JPH0684331U

JPH0684331U - 熱電対

Info

Publication number: JPH0684331U
Application number: JP2573893U
Authority: JP
Inventors: 義徳永嶋; 武男橋爪; 圭之助徳重; 啓至太宰
Original assignee: 石川島播磨重工業株式会社
Priority date: 1993-05-18
Filing date: 1993-05-18
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】還元雰囲気中や熔融金属中など熱電対線が劣
化または変質される雰囲気中において、熱電対を用いて
応答性よく温度測定を行う。【構成】熱電対線１の測温接点４およびその周辺を測
定対象物に対して安定な金属の酸化物、窒化物、炭化物
またはほう化物、Ｓｉの酸化物、窒化物、炭化物または
ほう化物、あるいはＢＮのうちのいずれか１つの材料ま
たは複数の材料からなる保護膜で被覆しておく。これら
はいずれも酸化還元雰囲気に対して耐蝕性の材料である
から、還元雰囲気中でも熱電対線１の腐食が防止され長
時間測定が可能になる。また、熔融金属中においても、
測定対象となる熔融金属の融点よりも融点の高い材料で
被覆しておけば、熱電対線１の合金化が防止され長時間
測定が可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、酸化または還元雰囲気中や熔融金属中など過酷な環境条件下で用いられる熱電対に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

熱電対は裸熱電対、保護管付熱電対、シース熱電対など構造上いくつかのタイプに分けられるが、これらのうちシース熱電対が最も広く使用されている。シース熱電対（非接地型）は、図３に示すように熱電対線６の周囲をち密な絶縁物７で取り囲み、さらにその外側を金属シース８で覆った構造になっている。絶縁物７には主として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が用いられ、金属シース８には使用条件によってステンレス、インコネルなどが使用される。このシース熱電対は、熱電対線６がち密なＭｇＯに覆われており空気と接触しないので、同線径の保護管付熱電対と比較するとはるかに耐熱性が良好で高温まで使用が可能であり、またシース熱電対は熱電対線６が細く、絶縁層も薄いため、応答性についても保護管付熱電対より格段優れている。しかし、裸熱電対との比較では当然に応答性が悪い。

【０００３】そこで従来、シース熱電対では測定できないような微妙な温度変化を読み取る必要がある場合には裸熱電対を使用し、腐食などによってその測定機能が低下した場合には、その都度新しいものに取り替えて測定していた。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、酸化または還元雰囲気中や熔融金属中などの過酷な環境条件下で応答性良く長時間温度測定を行う必要がある場合、例えばコークス消火炉内や熔鉱炉内に設置して測定を行う場合には、裸熱電対の使用は到底不可能である。すなわち、コークス消火炉内など還元雰囲気中では熱電対線がたちまち腐食され、また熔鉱炉内などの熔融金属中や金属蒸気が発生するところでは熱電対線が合金化するなどして侵され、汚染され脆化するため、このような環境条件下では温度測定機能がすぐに失われてしまう。

【０００５】この考案はこのような事情の下に創案されたもので、その目的は酸化および還元雰囲気中や熔融金属中などにおいても応答性良く温度測定が行える新規な熱電対を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案の熱電対は、熱電対線の測温接点およびその周辺を測定対象物に対して安定な金属の酸化物、窒化物、炭化物またはほう化物、Ｓｉの酸化物、窒化物、炭化物またはほう化物、あるいはＢＮのうちのいずれか１つの材料または複数の材料からなる保護膜で被覆したものである。

【０００７】

【作用】

例えば、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂およびＢＮは、いずれも還元雰囲気に対して耐蝕性の材料であるから、これらを単独またはいくつかを組合せた材料からなる単層または多層の保護膜で熱電対線の測温接点およびその周辺を被覆しておけば、還元雰囲気中でも熱電対線の腐食が防止され、長時間測定が可能になる。また、熔融金属中においても、測定対象となる熔融金属に侵されることなくまたその融点において安定な材料で被覆しておけば、熱電対線の劣化が防止され長時間測定が可能になる。ちなみに、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂およびＢＮの融点は、それぞれ 2050℃、1800℃および3000℃である。上記保護膜はＰＶＤ，ＣＶＤなどの気相蒸着法、プラズマ溶射法などの成膜技術によって薄く均一に成膜できるので、この考案の熱電対によれば同外径のシース熱電対より速い応答性が実現できる。

【０００８】

【実施例】

以下に、この考案の実施例について図面を用いて詳細に説明する。

【０００９】図１はこの考案に係る熱電対の一例を示した図であり、同図（ａ）は破断側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。同図において１は、２種類の金属線２，３の両端２ａ，３ｂを接続させてなる熱電対線であり、熱電対線１の測温接点４およびその周辺は薄い保護膜５で被覆されている。保護膜５の材料は用途に応じてＢＮや金属またはＳｉの酸化物、窒化物、炭化物、ほう化物を単独またはいくつかを組合せた材料の中から選ばれる。熱電対線１を構成する金属線２と金属線３の対としては、例えば白金ロジウム−白金や鉄−コンスタンタンなど種々のものがある。これらの熱電対線１は、裸の状態で還元雰囲気中や熔融金属中に置かれると温度測定機能がすぐに失われてしまうが、図示するように熱電対線１を保護膜５で被覆しておくことで、このような過酷な環境条件下でも長時間測定が可能になる。この熱電対は、熱電対線１の表面を線形よりもはるかに薄い保護膜５で覆った構造になっているので極めて応答性が良く、シース熱電対では測定できないような微妙な温度変化を読み取ることができる。

【００１０】なお、この考案の熱電対は上記実施例の構造に限定されるものではなく、図２に示すように測温接点４の部分で折り曲げたものに保護膜を被覆して使用することも可能である。

【００１１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の熱電対によれば、熱電対線の測温接点およびその周辺を測定対象物に対して安定な金属の酸化物、窒化物、炭化物またはほう化物、Ｓｉの酸化物、窒化物、炭化物またはほう化物、あるいはＢＮのうちのいずれか１つの材料または複数の材料からなる保護膜で被覆したことにより、還元雰囲気中や熔融金属中などの過酷な環境条件下で応答性良く長時間温度測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る熱電対の一実施例を示す図であ
り、（ａ）は破断側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。

【図２】本考案に係る熱電対の他の実施例を示す側面図
である。

【図３】従来の一般的な熱電対の構造を示す破断側面図
である。

【符号の説明】

１熱電対線２金属線３金属線４測温接点５保護膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者徳重圭之助東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内 (72)考案者太宰啓至東京都江東区豊洲三丁目１番15号石川島播磨重工業株式会社東二テクニカルセンター内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】熱電対線の測温接点およびその周辺を測
定対象物に対して安定な金属の酸化物、窒化物、炭化物
またはほう化物、Ｓｉの酸化物、窒化物、炭化物または
ほう化物、あるいはＢＮのうちのいずれか１つの材料ま
たは複数の材料からなる保護膜で被覆したことを特徴と
する熱電対。