JPH075051A - 温度測定装置 - Google Patents
温度測定装置Info
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- JPH075051A JPH075051A JP4807694A JP4807694A JPH075051A JP H075051 A JPH075051 A JP H075051A JP 4807694 A JP4807694 A JP 4807694A JP 4807694 A JP4807694 A JP 4807694A JP H075051 A JPH075051 A JP H075051A
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- Japan
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- temperature
- ferromagnetic material
- magnetic circuit
- rotor
- magnetic
- Prior art date
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- Pending
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
- G01K13/04—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies
- G01K13/08—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving solid bodies in rotary movement
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡明な構成でありながら高精度で再現性の良
好な検出結果を発生することのできる非接触式の温度測
定装置を提供する。 【構成】 本発明は、ロータ温度を非接触式に測定する
ための装置を提供する。この温度測定は、強磁性体材料
の温度がそのキュリー温度を超えると、透磁率が低下す
ることを利用したものである。強磁性体材料製の１個な
いし複数個のリング２をロータ１上に装備する。このリ
ングと、ステータに固定した強磁性体材料製部材とで、
磁気回路が形成されるようにする。この磁気回路の磁気
抵抗を測定するようにし、この磁気抵抗をもって、ロー
タ温度が所定温度を超えたことの指標とする。
好な検出結果を発生することのできる非接触式の温度測
定装置を提供する。 【構成】 本発明は、ロータ温度を非接触式に測定する
ための装置を提供する。この温度測定は、強磁性体材料
の温度がそのキュリー温度を超えると、透磁率が低下す
ることを利用したものである。強磁性体材料製の１個な
いし複数個のリング２をロータ１上に装備する。このリ
ングと、ステータに固定した強磁性体材料製部材とで、
磁気回路が形成されるようにする。この磁気回路の磁気
抵抗を測定するようにし、この磁気抵抗をもって、ロー
タ温度が所定温度を超えたことの指標とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータ温度を非接触式
に測定するための装置に関する。
に測定するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】本発明
が課題とする技術分野を広く言い表わすならば、それ
は、運動している物体の温度測定である。その物体が、
非常な高回転数で回転しているロータに関わるものであ
るならば、非接触式測定法以外の方法では問題にならな
い。公知の種々の測定法の適用可能性は、その他の様々
な境界条件によって更に制約されている。ここで言うそ
の他の様々な境界条件のうちの１つは、例えば、真空中
で動作しなければならないということである。多種多様
な適用例のうちの代表的なものを挙げるならば、高速で
回転する機械式真空ポンプ（ターボ分子ポンプ等）や遠
心分離器を挙げれば良いであろう。温度の測定並びに監
視（モニタ）の重要性は、例えばターボ分子ポンプ等に
関して特に明白であり、即ち、ターボ分子ポンプにおい
ては、安全に運転するためにはロータ温度が所定温度を
超えないようにすることが必要である。そのため高精度
でしかも再現性が良好な温度測定が不可欠とされてい
る。
が課題とする技術分野を広く言い表わすならば、それ
は、運動している物体の温度測定である。その物体が、
非常な高回転数で回転しているロータに関わるものであ
るならば、非接触式測定法以外の方法では問題にならな
い。公知の種々の測定法の適用可能性は、その他の様々
な境界条件によって更に制約されている。ここで言うそ
の他の様々な境界条件のうちの１つは、例えば、真空中
で動作しなければならないということである。多種多様
な適用例のうちの代表的なものを挙げるならば、高速で
回転する機械式真空ポンプ（ターボ分子ポンプ等）や遠
心分離器を挙げれば良いであろう。温度の測定並びに監
視（モニタ）の重要性は、例えばターボ分子ポンプ等に
関して特に明白であり、即ち、ターボ分子ポンプにおい
ては、安全に運転するためにはロータ温度が所定温度を
超えないようにすることが必要である。そのため高精度
でしかも再現性が良好な温度測定が不可欠とされてい
る。
【０００３】多種多様な技術分野において、非接触式の
温度測定を行なうためにパイロメータ（高温計）が使用
され、良好な結果が得られている。パイロメータは、物
体の温度を表わす指標値としてその物体が発する放射の
強度を検出するセンサを備えている。ただし、センサが
受け取る放射の強度は、物体の温度のみならず、物体の
放射率によっても大きく左右され、そして更にその放射
率は、放射を発している物体の表面の状態に左右され
る。物体の表面は、時間が経過するにつれて、また特
に、蒸気の形態の媒体がポンプで排気されることによっ
て、真空工学的変化の影響を受ける。ここでいう真空工
学的変化とは、例えば凝縮や、固体状粒子の付着堆積、
或いは化学変化等である。そして、これら変化の影響を
受けることによって温度の測定結果に誤差が発生し、そ
のことによって、機械の安全な運転が妨げられることに
もなりかねない。また一般的に、放射センサは真空中に
装備するのに適しておらず、なぜならば、放射センサ
は、ガス封入体を備えているか、或いはその排気度が余
りにも高いかのいずれかだからである。また、高エネル
ギでイオン化能力を有する放射に対する感度が部分的に
高いことから、放射センサを適用し得る用途は限られて
いる。更に、測定結果がハウジングの温度の影響を受け
るため、複雑な補償処理が必要とされている。また、考
慮に入れることが非常に困難な、誤差を発生させる様々
なその他の可能性が経年変化によって発生する。
温度測定を行なうためにパイロメータ（高温計）が使用
され、良好な結果が得られている。パイロメータは、物
体の温度を表わす指標値としてその物体が発する放射の
強度を検出するセンサを備えている。ただし、センサが
受け取る放射の強度は、物体の温度のみならず、物体の
放射率によっても大きく左右され、そして更にその放射
率は、放射を発している物体の表面の状態に左右され
る。物体の表面は、時間が経過するにつれて、また特
に、蒸気の形態の媒体がポンプで排気されることによっ
て、真空工学的変化の影響を受ける。ここでいう真空工
学的変化とは、例えば凝縮や、固体状粒子の付着堆積、
或いは化学変化等である。そして、これら変化の影響を
受けることによって温度の測定結果に誤差が発生し、そ
のことによって、機械の安全な運転が妨げられることに
もなりかねない。また一般的に、放射センサは真空中に
装備するのに適しておらず、なぜならば、放射センサ
は、ガス封入体を備えているか、或いはその排気度が余
りにも高いかのいずれかだからである。また、高エネル
ギでイオン化能力を有する放射に対する感度が部分的に
高いことから、放射センサを適用し得る用途は限られて
いる。更に、測定結果がハウジングの温度の影響を受け
るため、複雑な補償処理が必要とされている。また、考
慮に入れることが非常に困難な、誤差を発生させる様々
なその他の可能性が経年変化によって発生する。
【０００４】電子的な方式を用いた非接触式の温度測定
方法は、そのコストが非常に高い上に例えば回転数が高
いこと等の過酷な状況にも適さない。
方法は、そのコストが非常に高い上に例えば回転数が高
いこと等の過酷な状況にも適さない。
【０００５】本発明の目的は、非接触式の温度検出のた
めの装置であって、簡明な構成でありながら高精度で再
現性の良好な検出結果を発生することができ、しかも以
上に述べた欠点を除去した装置を提供することにある。
めの装置であって、簡明な構成でありながら高精度で再
現性の良好な検出結果を発生することができ、しかも以
上に述べた欠点を除去した装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の目的は、請求項１
に記載したように、測定しようとする温度領域において
その透磁率が変化する強磁性体材料製のリングをロータ
上に装備し、該リングとステータに固定した強磁性体材
料製部材とで磁気回路が形成されるようにし、更に、該
磁気回路の磁気抵抗を測定する手段を備えたことによっ
て達成されている。また、請求項２ないし請求項５は、
本発明の実施可能な詳細構成例を記載したものである。
に記載したように、測定しようとする温度領域において
その透磁率が変化する強磁性体材料製のリングをロータ
上に装備し、該リングとステータに固定した強磁性体材
料製部材とで磁気回路が形成されるようにし、更に、該
磁気回路の磁気抵抗を測定する手段を備えたことによっ
て達成されている。また、請求項２ないし請求項５は、
本発明の実施可能な詳細構成例を記載したものである。
【０００７】基本的に、温度測定を行なうには、ある物
性と温度との間に存在する周知の関連性を利用すれば良
い。上述の真空中で高速回転しているロータという具体
的な状況においては、測定しようとする温度範囲内にキ
ュリー点が存在している強磁性体材料を利用すること
が、殊に適している。特に、鉄−ニッケル組成物から成
る材料では、その材料のニッケル成分量を様々に変える
ことによって、その材料のキュリー点を幅広い温度範囲
に亙って変化させることができる（これについては、Bo
ll, R: Weichmagnetische Werkstoffe, Vakuumschmelze
GmbH を参照されたい）。この種の材料は、高温になる
とその強磁性という物性を失って常磁性体に変化する。
その結果、磁気回路中の磁束のうち、その材料が寄与し
ている分の磁束が著しく減少し、これは即ち、磁気抵抗
が大きくなるということに他ならない。
性と温度との間に存在する周知の関連性を利用すれば良
い。上述の真空中で高速回転しているロータという具体
的な状況においては、測定しようとする温度範囲内にキ
ュリー点が存在している強磁性体材料を利用すること
が、殊に適している。特に、鉄−ニッケル組成物から成
る材料では、その材料のニッケル成分量を様々に変える
ことによって、その材料のキュリー点を幅広い温度範囲
に亙って変化させることができる（これについては、Bo
ll, R: Weichmagnetische Werkstoffe, Vakuumschmelze
GmbH を参照されたい）。この種の材料は、高温になる
とその強磁性という物性を失って常磁性体に変化する。
その結果、磁気回路中の磁束のうち、その材料が寄与し
ている分の磁束が著しく減少し、これは即ち、磁気抵抗
が大きくなるということに他ならない。
【０００８】強磁性体材料製の介挿部品を使用して温度
のモニタを行なうようにすれば、上述のパイロメータを
用いて行なう方式の温度のモニタに付随する短所を克服
することができる。ドイツ特許公開公報第 DE-OS 23 41
354号には、強磁性体材料を用いて機械の回転部品の非
接触式の温度表示を行なうようにした温度表示装置が記
載されている。この公報の装置では、その温度表示のた
めに、強磁性体材料製の介挿部品をロータ上に装備する
ようにしている。そして、パルサーとパルス・カウンタ
とで回転部品の温度をモニタできるようにしている。し
かしながらこの種の装置は、非常な高速回転をしている
ロータには適しておらず、その理由は、強磁性体材料製
の介挿部品を使用しているために、強度が著しく低下し
ているからである。
のモニタを行なうようにすれば、上述のパイロメータを
用いて行なう方式の温度のモニタに付随する短所を克服
することができる。ドイツ特許公開公報第 DE-OS 23 41
354号には、強磁性体材料を用いて機械の回転部品の非
接触式の温度表示を行なうようにした温度表示装置が記
載されている。この公報の装置では、その温度表示のた
めに、強磁性体材料製の介挿部品をロータ上に装備する
ようにしている。そして、パルサーとパルス・カウンタ
とで回転部品の温度をモニタできるようにしている。し
かしながらこの種の装置は、非常な高速回転をしている
ロータには適しておらず、その理由は、強磁性体材料製
の介挿部品を使用しているために、強度が著しく低下し
ているからである。
【０００９】本発明では、強磁性体材料製のリングをロ
ータ上に装備することによって、この難点を克服してい
る。この強磁性体材料製のリングは、例えば焼嵌め等の
方法を用いてロータに固定することができ、そうするこ
とによって大きな強度が得られる。この強磁性体材料製
のリングと、ロータに近接させて装備したもう１つの強
磁性体材料製の部材とで、磁気回路が形成されるように
している。請求項２に記載した具体的構成例では、この
磁気回路のうちのステータ側の部分にコイルを巻装し
て、そのコイルに交流電流を流すようにしている。以上
の構成におけるインダクタンスの値は、その磁気回路の
特性に左右され、従って、強磁性体材料製のリングの透
磁率に左右される。
ータ上に装備することによって、この難点を克服してい
る。この強磁性体材料製のリングは、例えば焼嵌め等の
方法を用いてロータに固定することができ、そうするこ
とによって大きな強度が得られる。この強磁性体材料製
のリングと、ロータに近接させて装備したもう１つの強
磁性体材料製の部材とで、磁気回路が形成されるように
している。請求項２に記載した具体的構成例では、この
磁気回路のうちのステータ側の部分にコイルを巻装し
て、そのコイルに交流電流を流すようにしている。以上
の構成におけるインダクタンスの値は、その磁気回路の
特性に左右され、従って、強磁性体材料製のリングの透
磁率に左右される。
【００１０】強磁性体材料は、その温度がキュリー温度
を超えると透磁率が低下し、この透磁率の低下は、以上
の構成におけるインダクタンスの値の変化として検出す
ることができる。そして、このインダクタンスの値の変
化は、公知の電子的な評価法を用いて測定することがで
きる。このような方法によれば、高精度で再現性が良好
な温度検出を行なうことができ、それが可能であるの
は、キュリー温度という材料物性値は、常に一定してい
るからである。夫々が互いに識別可能なキュリー温度を
有する、互いに異なった種類の強磁性体材料製ないし合
金製の部材を備えるようにすれば、幅広い温度範囲に亙
る温度検出を行なうことができる。
を超えると透磁率が低下し、この透磁率の低下は、以上
の構成におけるインダクタンスの値の変化として検出す
ることができる。そして、このインダクタンスの値の変
化は、公知の電子的な評価法を用いて測定することがで
きる。このような方法によれば、高精度で再現性が良好
な温度検出を行なうことができ、それが可能であるの
は、キュリー温度という材料物性値は、常に一定してい
るからである。夫々が互いに識別可能なキュリー温度を
有する、互いに異なった種類の強磁性体材料製ないし合
金製の部材を備えるようにすれば、幅広い温度範囲に亙
る温度検出を行なうことができる。
【００１１】基本的に、インダクタンスの値を測定する
という方法に替えて、磁気回路の磁束の変化を自動測定
するのに適した更に別の方法を利用することも可能であ
る。これについては別実施例に即して説明することにす
る。
という方法に替えて、磁気回路の磁束の変化を自動測定
するのに適した更に別の方法を利用することも可能であ
る。これについては別実施例に即して説明することにす
る。
【００１２】
【実施例】以下に図１及び図２を参照しつつ、本発明を
更に詳細に説明して行く。ロータ１上には、強磁性体材
料製のリング２を装備してある。このリング２に対向さ
せて強磁性体材料製部材３を設けてある。強磁性体材料
製部材３は、ステータに固定してあり、この強磁性体材
料製部材３とリング２とで磁気回路が形成されるように
してある。ステータに連結したこの強磁性体材料製部材
３には、複数のコイル４を取り付けてある。それらコイ
ル４を電子式評価装置５に接続してあり、この電子式評
価装置５が、以上の構成におけるインダクタンスの値を
測定する。強磁性体材料の温度が、その材料のキュリー
温度を超えたならば、このインダクタンスの値が変化
し、このインダクタンスの値の変化を利用することによ
って、温度の自動測定を、高精度でしかも良好な再現性
をもって行なえるようになっている。
更に詳細に説明して行く。ロータ１上には、強磁性体材
料製のリング２を装備してある。このリング２に対向さ
せて強磁性体材料製部材３を設けてある。強磁性体材料
製部材３は、ステータに固定してあり、この強磁性体材
料製部材３とリング２とで磁気回路が形成されるように
してある。ステータに連結したこの強磁性体材料製部材
３には、複数のコイル４を取り付けてある。それらコイ
ル４を電子式評価装置５に接続してあり、この電子式評
価装置５が、以上の構成におけるインダクタンスの値を
測定する。強磁性体材料の温度が、その材料のキュリー
温度を超えたならば、このインダクタンスの値が変化
し、このインダクタンスの値の変化を利用することによ
って、温度の自動測定を、高精度でしかも良好な再現性
をもって行なえるようになっている。
【００１３】以上の構成とは別の構成として、図２に示
したように、磁気回路のうちのステータ側の部分に永久
磁石６を介挿した構成としても良い。磁気回路のヨーク
（継鉄）を構成している部材のうちの１つの部材７を、
電磁リレーと同様の構造として作動可能にしてある。こ
れによって開閉接触部が構成されており、温度がキュリ
ー温度を超え、それによって磁束が変化したときに、こ
の開閉接触部が作動されるようにしてある。
したように、磁気回路のうちのステータ側の部分に永久
磁石６を介挿した構成としても良い。磁気回路のヨーク
（継鉄）を構成している部材のうちの１つの部材７を、
電磁リレーと同様の構造として作動可能にしてある。こ
れによって開閉接触部が構成されており、温度がキュリ
ー温度を超え、それによって磁束が変化したときに、こ
の開閉接触部が作動されるようにしてある。
【００１４】磁束の変化の自動測定を行なうためにはま
た、その機能が、磁束の大きさとある１つの物理量との
組合せに基づいた、読取用接触部ないしその他の構造を
磁気回路の中に介挿するようにしても良い。
た、その機能が、磁束の大きさとある１つの物理量との
組合せに基づいた、読取用接触部ないしその他の構造を
磁気回路の中に介挿するようにしても良い。
【００１５】強磁性体材料製のリング２の替わりに、夫
々が識別可能なキュリー温度を有する、互いに異なった
種類の強磁性体材料製ないし合金製の複数個のリングを
用いるようにしても良い。
々が識別可能なキュリー温度を有する、互いに異なった
種類の強磁性体材料製ないし合金製の複数個のリングを
用いるようにしても良い。
【図１】インダクタンス検出手段を用いた温度計測方式
を示した模式図である。
を示した模式図である。
【図２】パッシブ方式の検出手段を用いた温度計測方式
を示した模式図である。
を示した模式図である。
１ ロータ ２ リング ３ 強磁性体材料製部材 ４ コイル ５ 電子式評価装置 ６ 永久磁石 ７ ヨーク構成部材
Claims (5)
- 【請求項１】 ロータ温度を非接触式に測定するための
装置において、 測定しようとする温度領域においてその透磁率が変化す
る強磁性体材料製のリング（２）をロータ（１）上に装
備し、該リングと、ステータに固定した強磁性体材料製
部材（３）とで磁気回路が形成されるようにし、更に、
該磁気回路の磁気抵抗を測定する手段を備えたことを特
徴とする装置。 - 【請求項２】 前記ステータに連結した前記強磁性体材
料製部材（３）にコイル（４）を備え、該コイルと前記
磁気回路とで、前記磁気抵抗の大きさに応じてその値が
変化するインダクタンスが形成されるようにし、このイ
ンダクタンスの値を電子式評価手段（５）によって測定
し得るようにしたことを特徴とする請求項１記載の装
置。 - 【請求項３】 前記磁気回路のうちのステータ側の部分
に永久磁石（６）を介挿すると共に、前記磁気回路の構
成部材のうちの１つの部材（７）を電磁リレーと同様の
構造として作動可能にしてあり、これらによって開閉接
触部が構成されており、温度がキュリー温度を超え、そ
れによって磁束が変化したときに、この開閉接触部が作
動されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の装
置。 - 【請求項４】 ヨークの構成部材のうちの１つの部材に
替えて読取用接触部を用いるようにしたことを特徴とす
る請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 前記ロータ上に、夫々が互いに識別可能
なキュリー温度を有する、強磁性体材料製ないし合金製
の複数のリング部材を装備したことを特徴とする請求項
１ないし４記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934309018 DE4309018A1 (de) | 1993-03-20 | 1993-03-20 | Temperatur-Meßanordnung |
| DE4309018:4 | 1993-03-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075051A true JPH075051A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=6483363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4807694A Pending JPH075051A (ja) | 1993-03-20 | 1994-03-18 | 温度測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0617264A1 (ja) |
| JP (1) | JPH075051A (ja) |
| DE (1) | DE4309018A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155723A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | ロータにおける非接触式温度測定装置 |
| US7564670B2 (en) | 2006-05-09 | 2009-07-21 | Shimadzu Corporation | Vacuum pump |
| JP2009175142A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-08-06 | Edwards Kk | 物理量計測装置及び該物理量計測装置を備えた磁気浮上装置、真空ポンプ |
| US20110044826A1 (en) * | 2004-09-17 | 2011-02-24 | Shimadzu Corporation | Vacuum pump |
| US7965054B2 (en) | 2007-07-26 | 2011-06-21 | Shimadzu Corporation | Vacuum pump |
| WO2011106825A3 (en) * | 2010-03-01 | 2011-12-22 | Applidyne Australia Pty Ltd | Contactless temperature sensing |
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| US6313560B1 (en) | 1999-12-20 | 2001-11-06 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Thermally protected electric machine |
| US7119461B2 (en) | 2003-03-25 | 2006-10-10 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Enhanced thermal conductivity ferrite stator |
| US6873071B2 (en) | 2003-06-03 | 2005-03-29 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Method, apparatus and system for controlling an electric machine |
| DE102005041500A1 (de) * | 2005-09-01 | 2007-03-08 | Leybold Vacuum Gmbh | Vakuumpumpe |
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