JP3404531B2 - 温度校正方法および装置 - Google Patents
温度校正方法および装置Info
- Publication number
- JP3404531B2 JP3404531B2 JP2001058447A JP2001058447A JP3404531B2 JP 3404531 B2 JP3404531 B2 JP 3404531B2 JP 2001058447 A JP2001058447 A JP 2001058447A JP 2001058447 A JP2001058447 A JP 2001058447A JP 3404531 B2 JP3404531 B2 JP 3404531B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- crucible
- carbon
- point
- fixed point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
- G01K15/002—Calibrated temperature sources, temperature standards therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば放射温度計
等、１１００℃を越える高温域で使用される温度計の校
正に必要となる温度定点るつぼおよび温度定点実現装置
に関するものである。
等、１１００℃を越える高温域で使用される温度計の校
正に必要となる温度定点るつぼおよび温度定点実現装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】温度計を校正する際、常温域以上では金
属の凝固点もしくは融点が温度の定義定点として採用さ
れ、その実現方法として温度定点るつぼが用いられる。
これらは通常、グラファイト製のるつぼを用い、その中
に定点物質として純金属を鋳込んだものであり、その内
部の温度を温度計で測定し、温度定点るつぼを温度可変
の炉の内部に置き環境温度を昇温・降温させたときのる
つぼの温度変化を観測、定点物質の液相・固相が共存す
る状態では融解の潜熱により温度変化がなくなることを
利用して温度計の校正を行うものである(（社）日本電
気計測器工業界編「新編温度計の正しい使い方」、第７
章、日本工業出版社（1997）参照)。
属の凝固点もしくは融点が温度の定義定点として採用さ
れ、その実現方法として温度定点るつぼが用いられる。
これらは通常、グラファイト製のるつぼを用い、その中
に定点物質として純金属を鋳込んだものであり、その内
部の温度を温度計で測定し、温度定点るつぼを温度可変
の炉の内部に置き環境温度を昇温・降温させたときのる
つぼの温度変化を観測、定点物質の液相・固相が共存す
る状態では融解の潜熱により温度変化がなくなることを
利用して温度計の校正を行うものである(（社）日本電
気計測器工業界編「新編温度計の正しい使い方」、第７
章、日本工業出版社（1997）参照)。
【０００３】定義定点の最高温度は１０８５℃の銅点で
あり、銅点より高温域では外挿により目盛りが定義され
ている。銅点以上の温度域での目盛りの維持には銅点以
下で定点校正された放射温度計を利用するか、リボン電
球と呼ばれるタングステンリボンをフィラメントとする
電球の放射輝度と電流の特性に目盛りを移して行われて
いる。
あり、銅点より高温域では外挿により目盛りが定義され
ている。銅点以上の温度域での目盛りの維持には銅点以
下で定点校正された放射温度計を利用するか、リボン電
球と呼ばれるタングステンリボンをフィラメントとする
電球の放射輝度と電流の特性に目盛りを移して行われて
いる。
【０００４】銅点より高温域で定点を実現する試みとし
てパラジウム（凝固点１５５０℃）や白金（１７７０
℃）の凝固点を実現する試みが行われ、アルミナ製るつ
ぼを用いて溶解することで定点を測定した例が報告され
ている（T.J. Quinn、T.R.D. Chandler: Temperature、
Its Measurement and Control in Science and Indust
ry、 Plumb、 H.H. (ed.)、 Vol. 4、 Part 1、 p.29
5、 Pittsburgh: Instrument Society of America (197
2)、P.B Coates、T.R.D. Chandler、J.W. Andrews、Hig
h Temperature and High Pressure、 Vol. 15、 p.573
(1983)参照）。
てパラジウム（凝固点１５５０℃）や白金（１７７０
℃）の凝固点を実現する試みが行われ、アルミナ製るつ
ぼを用いて溶解することで定点を測定した例が報告され
ている（T.J. Quinn、T.R.D. Chandler: Temperature、
Its Measurement and Control in Science and Indust
ry、 Plumb、 H.H. (ed.)、 Vol. 4、 Part 1、 p.29
5、 Pittsburgh: Instrument Society of America (197
2)、P.B Coates、T.R.D. Chandler、J.W. Andrews、Hig
h Temperature and High Pressure、 Vol. 15、 p.573
(1983)参照）。
【０００５】又、るつぼ材料としてタングステンを用
い、その中でアルミナを溶解し、２０５０℃でのその融
解・凝固を放射温度計で観測、定点とする試みも報告さ
れている (H. Sakate、F. Sakuma、A. Ono、Metrologi
a、 Vol 32、 p.129、 (1995)参照)。
い、その中でアルミナを溶解し、２０５０℃でのその融
解・凝固を放射温度計で観測、定点とする試みも報告さ
れている (H. Sakate、F. Sakuma、A. Ono、Metrologi
a、 Vol 32、 p.129、 (1995)参照)。
【０００６】一方、共晶を温度定点として用いること
は、金属／金属共晶では試みられてきた。グラファイト
製るつぼに銅／銀共晶、あるいは銅／アルミ共晶を鋳込
み、その溶解・凝固を観測することで定点を実現する報
告がされている (伊藤、計測自動制御学会論文集、１９
巻、１２号、p.978 (1983)参照)。
は、金属／金属共晶では試みられてきた。グラファイト
製るつぼに銅／銀共晶、あるいは銅／アルミ共晶を鋳込
み、その溶解・凝固を観測することで定点を実現する報
告がされている (伊藤、計測自動制御学会論文集、１９
巻、１２号、p.978 (1983)参照)。
【０００７】また、炭素を成分とするるつぼと、るつぼ
に封入され、炭素と金属の共晶組織であることを特徴と
する温度定点るつぼ、及び温度定点るつぼを内部に設置
し、前記定点るつぼの周囲温度を上昇または下降せし
め、その時の前記温度定点るつぼの温度変化を温度計に
て測定する炉から成る温度定点装置が報告されている。
さらに測定された温度変化状態から前記温度計を校正す
ることを特徴とする温度校正方法が報告されている。
（山田善郎、特開２０００−１８０２７２）
に封入され、炭素と金属の共晶組織であることを特徴と
する温度定点るつぼ、及び温度定点るつぼを内部に設置
し、前記定点るつぼの周囲温度を上昇または下降せし
め、その時の前記温度定点るつぼの温度変化を温度計に
て測定する炉から成る温度定点装置が報告されている。
さらに測定された温度変化状態から前記温度計を校正す
ることを特徴とする温度校正方法が報告されている。
（山田善郎、特開２０００−１８０２７２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のグラファイトを
用いて純金属を鋳込んだ温度定点るつぼは１０８５℃の
銅点が最高温度となっている。これは、より高温の融点
をもつ金属をグラファイトるつぼで溶解した場合、グラ
ファイトが金属中に溶出し金属の純度が下がり、凝固点
降下をもたらすためである。
用いて純金属を鋳込んだ温度定点るつぼは１０８５℃の
銅点が最高温度となっている。これは、より高温の融点
をもつ金属をグラファイトるつぼで溶解した場合、グラ
ファイトが金属中に溶出し金属の純度が下がり、凝固点
降下をもたらすためである。
【０００９】銅点以上の温度定点るつぼがないため、採
用されているリボン電球や放射温度計による目盛りの維
持は、外挿に依存するため、精度の大きな劣化を招いて
いる。例えば、我が国の放射温度計のトレーサビリティ
において、１０８５℃での供給精度は０．３℃であるの
に対し、１６００℃では４℃、２０００℃では８℃と急
激に劣化する。
用されているリボン電球や放射温度計による目盛りの維
持は、外挿に依存するため、精度の大きな劣化を招いて
いる。例えば、我が国の放射温度計のトレーサビリティ
において、１０８５℃での供給精度は０．３℃であるの
に対し、１６００℃では４℃、２０００℃では８℃と急
激に劣化する。
【００１０】また、より高精度の目盛り設定を行おうと
すると、高精度の放射温度計を用い、その精密な特性評
価を行うなど、大変な労力を伴う一方、外挿に依存する
ことには変わらないため、得られる設定・維持精度も２
０００℃で０．８℃程度である。
すると、高精度の放射温度計を用い、その精密な特性評
価を行うなど、大変な労力を伴う一方、外挿に依存する
ことには変わらないため、得られる設定・維持精度も２
０００℃で０．８℃程度である。
【００１１】また、リボン電球は、リボンの放射率が１
でないため、測定する波長により補正が必要となり、高
精度の利用は困難であったほか、２０００℃以上ではリ
ボンのタングステンの蒸発が生じるため不活性ガス封入
で使用する必要があり、そのため対流により安定な特性
が得られなかった。
でないため、測定する波長により補正が必要となり、高
精度の利用は困難であったほか、２０００℃以上ではリ
ボンのタングステンの蒸発が生じるため不活性ガス封入
で使用する必要があり、そのため対流により安定な特性
が得られなかった。
【００１２】アルミナ製るつぼでパラジウム点あるいは
白金点を実現しようとする試みは短期の測定には利用可
能であるものの、繰り返し使用するにはアルミナが熱衝
撃に弱く脆いためるつぼが割れるという問題、及びアル
ミナの還元によって金属の汚染を生じるため，酸化雰囲
気中でるつぼを取り扱わなければならないという問題が
あり、実用性に欠ける。
白金点を実現しようとする試みは短期の測定には利用可
能であるものの、繰り返し使用するにはアルミナが熱衝
撃に弱く脆いためるつぼが割れるという問題、及びアル
ミナの還元によって金属の汚染を生じるため，酸化雰囲
気中でるつぼを取り扱わなければならないという問題が
あり、実用性に欠ける。
【００１３】タングステンるつぼでアルミナを溶解する
方法は、タングステンの加工性が悪く横型のるつぼに溶
融アルミナを封じ込めることが困難であること、タング
ステンの放射率が低いため、放射率が１に近い黒体空洞
が形成できず、十分な精度が得られないこと等の点で実
現の可能性が低い。
方法は、タングステンの加工性が悪く横型のるつぼに溶
融アルミナを封じ込めることが困難であること、タング
ステンの放射率が低いため、放射率が１に近い黒体空洞
が形成できず、十分な精度が得られないこと等の点で実
現の可能性が低い。
【００１４】金属／金属共晶を用いる方法は、銅点より
も低い温度域で定点の数を増やすことを目的としてお
り、銅点以上で同方法を用いた場合、グラファイトの溶
出による凝固点降下は免れないため、定点は実現しな
い．
も低い温度域で定点の数を増やすことを目的としてお
り、銅点以上で同方法を用いた場合、グラファイトの溶
出による凝固点降下は免れないため、定点は実現しな
い．
【００１５】一方、炭素を成分とするるつぼと、炭素と
金属の共晶組織であることを特徴とする温度定点るつぼ
を用いる方法の場合、２７３２℃までしか温度定点が実
現しない。また、実際問題として、オスミウムの酸化物
は無色で猛毒の気体であり，定点物質には適さないこと
を考えると、炭素と金属の共晶組織を用いた定点温度と
しては炭素とレニウムの共晶を用いた２４７４℃が最高
温度である。
金属の共晶組織であることを特徴とする温度定点るつぼ
を用いる方法の場合、２７３２℃までしか温度定点が実
現しない。また、実際問題として、オスミウムの酸化物
は無色で猛毒の気体であり，定点物質には適さないこと
を考えると、炭素と金属の共晶組織を用いた定点温度と
しては炭素とレニウムの共晶を用いた２４７４℃が最高
温度である。
【００１６】本発明は、上記従来技術の問題点を克服
し、２５００℃を越える温度域まで定点温度域を拡張
し、放射温度計およびその他の高温域で使用されるあら
ゆる温度計の校正の高精度化を達成することを目的とす
る。
し、２５００℃を越える温度域まで定点温度域を拡張
し、放射温度計およびその他の高温域で使用されるあら
ゆる温度計の校正の高精度化を達成することを目的とす
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、炭素を成分とするるつぼと、前記るつぼに
封入された定点物質とから成る温度定点るつぼであっ
て、前記定点物質は、炭化物と炭素の共晶組織、又は炭
素固溶体と炭素の共晶組織であることを特徴とする温度
定点るつぼを提供する。
するために、炭素を成分とするるつぼと、前記るつぼに
封入された定点物質とから成る温度定点るつぼであっ
て、前記定点物質は、炭化物と炭素の共晶組織、又は炭
素固溶体と炭素の共晶組織であることを特徴とする温度
定点るつぼを提供する。
【００１８】さらに本発明は、上記課題を解決するため
に、前記温度定点るつぼを内部に設置し、前記温度定点
るつぼの周囲温度を上昇または下降せしめ、その時の前
記温度定点るつぼの温度変化を温度計にて測定する炉を
有し、前記温度定点るつぼが、炭素を成分とするるつぼ
と、前記るつぼに封入され、炭化物と炭素の共晶組織、
又は炭素固溶体と炭素の共晶組織である定点物質とから
成ることを特徴する温度定点装置を提供する。
に、前記温度定点るつぼを内部に設置し、前記温度定点
るつぼの周囲温度を上昇または下降せしめ、その時の前
記温度定点るつぼの温度変化を温度計にて測定する炉を
有し、前記温度定点るつぼが、炭素を成分とするるつぼ
と、前記るつぼに封入され、炭化物と炭素の共晶組織、
又は炭素固溶体と炭素の共晶組織である定点物質とから
成ることを特徴する温度定点装置を提供する。
【００１９】さらに本発明は、上記課題を解決するため
に、炭素を成分とするるつぼと、前記るつぼに封入さ
れ、炭化物と炭素の共晶組織、又は炭素固溶体と炭素の
共晶組織である定点物質とからなる温度定点るつぼの周
囲温度を上昇または下降せしめ、その時の前記温度定点
るつぼの温度を温度計にて測定し、測定された温度変化
状態から前記温度計を校正することを特徴とする温度計
校正方法を提供する。
に、炭素を成分とするるつぼと、前記るつぼに封入さ
れ、炭化物と炭素の共晶組織、又は炭素固溶体と炭素の
共晶組織である定点物質とからなる温度定点るつぼの周
囲温度を上昇または下降せしめ、その時の前記温度定点
るつぼの温度を温度計にて測定し、測定された温度変化
状態から前記温度計を校正することを特徴とする温度計
校正方法を提供する。
【００２０】前記炭化物又は炭素固溶体が、ホウ素、モ
リブデン、バナジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニ
ウム、ニオブ、タンタル、タングステン又は希土類元素
の炭化物又は炭素固溶体である。
リブデン、バナジウム、チタン、ジルコニウム、ハフニ
ウム、ニオブ、タンタル、タングステン又は希土類元素
の炭化物又は炭素固溶体である。
【００２１】前記温度計は放射温度計およびその他いず
れの温度計でも良い。
れの温度計でも良い。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明に係る温度定点るつぼ、温
度定点装置及び温度計校正方法の実施の形態を実施例に
基づき図面を参照して説明する。
度定点装置及び温度計校正方法の実施の形態を実施例に
基づき図面を参照して説明する。
【００２３】（実施例１）図１は本発明に係る実施例１
を説明する図である。図１において、温度定点るつぼ
は、グラファイト製のるつぼ１に炭化物と炭素の共晶組
織、又は炭素固溶体と炭素の共晶組織２を鋳込んだもの
から成り、炭化物と炭素の共晶組織、又は炭素固溶体と
炭素の共晶組織２の融解・凝固点温度を定点として用い
る。３は黒体空洞である。
を説明する図である。図１において、温度定点るつぼ
は、グラファイト製のるつぼ１に炭化物と炭素の共晶組
織、又は炭素固溶体と炭素の共晶組織２を鋳込んだもの
から成り、炭化物と炭素の共晶組織、又は炭素固溶体と
炭素の共晶組織２の融解・凝固点温度を定点として用い
る。３は黒体空洞である。
【００２４】この温度定点るつぼを温度可変電気炉の中
に設置し、その内部の温度を被校正温度計で測定し、環
境温度を昇温・降温させたときのるつぼの温度変化を観
測、液相・固相が共存する状態では融解の潜熱により温
度変化がなくなることを利用して温度計の校正を行う。
被校正温度計としては放射温度計、熱電対など、高温で
使用される温度計を用いる。
に設置し、その内部の温度を被校正温度計で測定し、環
境温度を昇温・降温させたときのるつぼの温度変化を観
測、液相・固相が共存する状態では融解の潜熱により温
度変化がなくなることを利用して温度計の校正を行う。
被校正温度計としては放射温度計、熱電対など、高温で
使用される温度計を用いる。
【００２５】温度定点るつぼの炭化物又は炭素固溶体材
料としては、銅点より融点が高い炭素共晶を形成するも
のを用いる。具体的にはホウ素、モリブデン、バナジウ
ム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タン
タル、タングステン、希土類元素の炭化物又は炭素固溶
体を利用する。
料としては、銅点より融点が高い炭素共晶を形成するも
のを用いる。具体的にはホウ素、モリブデン、バナジウ
ム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タン
タル、タングステン、希土類元素の炭化物又は炭素固溶
体を利用する。
【００２６】図２は、常温以上で従来用いられてきたIT
S-90に定められた純金属による温度定点を示す。図３に
特許2000-180272に用いられた、金属−炭素共晶による
定点温度を示す。図４は炭化物と炭素の共晶、又は炭素
固溶体と炭素の共晶の定点温度を示すものであり、図５
は相図の一例としてチタンと炭素の相図を示すものであ
る。
S-90に定められた純金属による温度定点を示す。図３に
特許2000-180272に用いられた、金属−炭素共晶による
定点温度を示す。図４は炭化物と炭素の共晶、又は炭素
固溶体と炭素の共晶の定点温度を示すものであり、図５
は相図の一例としてチタンと炭素の相図を示すものであ
る。
【００２７】図４及び図５により、本発明の温度定点る
つぼの作用を説明する。炭化チタン（TiC）の凝固点が
３０６７℃にあるのに対し、本発明で定点として用いる
共晶は炭素を３０重量パーセント含んだ組成比で存在
し、その凝固点は２７７６℃にあることがこの図より分
かる。
つぼの作用を説明する。炭化チタン（TiC）の凝固点が
３０６７℃にあるのに対し、本発明で定点として用いる
共晶は炭素を３０重量パーセント含んだ組成比で存在
し、その凝固点は２７７６℃にあることがこの図より分
かる。
【００２８】融点を超えると、るつぼ材料であるグラフ
ァイトはわずかながら溶出するが、再度温度を下げると
余分なグラファイトは析出するため、凝固点に至るとき
には共晶の組成比に戻っている。そのため、再現性の良
い溶解・凝固プラトーが観測される。るつぼ材料と同じ
炭化物と炭素の共晶、又は炭素固溶体と炭素の共晶を用
いているため、本質的にるつぼ材料が不純物となり得
ず、凝固点降下は生じない。
ァイトはわずかながら溶出するが、再度温度を下げると
余分なグラファイトは析出するため、凝固点に至るとき
には共晶の組成比に戻っている。そのため、再現性の良
い溶解・凝固プラトーが観測される。るつぼ材料と同じ
炭化物と炭素の共晶、又は炭素固溶体と炭素の共晶を用
いているため、本質的にるつぼ材料が不純物となり得
ず、凝固点降下は生じない。
【００２９】また、グラファイトを用いているため、ア
ルミナるつぼを用いた場合のようなるつぼ耐久性の問題
もない。予め炭素を加えて共晶の組成比で溶解すればる
つぼからの溶出はわずかであり、溶解によるるつぼの耐
久性劣化も生じない。
ルミナるつぼを用いた場合のようなるつぼ耐久性の問題
もない。予め炭素を加えて共晶の組成比で溶解すればる
つぼからの溶出はわずかであり、溶解によるるつぼの耐
久性劣化も生じない。
【００３０】また、放射率の高いグラファイトをるつぼ
材料として用いているため、十分放射率の高い黒体空洞
３が容易に形成でき、放射温度計の校正にも適してい
る。これらの定点で校正された温度計は３４４５℃の高
温域まで内挿で校正されるため、校正精度が著しく向上
する。また、これらの定点のどれかを用いてそこより外
挿で校正されたとしても、銅点より高温で校正されてい
るため、外挿精度は従来の方法に比べ著しく向上する。
材料として用いているため、十分放射率の高い黒体空洞
３が容易に形成でき、放射温度計の校正にも適してい
る。これらの定点で校正された温度計は３４４５℃の高
温域まで内挿で校正されるため、校正精度が著しく向上
する。また、これらの定点のどれかを用いてそこより外
挿で校正されたとしても、銅点より高温で校正されてい
るため、外挿精度は従来の方法に比べ著しく向上する。
【００３１】図６及び図７は、本発明の実施例１を説明
する図である。実施例１では、温度定点るつぼの具体例
として、グラファイト製のるつぼ１の中にチタンに３０
重量パーセントの炭素を添加して、炭化チタンと炭素共
晶２を鋳込んだ温度定点るつぼ４を用い、これを横型温
度可変電気炉の中に装填し、校正作業を行う。
する図である。実施例１では、温度定点るつぼの具体例
として、グラファイト製のるつぼ１の中にチタンに３０
重量パーセントの炭素を添加して、炭化チタンと炭素共
晶２を鋳込んだ温度定点るつぼ４を用い、これを横型温
度可変電気炉の中に装填し、校正作業を行う。
【００３２】温度可変炉はグラファイト製炉心管５およ
びそれを覆う断熱材７からなり、炉心管５に電流を流す
ことにより加熱される。炉内部全体が真空引きされた後
不活性ガス雰囲気におかれている。温度定点るつぼ４の
周りには温度分布の均一性を高め、炉芯管５と温度定点
るつぼ４の電気的絶縁を向上する目的でグラファイト製
断熱材が挿入されている。
びそれを覆う断熱材７からなり、炉心管５に電流を流す
ことにより加熱される。炉内部全体が真空引きされた後
不活性ガス雰囲気におかれている。温度定点るつぼ４の
周りには温度分布の均一性を高め、炉芯管５と温度定点
るつぼ４の電気的絶縁を向上する目的でグラファイト製
断熱材が挿入されている。
【００３３】温度定点るつぼの片端には黒体空洞３が形
成されており、炉の外部に設けた被校正放射温度計９で
石英ガラス１０の窓越しに黒体空洞３の放射光を捉え、
温度定点るつぼの温度を測定する。また、炉の他端から
は別の放射温度計６により炉内温度がモニタされ、出力
信号が加熱電流の制御装置に入力されている。温度定点
るつぼの周りには温度分布の均一性を高め、炉心管と温
度定点るつぼの電気的絶縁を向上する目的でグラファイ
ト製断熱材が挿入されている。
成されており、炉の外部に設けた被校正放射温度計９で
石英ガラス１０の窓越しに黒体空洞３の放射光を捉え、
温度定点るつぼの温度を測定する。また、炉の他端から
は別の放射温度計６により炉内温度がモニタされ、出力
信号が加熱電流の制御装置に入力されている。温度定点
るつぼの周りには温度分布の均一性を高め、炉心管と温
度定点るつぼの電気的絶縁を向上する目的でグラファイ
ト製断熱材が挿入されている。
【００３４】被校正放射温度計の出力を図７に示す。融
解、凝固のプラトーが観測され、定点校正が可能である
ことが分かる。 （実施例２）
解、凝固のプラトーが観測され、定点校正が可能である
ことが分かる。 （実施例２）
【００３５】本発明の実施例２を図８に示す。図８にお
いて、グラファイト製るつぼに炭化物と炭素の共晶、又
は炭素固溶体と炭素の共晶を鋳込んだ温度定点るつぼ１
４が縦型温度可変電気炉の中に装填されている。温度可
変炉はグラファイト製炉心管１１およびそれを囲むヒー
タエレメント１２、さらにそれを囲む断熱材１３で構成
され、炉心管１１内部は真空引きされた後不活性ガス雰
囲気におかれている。
いて、グラファイト製るつぼに炭化物と炭素の共晶、又
は炭素固溶体と炭素の共晶を鋳込んだ温度定点るつぼ１
４が縦型温度可変電気炉の中に装填されている。温度可
変炉はグラファイト製炉心管１１およびそれを囲むヒー
タエレメント１２、さらにそれを囲む断熱材１３で構成
され、炉心管１１内部は真空引きされた後不活性ガス雰
囲気におかれている。
【００３６】温度定点るつぼ１４の上部には黒体空洞１
５が形成されており、炉の外部に設けた被校正放射温度
計１６で窓無しパージユニット１７越しに黒体空洞１５
の放射光を捉え、温度定点るつぼ１４の温度を測定す
る。また、炉の下部からは熱電対１８が炉内に挿入さ
れ、炉の温度をモニタしている。定点るつぼ１４の周り
の温度分布の均一性を高めるため、ヒータエレメント１
２は制御用放射温度計１９によって、上部、中部、下部
の３ゾーンに分けて制御されている。
５が形成されており、炉の外部に設けた被校正放射温度
計１６で窓無しパージユニット１７越しに黒体空洞１５
の放射光を捉え、温度定点るつぼ１４の温度を測定す
る。また、炉の下部からは熱電対１８が炉内に挿入さ
れ、炉の温度をモニタしている。定点るつぼ１４の周り
の温度分布の均一性を高めるため、ヒータエレメント１
２は制御用放射温度計１９によって、上部、中部、下部
の３ゾーンに分けて制御されている。
【００３７】以上実施例１、２により本発明を説明した
が、これらの実施例に限定されることなく、特許請求の
範囲記載の技術事項の範囲内でいろいろな実施例がある
ことは言うまでもない。例えば、校正の行われる温度計
としては、上記の通り放射温度計があるが、これらの温
度計に限定されることなく、温度計であれば何でも良
く、例えば、熱電対、ファイバ温度計等も本発明により
校正可能である。
が、これらの実施例に限定されることなく、特許請求の
範囲記載の技術事項の範囲内でいろいろな実施例がある
ことは言うまでもない。例えば、校正の行われる温度計
としては、上記の通り放射温度計があるが、これらの温
度計に限定されることなく、温度計であれば何でも良
く、例えば、熱電対、ファイバ温度計等も本発明により
校正可能である。
【００３８】
【発明の効果】本発明は、上記校正であるから、従来銅
点の１０８５℃より外挿に依存していたために十分な精
度が得られていなかった高温域での放射温度計、熱電
対、その他の温度計の校正が内挿で行えるようになるた
め、精度が著しく向上する。
点の１０８５℃より外挿に依存していたために十分な精
度が得られていなかった高温域での放射温度計、熱電
対、その他の温度計の校正が内挿で行えるようになるた
め、精度が著しく向上する。
【００３９】さらに、従来、温度目盛りの維持に用いら
れてきた標準リボン電球を用いることなく、定点と放射
温度計で目盛りの維持が可能になる。また、内挿で校正
できるため、従来のような高精度標準放射温度計の精密
な特性評価も不要となり、校正作業が著しく簡単化さ
れ、温度目盛りの供給体系の整備が進む。
れてきた標準リボン電球を用いることなく、定点と放射
温度計で目盛りの維持が可能になる。また、内挿で校正
できるため、従来のような高精度標準放射温度計の精密
な特性評価も不要となり、校正作業が著しく簡単化さ
れ、温度目盛りの供給体系の整備が進む。
【００４０】一方、温度定点るつぼは温度計の校正だけ
ではなく、黒体を用いた放射測定や測光の分野での使用
も考えられる。
ではなく、黒体を用いた放射測定や測光の分野での使用
も考えられる。
【００４１】以上のように、温度計の校正手段の欠如や
目盛りの不確かさのために十分な精度が得られなかった
高温域で温度校正精度が向上する点、産業上・科学技術
上の効果は大きい。
目盛りの不確かさのために十分な精度が得られなかった
高温域で温度校正精度が向上する点、産業上・科学技術
上の効果は大きい。
【図１】本発明の実施例１を説明する図である。
【図２】ITS-90に定められている純金属定点の温度を示
す。
す。
【図３】特許2000-180272号公報記載の金属−炭素共晶
による定点温度を示す図である。
による定点温度を示す図である。
【図４】本発明に使用される炭化物と炭素の共晶、およ
び炭素固溶体と炭素の共晶の定点温度を示す図である。
び炭素固溶体と炭素の共晶の定点温度を示す図である。
【図５】本発明に使用される炭化物と炭素の共晶、およ
び炭素固溶体と炭素の共晶の相図の一例を示す図であ
る。
び炭素固溶体と炭素の共晶の相図の一例を示す図であ
る。
【図６】本発明の実施例１を示す図である。
【図７】実施例１による被校正温度計出力例を示す図で
ある。
ある。
【図８】本発明の実施例２を説明する図である。
１ るつぼ
２ 炭化物と炭素の共晶又は炭素固溶体と炭素の共晶
３、１５ 黒体空洞
４、１４ 温度定点るつぼ
５ グラファイト製炉心管
６ モニタ用放射温度計
７ 断熱材
９、１６ 被校正放射温度計
１０ 石英ガラス
１１ グラファイト製炉心管
１２ ヒータエレメント
１３ 断熱材
１７ 窓なしパージユニット
１８ 熱電対
１９ 制御用温度放射計
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01K 15/00
G01J 5/02
Claims (6)
- 【請求項１】 炭素を成分とするるつぼと、前記るつ
ぼに封入された定点物質とから成る温度定点るつぼであ
って、前記定点物質は、炭化物と炭素の共晶組織、又は
炭素固溶体と炭素の共晶組織であることを特徴とする温
度定点るつぼ。 - 【請求項２】 温度定点るつぼを内部に設置し、前記
温度定点るつぼの周囲温度を上昇または下降せしめ、そ
の時の前記温度定点るつぼの温度変化を温度計にて測定
する炉を備えた温度定点装置であって、前記温度定点る
つぼが、炭素を成分とするるつぼと、前記るつぼに封入
され、炭化物と炭素の共晶組織、又は炭素固溶体と炭素
の共晶組織である定点物質とから成ることを特徴とする
温度定点装置。 - 【請求項３】 炭素を成分とするるつぼと、前記るつ
ぼに封入され、炭化物と炭素の共晶組織、又は炭素固溶
体と炭素の共晶組織である定点物質とから成る温度定点
るつぼの周囲温度を上昇または下降せしめ、その時の前
記温度定点るつぼの温度を温度計にて測定し、測定され
た温度変化状態から前記温度計を校正することを特徴と
する温度校正方法。 - 【請求項４】 前記炭化物又は炭素固溶体は、ホウ
素、モリブデン、バナジウム、チタン、ジルコニウム、
ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン又は希土
類元素の炭化物又は炭素固溶体であることを特徴とする
請求項１記載の温度定点るつぼ。 - 【請求項５】 前記炭化物又は炭素固溶体は、ホウ
素、モリブデン、バナジウム、チタン、ジルコニウム、
ハフニウム、ニオブ、タンタル、タングステン又は希土
類元素の炭化物又は炭素固溶体であることを特徴とする
請求項２記載の温度定点装置。 - 【請求項６】 前記温度計は放射温度計であることを
特徴とする請求項２または５記載の温度定点装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058447A JP3404531B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 温度校正方法および装置 |
| EP02251449A EP1236982B1 (en) | 2001-03-02 | 2002-03-01 | Fixed-point cell, fixed-point temperature realizing apparatus and thermometer calibration method |
| DE60237255T DE60237255D1 (de) | 2001-03-02 | 2002-03-01 | Fixpunktzelle, Apparat zur Realisierung einer Fixpunkttemperatur und Thermometerkalibrierungsmethode |
| US10/086,684 US6641299B2 (en) | 2001-03-02 | 2002-03-04 | Fixed-point cell, thermometer calibration method and fixed-point temperature realizing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058447A JP3404531B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 温度校正方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002257642A JP2002257642A (ja) | 2002-09-11 |
| JP3404531B2 true JP3404531B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=18918169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001058447A Expired - Lifetime JP3404531B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 温度校正方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6641299B2 (ja) |
| EP (1) | EP1236982B1 (ja) |
| JP (1) | JP3404531B2 (ja) |
| DE (1) | DE60237255D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005315642A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 温度定点セル、温度定点装置および温度計校正方法 |
| WO2007043244A1 (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 温度定点セル、温度定点装置および温度計校正方法 |
| JP2007225485A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 温度定点セル、温度定点装置及び温度計校正方法 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0114429D0 (en) * | 2001-06-13 | 2001-08-08 | Secretary Trade Ind Brit | System for calibrating thermometers |
| KR100542244B1 (ko) * | 2003-09-04 | 2006-01-11 | 한국표준과학연구원 | 온도계 보호관 결합용 고정점 셀 및 고정점 셀을 이용한온도계 수명 예측장치 |
| US7275861B2 (en) * | 2005-01-31 | 2007-10-02 | Veeco Instruments Inc. | Calibration wafer and method of calibrating in situ temperatures |
| US7507019B2 (en) | 2006-05-19 | 2009-03-24 | Covidien Ag | Thermometer calibration |
| US20070268954A1 (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | Sherwood Services Ag | Portable test apparatus for radiation-sensing thermometer |
| US7549792B2 (en) | 2006-10-06 | 2009-06-23 | Covidien Ag | Electronic thermometer with selectable modes |
| GB0717714D0 (en) * | 2007-09-11 | 2007-10-17 | Isothermal Technology Ltd | A temperature measuring device |
| FR2960970B1 (fr) * | 2010-06-03 | 2015-02-20 | Snecma | Mesure de l'endommagement d'une barriere thermique d'aube de turbine |
| JP5761705B2 (ja) * | 2011-01-07 | 2015-08-12 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 温度標準用気体循環式温度可変恒温炉装置 |
| DE102011016612A1 (de) * | 2011-04-06 | 2012-10-11 | Technische Universität Ilmenau | Verfahren und Anordnung zur Kalibrierung von Thermometern |
| FR2979990B1 (fr) * | 2011-09-09 | 2013-12-27 | Andra | Dispositif d'etalonnage en temperature et procedes d'etalonnage en temperature et positionnement d'un capteur de temperature a fibre optique |
| KR101389003B1 (ko) * | 2013-02-05 | 2014-04-24 | 에이피시스템 주식회사 | 온도측정 파이로미터의 교정 장치 |
| KR101432159B1 (ko) * | 2013-02-05 | 2014-08-20 | 에이피시스템 주식회사 | 온도측정 파이로미터의 교정 장치 |
| CN105067123B (zh) * | 2015-05-13 | 2018-09-14 | 高伟 | 一种高效叠层式高温黑体炉体 |
| CN105586502B (zh) * | 2015-12-24 | 2017-08-25 | 中国计量科学研究院 | 一种基于金属碳共晶体或包晶体的高温固定点制备方法和制备装置 |
| EP3767263B1 (de) * | 2019-07-16 | 2022-12-21 | Herzog Maschinenfabrik GmbH & Co. KG | Aufschlussvorrichtung mit einer schmelztemperaturmessvorrichtung und kalibrierverfahren |
| CN114076638B (zh) * | 2020-08-20 | 2023-10-13 | 北京振兴计量测试研究所 | 一种阈值材料的高温标定方法及设备 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3077539A (en) * | 1961-08-28 | 1963-02-12 | Little Inc A | Radiation reference standard |
| US3270547A (en) * | 1963-08-12 | 1966-09-06 | Exxon Research Engineering Co | Thermocouple calibration system |
| US3513705A (en) | 1968-07-29 | 1970-05-26 | Us Air Force | Method and means for indicating ultrahigh temperatures |
| US4244207A (en) * | 1979-03-09 | 1981-01-13 | The Perkin-Elmer Corporation | Temperature standard |
| US4627740A (en) * | 1984-04-06 | 1986-12-09 | Digital Dynamics, Inc. | Self-calibrating temperature probe apparatus and method for use thereof |
| US5608838A (en) * | 1994-12-07 | 1997-03-04 | Brookley; Charles E. | Blackbody type heating element for calibration furnace with pyrolytic graphite coating disposed on end cap electrode members |
| JP2987459B1 (ja) | 1998-12-11 | 1999-12-06 | 工業技術院長 | 温度定点るつぼ、温度定点装置及び温度計校正方法 |
-
2001
- 2001-03-02 JP JP2001058447A patent/JP3404531B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-03-01 EP EP02251449A patent/EP1236982B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-01 DE DE60237255T patent/DE60237255D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-04 US US10/086,684 patent/US6641299B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005315642A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 温度定点セル、温度定点装置および温度計校正方法 |
| JP4521511B2 (ja) * | 2004-04-27 | 2010-08-11 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 温度定点セル、温度定点装置および温度計校正方法 |
| WO2007043244A1 (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 温度定点セル、温度定点装置および温度計校正方法 |
| JP2007108048A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 温度定点セル、温度定点装置および温度計校正方法 |
| GB2446087A (en) * | 2005-10-14 | 2008-07-30 | Nat Inst Of Advanced Ind Scien | Fixed-point cell, fixed-point temperature realizing apparatus, and method of thermometer calibration |
| GB2446087B (en) * | 2005-10-14 | 2009-10-21 | Nat Inst Of Advanced Ind Scien | Fixed-point cell, fixed-point temperature realizing apparatus, and method of thermometer calibration |
| JP4565159B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2010-10-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 温度定点セル、温度定点装置および温度計校正方法 |
| US7837382B2 (en) | 2005-10-14 | 2010-11-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Fixed-point cell, fixed-point temperature realizing apparatus, and method of thermometer calibration |
| JP2007225485A (ja) * | 2006-02-24 | 2007-09-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 温度定点セル、温度定点装置及び温度計校正方法 |
| US7585106B2 (en) | 2006-02-24 | 2009-09-08 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Temperature fixed-point cell, temperature fixed-point device and method of calibration of thermometer |
| JP4639383B2 (ja) * | 2006-02-24 | 2011-02-23 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 温度定点セル、温度定点装置及び温度計校正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1236982A1 (en) | 2002-09-04 |
| EP1236982B1 (en) | 2010-08-11 |
| JP2002257642A (ja) | 2002-09-11 |
| US6641299B2 (en) | 2003-11-04 |
| US20020122457A1 (en) | 2002-09-05 |
| DE60237255D1 (de) | 2010-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3404531B2 (ja) | 温度校正方法および装置 | |
| JP2987459B1 (ja) | 温度定点るつぼ、温度定点装置及び温度計校正方法 | |
| JP4639383B2 (ja) | 温度定点セル、温度定点装置及び温度計校正方法 | |
| US10215646B2 (en) | Thermometer | |
| Pearce et al. | Self-validating type C thermocouples to 2300° C using high temperature fixed points | |
| Sasajima et al. | Investigation of Fixed Points Exceeding 2500° C Using Metal Carbide‐Carbon Eutectics | |
| Sapritsky et al. | Blackbody sources for the range 100 K to 3500 K for precision measurements in radiometry and radiation thermometry | |
| RU2720819C1 (ru) | Устройство для калибровки высокотемпературных термопар. | |
| GB2223100A (en) | Sensors and calibration device | |
| Vaughan et al. | Determination of Thermal Expansion by High-Temperature X-Ray Diffraction | |
| Ulanovskiy et al. | Tungsten–Rhenium Thermocouples Calibration in Ultra-High Temperature Range | |
| Lowe et al. | DEVELOPMENT OF METAL-CARBON EUTECTIC ELACKBO) DY CAVITIES TO) 25 ()() º C AT NPIL | |
| Crovini et al. | Apparatus for accurate determination of melting and freezing points | |
| Sapritsky et al. | Dissemination of ultraprecise measurements in radiometry and remote sensing within 100-3500K temperature range based on blackbody sources developed in VNIIOFI | |
| Gitlesen et al. | The Melting Point of Alumina and Some Related | |
| Li et al. | Realization of ITS-90 from 273.15 K through 1234.93 K; One Company’s Approach | |
| Ancsin | A comparison of PRTs at the Cu–Ag eutectic point (780° C) | |
| Jahan et al. | Calibration of radiation thermometry fixed points using Au/Pt thermocouples | |
| Moiseeva et al. | Investigation of stability of HTPRTs at high temperature | |
| Selman et al. | The Stability of Metal-sheathed Platinum Thermocouples | |
| Yamada et al. | High-temperature metal-carbon eutectic fixed-point cells with improved robustness | |
| Neuer | Specific problems of temperature measurements and calibration in the range 1000° C to 2500° C | |
| Chu et al. | An evaluation of infrared thermometers by the intercomparison of standard Black body sources | |
| JPH02287126A (ja) | 温度測定のための測定装置 | |
| Sasajima et al. | High-temperature tungsten-cell fixed points for on site calibration of pyrometers for the measurement of melting temperature of nuclear fuels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3404531 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |