JPS5932905Y2 - 渦電流式温度計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、センサコイルの温度変化の影響とセンサコ
イルと供試体との対向間隙の変化の影響を除去すること
により、供試体の温度を精度よく測定できるようにした
渦電流式温度計に関する。

第１図は従来の渦電流式温度計の構成を示すブロック図
である。

この第１図における１はセンサコイル、２は信号処理部
である。

信号処理部２の一例として、センサコイル１に高周波電
流を流すための高周波発振器２１．ブリッジ回路２２、
同調増幅器２３、位相弁別器２４、移相器２５、直流増
幅器２６で構成されている。

また、センサコイル１は、たとえば、適当な線径の銅線
などで形成された空心コイルが用いられ温度測定供試体
（以下供試体と云う）３（磁性、非磁性の伝導体）に対
し、一定の間隙ｇ７１１１１Ｌをもって対向して配置さ
れ、供試体３の温度変化に基づき、たとえば、第２図（
センサコイルのインピーダンス変化を示す図）における
イのごとき温度変化を生ずるため、このインピーダンス
変化を信号処理部２により電気信号に変化する。

つまり、センサコイル１のインピーダンス変化に応じて
発振周波数が変化し、高周波発振器２１の出力は移相器
２５で移相されて、位相弁別器２４に送る。

また、高周波発振器２１の出力はブリッジ回路２２およ
び同調増幅器２３を経て位相弁別器２４に送られる。

位相弁別器２４は同調増幅器２３の出力と移相器２５の
出力との位相の弁別を行って、直流増幅器２６で増幅し
た後、出力を取り出すようにしている。

しかし、上述のようなセンサコイル２１のインピーダン
スの変化は供試体３の温度変化以外の要因、たとえば、
センサコイル１の温度変化、センサコイル１と供試体３
間の対向間隙量の変化によっても、第２図の口、ハのご
とくに変化する。

ただし、信号処理部２において、移相器２５を調整する
ことにより、センサコイル１の温度変化、対向間隙量の
変化のいずれか一方を除くことが可能である。

しかしながら、この両者を同時に除去することは不可能
である。

この考案は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、高周波電流を発振する高周波発振器と、上記高
周波電流を受ける供試体近傍に配設されるセンサコイル
と、上記供試体の温度変化にともなう上記センサコイル
のインピーダンス変化を測定するブリッジ回路と、上記
高周波発振器の出力の位相を移相させる移相器と、上記
ブリッジ回路の出力と上記移相器の出力との位相を弁別
し、上記供試体と上記センサコイルとの間隙の変化が最
小となるように上記移相器を調整する位相弁別器とから
なり、上記位相弁別器の出力から上記供試体の温度を測
定するようにした渦電流式温度計において、大きなイン
ピーダンスを有するリアクタンスを介して上記センサコ
イルに直流電流を重畳させる直流電源と、上記センサコ
イルの温度変化にともなう直流電圧の変化と上記ブリッ
ジ回路で得られたインピーダンス変化との差を求める差
動増幅器とを具備したことを特徴とすることを要旨とす
ることにより、センサコイルの温度変化の影響およびセ
ンサコイルと供試体との対向間隙の変化の影響を除去し
、供試体の温度を精度よく測定することのできる渦電流
式温度計を提供することを目的とする。

以下、この考案の渦電流式温度計の実施例について図面
に基づき説明する。

第３図はその一実施例の構成を示すブ爾ツク図である。

この第３図において、第１図と同一部分は重複を避ける
ために、同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、異なる部分を重点的に述べることにする。

センサコイル１、供試体３、信号処理部２における高周
波発振器２１．ブリッジ回路２２、同調増幅器２３、位
相弁別器２４、移相器２５および直流増幅器２６は第１
図の場合と同様であり、その説明を省略する。

この考案では、これらの要素に新たに以下に述べる要素
が追加されているものである。

すなわち、ブリッジ回路２の１辺におけるセンサコイル
イの一端には直流電源２７の一方の電極（通常正極）よ
り抵抗２９およびリアクタンス３０を直列に介して接続
されている。

直流電源２７の他方の電極はアースされている。

リアクタンス３０は高周波発振器２１の発振周波数にお
いて、センサコイル１のインピーダンスを無視し得る程
大きなインピーダンスを有するリアクタンスである。

そして、直流電源２７はセンサコイル１に直流電流を供
給するためのものである。

抵抗２９とリアクタンス３０との接続点は直流増幅器３
１を介して差動増幅器２８の一方の入力端に接続されて
いる。

差動増幅器２８の他方の入力端には、位相弁別器２４の
出力が直流増幅器２６を介して入力されるようになって
いる。

直流増幅器３１はセンサコイル１とリアクタンス３０、
抵抗２９の直流抵抗比によって得られる直流電圧の変化
分を検出しかつ増幅するためのものである。

また、差動増幅器２８は両直流増幅器２６．３１の出力
の偏差を得るためのものである。

次に、以上のように構成されたこの考案の渦電流式温度
計の動作について説明する。

まず、移相器２５を調整して、高周波発振器２１の出力
の位相を移相させて位相弁別器２４に送出する。

また、高周波発振器２１より高周波電流がブリッジ回路
２２を通してセンサコイル１に流れるとともに、直流電
源２７より抵抗２９およびリアクタンス３０を通して直
流電流がセンサコイル１に流れる。

このとき、センサコイル１は供試体３の温度変化にとも
なってインピーダンスが変化し、そのインピーダンスの
変化分に応じてブリッジ回路２２のバランスがくずれて
ブリッジ回路の出力が変化する。

このブリッジ回路２２の出力は同調増幅器２３を経て位
相弁別器２４に加えられる。

位相弁別器２４はこの同調増幅器２３の出力と移相器２
５の出力との位相を弁別し、供試体３とセンサコイル１
との間隙の変化が直流増幅器２６の出力について最小と
なるように、移相器２５を調整する。

このとき、直流増幅器２６の出力は第４図ａに示すよう
に、供試体３の温度変化とセンサコイル１の温度変化と
が重畳したものとなる。

また、センサコイル１の温度変化にともなって、センサ
コイル１の直流抵抗が変化するため、センサコイル１の
直流抵抗、リアクタンス３０のリアクタンス、抵抗２９
の抵抗値とによる直流抵抗比によって得られる直流電圧
の変化分は直流増幅器３１で検出し、かつ増幅して、セ
ンサコイル１の抵抗変化に応じた信号が得られる。

この信号の大きさは直流増幅器３１の増幅度を調整する
ことにより、直流増幅器２６の出力信号中に含まれるセ
ンサコイル１の温度変化に対応する成分と等しくなる。

第４図すはこの例を示す。

そして、直流増幅器２６゜３１の出力はそれぞれ差動増
幅器２８に送られ、直流増幅器２６の出力から直流増粘
器３１の出力を差し引いた出力を第４図Ｃに示すごとく
に得られる。

したがって、差動増幅器２８の出力は基本的にセンサコ
イル１の温度変化に基づく成分が除かれた供試体３の温
度に基づくものである。

上記からも明らかなように、この考案においては、ブリ
ッジ回路２（高周波ブリッジ回路）に組み込まれた１個
のセンサコイル１に直流電流を重畳し、センサコイル１
の温度変化のみを直流電流の変化によって検出し、セン
サコイル１の温度変化の影響を除去するとともにセンサ
コイル１と供試体３との対向間隙９皿変化も同時に除去
できる。

これにともない、センサコイル１と供試体３との温度が
異なっても供試体３のみの温度を検出できるとともに、
供試体３とセンサコイル１との間の間隙が変化しても、
供試体３の温度を検出することが可能である。

したがって、この考案はタービン、ボイラプラントなど
に応用することができるものである。

以上詳述したように、この考案の渦電流式温度計によれ
ば、高周波電流を発振する高周波発振器と、上記高周波
電流を受ける供試体近傍に配設されるセンサコイルと、
上記供試体の温度変化にともなう上記センサコイルのイ
ンピーダンス変化を測定するブリッジ回路と、上記高周
波発振器の出力の位相を移相させる移相器と、上記ブリ
ッジ回路の出力と上記移相器の出力との位相を弁別し、
上記供試体と上記センサコイルとの間隙の変化が最小と
なるように上記移相器を調整する位相弁別器とからなり
、上記位相弁別器の出力から上記供試体の温度を測定す
るようにした渦電流式温度計において、大きなインピー
ダンスを有するリアクタンスを介して上記センサコイル
に直流電流を重畳させる直流電源と、上記センサコイル
の温度変化にともなう直流電圧の変化と上記ブリッジ回
路で得られたインピーダンス変化との差を求める差動増
幅器とを具備したことを特徴とすることを要旨としてい
るので、センサコイルの温度変化の影響およびセンサコ
イルと供試体との対向間隙の変化の影響を除去し、供試
体の温度を精度よく測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の渦電流式温度計の構成を示すブロック図
、第２図は従来の渦電流式温度計におけるセンサコイル
および供試体の温度変化とセンサコイルと供試体との間
隙の変化に対するセンサコイルのインピーダンスの変化
状態を示す図、第３図はこの考案の渦電流式温度計の一
実施例の構成を示すブロック図、第４図ａは同渦電流式
温度計における供試体温度に対する直流増幅器２６の出
力の関係を示す図、第４図すは同渦電流式温度計におけ
るセンサコイル温度に対する直流増幅器３１の出力の関
係を示す図、第４図Ｃは同渦電流式温度計における供試
体温度に対する差動増幅器の出力の関係を示す図である
。 １・・・センサコイル、２・・・信号処理部、３・・・
供試体、２１・・・高周波発振器、２２・・・ブリッジ
回路、２３・・・同調増幅器、２４・・・位相弁別器、
２５・・・移相器、２６．３１・・・直流増幅器、２７
・・・直流電源、２８・・・差動増幅器、２９・・・抵
抗、３０・・・リアクタンス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高周波電流を発振する高周波発振器と、上記高周波電流
   を受ける供試体近傍に配設されるセンサコイルと、上記
   供試体の温度変化にともなう上記センサコイルのインピ
   ーダンス変化を測定するブリッジ回路と、上記高周波発
   振器の出力の位相を移相させる移相器と、上記ブリッジ
   回路の出力と上記移相器の出力との位相を弁別し、上記
   供試体と上記センサコイルとの間隙の変化が最小となる
   ように上記移送器を調整する位相弁別器とからなり、上
   記位相弁別器の出力から上記供試体の温度を測定するよ
   うにした渦電流式温度計において、大きなインピーダン
   スを有するリアクタンスを介して上記センサコイルに直
   流電流を重畳させる直流電源と、上記センサコイルの温
   度変化にともなう直流電圧の変化と上記ブリッジ回路で
   得られたインピーダンス変化との差を求める差動増幅器
   とを具備したことを特徴とする渦電流式温度計。