JPS6093325A - 温度検出装置 - Google Patents
温度検出装置Info
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- JPS6093325A JPS6093325A JP20051083A JP20051083A JPS6093325A JP S6093325 A JPS6093325 A JP S6093325A JP 20051083 A JP20051083 A JP 20051083A JP 20051083 A JP20051083 A JP 20051083A JP S6093325 A JPS6093325 A JP S6093325A
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- JP
- Japan
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- phase
- voltage
- bridge circuit
- frequency
- change
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/36—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (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】
本発明は、渦電流方式の温度検出装置に係り、特に被温
度測定導体と検出コイルとのギャップが変化しても感度
変化が生じない温度検１装置に関する。
度測定導体と検出コイルとのギャップが変化しても感度
変化が生じない温度検１装置に関する。
渦電流を利用した温度Ｍ、甑装置は、非接触でしかも雰
囲気の悪い条件下でも使用できる特徴Ｖ＝す、例えば圧
延機のロールの温度検出環ニ用いられている。第１図は
従来の渦電流方式の温度、ｌｔＡ装置を示すブロック図
であり、１は金属板等の導体からなる測定対象であり、
２はこの測定対象１とギャップｄを存して配置された検
出コイル、３は検出コイル２のインピーダンス変化を電
圧変化として導出するブリッジ回路、４はブリッジ回路
３の交流市、源、５はブリッジ回路３の出力電圧を増幅
する増幅器、６は交流電源４の電圧を位相調整した信号
を得る移相器、７は増幅器５の出力信号と移相器６から
の移相された電圧による参照信号Ｒｆとにより温度検出
信号を得る位相整流回路である。
囲気の悪い条件下でも使用できる特徴Ｖ＝す、例えば圧
延機のロールの温度検出環ニ用いられている。第１図は
従来の渦電流方式の温度、ｌｔＡ装置を示すブロック図
であり、１は金属板等の導体からなる測定対象であり、
２はこの測定対象１とギャップｄを存して配置された検
出コイル、３は検出コイル２のインピーダンス変化を電
圧変化として導出するブリッジ回路、４はブリッジ回路
３の交流市、源、５はブリッジ回路３の出力電圧を増幅
する増幅器、６は交流電源４の電圧を位相調整した信号
を得る移相器、７は増幅器５の出力信号と移相器６から
の移相された電圧による参照信号Ｒｆとにより温度検出
信号を得る位相整流回路である。
上記の如く構成された温度検出装置による温度測定法は
、測定対象１の温度か変化すると測定対象１に流れる渦
”ｋｌＥ ６Ｌが変化し、これによって検出コイル２の
インピーダンスが変化する。
、測定対象１の温度か変化すると測定対象１に流れる渦
”ｋｌＥ ６Ｌが変化し、これによって検出コイル２の
インピーダンスが変化する。
このインピーダンス変化をブリッジ回路３によって電圧
信号に変換し、増幅器５で増幅して位相整流回路７で温
度信号を得る。位相整流回路７ヘ与えられる参照信号Ｒ
ｆは、交流電源４からの電圧を移相器６によって位相調
整して得たものであり、この位相雁流回路７における位
相調整で測定対象１と検出コイル２とのギャップｄ ７
）（変化したときによるドリフトヲ少なくするようにし
ている。以上の信号処理動作によってギャップｄが一足
であれば第２図（、）に示すように温度ｔに対応した出
力Ｖをイ０ることが可能となる。
信号に変換し、増幅器５で増幅して位相整流回路７で温
度信号を得る。位相整流回路７ヘ与えられる参照信号Ｒ
ｆは、交流電源４からの電圧を移相器６によって位相調
整して得たものであり、この位相雁流回路７における位
相調整で測定対象１と検出コイル２とのギャップｄ ７
）（変化したときによるドリフトヲ少なくするようにし
ている。以上の信号処理動作によってギャップｄが一足
であれば第２図（、）に示すように温度ｔに対応した出
力Ｖをイ０ることが可能となる。
しかしＴら、ギャップｄの変化に対して第２図（ｂｌに
示すように出力Ｖの変化は少なくすることができるが、
ギャップｄが変化すると第２図（ｃ）に示すように感Ｕ
ａ ｖ ／ ｄＴが変化するという問題がある。
示すように出力Ｖの変化は少なくすることができるが、
ギャップｄが変化すると第２図（ｃ）に示すように感Ｕ
ａ ｖ ／ ｄＴが変化するという問題がある。
即ち、第３図に示すように温度Ｔによって変化するイン
ピーダンスベクトルとギャップｄによって変化するイン
ピーダンスベクトルとが直交する周波数ｆを予じめ設定
することによって、温度ＴがＴ。であれば温度Ｔよって
主に変化するりアクタンス成分Ｘの変化ΔＸ／Ｘが一定
となるので、抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘとの変化
比ΔＸ／Δ８で生じるブリッジ回路３の出力電圧を位相
整流して取出せば、ギャップｄの変化によるインピーダ
ンス変化ΔＲ／ Ｘによって生じる成分を相殺すること
が可能となる。しかし、第３図から分かるようにギヤツ
ブｄがｄ。−＋ｄ、と拡大して行くと、リアクタンス成
分Ｘの変化分ΔＸは小さくなり、同一温度でも出力電圧
が低下して感度低下となってしまう。
ピーダンスベクトルとギャップｄによって変化するイン
ピーダンスベクトルとが直交する周波数ｆを予じめ設定
することによって、温度ＴがＴ。であれば温度Ｔよって
主に変化するりアクタンス成分Ｘの変化ΔＸ／Ｘが一定
となるので、抵抗成分Ｒとリアクタンス成分Ｘとの変化
比ΔＸ／Δ８で生じるブリッジ回路３の出力電圧を位相
整流して取出せば、ギャップｄの変化によるインピーダ
ンス変化ΔＲ／ Ｘによって生じる成分を相殺すること
が可能となる。しかし、第３図から分かるようにギヤツ
ブｄがｄ。−＋ｄ、と拡大して行くと、リアクタンス成
分Ｘの変化分ΔＸは小さくなり、同一温度でも出力電圧
が低下して感度低下となってしまう。
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、被温度測定導体と検出コイルとのギャ
ップに変化か生じても感度変化が生じない渦電流方式の
温度検出装置を提供することにある。
とするところは、被温度測定導体と検出コイルとのギャ
ップに変化か生じても感度変化が生じない渦電流方式の
温度検出装置を提供することにある。
本発明による渦電流方式の温度検出装置は、被温度測定
導体に対向して設置される検出コイルと、この検出コイ
ルのインピーダンス変化を電圧変化として導出するブリ
ッジ回路と、このブリッジ回路へ周波数可変の電源を供
給する交流電源と、この交流電源の出力電圧と上記ブリ
ッジ回路の出力電圧との位相差を検出する位相計と、こ
の位相計で検出される位相差が零となるように上記交流
電源の出力周波数を制御する周波数制御器とを備え、上
記被温度測定導体の温度変化による上記検出コイルの出
力電圧の位相変化が常に零となるように上記検出コイル
へ上記ブリッジ回路を介して印加する電圧の周波撤を制
御し、その周波数変化から温度検出を行なうことを特徴
としている。
導体に対向して設置される検出コイルと、この検出コイ
ルのインピーダンス変化を電圧変化として導出するブリ
ッジ回路と、このブリッジ回路へ周波数可変の電源を供
給する交流電源と、この交流電源の出力電圧と上記ブリ
ッジ回路の出力電圧との位相差を検出する位相計と、こ
の位相計で検出される位相差が零となるように上記交流
電源の出力周波数を制御する周波数制御器とを備え、上
記被温度測定導体の温度変化による上記検出コイルの出
力電圧の位相変化が常に零となるように上記検出コイル
へ上記ブリッジ回路を介して印加する電圧の周波撤を制
御し、その周波数変化から温度検出を行なうことを特徴
としている。
以下本発明による温度検出装置を第４図に示す一実施例
１こ従い説明する。第１図と同一部分には同一符号を付
してその詳細な説明は省略する。第４図において１は測
定対象、２は検出コイル、３はブリッジ回路、８は出力
電圧の周波数が可変の交流電源、５は増幅器、６は移相
器、７はブリッジ回路３の出力電圧と交流電源８の出力
′低圧の位相を検出する位相計、１０は交流′亀ｔＸ８
の出力周波数を制御するためのコントローラである。
１こ従い説明する。第１図と同一部分には同一符号を付
してその詳細な説明は省略する。第４図において１は測
定対象、２は検出コイル、３はブリッジ回路、８は出力
電圧の周波数が可変の交流電源、５は増幅器、６は移相
器、７はブリッジ回路３の出力電圧と交流電源８の出力
′低圧の位相を検出する位相計、１０は交流′亀ｔＸ８
の出力周波数を制御するためのコントローラである。
次ζこ上記の如く構成された本実施例の動作について説
明する。先づ、第４図において、検出フィル２が測定対
象１から十分離れた位置で、ブリッジ回路３を図示しな
いバランス回路により平衡を得ると、ブリッジ回路３の
出力賦圧ｅ。
明する。先づ、第４図において、検出フィル２が測定対
象１から十分離れた位置で、ブリッジ回路３を図示しな
いバランス回路により平衡を得ると、ブリッジ回路３の
出力賦圧ｅ。
は次式で表わすことができる。
ただし、ｊ２＝−１
ＥＢ＋ブリッジ回路３への供給
電圧
Ｘ；検出コイル２を測定対象１
から卜進したときの検出コ
イル２のリアクタンス成
分値
ΔＸ；検出コイル２のリアクタ
ンス成分の変化分
ΔＲ；検出コイル２の抵抗成分
の変化分
田弐をこおいて、ΔＸ、ΔＲは測定対象１の温度、検出
コイル２と測定対象１間のギャップｄｌこよって変化し
、またΔＸ、ΔＲの変化の様子は検出コイル２へ加える
交流電源８の出力周波数ｆによっても変化する。温度測
定においては測定対象１の温度変化ζこ苅してΔＸの変
化が最も大きくなるような出力周波数ｆ。が選択される
。
コイル２と測定対象１間のギャップｄｌこよって変化し
、またΔＸ、ΔＲの変化の様子は検出コイル２へ加える
交流電源８の出力周波数ｆによっても変化する。温度測
定においては測定対象１の温度変化ζこ苅してΔＸの変
化が最も大きくなるような出力周波数ｆ。が選択される
。
以上の条件のもとで、検出コイル２と沖」定対象１か十
分離れた位置にあって、ブリッジ回路３の平衡をとると
第５図ζこ示すようにブリッジ回路３の出力電圧ｅ。は
零となる。第５図のＡ点に示す。そこで測定対＆１の温
度がＴ。のとき、ギャップｄ。で検出コイル２を設定す
ると、ブリッジ回路３の出力負ｌ、圧ｅ。は、第５図の
点Ｂの状態になる。ここで、６１１１定対象１の温度が
２丁だけ上昇４−ると、測定対象ｌの導電率が小さくな
って、測定対１タノに０１しれる渦電流が減少する。こ
の結果、主に検出コイル２のリアクタンス成分ΔＸが増
加し、ブリッジ回路３の出力′電圧ｅ。は第５図の点Ｃ
のようになる。第５図の点Ｃの状態でブリッジ回路３へ
の供給電圧Ｅｉの周波数をΔｆだけ上昇すれば、第５図
の点Ｂの状態にすることができるので、温度ＴがＴｏの
状態からのブリッジ回路３の出力電圧ｅ０とブリッジ回
路３への供給電圧Ｅｌとの位相を位相計７で検出し、そ
の位相角θｌこ応じて、交流電源８の出力周波数ｆをコ
ントローラ１０で制御すれは、周波数ｆの変化から、測
定対象Ｊの温度を知ることができる。
分離れた位置にあって、ブリッジ回路３の平衡をとると
第５図ζこ示すようにブリッジ回路３の出力電圧ｅ。は
零となる。第５図のＡ点に示す。そこで測定対＆１の温
度がＴ。のとき、ギャップｄ。で検出コイル２を設定す
ると、ブリッジ回路３の出力負ｌ、圧ｅ。は、第５図の
点Ｂの状態になる。ここで、６１１１定対象１の温度が
２丁だけ上昇４−ると、測定対象ｌの導電率が小さくな
って、測定対１タノに０１しれる渦電流が減少する。こ
の結果、主に検出コイル２のリアクタンス成分ΔＸが増
加し、ブリッジ回路３の出力′電圧ｅ。は第５図の点Ｃ
のようになる。第５図の点Ｃの状態でブリッジ回路３へ
の供給電圧Ｅｉの周波数をΔｆだけ上昇すれば、第５図
の点Ｂの状態にすることができるので、温度ＴがＴｏの
状態からのブリッジ回路３の出力電圧ｅ０とブリッジ回
路３への供給電圧Ｅｌとの位相を位相計７で検出し、そ
の位相角θｌこ応じて、交流電源８の出力周波数ｆをコ
ントローラ１０で制御すれは、周波数ｆの変化から、測
定対象Ｊの温度を知ることができる。
なお、第４図において移相器６はブリッジ回路３への供
給電圧ｚ１の位相をシフトすることによってブリッジ回
路３の出力電圧ｅＱとの初期位相を合わせ、位相変化を
検出し易くするものである。また第５図でφは、ブリッ
ジ回路３の初期位相角であり、主に温度変化によるリア
クタンス成分Ｘの変化とギャップｄによる抵抗成分Ｒの
変化が直交するような周波数ｆ。によって決才り、温度
測定ではφ＝０となる周波数ｆを用いる。
給電圧ｚ１の位相をシフトすることによってブリッジ回
路３の出力電圧ｅＱとの初期位相を合わせ、位相変化を
検出し易くするものである。また第５図でφは、ブリッ
ジ回路３の初期位相角であり、主に温度変化によるリア
クタンス成分Ｘの変化とギャップｄによる抵抗成分Ｒの
変化が直交するような周波数ｆ。によって決才り、温度
測定ではφ＝０となる周波数ｆを用いる。
次に上記の如くの動作を第３図を参照して説明する。先
づ、検出コイル２のインピーダンス２の変化を、（検出
コイル２を測定対象ｌに近接させた場合のインピーダン
ス２の変化）／（検出コイル２単独のインピーダンス２
の変化）で表わすと第３図に示すようになる。即ち、第
３図でインピーダンス軌跡は周波数ｆの上昇で右回り右
回、測定対象ｌの温度Ｔが上昇すると右回り方向となる
。また、ギャップｄが大きくなると、インピーダンス軌
跡は左方向に移動（＃点１に近づく）する。そこで、温
度変化によるリアクタンス成分Ｘの変化と、ギャップｄ
による抵抗、成分Ｒの変化がｉｆ！交するような周波数
ｆ、を選足し、検出コイル２のギャップをｄ。、測定対
象）の温度をＴｏとするき検出コイル２のインピーダン
スは２゜となる。（第３図の状態Ｉ）。
づ、検出コイル２のインピーダンス２の変化を、（検出
コイル２を測定対象ｌに近接させた場合のインピーダン
ス２の変化）／（検出コイル２単独のインピーダンス２
の変化）で表わすと第３図に示すようになる。即ち、第
３図でインピーダンス軌跡は周波数ｆの上昇で右回り右
回、測定対象ｌの温度Ｔが上昇すると右回り方向となる
。また、ギャップｄが大きくなると、インピーダンス軌
跡は左方向に移動（＃点１に近づく）する。そこで、温
度変化によるリアクタンス成分Ｘの変化と、ギャップｄ
による抵抗、成分Ｒの変化がｉｆ！交するような周波数
ｆ、を選足し、検出コイル２のギャップをｄ。、測定対
象）の温度をＴｏとするき検出コイル２のインピーダン
スは２゜となる。（第３図の状態Ｉ）。
そこで、測定対象１の温度ＴがΔＴだけ上昇すると、検
出コイ゛ル２のインピーダンスは２゜＋Δ２となる。（
第３図の状態ｎ）この状態で周波数ｆをΔｆだけ上昇す
ると、元のインピーダンスｚｏに戻すことができる。す
なわち、温度ＴがΔＴ上列することで、検出コイル２の
出力電圧即ち、ブリッジ回路３の出力電圧ｅ。位相はθ
だけ変化するが、周波数ｆをΔｆだけ上昇させることに
よって、出力電圧ｅＱの位相を零にすることができる。
出コイ゛ル２のインピーダンスは２゜＋Δ２となる。（
第３図の状態ｎ）この状態で周波数ｆをΔｆだけ上昇す
ると、元のインピーダンスｚｏに戻すことができる。す
なわち、温度ＴがΔＴ上列することで、検出コイル２の
出力電圧即ち、ブリッジ回路３の出力電圧ｅ。位相はθ
だけ変化するが、周波数ｆをΔｆだけ上昇させることに
よって、出力電圧ｅＱの位相を零にすることができる。
これらの関係はギャップｄが変化しても変わらないので
、位相θが常に零となるように周波数ｆを制御すること
によって、ギャップｄの変化による感度変化か防止する
ことが可能となる。
、位相θが常に零となるように周波数ｆを制御すること
によって、ギャップｄの変化による感度変化か防止する
ことが可能となる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で練々変形して実施できる。
の要旨を逸脱しない範囲で練々変形して実施できる。
以上述べたように本発明による渦電流方式の温度検出装
置は、被温度測定導体に対向して設置される検出コイル
と、この検出コイルのインピーダンス変化を電圧変化と
して導出するブリッジ回路と、このブリッジ回路へ周波
数可変の電源を供給する交流電源と、この交流電源の出
力電圧と上記ブリッジ回路の出力電圧との位相差を検出
する位相針と、この位相計で検出される位相差が零とな
るように上記交流電源の出力周波数を制御する周波数制
御器とを備えたので、上記被温度測定導体の温度変化に
よる上記検出コイルの出力電圧の位相変化が常に零とな
るように上記検出コイルへ上記ブリッジ回路を弁して印
加する電圧の周波数を制御することにより、上記被温度
測定導体と検出コイルとのギャップ変化に対して上記ブ
リッジ回路の出力電圧ｅ。は変化し、ギャップが大きく
なる程上記出力電圧ｅＱは小さくなるが、上記周波数制
御により温度変化に対する周波数シフト量が一定となる
ので。
置は、被温度測定導体に対向して設置される検出コイル
と、この検出コイルのインピーダンス変化を電圧変化と
して導出するブリッジ回路と、このブリッジ回路へ周波
数可変の電源を供給する交流電源と、この交流電源の出
力電圧と上記ブリッジ回路の出力電圧との位相差を検出
する位相針と、この位相計で検出される位相差が零とな
るように上記交流電源の出力周波数を制御する周波数制
御器とを備えたので、上記被温度測定導体の温度変化に
よる上記検出コイルの出力電圧の位相変化が常に零とな
るように上記検出コイルへ上記ブリッジ回路を弁して印
加する電圧の周波数を制御することにより、上記被温度
測定導体と検出コイルとのギャップ変化に対して上記ブ
リッジ回路の出力電圧ｅ。は変化し、ギャップが大きく
なる程上記出力電圧ｅＱは小さくなるが、上記周波数制
御により温度変化に対する周波数シフト量が一定となる
ので。
上記キャップが変化したとしても温度検出感度の変化を
防ＩＬ才ることが可能となる。
防ＩＬ才ることが可能となる。
第１図は釘来のｔＡ’Ａ川： ４ｍ出装置財を示すブロ
ック図、第２図１ａ） （ｂ） ｆｃ） ｌ’ｌ夫々第
４４１図示ｄ−ＦＡＩＬ Ｊ＆検出装置の特性を説明す
るための特性図、第３図は検出コイルのインピーダンス
と温度とギャップと周阪舵とのＩＡ係を示す特性図、第
４図は本発明による温度検出装置の一実施例を示すブロ
ック図、第５図は同実施例の作用を説明するための特性
図である。 ２・・・検出コイル、３・・・ブリッジ回路、５・・・
増幅器、６・・・移相器、８・・・交流電源、９・・・
位相計、１０・・・コントローラ。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第３図 第４図
ック図、第２図１ａ） （ｂ） ｆｃ） ｌ’ｌ夫々第
４４１図示ｄ−ＦＡＩＬ Ｊ＆検出装置の特性を説明す
るための特性図、第３図は検出コイルのインピーダンス
と温度とギャップと周阪舵とのＩＡ係を示す特性図、第
４図は本発明による温度検出装置の一実施例を示すブロ
ック図、第５図は同実施例の作用を説明するための特性
図である。 ２・・・検出コイル、３・・・ブリッジ回路、５・・・
増幅器、６・・・移相器、８・・・交流電源、９・・・
位相計、１０・・・コントローラ。 出願人復代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 第２図 （ａ） （ｂ） （ｃ） 第３図 第４図
Claims (1)
- 被温度測定導体に対向して設置される検出コイルと、こ
の検出コイルのインピーダンス変化を電圧変化として導
出するブリッジ回路と、このブリッジ回路へ周波数可変
の電源を供給する交流電源と、この交流電源の出力電圧
と上記ブリッジ回路の出力電圧との位相差を検出する位
相１Ｆと、この位相計で検出される位相差が零となるよ
うに上記又流電源の出力周波数を制御する周波数制御器
とから構成された温度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20051083A JPS6093325A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 温度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20051083A JPS6093325A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 温度検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093325A true JPS6093325A (ja) | 1985-05-25 |
Family
ID=16425506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20051083A Pending JPS6093325A (ja) | 1983-10-26 | 1983-10-26 | 温度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6093325A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2695482A1 (fr) * | 1992-09-10 | 1994-03-11 | Alsthom Gec | Dispositif de mesure utilisant une bobine des Rogowski. |
| US6986602B2 (en) * | 2003-03-27 | 2006-01-17 | Dresser, Inc. | Temperature measurement device |
| US7140257B2 (en) | 2002-12-10 | 2006-11-28 | Ashcroft Inc. | Wireless transmitting pressure measurement device |
| US7322744B2 (en) | 2003-03-27 | 2008-01-29 | Ashcroft, Inc. | Temperature measurement device |
-
1983
- 1983-10-26 JP JP20051083A patent/JPS6093325A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2695482A1 (fr) * | 1992-09-10 | 1994-03-11 | Alsthom Gec | Dispositif de mesure utilisant une bobine des Rogowski. |
| US7140257B2 (en) | 2002-12-10 | 2006-11-28 | Ashcroft Inc. | Wireless transmitting pressure measurement device |
| US6986602B2 (en) * | 2003-03-27 | 2006-01-17 | Dresser, Inc. | Temperature measurement device |
| US7165461B2 (en) | 2003-03-27 | 2007-01-23 | Ashcroft, Inc. | Pressure gauge having dual function movement plate |
| US7322744B2 (en) | 2003-03-27 | 2008-01-29 | Ashcroft, Inc. | Temperature measurement device |
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