JPS6039540A - 熱膨張率測定装置 - Google Patents
熱膨張率測定装置Info
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- JPS6039540A JPS6039540A JP14796683A JP14796683A JPS6039540A JP S6039540 A JPS6039540 A JP S6039540A JP 14796683 A JP14796683 A JP 14796683A JP 14796683 A JP14796683 A JP 14796683A JP S6039540 A JPS6039540 A JP S6039540A
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- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
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。
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ＢＡｔｉ主にセラミックの高温下での熱間線膨張率
（以下熱膨張率という）を非接触で精度良く自動測定す
る熱膨張率測定装置に関するものである。
（以下熱膨張率という）を非接触で精度良く自動測定す
る熱膨張率測定装置に関するものである。
セラミック、特に耐火物の熱膨張率は熱間で使用される
窯炉の内張り耐大物の膨張代決定等の指針となる極めて
重要な特性である。
窯炉の内張り耐大物の膨張代決定等の指針となる極めて
重要な特性である。
従来、熱膨張測定はＪＩＳ Ｒ２６１７及びＲ２２０７
で規定されている如く接触式又は非接触の方法で測定さ
れておシ、接触式は加熱炉１内に設置した試料受台４に
載せた試別２に変位検出棒３を接触させ、これによ多試
料の膨張収縮を検知し、この変位をダイヤルゲージによ
シ、読み取るか差動変圧器式変位測定器６等によル読み
取るか、又は記録計７に記録し、測定後曲線よシ変位を
読み取シ膨張率を計算するのが一般的であった。（第１
図）尚、第１図において、５は差動変圧器、１１は発熱
体、１２は熱電対である口 しかし、この方法は、試料に検出棒を接触させて測定圧
を加えるため、高温で軟化状態を示す試料の場合測定圧
による圧縮力によシ、試料自体が変形し、真の膨張率を
測定することが困難である〇まだ、この場合、試料受台
と変位検出棒の膨張量の相違による補正を要する場合が
多く、これが誤差の原因になっていた。
で規定されている如く接触式又は非接触の方法で測定さ
れておシ、接触式は加熱炉１内に設置した試料受台４に
載せた試別２に変位検出棒３を接触させ、これによ多試
料の膨張収縮を検知し、この変位をダイヤルゲージによ
シ、読み取るか差動変圧器式変位測定器６等によル読み
取るか、又は記録計７に記録し、測定後曲線よシ変位を
読み取シ膨張率を計算するのが一般的であった。（第１
図）尚、第１図において、５は差動変圧器、１１は発熱
体、１２は熱電対である口 しかし、この方法は、試料に検出棒を接触させて測定圧
を加えるため、高温で軟化状態を示す試料の場合測定圧
による圧縮力によシ、試料自体が変形し、真の膨張率を
測定することが困難である〇まだ、この場合、試料受台
と変位検出棒の膨張量の相違による補正を要する場合が
多く、これが誤差の原因になっていた。
従って測定試料に非接触で測定する方法が採用されてい
るのが現状である◎非接触で測定する方法としては、第
２図のように加熱炉１中に設置した試料２の両端の変位
を目盛付望遠鏡１０によル、人為的に読み取るものがあ
る◎この方法は、炉内が高温の時には試料と雰囲気との
明暗差がつきにくいため、読み取シが困難で経験に頼る
部分が多く、測定誤差の原因になっている。また得られ
たデーターは試料の元の長さに対する変化率を計算し、
温度と膨張率の関係を図に書く必要があった。
るのが現状である◎非接触で測定する方法としては、第
２図のように加熱炉１中に設置した試料２の両端の変位
を目盛付望遠鏡１０によル、人為的に読み取るものがあ
る◎この方法は、炉内が高温の時には試料と雰囲気との
明暗差がつきにくいため、読み取シが困難で経験に頼る
部分が多く、測定誤差の原因になっている。また得られ
たデーターは試料の元の長さに対する変化率を計算し、
温度と膨張率の関係を図に書く必要があった。
尚、第２図において、８は温度計、９は照明装置、１１
は発熱体、１２框熱電対である口 さらに別の方法としては、目盛入シ望遠レンズ付カメラ
で各温度での試料の変位を写真撮影し、写真よ多試料の
変位を読み取る方法があるが、データー処理に時間を要
し能率の点で問題がある。
は発熱体、１２框熱電対である口 さらに別の方法としては、目盛入シ望遠レンズ付カメラ
で各温度での試料の変位を写真撮影し、写真よ多試料の
変位を読み取る方法があるが、データー処理に時間を要
し能率の点で問題がある。
本発明は上記の欠点を改善するため高精度でかつ自動測
定を可能にしたものである０ すなわち、本発明の熱膨張率測定装置は固体走査受光素
子を内蔵しレンズ系と組合せたカメラとカメラコントロ
ール部よシなる変位測定装置と照明装置を各々２組組合
せて試料の変位を自動的に測定するものである０ 試料２の変位Ｉｒｉ＆４５図に示すように試料２０両端
を試料２の軸に対して直角方向よシ照明装置９で照明し
、試料２によシ光がさえぎられた暗部と光が直接届く明
部を固体走査受光素子面にレンズによシ拡太投影し、明
部りと暗部りの比率よシ変位を計測するものである０ この場合、各々のカメラコントロールユニット１６の出
力を加算して変位に応じたディジタル出゛力信号で出力
する・この出力とディジタル温度計１９のディジタル信
号出力を一般的手法によシ外成したプログラムによシ、
マイクロコンピュータ−インターフェース１７を介して
マイクロコンピュータ−ｊ８に入力し、記憶演算を行な
わせディジタルプロツメ−２０によシ温度と熱膨張率の
関係を曲線に省かせるものである。
定を可能にしたものである０ すなわち、本発明の熱膨張率測定装置は固体走査受光素
子を内蔵しレンズ系と組合せたカメラとカメラコントロ
ール部よシなる変位測定装置と照明装置を各々２組組合
せて試料の変位を自動的に測定するものである０ 試料２の変位Ｉｒｉ＆４５図に示すように試料２０両端
を試料２の軸に対して直角方向よシ照明装置９で照明し
、試料２によシ光がさえぎられた暗部と光が直接届く明
部を固体走査受光素子面にレンズによシ拡太投影し、明
部りと暗部りの比率よシ変位を計測するものである０ この場合、各々のカメラコントロールユニット１６の出
力を加算して変位に応じたディジタル出゛力信号で出力
する・この出力とディジタル温度計１９のディジタル信
号出力を一般的手法によシ外成したプログラムによシ、
マイクロコンピュータ−インターフェース１７を介して
マイクロコンピュータ−ｊ８に入力し、記憶演算を行な
わせディジタルプロツメ−２０によシ温度と熱膨張率の
関係を曲線に省かせるものである。
本発明装置では、試料２の微小変位を読み取る望遠レン
ズ１４は熱の影響を防ぐため加熱炉から離して設置する
必要があル、そのため作動距離（レンズ先端から被測定
物までの距離）３００〜５００ａ３Ｂ’番号５〜８のも
のが良い・作動距離がこれよシ短いと高温の加熱炉１に
望遠レンズ１４を接近して測定することになシ、温度の
影響による測定誤差が生じる◎また、Ｆ番号がこれよシ
大きいと測定に必級な光量が得られにくく、反対に小さ
いとレンズ径が大きくなり、望遠レンズ１４を２個並べ
た場合、中心間距離が大きく試料２の長さの長いもので
なければ測定できない。
ズ１４は熱の影響を防ぐため加熱炉から離して設置する
必要があル、そのため作動距離（レンズ先端から被測定
物までの距離）３００〜５００ａ３Ｂ’番号５〜８のも
のが良い・作動距離がこれよシ短いと高温の加熱炉１に
望遠レンズ１４を接近して測定することになシ、温度の
影響による測定誤差が生じる◎また、Ｆ番号がこれよシ
大きいと測定に必級な光量が得られにくく、反対に小さ
いとレンズ径が大きくなり、望遠レンズ１４を２個並べ
た場合、中心間距離が大きく試料２の長さの長いもので
なければ測定できない。
この目的に使用する望遠レンズ１４としては、作動距離
、明るさのほかに測定分解能１μｍ を満たすためにレ
ンズ倍率をｘ１０倍程度にする必要がある口 本発明装置では、これに対する対策として複合レンズ系
により、レンス倍率×１０倍、作動距離３００〜５００
ｓｎの望遠レンズ１４を製作し、この問題を解決した
ロ 一方、加熱炉１内の試料２は、１０００’Ｃ以上の温度
になると試料２自体から赤外線を放出する、すなわち変
位測定に使用する固体走査受光素子は赤外線に感度を示
すため、固体走査受光素子面に第６図に示すオシロスコ
ープ２１０波形のごとく明部りと暗部りとの差がつきに
くく高温時の測定が困難である。この問題を解決するた
め赤外域の光を除去するフィルターを種々検討し、照明
の光量を減少させないで試料よシ出る赤外線を完全に除
去するフィルターを見いだしたＯ本発明装置によれば第
４図に示ず如く、明部りと暗部りの差が明確なオシロス
コープの波形が得られるＯフィルター１３は赤外域の０
．８μ〜１龍の波長の光を除去するもので、計測に充分
なコントラストと光量を得るため、光透過率が９ｏチ以
上でなければならない。この場合、１枚のフィルターで
０．８μ〜１ｎの全域の波長を除去するものでなくても
よく、２軟ＸＦｉ２枚以上のフィルターの組合せでもよ
い◎ 照明装置９は受光素子面に低温から高温まで充分なコン
トンストをつけるための光量が必要である◎光源として
は、白熱電球、キセノンランプ、ハロゲンランプ、レー
ザー光線などが用いられるが、設備が簡単でかつ取扱い
が容易という点で白熱電球を電圧調整器と組合せて使用
するのがよい。
、明るさのほかに測定分解能１μｍ を満たすためにレ
ンズ倍率をｘ１０倍程度にする必要がある口 本発明装置では、これに対する対策として複合レンズ系
により、レンス倍率×１０倍、作動距離３００〜５００
ｓｎの望遠レンズ１４を製作し、この問題を解決した
ロ 一方、加熱炉１内の試料２は、１０００’Ｃ以上の温度
になると試料２自体から赤外線を放出する、すなわち変
位測定に使用する固体走査受光素子は赤外線に感度を示
すため、固体走査受光素子面に第６図に示すオシロスコ
ープ２１０波形のごとく明部りと暗部りとの差がつきに
くく高温時の測定が困難である。この問題を解決するた
め赤外域の光を除去するフィルターを種々検討し、照明
の光量を減少させないで試料よシ出る赤外線を完全に除
去するフィルターを見いだしたＯ本発明装置によれば第
４図に示ず如く、明部りと暗部りの差が明確なオシロス
コープの波形が得られるＯフィルター１３は赤外域の０
．８μ〜１龍の波長の光を除去するもので、計測に充分
なコントラストと光量を得るため、光透過率が９ｏチ以
上でなければならない。この場合、１枚のフィルターで
０．８μ〜１ｎの全域の波長を除去するものでなくても
よく、２軟ＸＦｉ２枚以上のフィルターの組合せでもよ
い◎ 照明装置９は受光素子面に低温から高温まで充分なコン
トンストをつけるための光量が必要である◎光源として
は、白熱電球、キセノンランプ、ハロゲンランプ、レー
ザー光線などが用いられるが、設備が簡単でかつ取扱い
が容易という点で白熱電球を電圧調整器と組合せて使用
するのがよい。
いずれの場合も、光は、集光レンズを使って集光し、直
進性を持たせた平行光が良く、光束の径は試料面で１Ｑ
ｍｍ４以上で輝度は１ｏ万ｎｔ以上がよい口重発明装置
Ｎによる測定例を以下に説明する口実施例 ケイ石れんが試料で幅２０１１−×高さ１５ｇｌ１ＩＩ
×長さ８０〜８５１１１１のものを熱５図に示す本発明
装置の加熱炉１内にセットし、作動距離４８０ｍｍ、Ｆ
＠号８の望遠レンズ１４と赤外域の０．８μ〜１０００
μの波長の光を除去するガラスフィルター１３を使い昇
温速度を毎分４＠Ｃとして、常温から１５００’Ｃまで
の間を５’ｃ毎にデーターを取シ込み、温度と熱膨張率
の関係を書かせた結果を第６図に示す０以上のように、
固体走査受光素子を使用したカメラと望遠レンズ、赤外
線除去フィルターと公知のコンピューターを組合せて、
最小読み取シ精度１μｍで低温から高温まで高精度に測
定できる熱膨張率測定装置の開発に成功したものであっ
て、工業的効果は顕著なものである◎
進性を持たせた平行光が良く、光束の径は試料面で１Ｑ
ｍｍ４以上で輝度は１ｏ万ｎｔ以上がよい口重発明装置
Ｎによる測定例を以下に説明する口実施例 ケイ石れんが試料で幅２０１１−×高さ１５ｇｌ１ＩＩ
×長さ８０〜８５１１１１のものを熱５図に示す本発明
装置の加熱炉１内にセットし、作動距離４８０ｍｍ、Ｆ
＠号８の望遠レンズ１４と赤外域の０．８μ〜１０００
μの波長の光を除去するガラスフィルター１３を使い昇
温速度を毎分４＠Ｃとして、常温から１５００’Ｃまで
の間を５’ｃ毎にデーターを取シ込み、温度と熱膨張率
の関係を書かせた結果を第６図に示す０以上のように、
固体走査受光素子を使用したカメラと望遠レンズ、赤外
線除去フィルターと公知のコンピューターを組合せて、
最小読み取シ精度１μｍで低温から高温まで高精度に測
定できる熱膨張率測定装置の開発に成功したものであっ
て、工業的効果は顕著なものである◎
第１図及び第２図は従来の熱膨張率測定方式を略図的に
示し、第６図は従来方式によるオシロスコープ波形の一
例を示し、第４図は本発明装置によるオシロスコープ波
形の一例を示す。第５図は本発明装置の一例の配置関係
を示す略図、第６図は本発明装置によって得られた温度
と熱膨張率との関係の一例を示すグラフである０ 図中、１：加熱炉、 ２：試料、 ３：変位検出棒、
４：試料受台、 ５：差動変圧器。 ６：変位測定器、 ７：記録計、 ８：温度計。 ９：照明装置、 １０：目盛付望遠鏡、１１：発熱体、
１２：熱電対、１３：フィルター、１４：望遠レンズ
、 １５：固体走査受光素子カメラ。 １６：コントロールユニット、１７二マイクロコンピユ
ーターインター７エース、 １８：マイクロコンピュー
ター、 １９：ディジタル温度計。 ２０：デイジタルプロッター、２１ニオシロスコープ。 第１図 １ 第２図 第３図 第４図 第５図
示し、第６図は従来方式によるオシロスコープ波形の一
例を示し、第４図は本発明装置によるオシロスコープ波
形の一例を示す。第５図は本発明装置の一例の配置関係
を示す略図、第６図は本発明装置によって得られた温度
と熱膨張率との関係の一例を示すグラフである０ 図中、１：加熱炉、 ２：試料、 ３：変位検出棒、
４：試料受台、 ５：差動変圧器。 ６：変位測定器、 ７：記録計、 ８：温度計。 ９：照明装置、 １０：目盛付望遠鏡、１１：発熱体、
１２：熱電対、１３：フィルター、１４：望遠レンズ
、 １５：固体走査受光素子カメラ。 １６：コントロールユニット、１７二マイクロコンピユ
ーターインター７エース、 １８：マイクロコンピュー
ター、 １９：ディジタル温度計。 ２０：デイジタルプロッター、２１ニオシロスコープ。 第１図 １ 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）試料加熱炉の一側に２組の照明装置を配設し、そ
の対抗側に２組の望遠レンズとフィルターを具備する固
体走査受光素子カメラ及びオシロスコープに接続された
カメラコントロールユニットを配設したことを特徴とす
る熱膨張率測定装置。 （２） 前記カメラコントロールユニットヲコンヒュー
ター及びデジタルゾロツタ−に接続した特許請求の範囲
概１項記載の熱膨張率測定装置。 （３１前記フィルターが赤外線除去用フィルターである
特許請求の範囲第１項記載の熱膨張率測定装置。 （４）前記フィルターが０．８μ〜１１波長の赤外域を
除去するものである特許請求の範囲第１！］記載の熱膨
張率測定装置。 （５） 前記固体走査受光集子カメラのレンズＦ番号が
５〜８である特許請求の範囲第１項記載の熱膨張率測定
装置６ （６）前記望遠レンズの作動距離が６００〜５００闘で
ある特許請求の範囲第１項記載の熱膨張率測定装置◎
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14796683A JPS6039540A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 熱膨張率測定装置 |
| KR8404936A KR910004158B1 (en) | 1983-08-15 | 1984-04-14 | Thermal deformation measuring system of ceranics and the like |
| AT84305300T ATE42402T1 (de) | 1983-08-15 | 1984-08-03 | System zum messen der thermischen verformung von keramik und aehnlichem. |
| EP84305300A EP0145115B1 (en) | 1983-08-15 | 1984-08-03 | Thermal deformation measuring system of ceramics and the like |
| DE8484305300T DE3477836D1 (en) | 1983-08-15 | 1984-08-03 | Thermal deformation measuring system of ceramics and the like |
| US06/776,920 US4636969A (en) | 1983-08-15 | 1985-09-17 | Apparatus for automatic measuring thermal dimensional change |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14796683A JPS6039540A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 熱膨張率測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039540A true JPS6039540A (ja) | 1985-03-01 |
| JPH0465338B2 JPH0465338B2 (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=15442116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14796683A Granted JPS6039540A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 熱膨張率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6039540A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148154A (ja) * | 1986-12-11 | 1988-06-21 | Shinagawa Refract Co Ltd | セラミツクス等の熱間における変位測定装置 |
| DE10136513B4 (de) * | 2001-07-26 | 2007-02-01 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von temperaturbedingten Längenänderungen eines Piezoaktors |
| WO2012039198A1 (ja) * | 2010-09-22 | 2012-03-29 | 東洋炭素株式会社 | 熱間変位測定装置及び熱間変位測定方法並びに電気抵抗測定装置 |
| JP2012068093A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Toyo Tanso Kk | 熱間変位測定装置及び熱間変位測定方法 |
| CN108534997A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-09-14 | 海宁市现代汽车座套有限公司 | 一种汽车遮光防晒罩制作用的检测设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336262A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Gakei Denki Seisakusho | Method of and apparatus for measuring thermal expansion |
-
1983
- 1983-08-15 JP JP14796683A patent/JPS6039540A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336262A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Gakei Denki Seisakusho | Method of and apparatus for measuring thermal expansion |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148154A (ja) * | 1986-12-11 | 1988-06-21 | Shinagawa Refract Co Ltd | セラミツクス等の熱間における変位測定装置 |
| DE10136513B4 (de) * | 2001-07-26 | 2007-02-01 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Messung von temperaturbedingten Längenänderungen eines Piezoaktors |
| WO2012039198A1 (ja) * | 2010-09-22 | 2012-03-29 | 東洋炭素株式会社 | 熱間変位測定装置及び熱間変位測定方法並びに電気抵抗測定装置 |
| JP2012068093A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Toyo Tanso Kk | 熱間変位測定装置及び熱間変位測定方法 |
| CN108534997A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-09-14 | 海宁市现代汽车座套有限公司 | 一种汽车遮光防晒罩制作用的检测设备 |
| CN108534997B (zh) * | 2018-03-02 | 2020-08-28 | 蒙城县立至信安全技术咨询服务有限公司 | 一种汽车遮光防晒罩制作用的检测设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0465338B2 (ja) | 1992-10-19 |
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