JPH0526732A

JPH0526732A - 光学的炉内温度測定方法

Info

Publication number: JPH0526732A
Application number: JP17846591A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Sakashita; 由彦坂下; Chitayoshi Manabe; 知多佳真鍋; Takeshi Kanda; 神田　　剛
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1991-07-18
Filing date: 1991-07-18
Publication date: 1993-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】炉室空間を広げること無く、１本の閉端管か
ら多数の光学的情報を得て温度測定する。【構成】高圧容器21の炉室30内に設置される閉端管33
と、閉端管33の先端部35内面からの熱放射光を炉外へ導
出する光ファイバ36とを備え、光ファイバ36によって炉
外へ導出された放射光から炉内の温度を測定するように
した光学的炉内温度測定方法において、前記光ファイバ
36の全部もしくは一部をバンドルファイバ38にて構成
し、炉室30内からの放射光を該バンドルファイバ38を用
いて分岐して、測定範囲を異にする複数の放射温度計41
A,41B に入射させて、炉内温度を測温する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間静水圧加圧（以下
ＨＩＰと略記する。）装置や加圧焼結炉等の種々の高圧
装置における光学的な手法による炉内温度の測定方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の高圧装置技術の進歩により気体あ
るいは液体を圧力媒体とした高圧装置において、数100
MPa もの高い圧力での安定した操業が可能となった。こ
のような高圧装置において、処理過程における加圧装置
内部の状況を知る手段としては専ら電気的な信号が使用
されてきたが、例えば温度計測に関しては近年特開昭60
−133327号公報に示される如き閉端管を利用した炉内温
度の光学的測定手段の採用が検討されてきた。

【０００３】この閉端管利用の炉内温度の光学的測定手
段の概要は、図４に示す如く高圧容器1 とその上蓋2 、
下蓋3 によって画成される高圧室内に断熱層4 、ヒータ
5 を内蔵して炉室6 が形成され、この炉室6 内に、被処
理体7 を載置する試料台8 が設置され、さらに上蓋2 に
導圧孔9 が設けられたＨＩＰ装置において、上記ヒータ
5 の径方向略同位置に閉端管10をその先端11が被測温部
位に位置するように設置し、閉端管先端11からの熱放射
を閉端管10下部にあるレンズなどの光学系12で集光し、
１本の光ファイバ13により炉外に導いて１台の放射温度
計14に入射し、放射温度計14から測定系に接続して測温
するものである。通常、この放射温度計14は輝度方式の
持つ欠点 (汚れ等の影響を受けやすい等) を回避するた
め、二色方式をとることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、放射光は検出部である閉端管10 １本につき１本の
光ファイバ13によって導出され、１台の放射温度計14
(通常１つの検出素子) に入射していたため、１本の閉
端管10で測温できる温度範囲は放射温度計14の測温可能
温度範囲によって決まってしまうのが実情である。この
問題点に対して一般的に取られる方法は、複数の閉端管
10を設置する方法、あるいは閉端管10を太くして複数の
光ファイバ13によって放射光を導出する方法などがあ
る。しかし、このような方法ではＨＩＰ炉内に余分な空
間を必要として処理の実効容積が低下し、装置ひいては
処理のコストアップを招くことになる。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑み、炉室空間を広
げること無く、１本の閉端管から多数の光学的情報を得
て温度測定する方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決す
る本発明の技術的手段は、高圧容器21の炉室30内に設置
される閉端管33と、閉端管33の先端部35内面からの熱放
射光を炉外へ導出する光ファイバ36とを備え、光ファイ
バ36によって炉外へ導出された放射光から炉内の温度を
測定するようにした光学的炉内温度測定方法において、
前記光ファイバ36の全部もしくは一部をバンドルファイ
バ38にて構成し、炉室30内からの放射光を該バンドルフ
ァイバ38により分岐して、測定範囲を異にする複数の放
射温度計41A,41B に入射させ、炉内温度を測温する点に
ある。

【０００７】

【作用】炉室30内の閉端管33先端部35からの放射光が光
学系34により光ファイバ36に集光され、ＨＩＰ装置の炉
室30外に導出される。放射光はバンドルファイバ38の分
岐によって複数の放射温度計41A,41B に振り分けて入射
され、放射温度計41A,41B は互いに異なる温度範囲につ
いて温度測定を行ない、全体として広範囲の温度を測定
する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に従って説明す
ると、図１において、21は高圧容器で、高圧シリンダ22
とその上下開口を密封する上蓋23及び下蓋24によって形
成され、上蓋23には導圧孔25が設けられている。26は高
圧容器21内に設けたヒータ、27は断熱層である。28は下
蓋24上に載置した試料台、29は試料台28に載置した被処
理体である。30は高圧容器21内に断熱層27によって区画
形成した炉室である。

【０００９】33は炉室30内に設置した１本の閉端管で、
タングステン、モリブデン、ボロンナイトライド、グラ
ファイト等の耐熱材料から成る。34は光学系で、閉端管
33の先端部35内面からの熱放射光を集光する。36は光フ
ァイバで、レンズ系34によって集光した放射光を炉外へ
導出する。この光ファイバ36は全部がバンドルファイバ
38にて構成されており、閉端管33の先端部35からの放射
光を光学系34によってバンドルファイバ38の端面に集光
し、該バンドルファイバ38を高圧シールしてＨＩＰ装置
の外に導出する。そして、バンドルファイバ38は外部で
２つに分岐され、放射光を２台の放射温度計41A,41B に
入射するようになっている。

【００１０】前記バンドルファイバ38は、一例を図２に
示すようにコア部43とクラッド部44とを有する多数本の
ファイバ素線45を組み合わせたものである。またバンド
ルファイバ38は、１本のバンドルファイバ中に数千〜数
万のコアをもつマルチコア構造のコンジット型と呼ばれ
るタイプのものも適用可能である。前記放射温度計41A,
41B は、互いに測定温度範囲の異なるものが使用され、
これによって低温から超高温まで広いレンジの温度測定
をおこなうことが可能となる。例えば放射温度計に用い
られる一般的な受光素子であるシリコン素子に関して
は、一つの素子ではその受光感度の制限から、低温から
超高温までをカバーすることができない。すなわち、一
般的な超高温測定用シリコン製二色温度計だと1300〜30
00℃の測温範囲になり、中、高温測定用シリコン製二色
温度計になると 800〜1600℃の測温範囲となるので、１
台の温度計で 800〜3000℃という範囲をカバーすること
はできない。このような二色式温度計を、本技術を用い
ることによって１台の放射温度計により測温するより広
範囲(800〜3000℃) の温度を測温することが可能になる
のである。さらに、より多くの放射温度計を接続するこ
とにより、さらに低温から測定することも可能となるこ
とは言うまでもない (もちろん、単色式の放射温度計を
用いることも可能である) 。また、放射温度計以外の測
温器具を接続することも可能である。例えば、光スペク
トラム・アナライザなどを用いれば、温度計測をおこな
いながら他方で波長分光特性の評価をおこない、分光特
性上何らかの異常が認められた場合に装置を停止するな
ど安全上の措置を講ずることも可能となる。

【００１１】図３は他の実施例を示し、光ファイバ36の
一部をバンドルファイバ38にて構成している。即ち、光
ファイバ36を１本のファイバ素線から成る単一ファイバ
47とバンドルファイバ38にて構成し、閉端管33先端部35
からの放射光を光学系34により単一ファイバ47の端面に
集光し、該単一ファイバ47を高圧シールしてＨＩＰ装置
の外に導出している。そして、ＨＩＰ装置の外でこの単
一ファイバ47をバンドルファイバ38に接続し、さらにバ
ンドルファイバ38を分岐することによってバンドルファ
イバ38から放射温度計41A,41B に放射光を入射するよう
にしている。なお、単一ファイバ47は大口径のファイバ
を用いる方が光量を確保するという点で望ましい。バン
ドルファイバ38の放射温度計41A,41B への振り分け方
(光量などによる) はバンドルファイバ38のファイバ素
線の本数により任意に変えられる。即ち、放射温度計41
A,41B にそれぞれ全光量の50％づつを分けるときは、バ
ンドルファイバ38のファイバ素線数を全体の本数の半分
づつに分ければよい。同様に、放射温度計41A,41B の光
量を例えば２：８にしたいときはファイバ素線を全体の
２：８にすれば簡単に光量比を変えることができ、放射
温度計41A,41B の光検出素子の選定並びにその特性に応
じて自在の適用が可能となる。

【００１２】なお、図３のように単一ファイバ47から出
た光が全てバンドルファイバ38に入射する場合は光学系
なしで単一ファイバ47とバンドルファイバ38とをそのま
ま接続してもよいが、光がバンドルファイバ38に全て入
射しないような場合は、光ファイバ36とバンドルファイ
バ38の間にレンズなどの光学系を入れる方が望ましい。
バンドルファイバ38の放射温度計41A,41B への接続に関
しては前述のように、必要な光量になるようにバンドル
ファイバ38のファイバ素線の本数により振り分ければよ
い。放射温度計41A,41B については上述のように測定範
囲の異なる放射温度計、例えば受光素子にシリコン素子
を用いた二色式温度計で超高温用の1300〜3000℃と中・
高温用の 800〜1600℃を組み合わせれば、 800〜3000℃
という広範囲の温度を１本の閉端管33、光ファイバ36で
測定することが可能になり、余分な炉室空間を設けるこ
と無く、温度制御を広範囲に、かつ安価に行わしめるこ
とができる。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、光ファイバ36の全部も
しくは一部をバンドルファイバ38にて構成し、炉室30内
からの放射光を該バンドルファイバ38を用いて分岐し
て、測定範囲を異にする複数の放射温度計41A,41B に入
射させて、炉内温度を測温するので、炉室空間を広げる
こと無く１本の閉端管33から多数の光学的情報を得て、
炉内の広範囲の温度を測定することが可能となり、余分
な炉室空間を設けること無く、温度制御を広範囲に、か
つ安価に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側断面図である。

【図２】バンドルファイバの端面図である。

【図３】他の実施例を示す側断面図である。

【図４】従来例を示す側断面図である。

【符号の説明】

21 高圧容器 30 炉室 33 閉端管 35 先端部 36 光ファイバ 38 バンドルファイバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧容器(21)の炉室(30)内に設置される
閉端管(33)と、閉端管(33)の先端部(35)内面からの熱放
射光を炉外へ導出する光ファイバ(36)とを備え、光ファ
イバ(36)によって炉外へ導出された放射光から炉内の温
度を測定するようにした光学的炉内温度測定方法におい
て、前記光ファイバ(36)の全部もしくは一部をバンドルファ
イバ(38)にて構成し、炉室(30)内からの放射光を該バン
ドルファイバ(38)により分岐して、測定範囲を異にする
複数の放射温度計(41A)(41B)に入射させ、炉内温度を測
温することを特徴とする熱間静水圧加圧装置の光学的炉
内温度測定方法。
【請求項２】前記バンドルファイバ(38)での分岐を高
圧容器(21)外でなすことを特徴とする請求項１記載の光
学的炉内温度測定方法。