JPS63138224A - 温度センサ - Google Patents
温度センサInfo
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- JPS63138224A JPS63138224A JP28498986A JP28498986A JPS63138224A JP S63138224 A JPS63138224 A JP S63138224A JP 28498986 A JP28498986 A JP 28498986A JP 28498986 A JP28498986 A JP 28498986A JP S63138224 A JPS63138224 A JP S63138224A
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Landscapes
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は自動車のルームヒータ用燃焼器、排ガス温度検
出装置、内燃機関の燃焼器内の温度検出装置及び一般家
庭用のファンヒータ等、特に８００℃以上の温度変化の
はげしい高温雰囲気中で使用される温度センサに関する
ものである。
出装置、内燃機関の燃焼器内の温度検出装置及び一般家
庭用のファンヒータ等、特に８００℃以上の温度変化の
はげしい高温雰囲気中で使用される温度センサに関する
ものである。
（先行技術）
この種温度センサは例えば第７図に示す如くメタル（Ｓ
ＯＳ）ケース２１内の後端部にＣＤＳ （光導電セル）
２２を設け、メタルケース２１先端部２３にガス炎Ｆを
当て、この先端部の赤熱した光を前記光導電セル２２が
検出することにより燃焼器の着火状態を検知するＣＩ）
Ｓセンサタイプが提供されている。
ＯＳ）ケース２１内の後端部にＣＤＳ （光導電セル）
２２を設け、メタルケース２１先端部２３にガス炎Ｆを
当て、この先端部の赤熱した光を前記光導電セル２２が
検出することにより燃焼器の着火状態を検知するＣＩ）
Ｓセンサタイプが提供されている。
また、第８図に示す如く、トランス３１の二次コイル側
に設けた２個の金属型ｉ３２．３３間のギャップ３４に
ガス炎Ｆを当てることにより生じる微小電流を検出する
ことにより燃ｖＦ、器の着火状態を険知するギャップセ
ンサタイプが提供されている。
に設けた２個の金属型ｉ３２．３３間のギャップ３４に
ガス炎Ｆを当てることにより生じる微小電流を検出する
ことにより燃ｖＦ、器の着火状態を険知するギャップセ
ンサタイプが提供されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、前記第７図に示すＣＤＳセンサタイプの
ものにおいてはメタルケース２１内が非常に高温となる
ため、ＣＤＳ （光導電セル）２２の高温中における耐
熱性が問題であり、約１５０〜２００ ”Ｃが使用限界
温度であると考えられるので、本発明が目的とする８０
０℃以上もの高温雰囲気中では到底使用することができ
ない。また、第８図に示すギヤツブセンサタイプのもの
においては前記ギャップ３４を形成する２個の重陽が金
属であるので高温における酸化腐蝕を避けることができ
ず耐久性に欠点がある。
ものにおいてはメタルケース２１内が非常に高温となる
ため、ＣＤＳ （光導電セル）２２の高温中における耐
熱性が問題であり、約１５０〜２００ ”Ｃが使用限界
温度であると考えられるので、本発明が目的とする８０
０℃以上もの高温雰囲気中では到底使用することができ
ない。また、第８図に示すギヤツブセンサタイプのもの
においては前記ギャップ３４を形成する２個の重陽が金
属であるので高温における酸化腐蝕を避けることができ
ず耐久性に欠点がある。
（本発明の目的）
本発明においては、特に８００ ’Ｃ以上の高温ガス炎
を照射しても耐熱性（耐熱衝撃温度差が大きい）に優れ
、着火応答時間が著しく早い温度センサを提供すること
を目的とする。
を照射しても耐熱性（耐熱衝撃温度差が大きい）に優れ
、着火応答時間が著しく早い温度センサを提供すること
を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
本発明者等は上記問題点に鑑み鋭意研究の結果、ある一
定収上の耐熱衝撃温度差及びある一定収下の高温酸化増
量を有する非酸化性セラミック体中に抵抗温度係数が一
定以上の抵抗体を埋設することにより上記問題点を克服
した。
定収上の耐熱衝撃温度差及びある一定収下の高温酸化増
量を有する非酸化性セラミック体中に抵抗温度係数が一
定以上の抵抗体を埋設することにより上記問題点を克服
した。
（実験例）
ＳｉＪｉ、ＡＩＮ、ＳｔＣ及びＡ１□０．を夫々主成分
とする焼結体について各耐熱衝撃温度差（Δｔ）を調べ
た。
とする焼結体について各耐熱衝撃温度差（Δｔ）を調べ
た。
即ち、各焼結体を加熱した後、水中（２０℃）に投入し
てクランクを生じた場合の加熱温度を調べた。
てクランクを生じた場合の加熱温度を調べた。
これらの結果を第１表に示す。
第１表
上記の結果が示すように、Ｓｉ３Ｎ４．ＳｉＣ及びＡＩ
Ｎは耐熱衝撃温度差が約４００℃以上であるのに対し、
Ａｈ０３は約２００℃と低い。約２００℃程度の耐熱衝
撃温度差を有するＡ１□０．焼結体を本発明が目的とし
ている８００℃以上の高温雰囲気中で使用する場合、熱
サイクルの温度差が厳しいために容易にクランクが発生
した。特に焼結体内部に抵抗体を埋設するような温度セ
ンサにおいては、わずかに存在するマイクロクラックを
通しても内部に酸素（０□）が侵入し、抵抗体を酸化腐
蝕させるため抵抗値が変化してセンサの特性に悪影響を
生じたものと考えられる。
Ｎは耐熱衝撃温度差が約４００℃以上であるのに対し、
Ａｈ０３は約２００℃と低い。約２００℃程度の耐熱衝
撃温度差を有するＡ１□０．焼結体を本発明が目的とし
ている８００℃以上の高温雰囲気中で使用する場合、熱
サイクルの温度差が厳しいために容易にクランクが発生
した。特に焼結体内部に抵抗体を埋設するような温度セ
ンサにおいては、わずかに存在するマイクロクラックを
通しても内部に酸素（０□）が侵入し、抵抗体を酸化腐
蝕させるため抵抗値が変化してセンサの特性に悪影響を
生じたものと考えられる。
（実施例）
第１表に示すようにＳｉ ２Ｎ４またはＡＩＮを主成分
として周期律表ｎ ｂｌ ＩＩＩ ａ、 ｍ ｂｌ Ｉ
Ｖ ｂ族元素の化合物、例えばＭｇＯ＋ＹｚＯｉ＋Ａｌ
２Ｏ３，Ｚｒ（ｈ等の焼結助剤と適量添加混合後、第３
図及び第４図に示す如き棒状の場合はホットプレス法に
より、第５図及び第６図に板状の場合はドクターブレー
ド法によりグリーンシート化した後積層して常圧焼成法
により、各々耐熱衝撃温度差（Δｔ）が約４００℃以上
となるように焼成する。即ち、焼結体の主成分が同質の
セラミックスであっても粒界に生成する結晶相は焼結助
剤や焼成条件によって異なり、そのため焼結体の熱膨張
率が変化することにより耐熱衝撃温度差が変化し、また
焼結体の緻密化の度合により特に緻密化が進行し過ぎる
と同様耐熱衝ｇ温度差が変化する。
として周期律表ｎ ｂｌ ＩＩＩ ａ、 ｍ ｂｌ Ｉ
Ｖ ｂ族元素の化合物、例えばＭｇＯ＋ＹｚＯｉ＋Ａｌ
２Ｏ３，Ｚｒ（ｈ等の焼結助剤と適量添加混合後、第３
図及び第４図に示す如き棒状の場合はホットプレス法に
より、第５図及び第６図に板状の場合はドクターブレー
ド法によりグリーンシート化した後積層して常圧焼成法
により、各々耐熱衝撃温度差（Δｔ）が約４００℃以上
となるように焼成する。即ち、焼結体の主成分が同質の
セラミックスであっても粒界に生成する結晶相は焼結助
剤や焼成条件によって異なり、そのため焼結体の熱膨張
率が変化することにより耐熱衝撃温度差が変化し、また
焼結体の緻密化の度合により特に緻密化が進行し過ぎる
と同様耐熱衝ｇ温度差が変化する。
第１図及び第２図の棒状焼結体１の場合（第２表試料番
号１〜６，８．９．１２に相当） 、ＳｔＪ、又はＡｔ
Ｎに焼結助剤を添加した混合粉末をホントプレス型中に
一次粉末を充填し、その上に第２表に示すＴＣＲ（Ｒ１
０００℃／Ｒ２５℃）、線径及び常温抵抗値を有する各
種抵抗線２を配設し、さらにその上から同一の二次粉末
を充填した後圧力をかけて焼成した。
号１〜６，８．９．１２に相当） 、ＳｔＪ、又はＡｔ
Ｎに焼結助剤を添加した混合粉末をホントプレス型中に
一次粉末を充填し、その上に第２表に示すＴＣＲ（Ｒ１
０００℃／Ｒ２５℃）、線径及び常温抵抗値を有する各
種抵抗線２を配設し、さらにその上から同一の二次粉末
を充填した後圧力をかけて焼成した。
また、第３図及び第４図の板状焼結体３の場合（第２表
の試料番号？、 １０．１１に相当） 、ＳｉＪ、又は
ＡＩＮに焼結助剤を添加した混合粉末をスラリーとし、
このスラリーをドクターブレード法によりグリーンシー
ト化し、このグリーンシート上に第２表に示すＴＣＰ（
Ｒ１０００℃／Ｒ２５℃）、及び常温抵抗値を有する各
種抵抗ペースト４を印刷し、同一のグリーンシートを積
層してから常圧焼成した。
の試料番号？、 １０．１１に相当） 、ＳｉＪ、又は
ＡＩＮに焼結助剤を添加した混合粉末をスラリーとし、
このスラリーをドクターブレード法によりグリーンシー
ト化し、このグリーンシート上に第２表に示すＴＣＰ（
Ｒ１０００℃／Ｒ２５℃）、及び常温抵抗値を有する各
種抵抗ペースト４を印刷し、同一のグリーンシートを積
層してから常圧焼成した。
得られた焼結体１．３を第２図及び第４図の状態の縦断
面の面積及び抵抗体２．４の焼結体表面からの距離ρｌ
＋１□にそれぞれ設定した。さらに、第５図に示す自動
車用のルームヒータ用燃焼器５に上記実施例の各試料番
号１〜１２（第１〜４図）のガス炎温度センサＡまたは
Ｂを取り付け、第６図に示す検出回路により該センサの
着火応答性を調べた。即ち、前記燃焼器５は気化及び着
火室にの後端に設けた燃料タンクからの油を吸収する気
化プレート６近傍にセラミックグロープラグ７を設け、
該気化プレート６をグロープラグ７で加熱してこれに吸
収する油を気化させると同時に着火させる。本発明のガ
ス炎温度センサＡ、Ｂは燃焼室Ｎ内に嵌挿され、前記気
化及び着火室にで着火され、燃焼室Ｎ中で燃焼するガス
炎中にセンサ先端部を埋設するようにして着火を検出す
る。そして、第６図の検出回路において、定電流回路８
から０゜１へ（アンペア）の電流を各試料ガス炎温度セ
ンサＡ又はＢに流すと共に、前記燃焼器を着火させ、着
火後各試料のガス炎温度センサへ又はＢがＡ／Ｄコンバ
ータ９から０．【＾（アンペア）の電流を各試料のガス
炎温度センサ＾又はＢに流すと共に、前記燃焼器５を着
火させ、着火後各試料のガス炎温度センサ＾又はＢがＡ
／Ｄコンバータ９へ出力する電圧が各抵抗体の常温抵抗
値（基準抵抗値）より１５χ上昇するまでの時間（Ａ／
Ｄコンバータ９が着火を報知するまでの時間）を測定し
、着火応答性を調べた。これらの結果を第２表に示す。
面の面積及び抵抗体２．４の焼結体表面からの距離ρｌ
＋１□にそれぞれ設定した。さらに、第５図に示す自動
車用のルームヒータ用燃焼器５に上記実施例の各試料番
号１〜１２（第１〜４図）のガス炎温度センサＡまたは
Ｂを取り付け、第６図に示す検出回路により該センサの
着火応答性を調べた。即ち、前記燃焼器５は気化及び着
火室にの後端に設けた燃料タンクからの油を吸収する気
化プレート６近傍にセラミックグロープラグ７を設け、
該気化プレート６をグロープラグ７で加熱してこれに吸
収する油を気化させると同時に着火させる。本発明のガ
ス炎温度センサＡ、Ｂは燃焼室Ｎ内に嵌挿され、前記気
化及び着火室にで着火され、燃焼室Ｎ中で燃焼するガス
炎中にセンサ先端部を埋設するようにして着火を検出す
る。そして、第６図の検出回路において、定電流回路８
から０゜１へ（アンペア）の電流を各試料ガス炎温度セ
ンサＡ又はＢに流すと共に、前記燃焼器を着火させ、着
火後各試料のガス炎温度センサへ又はＢがＡ／Ｄコンバ
ータ９から０．【＾（アンペア）の電流を各試料のガス
炎温度センサ＾又はＢに流すと共に、前記燃焼器５を着
火させ、着火後各試料のガス炎温度センサ＾又はＢがＡ
／Ｄコンバータ９へ出力する電圧が各抵抗体の常温抵抗
値（基準抵抗値）より１５χ上昇するまでの時間（Ａ／
Ｄコンバータ９が着火を報知するまでの時間）を測定し
、着火応答性を調べた。これらの結果を第２表に示す。
第２表から理解されるように、Ｔｅｌ？（Ｒ１０００℃
／Ｒ２５℃）が２．８未満である試料番号４のものは着
火応答性が３．５秒と遅い。また、焼結体縦断面積が１
０１２を超える試料番号８及び１１のものも焼結体全体
が加熱されるためには断面積が大きすぎ熱の伝達速度が
遅いため着火応答性が４．５〜８．０秒と遅い。また、
焼結体中に埋設される抵抗体の焼結体表面からの距離が
１ 、２ｍｍである試料番号５のものも焼結体表面から
抵抗体までの熱の伝達速度が遅いため着火応答性が４．
５秒と遅い。更に、抵抗体の常温抵抗値が０．７Ωであ
る試料番号１のものは抵抗値が低すぎるために充分な着
火検出電圧を得ることができず着火応答性は測定不可で
あった。
／Ｒ２５℃）が２．８未満である試料番号４のものは着
火応答性が３．５秒と遅い。また、焼結体縦断面積が１
０１２を超える試料番号８及び１１のものも焼結体全体
が加熱されるためには断面積が大きすぎ熱の伝達速度が
遅いため着火応答性が４．５〜８．０秒と遅い。また、
焼結体中に埋設される抵抗体の焼結体表面からの距離が
１ 、２ｍｍである試料番号５のものも焼結体表面から
抵抗体までの熱の伝達速度が遅いため着火応答性が４．
５秒と遅い。更に、抵抗体の常温抵抗値が０．７Ωであ
る試料番号１のものは抵抗値が低すぎるために充分な着
火検出電圧を得ることができず着火応答性は測定不可で
あった。
これに対し、試料番号２，３，６，７，９，１０．１２
のものは焼結体縦断面積が７〜１０ｍｍ程度、ＴＣＲ（
Ｒ１０００°Ｃ／Ｒ２５℃）が２．８以上、抵抗体の線
径が０．１５ｍｍ以下、常温抵抗が２．５Ω以上、抵抗
体の焼結体表面からの埋設距離１ 、Ｏｎ＋ｍ以下であ
り、このような条件を満たすガス炎温度センサはその着
火応答性が約３゜０秒以内と優れていることが理解され
る。これらの事実から前記着火応答性が約３．０秒以内
と優れたガス炎温度センサを得るには少なくともＴＣＰ
（Ｒｔｏｏｏ℃／Ｒ２５℃）が２．８以上であること
が必要であり、その他焼結体縦断面積が１０１２以内、
常温抵抗が２．５Ω以上、抵抗体の焼結体表面からの埋
設距離が１．０ｎｕｏ以下であることが必要であるもの
と考えられる。
のものは焼結体縦断面積が７〜１０ｍｍ程度、ＴＣＲ（
Ｒ１０００°Ｃ／Ｒ２５℃）が２．８以上、抵抗体の線
径が０．１５ｍｍ以下、常温抵抗が２．５Ω以上、抵抗
体の焼結体表面からの埋設距離１ 、Ｏｎ＋ｍ以下であ
り、このような条件を満たすガス炎温度センサはその着
火応答性が約３゜０秒以内と優れていることが理解され
る。これらの事実から前記着火応答性が約３．０秒以内
と優れたガス炎温度センサを得るには少なくともＴＣＰ
（Ｒｔｏｏｏ℃／Ｒ２５℃）が２．８以上であること
が必要であり、その他焼結体縦断面積が１０１２以内、
常温抵抗が２．５Ω以上、抵抗体の焼結体表面からの埋
設距離が１．０ｎｕｏ以下であることが必要であるもの
と考えられる。
（発明の効果）
上述の如く、本発明によれば特に８００℃以上の高温ガ
ス炎を照射しても耐熱性（耐熱衝撃温度差が大きい）に
優れ、着火応答時間が著しく早い温度センサを提供する
ことができる。
ス炎を照射しても耐熱性（耐熱衝撃温度差が大きい）に
優れ、着火応答時間が著しく早い温度センサを提供する
ことができる。
第１図乃至第４図は本発明の実施例を示すものであり、
第１図は棒状センサ先端の断面図、第２図は第１図のＸ
−Ｘ線断面預図、第３図は板状センサのグリーンシート
時に抵抗ペーストを印刷した状態を示す一部切欠平面図
、第４図は第３図のＹ−Ｙ線断面図、第５図は本発明の
温度センサが使用される自動車のルームヒータ用燃焼器
の要部断面図、第６図は温度センサの着火検出回路、第
７図及び第８図は従来の温度センサを示す説明図である
。 １．３・・・・セラミック焼結体 ２．４・・・・抵抗体 ｅ、、ｅ、 ・・抵抗体の焼結体表面からの埋設距離
第１図は棒状センサ先端の断面図、第２図は第１図のＸ
−Ｘ線断面預図、第３図は板状センサのグリーンシート
時に抵抗ペーストを印刷した状態を示す一部切欠平面図
、第４図は第３図のＹ−Ｙ線断面図、第５図は本発明の
温度センサが使用される自動車のルームヒータ用燃焼器
の要部断面図、第６図は温度センサの着火検出回路、第
７図及び第８図は従来の温度センサを示す説明図である
。 １．３・・・・セラミック焼結体 ２．４・・・・抵抗体 ｅ、、ｅ、 ・・抵抗体の焼結体表面からの埋設距離
Claims (5)
- （１）耐熱衝撃温度差が４００℃以上である非酸化物系
セラミック体中に抵抗温度係数（Ｒ１０００℃／Ｒ２５
℃）が２．８以上となるような抵抗体を埋設してなる温
度センサ。 - （２）前記非酸化物系セラミック体がＳｉ＿３Ｎ＿４、
ＡｌＮ、ＳｉＣから選ばれる焼結体である特許請求の範
囲第１項記載の温度センサ。 - （３）前記非酸化物系セラミック体が棒状Ｓｉ＿３Ｎ＿
４質焼結体からなり、該焼結体の少なくともセンサ部の
縦断面積が１０ｍｍ＾２以内であり、前記抵抗体が該焼
結体表面より１ｍｍ以内に埋設されている特許請求の範
囲第１項記載の温度センサ。 - （４）前記抵抗体がＷ、ＷＣ、Ｍｏ、Ｍｏ−Ｗから選ば
れる線状体、もしくはペーストを焼成してなる板体また
は膜体からなる特許請求の範囲第１項記載の温度センサ
。 - （５）前記抵抗体の常温抵抗が２．５Ω以上である特許
請求の範囲第１項記載の温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28498986A JPS63138224A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28498986A JPS63138224A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63138224A true JPS63138224A (ja) | 1988-06-10 |
Family
ID=17685697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28498986A Pending JPS63138224A (ja) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | 温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63138224A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004003943A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Heetronix | STABLE HIGH TEMPERATURE SENSOR/HEATER SYSTEM AND METHOD WITH TUNGSTEN ON AlN |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57111001A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-10 | Kyoto Ceramic | Positive temperature coefficient thermistor |
| JPS6027653A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-12 | 株式会社日立製作所 | セラミツク抵抗材料 |
| JPS60112671A (ja) * | 1983-11-23 | 1985-06-19 | アドヴアンスト セミコンダクタ− マテイリアルズ アメリカ インコ−ポレ−テツド | 反応性環境に直接さらされるに適した安定な導電性要素 |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP28498986A patent/JPS63138224A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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