で重なる熱電対部2aを有している。また線状パターン
21は、ジグザグ状の延長部21aを有しており、さらにリ
ード部ｃへと続いている。このジグザグ状の延長部21a
は通常の歪ゲージパターンと同様の形状となっており、
線状パターン21からなるパターン全体が歪ゲージ部2bと
なる。FIG. 2 is a schematic plan view of a temperature sensor according to another embodiment of the present invention. In the temperature sensor 2, the linear pattern 21 containing one refractory metal and the linear pattern 22 containing the other refractory metal are the end portions of the linear pattern 22.
The thermocouple portion 2a overlaps at 23. Also linear pattern
Reference numeral 21 has a zigzag-shaped extension portion 21a, and further extends to the lead portion c. This zigzag extension 21a
Has the same shape as the normal strain gauge pattern,
The entire pattern including the linear pattern 21 becomes the strain gauge portion 2b.
この温度センサー２による測温は、線状パターン22の
リード部ａと、線状パターン21の一方のリード部ｂとの
間に生ずる起電力を測定することによってなされる。ま
た線状パターン21のジグザグ状延長部21aをはさむ両端
部（リード部ｂ及びリード部ｃ）間の抵抗値の変化によ
り、被測定物表面における表面応力を測定できる。The temperature measurement by the temperature sensor 2 is performed by measuring the electromotive force generated between the lead portion a of the linear pattern 22 and one lead portion b of the linear pattern 21. Further, the surface stress on the surface of the object to be measured can be measured by the change of the resistance value between the both ends (the lead part b and the lead part c) sandwiching the zigzag extending part 21a of the linear pattern 21.
なお、各線状パターンの幅は、第１図に示す温度セン
サー１と同様に２〜3mm程度で良いが、歪ゲージ部2bの
リード部ｂ及びｃの幅をジグザグ状パターン部（歪測定
部位）21aにおける幅よりも大きくしておくことで、リ
ード部分における抵抗を小さくし、もってリード部分の
歪によるノイズ（抵抗値）を拾わなくする工夫をするの
が良い。また線状パターン21と線状パターン22との接点
23（熱電対の測温部分）は、第１図に示す温度センサー
１における２つの線状パターンの重なり程度とすれば良
い。The width of each linear pattern may be about 2 to 3 mm as in the temperature sensor 1 shown in FIG. 1, but the widths of the lead portions b and c of the strain gauge portion 2b are zigzag pattern portions (strain measurement portion). By making the width larger than that in 21a, it is preferable to reduce the resistance in the lead portion and thereby prevent noise (resistance value) due to distortion of the lead portion from being picked up. In addition, the contact points between the linear patterns 21 and 22
23 (the temperature measuring portion of the thermocouple) may be about the degree of overlap between the two linear patterns in the temperature sensor 1 shown in FIG.
第２図からわかるように、温度センサー２の温度測定
部位と応力測定部位とは実質的に同一部位となるので、
温度と応力とを同時に精度良く計ることができる。As can be seen from FIG. 2, since the temperature measuring portion and the stress measuring portion of the temperature sensor 2 are substantially the same portion,
It is possible to measure temperature and stress simultaneously and accurately.
本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳細に説明
する。The present invention will be described in more detail by the following specific examples.
実施例１ 高融点金属粉末として白金粉末（平均粒径５μｍ、徳
力化学社製）又は白金ロジウム粉末（ロジウム13重量％
含有、平均粒径５μｍ、徳力化学社製）を用い、またセ
ラミック粉末としてはPbSiO3（平均粒径２μｍ、高純度
化学社製）を、有機ビヒクルとしてはアセチルセルロー
スをαテルピネオールに溶解したビヒクルを用い、以下
に示す配合の、二種類のペーストを調製した。Example 1 Platinum powder (average particle size 5 μm, manufactured by Tokuriki Kagaku) or platinum rhodium powder (rhodium 13% by weight) as the high melting point metal powder
Content, average particle size 5 μm, manufactured by Tokuriki Kagaku), PbSiO 3 (average particle size 2 μm, manufactured by Kojundo Chemical Co., Ltd.) as the ceramic powder, and acetylcellulose vehicle dissolved in α-terpineol as the organic vehicle. Two types of pastes having the following formulations were prepared by using.
白金（又は白金ロジウム粉末） :80重量部 PbSiO3 :20重量部 有機ビヒクル :20重量部 上記の組成からなる２種のペーストを、スクリーン印
刷法によりアルミナ部材表面に第１図に示す形状のパタ
ーンとなるように塗布した。Platinum (or platinum rhodium powder): 80 parts by weight PbSiO 3: 20 parts by weight organic vehicle: two pastes consisting of 20 parts by weight The above composition, the shape shown in FIG. 1 in the alumina member surface by screen printing pattern Was applied so that
乾燥後、大気雰囲気中で900℃にて30分間焼成し、白
金／白金ロジウム系の温度センサーをアルミナ部材表面
に形成した。After drying, it was baked at 900 ° C. for 30 minutes in the air atmosphere to form a platinum / platinum rhodium-based temperature sensor on the surface of the alumina member.
この温度センサーのリード部の端部にリード線を融着
した後、温度センサーを表面に形成したアルミナ部材を
電気炉内に設置し、室温から1500℃まで加熱しながら、
温度センサーの起電力を測定した。結果を第３図に示
す。After fusing the lead wire to the end of the lead part of this temperature sensor, the alumina member having the temperature sensor formed on the surface is placed in an electric furnace and heated from room temperature to 1500 ° C.,
The electromotive force of the temperature sensor was measured. Results are shown in FIG.
第３図からわかるように、この温度センサーが示す起
電力は、JIS C 1602による白金−白金ロジウム（13％ロ
ジウム）の熱電対の起電力に非常に近い起電力となって
いた。As can be seen from FIG. 3, the electromotive force indicated by this temperature sensor was very close to the electromotive force of the platinum-platinum rhodium (13% rhodium) thermocouple according to JIS C 1602.
実施例２ 下記組成の２種類のペーストを用い、窒化ケイ素部材
表面に実施例１と同様にして温度センサーを形成した。
なお窒化ケイ素部材はあらかじめ大気中で1000℃にて30
分加熱し、表面を酸化処理したものを用いた。Example 2 A temperature sensor was formed on the surface of a silicon nitride member in the same manner as in Example 1 using two kinds of pastes having the following compositions.
Note that the silicon nitride member was preliminarily 30
The one which was heated for an hour and whose surface was oxidized was used.
白金（又は白金ロジウム）粉末 :80重量部 SiO2粉末 :20重量部 有機ビヒクル :15重量部 なお、白金粉末、白金ロジウム粉末及び有機ビヒクル
は実施例１と同一のものを使用し、SiO2粉末は平均粒径
２μｍ（和光純薬（株）製）のものを用いた。Platinum (or platinum rhodium) powder: 80 parts by weight SiO 2 powder: 20 parts by weight organic vehicle: 15 parts by weight Note that platinum powder, platinum-rhodium powder and organic vehicle using the same as in Example 1, SiO 2 powder Has an average particle size of 2 μm (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
温度センサーを表面に形成した窒化ケイ素部材を、実
施例１と同様に加熱して温度センサーの起電力を測定し
たところ、JIS C 1602による白金−白金ロジウム（13％
ロジウム）熱電対の起電力と良く一致していた。A silicon nitride member having a temperature sensor formed on the surface was heated in the same manner as in Example 1 and the electromotive force of the temperature sensor was measured. As a result, platinum-platinum rhodium (13%
It was in good agreement with the electromotive force of the thermocouple.
本発明の温度センサーは、接着剤を介さずにセラミッ
クスからなる被測定物表面に直接形成されているので、
500℃を超す高温での測定が可能となる。Since the temperature sensor of the present invention is formed directly on the surface of the DUT made of ceramics without an adhesive,
It is possible to measure at high temperatures above 500 ° C.
またセンサーの形成は、スクリーン印刷法（ハケ刷
り）等で容易に行うことができ、複雑形状の被測定物又
は管状部材内壁面等での測定も容易となる。Further, the sensor can be easily formed by a screen printing method (brush printing) or the like, and the measurement can be easily performed on the object to be measured having a complicated shape or the inner wall surface of the tubular member.
さらに本発明のセンサーは高融点金属粉末にセラミッ
ク粉末及び有機ビヒクルを加えたペーストを用いてこれ
を塗布後焼成して得られるので、被測定物への接着強度
が大となり、種々の測定に供することができる。Furthermore, since the sensor of the present invention is obtained by applying a paste obtained by adding a ceramic powder and an organic vehicle to a refractory metal powder and then firing the paste, the adhesive strength to the object to be measured becomes large, and the sensor is provided for various measurements. be able to.
また本発明の温度センサーでは、熱電対を形成する一
方の極線を延長して歪ゲージ部とするか、または、応力
センサーパターンに、異種金属からなる線状パターンを
接合して熱電対部を形成することができ、これによって
実質的に同一地点の温度と表面応力とを同時に精度良く
計測することができる。Further, in the temperature sensor of the present invention, one of the polar wires forming the thermocouple is extended to form a strain gauge portion, or the stress sensor pattern is joined to a linear pattern made of different metals to form a thermocouple portion. The temperature and the surface stress at the substantially same point can be simultaneously measured with high accuracy.
第１図は本発明の一実施例による温度センサーの模式平
面図であり、 第２図は本発明のもう一つの実施例による温度力センサ
ーの模式平面図であり、 第３図は実施例１における温度センサーの示す起電力を
示すグラフである。 １、２……温度センサー 2a……熱電対部 2b……歪ゲージ部 11、12、21、22……線状パターン a,b,c……リード部FIG. 1 is a schematic plan view of a temperature sensor according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of a temperature force sensor according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing the electromotive force of the temperature sensor in FIG. 1, 2 ...... Temperature sensor 2a ...... Thermocouple part 2b ...... Strain gauge part 11, 12, 21, 22 ...... Linear pattern a, b, c ...... Lead part
Claims (5)
と、セラミック粉末と有機ビヒクルとからなるペースト
をそれぞれ被測定物に線状に塗布して焼成することによ
り、前記被測定物表面に熱電対を直接形成してなること
を特徴とする温度センサー。1. The surface of the object to be measured is applied by linearly applying a paste consisting of each powder of a refractory metal forming a thermocouple, a ceramic powder and an organic vehicle to the object to be measured and baking the paste. A temperature sensor characterized in that a thermocouple is directly formed on the.
前記ペースト中の前記高融点金属粉末が50〜90重量％で
あり、前記セラミック粉末が50〜10重量％であり、前記
有機ビヒクルが固形分100重量部に対して10〜50重量部
であることを特徴とする温度センサー。2. The temperature sensor according to claim 1, wherein
The high melting point metal powder in the paste is 50 to 90% by weight, the ceramic powder is 50 to 10% by weight, and the organic vehicle is 10 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of solid content. Temperature sensor.
いて、前記セラミック粉末が前記被測定物の母材と同一
材質又はその焼結助剤であることを特徴とする温度セン
サー。3. The temperature sensor according to claim 1, wherein the ceramic powder is the same material as the base material of the object to be measured or a sintering aid thereof.
と、セラミック粉末と、有機ビヒクルとからなるペース
トをそれぞれ被測定物に線状に塗布して焼成することに
より、前記被測定物表面に熱電対を直接形成してなる温
度センサーにおいて、前記熱電対を構成する２つの線状
パターンのうち一方を延長してジグザグ状とし、もって
前記ジグザグ状の線状パターンの両端子間における抵抗
変化により歪を測定できる熱応力センサーとしているこ
とを特徴とする温度センサー。4. The object to be measured is applied by linearly applying a paste consisting of each powder of a refractory metal forming a thermocouple, a ceramic powder and an organic vehicle to the object to be measured and firing the paste. In a temperature sensor having a thermocouple directly formed on a surface thereof, one of two linear patterns forming the thermocouple is extended to have a zigzag shape, and thus resistance between both terminals of the zigzag linear pattern is provided. A temperature sensor characterized by being a thermal stress sensor that can measure strain due to changes.
有機ビヒクルとからなるペーストを、被測定物表面にジ
グザグ状部分を有する線状に塗布して焼成することによ
り、前記被測定物表面に直接形成してなる応力センサー
に、前記高融点金属とは異なる高融点金属の粉末と、セ
ラミック粉末と、有機ビヒクルとからなるペーストを前
記被測定物に線状に塗布して焼成することによって得ら
れる線状パターンを接合することにより、温度センサー
を設けたことを特徴とするセンサー。5. A refractory metal powder, a ceramic powder,
A paste composed of an organic vehicle is applied to a surface of the object to be measured in a linear shape having a zigzag portion and baked to form a stress sensor directly formed on the surface of the object to be measured, and the refractory metal is A temperature sensor was provided by joining a linear pattern obtained by linearly applying and firing pastes composed of different refractory metal powders, ceramic powders, and organic vehicles to the object to be measured. A sensor characterized by that.
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| JP2010333A JP2537098B2 (en) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | Temperature sensor |
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| JP2010333A JP2537098B2 (en) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | Temperature sensor |
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| JPH03215722A JPH03215722A (en) | 1991-09-20 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007057260A (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Osaka City | Temperature sensor element and method of manufacturing same |
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|---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-01-19 JP JP2010333A patent/JP2537098B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007057260A (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Osaka City | Temperature sensor element and method of manufacturing same |
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| Publication number | Publication date |
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