JPS60203829A - 非接触的温度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は細長い軸方向に可動の物体の温度を非接触的に
測定する装置に関し、さらに詳しくは線製造方法におい
て線引機に組入れられた絞りリングに配置された伸線加
工ダイから出てくる線または線材の温度、即ち温度セン
サにより一温度が測定される通過流体を上記可動物体が
発する熱をして加熱させることにより発する熱を測定す
る装置に関する。

本発明は伸線方法において製造中の線または線材の温度
を測定する問題を解決することのみではないが、特に解
決することを目的とするものである。要するに、伸線方
法は伸線機に組入られた絞りリング内の一連のダイに線
材を通して絞って線の直径を縮少することを必要とする
。

線材がダイを通って直径が細小する時、先ず材料内に内
部摩擦がおこり、次に外部摩擦がおこる結果、熱が発生
するが、外部摩擦は潤滑剤を以て正当な範囲内に維持さ
れる。従って、伸線過程では、なかんずく、線材に加わ
る引張力、線引速度、潤滑剤の供給を監視することがで
きる。しかし、この工程を完全に監視するためには、発
熱の過程を追尾することが非常に望ましい。例えば、潤
滑剤の不足では高温が発生して線材は折れ、製造が断続
する。しかのみならず、温度管理をよ（すれば線材の質
はさらに高く均等になる。

本文に提案の測定方法としては絞りリングと線材間の熱
引張の測定、空気の屈折率の測定（シュリーレン法）、
抵抗測定（ビラ二の原理）、摺動接触を介しての熱電測
定などが挙げられる。

本文に関連して時々利用される一つの方法は線材の黒体
温度を測定する高温測定法である。しかし、特に、線ま
たは線材は黒体としての作用をしないので、複雑な三光
束高温計または多光束烏温計の使用がしばしば必要にな
る。関係の温度は高温測定の実態からすれば低い（室温
１５０℃まで）ので、こうした装置は高価になる。さら
に、装置は汚い環境下において操作されなければならず
、これが一層問題を困難にする。従って、製造条件によ
く適合した完全に実用可能な温度針は今まで利用されて
いない。

英国特許第１３３４１７８号には長尺物体の温度を非接
触的に測定する装置が記載されている。この装置は本文
の冒頭に説明した種類のもので、移動可能な板の温度を
測定することができる。この板の一側部にはノズルを備
えた装置が配置され、この装置から環状列に配置のノズ
ルから板の表面にガスが射出され、内部に温度センサを
取付けた管を通してガスの一部を吸引する吸引ノズルが
上記ノズル列の中央部に配置されている。この装置はオ
ーブン、炉など用のもので、もつと長尺の物体用に適す
るとは考えられず、伸線方法には全然適しないものであ
る。

叙上の問題は本発明の装置によって解決される。本発明
の装置は長尺の可動物体を通すための二つの穴を設けた
相互に対向の短い壁を有する密閉箱と、上記可動物体の
縦軸とほぼ平行に延びる二つの第１垂直壁と、この第１
垂直壁に限定されたチャンバ内において上記物体の縦軸
とほぼ直角に、上記密閉箱を通って上記長尺物体のそば
を上方へ流れ過ぎるガス流を構成する装置とよりなり、
上記物体の上には物体を通り過ぎるガスの温度を測定す
るように温度センサが取付けられている。ガスは流れの
形を取っているので、ガスを加熱する結果として得られ
る対流効果は克服できる。

本発明の好ましき実施例においては、さらに追加の垂直
に延びる流れチャンバが可動物が通過する前記チャンバ
の両側に配置され、これらの追加のチャンバにおいては
同じガス源から出たガスは上方へ通されるので、これら
チャンバのうち少なくとも一つのチャンバにおいて基準
温度が取られる。このためこの物体を通過したガスの温
度差を測定して物体の温度をよ（測定することができる
ので誤り率を補償するどとができて有利である。物体の
上流のガス流に基準センサを配置することもできる。し
かもこの場合には放射熱が誤りを与える影響を受けない
ことが保証されなければならない。

本発明の特に好都合な実施例によれば、上方へ流れるガ
スの中に物体を通すための第１流れチャンバと、その両
側にガスが上方へも流れるようにした各ｊｇ２流れチャ
ンバと、これら両方の第２流れチャンバの外側にそれぞ
れ側面に設けられ、ガスを注入して内部で流下して上記
第１および第２流れチャンバを通って流れを上方へ向っ
て方向転換するようにした！Ｆ１３流れチャンバとが設
けられている。第３流れチャンバは絶縁された外側箱壁
によって上方へ適当に限定されて、箱は五つの垂直方向
に延びる塔状空間またはチャンバに分割されている。こ
のようにして周囲温度の影響は最小にされていて、これ
が一つの利点である。

物体の上側に流れるガス中での測定温度は移動する長尺
物体の温度とは同一ではないが、それでもこの測定測度
はこの温度の本来は正確な関数を構成することは理解さ
れよう。良好な再　。

現性を達成するために、例えば確かな減圧弁によってガ
ス流を制御することによってガス流は絶えず調整されな
ければならない。

本発明を以Ｆにその実施例を参考にしてこれに限定され
ることなく出発点として説明する。

なお、図中、類似乃至同様な要素は同一の珍魚符号を以
て識別されるものとす。

さて、第１図は実質的には原理的設計による極く簡単な
実施例を示す。この実施例は多孔性プラスチック製で、
アルミニウム箔で裏打ちされた二つの垂直絶縁壁４より
なる。壁４は隔離されて両者間に垂直空隙またはチャン
バを形成し、圧縮空気ノズルから造り出される空気の流
れは上記空間乃至チャンバを通過するようになっている
。図示のごとく、水平の線８が空気流の通路に配置され
ている。線８の上下には第１および第２サーミスタ９が
それぞれ配列されている。各サーミスタ９はそれぞれの
演算増幅器の入力に接続され、そこからの出力信号は差
動増幅器に接続される。

本実施装置でおこなったテストでは第４図の結果が出た
。第４図での時間軸は右から左へ向いている。熱電対を
備えた線または線材が線の温度を測定させるように所定
位置に取付けられた。線に電流を通じ、その温度は一分
間で室温２２℃から４３℃に上昇した。装置は約１．５
分間これに応答して完全に指示した。

さらに別のテストにおいて、同じ装置が伸線部の伸線機
に取付けられた。ＳＳ鋼２３３１よりなり、潤滑剤キャ
リアで被覆された酸洗いされた軟線材が単ブロックから
伸線され、直径が０．６８→０．６２園（面積の縮小１
７％）に縮小され、ステアリン酸が伸線潤滑剤として使
用された。線引速度を変える場合および線に対する潤滑
剤の供給を変える場合には、その結果、絞りリングを出
て行（線材に起る変化が明白に速かに得られた。この第
１原型自体はｌａ中は監視計器として有益であると判断
された。

第２図および第３図は約２＝１に縮尺して示す本発明を
さらに発展させた実施例である。

ホルダ１０には絶縁層１０を設けた外壁３を備えた箱の
形を取った検出機ハウジングが据えられている。ガス入
口通路を設けたキャップまたはふた装置２が一端に設け
られている。箱内にはさらに四つの壁５が取付けられて
いる。壁５は良熱伝導率の薄い金属板（例えば銅または
アルミニウム）でつくられて、箱の頂部がホルダ１０の
上部において連結されているが底部からは距離をおいて
終っている。キャップ装置２の通路にはいる空気は二つ
の流路を流下して底に到看すると、空気はガス偏向装置
６により方向変換され、四つの壁５により形成された三
つの塔状流路を上方へ続き、最後に第２図に示すごとく
上部片における捕収チャンバに放出される。適当なガス
流速は１〜２ｍ／ｓである。

例えば伸線機に対して本装置が簡単に着脱できるように
するために、箱には端側に透孔７が設けられ、その端部
が拡大されて線または線材８は通過する時、各方向に備
かに移動できる。

線が通る通路には第１熱センサ９が配置されているが、
第２熊センサ９は偏流路の一方に配置されている。これ
ら両センサはいわゆる［サーモコアクスＪ　（Ｔｂｅｒ
ｍｏｏｏａｘ　）より造られた熱電対よりなる外径２ｍ
のインコネル管内にクロメル−アルトルのフィラメント
（直径約０．２　ｍ）が配置されていて、これらのフィ
ラメントは絶縁性ベッド（酸化マグネシウム）に埋設さ
れている。これらの導線は比較的非可撓性で自立である
。二本のフィラメントはその端部がろう付は場所を構成
する小さい金属タブに当てて点ろう付けされている。検
出装置１ではフィラメントの熱力（ｔ、ｈｅｒｍｏｆｏ
ｒｏｅｓ　）が相互に補償し、低ドリフトおよび低オフ
セットの演算増幅器に連結された二つの出力導体を残す
ような方法においてフィラメントが一体に接合されてい
る（図示せず）。サーミスタとの結合に関しては、定電
流源、二つの増幅器および差動増幅器を必要とする第１
実施例の場合のごとく、第２実施例の結合は主信号の強
度が低くとも、インタラブジョンとドリフトに対しては
感度がさらに小さい。このように、安定した反応しない
測定回路が得られる。

本装置はクリーニングがごく簡単で、その他の点で、例
えば製造中不利を招く環境の汚れやごみに対しては極め
て無反応である。本装置はまたコスト面での欠点のほか
にも種々の欠点を有する放射を基礎にした高温測定構造
体に関してもまた非常に安価である。

第２図および第３図に示した実施例では二つのセンサは
ガス流の形状に対しほぼ等しい空間またはチャンバ内に
流れるガス内に配置されていることが見られる。ガスが
センサに達する以前に、均等に達しているのでその後の
ガスの均熱は続く。サーモセンサは主としてガス温度を
検出し、放射温度の僅かな部分でも線または線材の上方
に配置のセンサにより検出されると、これがもっばら上
昇空気温度と同一方向に出力信号に作用する。出力信号
は、直線的にではないが、温度に従って簡単に変化する
。

本発明は伸線加工、線材およびシート圧延その他の使用
分野など異なる製造方法に関して改良された方法の制御
に特に適した装置を提供するものである。伸線方法の場
合には、製造を制離し立証できる必要が非常に大きい。

このような装置の場合、第１には絞りリングから出てく
る線または線材を監視し、温度が一定レベル以上に上る
度に信号を出し、事態の変態的経過、例えば、潤滑シス
テムの故障を示すことができる。第２には、線材の線引
速夏が制御できて製法において定加熱度が得られ、これ
により機械的強度特性（引張強さおよび弾性率）のかつ
てない均一性が保証され、このため製品の精度および特
性が向上されると共に製品の卸値の上昇が計れることに
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す概略図、第２図は好まし
き実施例の垂直断面図、第３図は第２図の■−■線に沿
った水平断面図、第４図はステップ応答テストの結果を
示す説明図である。 なお図において、符号２および６は土間きガス流を構成
する装置、５は二つの垂直壁、７は対壁の二つの開口、
８は焼入可動物体、１０は上側部分をのせる底部分であ
る。 特許出願人　レイキ・リンドヴアル 同　レイフ・サムエルシン 同　安　達　智じ衣剤 ！！ ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、細長く幅の狭い軸方向に可動の物体（８）を非接触
   的に測定するための、特に伸線方法において伸線機の絞
   りリングから出てくる線または線材の温度を測定するた
   めの装置で、該細長い物体を通すため相互に対向する短
   い壁に設けられた二つの開口（７）を有する密封箱と、
   該物体の縦軸とほぼ平行に延び該開口（７）の各側に設
   けられた二つの第１垂直壁と、該第１壁間の空間または
   チャンバ内に該物体の縦軸に対しほぼ直角に上向きガス
   流を構成するための装置（２，６）と、該物体の上側に
   おいて該ガス流内に配置された第１温度センサおよび該
   ガス流の温度を検出するように配置され該物体の温度に
   より影響される第２温度センサとよりなる温度を非接触
   的に測定する装置において、上記開口（７）が上記短い
   壁に設けられたみぞ孔の形を取って上記短い壁の各端側
   に達して上記密閉箱が上記物体上に跨り得ること、並び
   に上記第１垂直壁より外側にかつ上記空間またはチャン
   バの両側にそれぞれの第１垂直壁との間に別の二つのチ
   ャンバを画成する二つの第２垂直壁６）が配置されるこ
   とで上記空気流を構成するための上記装置が配置されて
   上記チャンバと該別の二つのチャンバとを貫流する上向
   きガス流をつくり出し、これによって上記第２温度セン
   サが上記別の二つのチャンバの一方に配置されたことを
   特徴とする装置。 ２、前記第２垂直壁の外側に二つの別の壁、第３壁（５
   ）が配置されて前記密閉箱の底の手前で終って該第２垂
   直壁と共に第３チヤンバを画成し、該第３チヤンバが上
   記第３壁の底と上記密閉箱の底との間に残る空隙を通し
   ゛Ｃ前記第１および第２チヤンバと連通し、これによっ
   て該第３チヤンバを下方へ流過し、また該第１および第
   ２チヤンバを上方へ流過するため該第３チヤンバの上側
   部分へガスを通すようにガス流を構成する装置（２）が
   配置されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の装置。 ３．前記第１および第２壁が良熱伝導性の薄い金属板、
   例えば銅またはアルミニウムよりなり、上記壁が上記密
   閉箱の頂部に連結されているが箱の底の手前で終わるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の装置。 ４、前記密閉箱がみぞ孔（７）を備えた前記短い壁部分
   が含まれる着脱自在な上側部分と、該上側部分を乗せる
   底部分（１０）とよりなることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の装置。 ５、前記第１および第２壁が前記密閉室において中間壁
   を形成したことを特徴とする特許請求の範囲前記各項の
   いずれか１項に記載の装置。