JPH08219898A - 熱電センサーモジュール - Google Patents
熱電センサーモジュールInfo
- Publication number
- JPH08219898A JPH08219898A JP2397195A JP2397195A JPH08219898A JP H08219898 A JPH08219898 A JP H08219898A JP 2397195 A JP2397195 A JP 2397195A JP 2397195 A JP2397195 A JP 2397195A JP H08219898 A JPH08219898 A JP H08219898A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- thermoelectric element
- thermoelectric
- low temperature
- thermistor
- 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.)
- Withdrawn
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ７００〜８００℃といった高温度の測定も可
能な温度センサーを提供する。 【構成】 熱電素子１の低温端Ｌにサーミスタ５を取り
付け、熱電素子１が発生する電圧とサーミスタ５の抵抗
値とから、熱電素子１の高温端の温度を算出可能とした
熱電センサーモジュール１０。 【効果】 熱電素子が発生する電圧から、熱電素子の高
温端と低温端との温度差ΔＴを求める。サーミスタの抵
抗値から、低温端の温度ＴL を求める。熱電素子の高温
端の温度Ｔh をΔＴ＋ＴL で求める。熱電素子は高温領
域でも使用可能である。サーミスタは熱電素子の低温端
に取り付けられるため、熱電素子の高温端が、７００〜
８００℃の高温にさらされても、支障をきたすことはな
い。起電力を取り出して仕事をさせるジェネレータとし
ても使用できる。
能な温度センサーを提供する。 【構成】 熱電素子１の低温端Ｌにサーミスタ５を取り
付け、熱電素子１が発生する電圧とサーミスタ５の抵抗
値とから、熱電素子１の高温端の温度を算出可能とした
熱電センサーモジュール１０。 【効果】 熱電素子が発生する電圧から、熱電素子の高
温端と低温端との温度差ΔＴを求める。サーミスタの抵
抗値から、低温端の温度ＴL を求める。熱電素子の高温
端の温度Ｔh をΔＴ＋ＴL で求める。熱電素子は高温領
域でも使用可能である。サーミスタは熱電素子の低温端
に取り付けられるため、熱電素子の高温端が、７００〜
８００℃の高温にさらされても、支障をきたすことはな
い。起電力を取り出して仕事をさせるジェネレータとし
ても使用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱電センサーモジュール
に係り、特に、熱エネルギーを電気エネルギーに変換す
る温度センサーとして有効に用いられる熱電センサーモ
ジュールに関する。
に係り、特に、熱エネルギーを電気エネルギーに変換す
る温度センサーとして有効に用いられる熱電センサーモ
ジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】熱電素子は、ｐ型半導体とｎ型半導体と
を積層すると共に、積層面の一端側に両半導体の接合部
を形成し、かつ、接合部以外の層間部を絶縁層としたも
のであり、ゼーベック効果により、素子両端の温度差に
比例した電圧を発生する機能を有する。即ち、ｐ型半導
体とｎ型半導体との接合端（以下「ｐｎ接合端」と称
す。）の反対側の端部に電極を設け、ｐｎ接合端を加熱
すると、電極からその加熱温度に応じた電圧を取り出す
ことができる。この場合、ｐｎ接合端を高温端、電極の
ある側の端を低温端と称する。
を積層すると共に、積層面の一端側に両半導体の接合部
を形成し、かつ、接合部以外の層間部を絶縁層としたも
のであり、ゼーベック効果により、素子両端の温度差に
比例した電圧を発生する機能を有する。即ち、ｐ型半導
体とｎ型半導体との接合端（以下「ｐｎ接合端」と称
す。）の反対側の端部に電極を設け、ｐｎ接合端を加熱
すると、電極からその加熱温度に応じた電圧を取り出す
ことができる。この場合、ｐｎ接合端を高温端、電極の
ある側の端を低温端と称する。
【０００３】このような機能を利用して、熱電素子はそ
の高温端を熱源に入れるか近付けるなどして電力を発生
させるジェネレータとして利用される。また、温度差に
応じた電圧を発生するため、高出力の温度センサーとし
ても使用することができる。因みに、代表的な熱電組成
であるβ−ＦｅＳｉ2 半導体では、７００〜８００℃の
高温領域でも安定で、金属成分の揮発で線径が細ってし
まう通常の熱電対に比べて、高寿命が期待できる。ま
た、熱電素子は、その出力も大きく、例えば、β−Ｆｅ
Ｓｉ2 熱電素子ではＣＡ熱電対の１０倍以上の０．３Ｖ
の電圧を発生することができる。
の高温端を熱源に入れるか近付けるなどして電力を発生
させるジェネレータとして利用される。また、温度差に
応じた電圧を発生するため、高出力の温度センサーとし
ても使用することができる。因みに、代表的な熱電組成
であるβ−ＦｅＳｉ2 半導体では、７００〜８００℃の
高温領域でも安定で、金属成分の揮発で線径が細ってし
まう通常の熱電対に比べて、高寿命が期待できる。ま
た、熱電素子は、その出力も大きく、例えば、β−Ｆｅ
Ｓｉ2 熱電素子ではＣＡ熱電対の１０倍以上の０．３Ｖ
の電圧を発生することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱電素
子を温度センサーとして利用する場合、出力された電圧
値から高温端と低温端との温度差を知ることはできるも
のの、高温端が何℃であるかを知ることはできない。
子を温度センサーとして利用する場合、出力された電圧
値から高温端と低温端との温度差を知ることはできるも
のの、高温端が何℃であるかを知ることはできない。
【０００５】一方、サーミスタはその抵抗値を測定する
ことにより温度の絶対値を計算することができる温度セ
ンサーであるが、その使用温度の上限は高々３００〜４
００℃であり、７００〜８００℃の高温度の測定は不可
能である。
ことにより温度の絶対値を計算することができる温度セ
ンサーであるが、その使用温度の上限は高々３００〜４
００℃であり、７００〜８００℃の高温度の測定は不可
能である。
【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決し、７０
０〜８００℃といった高温度の測定も可能な温度センサ
ーとして有効に使用できる熱電センサーモジュールを提
供することを目的とする。
０〜８００℃といった高温度の測定も可能な温度センサ
ーとして有効に使用できる熱電センサーモジュールを提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の熱電センサー
モジュールは、熱電素子の低温端に温度センサーを取り
付け、熱電素子から発生する電圧と温度センサーの検出
値とから、該熱電素子の高温端の温度を算出可能とした
ことを特徴とする。
モジュールは、熱電素子の低温端に温度センサーを取り
付け、熱電素子から発生する電圧と温度センサーの検出
値とから、該熱電素子の高温端の温度を算出可能とした
ことを特徴とする。
【０００８】請求項２の熱電センサーモジュールは、請
求項１において、温度センサーはサーミスタであって、
熱電素子から発生する電圧とサーミスタの抵抗値とか
ら、該熱電素子の高温端の温度を算出可能としたことを
特徴とする。
求項１において、温度センサーはサーミスタであって、
熱電素子から発生する電圧とサーミスタの抵抗値とか
ら、該熱電素子の高温端の温度を算出可能としたことを
特徴とする。
【０００９】
【作用】熱電素子が発生する電圧から、該熱電素子の高
温端と低温端との温度差ΔＴを求めることができる。一
方、熱電素子の低温端に取り付けた温度センサーの検出
値から、熱電素子の低温端の温度ＴL を求めることがで
きる。従って、熱電素子の高温端と低温端との温度差Δ
Ｔと、熱電素子の低温端の温度ＴL とから、下記式によ
り、熱電素子の高温端の温度を算出できる。
温端と低温端との温度差ΔＴを求めることができる。一
方、熱電素子の低温端に取り付けた温度センサーの検出
値から、熱電素子の低温端の温度ＴL を求めることがで
きる。従って、熱電素子の高温端と低温端との温度差Δ
Ｔと、熱電素子の低温端の温度ＴL とから、下記式によ
り、熱電素子の高温端の温度を算出できる。
【００１０】 高温端の温度Ｔh ＝温度差ΔＴ＋低温端の温度ＴL 本発明の熱電センサーモジュールにおいて、熱電素子は
耐熱性に優れるため、７００〜８００℃といった高温領
域でも使用可能である。一方、温度センサーは熱電素子
の低温端に取り付けられ、熱電素子の低温端の測定を行
うため、熱電素子の高温端が、７００〜８００℃の高温
にさらされても、支障をきたすことはない。従って、本
発明によれば、熱電素子と温度センサーとの組み合せ
で、５００〜８００℃の温度を正確に測定できるように
なる。
耐熱性に優れるため、７００〜８００℃といった高温領
域でも使用可能である。一方、温度センサーは熱電素子
の低温端に取り付けられ、熱電素子の低温端の測定を行
うため、熱電素子の高温端が、７００〜８００℃の高温
にさらされても、支障をきたすことはない。従って、本
発明によれば、熱電素子と温度センサーとの組み合せ
で、５００〜８００℃の温度を正確に測定できるように
なる。
【００１１】なお、前述の如く、熱電素子の起電力は大
きいので、熱源が継続的に熱を発生するものである場合
には、当然そこから大きな起電力を取り出して仕事をさ
せることができる。即ち、本発明の熱電センサーモジュ
ールは、温度センサーとしてのみならず、ジェネレータ
としても有効に使用することができる。
きいので、熱源が継続的に熱を発生するものである場合
には、当然そこから大きな起電力を取り出して仕事をさ
せることができる。即ち、本発明の熱電センサーモジュ
ールは、温度センサーとしてのみならず、ジェネレータ
としても有効に使用することができる。
【００１２】本発明においては、特に、温度センサーと
してサーミスタを用い、サーミスタの抵抗値により、熱
電素子の低温端の温度を求めるようにするのが好適であ
る。
してサーミスタを用い、サーミスタの抵抗値により、熱
電素子の低温端の温度を求めるようにするのが好適であ
る。
【００１３】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の熱電センサー
モジュールの実施例について詳細に説明する。
モジュールの実施例について詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の熱電センサーモジュールの
一実施例を示す正面図、図２は図１の部の縦断面の拡
大図である。
一実施例を示す正面図、図２は図１の部の縦断面の拡
大図である。
【００１５】本実施例においては、熱電素子として、ｐ
型半導体１Ａとｎ型半導体１Ｂとが積層、接合され、接
合部１Ｃ以外の層間部に絶縁セラミックス層１Ｄが形成
され、接合部と反対側の端部に形成された端子電極（図
示せず）にリード線３Ａ，３Ｂをはんだ付けにより取り
付けた積層型熱電素子１を用いた。この熱電素子１にお
いて、接合部１Ｃ側が高温端Ｈ，リード線３Ａ，３Ｂ接
続側が低温端Ｌとなる。
型半導体１Ａとｎ型半導体１Ｂとが積層、接合され、接
合部１Ｃ以外の層間部に絶縁セラミックス層１Ｄが形成
され、接合部と反対側の端部に形成された端子電極（図
示せず）にリード線３Ａ，３Ｂをはんだ付けにより取り
付けた積層型熱電素子１を用いた。この熱電素子１にお
いて、接合部１Ｃ側が高温端Ｈ，リード線３Ａ，３Ｂ接
続側が低温端Ｌとなる。
【００１６】一方、温度センサーとしては、ガラスモー
ルドした直径１．５ｍｍのサーミスタ本体５Ａにリード
線４Ａ，４Ｂを接続したサーミスタ５を用い、このサー
ミスタ５を、熱電素子１の低温端Ｌの端面に接触させた
状態で、熱電素子１の低温端Ｌ側を、アルミナ碍子とセ
メントを用いて全体的に固定した。
ルドした直径１．５ｍｍのサーミスタ本体５Ａにリード
線４Ａ，４Ｂを接続したサーミスタ５を用い、このサー
ミスタ５を、熱電素子１の低温端Ｌの端面に接触させた
状態で、熱電素子１の低温端Ｌ側を、アルミナ碍子とセ
メントを用いて全体的に固定した。
【００１７】この熱電センサーモジュール１０の熱電素
子１の電圧測定回路とサーミスタ５の抵抗測定回路とを
演算回路（図示せず）に接続し、家庭用ガスコンロの炎
に熱電素子１の高温端Ｈをかざした。平衡状態で熱電素
子１の発生する電圧は３５０ｍＶであった。これは温度
差で６５０℃に相当する。一方、サーミスタ５の抵抗値
から算出された熱電素子１の低温端Ｌの温度読み取り値
は７０℃であった。よって、熱電素子１の高温端の温度
は７２０℃（＝６５０℃＋７０℃）であることがわかっ
た。また、熱電素子１の発生する電力を取り出して、ソ
レノイドで開閉する電磁弁に誘導したところ、電磁弁を
開状態で保持することができた。
子１の電圧測定回路とサーミスタ５の抵抗測定回路とを
演算回路（図示せず）に接続し、家庭用ガスコンロの炎
に熱電素子１の高温端Ｈをかざした。平衡状態で熱電素
子１の発生する電圧は３５０ｍＶであった。これは温度
差で６５０℃に相当する。一方、サーミスタ５の抵抗値
から算出された熱電素子１の低温端Ｌの温度読み取り値
は７０℃であった。よって、熱電素子１の高温端の温度
は７２０℃（＝６５０℃＋７０℃）であることがわかっ
た。また、熱電素子１の発生する電力を取り出して、ソ
レノイドで開閉する電磁弁に誘導したところ、電磁弁を
開状態で保持することができた。
【００１８】なお、本発明において、熱電素子は、その
高温端と低温端との温度差が６００℃で、発生電圧が３
００ｍＶ以上であるようなものを用いるのが好適であ
る。このような熱電素子としては、特に、シート積層型
熱電素子等が好適である。
高温端と低温端との温度差が６００℃で、発生電圧が３
００ｍＶ以上であるようなものを用いるのが好適であ
る。このような熱電素子としては、特に、シート積層型
熱電素子等が好適である。
【００１９】また、図示の実施例では、温度センサーと
してサーミスタを用いたが、本発明においては、サーミ
スタの他、測温抵抗体等も使用可能である。
してサーミスタを用いたが、本発明においては、サーミ
スタの他、測温抵抗体等も使用可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の熱電センサ
ーモジュールによれば、高温度領域の温度センサーとし
て、また、ジェネレータとして有効に利用可能な熱電セ
ンサーモジュールが提供される。
ーモジュールによれば、高温度領域の温度センサーとし
て、また、ジェネレータとして有効に利用可能な熱電セ
ンサーモジュールが提供される。
【図１】本発明の熱電センサーモジュールの一実施例を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図２】図１に示す熱電センサーモジュールの要部の拡
大断面図である。
大断面図である。
１ 積層型熱電素子 ２ アルミナ碍子及びセメント ３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ リード線 ５ サーミスタ １０ 熱電センサーモジュール
Claims (2)
- 【請求項１】 熱電素子の低温端に温度センサーを取り
付け、熱電素子から発生する電圧と温度センサーの検出
値とから、該熱電素子の高温端の温度を算出可能とした
ことを特徴とする熱電センサーモジュール。 - 【請求項２】 請求項１において、温度センサーはサー
ミスタであって、熱電素子から発生する電圧とサーミス
タの抵抗値とから、該熱電素子の高温端の温度を算出可
能としたことを特徴とする熱電センサーモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2397195A JPH08219898A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 熱電センサーモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2397195A JPH08219898A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 熱電センサーモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219898A true JPH08219898A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12125444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2397195A Withdrawn JPH08219898A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 熱電センサーモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08219898A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021609A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-14 | Korea Institute Of Science And Technology | Thermoelectric cooling module with temperature sensor |
| CN106821258A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 广东威灵电机制造有限公司 | 洗碗机及泵体内的水流温度检测装置和方法 |
| JP2017176423A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 日東電工株式会社 | 貼付製剤の管理方法、貼付製剤の管理モジュールおよび貼付製剤デバイス |
| JP6831965B1 (ja) * | 2020-07-07 | 2021-02-24 | 株式会社八洲測器 | 温度センサ |
-
1995
- 1995-02-13 JP JP2397195A patent/JPH08219898A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002021609A1 (en) * | 2000-09-07 | 2002-03-14 | Korea Institute Of Science And Technology | Thermoelectric cooling module with temperature sensor |
| JP2017176423A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 日東電工株式会社 | 貼付製剤の管理方法、貼付製剤の管理モジュールおよび貼付製剤デバイス |
| WO2017169108A1 (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 日東電工株式会社 | 貼付製剤の管理方法、貼付製剤の管理モジュールおよび貼付製剤デバイス |
| US11154202B2 (en) | 2016-03-30 | 2021-10-26 | Nitto Denko Corporation | Management method of patch, management module of patch, and patch device |
| CN106821258A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-06-13 | 广东威灵电机制造有限公司 | 洗碗机及泵体内的水流温度检测装置和方法 |
| JP6831965B1 (ja) * | 2020-07-07 | 2021-02-24 | 株式会社八洲測器 | 温度センサ |
| JP2022014482A (ja) * | 2020-07-07 | 2022-01-20 | 株式会社八洲測器 | 温度センサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |