JP4671752B2 - 熱電対 - Google Patents

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温度測定用の熱電対に関する。
一般に熱電対を高温雰囲気に置いて温度測定する場合、酸化又は還元等により熱電対金属表面の劣化が進むことから、より太い熱電対線、又はより厚い熱電対線を使用する必要があった。又従来の測温部は熱電対金属のままであり、一般に光沢があり赤外線エネルギーを反射し吸収しない。
なお、特許文献１や２には、熱電対素子が直列に接続された直列型熱電対の熱電対素子の接点同士が電気的に短絡することを防止する目的で、熱電対素面をほうろう等で被覆することが記載されている。
又、特許文献３には、先端部が箔状のごく薄い熱電対が記載されている。
特開平０９−７４２２８号公報 特開平０８−２１９４６４号公報 特開平０５−３３２８４４号公報
前記の通り、高温雰囲気中での温度測定ではより太いあるいはより厚い熱電対線を使用する必要があることから、測温部の熱容量が大となり、測定応答速度が低下、測定精度が低くなるという問題点があった。更に先端部が箔状のごく薄い熱電対を特に耐熱性テープなどで熱電対測温部を検体に接して固定する場合、熱電対測温部と検体との間にわずかであるがすき間があくが、光沢状の熱電対では赤外線エネルギーを反射し吸収できないため熱電対測温部の測定応答速度が低下、測定精度が低くなるという問題があった。
測温部を含む先端部が箔状で、その両面が光沢を有する、むき出しの熱電対金属の片面のみを直接黒体加工する。
測温部を含む先端部が箔状で、その両面が光沢を有する、むき出しの熱電対金属の片面のみを直接黒体加工することにより、特に耐熱性テープなどで熱電対測温部を検体に接して固定する場合、熱電対測温部と検体との間にわずかであるがすき間があくが、黒体加工面を検体面に接することで検体から放射される赤外線エネルギーを吸収でき、一方熱電対のもう片側は従来通り鏡面状であり大気側に位置するが放射率が低いことから赤外線エネルギーの放射は少なく熱電対測温部の温度上昇が早くなる。
極薄熱電対の片面のみが直接黒体で被覆されていることから、特に耐熱性テープなどで熱電対測温部を検体に固定する場合、熱電対測温部と検体との間にわずかであるがすき間があくが、黒体加工面を検体面に接することで検体から放出される赤外線エネルギーを容易に吸収でき、一方熱電対のもう片側は従来通り鏡面状であり大気側に位置するが放射率が低いことから赤外線エネルギーの放射は少なく熱電対測温部の温度上昇が早くなり、より高速応答可能であり、高い測定精度を維持できる。
図１は極細熱電対線を使った比較例を示す。図１（ａ）は先端が極細熱電対線となっている外観を示す。１は直径１００μｍ以上の＋側熱電対元線、１′は直径１２から５０μｍの＋側極細熱電対線、２は直径１００μｍ以上の−側熱電対元線、２′は直径１２から５０μｍの−側極細熱電対線、３は被覆部、４は測温部をしめす。図１（ｂ）から図１（ｄ）は図１（ａ）の極細熱電対線１′の断面斜視図を示す。図１（ｂ）は、極細熱電対線５の上にほうろう６を被覆した比較例である。図１（ｃ）は、極細熱電対線５の上に貴金属めっき７即ち金、白金、ロジウムめっきのいずれかを被覆した比較例である。図１（ｄ）は、極細熱電対線５の上に耐熱性塗料８で被覆した比較例である。なお、黒体機能を持つ耐熱性塗料を使うこともできる。ここでは先端が極細形状の熱電対線の場合について説明したが、先端が以下に述べる極薄形状の熱電対が、本特許に含まれる。
図２は極薄熱電対を使った例を示す。図２（ａ）は先端が極薄熱電対線となっている外観を示す。９は厚さ１０から１００μｍの箔状の＋側極薄熱電対線、１０は厚さ１０から１００μｍの箔状の−側極薄熱電対線で１１は厚さ１０から１００μｍの箔状の測温部を示す。図２（ｂ）から図２（ｆ）は図２（ａ）の極薄熱電対線９の断面斜視図を示す。図２（ｂ）は、箔状の極薄熱電対１２の上にホウロウ６を被覆した比較例である。図２（ｃ）は、箔状の極薄熱電対１２の上に貴金属めっき７即ち金、白金、ロジウムめっきのいずれかを被覆した比較例である。図２（ｄ）は、本発明により、箔状の極薄熱電対１２の片面のみに黒体１３を直接被覆した実施例である。黒体機能を持つ耐熱性塗料で黒体１３を形成することもできる。図２（ｅ）は、箔状の極薄熱電対１２の上にほうろう６で被覆した後、更に片面のみに黒体１３を被覆した比較例である。図２（ｆ）は、箔状の極薄熱電対１２の上に貴金属めっき７即ち金、白金、ロジウムめっきのいずれかを被覆した後、更に片面のみに黒体１３を被覆した比較例である。
微細熱電対線へ応用した例の斜視図 極薄熱電対線へ応用した例の斜視図
１ ＋側熱電対元線
２ −側熱電対元線
３ 被覆部
４ 測温部
５ 極細熱電対線
６ ほうろう
７ 貴金属めっき
８ 耐熱性塗料
９ 箔状の＋側極薄熱電対線
１０ 箔状の−側極薄熱電対線
１１ 箔状の測温部
１２ 極薄熱電対
１３ 黒体

Claims (1)

  1. 測温部を含む先端部が箔状で、その両面が光沢を有する、むき出しの熱電対金属の片面のみを直接黒体加工したことを特徴とする熱電対。
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