(57)【要約】【課題】安価かつ容易な方法で被測温物に固定できる温度計を提供する。【解決手段】温度計１は、熱電対１０と、ネジ部２０とを備える。熱電対１０は、先端１２を有し、被測温物の温度測定対象部位の温度を測定する。ネジ部２０は、ネジ２４が形成された外周面２１と、先端１２に対向する端面２２と、先端１２から離れる側の端面２３と、を有する。ネジ部２０には、端面２２から端面２３まで貫通する貫通孔２６が形成されている。熱電対１０は貫通孔２６を貫通して設けられる。ネジ２４を用いてネジ部２０を被測温物に固定することにより、熱電対１０の先端が温度測定対象部位に対し位置決めされる。温度計１はさらに、ネジ部２０の端面２２と熱電対１０の先端１２との間に設けられ、貫通孔２６を通過しない形状の介装部３０を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端を有し、被測温物の温度測定対象部位の温度を測定する温度測定子と、
ネジが形成された外周面と、前記先端に対向する第一端面と、前記先端から離れる側の第二端面と、を有し、前記第一端面から前記第二端面まで貫通する貫通孔が形成された、ネジ部と、を備え、
前記温度測定子は前記貫通孔を貫通して設けられ、
前記ネジを用いて前記ネジ部を前記被測温物に固定することにより前記先端が前記温度測定対象部位に対し位置決めされ、
前記第一端面と前記先端との間に設けられ、前記貫通孔を通過しない形状の介装部をさらに備える、温度計。
【請求項２】
前記介装部は、非導電性の表面部を有する、請求項１に記載の温度計。
【請求項３】
前記ネジ部は、炭素、セラミクスまたは金属製である、請求項１または請求項２に記載の温度計。
【請求項４】
前記ネジ部は、前記被測温物の形成材料と同一の材料製である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の温度計。
【請求項５】
前記温度測定子は、熱電対または測温抵抗体である、請求項１から請求項４のいずれかに記載の温度計。
【請求項６】
被測温物の温度測定対象部位の温度を測定するための温度測定システムであって、
前記被測温物には、内面がネジ加工されているネジ穴が形成されており、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の前記温度計の前記ネジ部を前記ネジ穴に螺合して前記温度測定子の前記先端が前記温度測定対象部位に対し位置決めされる、温度測定システム。
【請求項７】
前記温度測定子の前記先端を覆う保護管を備える、請求項６に記載の温度測定システム。
【請求項８】
前記温度計は、前記被測温物および周辺の装置に影響を与えない材料製である、請求項６または請求項７に記載の温度測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度計および温度測定システムに関し、特に、高温固体の温度測定を目的とする温度計と、その温度計を使用する温度測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
温度計の固定方法として、ハンダやペーストなどによる接着や、カプトンテープなどによる貼付などが実用化されている。しかしながら、これらの方式はいずれも数百℃程度の温度が限界で、それ以上の高温領域での温度計の固定は難しい。熱電対は、わずかな接触不良によって大幅な温度測定誤差を生じる。一方、高温領域では、熱電対および周辺部材の熱変形が大きい。そのため、高温の被測温物を高精度に温度測定する際、被測温物に熱電対を確実に固定することが非常に重要となる。
【０００３】
高温の被測温物の温度を測定する温度計に関し、従来、溶融金属容器の側壁の外側から温度センサを保持した保護管を挿し込み、その保護管を固定することにより溶融金属容器に対し温度センサを位置決めする方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、熱電対を保護管と一体化することで取り扱いおよび設置を容易にする方法が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２４３４６４号公報
【特許文献２】特開２００６−７８３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方式では、炉のサイズに応じた長さの保護管が必要であり、一般的にこうした耐熱性の大型な保護管は高価である。また、炉体の装置構造あるいは温度計設置位置に制約が生じるという課題がある。また、保護管と熱電対を確実に接触させるために追加の工夫が必要となる。
【０００６】
特許文献２に記載の方式は、特許文献１に示す方式における装置構造の制約は大幅に緩和され、また保護管と熱電対の接触については問題がないものの、特に高温用においては、図１に示す方式よりもさらに高価となるのが一般的である。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、安価かつ容易な方法で被測温物に固定できる温度計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る温度計は、温度測定子と、ネジ部とを備える。温度測定子は、先端を有し、被測温物の温度測定対象部位の温度を測定する。ネジ部は、ネジが形成された外周面と、先端に対向する第一端面と、先端から離れる側の第二端面と、を有する。ネジ部には、第一端面から第二端面まで貫通する貫通孔が形成されている。温度測定子は貫通孔を貫通して設けられる。ネジを用いてネジ部を被測温物に固定することにより、温度測定子の先端が温度測定対象部位に対し位置決めされる。温度計はさらに、ネジ部の第一端面と温度測定子の先端との間に設けられ、貫通孔を通過しない形状の介装部を備える。
【０００９】
上記温度計において、介装部は、非導電性の表面部を有してもよい。
上記温度計において、ネジ部は、炭素、セラミクスまたは金属製であってもよい。またネジ部は、被測温物の形成材料と同一の材料製であってもよい。
【００１０】
上記温度計において、温度測定子は、熱電対または測温抵抗体であってもよい。
本発明に係る温度測定システムは、被測温物の温度測定対象部位の温度を測定するための温度測定システムである。被測温物には、内面がネジ加工されているネジ穴が形成されている。上記のいずれかの局面の温度計のネジ部をネジ穴に螺合して、温度測定子の先端が温度測定対象部位に対し位置決めされる。
【００１１】
上記温度測定システムは、温度測定子の先端を覆う保護管を備えてもよい。
上記温度測定システムにおいて、温度計は、被測温物および周辺の装置に影響を与えない材料製であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の温度計は、安価かつ容易な方法で被測温物に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る第一の例の温度計の構成の概略を示す模式図である。
【図２】本実施の形態に係る第二の例の温度計の構成の概略を示す模式図である。
【図３】本実施の形態に係る第三の例の温度計の構成の概略を示す模式図である。
【図４】本実施の形態に係る溶融炉の構成の概略を示す模式図である。
【図５】図４中に示す領域Ｖ付近を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る第一の例の温度計１の構成の概略を示す模式図である。図１に示す温度計１は、温度測定子の一例としての熱電対１０と、ネジ部２０と、介装部３０と、碍子４０と、保護管５０とを備える。
【００１６】
ネジ部２０は、筒状に形成されており、外周面２１と、一対の端面２２，２３とを有する。外周面２１には、雄ねじ形状のネジ２４が形成されている。ネジ部２０には、貫通孔２６が形成されている。貫通孔２６は、図１中の上下方向に延在するネジ２４の長さ方向に延び、ネジ部２０の一方の端面２２から他方の端面２３にまでネジ部２０を貫通する。貫通孔２６は、ネジ部２０の端面２２側に開口して開口部２７を形成し、端面２３側に開口して開口部２８を形成する。
【００１７】
熱電対１０は、先端１２を有する。熱電対１０の先端１２は、温度測定対象部位に配置され、温度測定対象部位の温度を検出する。ネジ部２０は、熱電対１０の先端１２に対向する第一端面としての一方の端面２２と、熱電対１０の先端１２から離れる側の第二端面としての他方の端面２３と、を有する。熱電対１０は、ネジ部２０に形成された貫通孔２６を貫通して設けられており、熱電対１０の先端１２は、貫通孔２６の外部の開口部２７側に配置されている。貫通孔２６がネジ部２０の端面２２，２３に開口する一対の開口部２７，２８のうち、熱電対１０の先端１２に近接する側が開口部２７であり、先端１２から離れる側が開口部２８である。
【００１８】
熱電対１０の先端１２側に貫通孔２６が開口する開口部２７には、介装部３０が設けられている。介装部３０は、ネジ部２０の端面２２と熱電対１０の先端１２との間に設けられ、端面２２に接触してネジ部２０に取り付けられている。介装部３０には、介装部３０を貫通する貫通孔３６が形成されている。介装部３０には、熱電対１０の素線の本数以上の個数の貫通孔３６が形成されている。
【００１９】
介装部３０は、貫通孔２６を通過しない形状に形成されている。典型的には、介装部３０は、その外径が貫通孔２６の径よりも大きくなるように形成される。たとえば介装部３０の外周面が円筒状に形成され、貫通孔２６が円筒状の内壁面を有する場合、介装部３０の外径が貫通孔２６の内壁面の径よりも大きいように、介装部３０の形状が規定される。図１に示す介装部３０は、その全体が貫通孔２６の外側に配置されている。介装部３０は、貫通孔２６内を開口部２７から開口部２８にまで移動不可能な形状を有するのであれば、一部が貫通孔２６の内部に配置されてもよい。
【００２０】
介装部３０は、絶縁性の材料により形成されている。そのため、介装部３０の内周面、外周面および両端面を含む表面部３１は、非導電性に設けられている。これにより介装部３０は、貫通孔３６の内部を貫通する熱電対１０を絶縁できる構成とされている。介装部３０は、少なくともその表面が非導電性材料を用いて形成されていればよく、図１に示す全体が絶縁材料で形成された本実施の形態の介装部３０に替えて、導電性材料の表面が非導電性材料で被覆された介装部を使用しても構わない。
【００２１】
碍子４０は、貫通孔２６の内部に配置されている。碍子４０には、碍子４０を貫通する貫通孔４６が形成されている。碍子４０には、熱電対１０の素線の本数以上の個数の貫通孔４６が形成されている。碍子４０は、貫通孔２６の内部から、開口部２８を経由して貫通孔２６の外部にまで亘って、配置されている。熱電対１０は、貫通孔４６を貫通して設けられている。碍子４０は、絶縁性の材料により形成されている。碍子４０は、貫通孔４６の内部空間をネジ部２０に対して絶縁し、ネジ部２０の形成材料が導電性であるか非導電性であるかにかかわらず熱電対１０を絶縁できる構成とされている。
【００２２】
熱電対１０は、介装部３０に形成された貫通孔３６を貫通し、碍子４０に形成された貫通孔４６を貫通して設けられている。熱電対１０が複数本の素線を有する場合、各素線はそれぞれ異なる貫通孔３６，４６内に配置される。介装部３０が開口部２７に取り付けられて貫通孔２６の外部に配置され、碍子４０が貫通孔２６の内部から開口部２８を経由して貫通孔２６の外部にまで亘って配置され、熱電対１０は、介装部３０と碍子４０とを貫通して配置される。図１に示す介装部３０と碍子４０とは、互いに近接対向し、典型的には互いに接触するように設けられている。これにより熱電対１０は、貫通孔２６の内部の開口部２７から開口部２８にまで延在して貫通孔２６を貫通し、さらに貫通孔２６の両側の外部にまで延びて設けられている。
【００２３】
保護管５０は、熱電対１０の先端１２を覆って設けられている。図１に示す保護管５０は、熱電対１０の先端１２と温度測定対象部位との直接の接触を防止し先端１２のみを保護できる程度の、最小限の寸法に形成されている。一方、後述する図２，３に示すように、保護管５０は、介装部３０の貫通孔３６の外側へ延びている熱電対１０の全体を覆うように設けられてもよい。保護管５０は、周辺の雰囲気と温度計１を構成する部材との反応による温度計１の劣化と、温度計１のコストと、の兼ね合いから、最適なものを選定することができる。
【００２４】
温度計１の劣化を想定する必要がない状況では、高価な保護管５０を小さくし、図１に示すような最小限の保護管５０を使用するのが望ましい。一方、温度計１の劣化を想定する必要がある場合は、図２，３に示すような、熱電対１０を広く覆う保護管５０を採用するのが望ましい。たとえば、熱電対１０がＲ熱電対であれば、酸化性雰囲気では耐熱性・安定性ともに優れた精度を持つので最小限の保護管５０でよいが、還元性雰囲気では劣化が著しいため熱電対１０を広範に覆う保護管５０が好ましい。またたとえば、熱電対１０がタングステンレニウム熱電対であれば、還元性雰囲気では最小限の保護管５０でよく、酸化性雰囲気では熱電対１０を広範に覆う保護管５０が好ましい。
【００２５】
なお、酸化性雰囲気の例としては、大気中もしくは大気をある程度含んだ不活性ガス雰囲気、または、アルミナ、シリカなどに代表されるセラミクス類製坩堝などの酸化性坩堝の温度を測定する場合などが挙げられる。また還元性雰囲気の例としては、水素雰囲気、シリコンや金属性ガスを含んだ雰囲気、または、酸化されやすい金属や黒鉛製の坩堝の温度を測定する場合などが挙げられる。
【００２６】
図２は、本実施の形態に係る第二の例の温度計１の構成の概略を示す模式図である。図２に示す温度計１は、ネジ部２０と介装部３０とが一体化して形成されている点で、図１に示す第一の例の温度計１と異なっている。ネジ部２０と介装部３０との両方を、アルミナなどの絶縁物により作製することにより、ネジ部２０と介装部３０との一体成形が可能になるので、部品点数を低減できる。ネジ部２０と介装部３０とを別部材とした場合、介装部３０の寸法が小さくなり、介装部３０の取り扱いが困難になるが、図２に示すようにネジ部２０と一体化した介装部３０を用いることで、介装部３０を容易に取り扱うことができる。
【００２７】
ネジ部２０が非導電体であることにより、貫通孔２６の内部を貫通する熱電対１０の絶縁が確保できる。そのため、貫通孔２６の内部に碍子４０を配置する必要がなくなり、碍子４０の長さを低減できる。
【００２８】
図２に示す介装部３０は、その外周面が円筒状に形成されているが、この構成に限られず、ネジ部２０の外周面２１に形成されたネジ２４と同様のネジを介装部３０の外周面に形成してもよい。
【００２９】
図３は、本実施の形態に係る第三の例の温度計１の構成の概略を示す模式図である。図３に示す温度計１は、ネジ部２０に形成された貫通孔２６が、相対的に径の大きい大径部２６ａと相対的に径の小さい小径部２６ｂとにより形成され、二種類の断面積を有する点で、図１に示す第一の例の温度計１と異なっている。貫通孔２６は、開口部２７に向かって縮径し、開口部２７は開口部２８と比較して小さい径に形成されている。小径部２６ｂは、介装部３０の外径よりも小さい径を有し、これにより小径部２６ｂは、介装部３０が貫通孔２６を貫通して移動することを防止する。
【００３０】
大径部２６ａは、介装部３０の外径よりも大きい径を有する。そのため、図３に示すように、介装部３０と碍子４０とは、その外径を等しくして形成することができる。すなわち、介装部３０として使用される部材を複数連結することで碍子４０を形成できる。または、絶縁体を適切な長さに切断することにより、同一の素材から介装部３０と碍子４０との両方を作製できる。したがって、必要な素材の品目数を低減できるので、製造コストを低減できる。
【００３１】
図４は、本実施の形態に係る溶融炉１００の構成の概略を示す模式図である。図５は、図４中に示す領域Ｖ付近を拡大して示す図である。図４および図５を参照して、本実施の形態に基づく溶融炉１００について説明する。なお、本実施の形態では、シリコン溶湯を保持する黒鉛坩堝１０１の場合について説明するが、他の金属または半導体材料（特に高融点物質）の融液を保持するための、金属製、黒鉛製または石英などのセラミクス製の坩堝の場合も、以下に説明する本実施の形態の効果を同様に得ることができる。
【００３２】
被測温物としての黒鉛坩堝１０１は、断熱材１０２によって周囲を保護され、加熱部１０３によって加熱される。黒鉛坩堝１０１の内部には、シリコン融液１０４が保持される。黒鉛坩堝１０１の下部には、黒鉛坩堝１０１からシリコン融液１０４が漏れ出した際、シリコン融液１０４を受け止められるように適切に設計された、融液受け容器１０５が設置されている。
【００３３】
黒鉛坩堝１０１の下部には、内面１１６が雌ねじ形状にネジ加工されているネジ穴１１５が形成されている。タングステンレニウム熱電対である熱電対１０は、貫通孔２６の形成された黒鉛製のネジ部２０、アルミナ製の介装部３０、およびアルミナ製の碍子４０を介して、黒鉛坩堝１０１に固定されている。ネジ部２０をネジ穴１１５にねじ込み、ネジ部２０の雄ねじ形状のネジ２４をネジ穴１１５の内面１１６の雌ねじ形状に螺合して、ネジ２４を用いてネジ部２０を黒鉛坩堝１０１に固定する。これにより、黒鉛坩堝１０１の温度測定対象部位１１１の温度を測定する温度測定子としての熱電対１０は、熱電対１０の先端１２を覆う保護管５０が温度測定対象部位１１１に接触するように配置され、熱電対１０の先端１２は温度測定対象部位１１１に対し位置決めされる。
【００３４】
熱電対１０は、コネクタ１０７を経由して補償導線１０８と接続され、ポート１０９を経由して炉外へ引きだされ、測定器（図示せず）によって温度測定されている。このようにして、黒鉛坩堝１０１の温度測定対象部位１１１の温度を測定するための温度測定システムが構成されている。温度計１は、黒鉛坩堝１０１および周辺の装置に影響を与えない材料製であり、そのため、周辺の装置に影響を与えることなく、被測温物である黒鉛坩堝１０１の高精度の温度測定が可能である。
【００３５】
ネジ部２０を黒鉛坩堝１０１に固定する手順および作用を、図４および図５を参照して以下に説明する。まず、被測温体である黒鉛坩堝１０１に開けられたネジ穴１１５に、ネジ部２０をネジ込んでいく。介装部３０によって熱電対１０はネジ部２０のねじ込み方向の先端側に固定されており、熱電対１０、ネジ部２０および介装部３０は組み合わさったまま、ネジ穴１１５に入っていく。その際、熱電対１０の先端１２には保護管５０を被せておく。
【００３６】
介装部３０が貫通孔２６を通過し得ない形状に形成されているために、ネジ部２０をネジ穴１１５へねじ込みネジ穴１１５の内部へネジ部２０を移動すると、介装部３０はネジ部２０に押されて確実にネジ穴１１５の内部へ移動する。ネジ穴１１５へねじ込まれる向きのネジ部２０の移動の際に、介装部３０は、ネジ部２０に対する位置関係を一定としてネジ部２０と共に移動する。そのため、熱電対１０もまた、ネジ部２０に拘束され、ネジ部２０と共に移動する。結果として、ネジ穴１１５へのネジ部２０のねじ込みにより、熱電対１０、ネジ部２０および介装部３０は、一体としてネジ穴１１５内へ向かって移動する。
【００３７】
熱電対１０の先端１２に被さった保護管５０がネジ穴１１５の最奥部であるところの温度測定対象部位１１１に到達すると、一旦そこでねじ込みを停止する。しかし、そのままでは熱電対１０の先端１２と温度測定対象部位１１１とが十分に接触しているとは言えない状態であるため、ここから更に、ある程度追加ねじ込みを行う。
【００３８】
この追加ねじ込みにより、介装部３０と先端１２との間の熱電対１０が僅かに弾性変形する。熱電対１０は、介装部３０に形成された貫通孔３６の外部に配置され、熱電対１０の延在方向に弾性変形容易な、弾性部を有する。ネジ部２０の移動に伴い、介装部３０と熱電対１０の先端１２との両方の側から、弾性部を圧縮しようとする応力が、弾性部に作用する。その応力を受けて、熱電対１０の一部である弾性部は、弾性変形する。
【００３９】
弾性変形した弾性部が形状を復元しようとする復元力がバネの役割を果たすことで、熱電対１０の先端１２には、先端１２を温度測定対象部位１１１側に押圧する応力が作用する。この押圧力により、熱電対１０の先端１２と温度測定対象部位１１１とが十分に接触する。また同時にネジ部２０にも、ネジ部２０の延在方向に沿う向きの応力が作用する。この応力によりネジ２４とネジ穴１１５の内面１１６との間の摩擦力が増大するので、ネジ２４の緩みが抑制される。熱電対１０の微妙な変形による適切なバネ作用があることで、温度計１を黒鉛坩堝１０１に確実に取り付けて温度測定対象部位１１１の温度を精度よく測定できるので、黒鉛坩堝１０１や熱電対１０の熱による変形の影響を最小限に抑えることができる。
【００４０】
ネジ部２０に形成された貫通孔２６に熱電対１０を通し、黒鉛坩堝１０１に形成されたネジ穴１１５にネジ部２０をねじ込んで、ネジ部２０を黒鉛坩堝１０１に取り付けることにより、容易かつ確実に温度計１を黒鉛坩堝１０１に固定することができる。したがって、安価、簡易かつ高精度の温度測定システムを構築することができる。また、黒鉛坩堝１０１が溶融炉１００内である程度移動または変形しても、黒鉛坩堝１０１に追随して温度計１も移動するので、黒鉛坩堝１０１の温度測定対象部位１１１の温度を確実に測定することができる。
【００４１】
一般的に、公知のねじ込み式熱電対に代表される熱電対固定部材は、保護管を器具と接着し、その器具に熱電対固定機能を持たせる（第一の温度測定子固定装置）。一方、固定部には安価な材料が用いられるため固定部は高温に弱く、高温物体の温度測定を行なう際には、ある程度温度測定子と固定部との距離を取って固定部の温度上昇を抑制する必要が生じる。そのため、保護管が比較的大型となることが多い。すなわち、結果的に保護管が第二の温度測定子固定装置となる。
【００４２】
これに対し、本実施の形態では、温度計１を固定する機能を有するネジ部２０が温度測定対象部位１１１の直近に配置されるため、第二の温度測定子固定装置が不要となり、保護管５０に第二の温度測定子固定装置としての機能を持たせる必要がない。そのため保護管５０は、本来の目的である熱電対１０の先端１２を保護し熱電対１０の劣化を抑制する機能のみを持つように、形成することができる。これにより、保護管５０の小型化が可能となる。よって、本実施の形態の温度測定システムによれば、保護管５０は非常に小さなもののみでよい。
【００４３】
また、炉内配線も比較的自由度が高いため、被測温物である黒鉛坩堝１０１の任意の位置に温度計１を設置可能であり、黒鉛坩堝１０１の任意の部位の温度を測定できる。温度測定場所を変更しようとする際にも、新規にポートを設置する必要がない。すなわち、ランニングコストを非常に小さくできる。
【００４４】
一般的に、高温の被測温物は断熱材などによって保護されることが多いが、本実施の形態では、ネジ部２０を用いて断熱材の固定などを行なうことができる。また、すでに被測温物に他の用途でネジ穴１１５が形成されている場合は、既存のネジ穴１１５を本実施の形態の温度計１を固定する用途に用いることができる。
【００４５】
本実施の形態の温度測定システムは、特に、ネジ穴加工が容易な材料により構成される坩堝、またはネジ穴加工が容易な材料により構成される周辺部材を用いている炉に適している。ネジ穴加工が容易な材料には、金属、黒鉛、カーボンコンポジット（炭素繊維複合素材）、石英やアルミナなどのセラミクスが含まれる。
【００４６】
ネジ部２０は、上述した通り黒鉛製であってもよく、炭素繊維複合素材などの他の種類の炭素製であってもよく、または、セラミクスもしくは金属製であってもよい。これらの材料はネジ２４の加工が容易であり、かつ耐熱性および耐久性に優れるため望ましい。また好ましくは、ネジ部２０は、被測温物の形成材料と同一の材料製である。たとえば被測温物が上述した黒鉛坩堝１０１である場合、黒鉛製のネジ部２０を使用することが望ましい。この場合、被測温物とネジ部２０との熱膨張率が等しくなり、温度変化時の変形率が等しくなるので、被測温物およびネジ部２０の温度変化に伴う膨張、収縮を原因として被測温物の割れやネジ部２０の破損などの不具合が発生することを抑制できる。
【００４７】
上述した実施の形態では、温度測定子が熱電対１０である例について説明したが、この構成に限られない。たとえば温度測定子は、公知の測温抵抗体であってもよい。本実施の形態の温度測定システムは、熱電対または測温抵抗体を使用した高温固体の計測に、好適に適用することが可能である。
【実施例１】
【００４８】
以下、この発明の実施例について説明する。図４に示す本実施の形態による溶融炉１００を用いて、黒鉛坩堝１０１の温度測定および温度制御を行なった。溶融炉１００には、図４中に図示しない赤外放射温度計を取り付け、黒鉛坩堝１０１の温度を測定できるようにした。黒鉛坩堝１０１を室温から５時間かけて１５００℃まで昇温し、そこで１時間温度を安定させた。その際、赤外放射温度計を用いて黒鉛坩堝１０１の温度測定を行なうとともに、上述した実施の形態の温度測定システムによる黒鉛坩堝１０１の温度測定を行なった。
【００４９】
また同時に、実施の形態に従った熱電対１０とは別に、（１）黒鉛坩堝１０１に穴を開け、熱電対を差し込み特に固定をしない、（２）耐熱テープで熱電対を黒鉛坩堝１０１に固定、の２種類の方法で、熱電対を黒鉛坩堝１０１に設置した。
【００５０】
上記（１）の固定法による熱電対では、２０回の溶融試験を行った際に、３回の温度測定異常（１００℃以上の温度ずれ）が発生した。上記（２）の固定法による熱電対では、２０回の溶融試験を行った際に、同じく３回の温度測定異常が発生した。これに対し、実施の形態に従った熱電対１０では、２０回の溶融を行った際に生じた温度測定異常は０回であった。
【実施例２】
【００５１】
上述した実施の形態に従った溶融炉１００を用いる点は実施例１と同様であるが、ネジ部２０を黒鉛製でなくカーボンコンポジット製とし、黒鉛坩堝１０１の温度測定および温度制御を行なった。カーボンコンポジットは変形に強く、温度変化による膨張・収縮時に破損するリスクが低い特徴がある。また黒鉛に比べて表面粗さが大きいため摩擦抵抗が大きく、ネジとして緩みにくいため、ネジ部２０の材料として適した素材である。また黒鉛坩堝１０１は、駆動装置（図示せず）によって、溶融炉１００内で位置を変えられるものとした。
【００５２】
実施例１と同様に、黒鉛坩堝１０１を室温から５時間かけて１５００℃まで昇温し、そこで１時間温度を安定させた。その際、赤外放射温度計を用いて黒鉛坩堝１０１の温度測定を行なうとともに、実施例２の温度測定システムによる黒鉛坩堝１０１の温度測定を行なった。また同時に、実施例２の熱電対１０とは別に、上記（１）（２）の２種類の方法で、熱電対を黒鉛坩堝１０１に設置した。その後、駆動装置によって溶融炉１００内で黒鉛坩堝１０１を移動させた。
【００５３】
上記（１）の固定法による熱電対では、２０回の溶融試験を行った際に、７回の温度測定異常（１００℃以上の温度ずれ）が発生した。上記（２）の固定法による熱電対では、２０回の溶融試験を行った際に、９回の温度測定異常が発生した。これに対し、実施の形態に従った熱電対１０では、２０回の溶融を行った際に生じた温度測定異常は０回であった。
【００５４】
実施例１および２の結果より、安価かつ簡易な取り付けが可能であり、高精度の温度測定を可能とし、さらに、黒鉛坩堝１０１が溶融炉１００内で移動しても温度測定対象部位１１１の温度を確実に測定できる、温度測定システムを提供できることが示された。
【００５５】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の温度計は、温度測定を行う技術全般、特に高温下で熱電対による温度測定を行う技術に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００５７】
１  温度計、１０  熱電対、１２  先端、２０  ネジ部、２１  外周面、２２，２３  端面、２４  ネジ、２６，３６，４６  貫通孔、２６ａ  大径部、２６ｂ  小径部、２７，２８  開口部、３０  介装部、３１  表面部、４０  碍子、５０  保護管、１００  溶融炉、１０１  黒鉛坩堝、１０３  加熱部、１０４  シリコン融液、１１１  温度測定対象部位、１１５  ネジ穴、１１６  内面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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