JPH0447259A - 熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測装置 - Google Patents
熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測装置Info
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- JPH0447259A JPH0447259A JP2155681A JP15568190A JPH0447259A JP H0447259 A JPH0447259 A JP H0447259A JP 2155681 A JP2155681 A JP 2155681A JP 15568190 A JP15568190 A JP 15568190A JP H0447259 A JPH0447259 A JP H0447259A
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- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
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- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
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- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明はシステムの温度制御等に用いられる熱電対温
度センサの寿命判定及び寿命予測装置に関するものであ
る。
度センサの寿命判定及び寿命予測装置に関するものであ
る。
熱電対温度センサは、温度制御等において用いられる調
節計、記録計、温度計等に利用されている。このような
熱電対温度センサは高温に晒されることにより熱電対が
劣化しその抵抗値が変化して検出精度が低下するので、
センサに寿命が来たことを判定したり、あるいは寿命が
いつ来るのかを予測して、センサの取り替えを適確に行
う必要がある。 従来の熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測の方法
としては、次の方法が行われていた。 （１） ＪＩＳ （Ｃ１６０２−１９８１）解説等の
連続使用時間を参考にし、安全係数を掛けて寿命予測し
、取り替え時期を決定する。 （２）上記（１）を参考にするとともに、使用者各自が
使用状態に応じて、蓄積したデータをもとに寿命予測し
、取り替え時期を決定する。 （３）蓄積データがない場合は、取り替え時期を余裕を
持って一定期間毎とする。 （４）標準熱電対を用意し、一定期間毎に標準熱電対と
比較して使用熱電対の精度、劣化状態を確認し、必要で
あれば交換する。
節計、記録計、温度計等に利用されている。このような
熱電対温度センサは高温に晒されることにより熱電対が
劣化しその抵抗値が変化して検出精度が低下するので、
センサに寿命が来たことを判定したり、あるいは寿命が
いつ来るのかを予測して、センサの取り替えを適確に行
う必要がある。 従来の熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測の方法
としては、次の方法が行われていた。 （１） ＪＩＳ （Ｃ１６０２−１９８１）解説等の
連続使用時間を参考にし、安全係数を掛けて寿命予測し
、取り替え時期を決定する。 （２）上記（１）を参考にするとともに、使用者各自が
使用状態に応じて、蓄積したデータをもとに寿命予測し
、取り替え時期を決定する。 （３）蓄積データがない場合は、取り替え時期を余裕を
持って一定期間毎とする。 （４）標準熱電対を用意し、一定期間毎に標準熱電対と
比較して使用熱電対の精度、劣化状態を確認し、必要で
あれば交換する。
上述した従来の熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予
測は、センサの使用環境の変化や熱衝撃の頻度などと無
関係に固定的であり、また、使用者の経験とか勘に顧る
部分があるため寿命判定及び予測の結果が正確でなく、
このためセンサの交換が早すぎて費用の損失が生したり
、または逆に交換が遅すぎてセンサの検出精度低下によ
る悪影響が生じることがあった。また、センサのチエツ
クを行うために、本来の温度制御等の動作を中断させな
ければならない場合もあった。 この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、熱電対温度センサの寿命の判定及び予測を正確
に行って、センサの取り替えを適切に行うことのできる
熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測装置を提供す
ることを目的としている。
測は、センサの使用環境の変化や熱衝撃の頻度などと無
関係に固定的であり、また、使用者の経験とか勘に顧る
部分があるため寿命判定及び予測の結果が正確でなく、
このためセンサの交換が早すぎて費用の損失が生したり
、または逆に交換が遅すぎてセンサの検出精度低下によ
る悪影響が生じることがあった。また、センサのチエツ
クを行うために、本来の温度制御等の動作を中断させな
ければならない場合もあった。 この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、熱電対温度センサの寿命の判定及び予測を正確
に行って、センサの取り替えを適切に行うことのできる
熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測装置を提供す
ることを目的としている。
この発明による熱電対温度センサの寿命判定装置は、熱
電対の抵抗と配線抵抗との和の抵抗値をセンサの出力信
号から演算して、その初期値を記憶しておき、現在の抵
抗値と上記初期値との差が所定の限界値を越えたとき、
寿命が来たものと判定してその信号を出力するようにし
たものである。 また、この発明による熱電対温度センサの寿命予測装置
は、熱電対の抵抗と配線抵抗との和の抵抗値をセンサの
出力信号から演算すると共に、その抵抗値を間欠的にサ
ンプリングして保存し、このサンプリングされた抵抗値
を、例えばアレニウスの式等の抵抗変化率と温度及び経
過時間との関係を示す所定の演算式にあてはめて演算を
行うことにより、センサの寿命時期を予測するようにし
たものである。
電対の抵抗と配線抵抗との和の抵抗値をセンサの出力信
号から演算して、その初期値を記憶しておき、現在の抵
抗値と上記初期値との差が所定の限界値を越えたとき、
寿命が来たものと判定してその信号を出力するようにし
たものである。 また、この発明による熱電対温度センサの寿命予測装置
は、熱電対の抵抗と配線抵抗との和の抵抗値をセンサの
出力信号から演算すると共に、その抵抗値を間欠的にサ
ンプリングして保存し、このサンプリングされた抵抗値
を、例えばアレニウスの式等の抵抗変化率と温度及び経
過時間との関係を示す所定の演算式にあてはめて演算を
行うことにより、センサの寿命時期を予測するようにし
たものである。
熱電対温度センサの寿命の判定及び予測を、センサの使
用環境の変化や熱衝撃の頻度等に対応しながら正確に行
うことができ、常にセンサの最も適切な交換時期を判定
、予測することができる。
用環境の変化や熱衝撃の頻度等に対応しながら正確に行
うことができ、常にセンサの最も適切な交換時期を判定
、予測することができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
図面において、１は熱電対温度センサ（以下、センサと
言う）であり、熱電対の抵抗骨である抵抗Ｒ，と熱電対
の熱起電力■１とによる等価回路で示しである。２はセ
ンサ１の出力信号を取出すと共に定電流■をセンサ１に
供給するための配線、Ｒ２は配線２の抵抗、３は定電流
源、４は定電流源３の定電流Ｉを配線２を通じてセンサ
ｌに供給するスイッチ、５はセンサ１の出力信号を増幅
するアンプ、６は増幅された上記出力信号をディジタル
値に変換するＡ／Ｄ変換器、７はＡ／Ｄ変換器４から得
られるセンサ１のディジタル出力信号からセンサ１が使
用されている炉内温度等の温度を演算する温度演算部で
、その演算された温度はシステムの温度制御や温度表示
等に用いられる。 ８は上記ディジタル出力信号と温度演算部７で演算され
た温度とから上記熱電対の抵抗Ｒ１と配線抵抗Ｒ２との
和の抵抗値を演算する抵抗値演算部、９は抵抗値演算部
８で演算された抵抗値の初期値と間欠的にサンプリング
された抵抗値とを記憶保存する抵抗値履歴保存部、１０
は各種の熱電対の劣化時における抵抗変化分を示す限界
抵抗値が記憶された限界抵抗値記憶部、１１は抵抗値履
歴保存部９に保存された初期値と抵抗値演算部８から得
られる現在の抵抗値との差を求め、この差の値と上記限
界抵抗値とを比較する寿命判定部である。 １２はセンサ１の劣化を表わすアレニウスの式に用いら
れる各種パラメータを記憶する抵抗値劣化傾向記憶部、
１３は上記各種パラメータと抵抗値履歴保存部９に記憶
された上記サンプリングされた抵抗値とに基づいてセン
サ１の寿命予測を行う寿命予測演算部、１４は寿命判定
部１１０判定結果又は寿命予測演算部１３の予測結果に
基づいて、センサ１の寿命が来たこと、又は寿命予測時
期を外部の人に通知する表示信号等の通知信号を作る通
知機能部である。 次に、上記構成による動作について説明する。 熱電対は図示のように等価的に熱起電力■１と抵抗Ｒ１
とに分けて考えることができる。この抵抗Ｒ，が熱電対
が高温下や各種雰囲気に晒されることによって、劣化し
、Ｒｏの変化として現われる。また、配線抵抗Ｒ２は通
常熱電対と同様な組成の金属導線が用いられるが、この
部分は通常の状態では劣化しにくくＲ２の変化はほとん
どない。 スイッチ４は抵抗値を電圧に変換するための定電流源Ｉ
の定電流を０Ｎ−ＯＦＦするためのものであり、ＯＮで
定を流■がＲｚ、Ｒ１を流れ、■×（Ｒ１すＲｔＸ２）
＋ＶＩの式で求まる電圧が増幅器５の入力として現われ
る。またスイッチ４がＯＦＦでは、増幅器５の入力イン
ピーダンスは非常に高いので、Ｒ１，Ｒｔの影響を受け
ずに、熱起電力■１のみが増幅器５の入力として加えら
れる。Ａ／Ｄ変換器６は、増幅器５の出力をディジタル
値に変換する。 抵抗値演算部９はスイッチ４のＯＮ時の上記式から■１
を、温度演算部７の演算結果を用いて取り餘く機能をも
つ、即ち、Ａ／Ｄ変換器６の出力値から■１に相当する
出力値を減算し、さらに定電流値■に比例する量で割る
と、Ｒｒ ＋２ｘＲ工の抵抗値が得られる。限界抵抗値
記憶部１０には、予め各種熱電対の劣化時の抵抗変化分
が記憶されている。また抵抗値履歴保存部９にはシステ
ム初期の抵抗値の初期値及びある時間間隔でサンプリン
グされた抵抗値が保存されている。 寿命判定部１１は抵抗値演算部８で得られた現在の抵抗
値と抵抗値履歴保存部９に記憶されている上記初期値と
の差を演算し、この差の値と上記限界抵抗値とを比較す
る。この結果、上記差の値が限界抵抗値を越えていれば
、通知機能部１４へ信号が出される。通知機能部１５で
は、表示器や外部インターフェースなどによって人にセ
ンサ１の寿命がきたことを知らせる。 次に、寿命予測は単なる限界値との比較ではなく、劣化
傾向を表す後述のアレニウスの式に抵抗変化を当てはめ
、この履歴の経過から、センサｌの寿命を予測する。こ
のために抵抗値劣化傾向記憶部１２は、抵抗値の変化傾
向をアレニウスの式に当てはめる場合の各種パラメータ
を予め記憶しておく。なおこのパラメータを学習させる
ことも可能である。寿命予測演算部１３は上記各種パラ
メータと抵抗値履歴保存部９に記憶された抵抗値の変化
履歴とから下記のアレニウスの式に基づいて寿命を予測
する。 バ に：ボルッマン定数 Ｔ：温度 ΔＥ：活性化エネルギー Ａ、Ｎ：定数 ｔ：経過時間 寿命予測部Ｊ３の予測結果は通知機能部１４に送られ、
通知機能部１４は、センサｌの寿命が来る時期を外部に
通知する。
言う）であり、熱電対の抵抗骨である抵抗Ｒ，と熱電対
の熱起電力■１とによる等価回路で示しである。２はセ
ンサ１の出力信号を取出すと共に定電流■をセンサ１に
供給するための配線、Ｒ２は配線２の抵抗、３は定電流
源、４は定電流源３の定電流Ｉを配線２を通じてセンサ
ｌに供給するスイッチ、５はセンサ１の出力信号を増幅
するアンプ、６は増幅された上記出力信号をディジタル
値に変換するＡ／Ｄ変換器、７はＡ／Ｄ変換器４から得
られるセンサ１のディジタル出力信号からセンサ１が使
用されている炉内温度等の温度を演算する温度演算部で
、その演算された温度はシステムの温度制御や温度表示
等に用いられる。 ８は上記ディジタル出力信号と温度演算部７で演算され
た温度とから上記熱電対の抵抗Ｒ１と配線抵抗Ｒ２との
和の抵抗値を演算する抵抗値演算部、９は抵抗値演算部
８で演算された抵抗値の初期値と間欠的にサンプリング
された抵抗値とを記憶保存する抵抗値履歴保存部、１０
は各種の熱電対の劣化時における抵抗変化分を示す限界
抵抗値が記憶された限界抵抗値記憶部、１１は抵抗値履
歴保存部９に保存された初期値と抵抗値演算部８から得
られる現在の抵抗値との差を求め、この差の値と上記限
界抵抗値とを比較する寿命判定部である。 １２はセンサ１の劣化を表わすアレニウスの式に用いら
れる各種パラメータを記憶する抵抗値劣化傾向記憶部、
１３は上記各種パラメータと抵抗値履歴保存部９に記憶
された上記サンプリングされた抵抗値とに基づいてセン
サ１の寿命予測を行う寿命予測演算部、１４は寿命判定
部１１０判定結果又は寿命予測演算部１３の予測結果に
基づいて、センサ１の寿命が来たこと、又は寿命予測時
期を外部の人に通知する表示信号等の通知信号を作る通
知機能部である。 次に、上記構成による動作について説明する。 熱電対は図示のように等価的に熱起電力■１と抵抗Ｒ１
とに分けて考えることができる。この抵抗Ｒ，が熱電対
が高温下や各種雰囲気に晒されることによって、劣化し
、Ｒｏの変化として現われる。また、配線抵抗Ｒ２は通
常熱電対と同様な組成の金属導線が用いられるが、この
部分は通常の状態では劣化しにくくＲ２の変化はほとん
どない。 スイッチ４は抵抗値を電圧に変換するための定電流源Ｉ
の定電流を０Ｎ−ＯＦＦするためのものであり、ＯＮで
定を流■がＲｚ、Ｒ１を流れ、■×（Ｒ１すＲｔＸ２）
＋ＶＩの式で求まる電圧が増幅器５の入力として現われ
る。またスイッチ４がＯＦＦでは、増幅器５の入力イン
ピーダンスは非常に高いので、Ｒ１，Ｒｔの影響を受け
ずに、熱起電力■１のみが増幅器５の入力として加えら
れる。Ａ／Ｄ変換器６は、増幅器５の出力をディジタル
値に変換する。 抵抗値演算部９はスイッチ４のＯＮ時の上記式から■１
を、温度演算部７の演算結果を用いて取り餘く機能をも
つ、即ち、Ａ／Ｄ変換器６の出力値から■１に相当する
出力値を減算し、さらに定電流値■に比例する量で割る
と、Ｒｒ ＋２ｘＲ工の抵抗値が得られる。限界抵抗値
記憶部１０には、予め各種熱電対の劣化時の抵抗変化分
が記憶されている。また抵抗値履歴保存部９にはシステ
ム初期の抵抗値の初期値及びある時間間隔でサンプリン
グされた抵抗値が保存されている。 寿命判定部１１は抵抗値演算部８で得られた現在の抵抗
値と抵抗値履歴保存部９に記憶されている上記初期値と
の差を演算し、この差の値と上記限界抵抗値とを比較す
る。この結果、上記差の値が限界抵抗値を越えていれば
、通知機能部１４へ信号が出される。通知機能部１５で
は、表示器や外部インターフェースなどによって人にセ
ンサ１の寿命がきたことを知らせる。 次に、寿命予測は単なる限界値との比較ではなく、劣化
傾向を表す後述のアレニウスの式に抵抗変化を当てはめ
、この履歴の経過から、センサｌの寿命を予測する。こ
のために抵抗値劣化傾向記憶部１２は、抵抗値の変化傾
向をアレニウスの式に当てはめる場合の各種パラメータ
を予め記憶しておく。なおこのパラメータを学習させる
ことも可能である。寿命予測演算部１３は上記各種パラ
メータと抵抗値履歴保存部９に記憶された抵抗値の変化
履歴とから下記のアレニウスの式に基づいて寿命を予測
する。 バ に：ボルッマン定数 Ｔ：温度 ΔＥ：活性化エネルギー Ａ、Ｎ：定数 ｔ：経過時間 寿命予測部Ｊ３の予測結果は通知機能部１４に送られ、
通知機能部１４は、センサｌの寿命が来る時期を外部に
通知する。
この発明によれば次の効果を得ることができる。
（１） センサの使用環境の変化や熱衝撃の変化等に
対応して、常に正確な寿命判定及び予測ができる。 （２）熱電対の使用状態での、抵抗値の時間的経過を取
り込むことにより、実時間にて寿命判定及び予測ができ
、センサのチエツクのため本来の温度制御等の処理を中
止しなくともよい。 （３）寿命予測の場合だけでなく、劣化の原因が予測の
ものであっても寿命判定ができる。 使用熱電対毎の寿命情報を持つことにより熱電対毎の寿
命管理を容易に行うことができ（４）記録された熱電対
の時間的経過と、実際の電対の劣化状態とを対応させる
ことにより、化の要因の分析が可能となる。
対応して、常に正確な寿命判定及び予測ができる。 （２）熱電対の使用状態での、抵抗値の時間的経過を取
り込むことにより、実時間にて寿命判定及び予測ができ
、センサのチエツクのため本来の温度制御等の処理を中
止しなくともよい。 （３）寿命予測の場合だけでなく、劣化の原因が予測の
ものであっても寿命判定ができる。 使用熱電対毎の寿命情報を持つことにより熱電対毎の寿
命管理を容易に行うことができ（４）記録された熱電対
の時間的経過と、実際の電対の劣化状態とを対応させる
ことにより、化の要因の分析が可能となる。
図面はこの発明の一実施例による熱電対温度ンサの寿命
判定及び寿命予測装置を示すブロッ図である。 １は熱電対温度センサ、２は配線、８は抵抗演算部、９
は抵抗値履歴保存部、１０は限界抵値記憶部、１１は寿
命判定部、１３は寿命予測装置。 特許出願人 山武ハネウェル株式会・代理人 弁理士
１） 澤 博 ｌ（外２名 る。 熱 劣 セ ク 値 坑 演 肚 沼
判定及び寿命予測装置を示すブロッ図である。 １は熱電対温度センサ、２は配線、８は抵抗演算部、９
は抵抗値履歴保存部、１０は限界抵値記憶部、１１は寿
命判定部、１３は寿命予測装置。 特許出願人 山武ハネウェル株式会・代理人 弁理士
１） 澤 博 ｌ（外２名 る。 熱 劣 セ ク 値 坑 演 肚 沼
Claims (2)
- （１）熱電対温度センサの出力信号から上記熱電対温度
センサの抵抗分及び配線抵抗を含めた抵抗値を演算する
抵抗値演算部と、上記抵抗値演算部から得られる抵抗値
の初期値を記憶する抵抗値履歴保存と、上記熱電対セン
サの劣化時の抵抗変化分を示す限界抵抗値が記憶された
限界抵抗値記憶部と、上記抵抗値演算部から得られる現
在の抵抗値と上記抵抗値履歴保存部から得られる初期値
との差を求めこの差の値と上記限界抵抗値記憶部から得
られる限界抵抗値とを比較し、上記差の値が上記限界抵
抗値を越えたとき信号を出力する寿命判定部とを備えた
熱電対温度センサの寿命判定装置。 - （２）熱電対温度センサの出力信号から上記熱電対温度
センサの抵抗分及び配線抵抗を含めた抵抗値を演算する
抵抗値演算部と、上記抵抗値演算部から得られる抵抗値
を間欠的にサンプリングして保存する抵抗値履歴保存部
と、抵抗変化率と温度及び経過時間との関係を示す所定
の演算式に上記抵抗値履歴保存部から得られる抵抗値を
代入して上記熱電対温度センサの寿命を予測する寿命予
測演算部とを備えた熱電対温度センサの寿命予測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2155681A JPH0447259A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2155681A JPH0447259A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0447259A true JPH0447259A (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=15611245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2155681A Pending JPH0447259A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | 熱電対温度センサの寿命判定及び寿命予測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0447259A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06300797A (ja) * | 1992-05-27 | 1994-10-28 | Kaye Instr Inc | センサからアースへのコンダクタンス又はループ抵抗の一方の定量測定による自動化センサ診断方法及び装置 |
| JP2013148370A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Taiyo Denki Sangyo Kk | 温度履歴による寿命評価装置及びこて先温度測定装置 |
| JP2015225050A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 電気機器の寿命を予測する装置及び方法 |
| JP6756935B1 (ja) * | 2019-07-31 | 2020-09-16 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 測温システム、測温センサユニット及び測温システムの構成変更方法 |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP2155681A patent/JPH0447259A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06300797A (ja) * | 1992-05-27 | 1994-10-28 | Kaye Instr Inc | センサからアースへのコンダクタンス又はループ抵抗の一方の定量測定による自動化センサ診断方法及び装置 |
| JP2013148370A (ja) * | 2012-01-17 | 2013-08-01 | Taiyo Denki Sangyo Kk | 温度履歴による寿命評価装置及びこて先温度測定装置 |
| JP2015225050A (ja) * | 2014-05-29 | 2015-12-14 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 電気機器の寿命を予測する装置及び方法 |
| US9891259B2 (en) | 2014-05-29 | 2018-02-13 | International Business Machines Corporation | Predicting service life of electrical equipment |
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| CN114144645A (zh) * | 2019-07-31 | 2022-03-04 | 三菱电机大楼技术服务株式会社 | 测温系统、测温传感器单元以及测温系统的结构变更方法 |
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