JPS586137B2 - 液体充満圧力式温度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、体膨脹係数の比較的大きいケロシン、アルコ
ールなどの液体を封入した液体充満圧力式温度計に関す
る。

感温部に液体を封入し、その温度変化に比例する容積変
化をキャピラリ管を介して圧力エレメントによって読み
取るようにした液体膨脹の原理に基づく液体充満圧力式
温度計は、その封入液に水銀、ケロシン、アルコールな
どが用いられる。

この水銀を封入した水銀充満圧力式温度計とその他の液
体を封入した液体充満圧力式温度計との特性上の大きな
違いは、ケース補正式の場合のキャピラリ管のリード長
さの差にある。

水銀充満圧力式では４０ｍまで許容されるが、その他の
液体充満圧力式では６ｍまでである。

これは水銀より、その他の液体の体積膨脹率が５〜１０
倍も大きいので、精度上に問題があるためである。

即ち、水銀以外の液体では、キャピラリ管内の液体の周
囲温度変化による容積変化が大きく、ケース補正でこれ
を吸収するには、キャピラリ管の長さを短くして容積変
化量を小さく抑えなければならない。

しかし水銀は、その毒性やコスト、取扱上の問題から、
安全でコストの低い一般的液体を使用した液体充満圧力
式温度計でリード長さの長いものが望まれている。

本発明は、このような現状に鑑み、水銀充満圧力式と同
等のリード長さを可能とし、ケース補正によって高精度
を保証されたアルコール、ケロシンなどを用いた液体充
満圧力式温度計を提供する。

第１図に於いて、従来の液体充満圧力式温度計の原理を
説明する。

感温部１は液体を封入し、キャピラリ管２を導出し、そ
の先端にブルドン管３を接続する。

感温部１の温度変化による内部液体の体積変化が圧力変
化となってブルドン管３に作用し、その自由端３′の変
位を拡大機構４を経て指針５に表示する。

ここで、感温部１以外の周囲温度による誤差を検討して
みると、 Ｖｓ：ブルドン管３内容積（ｃｃ） △Ｖｓ：レンジスパン当りブルドン管内容積変化量（ｃ
ｃ） Ｖｏ；キャピラリ管２全内容積（ｃｃ） α；封入液見掛けの体積膨脹係数（ ／℃）ＥＡ：周囲
温度誤差（％／’Ｃ） として、 このうちブルドン管容積による周囲温度誤差はケース内
で補正できるとして、キャピラリ管２全内容積の周囲温
度誤差は、次式による。

ｌ：キャピラリ管長さ（ｍ） ＥＡ１；キャピラリ管のみの周囲温度誤差％／℃／ｍ 以上の式から、同じ圧力エレメント（ブルドン管３）を
使用したときの水銀とその他の液体の周囲温度差を比較
するさ、 水銀α＝１とした場合 その他の液体α１≒α×７．５（５〜１０倍の平均）な
ので、周囲温度誤差ＥＡはその他の液体では水銀の７５
倍になり、ＥＡ１も同じく７．５倍で、水銀がＥＡ１＝
０． ０８％／℃／ｍが現在値であるから、その他の液
体ではこの７．５倍の０．６％／℃／ｍとなる。

以上の結果より、計算上では、誤差分を何らかの方法で
補正すればよい訳であるが、現実には、Ｖｏ・αが△Ｖ
Ｓより大きくなる場合が多く、このために、補正機構と
キャピラリとの温度差による誤差が大きくなったり、ブ
ルドン管の内圧（従って応力）が大きくなる不具合があ
り、実用できない。

ところで、上記式からみて、ＥＡ１はＶＣ・２と△ＶＳ
との比であるから△■Ｓを大きくすることで、ＥＡ１を
小さくすることができることを意味する。

即ち△■Ｓを水銀の５〜１０倍にすればよいことになる
。

第２図は、以上の原理に基いた本考案の液体充満圧力式
温度計の一実施例で、感温部１から導出したキャピラリ
管２端にベローズ６を内装したべローズケース７を接続
し、ベローズ６の自由端６′を連杆８を介してロツド９
に連結し、ロツド９の先端９′を表示部に連絡する。

ベローズ６は自由端６′の変位量単位当りの内容積変化
量の大きいもの、即ち現在もつとも多く使用されている
Ｃ形ブルドン管に比べて５〜１０倍以上の△ＶＳを持つ
ものを選定する。

このような条件を満足する圧力エレメントとして、ベロ
ーズ以外にベロフラム、ピストンなどを使用してもよい
。

ケース補正のメカニズムとしては、ロツド９の支点１０
をバイメタル１１の自由端１１′上に枢支する。

バイメタル１１は高膨脹側１１ａ、低膨脹側１１ｂを、
図の如く、自由端１１′が高温のときのべローズ自由端
６′の動き七同方向になるように設定する。

バイメタル１１の単位温度当りの変位ＥＢと、前記ＥＡ
の変位の比はロンド支点１０からロンド先端９′までの
距離ａと、ベローズ自由端６′の接続点１２から先端９
′までの距離ｂの比が反比例するように設定する。

即ちＥＡ／ＥＢ＝ｂ／ａ周囲温度が上昇すると、ベロー
ズ自由端６′の変位により接続点１２が変位してロフト
先端９′を支点１０を中心にＣ方向に動かそうとするが
、同時にバイメタル１１の自由端１１′の変位によって
支点１０が動き、ロンド先端９′を接続点１２を中心に
ｄ方向に動かすので、両方の動きで相殺されて補正され
る。

このケース補正の方法は従来用いられたあらゆる機構が
利用できる。

以上の通り本発明の液体充満圧力式温度計は、アルコー
ル、ケロシンなどの比較的体積膨脹係数の大きい液体を
用い、しかもキャピラリ管のリード長さを大きくしても
、圧力エレメントにベローズ、ベロフラム、ピストンな
どの変位量単位当りの容積変化量の太きいものを用いた
ので、周囲温度変化はよる比較的大きな容積変化を圧力
エレメントの小さな変位で吸収でき、従ってケース補正
が容易に設定できる。

水銀を用いることなく、安全にしかも低コストに、リー
ド長さを水銀なみにして精度を挙げた特徴あるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来型の水銀充満圧力式温度計の原理説明図、
第２図は本発明液体充満圧力式温度計の一実施態様を示
す構成図である。 １・・・・・・感温部、２・・・・・・キャピラリ管、
３・・・・・・ブルドン管、４・・・・・・拡大機構、
５・・・・・・指針、６・・・・・・ベローズ、７・・
・・・・ベローズケース、８・・・・・・連杆、９・・
・・・・ロツド、１０・・・・・・支点、１１・・・・
・・バイメタル、１２・・・・・・接続点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 液体を密封した感温部と、キャピラリ管を介して感
   温部に接続したべローズ、ベロフラム、ピストンなどに
   よって構成し変位量単位当りの内容積変化量の大きい圧
   力エレメントと、圧力エレメントの自由端に介装したゴ
   ム、バイメタルなどのケース補正装置とよりなることを
   特徴とする液体充満圧力式温度計。