JPH10232170A - 熱電対劣化予測装置 - Google Patents

熱電対劣化予測装置

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JPH10232170A
JPH10232170A JP9052297A JP5229797A JPH10232170A JP H10232170 A JPH10232170 A JP H10232170A JP 9052297 A JP9052297 A JP 9052297A JP 5229797 A JP5229797 A JP 5229797A JP H10232170 A JPH10232170 A JP H10232170A
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JP
Japan
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thermocouple
resistance value
temperature
deterioration
measured
Prior art date
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Pending
Application number
JP9052297A
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English (en)
Inventor
Isao Hishikari
功 菱刈
Yukikoto Hosoya
幸言 細矢
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Chino Corp
Original Assignee
Chino Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡易な構成で、容易に熱電対の劣化を検知、予
測できる熱電対劣化予測装置を提供する。 【解決手段】熱電対1に所定の電流を断続的に供給する
電流源5と、熱電対1に電流源5から電流を供給したと
きの電圧降下から熱電対1の抵抗値を測定し、この抵抗
値の時間に対する変化に基き所定の関係を用い劣化時点
を予測して報知する処理手段3とを備えるようにした熱
電対劣化予測装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、熱電対の劣化を
予測する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱電対は、加熱炉その他の温度測定に広
く使用されている。ところが、高温雰囲気で長時間使用
していると劣化するおそれがある。
【0003】従来、劣化を予測する良い方法はなく、定
期的に標準の熱電対と比較検定したり、経験的に所定時
間使用する毎に定期的に交換していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、比較検
定をする為には、高価な検定装置を用意する必要があ
り、検定の手間を大きく要し、また、熱電対を定期的に
交換する場合では使用可能な熱電対まで交換することも
あり無駄を生じるおそれがあった。
【0005】この発明の目的は、以上の点に鑑み、簡易
な構成で、容易に熱電対の劣化を検知、予測できる熱電
対劣化予測装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、熱電対に所
定の電流を断続的に供給する電流源と、前記熱電対に前
記電流源から電流を供給したときの電圧降下から熱電対
の抵抗値を測定し、この抵抗値の時間に対する変化に基
き所定の関係を用い劣化時点を予測して報する処理手段
とを備えるようにした熱電対劣化予測装置である。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の一実施例を示
す構成説明図である。図1において、1は先端部が測定
対象に設けられた熱電対で、この熱電対1からの熱起電
力は、増幅器、A/D変換器等を含む測定手段2で測定
され、この測定電圧は処理手段3に供給される。μCP
U等よりなる処理手段3は、あらかじめメモリ4に記憶
された熱電対の種類により定められた通常の熱起電力と
温度との第1の関係を用い、測定電圧から温度に換算す
る演算処理を行い温度出力を取り出すことができる。ま
た、処理手段3により必要時あるいは定期的に所定の間
隔でスイッチ手段6をオンとし、電流源5の所定の電流
を熱電対1に供給し、このときの電圧降下分を測定手段
2で測定して処理手段3に供給し、処理手段3で熱電対
1の抵抗値を測定する。そして、処理手段3は、あらか
じめメモリ4に記憶された温度と熱電対の抵抗値との第
2の関係から熱電対1で先に測定した温度に対応する抵
抗値を算出し、この算出した抵抗値と熱電対1に電流源
5から電流を供給したときの電圧降下から求めた熱電対
の抵抗値と比較し、熱電対1の劣化を検知、予測する。
【0008】つまり、図2の実線の曲線Aで示すよう
に、メモリ4には、通常の熱起電力と温度との第1の関
係の他に、測定温度Tと、そのときの熱電対の抵抗値
R、またはある温度T0のときの抵抗R0で割った抵抗
比R/R0との上記第2の関係を記憶・格納しておく。
そして、各温度に対し、点線の曲線B、Cで示す所定の
抵抗値幅の限界レベル(例えば±10%)を設け、これ
を越えたとき、劣化と判断することができる。そして、
抵抗値の時間に対する変化に基き所定の関係を用い上記
限界レベルとなる劣化時点をあらかじめ予測報知するよ
うにする。勿論、抵抗と電圧は比例するので、電圧値で
比較してもよい。なお、抵抗比R/R0は、熱電対の種
類により一定であるので、抵抗比R/R0を用いて比較
することにより、熱電対の長さ、太さ等の影響を受ける
ことがない。また、適正な基準温度T0との温度比T/
T0を用いて比較するようにしてもよい。
【0009】以上のことから、熱電対1の熱起電力を測
定手段2で測定し、上記第1の関係から処理手段3で温
度Tを測定し、あらかじめメモリ4に記憶された温度と
熱電対の抵抗値との上記第2の関係から温度Tに対応し
た基準の抵抗値Rrを算出しておく。次にスイッチ手段
6をオンとし、電流源5から熱電対1に所定の電流iを
断続的に供給し、供給したときの電圧降下から熱電対1
の抵抗値Rを測定する。そして、この抵抗値Rと測定温
度Tに対応する基準の抵抗値Rrとを処理手段3で比較
し、この差から熱電対1の劣化を予測する。例えば、図
2で示すように、抵抗値Rが限界レベルB、Cを越えた
とき、劣化となるが、この劣化抵抗値に到達する時点を
予測計算し、予知・予測情報を外部に報知出力する。
【0010】つまり、図3に、例えばある所定の温度に
おける限界レベルに達して越えて行くような時間tに対
する熱電対1の抵抗値Rの変化を示す。劣化が進行し始
め、基準の抵抗値Rrをやや越えた抵抗値R1となった
時刻t1において、これより所定の時間Δt経過した時
刻t2の抵抗値R2を求める。これらの時間的変化Δt
=t2−t1に対する抵抗値変化ΔR=R2−R1の変
化率K=ΔR/Δtから、メモリ4に格納された第3の
関係である所定の関係(劣化関数F)を用い、劣化抵抗
値Rxとなる劣化時刻(時点)txを予測計算し、この
予測時刻tx又はこの時刻txになるまでの時間を処理
手段3は外部に報知する。
【0011】例えば、概略、劣化関数Fが時間tに対す
る抵抗値Rの一次関数とすれば、上記変化率Kの大きさ
から、劣化時刻tx及びそれまでの時間tx−t2は、
次式となる。
【0012】 tx=(Rx−R2)/K+t2 (1) tx−t2=(Rx−R2)/K (2) このように、抵抗値Rの時間tに対する変化に基き所定
の劣化関数Fを用い劣化時点txを予測して報知するこ
とができるが、この劣化関数Fは、熱電対1の種類又は
測定温度毎に異なるものを用いるとよい。また、熱電対
1による現場での測定を行って、実際の現場で特定の環
境で測定した時間に対する抵抗値変化の測定結果から、
劣化関数を修正して更新しメモリ4に格納するようにす
る学習機能を処理手段3に設け、常に最適のものとでき
る。
【0013】ところで、通常の測定時、電流源5より熱
電対1に電流iを流したとき、温度Tとされる熱電対1
の抵抗値をR、それ以外の部分の補償導線等の部分の抵
抗値をr1、温度Tのときの熱起電力をV0とすると測
定電圧V1は次式となる。
【0014】 V1=V0+i(R+r1)=i・R+(V0+i・r1) (3) これより R=[V1−(V0+i・r1)]/i (4) が求まる。ここで、(V0+i・r1)は、十分小さけ
れば無視でき、あるいはV0は通常の測定により求ま
り、電流値iは設定値であり、抵抗値r1は、補償導線
等の種類により既知である。この補正して求められた抵
抗値Rを用いて上記温度と熱電対の抵抗値との第3の関
係等を用いて同様に劣化予測を行うことができる。
【0015】また、上記劣化予測は、抵抗値の時間に対
する変化に基くものについて説明したが、電圧値、抵抗
値比、温度比等も、これに含まれ、同様の効果が得られ
る。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、この発明は、熱電対
に所定の電流を断続的に供給する電流源と、前記熱電対
に前記電流源から電流を供給したときの電圧降下から熱
電対の抵抗値を測定し、この抵抗値の時間に対する変化
に基き所定の関係を用い劣化時点を予測して報知する処
理手段とを備えるようにした熱電対劣化予測装置であ
る。このため、常時、熱電対の抵抗値変化から、熱電対
の劣化の時点を検知、予測することができ、しかも、そ
のときの測定温度に対応した基準の抵抗値と比較してい
るので、熱電対がどのような温度で測定していたとして
も、十分に劣化の予測が可能となる。また、抵抗の他に
抵抗比と温度との関係を用いることで、熱電対の長さ、
太さ等の影響を受けることがない。また、実際の稼働時
に温度上昇させて、熱電対の熱起電力による温度と、そ
のときの抵抗値を求め、これの関係を用いて、劣化予測
をすれば、種々の補正演算は不要となる。また、熱電対
が複数チャンネルの場合、入力切換器で各チャンネルの
入力取り込み毎に抵抗値測定を行って、各熱電対毎の劣
化予測が可能となる。また、熱電対による現場での測定
を行って、実際の現場で特定の環境で測定した時間に対
する抵抗値変化の測定結果から学習し、劣化関数を修正
して更新しメモリに格納するようにする学習機能を処理
手段に設け、常に最適劣化予測ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す構成説明図である。
【図2】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
【図3】この発明の一実施例を示す動作説明図である。
【符号の説明】
1 熱電対 2 測定手段 3 処理手段 4 メモリ 5 電流源 6 スイッチ手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱電対に所定の電流を断続的に供給する電
    流源と、前記熱電対に前記電流源から電流を供給したと
    きの電圧降下から熱電対の抵抗値を測定し、この抵抗値
    の時間に対する変化に基き所定の関係を用い劣化時点を
    予測して報知する処理手段とを備えたことを特徴とする
    熱電対劣化予測装置。
  2. 【請求項2】前記所定の関係は、熱電対による測定結果
    から修正することを特徴とする請求項1記載の熱電対劣
    化予測装置。
JP9052297A 1997-02-20 1997-02-20 熱電対劣化予測装置 Pending JPH10232170A (ja)

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