JPH11160161A - 温度測定器 - Google Patents

温度測定器

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JPH11160161A
JPH11160161A JP33044897A JP33044897A JPH11160161A JP H11160161 A JPH11160161 A JP H11160161A JP 33044897 A JP33044897 A JP 33044897A JP 33044897 A JP33044897 A JP 33044897A JP H11160161 A JPH11160161 A JP H11160161A
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JP
Japan
Prior art keywords
protective tube
temperature measuring
alumina powder
measuring device
thermocouple
Prior art date
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Application number
JP33044897A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Suzuki
洋 鈴木
Chikamichi Kajita
慎道 梶田
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TYK Corp
Original Assignee
TYK Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱電対の応答時間が短く、短時間のうちに溶
融金属等の温度測定が可能な温度測定器を提供するこ
と。 【解決手段】 本発明の温度測定器は、耐火物からなる
先端閉止のパイプ状の外周保護管1と、外周保護管1の
内部に挿入され先端閉止のパイプ状の内周保護管2と、
内周保護管2の内部に挿入され軸長方向に二本の挿通孔
30を持つ絶縁管3と、挿通孔30に挿入され先端から
突出した測温接点43を持つ熱電対4とを有する。内周
保護管2と外周保護管1との隙間10には、アルミナ粉
末5が充填されている。アルミナ粉末5の熱伝導率が高
く、外周保護管1から内周保護管2まで素早く熱が伝導
されるので、熱電対4の応答時間が短く、短時間のうち
に溶融金属等の温度測定ができるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属などの温
度を計測する温度測定器の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に示すように、先端が閉じた
パイプ状の外周保護管1と、その内部に挿入された先端
が閉じたパイプ状の内周保護管2と、内周保護管2の内
部に挿入された絶縁管3と、絶縁管3に保持されている
熱電対4とを有する温度測定器がある。
【0003】この温度測定器では、外周保護管1と内周
保護管2との隙間が外周空間10を形成しており、内周
保護管2と絶縁管3との隙間が内周空間20を形成して
いる。内周空間20および外周空間10には、通常空気
が満たされている。なお、外周保護管1、内周保護管2
および絶縁管3は、必ずしも同軸に配設されているわけ
ではなく、偏りを生じて配設されていることもある。
【0004】以上のような構成に近い温度測定器の一例
が、特許公報第2596789号に開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが前述の従来技
術の温度測定器では、外周空間10および内周空間20
のうち特に外周空間10での伝熱抵抗が高いので応答時
間が長くなり、迅速な温度計測を行うことができない。
たとえば、溶融鋼の温度測定に、予熱なしで使用可能な
MoZrO2 からなる外周保護管5をもつ温度測定器を
使用すると、応答時間が長く数分程度の測定時間が必要
である。それゆえ、繰り返し温度測定を行おうとする
と、時間がかかりすぎるという不都合があった。
【0006】そこで本発明は、熱電対の応答時間が短
く、短時間のうちに溶融金属等の温度測定が可能な温度
測定器を提供することを解決すべき課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の温度測定器は、
耐火物からなり先端閉止のパイプ状の外周保護管と、外
周保護管の内部に挿入され先端閉止のパイプ状の内周保
護管と、内周保護管の内部に挿入され軸長方向に二本の
挿通孔を持つ絶縁管と、挿通孔に挿入され挿通孔の先端
から突出した測温接点を持つ熱電対とを有する。本発明
の温度測定器の特徴は、絶縁管と内周保護管との隙間で
ある内周空間と、内周保護管と外周保護管との隙間であ
る外周空間とのうち少なくとも一方に、アルミナ粉末が
充填されていることである。ここで、アルミナ粉末の充
填深さは、外周保護管の直径よりも十分に大きいことが
望ましく、そうでない場合には熱電対の応答時間は十分
に短くならない。
【0008】アルミナ粉末は、熱伝導性が高いので、外
周保護管からの熱を内周保護管へ速やかに伝導し、同様
に内周保護管からの熱を熱電対の測温接点に速やかに伝
導する。それゆえ、本発明の温度測定器によれば、熱電
対の応答時間が短く、短時間のうちに溶融金属等の温度
測定が可能になるという効果がある。
【0009】
【発明の実施の形態】ここで、アルミナ粉末の純度が9
9.7%以上であると、アルミナ粉末に含まれるシリコ
ン等の不純物(熱電対を劣化させる)が少なくなるの
で、本発明の温度測定器の寿命が長くなって好都合であ
る。また、アルミナ粉末の平均粒径が、45μmより大
きく1000μm未満であると、熱電対の応答時間が長
くなることなしに、アルミナ粉末の焼結が抑制でき焼結
によって大きな影響を及ぼす熱膨張による破損が防止さ
れるので、やはり好都合である。
【0010】
【実施例】以下に本発明の温度測定器の実施例を複数示
し、本発明をさらに具体的に説明する。 [実施例1] (実施例1の構成)本発明の実施例1の温度測定器は、
図1および図2に示すように、外周側から中心に向かっ
て順に、外周保護管1、アルミナ粉末5、内周保護管
2、アルミナ粉末5、絶縁管3および熱電対4を有す
る。
【0011】外周保護管1は、耐火物であるサーメット
(具体的にはMoZrO2 )からなり、先端が閉じてい
るパイプ状の保護管であって、その外径は20mm、内
径は10mm、全長は500mmである。内周保護管2
は、先端が閉じているパイプ状の保護管であって、外周
保護管1の内部に挿入されている。内周保護管2の外径
は8mm、内径は5mmである。絶縁管3は、内周保護
管2の内部に挿入されており、軸長方向に内径1mmの
二本の挿通孔30を持つ絶縁性の管であって、絶縁管3
の外径は4mmである。内周保護管3および絶縁管3を
形成している材料は、純度99.7%以上のアルミナA
23である。
【0012】熱電対4は、線径0.5mmのRタイプ
(白金−白金ロジウム)の熱電対である。熱電対4の陽
脚41および陰脚42は、絶縁管3の二本の挿通孔30
にそれぞれ挿入されており、熱電対4の測温接点43は
絶縁管3の先端から突出している。アルミナ粉末5は、
純度99.7%以上のアルミナAl23からなる平均粒
径300μmの粉末である。ここで平均粒径は粒度とも
いい、本実施例ではアルミナ粉末5のうち90重量%が
平均粒径の±10%程度に収まっている。アルミナ粉末
5は、内周保護管2と外周保護管1の隙間である外周空
間10に充填されている。アルミナ粉末5が外周空間1
0および内周空間20に充填されている高さhは、外周
保護管1の下端部から80mmまでである。
【0013】一方、絶縁管3と内周保護管2との隙間で
ある内周空間20は、外周空間10に比べて隙間が小さ
いので伝熱抵抗はさほど大きくはなく、内周保護管2か
ら熱電対4の測温接点43への熱伝導は比較的短時間で
行われる。なお、外周保護管1、内周保護管2および絶
縁管3とは、必ずしも互いに同軸であるとは限らず、多
少は互いに偏っていることもある。また、本実施例の温
度測定器を横差しや下差しで使用する場合に備えて、ア
ルミナ粉末5の充填後にアルミナまたはシリカのファイ
バーで蓋をして、アルミナ粉末5がこぼれないようにし
ても良い。あるいは、熱電対4に、Rタイプに替えてB
タイプ(Pt−30%Rh/Pt−6%Rh)を採用す
れば、さらに高温の計測にも対応できるようになる。
【0014】(実施例1の作用効果)本実施例の温度測
定器は、以上のように構成されているので、以下のよう
な作用効果を発揮する。本実施例の温度測定器では、外
周空間10に充填されたアルミナ粉末5は熱伝導度が高
いので、外周保護管1からの熱は内周保護管2へ速やか
に伝導される。また、内周空間20の隙間が小さいの
で、内周保護管2からの熱は熱電対4の測温接点43に
速やかに伝導される。それゆえ、本実施例の温度測定器
によれば、熱電対4の応答時間が短くなり、前述の従来
技術よりも短時間のうちに溶融金属等の温度測定が可能
になるという効果がある。
【0015】ここで、アルミナ粉末の純度は99.7%
以上であるから、アルミナ粉末5に含まれるシリコン等
の不純物によって熱電対4が劣化することがほとんど無
い。それゆえ、本発明の温度測定器は、前述の従来技術
の温度測定器と同様に長寿命である。また、アルミナ粉
末5の平均粒径が300μmであって、45μmより大
きく1000μm未満であるから、熱電対4の応答時間
が長くなることなしに、アルミナ粉末5の熱膨張による
破損が防止される(前述の従来技術の温度測定器ではア
ルミナ粉末5がないので、その熱膨張による破損はな
い)。
【0016】逆に、もしアルミナ粉末5の平均粒径が4
5μm以下であると、温度測定の際にアルミナ粉末5が
焼結し、再度の温度測定で再び昇温した際にアルミナ粉
末5の焼結物が熱膨張する。すると、同焼結物の熱膨張
によって、外周保護管1および内周保護管2のうちいず
れかが破損することがあり、温度測定器が短命となって
不都合である。また、もしアルミナ粉末5の平均粒径が
1000μm以上であると、アルミナ粉末5の粒と粒と
の間の隙間が大きいので、熱抵抗が増して熱伝導度が低
下し、熱電対4の応答時間がやや長くなる傾向にあるの
で、やはり不都合である。
【0017】したがって、本実施例の温度測定器によれ
ば、前述の従来技術の温度測定器よりも短時間のうちに
溶融金属等の温度測定を可能としながら、寿命が短くな
ることがないという効果がある。[実施例2および実施
例3]本発明の実施例2および実施例3として、アルミ
ナ粉末5の純度を落とし、それぞれ95%および92%
とした温度測定器を製作した。実施例2および実施例3
において、その他の条件は全て実施例1と同一である。
【0018】[実施例4および実施例5]本発明の実施
例4および実施例5として、アルミナ粉末5の平均粒径
をそれぞれ45μmおよび1000μmとした温度測定
器を製造した。実施例4および実施例5においても、そ
の他の条件は全て実施例1と同一である。 [従来例]以上の各実施例の温度測定器と従来技術によ
る温度測定器との比較をして、本発明の各実施例の効果
を確認する目的で、従来例の温度測定器を製作した。こ
の従来例の温度測定器は、アルミナ粉末5が無いことだ
けが前述の実施例1と異なり、その他の点では実施例1
と同様である。
【0019】[各実施例および従来例の比較検討]以上
の本実施例および各変形態様の温度測定器と、前述の従
来技術の温度測定器(アルミナ粉末5が無いこと以外は
実施例1と同様)とを製作し、1550℃の溶鋼に深さ
200mmまで繰り返し浸漬させる試験を行った。試験
はそれぞれの試料につき10回ずつ行われ、応答時間お
よび寿命(累積浸漬時間)については平均が取られてい
る。その結果をまとめて、次の表1に示す。
【0020】
【表1】 ただし、注1:寿命原因が、熱電対の劣化(精度不良)または断線によるもの 注2:寿命原因が、アルミナ粉末の熱膨張による破損によるもの 応答時間および寿命:10回の試験の平均値 上記表1の結果から、実施例1の温度測定器は、従来技
術に比べて応答時間が5分から30秒に激減していなが
ら、寿命は従来技術と変わらず200時間と長寿命であ
ることがわかる。
【0021】また、実施例1と変形態様1,2との比較
により、アルミナ粉末5の純度が落ちるにつれて温度測
定器の寿命が縮むことがわかる。さらに、実施例1と変
形態様3との比較により、アルミナ粉末5の平均粒径が
45μmと小さい場合には、破損が生じて寿命が縮むこ
とが分かる。同様に実施例1と変形態様4との比較によ
り、逆にアルミナ粉末5の平均粒径が1000μmと大
きい場合には、熱電対4の応答時間が30秒から50秒
に増え、溶融金属等の温度測定に係わる時間短縮効果が
やや劣ることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の温度測定器の構成を示す側断面図
【図2】 実施例1の温度測定器の構成を示す水平断面
【図3】 従来技術の温度測定器の構成を示す側断面図
【符号の説明】
1:外周保護管 10:外周空間(隙間) 2:内周保護管 20:内周空間(隙間) 3:絶縁管 30:挿通孔 4:熱電対 41:陽脚 42:陰脚 43:測
温接点 5:アルミナ粉末

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐火物からなる先端閉止のパイプ状の外周
    保護管と、該外周保護管の内部に挿入され先端閉止のパ
    イプ状の内周保護管と、該内周保護管の内部に挿入され
    軸長方向に二本の挿通孔を持つ絶縁管と、該挿通孔に挿
    入され該挿通孔の先端から突出した測温接点を持つ熱電
    対とを有する温度測定器において、 前記絶縁管と前記内周保護管との隙間と、該内周保護管
    と前記外周保護管との隙間とのうち、少なくとも一方に
    充填されたアルミナ粉末を有することを特徴とする温度
    測定器。
  2. 【請求項2】前記アルミナ粉末の純度は、99.7%以
    上である、請求項1記載の温度測定器。
  3. 【請求項3】前記アルミナ粉末の平均粒径は、45μm
    より大きく1000μm未満である、請求項1記載の温
    度測定器。
JP33044897A 1997-12-01 1997-12-01 温度測定器 Pending JPH11160161A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007057528A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Heraeus Electro-Nite Internatl Nv 溶融金属の温度測定装置
CN109724713A (zh) * 2017-10-31 2019-05-07 华帝股份有限公司 热电偶测温探头、应用其的测温装置以及灶具

Cited By (3)

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JP2007057528A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Heraeus Electro-Nite Internatl Nv 溶融金属の温度測定装置
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