JPS61259129A - ピ−ク値ホ−ルド温度計 - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、温度測定の高速高精度化を図ったピーク値ホ
ールド温度計に関する。特に、溶湯金属の温度を測定す
るのに用いることが出来る。

【従来技術】

従来、例えば鋳鉄溶湯の温度を測定する場合、熱電対を
用いて、これを溶湯の中に浸し、その出力する電圧特性
からピーク値をホールドして、その時の溶湯の温度を測
定していた。第７図は、熱電対を溶湯の中に入れてから
抜き取るまでに測定される温度特性を図示したものであ
る。この間にピーク値温度Ｐが検出されていた。熱電対
を溶湯の中に入れて置く時間は、ピーク値が検出されそ
の後もうピーク値は現われないであろうと思われる時間
にする必要があり、その時間は、作業者の感に頼るとこ
ろが大きく、一般に約１０秒は、必要としている。 更に、熱電対が断線した場合には、第８図に示す様な温
度特性となるが、この時、誤ったピーク値Ｐを検出する
ことがあり、その測定温度の信頼性が乏しかった。

【発明の解決しようとする問題点】

上述のように従来の装置は、熱電対を溶湯へ浸しておく
時間が作業者の感によるため、真にピーク値温度が検出
されたか不正確である。又、正確なピーク値温度を得る
ためには、必然的に溶湯へ浸しておく時間を長くとるこ
とが必要となる。このため、測定時間が長くかかること
、熱電対の劣化が速くなること、溶湯を必要温度に加熱
しておく電気エネルギーが無駄になること、等の欠点が
存在する。又、熱電対の断線時には、誤ったピーク値温
度を検出し、温度測定の精度が悪いという問題点がある
。 本発明は、従来のこの様な欠点を改良するために成され
たものであり、温度測定を高速、高精度で行なう事を目
的とする。

【問題点を解決するための技術的手段】第１図は、本発
明の概念を図示したブロックダイヤグラムである。 本発明は、温度を電気信号に変換する温度センサ１０と
、該温度センサの出力信号のピーク値を検出しこの値を
ホールドする制御装置７ｏと、該制御装置の出力に応じ
て、ホールドされたピーク値を表示する表示器６０と、
から成り、測温時に前記温度センサを測温環境に投入し
て、測温環境のその時の温度を測定するピーク値ホール
ド温度計に於て、 前記制御装置７０は、測温開始の後前記温度センサの出
力信号を順次入力して、その最大値を順次検出する最大
値検出部２０と、 前記最大値検出部２０から信号を入力し、前記最大値検
出部２０が最大値を検出する度に、その後所定時間を計
時する計時部４０と、 前記計時部４０が所定時間計時する以前に次の最大値が
検出されず、所定時間経過した時の検出温度が所定値以
上の時に、前記最大値検出部２０の検出した最大温度を
ピーク値として、前記表示器６０に正常測定終了の表示
と共に表示する正常ピーク値検出部５０と、 前記計時部４０が所定時間計時する以前に次の最大値が
検出されず、所定時間経過した時の検出温度が所定値よ
り小さい時には、前記表示器６０に異常測定終了の表示
を行なう異常検出部３０と、から成ることを特徴とする
ピーク値ホールド温度計である。

【作用】

第２図は、本発明の詳細な説明するための温度特性を示
したものである。 温度センサ１０を測温環境に投入後の測定される温度は
、図示するように変化する。最大値検出部２０は、時系
列的に入力される温度データを比較して、大きい方の値
を採用することにより、第１の極大値Ｐ１を検出しこの
値をまず最大値として検出する。その時、計時部４０は
、その旨の信号が入力し所定時間ｔ１を計時する。その
時間ｔ１の間に前記最大値Ｐ１よりも大きな値が検出さ
れる毎に計時部４０は、初めから所定時間ｔ１の計測を
開始する。このようにしてピーク値Ｐ２が検出されると
、この時以降は、値Ｐ２が最大値として更新される。計
時部４０は、同様にこの時から新たにｔｌの計時を開始
する。このｔｌの間にＰ２よりも大きな値が検出されな
い時は、ｔｌの経過時Ｓ１の時の温度Ｐ３が所定値ＴＬ
よりも大きいと、正常ピーク値検出部５０は、正常な測
定の終了の表示と、ピーク値温度Ｐ２を表示器６０に表
示する。従って、時刻Ｓ１で測定が終了することになり
、測定時間の短縮が達成さ°れる。又、ｔｌを可変的に
適切に設定することにより、高精度、高速の温度測定が
できる。 又、測温中に熱電対が断線した場合には、第３図に示す
様な特性となる事が知られている。時刻Ｓ１に於ける温
度Ｐ３が所定温度ＴＬよりも低い時は、異常検出部３０
は、表示器６０に異常表示を行なうので、温度の誤測定
を短時間で検出することが出来る。

【実施例】

以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて説明する。 第４図は、本発明の実施例温度計の構成を示した電気回
路図である。温度センサ１０としては、白金−白金ロジ
ウム熱電対１１を用いた。 熱電対１１の出力は、増幅器１２に接続されその出力は
Ａ／Ｄコンバータ１３に入力している。制御装置７０の
最大値検出部２０は、ラッチ回路２１、ラッチ回路２２
、コンパレータ２３、ラッチ回路２４、ＯＲゲート２５
及び、ゲート回路２６とで構成されている。計時部４０
は、ＡＮＤゲート４１、カウンタ４２、比較器４３、設
定器４４とで構成されている。正常ピーク値検出部５０
は、フリップフロップ回路（以下「ＦＦ回路」という）
５１、単安定マルチバイブレータ（以下ｒＭＭ回路）と
いう）５２、ＦＦ回路５３とで構成されている。異常検
出部３０は、ＦＦ回路５１、ＭＭ回路５２、ゲート回路
３２及びＦＦ回路３１とで構成されている。表示器６０
は、デコーダ６１、温度表示器６２、ノーマルエンド表
示器６３、エラー表示器６４．６５とからなる。又、そ
の地熱電対の劣化を検出するための検出部として、ＭＭ
回路８１、カウンタ８２、比較器８３、設定器８４及び
ＦＦ回路８５が設けられている。 次に本実施例温度計の作用について説明する。 熱電対１１の出力信号■１は、増幅器１２で増幅され、
その出力信号■２は、Ａ／Ｄコンバータ１３に入力して
、一定の周期毎の同期信号■４（３Ｈｚ）によるサンプ
リングによりデジタル（言号■３に変換されラッチ回路
２１にラッチされる。 尚、各ＦＦ回路、ラッチ回路は、初期セット回路（図示
略）により、各測定の初期にクリアパルスＣＬＰによっ
てリセットされている。ラッチ回路２１の出力■５は、
さらにラッチ回路２２に入力して、ラッチきれ、その出
力■６はコンノくレータ２３のＡ端子に入力している。 コンパレータ２３は、そのＡ、Ｂ端子の信号の大小を比
較して、それぞれの各端子から判定信号が出力される。 第２図の特性曲線のように立ち上り部では、常に後から
入力される信号の方が大きいので、信号Ｖ７が高レベル
となり、ゲート回路２６の出力Ｖ８は、クロック信号Ｃ
Ｐ（５Ｈ２）を反転した信号となり、信号■８の立ち上
りに同期して、ラッチ回路２２の出力信号■６がラッチ
回路２４に新たにラッチされる。すると信号ｖ９は、高
レベルに、信号■７は低レベルとなり信号■８は、低レ
ベルとなって、温度データ信号の入換えサイクルが終了
する。その結果ラッチ回路２４は常に大きい値と入れか
えられる。又、入換え時には、信号Ｖ７によりカウンタ
４２はクリアされる。 第２図に於ける２１点を少し過ぎるとラッチ回路２４は
温度Ｐ１を保持しており、後から入力される温度の方が
低くなる。このためコンパレータ２３の出力は信号■１
０が高レベルとなり、ＯＲゲート２５の出力信号Ｖｌｌ
が高レベルとなりＡＮＤゲート４１に入力する。ＡＮＤ
ゲート４１はクロックパルスＣＰを入力しておりカウン
タ４２にパルス信号Ｖ１２を出力し、カウンタ４２は、
クロックパルスをカウントする。設定器４４には、所定
時間ｔ１が設定されており、カウンタの値と等しくなっ
た時に比較器４３から信号Ｖ１３が出力される。時間ｔ
１が経過する前にＰｌよりも大きい温度Ｐ２が入力され
るとカウンタ４２は、信号Ｖ７によりクリアされ、再度
初めから計時することになる。最大値Ｐ２を検出してか
ら時間ｔ１が経過するまでにＰ２よりも大きい温度が入
力されないと、信号Ｖ１３は高レベルパルスとなる。 信号Ｖ１３は、ＦＦ回路５１をセットし、その出力信号
Ｖ１５でラッチ回路２２をクリアする。又、ＦＦ回路５
１の出力信号Ｖ１５はＭＭ回路５２に入力しており、そ
の出力信号Ｖ１６は、ゲート回路３２、ＦＦ回路５３の
ＧＫ端子に入力している。 又、ＦＦ回路５３のＤ端子には、ラッチ回路２１の一部
の信号機の信号電圧Ｖ１７が入力している。 信号Ｖ１７の高レベルは、所定の温度ＴＬ（１０００℃
）以上であることを表している。従って、最大値Ｐ２を
検出してからｔ１時間後の温度が所定値ＴＬ以上である
ときは、ＦＦ回路５３は、セットされ、出力信号Ｖ１８
は高レベルとなり、ノーマルエンド表示器６３を駆動し
てその旨の表示を行なう。 一方、温度がＴＬ以下の時は、信号Ｖ１７は低レベルに
あり、ゲート回路３２を介して、時刻Ｓ１でＦＦ回路３
１をセットする。その結、果、この場合には、第３図に
示す断線の場合であるから、ＦＦ回路３１の出力信号Ｖ
１９が高レベルとなり、エラー表示器６４を駆動して、
断線の旨のエラー表示を行なう。 以上の如く本実施例温度計は作用する。 次に本実施例温度計に付加されている熱電対の劣化を検
出する検出部について説明する。測定温度がＴＬ（１０
００℃）に達すると、信号Ｖ１７は高レベルとなりＭＭ
回路８１は、トリガーされ、パルス信号Ｖ２０をカウン
タ８２のＣＬＲ端子に入力する。カウンタ８２は、その
後クロックパルスＣＰを入力して、これを計数して計時
し、設定器８４に設定された値と等しくなった時に、比
較器８３は信号Ｖ２１をクロックパルスとしてＦＦ回路
８５に出力する。その時、信号Ｖ１５が低レベルにある
と、未だ、最大値が検出されていないことを示めている
。ＦＦ回路８５は、その反転された信号Ｖ２２をＤ端子
に入力しており、ＦＦ回路８５がセット状態になるとい
うことは、温度がＴＬを越えてから一定時間経過しても
、最大温度が検出されていないことを示しており、これ
は測定系の故障、特に、熱電対の劣化とみなすことがで
きる。従って、信号Ｖ２２によりエラー表示器６５を駆
動して、エラー表示を行なう事ができる。 次に、第２実施例温度計について説明する。本実施例は
、主に計算機システムにより実現したものである。第５
図に示すような構成となっている。 即ち、制御装置７０として、増幅器゛１２、Ａ／Ｄコン
バータ１３、入力インタフェース７２、ＣＰＵ７１、出
カイ７り”）ｚ　　２７３及びＲＯＭ／ＲＡＭ７４とか
らなる。 第６図は、ＣＰＵ７１の処理を示したフローチャートで
ある。 測定開始スイッチが操作されるとＣＰＵ７１は、ステッ
プ１００から実行を開始する。ステップ１００では、初
期セットが行われる。ここで、パラメータＦは、温度Ｔ
Ｌを越えたことを記憶するものであり、Ｔｏは、−回前
の温度を記憶するものであり、Ｔｍは最大温度を記憶す
るものである。 ステップ１０２で温度をＡ／Ｄコンバータ１３から読み
取る。ステップ１０４では、温度Ｔの判定が行われ、初
めて、ＴＬより大きくなると、タイマｔＡをステップ１
０６でスタートさせステップ１０８でＦを１に設定する
。ステップ１１０では、読み取られた温度Ｔと前回の温
度Ｔｏとが比較され、ＹＥＳと判定されると、ステップ
１１２へ移行して、今の温度ＴをＴｏとして記憶する。 ステップ１１４でタイマｔＡの経過時間が判定される。 この判定は、熱電対の劣化による故障判定である。 ステップ１０２〜ステツプ１１０のループの綴り返しに
より、Ｔｏには、最高温度が検出され、ステップ１２０
に移行した時は、ＴＯは、第１の極大温度２１点を検出
している。その値を最大値Ｔｍとして記憶する。ステッ
プ１２２では、所定時間ｔ１を計時するためのタイマｔ
Ｂをスタートさせる。ステップ１２４で経過時間の判定
を、ステップ１２６で次の温度の入力を、ステップ１２
８で、新たに測定された温度Ｔが最大値Ｔｍと比較され
る。ステップ１２４で所定時間経過する前に、最大値Ｔ
ｍを越える温度が検出された時は、その時の温度を最大
値としてＴｍに記憶して、ステップ１２２に復帰し再度
タイマｔＢをスタートさせる。ステップ１２４で所定時
間ｔｌ内で新たな最大値が検出されない時は、ステップ
１４０へ移行し、その時の温度Ｔと所定温度ＴＬとが比
較され、ＴＬよりも大きい時は、ステップ１４２で最大
温度Ｔｍを表示器６０に表示すると共に、ステップ１４
４で正常測定終了の旨の表示を行なう。一方、ステップ
１４０で所定温度ＴＬよりも低い時は、ステップ１４６
で、熱電対の断線による故障の旨の表示を行なう。 又、ステップ１１４で、温度がＴＬ越えてから、所定時
間ｔ２内で、ピーク値が検出されない時は、ＹＥＳと判
定されステップ１４８で熱電対の劣化による故障の表示
を行なう。 以上述べたように本温度計は、迅速且つ高精度でピーク
温度が検出できるとともに各種の故障判定も行なう事が
できる。

【発明の効果】

以上述べたように本発明は、測温時に前記温度センサを
測温環境に投入して、測温環境のその時の温度を測定す
るピーク値ホールド温度計に於て、測温開始の後前記温
度センサの出力信号を順次入力して、その最大値を順次
検出する最大値検出部と、最大値検出部から信号を入力
し、前記最大値検出部が最大値を検出する度に、その後
所定時間を計時する計時部と、計時部が所定時間計時す
る以前に次の最大値が検出されず、所定時間経過した時
の検出温度が所定値以上の時に、前記最大値検出部の検
出した最大温度をピーク値として、表示器に正常測定終
了の表示と共に表示する正常ピーク値検出部と、計時部
が所定時間計時する以前に次の最大値が検出されず、所
定時間経過した時の検出温度が所定値より小さい時には
、前記表示器に異常測定終了の表示を行なう異常検出部
と、から成ることを特徴とするものである。 従って、ピーク値検出後所定時間経過したときに、測定
を終了するため、従来のように作業者の感を必要としな
いので、高速、高精度のピーク温度の測定が可能である
。　更に、必要以上に温度センサを高温にさらすことが
ないので、熱電対の劣化速度を遅くする事ができる。又
、熱電対の断線時の誤ったピーク値温度の検出を防止す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

１図は、本発明の概念を示したブロックダイヤグラム、
第２図は、本発明温度計の作用を説明するための測定さ
れる温度の特性図、第３図は、同じく作用を説明するた
めの断線故障時の温度の特性図、第４図は、本発明の１
実施例に係る温度計の構成を示した電気回路図、第５図
は、他の実施例に係る温度計の構成を示したブロックダ
イヤ。 グラム、第６図は、同実施例で使用されたＣＰＵの処理
を示したフローチャート、第７図、第８図は、それぞれ
従来のピークホールド温度計の検出原理を説明するため
の特性図である。 １１・・・熱電対 ３１．５１．５３．８５・・・フリップフロップ回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）温度を電気信号に変換する温度センサと、該温度
   センサの出力信号のピーク値を検出しこの値をホールド
   する制御装置と、該制御装置の出力に応じて、ホールド
   されたピーク値を表示する表示器と、から成り、測温時
   に前記温度センサを測温環境に投入して、測温環境のそ
   の時の温度を測定するピーク値ホールド温度計に於て、 前記制御装置は、測温開始の後前記温度センサの出力信
   号を順次入力して、その最大値を順次検出する最大値検
   出部と、 前記最大値検出部から信号を入力し、前記最大値検出部
   が最大値を検出する度に、その後所定時間を計時する計
   時部と、 前記計時部が所定時間計時する以前に次の最大値が検出
   されず、所定時間経過した時の検出温度が所定値以上の
   時に、前記最大値検出部の検出した最大温度をピーク値
   として、前記表示器に正常測定終了の表示と共に表示す
   る正常ピーク値検出部と、 前記計時部が所定時間計時する以前に次の最大値が検出
   されず、所定時間経過した時の検出温度が所定値より小
   さい時には、前記表示器に異常測定終了の表示を行なう
   異常検出部と、 から成ることを特徴とするピーク値ホールド温度計。