TWI540313B - Deterioration detection device and thermocouple inspection device - Google Patents
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Description
本發明係有關檢查用以測定在混練機內生成中的混練物的溫度之保護管式熱電偶的技術。
橡膠製品或塑膠製品的製造工程中，包括混練欲成為橡膠或塑膠的複數個材料而生成混練物之工程。混練物的溫度被用來作為表示複數個材料的混練程度之指標，因此，在混練物生成中會測定混練物的溫度。
混練物的溫度測定中，會利用熱電偶。由於混練物的黏度高，故若讓熱電偶處於接觸生成中的混練物之狀態，那麼熱電偶會破損。因此，會利用保護管式熱電偶，其具有在管狀構件中容納熱電偶之構造。
保護管式熱電偶，為具有在金屬製或陶瓷製的保護管中容納著熱電偶裸線之構造的熱電偶。這樣的熱電偶，可例舉保護管式熱電偶或護套式(sheathed)熱電偶。
保護管式熱電偶會因使用而劣化，故有人提出偵測保護管式熱電偶的劣化之技術。舉例來說，以偵測保護管式熱電偶的劣化之技術而言，有專利文獻1所揭示之熱電偶
劣化偵測裝置。該裝置具備：第1熱電偶，其先端部設於測定對象；及第2熱電偶，與該第1熱電偶鄰近設置且比第1熱電偶還短；及處理手段，將第1熱電偶的輸出與第2熱電偶的輸出做比較，當兩熱電偶的輸出差超過規定值時，便判斷第1熱電偶已劣化，並產生劣化偵測訊號。
另一方面，保護管式熱電偶對於計測混練中的混練物溫度而言非常重要，但因為響應性不佳，而有顯示出比實際溫度還低的溫度(例如低了10~20度之溫度)之問題。作為改善溫度響應性之方法，可簡單地設想將保護管體積縮小而減小熱容量之方法。
然而，若將保護管體積縮小，則強度會變低。因此，混練中，會有保護管折損而混入混練物中，對製程造成不良影響之問題。此外，上述專利文獻1中，並未揭示著眼於改善保護管強度及響應性之記載，故這一點尚有改善的餘地。
[專利文獻1]日本特開平9-218107號公報
本發明之目的，在於提供一種具備保護管式熱電偶之劣化檢測裝置，其維持強度的同時尚改善了響應性。
本發明的一個態樣之劣化檢測裝置，為具備保護管式熱電偶，對前述保護管式熱電偶施加電流以檢測前述保護
管式熱電偶的劣化之劣化檢測裝置，其特徵為：前述保護管式熱電偶，具備熱電偶及容納前述熱電偶之保護管，前述保護管，具備圓錐部，形成於前端側；及空洞部，在前述保護管的內部，形成於連繫前述保護管的前端及後端間之長邊方向，供前述熱電偶插入；前述圓錐部的內部之前述空洞部，具備愈朝向前述前端則截面積愈變小之推拔部。
按照本態樣，能夠維持保護管式熱電偶的強度，同時提高響應性。
3‧‧‧混練機
5、5a、5b、5c‧‧‧保護管式熱電偶
6‧‧‧溫度測定裝置
7‧‧‧溫度演算部
8‧‧‧熱電偶檢査裝置
31‧‧‧材料供應管
32‧‧‧混練室
33‧‧‧門部
34、35‧‧‧滾筒
36‧‧‧取出口
37‧‧‧生成控制部
38‧‧‧門控制部
51‧‧‧保護管
52‧‧‧熱電偶
52a、52b‧‧‧裸線
52c‧‧‧測溫接點
53‧‧‧空洞部
53x‧‧‧先端部
54‧‧‧前端
54x‧‧‧絕緣管
55‧‧‧後端
55b‧‧‧後端面
56‧‧‧鍍覆層
58a、58b‧‧‧端子
59a、59b‧‧‧外部配線
81‧‧‧門開閉判斷部
82‧‧‧電源部
83‧‧‧開關部
84‧‧‧電流供應控制部
85‧‧‧期間經過判斷部
86‧‧‧近似式算出部
87‧‧‧減算部
88‧‧‧磨耗判定部
89‧‧‧通知部
511‧‧‧圓錐部
512‧‧‧本體部
531‧‧‧前圓筒部
532‧‧‧推拔部
533‧‧‧圓筒部
534、535‧‧‧階差部
M‧‧‧混練物
P1、P2‧‧‧連接位置
r1‧‧‧推拔部532的半徑
r2‧‧‧圓筒部533的半徑
t1‧‧‧推拔部532的厚度
t2‧‧‧本體部512的厚度
t30‧‧‧階差部535的厚度
t40‧‧‧階差部535的厚度
T0‧‧‧磨耗檢査的期間
T1‧‧‧第1期間
T2‧‧‧第2期間
T3‧‧‧抽樣期間
Y1、Y40‧‧‧前圓筒部531的Y方向長度
[圖1]本發明實施形態之具備劣化檢測裝置的溫度測定裝置一例示意圖。
[圖2]本實施形態之保護管式熱電偶的另一態樣示意圖。
[圖3]圖1之保護管式熱電偶的比較例示意圖。
[圖4]圖1之保護管式熱電偶的比較例示意圖。
[圖5]圖1之保護管式熱電偶的比較例示意圖。
[圖6]混練機的一例示意模型圖。
[圖7]圖6所示混練機中，混練物正在生成之狀態示意模型圖。
[圖8]圖6所示混練機中，混練物正被取出之狀態示意模型圖。
[圖9]對熱電偶供應電流之時間、與溫度上昇量之關
係示意圖表。
[圖10]本實施形態之劣化檢測裝置的構成示意方塊圖。
[圖11]磨耗檢査的期間示意時序圖。
[圖12]本實施形態之劣化檢測裝置的動作說明流程圖。
[圖13]第2期間及抽樣期間中，溫度測定裝置所測定出的溫度示意圖表。
[圖14]第2期間及抽樣期間中，近似式算出部所算出的近似式示意圖表。
[圖15]將圖13圖表與圖14圖表重疊而成之圖表。
[圖16]從圖13圖表所示值減去圖14圖表所示值而得之值示意圖表。
[圖17]具備本實施形態之保護管式熱電偶的溫度測定裝置的又另一態樣示意圖。
圖1為本發明實施形態之具備劣化檢測裝置的溫度測定裝置6一例示意圖。劣化檢測裝置，為對保護管式熱電偶5施加電流，而檢測保護管式熱電偶5的劣化之裝置。溫度測定裝置6，具備保護管式熱電偶5及溫度演算部7。
圖1中，Y方向表示保護管式熱電偶5的長邊方向，+Y方向表示後端55側的方向，-Y方向表示前端54側
的方向。X方向表示與保護管式熱電偶5的長邊方向正交之保護管式熱電偶5的寬度方向，-X方向表示紙面左側的方向，+X方向表示紙面右側的方向。
保護管式熱電偶5，具備熱電偶52及容納熱電偶52之保護管51。熱電偶52，是由沿Y方向為長型的一對裸線52a、52b所構成。在裸線52a、52b的外周例如形成有絕緣膜(圖略)，裸線52a、52b被絕緣。裸線52a、52b在前端54被電性連接，而形成測溫接點52c。
保護管51，例如由金屬所構成。作為構成保護管51之金屬，例如能夠採用SCM材(chrome molybdenum steel：鉻鉬鋼鋼材)。
保護管51，具備形成於前端54側之圓錐部511、及形成於比圓錐部511還靠後端55側之本體部512。圓錐部511，具有朝向前端54而逐漸變細之圓錐形狀。本體部512，與圓錐部511相連，具有於Y方向為長型之圓筒形狀。
在保護管51的內部，形成有於Y方向為長型之空洞部53。空洞部53中插入有熱電偶52。此處，熱電偶52是連接至設於後端55之後端面55b。
空洞部53，從前端54側開始依序具備前圓筒部531、推拔部532、及圓筒部533。前圓筒部531，其前端54側呈開口，為圓筒形狀。前圓筒部531的直徑，比熱電偶52的直徑稍大。熱電偶52侵入直到前圓筒部531的中途部分。也就是說，測溫接點52c被埋在前圓筒部531
內，受到保護管51所保護。
推拔部532，其前端54側與前圓筒部531相連，且後端55側與圓筒部533相連，具有愈朝向前端54而截面積愈變小之推拔形狀。此外，推拔部532的截面為圓形。此處，推拔部532相對於Y方向之傾斜角度，例如和圓錐部511相對於Y方向之傾斜角度相同。但，此僅為一例，推拔部532及圓錐部511相對於Y方向之角度亦可相異。
推拔部532與圓筒部533之連接位置P1，設於比圓錐部511與本體部512之連接位置P2還靠前端54側。在連接位置P1的推拔部532的半徑r1，和圓筒部533的半徑r2相同。此外，本體部512的厚度t2，比保護管51在推拔部532的厚度t1還大。因此，圖1例子中，在推拔部532的保護管51的厚度t1，比保護管51的其他部位的厚度來得薄。是故，形成推拔部532的部位之保護管51的強度，比其他部位的保護管51的強度低。但，厚度t1是設定成和後述圖3的厚度t30為相同程度之值，基於與保護管51材料之間的權衡，來採用得以維持規定基準強度之值。因此，保護管的強度會保持在一定強度。
保護管51的前端54側，形成有鍍覆層56。具體而言，鍍覆層56是形成於從圓錐部511的前端54至本體部512中途之區域。此處，鍍覆層56如圖6所示，是形成於保護管式熱電偶5當中位於門部33的內部之區域，即先端部53x。另，鍍覆層56亦可形成於保護管51的表面全域。
溫度演算部7，與外部配線59a、59b電性連接。藉由傳遞至測溫接點52c的熱，熱電偶52會產生熱電動勢。該熱電動勢，藉由外部配線59a、59b而傳遞至溫度演算部7。溫度演算部7，利用傳遞而來的熱電動勢，演算溫度(例如圖6所示混練室32的混練物M的溫度)。像這樣，溫度測定裝置6，為利用熱電偶52產生之熱電動勢，而測定溫度之裝置。
圖3~圖5為圖1之保護管式熱電偶5的比較例示意圖。圖3所示之保護管式熱電偶5a中，如同圖1般，在保護管51中於長邊方向形成空洞部53，空洞部53中插入有熱電偶52。空洞部53，考量製作容易性，係具備形成於前端54側之前圓筒部531、及具有比前圓筒部531還大半徑之圓筒部533。前圓筒部531與圓筒部533，是透過階差部535而相連。
圖4、圖5所示之比較例的保護管式熱電偶5b、5c，是謀求對保護管式熱電偶5a改善溫度響應性。保護管式熱電偶5a中，保護管51的體積大，有溫度響應性不佳之問題。鑑此，保護管式熱電偶5b中，是將圓筒部533拉近至前端54側，前圓筒部531的長邊方向的長度被縮短。如此一來，保護管51的前端54側的體積變得比保護管式熱電偶5a小，保護管51的熱容量變小，其結果，溫度響應性提升。
此外，保護管式熱電偶5c中，保護管51的外徑被縮小。此外，隨伴此，保護管式熱電偶5c中，前圓筒部
531的長邊方向的長度相較於保護管式熱電偶5a、5b而言被增長。如此一來，保護管式熱電偶5c中，保護管51的熱容量被減小，溫度響應性提升。
然而，保護管式熱電偶5b中，由於保護管51的體積被縮小，故有保護管51的強度降低之問題。具體而言，保護管式熱電偶5b中，在階差部535的保護管51的厚度t40，相較於保護管式熱電偶5a的階差部535的厚度t30而言大幅變小，該部位的強度會降低。
此外，保護管式熱電偶5c中，圓筒部533的半徑和保護管式熱電偶5a相同，因此在圓筒部533的保護管51的厚度相較於保護管式熱電偶5a而言大幅變小，該部位的強度會降低。又，保護管式熱電偶5c中，保護管51的外徑變小，故有無法與目前用來計測混練機的保護管式熱電偶相互置換之問題。若欲將保護管式熱電偶5c組裝至混練機，必須變更混練機當中保護管式熱電偶的組裝部位之構造。
鑑此，圖1所示之保護管式熱電偶5中，在空洞部53的前端54側的部位設置了推拔部532。如此一來，即使為了減少前端54側的保護管51的體積，而將前圓筒部531的Y方向長度Y1做成和圖4所示之前圓筒部531的Y方向長度Y40為相同長度，仍能將保護管51的最薄部的厚度t1維持在和圖3所示厚度t30為相同程度之值。因此，能改善溫度響應性，且保持保護管51的強度。
另，作為本實施形態之保護管式熱電偶5，亦可採用
圖2之物。圖2為本實施形態之保護管式熱電偶5的另一態樣示意圖。圖2所示之保護管式熱電偶5，其特徵為，在圖1之保護管式熱電偶5中，於圓筒部533與推拔部532之連接位置設置了階差部534。其他構成和圖1相同，故省略說明。
圖2中，圓筒部533的半徑r2，是做成比推拔部532的後端55側的半徑r1還大。如此一來，在推拔部532與圓筒部533之連接位置便形成階差部534。
圖2的情形中，從前端54側開始傳導的熱，會因為階差部534而難以傳導至後端55側。如此一來，熱會被封鎖在保護管式熱電偶5的前端54側，熱電偶52的溫度上昇會變快，其結果，保護管式熱電偶5的溫度響應性會提升。
另，圖2中，保護管51的最薄部的厚度t1，是維持在和圖3所示厚度t30為相同值，強度會保持一定。
圖1中，連接位置P1是設於比連接位置P2還靠前端54側，推拔部532的Y方向長度是做成比圓錐部511的Y方向長度還小。同樣地，圖2中，階差部534是設於比連接位置P2還靠前端54側，推拔部532的Y方向長度是做成比圓錐部511的Y方向長度還小。如此一來，保護管51的前端54側的體積會減少而熱容量變小，能謀求溫度響應性的提升。
另，圖1、圖2中，在推拔部532的前端54側設有前圓筒部531，但前圓筒部531亦可省略。
本實施形態之劣化檢測裝置，是利用當對熱電偶52施加電流時保護管式熱電偶5的溫度上昇量，來判定保護管式熱電偶5的劣化。因此，藉由改善保護管式熱電偶5的溫度響應性，能夠縮短電流的施加時間，而能在短時間內判定保護管式熱電偶5的磨耗。此外，當將前端54側的保護管51的體積縮小的情形下，相較於不縮小之情形而言，即使磨耗量相同，其磨耗量佔據保護管51的前端54側的體積之比例會變大。如此一來，能夠提升磨耗偵測的分辨能力。
接著，說明混練機3。圖6為混練機3的一例示意模型圖。圖7為圖6所示混練機3中，混練物M正在生成之狀態示意模型圖。圖8為圖6所示混練機3中，混練物M正被取出之狀態示意模型圖。
參照圖6，混練機3具備材料供應管31、混練室32、門部33、生成控制部37及門控制部38。
材料供應管31，配置於混練室32的頂板上方。材料供應管31的先端通過混練室32的頂板而被導引至混練室32。混練物M的材料，是通過材料供應管31而被供應至混練室32。
混練室32是以截面圖表示。混練室32，當規定材料被混練而正在生成混練物M時，是設定成比常溫還高的溫度。舉例來說，若為橡膠混練物，則混練室32會設定在一百數十℃。混練室32中，配置有2個滾筒34、35。參照圖7，藉由使2個滾筒旋轉，供應至混練室32的材
料便被混練，而生成混練物M。
生成控制部37，進行在混練室32生成混練物M之控制。若要詳細說明，生成控制部37，是進行從材料供應管31供應混練物M的材料至混練室32之控制、設定混練室32溫度之控制、及使滾筒34、35之控制。
參照圖6及圖8，在混練室32的底部，形成有混練物M的取出口36。若門部33關閉，則取出口36被堵塞。若門部33開啟，則取出口36被開放。若門部33開啟，則混練室32的混練物M會通過取出口36而落下，被送往下一製程。門部33，當混練室32中正在生成混練物M時被關閉，當從混練室32取出混練物M時被開啟。
門控制部38，控制門部33的開閉。
混練機3會反覆下述動作，即，在混練室32中生成混練物M之動作、開啟門部33以便將生成的混練物M從混練室32取出之動作、關閉門部33以便將下一混練物M在混練室32中生成之動作。
參照圖6，在門部33，插入有保護管式熱電偶5。門部33被關閉的狀態下，保護管式熱電偶5的保護管51的先端部53x會位於混練室32內，而門部33被開啟的狀態下，先端部53x會位於混練室32外；依此方式，先端部53x從門部33突出。先端部53x，是於混練物M生成中與混練物M接觸之接觸處。
接下來，說明形成於保護管51的表面之鍍覆層56(參照圖1、圖2)。保護管51的先端部53x，如上述般
為接觸處。保護管51的材料，從耐熱性、強度等觀點看來，例如會使用SCM材(chrome molybdenum steel：鉻鉬鋼鋼材)。橡膠或塑膠材料中，含有矽石(silica)這類硬度高的粒子。SCM材相對於矽石而言，耐磨耗性低。鑑此，在先端部53x形成鍍覆層56，並以鍍覆層56作為接觸處，藉此提升接觸處的耐磨耗性。
像這樣，藉由將接觸處作作鍍覆層56，提升接觸處的耐磨耗性。但，鍍覆層56亦會被矽石磨耗，故若長期間使用保護管式熱電偶5，鍍覆層56會磨耗，而會發生鍍覆層56從保護管51剝落之事態。
鑑此，必須檢查鍍覆層56是否磨耗。本實施形態中，所謂熱電偶檢査，便是指此一檢査。以下、將此一檢査簡略記載為「磨耗檢査」。
當對熱電偶52供應電流，測溫接點52c會發熱。該熱會在先端部53x被吸收。不含有鍍覆層56的先端部53x，相較於含有鍍覆層56的先端部53x而言，由於不存在鍍覆層56，在先端部53x的吸熱量相對地較少。是故，不含有鍍覆層56的先端部53x，相較於含有鍍覆層56的先端部53x而言，當對熱電偶52供應電流時，測溫接點52c的溫度會變高(也就是說，溫度測定裝置6所測定之溫度會變高)。茲進行實驗以確認這一點。
對保護管式熱電偶5的熱電偶52持續供應1.0A的電流，同時藉由溫度測定裝置6，以規定時間間隔測定溫度。
作為保護管式熱電偶5，備妥了附鋁箔之保護管式熱電偶5、及無鋁箔之保護管式熱電偶5。附鋁箔之保護管式熱電偶5，係在先端部53x裝上鋁箔之保護管式熱電偶5。無鋁箔之保護管式熱電偶5，係在先端部53x未裝上鋁箔之保護管式熱電偶5。鋁箔的厚度訂為0.12mm。將鋁箔視為是鍍覆層56。
實驗結果如圖9圖表所示。圖表的橫軸，表示對熱電偶52供應電流開始起算所經過之時間。單位為秒。圖表的縱軸，表示對熱電偶52供應電流之前，以藉由溫度測定裝置6測定出的溫度作為基準之溫度上昇量。
舉例來說，假設對熱電偶52供應電流之前，藉由溫度測定裝置6測定出的溫度為30.0℃，而對熱電偶52供應電流之後經過10秒時，藉由溫度測定裝置6測定出的溫度為31.0℃。在此情形下，對熱電偶52供應電流之後經過10秒時之溫度上昇量，便為1.0℃。
折線S1，表示附鋁箔之保護管式熱電偶5的實驗結果。線L1，為對折線S1做線性近似而得之線。折線S2，表示無鋁箔之保護管式熱電偶5的實驗結果。線L2，為對折線S2做線性近似而得之線。
折線S2所示無鋁箔之保護管式熱電偶5，相較於折線S1所示附鋁箔之保護管式熱電偶5而言，溫度上昇量較大。這可認為是因鋁箔不存在所造成。
舉例來說，假設對熱電偶52供應電流的時間為10秒的情形下，依折線S1所示附鋁箔之保護管式熱電偶5，
溫度上昇量為1.0℃，依折線S2所示無鋁箔之保護管式熱電偶5，溫度上昇量為1.3℃。
這可以說成是，依鍍覆層56未被損耗之保護管式熱電偶5，溫度的上昇量為1.0℃，而依鍍覆層56被損耗了0.12mm之保護管式熱電偶5，溫度上昇量為1.3℃，溫度上昇量產生了0.3℃的差距。
含有鍍覆層56的先端部53x中，若鍍覆層56的厚度變小，先端部53x的吸熱量會變小。是故，可以認為在鍍覆層56的厚度與測溫接點52c的溫度上昇量之間，存在下述相關關係，即，若鍍覆層56的厚度變小，則測溫接點52c的溫度上昇量(換言之，溫度測定裝置6所測定之溫度上昇量)會變大。故，對熱電偶52供應電流，使測溫接點52c發熱，藉此利用溫度測定裝置6所測定之溫度上昇量，便能推定鍍覆層56的厚度(磨耗量)。本實施形態便是應用此一理論，來檢查接觸處亦即鍍覆層56是否磨耗(磨耗檢査)。
接著，說明執行磨耗檢査之時期。參照圖7，於混練物M生成中，保護管51的先端部53x會與混練物M接觸，故無法做磨耗檢査。可以考慮使混練機3停止，於混練室32不存在混練物M的狀態下，來做磨耗檢査。但，混練物M的生成製程會暫時停止，故效率差。
混練機3，會反覆下述(1)~(4)的動作。(1)對門部33被關閉的混練室32供應材料。(2)在混練室32中混練材料，生成混練物M(圖7)。(3)開啟門部
33，將混練室32的混練物M送往下一製程(圖8)。(4)關閉門部33。
如果在門部33被開啟，混練物M正從混練室32被取出之期間執行磨耗檢査，那麼便不用停止混練機3的動作，故效率佳。
但，若門部33被開啟，則保護管51的先端部53x會曝露於常溫環境下，故溫度測定裝置6所測定的溫度會急遽降低。
是故，若要在門部33被開啟狀態下，藉由對熱電偶52供應電流，來得知溫度測定裝置6所測定出的溫度上昇量，那麼便必須消弭因門部33被開啟而造成之溫度急遽降低的影響。
門部33被開啟的狀態下，當對熱電偶52供應電流的情形下，溫度測定裝置6所測定出的溫度，訂為實際溫度。此外，從實際溫度推定出之，門部33開放後的熱電偶52的環境溫度，訂為推定溫度。藉由對熱電偶52供應電流而測溫接點52c發熱，溫度測定裝置6因此所測定出的溫度上昇量，訂為溫度上昇量。只要從實際溫度減去推定溫度，便能消弭上述影響。也就是說，從實際溫度減去推定溫度而得之值，便為溫度上昇量。
推定溫度，能夠利用式1所示之指數函數式而求出。式1為表示溫度降低之一般性式子。
y=a×exp(b×x)．．．(式1)
此處，「y」表示溫度，「x」表示經過時間，「a」及「b」為係數。其中，「b」表示溫度的下降情形，也就是說表示溫度為急遽下降，或是溫度為緩慢下降。後文說明之近似式算出部86(圖10)，是利用式1來算出近似式(也就是說，求出推定溫度的式子)。此處，「a」及「b」的係數，是採用利用門部33被開啟時的熱電偶52的環境溫度實測值而事先算出之值。
接著，說明熱電偶檢査裝置8。圖10為本實施形態之劣化檢測裝置的構成示意方塊圖。劣化檢測裝置，具備熱電偶檢査裝置8及溫度測定裝置6。
熱電偶檢査裝置8，利用圖1所示之溫度測定裝置6所測定出的溫度，來做磨耗檢査。
溫度測定裝置6，如圖7及圖8所示，是利用保護管式熱電偶5，測定混練室32中正在生成的混練物M的溫度，同時在門部33被開啟，鍍覆層56未與混練物M接觸的狀態下，測定鍍覆層56的周圍溫度。
熱電偶檢査裝置8，具備門開閉判斷部81、電源部82、開關部83、電流供應控制部84、期間經過判斷部85、近似式算出部86、減算部87、磨耗判定部88、及通知部89。
門開閉判斷部81，是依據從未圖示之感測器輸出的訊號，判斷門部33為被開啟之狀態，或門部33為被關閉之狀態。該感測器，在門部33為被開啟之狀態及門部33
為被關閉之狀態，會輸出不同的訊號。
電源部82，生成供應至熱電偶52之電流。
開關部83，例如由電晶體所構成。當開關部83為導通(ON)狀態時，在電源部82生成的電流便供應至外部配線59b。當開關部83為斷開(OFF)狀態時，在電源部82生成的電流便不供應至外部配線59b。
電流供應控制部84，對開關部83做導通/斷開控制。若要詳細說明，電流供應控制部84，是當門部33被開啟以便從混練室32取出混練物M時，將開關部83從斷開切換成導通，而當經過事先訂定好的第1期間時，將開關部83從導通切換成斷開。如此一來，混練機3進行開啟門部33之動作以便從混練室32取出混練物M，門部33因而被開啟的狀態下，於第1期間中會對熱電偶52供應電流，且於第1期間經過後不會對熱電偶52供應電流。
期間經過判斷部85，是判斷第1期間經過後，門部33被開啟的狀態下，是否已經過事先訂定好的第2期間。圖11為磨耗檢査的期間示意時序圖。磨耗檢査的期間T0，被分成第1期間T1、第2期間T2、抽樣期間T3。磨耗檢査的期間T0例如為4秒的情形下，第1期間T1例如為1秒，第2期間T2例如為2秒，抽樣期間T3例如為1秒。
於第1期間T1對熱電偶52供應電流，藉此測溫接點52c(圖1)會發熱。該影響起作用的期間訂為第2期間
T2，該影響已不起作用的期間訂為抽樣期間T3。有關抽樣期間T3，在下述近似式算出部86做說明。
近似式算出部86，利用上述式1所示之指數函數式，算出求取上述推定溫度的式子。也就是說，近似式算出部86，是利用溫度演算部7所算出的複數個實際溫度，算出在門部33開放後表示熱電偶52的環境溫度的隨時間衰減之近似式。以下說明中，近似式算出部86，是算出表示溫度之近似式，該溫度是假設於第1期間T1未對熱電偶52供應電流，而推定於第2期間T2溫度測定裝置6所測定出的溫度。換言之，近似式算出部86，是算出表示溫度之近似式，該溫度是假設當於第1期間T1未對熱電偶52供應電流，而於第2期間T2利用保護管式熱電偶5測定溫度的情形下，推定所測定出的溫度。
近似式算出部86，藉由門部33被開啟，保護管式熱電偶5曝露於混練室32的外部環境，來算出於第1期間T1經過後，推定溫度測定裝置6所測定出的溫度降低之式子。
近似式之算出，是使用門部33被開啟的狀態下，溫度測定裝置6所測定出的溫度當中，藉由期間經過判斷部85判斷已經過第2期間T2之後(抽樣期間T3)所測定出的溫度。這是因為，抽樣期間T3是被規定成，測溫接點52c因為於第1期間T1對熱電偶52供應電流而發熱，而該發熱之影響已不起作用之期間。
近似式如上述般，是表示溫度之式子，該溫度是當假
設於第1期間T1未對熱電偶52供應電流的情形下，推定第2期間T2中溫度測定裝置6所測定出的溫度(推定溫度)。這是因為，如果利用測溫接點52c發熱之影響起作用的期間(亦即第2期間T2)中所測定出的溫度來算出近似式，那麼近似式不會表示出正確的推定溫度。
近似式算出部86，是於抽樣期間T3，以規定間隔，取得溫度測定裝置6所測定出的溫度資料。
上述近似式算出部86所做的近似式算出手法僅為一例，近似式算出部86，亦可不區別熱電偶52的第2期間T2、抽樣期間T3，而是根據第1期間T1經過後且門部33開放後的複數個實際溫度來算出近似式。
減算部87，是算出從於第2期間T2溫度測定裝置6所測定出的溫度，減去近似式算出部86所算出的近似式所示溫度而得之減算值。具體而言，減算部87，是算出從於第1期間T1經過之後溫度測定裝置6所測定出的溫度，減去近似式算出部86所算出的式子所示溫度而得之減算值。
磨耗判定部88，是利用當鍍覆層56磨耗的情形下，相較於鍍覆層56未磨耗的情形而言減算值會變大這一點，來判定鍍覆層56是否磨耗。
通知部89，例如為顯示器，通知磨耗判定部88所判定出的結果。
接著，說明本實施形態之熱電偶檢査裝置8的動作。圖12為說明該動作之流程圖。
當圖8所示之混練機3的生成控制部37判斷混練物M生成結束時，門控制部38會進行開啟門部33之控制，以便從混練室32取出混練物M。如此一來，圖10所示之門開閉判斷部81，便判斷門部33已被開啟(步驟S1)。
由於門開閉判斷部81判斷門部33已被開啟，故電流供應控制部84對熱電偶52供應電流(步驟S3)。若要詳細說明，圖10所示之電流供應控制部84，將開關部83從斷開切換成導通，然後當第1期間T1(圖11)經過後，將開關部83從導通切換成斷開。如此一來，第1期間T1中，由於對熱電偶52供應電流，故測溫接點52c(圖1)會發熱。
期間經過判斷部85，於第1期間T1經過後起算，在門部33被開啟的狀態下，判斷是否已經過第2期間T2(圖11)(步驟S5)。門部33被開啟的狀態，是由門開閉判斷部81來判斷。
期間經過判斷部85，當判斷尚未經過第2期間T2的情形下(步驟S5中No)，反覆步驟S5之處理。
期間經過判斷部85，當判斷已經過第2期間T2的情形下(步驟S5中Yes)，近似式算出部86算出近似式(步驟S7)。有關此點，詳細說明之。
圖13為第2期間T2及抽樣期間T3中，溫度測定裝置6所測定出的溫度示意圖表，亦即實際溫度示意圖表。圖14為第2期間及抽樣期間T3中，近似式算出部86所算出的近似式示意圖表，亦即推定溫度示意圖表。圖15
為將圖13圖表與圖14圖表重疊而成之圖表。圖13~圖15中，橫軸表示時間(秒)，縱軸表示溫度測定裝置6所測定出的溫度(℃)。橫軸中，從0.00秒至2.00秒之期間為第2期間T2，從2.00秒至3.00秒之期間為抽樣期間T3。
參照圖13，0.00秒(亦即第1期間T1經過後的瞬間)，停止對熱電偶52供應電流，測溫接點52c(圖1)的發熱停止。因此，在0.00秒，溫度測定裝置6所測定出的溫度急遽降低。
其後同樣地，溫度測定裝置6所測定出的溫度降低。這是因為如圖8所示，混練室32的門部33為被開啟的狀態，故保護管式熱電偶5曝露於常溫環境的緣故。
近似式算出部86，於抽樣期間T3，例如每隔10μ秒，取得溫度測定裝置6所測定出的溫度資料。抽樣期間T3若為1秒，便取得100個溫度資料。
近似式算出部86，利用所取得的溫度資料、及式1所示之指數函數式，算出近似式。近似式例如如下所述。
y=127.74e-0.0206x．．．(式2)
將式2以圖表表示，即為圖14。該圖表如上述般，為推定溫度示意圖表。
減算部87，是算出從於第2期間T2及抽樣期間T3溫度測定裝置6所測定出的溫度，減去近似式算出部86
所算出的近似式所示溫度而得之減算值(步驟S9)。減算值為從實際溫度減去推定溫度而得之值，表示溫度上昇量。所謂溫度上昇量，係指第1期間T1中測溫接點52c發熱，溫度測定裝置6因此所測定出的溫度上昇量。
若要詳細說明，減算部87如圖16所示，是算出從圖13圖表所示值減去圖14圖表所示值而得之值的示意圖表。圖16中，橫軸表示時間(秒)。縱軸表示溫度上昇量(℃)。
如上述般，圖13所示圖表，為當於第1期間T1對熱電偶52供應電流的情形下，第2期間T2及抽樣期間T3中溫度測定裝置6所測定出的溫度(實際溫度)示意圖表。相對於此，圖14所示圖表，為當於第1期間T1未對熱電偶52供應電流的情形下，推定第2期間T2及抽樣期間T3中溫度測定裝置6所測定出的溫度(推定溫度)示意圖表。
第2期間T2中，溫度上昇量比0還大。這是因為，測溫接點52c因為於第1期間T1對熱電偶52供應電流而發熱，而該發熱之影響於第2期間T2尚起作用。抽樣期間T3中，溫度上昇量大致為0。這是因為該影響於抽樣期間T3已不起作用。
磨耗判定部88，利用圖16所示之第2期間T2的溫度上昇量(減算值)，判斷鍍覆層56是否磨耗(步驟S11)。判斷鍍覆層56是否磨耗的方法，可以想得到好幾種。舉例來說，如果第2期間T2中的事先訂定好的時間
(例如0.50秒)之溫度上昇量，超過事先訂定好的閾值，便判斷鍍覆層56磨耗，如果未超過則判斷鍍覆層56未磨耗。
或是，如果在第2期間T2中的事先訂定好的時間，圖16所示圖表的斜率超過事先訂定好的閾值，便判斷鍍覆層56磨耗，如果未超過則判斷鍍覆層56未磨耗。
亦可在圖16所示之第2期間T2中，將圖16圖表做移動平均之處理後，利用該圖表來判斷鍍覆層56的磨耗。藉由移動平均，圖16的圖表會變得平滑，溫度上昇量的誤差會變小。
當磨耗判定部88判斷鍍覆層56磨耗的情形下(步驟S11中Yes)，通知部89會發出顯示以警告更換保護管式熱電偶5(步驟S13)。
當磨耗判定部88判斷鍍覆層56未磨耗的情形下(步驟S11中No)，圖6所示之混練機3的門控制部38，會進行關閉門部33之控制(步驟S15)。然後，生成控制部37在門部33被關閉後，在混練室32控制下一混練物M的生成。
以上說明在門部33一次的開閉當中只執行一次磨耗檢査之例子，但在門部33一次的開閉當中，亦可執行複數次磨耗檢査。假設第1期間T1為1.0秒，第2期間T2為2.0秒，抽樣期間T3為1.0秒，門部33被開啟的時間為15秒，則劣化檢測裝置能夠執行3次磨耗檢査。又，在3次的磨耗檢査中，磨耗判斷部88只要有1次判斷出
鍍覆層56磨耗的情形下，通知部89便發出顯示以警告更換保護管式熱電偶5。
可在每當門部33開閉時執行磨耗檢査，亦可在每當經過事先訂定好的期間時(例如每天一次)，執行磨耗檢査。
說明本實施形態的主要效果。本實施形態中，參照圖1，當鍍覆層56(接觸處)磨耗的情形下，相較於鍍覆層56未磨耗的情形而言，對熱電偶52供應電流時，溫度測定裝置6所測定的溫度上昇量會變大，利用這一點來判定鍍覆層56的磨耗。
參照圖8，當欲在混練室32的門部33被開啟的狀態下做鍍覆層56的磨耗檢査的情形下，必須消弭因門部33被開啟而造成溫度測定裝置6所測定的溫度急遽下降之影響。
門部33被開啟的狀態下，當對熱電偶52供應電流的情形下，溫度測定裝置6所測定出的溫度，訂為實際溫度(圖13)。門部33被開啟的狀態下，當未對熱電偶52供應電流的情形下，推定溫度測定裝置6所測定出的溫度，訂為推定溫度。本實施形態中，近似式算出部86所算出的近似式所示之溫度，訂為推定溫度(圖14)。藉由對熱電偶52供應電流而測溫接點52c發熱，溫度測定裝置6因此所測定出的溫度上昇量，訂為溫度上昇量。
此處，實際溫度中，包含因開啟門部33而造成之溫度急遽減少之影響。另一方面，推定溫度表示因開啟門部
33而造成之溫度急遽減少。故，藉由從實際溫度減去推定溫度，便算出從實際溫度剔除上述影響而得之溫度上昇量(圖16)。
如上，按照本實施形態，針對用來測定混練物M的溫度之保護管式熱電偶5所具備之，容納著熱電偶52之保護管51，能夠檢查與混練物M接觸之鍍覆層56是否磨耗。
此外，按照本實施形態，如圖12流程圖所說明般，是在開啟門部33以便將混練物M從混練室32取出時，進行磨耗檢査。是故，能夠在混練機3的動作中進行磨耗檢査。所謂混練機3的動作中，係指反覆下述處理，即，在混練室32中生成混練物M、開啟門部33以便取出混練物M、關閉門部33、以及在混練室32中生成下一混練物M。故，按照本實施形態，便不必為了進行磨耗檢査而停止混練機3的動作。
在鍍覆層56(圖1)的厚度與溫度上昇量之間，存在著若鍍覆層56的厚度變小則溫度上昇量變大之相關關係。按照本實施形態，由於能夠預測鍍覆層56的磨耗量(被磨耗掉的厚度)，故在鍍覆層56被磨耗而消失，導致保護管51破損之前，能夠於適當的時機發出通知以更換保護管式熱電偶5。
參照圖1，若減小保護管51的厚度，則保護管51的熱容量會變小，故會成為響應性優良的保護管式熱電偶5。但，當保護管51的厚度小的情形下，若鍍覆層56因
磨耗而剝落，則保護管51會立刻破損。本實施形態中，由於能夠預測鍍覆層56的磨耗量，故能使用厚度小的保護管51。
當為厚度小的保護管51的情形下，由於保護管51的熱容量小，故進行磨耗檢査時，溫度上昇量會變大。故，能夠更正確地判定鍍覆層56是否磨耗。
本實施形態中，說明了覆蓋保護管51的先端部53x之鍍覆層56為接觸處之例子，但即使在保護管51的先端部53x未被鍍覆層56覆蓋的情形下，亦即不含有鍍覆層56的先端部53x的情形下，仍能運用本發明。
圖17為具備保護管式熱電偶5的溫度測定裝置6的又另一態樣示意圖。溫度測定裝置6，具備保護管式熱電偶5及溫度演算部7。
保護管式熱電偶5，具備保護管51及熱電偶52。
保護管51為管狀構件之一例，其容納熱電偶52。保護管51的先端部53x是以截面圖表示。
熱電偶52是由兩條裸線52a、52b所構成。兩條裸線52a、52b，是藉由絕緣管54x而彼此絕緣。熱電偶52一方的端部包含測溫接點52c，其從絕緣管54x露出。測溫接點52c被熔接於保護管51的先端部53x。
保護管51的先端部53x是被鍍覆層56覆蓋。也就是，保護管51的先端部53x，為含有鍍覆層56之先端部53x。含有鍍覆層56之先端部53x當中，鍍覆層56成為接觸處。
在保護管51的後端面，設有端子58a、58b。裸線52a是藉由端子58a而與外部配線59a電性連接。裸線52b是藉由端子58b而與外部配線59b電性連接。
運用於本實施形態之熱電偶，不限於保護管式熱電偶5，亦可為將熱電偶52容納於管狀構件之構造的熱電偶(例如護套式熱電偶)。
溫度演算部7，與外部配線59a、59b電性連接。藉由傳遞至測溫接點52c的熱，熱電偶52會產生熱電動勢。該熱電動勢，藉由外部配線59a、59b而傳遞至溫度演算部7。溫度演算部7，利用傳遞而來的熱電動勢，演算溫度(例如圖2所示混練室32的混練物M的溫度)。像這樣，溫度測定裝置6，為利用熱電偶52產生之熱電動勢，而測定溫度之裝置。
本實施形態之劣化檢測裝置，為具備保護管式熱電偶，對前述保護管式熱電偶施加電流以檢測前述保護管式熱電偶的劣化之劣化檢測裝置，其特徵為：前述保護管式熱電偶，具備熱電偶及容納前述熱電偶之保護管，前述保護管，具備圓錐部，形成於前端側；及空洞部，在前述保護管的內部，形成於連繫前述保護管的前端及後端間之長邊方向，供前述熱電偶插入；前述圓錐部的內部之前述空洞部，具備愈朝向前述前端則截面積愈變小之推拔部。
舉例來說，如圖4所示，若使設於空洞部(53)之圓
筒部(533)靠近前端(54)側，則保護管(52)的體積會減少，保護管(52)的響應性會提升。然而，在此情形下，連繫圓筒部(535)與前圓筒部(531)之階差部(535)的厚度(t40)會變薄，保護管(52)的強度會降低。
鑑此，本態樣中，在空洞部的前端側形成推拔部。如此一來，能夠將保護管的前端側厚度確保在一定程度，同時縮小保護管的體積而減低保護管的熱容量。其結果，能夠維持保護管式熱電偶的強度，同時提高響應性。
此外，上述態樣中，亦可為，前述空洞部，具備圓筒部，形成於比前述推拔部還靠前述後端側，具有比前述推拔部於前述後端側的截面積還大之直徑；及階差部，連繫前述圓筒部及前述推拔部。
在此情形下，從前端側開始傳導的熱，會因為階差部而難以傳導至後端側。如此一來，熱會被封鎖在保護管式熱電偶的前端側，熱電偶的溫度上昇會變快，其結果，保護管式熱電偶的響應性會提升。
此外，上述態樣中，亦可為，前述保護管在表面形成有鍍覆層。
在此情形下，能夠提升保護管的耐磨耗性。
此外，上述態樣中，亦可為，前述保護管式熱電偶，組裝於具備當從混練室取出混練物時被開放之門部的混練機之前述門部，前述保護管具備接觸處，作為與前述混練物接觸之處，具備：電流供應控制部，於前述門部開放
後，在事先訂定好的第1期間，對前述熱電偶供應電流；溫度演算部，利用藉由前述第1期間的電流供應而於前述熱電偶產生之熱電動勢，算出在前述門部開放後前述熱電偶的溫度；近似式算出部，利用前述溫度演算部所算出的複數個溫度，算出在前述門部開放後表示前述熱電偶的環境溫度的隨時間衰減之近似式；減算部，算出從前述溫度演算部所算出的溫度減去前述近似式所示溫度而得之減算值；磨耗判定部，依據前述減算值，判定前述接觸處是否磨耗；及通知部，通知前述磨耗判定部所判定出的結果。
在該態樣中，當接觸處磨耗的情形下，相較於接觸處未磨耗的情形而言，對熱電偶供應電流時，溫度演算部所算出的溫度上昇量會變大，利用這一點來判定接觸處的磨耗。
當欲在混練室的門部被開啟的狀態下做接觸處的磨耗檢査的情形下，必須消弭因門部被開啟而造成溫度演算部所測定的溫度急遽下降之影響。
本態樣中，是算出表示於門部開放後環境溫度的隨時間衰減之近似式，而由溫度演算部所算出的溫度減去近似式所示溫度，算出減算值。因此，該減算值便表示於門部開放後的熱電偶的溫度變化，該溫度變化是剔除了因門部開放所造成之熱電偶的環境溫度的隨時間衰減而得。其結果，藉由利用該減算值來判定保護管的磨耗，能夠正確地判定保護管的磨耗。
此外，上述態樣中，亦可為，更具備：期間經過判斷
部，從前述第1期間經過後起算，判斷是否已經過事先訂定好的第2期間，前述近似式算出部，在前述第2期間經過後，利用在事先訂定好的抽樣期間中前述溫度演算部所算出的溫度，算出前述近似式。
於第1期間對熱電偶供應電流，藉此熱電偶的測溫接點會發熱。該影響起作用的期間訂為第2期間，該影響已不起作用的期間訂為抽樣期間。按照此構成，在上述影響已不起作用的抽樣期間中利用溫度測定裝置所測定出的溫度，來算出近似式，故能正確地推定溫度測定裝置測定之溫度降低。
上述構成中，前述接觸處含有鍍覆層。
為了提高對於混練物材料的耐磨耗性，有一種將鍍覆層作為接觸處之保護管式熱電偶。但，因保護管式熱電偶的長期使用，鍍覆層亦會磨耗。該構成，是將本發明運用於以鍍覆層作為接觸處之保護管式熱電偶。
本發明的另一個態樣之熱電偶檢査裝置，為檢測包含：保護管，具有接觸處以作為與混練物接觸之處；及熱電偶，容納於前述保護管；之保護管式熱電偶的劣化之熱電偶檢査裝置，其特徵為，具備：電流供應控制部，在事先訂定好的第1期間，對前述熱電偶供應電流；期間經過判斷部，從前述第1期間經過後起算，判斷是否已經過事先訂定好的第2期間；近似式算出部，在利用前述保護管式熱電偶所測定出的溫度當中，運用在藉由前述期間經過判斷部判斷出已經過前述第2期間之後的抽樣期間所測定
出的溫度，算出表示前述熱電偶的環境溫度的隨時間衰減之近似式；減算部，算出從於前述第2期間利用前述保護管式熱電偶所測定出的溫度，減去前述近似式算出部所算出的前述近似式所示溫度而得之減算值；及磨耗判定部，依據前述減算值，判定前述接觸處是否磨耗；及通知部，通知前述磨耗判定部所判定出的結果。
按照該構成，基於與上述劣化檢測裝置同樣的理由，針對用來測定混練物的溫度之保護管式熱電偶所具備之，容納著熱電偶之保護管，能夠檢查與混練物接觸之處是否磨耗。
5‧‧‧保護管式熱電偶
6‧‧‧溫度測定裝置
7‧‧‧溫度演算部
51‧‧‧保護管
52‧‧‧熱電偶
52a、52b‧‧‧裸線
52c‧‧‧測溫接點
53‧‧‧空洞部
54‧‧‧前端
55‧‧‧後端
55b‧‧‧後端面
56‧‧‧鍍覆層
58a、58b‧‧‧端子
59a、59b‧‧‧外部配線
511‧‧‧圓錐部
512‧‧‧本體部
531‧‧‧前圓筒部
532‧‧‧推拔部
533‧‧‧圓筒部
P1、P2‧‧‧連接位置
r1‧‧‧推拔部532的半徑
r2‧‧‧圓筒部533的半徑
t1‧‧‧推拔部532的厚度
t2‧‧‧本體部512的厚度
Y1‧‧‧前圓筒部531的Y方向長度
Claims (6)
- 一種劣化檢測裝置，為具備保護管式熱電偶，對前述保護管式熱電偶施加電流以檢測前述保護管式熱電偶的劣化之劣化檢測裝置，其特徵為：前述保護管式熱電偶，具備熱電偶及容納前述熱電偶之保護管，前述保護管，具備圓錐部，形成於前端側；及空洞部，在前述保護管的內部，形成於連繫前述保護管的前端及後端間之長邊方向，供前述熱電偶插入；前述圓錐部的內部之前述空洞部，具備愈朝向前述前端則截面積愈變小之推拔部，前述空洞部，具備圓筒部，形成於比前述推拔部還靠前述後端側，具有比前述推拔部於前述後端側的截面積還大之直徑；及階差部，連繫前述圓筒部及前述推拔部。
- 如申請專利範圍第1項所述之劣化檢測裝置，其中，前述保護管，於表面形成有鍍覆層。
- 如申請專利範圍第1項所述之劣化檢測裝置，其中，前述保護管式熱電偶，組裝於具備當從混練室取出混練物時被開放之門部的混練機之前述門部，前述保護管，具備接觸處以作為與前述混練物接觸之處，具備：電流供應控制部，於前述門部開放後，在事先 訂定好的第1期間，對前述熱電偶供應電流；溫度演算部，利用藉由前述第1期間的電流供應而於前述熱電偶產生之熱電動勢，算出在前述門部開放後前述熱電偶的溫度；近似式算出部，利用前述溫度演算部所算出的複數個溫度，算出在前述門部開放後表示前述熱電偶的環境溫度的隨時間衰減之近似式；減算部，算出從前述溫度演算部所算出的溫度減去前述近似式所示溫度而得之減算值；磨耗判定部，依據前述減算值，判定前述接觸處是否磨耗；及通知部，通知前述磨耗判定部所判定出的結果。
- 如申請專利範圍第3項所述之劣化檢測裝置，其中，更具備：期間經過判斷部，從前述第1期間經過後起算，判斷是否已經過事先訂定好的第2期間，前述近似式算出部，在前述第2期間經過後，利用在事先訂定好的抽樣期間中前述溫度演算部所算出的溫度，算出前述近似式。
- 如申請專利範圍第3項所述之劣化檢測裝置，其中，前述接觸處，含有鍍覆層。
- 一種熱電偶檢査裝置，為檢測包含：保護管，具有接觸處以作為與混練物接觸之處；及熱電偶，容納於前述保護管；之保護管式熱電偶的劣化之熱電偶檢査裝置，其特徵為，具備： 電流供應控制部，在事先訂定好的第1期間，對前述熱電偶供應電流；期間經過判斷部，從前述第1期間經過後起算，判斷是否已經過事先訂定好的第2期間；近似式算出部，在利用前述保護管式熱電偶所測定出的溫度當中，運用在藉由前述期間經過判斷部判斷出已經過前述第2期間之後的抽樣期間所測定出的溫度，算出表示前述熱電偶的環境溫度的隨時間衰減之近似式；減算部，算出從於前述第2期間利用前述保護管式熱電偶所測定出的溫度，減去前述近似式算出部所算出的前述近似式所示溫度而得之減算值；磨耗判定部，依據前述減算值，判定前述接觸處是否磨耗；及通知部，通知前述磨耗判定部所判定出的結果。
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