JPH08292105A - 熱電対用保護管 - Google Patents
熱電対用保護管Info
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- JPH08292105A JPH08292105A JP9703695A JP9703695A JPH08292105A JP H08292105 A JPH08292105 A JP H08292105A JP 9703695 A JP9703695 A JP 9703695A JP 9703695 A JP9703695 A JP 9703695A JP H08292105 A JPH08292105 A JP H08292105A
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- JP
- Japan
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- thermocouple
- tube
- alloy
- protective tube
- niti
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Abstract
(57)【要約】
【目的】熱電対の保護管に曲がり癖がつくことを防ぎ、
熱電対を長寿命化し、また、測定部への保護管の差し込
みを容易にする。 【構成】熱電対の保護管をＮｉＴｉ系超弾性合金で製造
した熱電対用保護管。また、必要に応じて保護管の一部
をＮｉＴｉ系超弾性合金管とステンレス管の２層構造と
した熱電対用保護管
熱電対を長寿命化し、また、測定部への保護管の差し込
みを容易にする。 【構成】熱電対の保護管をＮｉＴｉ系超弾性合金で製造
した熱電対用保護管。また、必要に応じて保護管の一部
をＮｉＴｉ系超弾性合金管とステンレス管の２層構造と
した熱電対用保護管
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱電対用保護管の改良に
関するもので、特に超弾性特性を有するＮｉＴｉ系合金
製の保護管に関するものである。
関するもので、特に超弾性特性を有するＮｉＴｉ系合金
製の保護管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、熱電対は、その使用環境に起因す
る劣化や損傷などからの保護のために保護管に収納して
使用されることが多い。即ち、熱電対は、測定対象物で
あるガスや液体などによる腐食、使用中の磨耗あるいは
損傷などから熱電対線を保護するために、これを金属や
セラミックスの保護管中に収納して使用するのが一般的
である。このうち、熱電対線をマグネシアなどの無機絶
縁物で絶縁し、ステンレス鋼などの金属管中に挿入した
シース熱電対は、外径が０．５ｍｍ程度の細いものまで
容易に入手でき、小型で軽量、応答速度が速く、ある程
度の折り曲げが可能であるなどの特徴からその使用量は
増大してきている。前述したようなシース熱電対は、あ
る程度の折り曲げが可能であるので、折り曲げた状態で
使用したり、測定部まで狭い導入路を通して挿入して使
用したりすることが多い。
る劣化や損傷などからの保護のために保護管に収納して
使用されることが多い。即ち、熱電対は、測定対象物で
あるガスや液体などによる腐食、使用中の磨耗あるいは
損傷などから熱電対線を保護するために、これを金属や
セラミックスの保護管中に収納して使用するのが一般的
である。このうち、熱電対線をマグネシアなどの無機絶
縁物で絶縁し、ステンレス鋼などの金属管中に挿入した
シース熱電対は、外径が０．５ｍｍ程度の細いものまで
容易に入手でき、小型で軽量、応答速度が速く、ある程
度の折り曲げが可能であるなどの特徴からその使用量は
増大してきている。前述したようなシース熱電対は、あ
る程度の折り曲げが可能であるので、折り曲げた状態で
使用したり、測定部まで狭い導入路を通して挿入して使
用したりすることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来シース
熱電対の保護管としてはステンレス管が多く用いられて
おり、これは一旦折れ曲がると塑性変形して曲がり癖が
つく。これを元の状態に戻して使用しようとすると、保
護管、絶縁物、熱電対線ともに破損する危険性があり、
従来は一度折れ曲がったものは使用できなかった。ま
た、測定部までの導入路が曲がっている場合などには最
初の曲がり部で保護管の先端が折れ曲がってしまい、そ
れ以上先に保護管を挿入することができないという問題
もあった。
熱電対の保護管としてはステンレス管が多く用いられて
おり、これは一旦折れ曲がると塑性変形して曲がり癖が
つく。これを元の状態に戻して使用しようとすると、保
護管、絶縁物、熱電対線ともに破損する危険性があり、
従来は一度折れ曲がったものは使用できなかった。ま
た、測定部までの導入路が曲がっている場合などには最
初の曲がり部で保護管の先端が折れ曲がってしまい、そ
れ以上先に保護管を挿入することができないという問題
もあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、このよ
うな熱電対の保護管に超弾性特性を有するＮｉＴｉ系合
金製の管を用いることにより前記の問題点を解決しよう
とするものである。即ち本願の請求項１の発明は、管内
に熱電対を挿入して使用する熱電対用保護管であって、
該管がＮｉＴｉ系超弾性合金からなることを特徴とする
熱電対用保護管であり、請求項２の発明は、請求項１に
おいて前記ＮｉＴｉ系超弾性合金はＮｉ４９．５〜５
２．０at％残部ＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ合金、若しくは
前記Ｎｉ−Ｔｉ合金のＮｉ又はＴｉの一部をＣｕ、Ｃ
ｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ（それぞれ１ａｔ％以下）の
１種または２種以上で置換したＮｉ−Ｔｉ系合金からな
ることを特徴とする熱電対用保護管であり、請求項３の
発明は、請求項１または２において前記保護管の一部が
ＮｉＴｉ系超弾性合金管とステンレス管の２層構造とな
っていることを特徴とする熱電対用保護管である。
うな熱電対の保護管に超弾性特性を有するＮｉＴｉ系合
金製の管を用いることにより前記の問題点を解決しよう
とするものである。即ち本願の請求項１の発明は、管内
に熱電対を挿入して使用する熱電対用保護管であって、
該管がＮｉＴｉ系超弾性合金からなることを特徴とする
熱電対用保護管であり、請求項２の発明は、請求項１に
おいて前記ＮｉＴｉ系超弾性合金はＮｉ４９．５〜５
２．０at％残部ＴｉからなるＮｉ−Ｔｉ合金、若しくは
前記Ｎｉ−Ｔｉ合金のＮｉ又はＴｉの一部をＣｕ、Ｃ
ｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ（それぞれ１ａｔ％以下）の
１種または２種以上で置換したＮｉ−Ｔｉ系合金からな
ることを特徴とする熱電対用保護管であり、請求項３の
発明は、請求項１または２において前記保護管の一部が
ＮｉＴｉ系超弾性合金管とステンレス管の２層構造とな
っていることを特徴とする熱電対用保護管である。
【０００５】
【作用】本発明の保護管にＮｉＴｉ系超弾性合金を用い
るのは、ＮｉＴｉ系合金は融点が高く、成形性、耐蝕性
がよく、この用途に最適であり、特定の組成で超弾性特
性を有し、熱電対の保護管として使用した場合、曲がり
癖がつくことがなく熱電対の寿命を長くすることがで
き、また、測温部までの導入路が曲がっていてもその導
入路にそって熱電対を差し入れることができ、これを取
り出した場合でも曲がり癖がつかないからである。ここ
で超弾性特性とは、５〜６％のひずみを与えても応力を
除去するると元の形状に戻る性質をいい、従って直線状
の保護管にこのような特性が付与されていれば仮に管が
一時的に曲がったとしても、応力が除去されると元の直
線状となり曲がり癖がつかないことになるのである。
るのは、ＮｉＴｉ系合金は融点が高く、成形性、耐蝕性
がよく、この用途に最適であり、特定の組成で超弾性特
性を有し、熱電対の保護管として使用した場合、曲がり
癖がつくことがなく熱電対の寿命を長くすることがで
き、また、測温部までの導入路が曲がっていてもその導
入路にそって熱電対を差し入れることができ、これを取
り出した場合でも曲がり癖がつかないからである。ここ
で超弾性特性とは、５〜６％のひずみを与えても応力を
除去するると元の形状に戻る性質をいい、従って直線状
の保護管にこのような特性が付与されていれば仮に管が
一時的に曲がったとしても、応力が除去されると元の直
線状となり曲がり癖がつかないことになるのである。
【０００６】又ここでいうＮｉＴｉ系合金の一つは、４
９．５〜５２．０ａｔ％Ｎｉ−Ｔｉ合金である。Ｎｉ量
をこのように限定した理由は、Ｎｉが４９．５ａｔ％未
満であると超弾性特性があらわれず、また５２．０ａｔ
％を越えると加工性が著しく劣化するためである。Ｎｉ
Ｔｉ系合金の他の例は、Ｎｉ−Ｔｉ合金のＮｉ又はＴｉ
の一部をＣｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ（それぞれ
１ａｔ％以下）の１種または２種以上で置換したＮｉ−
Ｔｉ系合金である。このような合金は超弾性特性と強度
を改善するが、それぞれ１ａｔ％を越えて含有させる
と、粗大な金属間化合物が現れるようになり、加工性が
悪化する。このような合金の例としては、Ｎｉ−Ｔｉ−
０．５ａｔ％Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−０．３ａｔ％Ｖ合
金、Ｎｉ−Ｔｉ−０．５ａｔ％Ｃｒ− ０．３ａｔ％Ｖ
合金、Ｎｉ−Ｔｉ−０．８ａｔ％Ｆｅ合金等である。
９．５〜５２．０ａｔ％Ｎｉ−Ｔｉ合金である。Ｎｉ量
をこのように限定した理由は、Ｎｉが４９．５ａｔ％未
満であると超弾性特性があらわれず、また５２．０ａｔ
％を越えると加工性が著しく劣化するためである。Ｎｉ
Ｔｉ系合金の他の例は、Ｎｉ−Ｔｉ合金のＮｉ又はＴｉ
の一部をＣｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ（それぞれ
１ａｔ％以下）の１種または２種以上で置換したＮｉ−
Ｔｉ系合金である。このような合金は超弾性特性と強度
を改善するが、それぞれ１ａｔ％を越えて含有させる
と、粗大な金属間化合物が現れるようになり、加工性が
悪化する。このような合金の例としては、Ｎｉ−Ｔｉ−
０．５ａｔ％Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−０．３ａｔ％Ｖ合
金、Ｎｉ−Ｔｉ−０．５ａｔ％Ｃｒ− ０．３ａｔ％Ｖ
合金、Ｎｉ−Ｔｉ−０．８ａｔ％Ｆｅ合金等である。
【０００７】また、本発明は、保護管の一部をＮｉＴｉ
系超弾性合金管とステンレス管の２層構造としてもよ
い。ステンレス管を入れて２層構造とする理由は、測定
部への固定等を容易にするために故意に保護管を折れ曲
げた状態にして使用したい場合にその折れ曲げ部を２層
構造とするものである。このようにすることによって折
れ曲げ部の超弾性の効果をなくして、この部分を強化す
ることができる。また折れ曲げ部は、必要に応じて保護
管の端部でも中央部でもよい。本発明は、熱電対用の保
護管であるが、保護管に挿入した状態で測定に用いられ
る各種センサー、例えばサーミスタ、測温抵抗体等に適
用可能である。なお、本発明に用いるＮｉＴｉ系超弾性
合金管は、超弾性の特性を付与するため、例えば５００
〜５３０℃で熱処理するため、使用の温度範囲は４５０
℃以下が望ましい。
系超弾性合金管とステンレス管の２層構造としてもよ
い。ステンレス管を入れて２層構造とする理由は、測定
部への固定等を容易にするために故意に保護管を折れ曲
げた状態にして使用したい場合にその折れ曲げ部を２層
構造とするものである。このようにすることによって折
れ曲げ部の超弾性の効果をなくして、この部分を強化す
ることができる。また折れ曲げ部は、必要に応じて保護
管の端部でも中央部でもよい。本発明は、熱電対用の保
護管であるが、保護管に挿入した状態で測定に用いられ
る各種センサー、例えばサーミスタ、測温抵抗体等に適
用可能である。なお、本発明に用いるＮｉＴｉ系超弾性
合金管は、超弾性の特性を付与するため、例えば５００
〜５３０℃で熱処理するため、使用の温度範囲は４５０
℃以下が望ましい。
【０００８】
【実施例】本発明を実施例にもとづいて説明する。 （実施例１）図１は、本発明の一実施例であるシース熱
電対を示す図である。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）
は図１（ａ）のＡ−Ａ’拡大断面図である。熱電対線
５、５’は、マグネシア６により絶縁された状態で、一
端が閉じたＮｉ−Ｔｉ合金製の保護管１（外径１．６ｍ
ｍ×肉厚０．１５ｍｍ×長さ１０００ｍｍ）に挿入され
ている。このＮｉ−Ｔｉ合金製の保護管は、組成が５
０．８５at％Ｎｉ−４９．１５at％Ｔｉ合金で超弾性特
性（５％のひずみを付与した場合に応力除去で元も形状
に戻る特性）を付与している。Ｎｉ−Ｔｉ合金製の保護
管１の開口側端部８は接続部２を経て補償導線４、４’
を絶縁被覆した被覆導線３に接続されている。保護管１
内の熱電対線５、５’は互いに絶縁された状態でそれぞ
れ補償導線４、４’に接続されている。使用時には保護
管１の測温部７が温度測定部に配置され、補償導線４、
４’が図示しない温度検知装置へと接続され、温度測定
が行われる。上記のシ−ス熱電対について、測温部まで
の導入路が曲がっている場合も含めて、４００℃までの
測温を１０回実施したが曲がり癖がつくことはなかっ
た。また、常温で２０回曲げ試験を実施したが、曲がり
癖がつくことはなく常に直線を維持することができた。
本実施例においては、保護管１が超弾性特性を有するＮ
ｉ−Ｔｉ合金により製造されているので、使用時に曲が
り癖がつくことがなく、曲がりを戻すことによる保護管
の劣化が起こらないので、長期間使用可能となる。ま
た、温度測定部が曲がった導入路の奥にある場合にも、
保護管を温度測定部まで差し入れることができる。
電対を示す図である。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）
は図１（ａ）のＡ−Ａ’拡大断面図である。熱電対線
５、５’は、マグネシア６により絶縁された状態で、一
端が閉じたＮｉ−Ｔｉ合金製の保護管１（外径１．６ｍ
ｍ×肉厚０．１５ｍｍ×長さ１０００ｍｍ）に挿入され
ている。このＮｉ−Ｔｉ合金製の保護管は、組成が５
０．８５at％Ｎｉ−４９．１５at％Ｔｉ合金で超弾性特
性（５％のひずみを付与した場合に応力除去で元も形状
に戻る特性）を付与している。Ｎｉ−Ｔｉ合金製の保護
管１の開口側端部８は接続部２を経て補償導線４、４’
を絶縁被覆した被覆導線３に接続されている。保護管１
内の熱電対線５、５’は互いに絶縁された状態でそれぞ
れ補償導線４、４’に接続されている。使用時には保護
管１の測温部７が温度測定部に配置され、補償導線４、
４’が図示しない温度検知装置へと接続され、温度測定
が行われる。上記のシ−ス熱電対について、測温部まで
の導入路が曲がっている場合も含めて、４００℃までの
測温を１０回実施したが曲がり癖がつくことはなかっ
た。また、常温で２０回曲げ試験を実施したが、曲がり
癖がつくことはなく常に直線を維持することができた。
本実施例においては、保護管１が超弾性特性を有するＮ
ｉ−Ｔｉ合金により製造されているので、使用時に曲が
り癖がつくことがなく、曲がりを戻すことによる保護管
の劣化が起こらないので、長期間使用可能となる。ま
た、温度測定部が曲がった導入路の奥にある場合にも、
保護管を温度測定部まで差し入れることができる。
【０００９】（実施例２）図２は、本発明をシース熱電
対に適用した他の一実施例を示す図である。図２（ａ）
は側面図であり（イ）部は単管部（ロ）部は２重管部で
ある。図２（ｂ）は（イ）部Ａ−Ａ’の拡大断面図、図
２（ｃ）は（ロ）部Ｂ−Ｂ’の拡大断面図である。本実
施例における保護管１（外径２ｍｍ×肉厚０．２ｍｍ×
長さ１０００ｍｍ）は、５０．６at％Ｎｉ−４９．２at
％Ｔｉ−０．２at％Ｃｒ合金で超弾性特性（６％のひず
みを付与した場合に応力除去で元の形状に戻る特性）を
付与してある。 図２（ａ）の保護管１の（ロ）部がＮ
ｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金管１とステンレス管１１の２重管
（２層構造）となっている。図２（ａ）の（イ）部は、
図２（ｂ）に示すようにＮｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金管１だけ
の単管の中にマグネシア６で絶縁された熱電対線５、
５’が挿入された構造となっているのに対して、図２
（ａ）の（ロ）部（この実施例では２００ｍｍ）は、図
２（ｃ）に示すようにＮｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金管１の内側
にステンレス管１１が設けられた２重管（２層構造）と
なっており、、その中にマグネシア６で絶縁された熱電
対線５、５’が挿入されている。このような構成とすれ
ば、２層構造となっている部分では、図３に示すように
温度測定部への固定が容易となる形状に曲げて使用する
ことが可能である。本実施例においては（ロ）部の長さ
を先端部から２００ｍｍを２層構造としたが、これに限
らず、保護管１の中央部等を２層構造としてもよい。
対に適用した他の一実施例を示す図である。図２（ａ）
は側面図であり（イ）部は単管部（ロ）部は２重管部で
ある。図２（ｂ）は（イ）部Ａ−Ａ’の拡大断面図、図
２（ｃ）は（ロ）部Ｂ−Ｂ’の拡大断面図である。本実
施例における保護管１（外径２ｍｍ×肉厚０．２ｍｍ×
長さ１０００ｍｍ）は、５０．６at％Ｎｉ−４９．２at
％Ｔｉ−０．２at％Ｃｒ合金で超弾性特性（６％のひず
みを付与した場合に応力除去で元の形状に戻る特性）を
付与してある。 図２（ａ）の保護管１の（ロ）部がＮ
ｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金管１とステンレス管１１の２重管
（２層構造）となっている。図２（ａ）の（イ）部は、
図２（ｂ）に示すようにＮｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金管１だけ
の単管の中にマグネシア６で絶縁された熱電対線５、
５’が挿入された構造となっているのに対して、図２
（ａ）の（ロ）部（この実施例では２００ｍｍ）は、図
２（ｃ）に示すようにＮｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金管１の内側
にステンレス管１１が設けられた２重管（２層構造）と
なっており、、その中にマグネシア６で絶縁された熱電
対線５、５’が挿入されている。このような構成とすれ
ば、２層構造となっている部分では、図３に示すように
温度測定部への固定が容易となる形状に曲げて使用する
ことが可能である。本実施例においては（ロ）部の長さ
を先端部から２００ｍｍを２層構造としたが、これに限
らず、保護管１の中央部等を２層構造としてもよい。
【００１０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば保
護管に曲がり癖がつくことがないため熱電対の寿命を長
くすることができ、また、測定部までの導入路が曲がっ
ている時なども熱電対を差し入れることが可能である。
また、所定の部分のみ折り曲げた状態で固定して使用し
たいような場合には、その部分のみを超弾性合金管とス
テンレス管との２層構造とすればよく、本発明の熱電対
用保護管は種々の用法に適用が可能である。
護管に曲がり癖がつくことがないため熱電対の寿命を長
くすることができ、また、測定部までの導入路が曲がっ
ている時なども熱電対を差し入れることが可能である。
また、所定の部分のみ折り曲げた状態で固定して使用し
たいような場合には、その部分のみを超弾性合金管とス
テンレス管との２層構造とすればよく、本発明の熱電対
用保護管は種々の用法に適用が可能である。
【００１１】
【図１】本発明の一実施例であるシース熱電対を示す図
である。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＡ−Ａ’拡大断面図である。
である。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）
のＡ−Ａ’拡大断面図である。
【図２】本発明の他の実施例であるシース熱電対を示す
図である。図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）の（イ）部Ａ−Ａ’拡大断面図、図２（ｃ）は図
２（ａ）の（ロ）部Ｂ−Ｂ’拡大断面図である。
図である。図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）の（イ）部Ａ−Ａ’拡大断面図、図２（ｃ）は図
２（ａ）の（ロ）部Ｂ−Ｂ’拡大断面図である。
【図３】図２のシ−ス熱電対の先端を曲げて使用する場
合の説明図である。
合の説明図である。
１ ＮｉＴｉ系合金製保護管 １１ ステンレス管 イ 単管部 ロ ２重管部 ２ 接続部 ３ 被覆導線 ４、４’ 補償導線 ５、５’ 熱電対線 ６ マグネシア ７ 測温部 ８ 開口側端部 ９ 被測定物
Claims (3)
- 【請求項１】管内に熱電対を挿入して使用する熱電対用
保護管であって、該管がＮｉＴｉ系超弾性合金からなる
ことを特徴とする熱電対用保護管。 - 【請求項２】請求項１において、前記ＮｉＴｉ系超弾性
合金はＮｉ４９．５〜５２．０at％残部ＴｉからなるＮ
ｉ−Ｔｉ合金、若しくは前記Ｎｉ−Ｔｉ合金のＮｉ又は
Ｔｉの一部をＣｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｏ（それ
ぞれ１ａｔ％以下）の１種または２種以上で置換したＮ
ｉ−Ｔｉ系合金からなることを特徴とする熱電対用保護
管。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記保護管の
一部がＮｉＴｉ系超弾性合金管とステンレス管の２層構
造となっていることを特徴とする熱電対用保護管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9703695A JPH08292105A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 熱電対用保護管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9703695A JPH08292105A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 熱電対用保護管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08292105A true JPH08292105A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14181319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9703695A Pending JPH08292105A (ja) | 1995-04-21 | 1995-04-21 | 熱電対用保護管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08292105A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006017556A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Yamari Sangyo Kk | シース熱電対 |
| CN103017916A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-04-03 | 山东科技大学 | 新型高温抗冲蚀热电偶保护套管及其制备方法 |
| CN105300542A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-02-03 | 安徽蓝德仪表有限公司 | 一种用于高速流体温度测量的热电偶 |
-
1995
- 1995-04-21 JP JP9703695A patent/JPH08292105A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006017556A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Yamari Sangyo Kk | シース熱電対 |
| CN103017916A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-04-03 | 山东科技大学 | 新型高温抗冲蚀热电偶保护套管及其制备方法 |
| CN105300542A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-02-03 | 安徽蓝德仪表有限公司 | 一种用于高速流体温度测量的热电偶 |
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