JP2939313B2 - Temperature detector for heater - Google Patents

Temperature detector for heater

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JP2939313B2
JP2939313B2 JP24304490A JP24304490A JP2939313B2 JP 2939313 B2 JP2939313 B2 JP 2939313B2 JP 24304490 A JP24304490 A JP 24304490A JP 24304490 A JP24304490 A JP 24304490A JP 2939313 B2 JP2939313 B2 JP 2939313B2
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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、種々の物体を加熱するためのヒータの温度
を検知するための温度検知装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a temperature detecting device for detecting a temperature of a heater for heating various objects.

[従来の技術] 上記のようなヒータは、種々の産業分野で用いられて
いる。このうち、例えば熱分析装置に用いられるヒータ
は、物体すなわち試料をただ単純に加熱すれば良いとい
うのではなくて、それをある一定のプログラムに従って
正確に所定の温度に昇温あるいは降温させることが要求
される。この場合には、ヒータの現実の温度を検知し
て、その検知結果に基づいてヒータへの給電量を制御す
ることが必要となる。
[Prior Art] The heaters as described above are used in various industrial fields. Among them, for example, a heater used in a thermal analyzer is not simply heating an object, that is, a sample, but raising or lowering the temperature to a predetermined temperature accurately according to a certain program. Required. In this case, it is necessary to detect the actual temperature of the heater and control the amount of power supplied to the heater based on the detection result.

従来、ヒータの温度を検知するための手段として、熱
電対を利用した検温装置があることは既に知られてい
る。この装置においては、熱電対の測温点が測温対象で
あるヒータの近くに配置される。しかしながら従来の装
置においては、熱電対の測温点がただ単にヒータの近く
に置かれているというだけであって、両者の間隔を一定
に保持するための方策は採用されておらず、それ故、両
者はそれぞれ独自に移動できるようになっていた。
Conventionally, it is already known that there is a temperature detector using a thermocouple as a means for detecting the temperature of a heater. In this device, a temperature measuring point of a thermocouple is arranged near a heater to be measured. However, in the conventional apparatus, the temperature measuring point of the thermocouple is merely located near the heater, and no measure is taken to keep the distance between the two thermocouples constant. , Both were able to move independently.

[発明が解決しようとする課題] 一般に、ヒータおよび熱電対は、稼働中にそれらの位
置がずれることがある。例えば、ヒータの周囲に不活性
ガスなどが流される場合には、そのガス流によってヒー
タが動くことが考えられる。また、ヒータを含んだ装
置、例えば熱分析装置に振動が加えられたときにはその
内部のヒータが動くことが考えられる。また、高温によ
る熱膨張によって熱電対それ自体が変形して移動するこ
とも考えられる。このような場合、上記のように、ヒー
タと熱電対とがそれぞれ自由に独自に移動可能になって
いると、熱電対の測温点とヒータとの間隔がばらつき、
その結果、正確な温度検知ができなくなるおそれがあっ
た。
[Problems to be Solved by the Invention] Generally, the positions of the heater and the thermocouple may be shifted during operation. For example, when an inert gas or the like is flowed around the heater, the heater may be moved by the gas flow. Also, when vibration is applied to a device including a heater, for example, a thermal analyzer, the heater inside the device may move. It is also conceivable that the thermocouple itself deforms and moves due to thermal expansion due to high temperature. In such a case, as described above, if the heater and the thermocouple can be freely and independently moved, the distance between the temperature measuring point of the thermocouple and the heater varies,
As a result, accurate temperature detection may not be possible.

特に、熱電対とヒータとが接触したり、離れたりする
という動作を繰り返す場合には、温度検知結果が著しく
乱れるおそれがある。
In particular, when the operation of contacting or separating the thermocouple and the heater is repeated, the temperature detection result may be significantly disturbed.

本発明は、従来装置における上記の問題点に鑑みてな
されたものであって、熱電対の測温点とヒータとの間を
一定に保持することにより、常に正確なヒータ温度検知
ができるようなヒータの温度検知装置を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems in the conventional apparatus, and has a constant temperature measurement point of a thermocouple and a constant temperature between a heater so that accurate heater temperature detection can always be performed. An object of the present invention is to provide a heater temperature detecting device.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明に係る温度検知装
置は、ヒータの近くに熱電対の測温点を配置させてその
ヒータの温度を検知する温度検知装置において、前記ヒ
ータと前記熱電対とを互いに連結する固定線を設け、そ
の固定線は、前記熱電対を構成する2種の材料のうちの
いずれか一方と同じ材料によって構成されていて、前記
熱電対の測温点と前記ヒータとが前記固定線によって連
結されることを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a temperature detecting device according to the present invention is arranged such that a temperature measuring point of a thermocouple is arranged near a heater to detect the temperature of the heater. , A fixed line connecting the heater and the thermocouple to each other is provided, and the fixed line is made of the same material as one of two materials constituting the thermocouple; The pair of temperature measuring points and the heater are connected by the fixed line.

上記構成のヒータの温度検知装置においては、前記熱
電対をW−Re25%及びW−Re3%の2種の材料によって
形成し、前記固定線をW−Re25%又はW−Re3%によっ
て形成することができる。
In the temperature detecting device for a heater having the above configuration, the thermocouple is formed of two kinds of materials, W-Re25% and W-Re3%, and the fixed wire is formed of W-Re25% or W-Re3%. Can be.

上記構成のヒータの温度検知装置において、前記ヒー
タはメッシュヒータによって形成でき、前記固定線は前
記メッシュヒータの編目に接合又は引っかけることがで
きる。
In the heater temperature detecting device having the above-described configuration, the heater can be formed by a mesh heater, and the fixed line can be joined or hooked to a stitch of the mesh heater.

[作用] 本発明に係るヒータの温度検知装置によれば、ヒータ
と熱電対の測温点とは固定線によって常に一定間隔に保
持される。これにより、ヒータ及び熱電対のいずれか一
方又は両方に位置変動が生じるときでも、両者の相対的
な位置関係は変化することが無く、よって、常に正確な
温度データを得ることができる。
[Operation] According to the heater temperature detecting device of the present invention, the heater and the temperature measuring point of the thermocouple are always kept at a fixed interval by a fixed line. Accordingly, even when one or both of the heater and the thermocouple fluctuates, the relative positional relationship between the two does not change, and thus accurate temperature data can always be obtained.

また、固定線は熱電対を構成する2種の材料のうちの
いずれか一方と同じ材料によって構成され、さらに熱電
対の測温点とヒータとが固定線によって連結されるの
で、ヒータの温度を固定線を通して直接に熱電対の測温
点へ導くことができ、そのため、ガス雰囲気を通して測
温する場合に比べて、熱流を安定化でき、しかも外乱の
影響を受け難くすることができ、その結果、より一層正
確な温度検知が可能である。
Further, the fixed wire is made of the same material as one of the two materials constituting the thermocouple, and the temperature measuring point of the thermocouple and the heater are connected by the fixed wire. The temperature can be directly led to the thermocouple through the fixed wire, so that the heat flow can be stabilized and the influence of disturbance can be reduced compared to the case where the temperature is measured through a gas atmosphere. Thus, more accurate temperature detection is possible.

請求項2の温度検知装置によれば、熱電対をW−Re25
%及びW−Re3%の2種の材料によって形成するので、
ヒータの温度が2400℃以上の超高温になる場合でも温度
検知を行うことができる。また、固定線をW−Re25%又
はW−Re3%、すなわち熱電対と同じ材料によって形成
することにより、非常に正確な温度検知が可能である。
According to the temperature detecting device of the second aspect, the thermocouple is connected to the W-Re25
% And W-Re3%.
Temperature detection can be performed even when the temperature of the heater is as high as 2400 ° C. or more. Also, by forming the fixed wire from W-Re25% or W-Re3%, that is, the same material as the thermocouple, extremely accurate temperature detection is possible.

[実施例] 第1図は、本発明に係るヒータの温度検知装置の一実
施例を示している。ここに示してあるヒータ1は、概ね
円筒状に形成されたメッシュヒータによって構成されて
いる。このヒータ1は、種々の物体を加熱するために用
いられるものであるが、これを熱分析装置に用いる場合
を考えると、例えば第2図に示すような方法で用いられ
る。
Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of a heater temperature detecting device according to the present invention. The heater 1 shown here is constituted by a mesh heater formed in a substantially cylindrical shape. The heater 1 is used to heat various objects, and when it is used in a thermal analyzer, it is used, for example, by a method as shown in FIG.

第2図に示す装置は、いわゆる示差熱天秤装置(TG−
DTA装置)にヒータを組み込んだものである。同図にお
いて、ヒータ1によって取り囲まれる位置にサンプルホ
ルダ2が置かれている。このサンプルホルダ2は、支柱
3を介して天秤4の上に支持されている。サンプルホル
ダ2の上には、2つの試料皿5および6が載せられてい
て、一方の試料皿、例えば試料皿5に標準物質が収納さ
れ、他方の試料皿6に測定試料が収納されている。
The device shown in FIG. 2 is a so-called differential thermal balance device (TG-
DTA device) with a heater incorporated. In the figure, a sample holder 2 is placed at a position surrounded by a heater 1. The sample holder 2 is supported on a balance 4 via a column 3. Two sample dishes 5 and 6 are placed on the sample holder 2. One sample dish, for example, the sample dish 5 contains a standard substance, and the other sample dish 6 contains a measurement sample. .

標準物質および測定試料は、予め決められた所定のプ
ログラムに基づいて発熱するヒータ1によって加熱され
る。そしてそのとき、標準物質と測定試料との間の温度
差、いわゆる示差熱が測定され、同時に天秤4によって
試料の重量変動が測定される。
The standard substance and the measurement sample are heated by the heater 1 that generates heat based on a predetermined program. Then, at that time, the temperature difference between the standard substance and the measurement sample, that is, so-called differential heat, is measured, and at the same time, the weight fluctuation of the sample is measured by the balance 4.

第2図において、符号7は炉壁であり、8は輻射熱の
放散を防ぐリフレクタである。
In FIG. 2, reference numeral 7 denotes a furnace wall, and reference numeral 8 denotes a reflector for preventing radiation of radiant heat.

上記のように、ヒータ1からの発熱は、測定目的に応
じて所定のプログラムに従って制御される。以下に、そ
の制御のための構成について説明する。
As described above, the heat generation from the heater 1 is controlled according to a predetermined program according to the measurement purpose. Hereinafter, a configuration for the control will be described.

第1図に戻って、ヒータ1の近くに熱電対9が設けら
れている。この熱電対は、ヒータ1による発熱が2400℃
以上の超高温になる場合を想定して、例えばマイナス側
がW−Re25%、プラス側がW−Re3%のものを用いてい
る。この熱電対の測温点9aは、ヒータ1の近くに配置さ
れているが、その測定点9aは、固定線10によってヒータ
1に連結されている。固定線10は、熱電対9を構成して
いる材料のうちのいずれか一方、例えばW−Re25%によ
って構成されていて、第3図に示すように、一端が熱電
対測定点9aに溶接され、他端がヒータ1の編目に接合、
あるいは引っかけられている。
Returning to FIG. 1, a thermocouple 9 is provided near the heater 1. The heat generated by the heater 1 is 2400 ° C.
Assuming the case where the temperature becomes extremely high as described above, for example, the one with W-Re25% on the minus side and W-Re3% on the plus side is used. The temperature measuring point 9a of this thermocouple is arranged near the heater 1, and the measuring point 9a is connected to the heater 1 by a fixed line 10. The fixed wire 10 is made of one of the materials constituting the thermocouple 9, for example, W-Re25%, and has one end welded to the thermocouple measurement point 9a as shown in FIG. The other end is joined to the stitch of the heater 1,
Or have been hooked.

ヒータ1の温度は、熱電対9によって検知され、その
ときの温度検知信号が絶縁回路11を介してコントロール
回路12へ送られる。コントロール回路12には、測定目的
に応じた昇温プログラムが予め記憶されていて、送られ
てきた温度検知信号がその昇温プログラムと比較され
る。コントロール回路12は、その比較結果に基づいて、
ヒータ1への給電回路13内に配置されている電流制御回
路14を制御し、ヒータ1へ流れ込む電流を制御する。こ
うして、ヒータ1からの発熱量が制御される。
The temperature of the heater 1 is detected by the thermocouple 9, and a temperature detection signal at that time is sent to the control circuit 12 via the insulating circuit 11. The control circuit 12 stores in advance a heating program corresponding to the measurement purpose, and compares the sent temperature detection signal with the heating program. The control circuit 12, based on the comparison result,
The current control circuit 14 disposed in the power supply circuit 13 for the heater 1 is controlled to control the current flowing into the heater 1. Thus, the amount of heat generated from the heater 1 is controlled.

第2図において、炉壁7の内部には、測定試料の反応
を安定化させるなどのために、外部より不活性ガスが送
り込まれることがある。この場合には、ヒータ1がその
ガス流によって揺動する。また、炉壁7に何等かの力が
加わったときにもヒータ1が動くことがある。さらに、
熱電対9それ自身が熱膨張によって変形することがあ
る。このように、ヒータ1または熱電対9が相対的に移
動する場合、従来であれば、ヒータ1と熱電対測温点9a
との間隔が変動して、正確な温度検知ができなかったの
であるが、本実施例では、固定線10によってヒータ1お
よび熱電対9の両者の間隔が常に、一定に保持されてい
るので、温度検知にばらつきが生じることがなく、その
結果、ヒータ1により正確な温度制御ができるようにな
った。
In FIG. 2, an inert gas may be sent from the outside into the furnace wall 7 in order to stabilize the reaction of the measurement sample. In this case, the heater 1 swings by the gas flow. The heater 1 may also move when some force is applied to the furnace wall 7. further,
The thermocouple 9 itself may be deformed by thermal expansion. As described above, when the heater 1 or the thermocouple 9 relatively moves, conventionally, the heater 1 and the thermocouple temperature measuring point 9a
In this embodiment, the interval between the heater 1 and the thermocouple 9 is always kept constant by the fixed wire 10. There is no variation in temperature detection, and as a result, accurate temperature control can be performed by the heater 1.

特に、本実施例では、固定線10としてW−Re25%とい
う熱電対材料を用い、しかもそれを熱電対測温点9aに接
続してあるので、検温精度がより一層向上している。
Particularly, in the present embodiment, a thermocouple material of W-Re 25% is used as the fixed wire 10 and is connected to the thermocouple temperature measuring point 9a, so that the accuracy of temperature measurement is further improved.

なお、熱電対9とコントロール回路12との間には、絶
縁回路11が設けられている。この絶縁回路11は、ヒータ
1を流れる電流が熱電対9を介してコントロール回路12
へ流れ込むこと、すなわち、熱電対9に生じる熱起電力
がヒータ電流によって乱されることを防止するために、
ヒータ1および熱電対9を経由して閉回路が形成される
のを絶縁している。
Note that an insulating circuit 11 is provided between the thermocouple 9 and the control circuit 12. The insulation circuit 11 is connected to a control circuit 12 via a thermocouple 9 through a current flowing through the heater 1.
Flow, that is, in order to prevent the thermoelectromotive force generated in the thermocouple 9 from being disturbed by the heater current,
The formation of a closed circuit via the heater 1 and the thermocouple 9 is insulated.

以上、一つの実施例をあげて本発明を説明したが、本
発明はその実施例に限定されることはない。
As described above, the present invention has been described with reference to one embodiment, but the present invention is not limited to the embodiment.

固定線10は、熱電対測温点9aとヒータ1との間隔を一
定に保つことが、主要な目的であるから、その材質およ
び熱電対9への取付位置は、その目的が達成される限り
において、任意に変更することができる。例えば、熱電
対材料以外の金属とすることもできる。また、導電性材
料に限らず、絶縁性材料とすることもできる。さらに、
熱電対測定点9a以外の別の所に、接続することも可能で
ある。
The main purpose of the fixed wire 10 is to keep the distance between the thermocouple temperature measuring point 9a and the heater 1 constant. Therefore, the material and the mounting position on the thermocouple 9 are limited as long as the purpose is achieved. Can be changed arbitrarily. For example, a metal other than the thermocouple material can be used. Further, the material is not limited to a conductive material, and may be an insulating material. further,
It is also possible to connect to another place other than the thermocouple measurement point 9a.

第2図に鎖線で示すように、試料皿5および6を真空
チャンバ20で覆い、真空ポンプ21によってその真空チャ
ンバ20内、すなわち試料皿5および6のまわりを真空に
保持した状態で測定が行われる場合もある。このような
場合に本発明を適用することもできる。
As shown by the dashed line in FIG. 2, the sample dishes 5 and 6 are covered with a vacuum chamber 20, and the measurement is carried out with the vacuum pump 21 holding the vacuum inside the vacuum chamber 20, that is, around the sample dishes 5 and 6. You may be asked. In such a case, the present invention can be applied.

[発明の効果] 請求項1の発明によれば、固定線によって、熱電対の
測温点とヒータとの間の間隔が常に一定に保持されるの
で、常に正確なヒータの温度検知をすることが可能とな
った。
[Effect of the Invention] According to the first aspect of the present invention, since the distance between the temperature measuring point of the thermocouple and the heater is always kept constant by the fixed line, the heater temperature can always be accurately detected. Became possible.

しかも、ヒータの温度を直接に熱電対の測温点へ導く
ことができるようになり、より一層、正確な温度検知が
可能となった。
In addition, the temperature of the heater can be directly led to the temperature measuring point of the thermocouple, so that more accurate temperature detection can be performed.

特に、真空環境下において温度検知が必要な場合、真
空中ではガスの対流による伝導がないので、従来の温度
検知装置においては、ヒータと熱電対測温点との間に大
きな温度差が生じ、それ故、正確なヒータの温度検知が
できなかった。これに対して本発明によれば、ガスの対
流とは無関係にヒータの温度を直接に熱電対の測温点へ
導くことができるので、そのような場合もきわめて正確
な温度検知ができるようになった。
In particular, when temperature detection is required in a vacuum environment, there is no conduction by gas convection in a vacuum, so in a conventional temperature detection device, a large temperature difference occurs between a heater and a thermocouple temperature measuring point, Therefore, accurate temperature detection of the heater could not be performed. On the other hand, according to the present invention, the temperature of the heater can be directly led to the temperature measuring point of the thermocouple independently of the convection of the gas. became.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る温度検知装置の一実施例を示す図
式図、第2図はその温度検知装置の利用例である示差熱
天秤装置の要部側断面図、第3図は第1図の要部を示す
側面図である。 1……ヒータ 9……熱電対 9a……熱電対測温点 10……固定線 11……絶縁回路
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a temperature detecting device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional side view of a main part of a differential thermal balance device as an example of use of the temperature detecting device, and FIG. It is a side view which shows the principal part of a figure. 1 ... heater 9 ... thermocouple 9a ... thermocouple temperature measuring point 10 ... fixed wire 11 ... insulation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01K 7/02 H05B 3/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01K 7/02 H05B 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ヒータの近くに熱電対の測温点を配置させ
てそのヒータの温度を検知する温度検知装置において、
前記ヒータと前記熱電対とを互いに連結する固定線を設
け、その固定線は、前記熱電対を構成する2種の材料の
うちのいずれか一方と同じ材料によって構成されてい
て、前記熱電対の測温点と前記ヒータとが前記固定線に
よって連結されることを特徴とするヒータの温度検知装
置。
1. A temperature detecting device for locating a temperature measuring point of a thermocouple near a heater and detecting the temperature of the heater.
A fixed line connecting the heater and the thermocouple to each other is provided, and the fixed line is made of the same material as one of the two materials constituting the thermocouple, and A heater temperature detecting device, wherein a temperature measuring point and the heater are connected by the fixed line.
【請求項2】請求項1において、前記熱電対はW−Re25
%及びW−Re3%の2種の材料によって形成され、前記
固定線はW−Re25%又はW−Re3%によって形成される
ことを特徴とするヒータの温度検知装置。
2. The thermocouple according to claim 1, wherein said thermocouple is W-Re25.
% And W-Re3%, and the fixed line is formed by W-Re25% or W-Re3%.
【請求項3】請求項1又は請求項2において、前記ヒー
タはメッシュヒータであり、前記固定線は前記メッシュ
ヒータの編目に接合又は引っかけられることを特徴とす
るヒータの温度検知装置。
3. The heater temperature detecting device according to claim 1, wherein the heater is a mesh heater, and the fixed line is joined or hooked to a stitch of the mesh heater.
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