JPH0623920Y2

JPH0623920Y2 - 熱処理炉

Info

Publication number: JPH0623920Y2
Application number: JP14313488U
Authority: JP
Inventors: 秀一田中
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-10-31
Filing date: 1988-10-31
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2003-10-31
Also published as: JPH0264900U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本考案は炉殻内部の温度測定を放射温度計等により行う
熱処理炉に関する。

従来の技術多種多様で付加価値の高い新素材を高品質で製造開発す
るという観点から最近注目されている熱処理炉の中で
も、例えばニューセラミックス等を開発するのに必要な
高温炉にあっては、熱処理に必要な最高温度が2000度を
遥かに越え、とても一種類の温度測定器では測定範囲を
カバーできず、それ故、レンジの異なる２種以上の温度
測定器を適宜切り換える方式でもって広域にわたる炉内
温度を正確に測定し、精密な温度制御を通じて、良好な
熱処理が行なわれるような構成となっている。通常、高
温炉に装備される温度測定器としては、低温度域では熱
電対温度計、高温域では放射温度計である場合が多く、
放射温度計による場合には、炉殻の壁面に形成されてい
る測定用窓ガラスから導かれた光の波長を検出すること
で、炉殻内部の温度が計測されるようになっている。

考案が解決しようとする課題しかしながら、上記従来例による場合には、炉殻内部に
おける断熱材や処理物等から発生する不純物が測定用窓
ガラスに付着して汚れると、放射温度計が低めの値を指
示することで実際の炉内温度が設定温度よりも高くなる
という欠点がある。それ故、測定用窓ガラスを清掃する
ために適切な時間を決めて装置を停止させることが必要
となるが、測定用窓ガラスの汚れの程度は外からでは判
り難いことから、測定用窓ガラスを早め早めに清掃しな
ければならず、良好な熱処理を連続して行う上で大きな
障害となっている。

本考案は上記事情に鑑みて創案れれたものであり、測定
用窓ガラスの汚れを正確に認識することができる熱処理
炉を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段本考案にかかる熱処理炉は、炉殻の温度測定用窓に対向
配置してあり当該温度測定用窓からの光を受けて炉殻内
部の温度を測定する光温度計と、前記温度測定用窓に向
けて光を照射する発光部と、前記温度測定用窓で反射さ
れた前記照射部からの光を受ける受光部と、受光部から
出力された信号に基づいて前記温度測定用窓の汚れの度
合いを判定する汚れ判定部とを具備している。

作用温度測定用窓の汚れの度合いに応じて発光部から発せら
れた光は温度測定用窓の汚れに反射し、受光部に受け止
められることから、受光部にて変換出力される信号のレ
ベルは温度測定用窓の汚れの度合いに比例する。

実施例以下、本考案にかかる熱処理炉の一実施例を図面を参照
して説明する。第１図は熱処理炉の簡略構成図である。

ここに掲げる縦型の熱処理炉は、上部開閉蓋15を有する
炉殻10の内部には、円筒状をなしたグラファイト製の断
熱壁20が設けられている上に、断熱壁20の内部には、複
数本のグラファイトヒータ30が設けられており、上部開
閉蓋15を介して炉殻10の内部に挿入された被処理物41を
真空又はガス雰囲気下で熱処理するような基本構成とな
っている。更に詳しく説明すると、炉殻10の底部には真
空排気管13の一端が接続されており、この真空排気管13
を通じて炉殻10の外部に配置した真空排気ポンプ14が連
結されており、これで被処理物41の熱処理に必要な真空
状態が得られるようになっている（但し、炉殻10の内部
に窒素ガス等を送り込むためのガス供給管は図示されて
いない）。

炉殻10の内部温度は、炉殻10に部分的に挿入された図外
の熱電対温度計と炉殻10の側面に形成された測定用窓ガ
ラス11（温度測定用窓）に対向して配置された放射温度
計60（光温度計）との双方によって計測されている。即
ち、低温度領域を計測するための熱電対温度計と高温度
領域を計測するための放射温度計60とを適宜切り替える
ことにより、常温から約2000度にわたる炉殻10の内部温
度を連続して計測するようになっている。そして両者の
計測データは、温度調節計90に逐次導入され、この温度
調節計90でもって商用電源ｂからグラファイトヒータ30
に供給する電力を調節するとともに、炉殻10の内部温度
を所定の熱処理温度パターン通りに制御するようになっ
ている。即ち、温度調節計90はＰＩＤ回路を主要部とす
る温度計測制御回路であって、予め設定された熱処理温
度パターンと熱電対温度計及び放射温度計60から導入さ
れた炉殻10の内部温度のデータとを逐次比較するととも
に、この比較結果に応じたゲート信号91を生成し、もっ
てサイリスタ41を位相制御するようになっている。ま
た、放射温度計60にて生成された炉殻10の内部温度を与
える温度測定信号61は、後述する構成でもって測定用窓
ガラス11に付着した汚れａに応じて補正されるようにな
っている。以下、測定用窓ガラス11に付着した汚れａの
度合いを検出するための光学機構について説明する。な
お、図中12は、炉殻10の壁面と測定用窓ガラス11との間
に挿入された真空用パッキンである。

測定用窓ガラス11の対向位置には、放射温度計60が配置
されていることは既に述べたが、放射温度計60の近傍に
は、測定用窓ガラス11に向けて光を発する発光部40と、
測定用窓ガラス11にて反射された発光部40からの光を受
け止める受光部50とが夫々配置されている。即ち、発光
部40と受光部50とは一対のものでアナログ光電センサー
を構成しており、受光部50から増幅アンプ51を通じて生
成されたアナログの汚れ検出信号511は、測定用窓ガラ
ス11にて反射された受光部40からの光の輝度レベルを与
える信号となっている。このような発光部40と受光部50
からなる光学系でもって測定用窓ガラス11に付着した汚
れａの度合いを検出できることの原理については後述す
る。なお、増幅アンプ51から導かれた汚れ検出信号511
は、後述する加算回路70とコンパレータ回路80（汚れ判
定部に相当する）に夫々導かれている。

加算回路70は、所定の比率でもって、温度測定信号61の
レベルを検出信号511のレベルに応じて補正するアナロ
グ加算回路であって、測定された炉殻10の内部温度を測
定用窓ガラス11に付着した汚れａの度合いに応じて補正
するとともに、補正された炉殻10の内部温度のデータを
補正温度測定信号71として温度調節計90に逐次出力する
ような基本構成となっている。なお、加算回路70には、
測定用窓ガラス11の汚れａの度合と放射温度計60の測定
誤差との非直線性を考慮し、汚れ検出信号511を非線形
増幅する等して非直線性を補償する機能が含まれてい
る。

一方、コンパレータ回路80は、ボリューム等からなる基
準電圧発生回路81にて生成された基準電圧信号811と汚
れ検出信号511とを比較するとともに、比較結果たる警
報信号82を生成する回路となっており、測定用窓ガラス
11の汚れａの度合いが基準電圧発生回路81の与える設定
値を越えた場合に、警報信号82を通じて警報等を行うよ
うになっている。なお、基準電圧発生回路81の設定値
は、放射温度計60等との関連において、測定用窓ガラス
11の汚れａの限度に勘案して決定される。

次に、発光部40、受光部50によって測定用窓ガラス11の
汚れａの度合いを検出できることの原理について説明す
る。

まず、装置の連続運転時間が長くなるに従って測定用窓
ガラス11の内面には、断熱壁20や被処理物41から発生し
た不純物が徐々に付着して汚れａが発生することになる
が、かかる不純物が測定用窓ガラス11に付着した状態で
は鏡面状となることが経験上確かめられており、発光部
40から発せられた光は、測定用窓ガラス11の内面の中で
も汚れａで反射し、反射した光が受光部50で受け止めら
れる。しかも不純物の付着状態がひどくなるに従い汚れ
ａで反射される割合が高くなり、受光部50に取り込まれ
る光の量が多くなる結果、受光部50、増幅アンプ51で生
成される汚れ検出信号511は、測定用窓ガラス11の汚れ
ａの度合いを示すことになる。

従って、装置の連続運転時間が長くなって測定用窓ガラ
ス11の汚れａが発生しても、その程度が軽い場合には、
放射温度計60の測定結果が検出した汚れａの度合いに応
じて補正され、正確な温度測定とともに精度の高い温度
制御が行われることにより、良好な熱処理が行われるこ
とになる。

そして測定用窓ガラス11の汚れａの程度がひどくなった
場合でも、測定用窓ガラス11の汚れａの程度を判定する
コンパレータ回路80が働くまで、即ち、警報が鳴るま
で、装置の連続運転を続行することができ、結果とし
て、良好な熱処理を行いつつ装置の連続運転時間を延ば
すことができることになる。

なお、本考案にかかる熱処理炉は上記実施例に限定され
ず、例えば受光部や受光部を放射温度計の内部に設ける
形態を採ってもかまわない。

考案の効果以上、本考案にかかる熱処理炉による場合には、受光部
から出力される信号のレベルが温度測定用窓の汚れの度
合いを与えるような構成となっているので、温度測定用
窓の汚れを正確に認識することができる。それ故、良好
な熱処理を行いつつ装置の連続運転時間を実質的に延長
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる熱処理炉の一実施例を説明する
ための図であって、熱処理炉の簡略構成図である。 10…炉殻 11…測定用窓ガラス 40…発光部 50…受光部 60…放射温度計 80…コンパレータ回路 90…温度調節計

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】炉殻の温度測定用窓に対向配置してあり当
該温度測定用窓からの光を受けて炉殻内部の温度を測定
する光温度計と、前記温度測定用窓に向けて光を照射す
る発光部と、前記温度測定用窓で反射された前記照射部
からの光を受ける受光部と、受光部から出力された信号
に基づいて前記温度測定用窓の汚れの度合いを判定する
汚れ判定部とを具備していることを特徴とする熱処理
炉。