JP2016211855A - Sheath thermocouple, and method of manufacturing tip of the same - Google Patents
Sheath thermocouple, and method of manufacturing tip of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016211855A JP2016211855A JP2015092229A JP2015092229A JP2016211855A JP 2016211855 A JP2016211855 A JP 2016211855A JP 2015092229 A JP2015092229 A JP 2015092229A JP 2015092229 A JP2015092229 A JP 2015092229A JP 2016211855 A JP2016211855 A JP 2016211855A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermocouple
- tip
- metal sheath
- inorganic insulating
- sheath
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 94
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 94
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 90
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 51
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 21
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 15
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 9
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 abstract 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical group [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Description
本発明は、工業用温度計として広く用いられているシース熱電対に関するもので、より具体的には、激しい振動のある場所に設置されるシース熱電対に関するものである。 The present invention relates to a sheathed thermocouple that is widely used as an industrial thermometer, and more specifically to a sheathed thermocouple that is installed in a place with severe vibration.
シース熱電対は、特許文献1の図4ならびに図5、特許文献2の図6などに示されているとおり、金属シース内にマグネシア、アルミナ等を材質とする無機絶縁材粉末が充填され、その中に一対または複数対の金属を材質とする熱電対素線が収容されている温度センサである。
As shown in FIGS. 4 and 5 of
各対の熱電対素線の先端は接合されて測温接点が形成されており、測温接点の温度がシース熱電対の出力温度となる。また、金属シースの先端は溶接により、先端と反対側の端末は、エポキシ等のシール材により、気密封止されていて、熱電対素線はこの端末のシールを通って外部に出ている。金属シースの内部は、この先端の溶接封止部と端末のシールとによって外部から遮断されており、この遮断は、無機絶縁材粉末の吸湿による絶縁低下や、高温で使用した際に内部の熱電対素線が酸化することによる温度測定誤差の発生等を防ぐために、シース熱電対には必須である。 The tips of the thermocouple strands of each pair are joined to form a temperature measuring contact, and the temperature of the temperature measuring contact becomes the output temperature of the sheath thermocouple. Further, the tip of the metal sheath is hermetically sealed by welding and the end opposite to the tip is sealed with a sealing material such as epoxy, and the thermocouple wire goes out through the seal of this end. The inside of the metal sheath is shut off from the outside by the weld seal at the tip and the seal at the end. This shut-off can be caused by a decrease in insulation due to moisture absorption of the inorganic insulating material powder, or the internal thermoelectric when used at high temperatures. In order to prevent the occurrence of a temperature measurement error due to the oxidation of the pair of wires, it is essential for the sheath thermocouple.
次に、従来のシース熱電対において一般的に採られている先端部の製作手順を図3に沿って説明する。図3(a1)、(b)、(c)、(d)、(e)は縦断面図、図3(a2)は図3(a1)のB−B断面図で、部品の符号は基本的に最初に現れる箇所にのみ付している。また、見易いように、図3(b)乃至(d)は先端部を拡大して描いている。 Next, a manufacturing procedure of the tip portion generally adopted in the conventional sheathed thermocouple will be described with reference to FIG. 3 (a1), (b), (c), (d), and (e) are longitudinal sectional views, and FIG. 3 (a2) is a BB sectional view of FIG. 3 (a1). Only the first part that appears is attached. Also, for easy viewing, FIGS. 3B to 3D are drawn with the tip portion enlarged.
図3は一対の熱電対素線を収容したシース熱電対について示しているが、複数対の熱電対素線が収容されたものについても同様の手順で作られる。 FIG. 3 shows a sheathed thermocouple that accommodates a pair of thermocouple wires. However, a sheath thermocouple that accommodates a plurality of pairs of thermocouple wires is manufactured in the same procedure.
シース熱電対2は、図3(a1)、(a2)に示す、金属シース4に無機絶縁材粉末6を介在して一対の熱電対素線5を収容したMIケーブル3より作られる。MIケーブルは、Mineral Insulated ケーブルの一般に用いられている略称である。
The
先ず、図3(b)のように、MIケーブル3の先端部の無機絶縁粉末6をサンドブラスト等で除去し、金属シース4内に露出した一対の熱電対素線5の先端部を切断除去した後、図3(c)のように一対の熱電対素線5の残った露出部を中央に寄せて溶接し、測温接点を形成する。符号7で示す部分が溶接部であり測温接点である。
First, as shown in FIG. 3B, the
続いて、追加の無機絶縁材粉末8を、図3(d)のとおり先端部に詰め、図3(e)に示すように金属シース4の先端を金属シース4と同材質の金属で封止溶接してシース熱電対2の先端部が完成する。符号9が封止溶接をした箇所である。溶接で生じた余盛はベルター等を用いた研磨により取り除かれるのは、特許文献1の図6に示されるとおりである。
Subsequently, the additional inorganic
MIケーブルは、太く作った金属シースに無機絶縁材粉末を介在させて熱電対素線を収容したものを、ドローイングやスエージングにより縮径して作られるのが通常である。したがって図3に示すMIケーブル3の無機絶縁材粉末6は圧縮されて高密度に固く充填された状態にあり、そのため、シース熱電対2を強い振動のある場所で用いたとしても無機絶縁材粉末6が振動によって動くことはない。
The MI cable is usually made by reducing the diameter by drawing or swaging from a thick metal sheath containing an inorganic insulating material powder and containing a thermocouple wire. Therefore, the inorganic
一方、図3に示す追加の無機絶縁材粉末8は、上記縮径が行われないので充填密度が低く、シース熱電対2を強い振動のある場所で用いると、振動によって追加の無機絶縁材粉末8が動くことにより、これと接触する熱電対素線5と測温接点7の表面および金属シース4と封止溶接部9の内面が磨耗し、磨耗により発生した金属粉が追加の無機絶縁粉末8の中に混入する。
On the other hand, the additional inorganic
シース熱電対2を強い振動のある場所で長期に使用すると、この金属粉の濃度が上昇し、本来絶縁されている、金属シース4ならびに封止溶接部9と熱電対素線5との間、測温接点7以外の2本の熱電対素線5間、また複数対の熱電対素線を収容したシース熱電対の場合には各対の熱電対素線間の絶縁抵抗が低下して温度測定誤差が増加し、終にはこれらの間が短絡状態となって温度センサとしての機能を失うという問題が、従来のシース熱電対にはあった。
When the
追加の無機絶縁材粉末8の密度を上げるために、図3(d)の状態で、振動を加えることや、上部から圧縮する外力を加えることがなされる場合が多いが、このようにしても強い振動に対しても動かない密度に充填することはできず、程度の差はあれ、絶縁抵抗の低下、短絡という問題は生じる。
In order to increase the density of the additional inorganic
強い振動でシース熱電対2に生じる応力による損傷を防止することは、金属シース4の厚いものを使用する等の対策が可能であるので、上に説明した絶縁抵抗の低下及び短絡が、強い振動のある場所で使用されるシース熱電対2の寿命の制限となることがある。
In order to prevent damage due to stress generated in the
本発明は、シース熱電対の先端部の製作過程において追加される無機絶縁材粉末の充填密度が低いことによって、強い振動のある場所で用いた場合に生じる磨耗に起因する絶縁抵抗の低下及び短絡の問題を軽減し、同場所での使用寿命を延長することを課題としてなされたものである。 The present invention reduces the insulation resistance and short-circuit due to wear caused when used in a place with strong vibration due to the low packing density of the inorganic insulating material powder added in the manufacturing process of the tip portion of the sheath thermocouple. The problem was to reduce the problem and extend the service life at the same location.
上述の課題を解決するために、以下のシース型熱電対とした。 In order to solve the above-mentioned problems, the following sheath type thermocouple was used.
(第1の態様)
第1の態様は、金属シース内に無機絶縁材粉末を介在させて一対または複数対の熱電対素線を収容したものを縮径して作られた、金属シース内に高密度に固く充填された無機絶縁材粉末を介在して一対または複数対の熱電対素線が収容されたMIケーブルを用い、
MIケーブルの先端部の無機絶縁材粉末を除去して金属シース内に露出させた熱電対素線の先端部を切断除去し、金属シース内に残った各対の熱電対素線の露出部先端を中央に寄せて溶接して測温接点を形成した後、放電被覆加工によって、熱電対素線の露出部と測温接点の表面を高硬度の導電性物質でコーティングし、続いて金属シースの先端部の無機絶縁材粉末が除去された箇所に、追加の無機絶縁材粉末を測温接点より先の、金属シースの先端近傍まで充填し、金属シース先端を封止溶接して先端部が作られることにより、
追加の無機絶縁材粉末内の熱電対素線と測温接点の表面が、高硬度の導電性物質でコーティングされていることを特徴とするシース型熱電対である。
(First aspect)
In the first aspect, a metal sheath made by reducing the diameter of one or a plurality of pairs of thermocouple wires with an inorganic insulating material powder interposed in the metal sheath is filled with a high density and tightly. Using an MI cable in which a pair of thermocouple wires are accommodated with an inorganic insulating material powder interposed,
The tip of the thermocouple element exposed in the metal sheath by removing the inorganic insulating powder from the MI cable end is cut and removed, and the tip of the exposed part of each pair of thermocouple elements remaining in the metal sheath After forming the temperature measuring contact by welding to the center, the exposed part of the thermocouple wire and the surface of the temperature measuring contact are coated with a hard conductive material by electric discharge coating, and then the metal sheath Fill the location where the inorganic insulating powder is removed from the tip with additional inorganic insulating powder to the vicinity of the tip of the metal sheath before the temperature measuring contact, and seal and weld the tip of the metal sheath to create the tip. By being
The sheath type thermocouple is characterized in that the surface of the thermocouple element wire and the temperature measuring contact in the additional inorganic insulating material powder is coated with a conductive material having high hardness.
本態様のシース熱電対は、強い振動のある場所で用いられて追加の無機絶縁材粉末が動いても、熱電対素線と測温接点の表面が高硬度の物質でコーティングされているので、これらの磨耗による金属粉の発生が従来のシース熱電対より少なく、強い振動のある場所で用いた場合の使用寿命が長くなる。 The sheath thermocouple of this aspect is used in a place with strong vibration, and even if the additional inorganic insulating material powder moves, the surface of the thermocouple wire and the temperature measuring contact is coated with a high hardness substance. The generation of metal powder due to these wears is less than that of conventional sheathed thermocouples, and the service life is prolonged when used in places with strong vibrations.
放電被覆加工は、周知のとおり、火花放電により導電性の電極棒の材質をワーク表面にコーティングする加工で、ワークへの熱入力がほとんどない特徴、及び、大気中において電極棒とワークの近接部を選択的にコーティングできる特徴を持っている。 As is well known, discharge coating is a process in which the surface of the workpiece is coated with a conductive electrode rod material by spark discharge, and there is almost no heat input to the workpiece, and the proximity of the electrode rod and workpiece in the atmosphere. It has the feature that can be selectively coated.
本態様での放電被覆加工の採用により、シース熱電対の製作中の段階で、熱電対素線と測温接点の表面へ選択的にコーティングを行うことができ、また、コーティング時の熱電対素線への熱入力が少ないために、熱電対素線の測温特性つまり熱起電力特性を変化させて新たな温度測定誤差を生じさせることがなく、歪み、変形を生じさせることもない。加えて、細い電極棒の使用によって、ある程度細径までのシース熱電対の熱電対素線と測温接点の表面をコーティングすることが可能である。 By adopting the electric discharge coating process in this embodiment, it is possible to selectively coat the surface of the thermocouple wire and the temperature measuring contact in the stage of manufacturing the sheath thermocouple, and the thermocouple element at the time of coating Since there is little heat input to the wire, the temperature measurement characteristic of the thermocouple wire, that is, the thermoelectromotive force characteristic, is not changed, and a new temperature measurement error is not caused, and distortion and deformation are not caused. In addition, by using a thin electrode rod, it is possible to coat the surface of the thermocouple element and the temperature measuring contact of the sheath thermocouple up to a certain small diameter.
(第2の態様)
第2の態様は、第1の態様のシース熱電対において、
放電加工によって、熱電対素線の露出部と測温接点の表面に加えて、MIケーブルの先端部の無機絶縁材粉末の除去によって露出した金属シースの内面も、高硬度の導電性物質でコーティングすることにより、
追加の無機絶縁材粉末内の熱電対素線と測温接点の表面、および、追加の無機絶縁材粉末に接する金属シースの内面が高硬度の導電性物質でコーティングされていることを特徴とするものである。
(Second aspect)
The second aspect is the sheath thermocouple of the first aspect,
In addition to the exposed portion of the thermocouple wire and the surface of the temperature measuring contact, the inner surface of the metal sheath exposed by the removal of the inorganic insulating material powder at the tip of the MI cable is coated with a high-hardness conductive material. By doing
The surface of the thermocouple element and the temperature measuring contact in the additional inorganic insulating material powder and the inner surface of the metal sheath in contact with the additional inorganic insulating material powder are coated with a hard conductive material. Is.
強い振動のある場所で追加の無機絶縁材粉末が動くことによる金属シース内面の磨耗は、金属シースの材質を硬度の高い金属とすることで避けることができるが、追加の無機絶縁材粉末内の熱電対素線と測温接点の表面に加えて、追加の無機絶縁材粉末内の金属シース内面も放電被覆加工により高硬度の導電性物質でコーティングすることにより、金属シースの材質が高硬度でなくても、長寿命化を図ることができる。 Wear on the inner surface of the metal sheath due to the movement of the additional inorganic insulating powder in a place with strong vibration can be avoided by making the metal sheath material a hard metal, In addition to the surface of the thermocouple wire and temperature measuring contact, the inner surface of the metal sheath in the additional inorganic insulation powder is also coated with a high-hardness conductive material by electric discharge coating, so that the metal sheath material has a high hardness. Even if it is not, the life can be extended.
(第3の態様)
第3の態様は、第1の態様または第2の態様のシース熱電対において、
高硬度の導電性物質は、タングステンカーバイトであることを特徴とするものである。
(Third aspect)
A third aspect is the sheath thermocouple of the first aspect or the second aspect,
The high-hardness conductive material is tungsten carbide.
タングステンカーバイトは高硬度の導電性材料で、放電被覆加工の電極材として広く使用されている実績があり、かつ、経済的にも優れている。第3の態様は、第1の態様と第2の態様のシース熱電対において、実績がありかつ経済的なコーティングができるという効果がある。 Tungsten carbide is a conductive material with high hardness, has a track record of being widely used as an electrode material for electrical discharge coating, and is economically superior. The third aspect has an effect that the sheath thermocouple of the first aspect and the second aspect has a proven record and can be economically coated.
(第4の態様)
次に、第4の態様は、本発明によるシース熱電対の先端部の製作方法である。
つまり、本態様は、金属シース内に無機絶縁材粉末を介在させて一対または複数対の熱電対素線を収容したものを縮径して作られた、金属シース内に高密度に硬く充填された無機絶縁材粉末を介在して一対または複数対の熱電対素線が収容されたMIケーブルを用いたシース熱電対先端部の製作方法であって、
MIケーブルの先端部の無機絶縁粉末を除去して金属シース内に露出させた熱電対素線の先端部を切断除去し、金属シース内に残った各対の熱電対素線の露出部先端を中央に寄せて溶接して測温接点を形成する測温接点形成工程と、
続いて、放電被覆加工により、熱電対素線の露出部と測温接点の表面を高硬度の導電性物質でコーティングするコーティング工程と、
続いて、測温接点形成工程において金属シースの先端部の無機絶縁材粉末が除去された箇所に、測温接点より先の、金属シースの先端部近傍まで追加の無絶縁材粉末を充填する無絶縁材粉末追加工程と、
最後に、金属シースの先端を封止溶接する金属シース先端封止溶接工程と、を有するものである。
(Fourth aspect)
Next, a 4th aspect is the manufacturing method of the front-end | tip part of the sheath thermocouple by this invention.
In other words, in this embodiment, the metal sheath made by reducing the diameter of one or a plurality of pairs of thermocouple wires with an inorganic insulating material powder interposed in the metal sheath is filled with a high density and hard. A method for manufacturing a sheathed thermocouple tip using an MI cable in which a pair or plural pairs of thermocouple wires are accommodated via an inorganic insulating material powder,
The inorganic insulating powder at the tip of the MI cable is removed and the tip of the thermocouple wire exposed in the metal sheath is cut and removed, and the tip of the exposed portion of each pair of thermocouple wires remaining in the metal sheath is removed. A temperature measuring contact forming process for forming a temperature measuring contact by welding to the center,
Subsequently, a coating process for coating the exposed portion of the thermocouple wire and the surface of the temperature measuring contact with a conductive material having high hardness by electric discharge coating processing,
Subsequently, in the temperature measuring contact forming step, the portion where the inorganic insulating material powder is removed from the tip of the metal sheath is filled with additional non-insulating material powder to the vicinity of the tip of the metal sheath before the temperature measuring contact. Insulating powder addition process,
Finally, a metal sheath tip sealing welding process for sealing and welding the tip of the metal sheath is included.
本態様の製作方法でシース熱電対の先端部を作ることにより、強い振動のある場所で使用して追加の無機絶縁材粉末が動いても、磨耗による金属粉の発生が従来のシース熱電対より少ないために、従来の熱電対より使用寿命の長いシース熱電対が得られる。 By making the tip of the sheath thermocouple with the manufacturing method of this aspect, even if additional inorganic insulating powder moves when used in places with strong vibrations, the generation of metal powder due to wear is more than that of conventional sheath thermocouples. Therefore, a sheathed thermocouple having a longer service life than a conventional thermocouple can be obtained.
(第5の態様)
第5の態様は、第4の態様のシース熱電対先端部の製作方法において、
コーティング工程は、放電被覆加工によって、熱電対素線の露出部と測温接点の表面に加え、測温接点形成工程において無機絶縁粉末を除去して露出した金属シースの内面も、高硬度の導電性物質でコーティングすることを特徴とするものである。
(5th aspect)
According to a fifth aspect, in the method for manufacturing the sheath thermocouple tip of the fourth aspect,
In the coating process, in addition to the exposed portion of the thermocouple wire and the surface of the temperature measuring contact, the inner surface of the metal sheath exposed by removing the inorganic insulating powder in the temperature measuring contact forming process is also electrically conductive with high hardness. It is characterized by coating with a sexual substance.
本態様の製作方法とすることで、金属シースの材質が高硬度でなくても、強い振動のある場所での使用において使用寿命の長いシース熱電対が得られる。 By using the manufacturing method of this aspect, even if the material of the metal sheath is not high hardness, a sheath thermocouple having a long service life can be obtained when used in a place with strong vibration.
(第6の態様)
第6の態様は、第4の態様または第5の態様のシース熱電対先端部の製作方法において、
無絶縁材粉末追加工程後に、追加の無機絶縁材粉末の充填密度を高めるために、金属シースの先端部を加振すること、または追加の無機絶縁材粉末に金属シースの上端開口から圧縮力を加えることの少なくとも1つを行うものである。
(Sixth aspect)
According to a sixth aspect, in the method for manufacturing the sheath thermocouple tip of the fourth aspect or the fifth aspect,
In order to increase the packing density of the additional inorganic insulating powder after the non-insulating powder addition process, the tip of the metal sheath is vibrated, or the additional inorganic insulating powder is compressed from the upper end opening of the metal sheath. Do at least one of the additions.
本態様の製作方法とすることで追加の無機絶縁材粉末の充填密度を高め、強い振動のある場所で使用した場合の追加の無機絶縁材粉末の動きを軽減して磨耗速度を落とすことにより、同使用における寿命が延ばされたシース熱電対が得られる。 By increasing the packing density of the additional inorganic insulating powder by using the manufacturing method of this aspect, and reducing the wear rate by reducing the movement of the additional inorganic insulating powder when used in a place with strong vibration, A sheathed thermocouple with an extended life in the same use can be obtained.
従来のシース熱電対は、強い振動のある場所で用いた場合に、磨耗により生じる金属粉に起因する絶縁抵抗の低下と短絡が、使用寿命を短くすることがあったのに対し、本発明によるシース熱電対とその製造方法は、このような短い使用短寿を長くする効果を持つ。 The conventional sheathed thermocouple, when used in a place with strong vibrations, has a short service life due to a decrease in insulation resistance and short circuit caused by metal powder caused by wear. The sheath thermocouple and the manufacturing method thereof have an effect of extending such a short use life.
本発明のシース熱電対の第1の実施形態を図1に沿って説明する。図1は本発明によるシース熱電対の第1の実施形態における先端部の製作手順と仕上がり形状を示す断面図である。図1(a1)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)は縦断面図、図1(a2)は図1(a1)のA−A断面図で、図1(f)が先端部の仕上がり形状である。部品の符号は基本的に最初に現れる箇所にのみ付しており、見易いように、図1(b)乃至(e)は先端部を拡大して描いている。 A first embodiment of the sheath thermocouple of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing procedure and a finished shape of a tip portion in a first embodiment of a sheathed thermocouple according to the present invention. 1 (a1), (b), (c), (d), (e), and (f) are longitudinal sectional views, and FIG. 1 (a2) is an AA sectional view of FIG. 1 (a1). 1 (f) is the finished shape of the tip. The reference numerals of the parts are basically attached only to the first appearing portions, and the front end portions are enlarged in FIGS. 1B to 1E for easy viewing.
本実施形態のシース熱電対1は、図1(a1)、(a2)に示す、金属シース4に無機絶縁材粉末6を介在して一対の熱電対素線5を収容したMIケーブル3より作られる。このMIケーブル3は、太い金属シース4に無機絶縁材粉末6を介在させて一対または複数対の熱電対素線5を収容したものを、ドローイングやスエージング等により縮径して作られたもので、縮径によって無機絶縁材粉末6は金属シース4内に高密度に固く充填されている。
The
先ず、図1(b)のように、MIケーブル3の先端部の無機絶縁粉末6をサンドブラスト等で除去し、金属シース4内に露出した一対の熱電対素線5の先端部を切断除去した後、一対の熱電対素線5の残った露出部を中央に寄せて溶接し、測温接点を形成する(測温接点形成工程)。図1(c)に符号7で示す部分が溶接部であり測温接点である。
First, as shown in FIG. 1B, the inorganic insulating
続いて、図1(c)の如く、放電被覆加工により熱電対素線5の露出部と測温接点7の表面を高硬度の導電性物質でコーティングする(コーティング工程)。放電被覆加工によるコーティングは、コーティング材で作られた電極棒10とワークである熱電対素線5の露出部と測温接点7との間で火花放電を発生させることにより、電極棒10の材質をワーク表面にコーティングするもので、放電被覆加工したコーティング11を図1(d)に示している。なお、図1(c)には3本の放電加工の電極棒10の先端外形を点線で示しているが、これは当電極棒10の放電被覆加工中の位置を3例示しているもので、3本の電極棒を使って加工する意味の図示でない。放電被覆加工は1本の電極棒で行われる。
Subsequently, as shown in FIG. 1C, the exposed portion of the
続いて図1(e)に示すように、追加の無機絶縁材粉末8を測温接点7より先の、金属シース4の先端近傍まで詰めた(無絶縁材粉末追加工程)後、金属シース4の先端を封止溶接(金属シース先端封止溶接工程)し、その封止溶接部9により金属シース4の先端開口を封止する。封止溶接の際、溶融した溶接金属によって金属シース4の先端の追加の無機絶縁材粉末8の無い空間が埋められる。なお、封止溶接で余盛が生じた場合は、ベルター等を用いた研磨により取り除いて、図1(f)に示す先端形状に仕上げる。
Subsequently, as shown in FIG. 1 (e), after filling the additional inorganic insulating
第1の実施形態のシース熱電対1の先端部の製作方法は以上のとおりであり、その形状は図1(f)に示すとおりで、追加の無機絶縁材粉末8内の熱電対素線5と測温接点7の表面に高硬度の導電性物質でコーティング11が施されているのが特徴である。
The manufacturing method of the tip portion of the
放電被覆加工は、ワークへの熱入力がほとんどないこと、大気中において電極棒とワークの近接部を選択的にコーティングできることなどの特徴を持っており、この放電被覆加工を使用することによって、シース熱電対1の製作中の段階で、熱電対素線5と測温接点7の表面へ選択的にコーティングを行うことができ、また、放電被覆加工時の熱電対素線5への熱入力が少ないために、熱電対素線5の測温特性つまり熱起電力特性を変化させて新たな温度測定誤差を生じさせることがなく、歪み、変形を生じさせることもない。加えて、細い電極棒10の使用によって、ある程度細径までのシース熱電対1の熱電対素線5と測温接点7の表面をコーティングすることが可能である。
Electric discharge coating has features such as almost no heat input to the workpiece and the ability to selectively coat the electrode rod and the proximity of the workpiece in the atmosphere. By using this electric discharge coating, sheathing is possible. In the stage of manufacturing the
本実施形態の1つの具体例として、金属シース4と封止溶接部9の材質がハステロイX(;米国ヘインズ社の登録商標)で外径が4.6mm、無機絶縁材粉末6及び追加の無機絶縁材粉末8の材質がマグネシア、熱電対素線5がニッケルを主成分である一対のK熱電対素線、そしてコーティング11の材質をタングステンカーバイトとしたものが挙げられる。タングステンカーバイトは高硬度の導電性材料で、放電被覆加工の電極材として広く使用されている実績があり、かつ、経済的にも優れているために採用した。
As one specific example of this embodiment, the material of the
シース熱電対1は、強い振動のある場所で用いられて追加の無機絶縁材粉末8が動いても、熱電対素線5と測温接点7の表面が高硬度の物質でコーティングされているので、これらの磨耗による金属粉の発生が従来のシース熱電対より少なく、このため、強い振動のある場所で用いられた場合の使用寿命が長い。
Since the
また、上述の具体例のように、熱電対素線5と比較して硬度の高いハステロイXなどが金属シース4と封止溶接部9の材質である場合、コーティング11がなければ金属粉の多くは熱電対素線5と測温接点7から発生するので、これらの表面にタングステンカーバイトなどの高硬度の導電性物質でコーティング11を施すことは使用寿命延長への効果が大きい。
In addition, as in the above-described specific example, when Hastelloy X, which has higher hardness than the
次に、本発明のシース熱電対の第2の実施形態を説明する。説明は第1の実施形態と異なる点について行う。 Next, a second embodiment of the sheathed thermocouple of the present invention will be described. The description will be made on points different from the first embodiment.
第2の実施形態の製作方法の第1の実施形態との違いは、図1(c)、(d)に示した第1の実施形態のコーティング工程における放電被覆加工の際に、熱電対素線5と測温接点7の表面に加えて、露出している金属シース4内面も放電被覆加工により高硬度の導電性物質でコーティングするところにある。
The difference between the manufacturing method of the second embodiment and the first embodiment is that a thermocouple element is used in the electric discharge coating process in the coating process of the first embodiment shown in FIGS. In addition to the surface of the
図2は、このように製作された本発明によるシース熱電対1の第2の実施形態における先端部の形状を示す断面図である。追加の無機絶縁材粉末8内の熱電対素線5と測温接点7の表面に加えて、同粉末8に接する金属シース4の内面にも高硬度の導電性物質でコーティング11が施されているのが第1の実施形態と異なる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the shape of the tip in the second embodiment of the sheathed
第1の実施形態の1つの具体例として先に挙げたシース熱電対1のうち、金属シース4と封止溶接部9の材質をハステロイXから硬度の低いSUS304等に替えた場合でも、第2の実施形態では、金属シース4の追加の無機絶縁材粉末8に接する箇所は高硬度のタングステンカーバイトでコーティングされているので、強い振動のある場所で用いられて追加の無機絶縁材粉末8が動くことによる金属シース4内面の磨耗は生じ難く、金属粉の発生は少ないために、強い振動のある場所での使用における長寿命化が図れる。
Even when the material of the
なお、第1及び第2の実施形態のシース熱電対1の先端部の製作方法において、追加の無機絶縁材粉末8を金属シース4の先端近傍まで詰めた後、金属シース4の先端部を加振すること、追加の無機絶縁材粉末8を圧縮する外力を金属シース4の上端開口より加えることの両方、もしくは片方を行うことで追加の無機絶縁材粉末8の充填密度を高めることができ、強い振動のある場所で用いた際の使用寿命を延ばす効果が得られる。しかしながら、これらを実施しても、経験上、追加の無機絶縁材粉末8の動きをなくすことはできず、熱電対素線5と測温接点7の表面、場合によっては金属シース4内面へのコーティング11が、長い使用寿命とするために必要である。
In the manufacturing method of the distal end portion of the
以上、本発明を実施するための形態を示したが、本発明は、もとより上記実施形態によって制限を受けるものではなく、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に包含される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was shown, this invention is not restrict | limited by the said embodiment from the first, and it implements it adding a change suitably in the range which can be adapted to the meaning of this invention. Of course, these are all possible and are included in the technical scope of the present invention.
本発明は、ポンプ、ブロア、タービンなどの強い振動のある場所に取り付けられるシース熱電対に用いることで効果を発揮する。 The present invention is effective when used for a sheathed thermocouple attached to a place with strong vibration such as a pump, a blower or a turbine.
また、シース熱電対の先端部に限らず、金属シース内に無機絶縁材粉末を介在させて発熱線を収容したマイクロヒータやシースヒータの先端部に適用することにより、これらが強い振動のある場所に取り付けられて用いられた際の使用寿命を延長する効果がある。 Moreover, not only at the tip of the sheath thermocouple, but also by applying the inorganic heater powder in the metal sheath to the tip of the microheater or sheathed heater that contains the heating wire, these can be used in places where there is strong vibration. There is an effect of extending the service life when used by being attached.
1 本発明によるシース熱電対
2 従来のシース熱電対
3 MIケーブル
4 金属シース
5 熱電対素線
6 無機絶縁材粉末
7 測温接点
8 追加の無機絶縁材粉末
9 封止溶接部
10 電極棒
11 コーティング
DESCRIPTION OF
Claims (6)
該MIケーブルの先端部の前記無機絶縁材粉末を除去して前記金属シース内に露出させた前記熱電対素線の先端部を切断除去し、前記金属シース内に残った各対の前記熱電対素線の露出部先端を中央に寄せて溶接して測温接点を形成した後、放電被覆加工によって、前記熱電対素線の露出部と前記測温接点の表面を高硬度の導電性物質でコーティングし、続いて前記金属シースの先端部の前記無機絶縁材粉末が除去された箇所に、追加の無機絶縁材粉末を前記測温接点より先の、前記金属シースの先端近傍まで充填し、該金属シース先端を封止溶接して先端部が作られることにより、
前記追加の無機絶縁材粉末内の前記熱電対素線と前記測温接点の表面が、前記高硬度の導電性物質でコーティングされていることを特徴とするシース熱電対 The inorganic insulating material, which is made by reducing the diameter of a metal sheath containing a pair or plural pairs of thermocouple wires with an inorganic insulating material powder interposed in the metal sheath, and is densely filled in the metal sheath Using an MI cable in which one or more pairs of the thermocouple wires are accommodated with powder interposed therebetween,
The inorganic insulating material powder at the tip of the MI cable is removed and the tip of the thermocouple wire exposed in the metal sheath is cut and removed, and each pair of the thermocouples remaining in the metal sheath is removed. After forming the temperature measuring contact by bringing the tip of the exposed portion of the wire to the center and welding, the exposed portion of the thermocouple wire and the surface of the temperature measuring contact are made of a high hardness conductive material by discharge coating. Coating, and then filling the portion where the inorganic insulating powder is removed at the tip of the metal sheath with an additional inorganic insulating powder to the vicinity of the tip of the metal sheath before the temperature measuring contact, By sealing and welding the metal sheath tip, the tip is made,
A sheathed thermocouple characterized in that surfaces of the thermocouple wire and the temperature measuring contact in the additional inorganic insulating material powder are coated with the high-hardness conductive material.
前記追加の無機絶縁材粉末内の前記熱電対素線と前記測温接点の表面、および、前記追加の無機絶縁材粉末に接する前記金属シースの内面が前記高硬度の導電性物質でコーティングされていることを特徴とする請求項1に記載のシース熱電対 In addition to the exposed portion of the thermocouple wire and the surface of the temperature measuring contact, the inner surface of the metal sheath exposed by the removal of the inorganic insulating material powder at the tip of the MI cable is also subjected to the high hardness by the electric discharge machining. By coating with conductive material
The surface of the thermocouple wire and the temperature measuring contact in the additional inorganic insulating material powder, and the inner surface of the metal sheath in contact with the additional inorganic insulating material powder are coated with the high-hardness conductive material. The sheath thermocouple according to claim 1, wherein
前記MIケーブルの先端部の前記無機絶縁粉末を除去して前記金属シース内に露出させた前記熱電対素線の先端部を切断除去し、前記金属シース内に残った各対の前記熱電対素線の露出部先端を中央に寄せて溶接して測温接点を形成する測温接点形成工程と、
続いて、放電被覆加工により、前記熱電対素線の露出部と前記測温接点の表面を高硬度の導電性物質でコーティングするコーティング工程と、
続いて、前記測温接点形成工程において前記金属シースの先端部の前記無機絶縁材粉末が除去された箇所に、前記測温接点より先の、前記金属シースの先端部近傍まで追加の無絶縁材粉末を充填する無絶縁材粉末追加工程と、
最後に、前記金属シースの先端を封止溶接する金属シース先端封止溶接工程と、を有するシース熱電対先端部の製作方法 The inorganic insulating material, which is made by reducing the diameter of a metal sheath containing a pair or plural pairs of thermocouple wires with an inorganic insulating material powder interposed in the metal sheath, and filling the metal sheath with high density and hardness A method for manufacturing a sheath thermocouple tip using an MI cable in which a pair or a plurality of pairs of thermocouple wires are accommodated with a powder interposed therebetween,
The inorganic insulating powder at the tip of the MI cable is removed and the tip of the thermocouple wire exposed in the metal sheath is cut and removed, and each pair of the thermocouple elements remaining in the metal sheath is removed. A temperature measuring contact forming step for forming a temperature measuring contact by bringing the exposed end of the wire to the center and welding,
Subsequently, a coating step of coating the exposed portion of the thermocouple wire and the surface of the temperature measuring contact with a conductive material having a high hardness by electric discharge coating,
Subsequently, an additional non-insulating material is provided up to the vicinity of the tip of the metal sheath ahead of the temperature measuring contact at the location where the inorganic insulating material powder is removed from the tip of the metal sheath in the temperature measuring contact forming step. Non-insulating powder addition process for filling the powder,
Finally, a metal sheath tip sealing welding step for sealing and welding the tip of the metal sheath, and a method of manufacturing a sheath thermocouple tip
After the step of adding the non-insulating material powder, to increase the packing density of the additional inorganic insulating material powder, the tip of the metal sheath is vibrated, or the upper end opening of the metal sheath is added to the additional inorganic insulating material powder. The method for manufacturing a sheathed thermocouple tip portion according to claim 4 or 5, wherein at least one of applying a compressive force is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015092229A JP6317292B2 (en) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Sheath thermocouple and method for manufacturing tip thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015092229A JP6317292B2 (en) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Sheath thermocouple and method for manufacturing tip thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016211855A true JP2016211855A (en) | 2016-12-15 |
JP6317292B2 JP6317292B2 (en) | 2018-04-25 |
Family
ID=57550736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015092229A Active JP6317292B2 (en) | 2015-04-28 | 2015-04-28 | Sheath thermocouple and method for manufacturing tip thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6317292B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11454551B2 (en) | 2018-01-31 | 2022-09-27 | Denso Corporation | Temperature sensor and temperature measuring device |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5533689A (en) * | 1979-06-27 | 1980-03-08 | Fujikura Ltd | Formation method of thermal contact end portion of thermocouple wire |
JPH01129634U (en) * | 1988-02-18 | 1989-09-04 | ||
JPH09108834A (en) * | 1995-10-16 | 1997-04-28 | Techno Kooto Kk | Coating or cladding by welding method to metallic member |
JP2006078373A (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Okazaki Mfg Co Ltd | Sheath type thermocouple |
JP2007187654A (en) * | 2005-12-15 | 2007-07-26 | Yamari Sangyo Kk | Sheathed thermocouple and its manufacturing method |
JP2008241267A (en) * | 2007-03-24 | 2008-10-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Thermocouple and its manufacturing method |
WO2009057728A1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Quick-response thermocouple for high-speed fluid |
-
2015
- 2015-04-28 JP JP2015092229A patent/JP6317292B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5533689A (en) * | 1979-06-27 | 1980-03-08 | Fujikura Ltd | Formation method of thermal contact end portion of thermocouple wire |
JPH01129634U (en) * | 1988-02-18 | 1989-09-04 | ||
JPH09108834A (en) * | 1995-10-16 | 1997-04-28 | Techno Kooto Kk | Coating or cladding by welding method to metallic member |
JP2006078373A (en) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Okazaki Mfg Co Ltd | Sheath type thermocouple |
JP2007187654A (en) * | 2005-12-15 | 2007-07-26 | Yamari Sangyo Kk | Sheathed thermocouple and its manufacturing method |
JP2008241267A (en) * | 2007-03-24 | 2008-10-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Thermocouple and its manufacturing method |
WO2009057728A1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Quick-response thermocouple for high-speed fluid |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11454551B2 (en) | 2018-01-31 | 2022-09-27 | Denso Corporation | Temperature sensor and temperature measuring device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6317292B2 (en) | 2018-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10168228B2 (en) | Thermocouple apparatus and method | |
JP5905056B2 (en) | Spark plug and method of manufacturing spark plug | |
US11131587B2 (en) | Temperature sensor with heat transfer element and fabrication method | |
JP6352557B1 (en) | Sensor element and method of manufacturing sensor element | |
WO2009057728A1 (en) | Quick-response thermocouple for high-speed fluid | |
KR20110136856A (en) | A temperature sensor unit and a method for making the same | |
JP6317292B2 (en) | Sheath thermocouple and method for manufacturing tip thereof | |
JP6650170B1 (en) | Sheath thermocouple | |
JP5612208B2 (en) | Ceramic heater type glow plug | |
JP2008261686A (en) | Double sheath type thermocouple and its manufacturing method | |
US4732619A (en) | Self renewing thermocouple | |
JP2011115001A (en) | Sheath cable connecting structure | |
JP6245716B2 (en) | Manufacturing method of ceramic heater type glow plug and ceramic heater type glow plug | |
US2794059A (en) | Sealed tip thermocouples | |
JP6033442B2 (en) | Spark plug | |
JP6888561B2 (en) | Temperature sensor | |
KR101617353B1 (en) | Sheathed thermocouple | |
JP2007134171A (en) | Cartridge heater | |
TWI644329B (en) | Cable, temperature measurement device, and method for the manufacture of a cable | |
JP6570201B2 (en) | Micro heater with non-heat generating part | |
CN107005031A (en) | For the method for the sparking-plug electrode for manufacturing the fuse with the igniting face that is stretched over | |
JP5095349B2 (en) | High temperature sheath heater | |
JPS639988A (en) | Sheath thermocouple and manufacture thereof | |
JP6310497B2 (en) | Spark plug | |
JP6571156B2 (en) | Micro heater with non-heat generating part |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170501 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180329 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6317292 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |