(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱電素線と、第２の熱電素線と、前記第１の熱電素線の一端と前記第２の熱電素線の一端とを接続して形成した測温接点とを有する熱電素子と、
前記第１の熱電素線を内部に収納する、磁性体からなる第１の保護管と、
前記第２の熱電素線を内部に収納する、磁性体からなる第２の保護管と、
前記第１の保護管および前記第２の保護管の一端側に設けられ、前記測温接点を内部に収納し、前記測温接点側の端部が外部に開放されている、磁性体からなる第３の保護管と、
を備えることを特徴とする温度測定装置。
【請求項２】
前記第１の保護管および前記第２の保護管は、複数のフェライトビーズからなることを特徴とする請求項１に記載の温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、炉内の温度を測定する温度測定装置としては、図５に示す温度測定装置が一般に用いられている。
【０００３】
図５に示すように、この温度測定装置は、熱電素子１と、熱電素子１を保護するアルミナ製の保護管２とを備えている。熱電素子１は白金製の第１の熱電素線３と、白金ロジウム製の第２の熱電素線４と、第１の熱電素線３の一端と第２の熱電素線４の一端とを接続して形成した測温接点５とを有している。また、保護管２は、第１の熱電素線３を収納する第１の貫通孔６と、第２の熱電素線４を収納する第２の貫通孔７とを有し、熱電素子１の測温接点５は、保護管２の一端側から外部に露出している。（以下、従来技術１とする。）
一方、セラミック原料などの被熱処理物を熱処理する熱処理炉として、高周波誘導加熱式の熱処理炉が知られている。この熱処理炉は、炉芯管の周囲に誘導加熱コイルを巻回したもので、この誘導加熱コイルに数１０ＫＨＺの高周波電流を流すと、高周波磁束が発生し、高周波磁束内にある炉芯管内の金属、すなわちセラミック原料などの被熱処理物が加熱されることとなる。
【０００４】
しかしながら、上述の温度測定装置を用いて、この高周波誘導加熱式の熱処理炉の炉内温度を測定しようとすると、熱電素子１が誘導加熱コイルにより発生する磁場の影響を受けるため、正確な温度測定ができないという問題があった。そのため、高周波誘導加熱式の熱処理炉の炉内温度を測定するためには、放射温度計を高周波磁束の外部、すなわち炉芯管の外部に配置し、炉芯管の外部から炉内温度を測定していたが、放射温度計を用いているため、装置が高価になるという問題があった。
【０００５】
また、図６に示すように、実公平１−３６０９８号には、熱電素子１１と、ハイアルミナ系のセラミックからなる保護管１２とを用いた温度測定装置が開示されている。
【０００６】
熱電素子１１は、白金製の第１の熱電素線１１ａと、白金ロジウム製の第２の熱電素線１１ｂと、第１の熱電素線１１ａの一端と第２の熱電素線１１ｂの一端とを接続して形成した測温接点１１ｃとを有している。
【０００７】
また、保護管１２は、内側保護管１２ａと外側保護管１２ｂとからなり、内側保護管１２ａは、第１の熱電素線１１ａを収納する第１の貫通孔１３ａと、第２の熱電素線１１ｂを収納する第２の貫通孔１３ｂを有し、熱電素子１１の測温接点１１ｃは、内側保護管１２ａの一端側から外部に露出している。また、内側保護管１２ａおよび熱電素子１１は、外側保護管１２ｂの内部に収納されている。（以下、従来技術２とする。）
この温度測定装置の場合には、内側保護管１２ａの外側に、さらに外側保護管１２ｂが配置されているので、温度測定装置全体が大型化し、炉内における取付け位置が制限されるという問題があった。また、熱電素子１１の測温接点１１ｃも、外側保護管１２ｂにより完全に覆われる構造であるので、従来技術１のように熱電素子１の測温接点５が保護管２の外部に露出したものと比較すると、炉内の温度測定を正確に行なうことができないという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、高周波磁場の影響を受けることなく、正確に温度測定をすることができ、小型で安価な温度測定装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の請求項１に係る温度測定装置は、第１の熱電素線と、第２の熱電素線と、前記第１の熱電素線の一端と前記第２の熱電素線の一端とを接続して形成した測温接点とを有する熱電素子と、前記第１の熱電素線を内部に収納する、磁性体からなる第１の保護管と、前記第２の熱電素線を内部に収納する、磁性体からなる第２の保護管と、前記第１の保護管および前記第２の保護管の一端側に設けられ、前記測温接点を内部に収納し、前記測温接点側の端部が外部に開放されている、磁性体からなる第３の保護管と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項１に係る温度測定装置によれば、熱電素子の第１の熱電素線および第２の熱電素線は、それぞれ磁性体からなる第１の保護管の内部および第２の保護管の内部に収納され、熱電素子の測温接点は、磁性体からなる第３の保護管の内部に収納されているので、誘導加熱コイルに高周波電流を流すことにより発生する高周波磁束は、磁性体からなる第１の保護管、第２の保護管、および第３の保護管に集中し、熱電素子には影響しない。
【００１３】
また、本発明の請求項２に係る温度測定装置は、本発明の請求項１に係る温度測定装置において、前記第１の保護管および前記第２の保護管が、複数のフェライトビーズからなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項２に係る温度測定装置によれば、第１の保護管および前記第２の保護管を屈曲させることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の温度測定装置の実施例につき、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
実施例１
図１は、本発明の温度測定装置の実施例１を示す断面図である。
【００１７】
この温度測定装置は、−極の第１の熱電素線２１と、＋極の第２の熱電素線２２と、第１の熱電素線２１の一端と第２の熱電素線２２の一端とを接続して形成した測温接点２３とを有する熱電素子２４と、熱電素子２４を内部に収納する、磁性体からなる保護管２５とを備えている。
【００１８】
第１の熱電素線２１は白金からなり、第２の熱電素線２２は８７重量部の白金に対し、１３重量部のロジウムを含有する白金ロジウムからなる。また、第１の熱電素線２１の他端および第２の熱電素線２２の他端には、それぞれ端子２６、２７が接続されている。
【００１９】
保護管２５は、第１の熱電素線２１を収納する第１の貫通孔２８と、第２の熱電素線２２を収納する第２の貫通孔２９と、保護管２５の一端側に設けられ、第１の貫通孔２８と第２の貫通孔２９に連通し、測温接点２３を収納する測温接点収納凹部３０とを有している。したがって、熱電素子２４の測温接点２３は、保護管２５の一端側から外部に突出しないように、保護管２５の測温接点収納凹部３０に収納されている。
【００２０】
また、保護管２５は、ニッケル亜鉛系のフェライトや、マンガン亜鉛系のフェライトなどの磁性体セラミックスを用いて押出し成形することにより、容易に成形することができる。磁性体セラミックスはキュリー温度を有し、キュリー温度以上になると非磁性となるため、キュリー温度以下の温度で使用することが有効である。なお、ニッケル亜鉛系のフェライトのキュリー温度は約５９０℃であり、リチウム系のフェライトのキュリー温度は約６７０℃である。
【００２１】
実施例２
図２は、本発明の温度測定装置の実施例２を示す断面図である。なお、実施例１と実質的に同一である部分については、説明の重複を避けるため、同一符号を付することでここでの説明を省略する。
【００２２】
この温度測定装置は、−極の第１の熱電素線２１と、＋極第２の熱電素線２２と、第１の熱電素線２１の一端と第２の熱電素線２２の一端とを接続して形成した測温接点２３とを有する熱電素子２４と、第１の熱電素線２１を内部に収納する、磁性体からなる第１の保護管３１と、第２の熱電素線２２を内部に収納する、磁性体からなる第２の保護管３２と、第１の保護管３１および第２の保護管３２の一端側に設けられ、測温接点２３を内部に収納する、磁性体からなる第３の保護管３３とを備えている。
【００２３】
熱電素子２４は、実施例１において用いた熱電素子２４と実質的に同一であり、第１の熱電素線２１の他端および第２の熱電素線２２の他端には、それぞれ端子２６、２７が接続されている。
【００２４】
第１の保護管３１には、第１の熱電素線２１が挿入される貫通孔３４が形成され、第２の保護管２２には、第２の熱電素線２２が挿入される貫通孔３５が形成されている。また、第３の保護管３３には、測温接点２３を収納する測温接点収納凹部３６が形成されている。したがって、熱電素子２４の測温接点２３は、第３の保護管３３の一端側から外部に突出しないように、測温接点収納凹部３６に収納されている。
【００２５】
なお、第１の保護管３１、第２の保護管３２、および第３の保護管３３は、実施例１の保護管２５と同一の材料を用いて、同一の製法で成形することができる。
【００２６】
実施例３
図３は、本発明の温度測定装置の実施例３を示す側面図である。なお、実施例１、実施例２と実質的に同一である部分については、説明の重複を避けるため、同一符号を付することでここでの説明を省略する。
【００２７】
この温度測定装置は、−極の第１の熱電素線２１と、＋極の第２の熱電素線２２と、第１の熱電素線２１の一端と第２の熱電素線２２の一端とを接続して形成した測温接点２３とを有する熱電素子２４と、第１の熱電素線２１を内部に収納する、磁性体からなる第１の保護管４１と、第２の熱電素線２２を内部に収納する、磁性体からなる第２の保護管４２と、第１の保護管４１および第２の保護管４２の一端側に設けられ、測温接点２３を内部に収納する、磁性体からなる第３の保護管３３とを備えている。
【００２８】
熱電素子２４は、実施例１、実施例２において用いた熱電素子２４と実質的に同一であり、第１の熱電素線２１の他端および第２の熱電素線２２の他端には、それぞれ端子２６、２７が接続されている。
【００２９】
第１の保護管４１および第２の保護管４２は、それぞれ複数個の円筒形のフェライトビーズ４１ａ、４２ａを軸方向に連結して形成されている。第１の保護管４１を構成する各フェライトビーズ４１ａには、第１の熱電素線２１が挿入される貫通孔４１ｂが形成され、第２の保護管４２を構成する各フェライトビーズ４２ａには、第２の熱電素線２２が挿入される貫通孔４２ｂが形成されている。したがって、第１の保護管４１および第２の保護管４２は自在に屈曲させることが可能である。また、第３の保護管３３には、測温接点２３を収納する測温接点収納凹部３６が形成されている。したがって、熱電素子２４の測温接点２３は、第３の保護管３３の一端側から外部に突出しないように、測温接点収納凹部３６に収納されている。
【００３０】
なお、第１の保護管４１および第２の保護管４２を構成する各フェライトビーズ４１ａ、４２ａや、第３の保護管３３は、実施例１の保護管２５と同一の材料を用いて、同一の製法で成形することができる。
【００３１】
以上のように、本発明の温度測定装置について、実施例１、実施例２、および実施例３に基づき説明したが、本発明の温度測定装置は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００３２】
例えば、上記実施例１においては、測温接点収納凹部３０は、保護管２５の一端に、保護管２５と連続的に一体化した部材により形成されることとしたが、本発明の温度測定装置はこれに限定されるものではなく、図４に示すように、保護管５１の一端に、保護管５１とは別部材である測温接点収納管５２を取付け、この測温接点収納管５２の内部を測温接点収納凹部５３としても良い。この場合、測温接点収納凹部５３は、第１の熱電素子２１を収納する第１の貫通孔５４、および第２の熱電素子２２を収納する第２の貫通孔５５に連通する。測温接点２３は、測温接点収納凹部５３に収納され、保護管５１の一端から外部に露出することがない。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に係る温度測定装置によれば、誘導加熱コイルに高周波電流を流すことにより発生する高周波磁束は、磁性体からなる保護管に集中し、熱電素子には影響しないので、正確な温度測定が可能である。
【００３４】
また、本発明の請求項１に係る温度測定装置によれば、熱電素子の測温接点が、磁性体からなる保護管の測温接点収納凹部に収納されているので、熱電素子の測温接点や前記保護管を覆う径寸法の大きな保護管を別途用意する必要がなく、小型化が可能である。
【００３５】
本発明の請求項２に係る温度測定装置によれば、誘導加熱コイルに高周波電流を流すことにより発生する高周波磁束は、磁性体からなる第１の保護管、第２の保護管、および第３の保護管に集中し、熱電素子には影響しないので、正確な温度測定が可能である。
【００３６】
また、本発明の請求項２に係る温度測定装置によれば、熱電素子の第１の熱電素線、および第２の熱電素線が、それぞれ第１の保護管、および第２の保護管に個別に収納されているので、各保護管の径寸法を小さくすることができ、装置全体の小型化が可能である。
【００３７】
また、本発明の請求項３に係る温度測定装置によれば、この温度測定装置を取付ける取付け位置の空間形状に応じて、第１の保護管および前記第２の保護管を屈曲させることができるので、取付け位置の空間形状やスペースを選ばず、適用範囲が広くなるとともに、取付け作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の温度測定装置の実施例１を示す図面で、図１（ａ）は一部切欠断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】本発明の温度測定装置の実施例２を示す図面で、図２（ａ）は一部切欠断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図３】本発明の温度測定装置の実施例３を示す側面図である。
【図４】本発明の温度測定装置の実施例１の変形例を示す断面図である。
【図５】従来の温度測定装置を示す断面図である。
【図６】従来の他の温度測定装置を示す断面図である。
【符号の説明】
２１                    第１の熱電素線
２２                    第２の熱電素線
２３                    測温接点
２４                    熱電素子
２５、５１              保護管
２８、５４              第１の貫通孔
２９、５５              第２の貫通孔
３０、３６、５３        測温接点収納凹部
３１、４１              第１の保護管
３２、４２              第２の保護管
３３                    第３の保護管
４１ａ、４２ａ          フェライトビーズ
【図１】
0003760527.tif 000002
【図２】
0003760527.tif 000003
【図３】
0003760527.tif 000004
【図４】
0003760527.tif 000005
【図５】
0003760527.tif 000006
【図６】
0003760527.tif 000007