JPH06267642A - 光ファイバ内蔵加熱体 - Google Patents
光ファイバ内蔵加熱体Info
- Publication number
- JPH06267642A JPH06267642A JP5356293A JP5356293A JPH06267642A JP H06267642 A JPH06267642 A JP H06267642A JP 5356293 A JP5356293 A JP 5356293A JP 5356293 A JP5356293 A JP 5356293A JP H06267642 A JPH06267642 A JP H06267642A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- optical fiber
- heating
- power source
- parallel
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
- H05B3/56—Heating cables
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
- F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
- F16L53/35—Ohmic-resistance heating
- F16L53/38—Ohmic-resistance heating using elongate electric heating elements, e.g. wires or ribbons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Pipe Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ライン形加熱体と光ファイバ２の温度センサを
同一シース内に収納し一体化した。 【効果】加熱体と光ファイバを一体化した事で、従来の
温度計測体かその付属品を削減し、システムを単純化
し、制御特性を向上した。
同一シース内に収納し一体化した。 【効果】加熱体と光ファイバを一体化した事で、従来の
温度計測体かその付属品を削減し、システムを単純化
し、制御特性を向上した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は配管等長物を加熱制御す
る装置は一般に多く用いられている。しかし、一般に
は、加熱体（ヒータ）とそれの温度上昇を測定するため
の温度計測体（熱伝対など）を設け、その上部に保温機
を設けている。
る装置は一般に多く用いられている。しかし、一般に
は、加熱体（ヒータ）とそれの温度上昇を測定するため
の温度計測体（熱伝対など）を設け、その上部に保温機
を設けている。
【０００２】
【従来の技術】従来は、加熱体（ヒータ）と多数の温度
計測体を用いて、夫々別々に据付け、全くの別品であっ
た。
計測体を用いて、夫々別々に据付け、全くの別品であっ
た。
【０００３】このため、長さ方向の温度アンバランスを
確かめるためには、多数の温度計測体を、長さ方向に設
ける必要があった。
確かめるためには、多数の温度計測体を、長さ方向に設
ける必要があった。
【０００４】この事は温度計の校正は多数となり、計測
上の高精度化と相反するものであった。
上の高精度化と相反するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】配管等長物の加熱を行
うためには、加熱体（ヒータ）と温度計測体（熱電対）
を用意し、適切に配管周囲に取付け、その上に保温を設
けることで達成していた。
うためには、加熱体（ヒータ）と温度計測体（熱電対）
を用意し、適切に配管周囲に取付け、その上に保温を設
けることで達成していた。
【０００６】この装置によると、加温された温度は、一
定ピッチで設けられた温度計測器で測定し、電源の入，
切又は、上昇，下降により入力エネルギを変化して、温
度制御を行っていた。
定ピッチで設けられた温度計測器で測定し、電源の入，
切又は、上昇，下降により入力エネルギを変化して、温
度制御を行っていた。
【０００７】しかし、この場合に、精度良い計測および
制御を行うには、短いピッチで多数の計測体を設けねば
ならず、この事はコストアップはもとより、計器校正等
補修作業も多く必要とした。
制御を行うには、短いピッチで多数の計測体を設けねば
ならず、この事はコストアップはもとより、計器校正等
補修作業も多く必要とした。
【０００８】又、計測体は管内流体温度を計測するた
め、流体温度は正確に計れるが、入力エネルギは、加熱
体→配管→流体と伝達後の温度となるため、計測遅れを
生じ易い。
め、流体温度は正確に計れるが、入力エネルギは、加熱
体→配管→流体と伝達後の温度となるため、計測遅れを
生じ易い。
【０００９】本発明によると、ヒータ近くの温度を計測
できる事より早期に温度傾向が解かり、計測制御の高精
度化を達成できる。
できる事より早期に温度傾向が解かり、計測制御の高精
度化を達成できる。
【００１０】又、光ファイバ一本で全長の温度計測がで
きるので、従来の計測体が省略でき、単純な装置が達成
できる。
きるので、従来の計測体が省略でき、単純な装置が達成
できる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】光ファイバ，温度を計測
できる。
できる。
【００１２】これは光ファイバの片端からパルス光を入
射し、ある時間後の反射光のうち特定光（ラマン散乱
光）を計測する事で、反射点の温度が計測できる。
射し、ある時間後の反射光のうち特定光（ラマン散乱
光）を計測する事で、反射点の温度が計測できる。
【００１３】この時、計測できる温度は、パルスの発光
ならびに識別を時分割で行っている事より、この限界で
決まる時間に担当する長さ１ｍの平均値として計測され
る。従って、加熱体や配管と平行して光ファイバを布設
しておけば、この長さ方向に従った分布温度が計測され
ることとなる。
ならびに識別を時分割で行っている事より、この限界で
決まる時間に担当する長さ１ｍの平均値として計測され
る。従って、加熱体や配管と平行して光ファイバを布設
しておけば、この長さ方向に従った分布温度が計測され
ることとなる。
【００１４】しかし、光ファイバは、ガラスのコアとそ
の周辺を囲むクラッドより成っており、クラッド材を耐
熱化しても約５００℃程度が限界である。
の周辺を囲むクラッドより成っており、クラッド材を耐
熱化しても約５００℃程度が限界である。
【００１５】従って、５００℃程度迄の加熱体迄を適用
限界とする。
限界とする。
【００１６】この時、配管では一般に、加熱体を全周に
ぐるぐる巻いて加熱するのが普通であり、この巻きピッ
チの粗密と、保温の良否（熱放散の大小）によって配管
長さ方向に温度バランスできる。
ぐるぐる巻いて加熱するのが普通であり、この巻きピッ
チの粗密と、保温の良否（熱放散の大小）によって配管
長さ方向に温度バランスできる。
【００１７】この時、最高温度や最低温度を守る必要の
ある、システムでは、長さ方向の温度を正確に測らねば
ならない。
ある、システムでは、長さ方向の温度を正確に測らねば
ならない。
【００１８】このためには数多くの温度計測体を設ける
か、精度を上げるため、短いピッチとし多数の設置を必
要とする。
か、精度を上げるため、短いピッチとし多数の設置を必
要とする。
【００１９】今回は、連続的に温度計測をするため、配
管に添わせて光ファイバを布設する事を考えたが、温度
計測ピッチが１ｍが限界である事より、これを加熱体と
一緒に、配管にぐるぐる巻くことで長さを確保でき、最
大１ｍ／π≒３０cm迄のピッチで計測できる事とした。
管に添わせて光ファイバを布設する事を考えたが、温度
計測ピッチが１ｍが限界である事より、これを加熱体と
一緒に、配管にぐるぐる巻くことで長さを確保でき、最
大１ｍ／π≒３０cm迄のピッチで計測できる事とした。
【００２０】
【作用】光ファイバで周辺温度を１ｍピッチで計る。加
熱体と同一ルートに光ファイバを布設する事で加熱体廻
りの温度が長さ方向に分布として測定できる。
熱体と同一ルートに光ファイバを布設する事で加熱体廻
りの温度が長さ方向に分布として測定できる。
【００２１】光ファイバで温度を計る事は汎用技術であ
り、原子力向けには耐放射線性を改良した光ファイバを
用いる。
り、原子力向けには耐放射線性を改良した光ファイバを
用いる。
【００２２】一般の光ファイバは１００℃前後迄しか使
用できない。
用できない。
【００２３】しかし、クラッドの耐熱性強化により５０
０℃程度迄は強化できる。
０℃程度迄は強化できる。
【００２４】従って、５００℃程度迄の加熱装置に適用
する。
する。
【００２５】加熱体と一体化する事で温度上昇／下降の
度合を早目に計測できる。この事は制御のスピードアッ
プにつながる。
度合を早目に計測できる。この事は制御のスピードアッ
プにつながる。
【００２６】光ファイバとの一体化で曲げ難くなり工事
性を阻害する。
性を阻害する。
【００２７】円形状にせず、リボン形にする事で曲げ易
くする（図２）。
くする（図２）。
【００２８】電源線二本と並列抵抗素子を有する加熱線
は汎用である。汎用品には、温度計測装置がないので、
別々に、温度計測体を設けねばならない。
は汎用である。汎用品には、温度計測装置がないので、
別々に、温度計測体を設けねばならない。
【００２９】
【実施例】光ファイバで温度を計る事ができる。
【００３０】従ってこれを加熱体と一体化する事で、加
熱体の長さ方向の温度が分布的に計測でき、配管等の加
熱の場合は、配管長に添って加熱状態の監視，制御がで
きる。
熱体の長さ方向の温度が分布的に計測でき、配管等の加
熱の場合は、配管長に添って加熱状態の監視，制御がで
きる。
【００３１】図１はこの一体化した、加熱体の説明図で
ある。
ある。
【００３２】加熱体１は帯状であり、二本の電源線によ
り片端より交流電源Ｒ，Ｓが印加される。
り片端より交流電源Ｒ，Ｓが印加される。
【００３３】この電圧は、電源線を伝わってこれと並列
に長さ方向に設けた、抵抗素子４に伝わり、抵抗値に応
じた電流が流れ加熱される。この温度を電源線と平行に
設けた、光ファイバで検出する。
に長さ方向に設けた、抵抗素子４に伝わり、抵抗値に応
じた電流が流れ加熱される。この温度を電源線と平行に
設けた、光ファイバで検出する。
【００３４】これ等をシース材５の中に収め一体化する
ものである。
ものである。
【００３５】図２はこの光ファイバ付加熱体の断面図で
ある。
ある。
【００３６】電源線３は、図の上下に二本設けこの中間
に抵抗体４を有する。
に抵抗体４を有する。
【００３７】この両者はリード線１３に継り、電源線３
にある電圧により抵抗素子４に電流が流れ、加熱をする
ものである。
にある電圧により抵抗素子４に電流が流れ、加熱をする
ものである。
【００３８】これ等はシース材５で図のように一体化す
る。
る。
【００３９】図３は従来の構成体を配管に巻きつけその
上に保温を被せた、従来形の説明図である。
上に保温を被せた、従来形の説明図である。
【００４０】加熱したい配管６の廻りに、加熱体１１を
巻き、電源１０に継ぐ、このヒータの近く（又は配管内
部）に適当数、温度計測体８を設ける。
巻き、電源１０に継ぐ、このヒータの近く（又は配管内
部）に適当数、温度計測体８を設ける。
【００４１】これより、配線材１２により、温度制御装
置９に継ぎ、指示，制御を行う。
置９に継ぎ、指示，制御を行う。
【００４２】この時、必要に応じ、電源の入，切（又は
上昇／下降）を行い、入力制御を行う。
上昇／下降）を行い、入力制御を行う。
【００４３】又、配管廻りには保温７を行う。
【００４４】図４は、本発明による構成体を配管に巻き
つけた説明図である。配管６の廻りには同様に加熱体１
１を巻き電源１０に継ぐ。
つけた説明図である。配管６の廻りには同様に加熱体１
１を巻き電源１０に継ぐ。
【００４５】この時、同時に光ファイバ２も布設される
ので、これを温度制御装置９に継ぎ指示，制御を行う。
ので、これを温度制御装置９に継ぎ指示，制御を行う。
【００４６】この時、必要に応じ、電源の入，切（又は
上昇／下降）を行い、入力制御を行う。
上昇／下降）を行い、入力制御を行う。
【００４７】この構成では、従来の多数の温度計測体８
は不要となり、かつ温度は配管全長にわたって計測され
る。
は不要となり、かつ温度は配管全長にわたって計測され
る。
【００４８】図５は、本実施例による温度の分布計測結
果を示すものである。配管の長さＬ方向に温度の高低が
連続的に記録できる。
果を示すものである。配管の長さＬ方向に温度の高低が
連続的に記録できる。
【００４９】従って、最高温度Ｔ3 ，最低温度Ｔ1 がど
の点であるかが測定される。
の点であるかが測定される。
【００５０】例えば、従来方式の場合、ＴＥ1点及びＴ
Ｅ2点に対する温度としてＴ2，Ｔ4が計測されるか、全
体の温度分布状態は解からない。
Ｅ2点に対する温度としてＴ2，Ｔ4が計測されるか、全
体の温度分布状態は解からない。
【００５１】すなわち、本実施例によれば、システムの
必要性に応じ、Ｔ3、又はＴ1を固定して制御ができる。
必要性に応じ、Ｔ3、又はＴ1を固定して制御ができる。
【００５２】
【発明の効果】従来多数の温度計測体を用いて、温度の
計測制御を行っていたが、これによると、温度計測体の
ある点のみの温度しか解からず、全体を見た制御ができ
なかった。
計測制御を行っていたが、これによると、温度計測体の
ある点のみの温度しか解からず、全体を見た制御ができ
なかった。
【００５３】本発明ではシステム要求に応じ、最高点や
最低点を見た制御が可能となる。
最低点を見た制御が可能となる。
【００５４】当然温度計測体の削減により、コスト的に
もメリットがある。
もメリットがある。
【００５５】又、抵抗素子部分の温度が計測されるの
で、内部流体の温度を計って制御する場合に比べ、温度
傾向が早期に把握でき、制御の迅速化ができる。
で、内部流体の温度を計って制御する場合に比べ、温度
傾向が早期に把握でき、制御の迅速化ができる。
【００５６】抵抗体との一体化により、配線工事の合理
化ができる。
化ができる。
【図１】光ファイバ付加熱体の説明図。
【図２】光ファイバ付加熱体の断面図。
【図３】従来の配管ヒータの説明図。
【図４】本発明による配管ヒータの説明図。
【図５】本発明による構成体を配管に取付け、温度計測
をした時の特性図。
をした時の特性図。
１…ファイバ付加熱体、２…光ファイバ、３…電源線、
４…抵抗素子、５…シース材。
４…抵抗素子、５…シース材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河本 紀久雄 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 日立ニ ュークリアエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 阿部 茂樹 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (3)
- 【請求項１】二本の電源線間に並列に設けられた、加熱
素子による加熱状況を、電源線と平行に一体化した光フ
ァイバにより、加熱温度を、連続的に測定すべく、加熱
体と光ファイバを一体化した構成体。 - 【請求項２】配管等のような長尺物を加熱する加熱体
に、光ファイバによる温度計計測装置を一体化して、加
熱体の近くの温度を測る加熱装置。 - 【請求項３】配管等の長尺物を加熱する加熱体に、光フ
ァイバによる温度計測装置を一体化した加熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5356293A JPH06267642A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 光ファイバ内蔵加熱体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5356293A JPH06267642A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 光ファイバ内蔵加熱体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06267642A true JPH06267642A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12946264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5356293A Pending JPH06267642A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 光ファイバ内蔵加熱体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06267642A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101008887B1 (ko) * | 2010-10-19 | 2011-01-17 | (주)진성이티에스 | 광센서 케이블을 포함하는 전기 가열 장치 및 이를 이용한 전기 가열 시스템 |
| US8287184B2 (en) | 2006-12-28 | 2012-10-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fluid physical quantity measuring method and control method |
| WO2013036083A3 (ko) * | 2011-09-08 | 2013-05-02 | Lee Jae Jun | 스마트 기능을 보유한 지능형 히팅 케이블 및 그 제조방법 |
| JP2016530071A (ja) * | 2013-06-05 | 2016-09-29 | カーライル フルイド テクノロジーズ，インコーポレイティド | 管路を通じた流れの熱制御用のシステム及び方法 |
| CN106131989A (zh) * | 2016-08-17 | 2016-11-16 | 无锡市环球电器装备有限公司 | 一种智能型并联电伴热带 |
| JP2020193665A (ja) * | 2019-05-28 | 2020-12-03 | マツダ株式会社 | 摩擦締結装置 |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5356293A patent/JPH06267642A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8287184B2 (en) | 2006-12-28 | 2012-10-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fluid physical quantity measuring method and control method |
| JP5223681B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2013-06-26 | 住友電気工業株式会社 | 流動体の物理量測定方法及び制御方法 |
| KR101008887B1 (ko) * | 2010-10-19 | 2011-01-17 | (주)진성이티에스 | 광센서 케이블을 포함하는 전기 가열 장치 및 이를 이용한 전기 가열 시스템 |
| WO2013036083A3 (ko) * | 2011-09-08 | 2013-05-02 | Lee Jae Jun | 스마트 기능을 보유한 지능형 히팅 케이블 및 그 제조방법 |
| CN103814623A (zh) * | 2011-09-08 | 2014-05-21 | 李完洙 | 具有智能功能的智能加热电缆及制造该智能加热电缆的方法 |
| JP2016530071A (ja) * | 2013-06-05 | 2016-09-29 | カーライル フルイド テクノロジーズ，インコーポレイティド | 管路を通じた流れの熱制御用のシステム及び方法 |
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