JPH0815224B2 - Sees-type thermocouple device - Google Patents

Sees-type thermocouple device

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JPH0815224B2
JPH0815224B2 JP62137689A JP13768987A JPH0815224B2 JP H0815224 B2 JPH0815224 B2 JP H0815224B2 JP 62137689 A JP62137689 A JP 62137689A JP 13768987 A JP13768987 A JP 13768987A JP H0815224 B2 JPH0815224 B2 JP H0815224B2
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thermocouple
wires
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新治 降矢
秀敏 森本
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アルバツク・クライオ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、シース型熱電対装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sheath type thermocouple device.

(従来の技術) シース型熱電対装置は、第3図に図示されるように、
熱電対要素10と、これの保護のためにこれを包囲する不
銹鋼などのシース11とを、その主要構成要素とする。熱
電対要素10は、互に異なる金属で形成された2本の素線
12および13を有し、これら素線12、13は一点14で例えば
点溶接によつて接合され、その接合点14からそれぞれ延
長する。シース11は、管状に延長して、その一端は閉端
15として構成され、他端は開端16として構成される。熱
電対要素10は、シース11の中に配置され、その際に、接
合点14は閉端15の近くに位置し、両素線12、13は、接合
点14からシース11の中で延長して、開端16を通つてシー
ス11の外部に出る。
(Prior Art) A sheath type thermocouple device, as shown in FIG.
A thermocouple element (10) and a sheath (11) made of stainless steel or the like which surrounds the thermocouple element (10) for protection thereof are the main constituent elements. The thermocouple element 10 is composed of two wires made of different metals.
12 and 13, which are joined at a point 14 by, for example, spot welding, and extend from that point 14 respectively. The sheath 11 extends in a tubular shape, one end of which is a closed end.
15 and the other end is configured as an open end 16. The thermocouple element 10 is arranged in the sheath 11, with the joint 14 located near the closed end 15 and the strands 12, 13 extending from the joint 14 into the sheath 11. And goes out of the sheath 11 through the open end 16.

このような構成のシース型熱電対装置は、その制御測
定回路と接続されて、各種温度を電気的に測定するに広
く使用され、その作動原理および作動方法もよく知られ
ている。従来のシース型熱電対装置では、特にシース11
の閉端15と熱電対要素10の接合点14との間の熱的接触を
十分に達成させ、かつシース11内での熱電対要素10の機
械的保持を確実にするため、シース11の内部空間、アル
ミナのようなセラミックなどからなる充填材17が、熱電
対要素10を埋め込むように充填された。なお第3図にお
いて、符号18は、シース11に接続され素線12、13を導く
ための管材を示し、この管材18の中には、素線12、13を
埋め込むようにしてエポキシ樹脂などの充填材19が充填
される。符号20は、素線12、13を保護するためのコイル
ばねを示す。
The sheath type thermocouple device having such a structure is widely used for electrically measuring various temperatures by being connected to the control measuring circuit, and its operating principle and operating method are also well known. In the conventional sheath type thermocouple device, the sheath 11
The interior of the sheath 11 to ensure sufficient thermal contact between the closed end 15 and the junction 14 of the thermocouple element 10 and to ensure mechanical retention of the thermocouple element 10 within the sheath 11. A space, a filling material 17 made of a ceramic such as alumina was filled so as to embed the thermocouple element 10. In FIG. 3, reference numeral 18 denotes a pipe member connected to the sheath 11 for guiding the wires 12, 13, and the wires 12, 13 are embedded in the pipe member 18 such as epoxy resin. Filling material 19 is filled. Reference numeral 20 indicates a coil spring for protecting the wires 12 and 13.

かかるシース型熱電対装置を製作するには、一般にシ
ース11として細長い管が必要であり、この細長いシース
11の中に熱電対要素10および充填材17を入れることが困
難であるので、線引き加工が採用される。すなわち、最
初には、一端で閉じた比較的太い管状のシース11の中
に、熱電対要素10および充填材17が装入され、次いで、
シース11が、その中の熱電対要素10および充填材17と共
に、所定の小さな直径まで線引き加工される。
In order to manufacture such a sheath type thermocouple device, an elongated tube is generally required as the sheath 11, and this elongated sheath is used.
Since it is difficult to put the thermocouple element 10 and the filler 17 in 11, wire drawing is adopted. That is, first, the thermocouple element 10 and the filling material 17 are charged into the relatively thick tubular sheath 11 closed at one end, and then,
The sheath 11 is drawn to a predetermined small diameter with the thermocouple element 10 and the filler material 17 therein.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したようなシース型熱電対装置を製作する線引加
工の際に、熱電対要素10の素線12、13も引伸ばされるの
で、いずれか一方の素線12、13の引張強度が弱くて、引
伸ばしの際にこの素線が切断するおそれの或る場合に
は、従来方式のシース型熱電対装置は採用できない。
(Problems to be Solved by the Invention) Since the wires 12 and 13 of the thermocouple element 10 are also stretched during the wire drawing process for manufacturing the sheath type thermocouple device as described above, either one of the wires is stretched. When the tensile strength of the wires 12 and 13 is weak and there is a risk of the strands being cut during stretching, the conventional sheath type thermocouple device cannot be adopted.

例えば常温から極低温の温度領域までの温度測定に使
用できる金鉄(Au+0.07at%Fe)対クロメル熱電対要素
は、その金鉄素線の引張強度が弱いので、従来方式のシ
ース型熱電対装置には採用できない。そのため、金鉄対
クロメル熱電対要素は、シースの中に収容することなく
裸線(完全な裸線または被覆を付着させた線)のままで
使用されて来た。裸線のままで使用しようとすれば、当
然に、断線または被覆剥離による短絡などのおそれが生
じる。
For example, the gold-iron (Au + 0.07at% Fe) vs. chromel thermocouple element that can be used for temperature measurement from room temperature to extremely low temperature, the tensile strength of the gold-iron wire is weak, so the conventional sheath type thermocouple Cannot be used in equipment. As such, gold-iron vs. chromel thermocouple elements have been used bare wire (completely bare wire or wire with a coating attached) without being housed in a sheath. If the bare wire is used as it is, naturally, there is a possibility that the wire will break or a short circuit will occur due to peeling of the coating.

金鉄対クロメル熱電対要素以外に、例えばいずれか一
方の素線が金(Au)を主成分とする次のような熱電対要
素でも、同様の問題が生じる。
In addition to the gold-iron-chromel thermocouple element, the same problem occurs in the following thermocouple element in which one of the wires has gold (Au) as a main component, for example.

(1) 金コバルト(Au+2.1at%Co)対Cu、 (2) 金鉄(Au+0.03at%Fe)対クロメル、 (3) 金鉄(Au+0.03at%Fe)対Ag。(1) Gold cobalt (Au + 2.1at% Co) vs. Cu, (2) Gold iron (Au + 0.03at% Fe) vs. chromel, (3) Gold iron (Au + 0.03at% Fe) vs. Ag.

さらに、従来方式のシース型熱電対装置では、シース
の中の熱電対要素が全体としてアルミナなどの充填材に
埋め込まれているため、素線が熱収縮する際あるいは装
置が曲げられる際に、素線に無理に力が加わつて、断線
が起るおそれもある。
Further, in the conventional sheath type thermocouple device, since the thermocouple elements in the sheath are entirely embedded in the filler such as alumina, when the wire is thermally contracted or the device is bent, There is also the risk of disconnection due to excessive force applied to the wire.

この発明の課題は、上述したような従来のシース型熱
電対装置の欠点を除去することにある。
An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional sheath type thermocouple device as described above.

(問題点を解決するための手段) 上述した課題の解決のため、この発明によれば、閉端
及び開端を備えたシースの中に、2本の素線から成る熱
電対要素を挿入し、両素線の一端をシースの閉端の近く
で互いに接合して接合点を形成し、両素線の他端をシー
スの開端を通って外部へ伸長させ、シースの閉端の近く
の接合点及びその近くの両素線部位のみを埋め込む充填
材を充填して成るシース型熱電対装置において、シース
が線引き加工を必要としない管径の細いシースから成
り、この管径の細いシース内で接合点の近くの区域を除
いて、線引き加工しにくい各素線がプラスチック管中に
やや弛んだ状態で収容されていることを特徴としてい
る。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, a thermocouple element composed of two wires is inserted into a sheath having a closed end and an open end, Join one end of both strands together near the closed end of the sheath to form a joint, and extend the other end of the strands outward through the open end of the sheath to create a joint near the closed end of the sheath. And a sheath type thermocouple device which is filled with a filling material that fills only both strands in the vicinity thereof, and the sheath is made of a sheath with a small tube diameter that does not require wire drawing, and is joined in the sheath with a small tube diameter. It is characterized in that each strand, which is difficult to draw, is contained in a plastic pipe in a slightly loose state except for the area near the point.

(作 用) 上述した構成のこの発明によるシース型熱電対装置
は、線引き加工を必要としない管径の細いシースの中で
熱電対要素が、その接合点の付近を除いてプラスチック
管の中に収容され従つて全体として充填材の中に埋め込
まれる必要はないので、その製作に線引き加工は必要で
なく、従つて引張強度の小さい素線も使用できるという
作用を有する。線引き加工しにくい各素線をプラスチッ
ク管中にやや弛んだ状態で収容したことにより、熱電対
の曲げによる各素線の断線を防ぐことができるようにな
る。しかも、プラスチック管で保護されない素線の接合
点およびその付近の部分は、この部分のまわりに充填さ
れた充填材を介して、シースによつて十分に保持され、
かつシースの閉端に十分に熱的に接触する。
(Operation) In the sheath-type thermocouple device according to the present invention having the above-described structure, the thermocouple element is placed in the plastic pipe except for the vicinity of the joining point in the sheath having a small tube diameter which does not require wire drawing. Since it does not have to be housed and thus embedded in the filler as a whole, it has the effect that no wire-drawing process is required for its manufacture, and thus strands of low tensile strength can also be used. By accommodating the individual wires, which are difficult to be drawn, in the plastic tube in a slightly loose state, it becomes possible to prevent the individual wires from being broken due to bending of the thermocouple. Moreover, the joining point of the strands not protected by the plastic tube and the portion in the vicinity thereof are sufficiently held by the sheath via the filling material filled around this portion,
And sufficiently thermally contact the closed end of the sheath.

(実施例) 以下、第1図および第2図を参照しながら、この発明
の実施例について説明する。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図に示すこの発明のシース型熱電対装置におい
て、接合点14で互に接合された素線12、13からなる熱電
対要素10、閉端15および開端16を備えたシース11、充填
材19が充填される管材18、および素線12、13を包囲する
コイルばね20は、第3図に示した従来のものと全く同様
に構成配置される。この発明の本質的な特徴は、少くと
もシース11の中において、接合点14およびその近くの区
域を除いて、両素線12および13が、プラスチック管21お
よび22にそれぞれ収容されていることと、閉端15の近く
シース11の中だけに、接合点14およびその近くの両素線
12、13を埋め込む充填材23が、充填されることとにあ
る。
In the sheath type thermocouple device of the present invention shown in FIG. 1, a thermocouple element 10 composed of wires 12 and 13 joined to each other at a joining point 14, a sheath 11 having a closed end 15 and an open end 16, and a filler. The tubing 18 filled with 19 and the coil spring 20 surrounding the wires 12, 13 are constructed and arranged in exactly the same manner as the conventional one shown in FIG. An essential feature of the present invention is that both strands 12 and 13 are contained in plastic tubes 21 and 22, respectively, at least in the sheath 11 except for the junction 14 and its vicinity. , Only in the sheath 11 near the closed end 15 and at the junction 14 and near both ends
The filling material 23 for embedding 12 and 13 is to be filled.

プラスチック管21、22は、ポリイミド、ポリテトラフ
ルオロエチレンなどの絶縁性プラスチックで形成され、
充填材23は、第1図に図示した従来のシース型熱電対装
置における充填材17と同様のものでよい。
The plastic tubes 21 and 22 are made of an insulating plastic such as polyimide or polytetrafluoroethylene,
The filler 23 may be the same as the filler 17 in the conventional sheath type thermocouple device shown in FIG.

上述したように構成されたこの発明によるシース型熱
電対装置を製作する際には、最初に、プラスチック管21
および22の中に、まだ互に接合されていない素線12およ
び13が、プラスチック管の中でややたるむようにして、
それぞれ通される。次ぎに、素線12と13がその端部で互
に点溶接されて、これら素線の間の接合点14が形成さ
れ、かくして、プラスチック管21、22を背負つた熱電対
要素10が完成する。次ぎに、両端の開いた不銹鋼の管の
中に、例えば流体圧の差を利用して、熱電対要素10が、
プラスチック管21、22と共に挿入される。この際に、こ
の熱電対要素10は、その接合点14が不銹鋼管の中でその
一端の近くに位置するように配置される。プラスチック
管21、22は、接合点14の近くの区域を除いて不銹鋼管の
中を延長するように配置され、望ましくは、さらにこれ
の他端から或る程度これの外方まで延長する。その後
に、前記一端の近くの不銹鋼管の中に、接合点14および
その近くの素線21、22を埋め込むように充填材23が充填
され、かくして熱電対要素10は、その接合点14およびそ
の近く個所において、充填材23を介して、不銹鋼管に固
定されかつこれに熱的に接触する。然るのちに、不銹鋼
管の前記一端が、テイグ(TIG)溶接によつて、例えば
耐真空に封止されて閉端になり、かくして、不銹鋼の管
から、閉端15および開端16を有するシース11が作られ
る。最後に、管材18およびコイルばね20が用意されて、
管材18の中に、エポキシ樹脂などの充填材19が、開端16
の近くのシース11、開端16から突出するプラスチツク2
1、22の少くとも一部およびコイルばね20の一部を埋め
込むようにして、例えば耐真空的に図示のような配置で
充填される。
When manufacturing the sheath type thermocouple device according to the present invention configured as described above, first, the plastic tube 21
In and 22, the wires 12 and 13 which are not yet joined to each other are slightly slack in the plastic tube,
Each is passed. The wires 12 and 13 are then spot welded together at their ends to form a joint 14 between the wires, thus completing the thermocouple element 10 carrying the plastic tubes 21, 22. . Next, a thermocouple element 10 is formed in a stainless steel tube with both ends open, for example, by utilizing the difference in fluid pressure.
Inserted with plastic tubes 21,22. At this time, the thermocouple element 10 is arranged so that its joint point 14 is located near one end of the stainless steel pipe. The plastic pipes 21, 22 are arranged to extend through the stainless steel pipe except in the area near the joint 14 and preferably further extend to some extent from the other end thereof. After that, in the stainless steel pipe near the one end, a filling material 23 is filled so as to embed the joining point 14 and the wires 21 and 22 near the joining point 14, and thus the thermocouple element 10 has the joining point 14 and the joining point 14. At a nearby location, it is fixed to and thermally contacts the stainless steel pipe via the filler 23. Thereafter, said one end of the stainless steel pipe is sealed by TIG welding, for example, in a vacuum resistant manner to a closed end, and thus from the stainless steel pipe, a sheath having a closed end 15 and an open end 16. 11 is made. Finally, the tubing 18 and the coil spring 20 are prepared,
A filling material 19 such as an epoxy resin is placed in the pipe material 18 and the open end 16
A plastic stick 2 protruding from the sheath 11, open end 16 near the
At least a part of 1, 22 and a part of the coil spring 20 are embedded so as to be filled in the arrangement as shown in a vacuum resistant manner.

なお、例えば熱電対装置を真空装置などに使用する場
合には、例えばO−リングなどのシールに接触する管材
18の外面は、滑らかにして置く必要がある。
In addition, for example, when the thermocouple device is used in a vacuum device or the like, a pipe material that comes into contact with a seal such as an O-ring
The outer surface of 18 should be laid smooth.

第2図に示すこの発明によるシース式熱電対装置の実
施例では、第1図に図示したと同様に構成されたものに
おいて、管材18にフランジ24が取付けられている。この
フランジは、真空装置などへのシース型熱電対装置の取
付けを容易にする。この実施例においてはさらに、熱電
対要素10の素線12、13は、樹脂充填材19を充填した管材
18に固定されているボックス25の内部回路(図示なし)
に接続される。この内部回路は、温度定点形成のための
温度保証回路部分を包含し、或いは、さらに増幅回路部
分、電圧温度変換回路部分なども包含し、かくして第2
図図示の実施例は、熱電対温度測定装置を構成する。
In the embodiment of the sheath type thermocouple device according to the present invention shown in FIG. 2, the flange 24 is attached to the pipe member 18 in the same construction as that shown in FIG. This flange facilitates attachment of the sheath type thermocouple device to a vacuum device or the like. Further, in this embodiment, the wires 12 and 13 of the thermocouple element 10 are tubular members filled with a resin filler 19.
Internal circuit of box 25 fixed to 18 (not shown)
Connected to. This internal circuit includes a temperature assurance circuit portion for forming a temperature fixed point, or further includes an amplification circuit portion, a voltage temperature conversion circuit portion, etc., and thus the second
The illustrated embodiment constitutes a thermocouple temperature measuring device.

(発明の効果) この発明によるシース型熱電対装置は、上述したよう
に構成されているので、従来のもののようにその製作に
線引き加工を必要とせず、従つて、金鉄対クロメル熱電
対要素のように引張強度の弱い素線を備えた熱電対要素
も、製作中に素線が切断するおそれなしに、使用でき
る。さらに、各素線がプラスチック管中にやや弛んだ状
態で収容されているので、素線が熱収縮したり装置を曲
げて使用する際に、無理な力が加わつて素線が断線する
おそれはない。しかも、閉端近くのシースの中に、熱電
対要素の接合点およびその近くの両素線を埋め込むよう
に充填材が充填されるので、プラスチック管で保護され
ない素線の接合点およびその付近の部分は、充填材を介
して、シースによつて十分に保持され、かつシースの閉
端に十分に熱的に接触する。
(Effect of the Invention) Since the sheath type thermocouple device according to the present invention is configured as described above, it does not require wire drawing for its production unlike the conventional one, and accordingly, the gold iron vs. chromel thermocouple element. A thermocouple element having a wire with low tensile strength as described above can also be used without fear of cutting the wire during manufacturing. Furthermore, since each strand is accommodated in the plastic pipe in a slightly slackened state, there is no risk that the strand will break due to unreasonable force when the strand is heat-shrinked or the device is bent and used. Absent. Moreover, since the filling material is filled in the sheath near the closed end so as to bury the joint point of the thermocouple element and both strands near it, the joint point of the strand not protected by the plastic tube and its vicinity The portion is sufficiently retained by the sheath via the filler material and in sufficient thermal contact with the closed end of the sheath.

さらに、引張強度が弱い素線を備え従つて線引き加工
で素線が切断するおそれがあるので、裸線で使用されて
来た金鉄対クロメルなどの熱電対要素は、この発明によ
れば、シースおよびプラスチック管で保護されていると
共に各素線がやや弛んだ状態で収容されているから、断
線および短絡のおそれなしに使用できる。しかも、かか
る熱電対要素をシースおよびプラスチック管で保護する
ことによつて、高周波ノイズに対して強い熱電対装置が
得られる。
Furthermore, since there is a risk that the strands with weak tensile strength will be cut by the subsequent drawing process, the thermocouple element such as gold-iron pair chromel that has been used in bare wire, according to the present invention, Since it is protected by the sheath and the plastic tube and each wire is housed in a slightly loose state, it can be used without fear of disconnection or short circuit. Moreover, by protecting such a thermocouple element with the sheath and the plastic tube, a thermocouple device resistant to high frequency noise can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、この発明によるシース型熱電対装置の一実施
例を、図解的に長手断面で表わす図である。第2図は、
この発明によるシース型熱電対装置の別の実施例を表わ
す、第1図と同様の図である。第3図は、従来方式のシ
ース型熱電対装置を表わす、第1図および第2図と同様
の図である。 図面において、10は熱電対要素,11はシース,12と13は素
線,14は接合点,15は閉端,16は開端,21と22はプラスチッ
ク管,23は充填材を示す。
FIG. 1 is a view schematically showing a longitudinal section of an embodiment of a sheath type thermocouple device according to the present invention. Figure 2 shows
FIG. 7 is a view similar to FIG. 1, showing another embodiment of the sheath-type thermocouple device according to the present invention. FIG. 3 is a view similar to FIGS. 1 and 2 showing a conventional sheath type thermocouple device. In the drawing, 10 is a thermocouple element, 11 is a sheath, 12 and 13 are wires, 14 is a junction, 15 is a closed end, 16 is an open end, 21 and 22 are plastic pipes, and 23 is a filler.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】閉端及び開端を備えたシースの中に、2本
の素線から成る熱電対要素を挿入し、両素線の一端をシ
ースの閉端の近くで互いに接合して接合点を形成し、両
素線の他端をシースの開端を通って外部へ伸長させ、シ
ースの閉端の近くの接合点及びその近くの両素線部位の
みを埋め込む充填材を充填して成るシース型熱電対装置
において、シースが線引き加工を必要としない管径の細
いシースから成り、この管径の細いシース内で接合点の
近くの区域を除いて、線引き加工しにくい各素線がプラ
スチック管中にやや弛んだ状態で収容されていることを
特徴とするシース型熱電対装置。
A thermocouple element consisting of two wires is inserted into a sheath having a closed end and an open end, and one ends of both wires are joined together near the closed end of the sheath. A sheath formed by extending the other ends of both strands to the outside through the open end of the sheath, and filling only the joining point near the closed end of the sheath and the strands near that junction. In the thermocouple device, the sheath consists of a sheath with a thin tube diameter that does not require wire drawing, and in the sheath with a thin tube diameter, except for the area near the joint, A sheath type thermocouple device, which is housed in a slightly loose state.
JP62137689A 1987-06-02 1987-06-02 Sees-type thermocouple device Expired - Lifetime JPH0815224B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58181419A (en) * 1982-04-19 1983-10-24 Kiyoshi Hajikano Thermocouple
JPS58167425U (en) * 1982-05-06 1983-11-08 電気化学工業株式会社 thermocouple protection tube

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