JPH07181085A - 測温接点が絶縁被覆された熱電対及びその製造方法 - Google Patents
測温接点が絶縁被覆された熱電対及びその製造方法Info
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- JPH07181085A JPH07181085A JP32710993A JP32710993A JPH07181085A JP H07181085 A JPH07181085 A JP H07181085A JP 32710993 A JP32710993 A JP 32710993A JP 32710993 A JP32710993 A JP 32710993A JP H07181085 A JPH07181085 A JP H07181085A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 300℃以上の高温でも長時間使用すること
ができ,応答速度が早く,絶縁材料がスペースを多く取
らないコンパクトな,測温接点が絶縁被覆された熱電対
を提供する。 【構成】 異なる2種類の金属を接合してなる熱電対1
1において,その接合部,即ち測温接点12の外方に3
00℃以上で連続使用しても20℃における体積固有抵
抗が108 Ωcm以上の絶縁性を維持する絶縁材料を被
覆してなる絶縁性セラミックス被覆13を形成した熱電
対。
ができ,応答速度が早く,絶縁材料がスペースを多く取
らないコンパクトな,測温接点が絶縁被覆された熱電対
を提供する。 【構成】 異なる2種類の金属を接合してなる熱電対1
1において,その接合部,即ち測温接点12の外方に3
00℃以上で連続使用しても20℃における体積固有抵
抗が108 Ωcm以上の絶縁性を維持する絶縁材料を被
覆してなる絶縁性セラミックス被覆13を形成した熱電
対。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,異種金属を接合してな
る熱電対に関し,その接合部,即ち測温接点が耐熱性の
絶縁材料で絶縁されており,300℃以上で連続使用し
ても20℃における体積固有抵抗が108 Ωcm以上の
絶縁性を維持し,300℃以上で連続使使用可能な,測
温接点が絶縁被覆された熱電対及びその製造方法に関す
る。
る熱電対に関し,その接合部,即ち測温接点が耐熱性の
絶縁材料で絶縁されており,300℃以上で連続使用し
ても20℃における体積固有抵抗が108 Ωcm以上の
絶縁性を維持し,300℃以上で連続使使用可能な,測
温接点が絶縁被覆された熱電対及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】熱電対の測温接点が外部から電気的に絶
縁される必要がある場合,従来は,300℃以下で長時
間や,300から400℃程度でも非常に短時間の温度
測定を行う場合には有機樹脂やゴムなどの有機絶縁材料
を用い,300℃以上で長時間温度測定を行う場合には
セラミックス製の絶縁碍子や絶縁板などを用いて測温接
点を絶縁している。また,酸化マグネシウム粉末で熱電
対の素線間を絶縁し金属シースに納めたシース熱電対の
場合には,金属シースと熱電対の間も絶縁されたタイプ
がある。
縁される必要がある場合,従来は,300℃以下で長時
間や,300から400℃程度でも非常に短時間の温度
測定を行う場合には有機樹脂やゴムなどの有機絶縁材料
を用い,300℃以上で長時間温度測定を行う場合には
セラミックス製の絶縁碍子や絶縁板などを用いて測温接
点を絶縁している。また,酸化マグネシウム粉末で熱電
対の素線間を絶縁し金属シースに納めたシース熱電対の
場合には,金属シースと熱電対の間も絶縁されたタイプ
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の絶縁方法では,
有機樹脂やゴムなどの有機絶縁材料で絶縁した場合は,
400℃以上の高温で有機絶縁材料が熱分解して絶縁が
維持できなくなる。またセラミックス製の絶縁碍子や絶
縁板を用いる場合は高温での使用は可能であるが,温度
応答性が悪く,またスペースを取るといった問題があ
る。シース熱電対についても測温接点が絶縁されている
タイプの場合は,高速現象の温度測定を行った場合,測
温接点が絶縁されていないタイプのシース熱電対と比べ
て,応答速度が遅くなるといった問題がある。
有機樹脂やゴムなどの有機絶縁材料で絶縁した場合は,
400℃以上の高温で有機絶縁材料が熱分解して絶縁が
維持できなくなる。またセラミックス製の絶縁碍子や絶
縁板を用いる場合は高温での使用は可能であるが,温度
応答性が悪く,またスペースを取るといった問題があ
る。シース熱電対についても測温接点が絶縁されている
タイプの場合は,高速現象の温度測定を行った場合,測
温接点が絶縁されていないタイプのシース熱電対と比べ
て,応答速度が遅くなるといった問題がある。
【0004】本発明は,上述した課題,問題点を解決す
るためのものであって,400℃以上の高温でも長時間
使用することができ,応答速度が早く,絶縁材料がスペ
ースを多く取らないコンパクトな,測温接点が絶縁被覆
された熱電対及びその製造方法を提供するものである。
るためのものであって,400℃以上の高温でも長時間
使用することができ,応答速度が早く,絶縁材料がスペ
ースを多く取らないコンパクトな,測温接点が絶縁被覆
された熱電対及びその製造方法を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に従う熱電対は,
測温接点が300℃以上で連続使用しても20℃におけ
る体積固有抵抗が108 Ωcm以上の絶縁性を維持する
絶縁材料で被覆されている。このような材料としては絶
縁性セラミックスがある。セラミックス材料は従来の有
機材料が使用できないような300℃以上の高温におい
ても熱分解することがなく,例えば,使用温度にもよる
が1,000時間以上連続して使用しても絶縁性が低下
することがない。
測温接点が300℃以上で連続使用しても20℃におけ
る体積固有抵抗が108 Ωcm以上の絶縁性を維持する
絶縁材料で被覆されている。このような材料としては絶
縁性セラミックスがある。セラミックス材料は従来の有
機材料が使用できないような300℃以上の高温におい
ても熱分解することがなく,例えば,使用温度にもよる
が1,000時間以上連続して使用しても絶縁性が低下
することがない。
【0006】測温接点のような金属部材に絶縁性セラミ
ックスを被覆するには,加熱することによって重合して
セラミックスになるような重合性有機金属絶化合物を用
い,これを測温接点部に塗布,乾燥,加熱,重合させる
ことで被覆することができる。
ックスを被覆するには,加熱することによって重合して
セラミックスになるような重合性有機金属絶化合物を用
い,これを測温接点部に塗布,乾燥,加熱,重合させる
ことで被覆することができる。
【0007】重合性有機金属絶化合物としては,シリコ
ーン,ポリシラザン,ポリボロシロキサン,ポリカルボ
シラン,ポチチタノカルボシラン等の樹脂があり,加
熱,重合して得られる絶縁性セラミックスはケイ素を主
とする酸化物,炭化物,窒化物,これらの複合化合物で
あって,Si−OやSi−C,Si−N,Si−C−
N,Si−Ti−C,Si−B−C等のネットワークを
有するセラミックスである。
ーン,ポリシラザン,ポリボロシロキサン,ポリカルボ
シラン,ポチチタノカルボシラン等の樹脂があり,加
熱,重合して得られる絶縁性セラミックスはケイ素を主
とする酸化物,炭化物,窒化物,これらの複合化合物で
あって,Si−OやSi−C,Si−N,Si−C−
N,Si−Ti−C,Si−B−C等のネットワークを
有するセラミックスである。
【0008】また,重合性有機金属絶化合物として,金
属アルコキシドを有機溶媒中で加水分解縮重合反応させ
て得られるゾル液をゲル化させて得られるゲルを用いて
も良い。この場合に形成される絶縁性セラミックスは用
いる金属アルコキシドによって決まるが,Si,Al,
Mg,Ti,Zr等の酸化物である。
属アルコキシドを有機溶媒中で加水分解縮重合反応させ
て得られるゾル液をゲル化させて得られるゲルを用いて
も良い。この場合に形成される絶縁性セラミックスは用
いる金属アルコキシドによって決まるが,Si,Al,
Mg,Ti,Zr等の酸化物である。
【0009】また,重合性有機金属絶化合物と絶縁性セ
ラミックスの粒子もしくは粉末の混合物を加熱,重合さ
せて得られる縁性セラミックスを用いても良い。この場
合には,上述したようなシリコーン,ポリシラザン,ポ
リボロシロキサン,ポリカルボシラン,ポチチタノカル
ボシラン等の樹脂もしくは金属アルコキシドを有機溶媒
中で加水分解縮重合反応させて得られるゾル液をゲル化
させて得られるゲルとSi,Al,Mg,Ti,Zr等
の酸化物もしくはマイカ等の複合酸化物の粒子もしくは
粉末の混合体を用いる。
ラミックスの粒子もしくは粉末の混合物を加熱,重合さ
せて得られる縁性セラミックスを用いても良い。この場
合には,上述したようなシリコーン,ポリシラザン,ポ
リボロシロキサン,ポリカルボシラン,ポチチタノカル
ボシラン等の樹脂もしくは金属アルコキシドを有機溶媒
中で加水分解縮重合反応させて得られるゾル液をゲル化
させて得られるゲルとSi,Al,Mg,Ti,Zr等
の酸化物もしくはマイカ等の複合酸化物の粒子もしくは
粉末の混合体を用いる。
【0010】300℃以上で連続使用しても20℃にお
ける体積固有抵抗が108 Ωcm以上の絶縁性を維持す
る絶縁材料と測温接点の密着を十分良くするためには,
予め測温接点外表面に酸化皮膜を形成してから,絶縁材
料で被覆を形成するのが良い。
ける体積固有抵抗が108 Ωcm以上の絶縁性を維持す
る絶縁材料と測温接点の密着を十分良くするためには,
予め測温接点外表面に酸化皮膜を形成してから,絶縁材
料で被覆を形成するのが良い。
【0011】本発明に従う熱電対の製造方法としては,
まず,異なる2種類の金属からなる熱電対素線をアーク
溶接などの方法により接合し,その接合部,即ち測温接
点に,予め用意しておいた重合性有機金属絶化合物を塗
布する。
まず,異なる2種類の金属からなる熱電対素線をアーク
溶接などの方法により接合し,その接合部,即ち測温接
点に,予め用意しておいた重合性有機金属絶化合物を塗
布する。
【0012】重合性有機金属絶化合物としては,シリコ
ーン,ポリシラザン,ポリボロシロキサン,ポリカルボ
シラン,ポチチタノカルボシラン等の樹脂が使用され
る。
ーン,ポリシラザン,ポリボロシロキサン,ポリカルボ
シラン,ポチチタノカルボシラン等の樹脂が使用され
る。
【0013】また,重合性有機金属絶化合物として,金
属アルコキシドを有機溶媒中で加水分解縮重合反応させ
て得られるゾル液をゲル化させて得られるゲルを用いて
も良い。
属アルコキシドを有機溶媒中で加水分解縮重合反応させ
て得られるゾル液をゲル化させて得られるゲルを用いて
も良い。
【0014】更には,重合性有機金属絶化合物に絶縁性
セラミックスであるSi,Al,Mg,Ti,Zr等の
酸化物もしくはマイカ等の複合酸化物の粒子もしくは粉
末を混合したものを用いても良い。
セラミックスであるSi,Al,Mg,Ti,Zr等の
酸化物もしくはマイカ等の複合酸化物の粒子もしくは粉
末を混合したものを用いても良い。
【0015】測温接点に重合性有機金属絶化合物もしく
は重合性有機金属絶化合物と絶縁性セラミックスの粒子
もしくは粉末を混合したものを塗布した後,十分乾燥さ
せてから加熱し,重合反応により絶縁性セラミックス被
覆を形成する。
は重合性有機金属絶化合物と絶縁性セラミックスの粒子
もしくは粉末を混合したものを塗布した後,十分乾燥さ
せてから加熱し,重合反応により絶縁性セラミックス被
覆を形成する。
【0016】測温接点に重合性有機金属絶化合物もしく
は重合性有機金属絶化合物と絶縁性セラミックスの粒子
もしくは粉末を混合したものを塗布するにあたり,予め
測温接点を高温,酸化雰囲気中で酸化させて外表面に酸
化皮膜を形成してからその外方に重合性有機金属絶化合
物もしくは重合性有機金属絶化合物と絶縁性セラミック
スの粒子もしくは粉末を混合したものを塗布し,十分乾
燥させてから加熱し,重合反応により縁性セラミックス
被覆を形成することで,測温接点と形成された絶縁性セ
ラミックス被覆との密着を強固にすることができる。
は重合性有機金属絶化合物と絶縁性セラミックスの粒子
もしくは粉末を混合したものを塗布するにあたり,予め
測温接点を高温,酸化雰囲気中で酸化させて外表面に酸
化皮膜を形成してからその外方に重合性有機金属絶化合
物もしくは重合性有機金属絶化合物と絶縁性セラミック
スの粒子もしくは粉末を混合したものを塗布し,十分乾
燥させてから加熱し,重合反応により縁性セラミックス
被覆を形成することで,測温接点と形成された絶縁性セ
ラミックス被覆との密着を強固にすることができる。
【0017】
【発明の作用効果】本発明に従えば,300℃以上の高
温でも長時間使用することができ,応答速度が早く,絶
縁材料がスペースを多く取らないコンパクトな,測温接
点が絶縁被覆された熱電対が得られる。
温でも長時間使用することができ,応答速度が早く,絶
縁材料がスペースを多く取らないコンパクトな,測温接
点が絶縁被覆された熱電対が得られる。
【0018】
【実施例】以下に実施例を示すが,以下の実施例は単に
本発明を説明をするものであって,本発明が以下の実施
例により何等限定されることはない。
本発明を説明をするものであって,本発明が以下の実施
例により何等限定されることはない。
【0019】熱電対として米国ホスキンス社製のクロメ
ル−アルメル(JIS C1602に記載のKタイプ相
当)を用いた。まず,線径0.32mmのクロメル線と
アルメル線の一端同士をアーク溶接で接合し測温接点を
作製した。
ル−アルメル(JIS C1602に記載のKタイプ相
当)を用いた。まず,線径0.32mmのクロメル線と
アルメル線の一端同士をアーク溶接で接合し測温接点を
作製した。
【0020】実施例1 宇部興産株式会社製のポチチタノカルボシラン樹脂から
なるチラノコートに平均粒径3μmのシリカ粉末を添加
したものを予め用意しておき,これに先に作製した測温
接点を浸漬し,引き上げた後,溶媒を蒸発させる目的で
十分乾燥させた。
なるチラノコートに平均粒径3μmのシリカ粉末を添加
したものを予め用意しておき,これに先に作製した測温
接点を浸漬し,引き上げた後,溶媒を蒸発させる目的で
十分乾燥させた。
【0021】乾燥後,電気炉にて400℃で約10分間
加熱し重合反応により絶縁性セラミックス被覆を形成し
た。形成された被覆の厚さは24μmであった。
加熱し重合反応により絶縁性セラミックス被覆を形成し
た。形成された被覆の厚さは24μmであった。
【0022】実施例2 先に作製した測温接点を高温,酸化雰囲気中で酸化させ
て外表面に酸化皮膜を形成した。
て外表面に酸化皮膜を形成した。
【0023】次に,オキツモ株式会社製のシリコーン樹
脂を主成分とする耐熱塗料を用い,これに酸化皮膜を形
成した測温接点を浸漬し,引き上げた後,溶媒を蒸発さ
せる目的で十分乾燥させた。
脂を主成分とする耐熱塗料を用い,これに酸化皮膜を形
成した測温接点を浸漬し,引き上げた後,溶媒を蒸発さ
せる目的で十分乾燥させた。
【0024】乾燥後,電気炉にて400℃で約10分間
加熱し重合反応により絶縁性セラミックス被覆を形成し
た。形成された被覆の厚さは12μmであった。
加熱し重合反応により絶縁性セラミックス被覆を形成し
た。形成された被覆の厚さは12μmであった。
【0025】実施例3 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のマイカ
入りシリコーン樹脂H19−2を用い,これに先に作製
した測温接点を浸漬し,引き上げた後,溶媒を蒸発させ
る目的で十分乾燥させた。
入りシリコーン樹脂H19−2を用い,これに先に作製
した測温接点を浸漬し,引き上げた後,溶媒を蒸発させ
る目的で十分乾燥させた。
【0026】乾燥後,電気炉にて450℃で10分間加
熱し重合反応により絶縁性セラミックス被覆を形成し
た。形成された被覆の厚さは20μmであった。
熱し重合反応により絶縁性セラミックス被覆を形成し
た。形成された被覆の厚さは20μmであった。
【0027】実施例4 先に作製した測温接点を高温,酸化雰囲気中で酸化させ
て外表面に酸化皮膜を形成した。
て外表面に酸化皮膜を形成した。
【0028】次に,テトラエチルオルトシリケイト8モ
ル%,水32モル%,硝酸1モル%,及びブチルアルコ
ール59モル%の混合液を作製し,室温で2時間撹拌し
た後,トピー工業製のトピーマイカを添加した。これに
測温接点を浸漬し,引き上げた後,溶媒を蒸発させる目
的で十分乾燥させた。
ル%,水32モル%,硝酸1モル%,及びブチルアルコ
ール59モル%の混合液を作製し,室温で2時間撹拌し
た後,トピー工業製のトピーマイカを添加した。これに
測温接点を浸漬し,引き上げた後,溶媒を蒸発させる目
的で十分乾燥させた。
【0029】乾燥後,電気炉にて400℃で5分間加熱
し重合反応により絶縁性セラミックス被覆を形成した。
形成された被覆の厚さは6μmであった。
し重合反応により絶縁性セラミックス被覆を形成した。
形成された被覆の厚さは6μmであった。
【0030】比較例1 デュポン社製のポリイミド樹脂を用いて,先に作製した
測温接点部を絶縁して比較例とした。形成された被覆の
厚さは12μmであった。
測温接点部を絶縁して比較例とした。形成された被覆の
厚さは12μmであった。
【0031】比較例2 ムライトでできた直径3mmの球状の絶縁碍子を用い
て,先に作製した測温接点部を絶縁して比較例とした。
て,先に作製した測温接点部を絶縁して比較例とした。
【0032】比較例3 測温接点部がシースから絶縁されている,外径1mmの
シース熱電対を比較例として用いた。
シース熱電対を比較例として用いた。
【0033】以上のようにして準備した,実施例1から
4及び比較例1から3を300℃,400℃及び600
℃で1時間連続使用した後の絶縁性,占有スペースと応
答速度について比較評価した。その結果を表1にまとめ
た。
4及び比較例1から3を300℃,400℃及び600
℃で1時間連続使用した後の絶縁性,占有スペースと応
答速度について比較評価した。その結果を表1にまとめ
た。
【0034】
【表1】
【0035】以上のように本発明に従えば,300℃以
上の高温でも長時間使用することができ,応答速度が早
く,絶縁材料がスペースを多く取らないコンパクトな,
測温接点が絶縁被覆された熱電対が得られる。
上の高温でも長時間使用することができ,応答速度が早
く,絶縁材料がスペースを多く取らないコンパクトな,
測温接点が絶縁被覆された熱電対が得られる。
【図1】本発明の一実施例を示す断面である。
【図2】本発明のもう一つの実施例を示す断面である。
【符号の説明】 11:熱電対素線 12:測温接点 13:絶縁性セラミックス被覆 21:熱電対素線 22:測温接点 23:酸化皮膜 24:絶縁性セラミックス被覆
Claims (10)
- 【請求項1】 異なる2種類の金属を接合してなる熱電
対において,その接合部,即ち測温接点が300℃以上
で連続使用しても20℃における体積固有抵抗が108
Ωcm以上の絶縁性を維持する絶縁材料で被覆されてい
ることを特徴とする熱電対。 - 【請求項2】 異なる2種類の金属を接合してなる熱電
対において,熱電対を形成する金属の外表面及びその接
合部,即ち測温接点が300℃以上で連続使用しても2
0℃における体積固有抵抗が108 Ωcm以上の絶縁性
を維持する絶縁材料で被覆されていることを特徴とする
熱電対。 - 【請求項3】 前記300℃以上で連続使用しても20
℃における体積固有抵抗が108 Ωcm以上の絶縁性を
維持する絶縁材料が絶縁性セラミックスである,請求項
1に記載の測温接点が絶縁被覆された熱電対。 - 【請求項4】 前記300℃以上で連続使用しても20
℃における体積固有抵抗が108 Ωcm以上の絶縁性を
維持する絶縁材料が重合性有機金属絶化合物を加熱,重
合させて得られる絶縁性セラミックスである,請求項1
に記載の測温接点が絶縁被覆された熱電対。 - 【請求項5】 前記300℃以上で連続使用しても20
℃における体積固有抵抗が108 Ωcm以上の絶縁性を
維持する絶縁材料が重合性有機金属絶化合物と絶縁性セ
ラミックスの粒子もしくは粉末の混合物を加熱,重合さ
せて得られる絶縁性セラミックスである,請求項1に記
載の測温接点が絶縁被覆された熱電対。 - 【請求項6】 異なる2種類の金属を接合してなる熱電
対において,その接合部,即ち測温接点が,測温接点表
面を酸化させて得られる酸化皮膜を介して,300℃以
上で連続使用しても20℃における体積固有抵抗が10
8 Ωcm以上の絶縁性を維持する絶縁材料で被覆されて
いることを特徴とする熱電対。 - 【請求項7】 異なる2種類の金属を接合してなる熱電
対において,その接合部,即ち測温接点に重合性有機金
属絶化合物を塗布し,加熱,重合させて縁性セラミック
ス被覆を形成する,測温接点が絶縁被覆された熱電対の
製造方法。 - 【請求項8】 異なる2種類の金属を接合してなる熱電
対において,その接合部,即ち測温接点に重合性有機金
属絶化合物と絶縁性セラミックス粒子もしくは粉末の混
合体を塗布し,乾燥,加熱,重合させて絶縁性セラミッ
クス被覆を形成する,測温接点が絶縁被覆された熱電対
の製造方法。 - 【請求項9】 異なる2種類の金属を接合してなる熱電
対において,その接合部,即ち測温接点を高温,酸化雰
囲気中で酸化させて酸化皮膜を形成し,更にその外方に
重合性有機金属絶化合物を塗布し,乾燥,加熱,重合さ
せて縁性セラミックス被覆を形成する,測温接点が絶縁
被覆された熱電対の製造方法。 - 【請求項10】 異なる2種類の金属を接合してなる熱
電対において,その接合部,即ち測温接点を高温,酸化
雰囲気中で酸化させて酸化皮膜を形成し,更にその外方
に重合性有機金属絶化合物と絶縁性セラミックスの粒子
もしくは粉末の混合体を塗布し,乾燥,加熱,重合させ
て縁性セラミックス被覆を形成する,測温接点が絶縁被
覆された熱電対の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32710993A JPH07181085A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 測温接点が絶縁被覆された熱電対及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32710993A JPH07181085A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 測温接点が絶縁被覆された熱電対及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07181085A true JPH07181085A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18195399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32710993A Pending JPH07181085A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 測温接点が絶縁被覆された熱電対及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07181085A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001135715A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-05-18 | Ibiden Co Ltd | 測温素子および半導体製造装置用セラミック基材 |
JP2005014137A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Toyota Motor Corp | 切削工具および切削工具の測温校正方法 |
JP2006292703A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Yoshinobu Abe | 熱電対 |
US7141765B2 (en) | 2001-03-30 | 2006-11-28 | Tokyo Electron Limited | Heat treating device |
US7771116B2 (en) * | 2005-07-21 | 2010-08-10 | Weston Aerospace Limited | Ceramic thermocouple |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32710993A patent/JPH07181085A/ja active Pending
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