「セラミックス充填シース型熱電対」の開発に成功



(背景) 従来の熱電対は使い捨て型であり、繰り返し使用可能な熱電対が望まれていた。

 熱電対は、2種類の金属線の一端同士を接合し、その接合部に温度変化を与えるとその変化に対応する起電力が金属間に生じる現象を利用した温度計であり、高温部の温度測定が容易なことから鋳造工場(鋳鉄溶湯)や電線工場(銅溶湯)、アルミ溶湯(製缶工場)等の工業用等に多く利用されている。
 従来より、鋳鉄溶湯等の高温部での温度測定には、白金−ロジウム素線(温度検知体)の先端部が露出するように素線を紙筒で巻き、かつ、その露出した素線部分をガラスでコーティングした、使い捨て型の熱電対が使用されている。
 この熱電対は、数回で交換する必要があることから、大量に廃棄物として排出されるため、鋳造工場や電線工場等においてはその後処理が問題となっている。また、個体差があるという問題もある。

(内容) 高精度で応答性も良い、かつ繰り返し使用可能な鋳鉄等高温溶湯用熱電対が実現した。

 本新技術は、高精度で応答性が良く、かつ繰り返し使用が可能な鋳鉄(1,450℃)、銅(1,250℃)、アルミニウム(700℃)等の金属溶湯用熱電対を提供するものである。本開発品は、素線(温度検知体)として熱起電力が従来品よりも大きく、かつ融点が金属中で最も高いタングステン−レニウム線を使用した。素線を覆う保護管には、耐衝撃性及び強度に優れ、かつ熱膨張係数がタングステン−レニウムに近く、金属との反応性が低い窒化ケイ素を採用するとともに、保護管内を窒化ケイ素等で充填することにより、素線の酸化防止と支持固定を行った。さらに、保護管の周りに補強用の外部スリーブを設ける構造とした。これは、測定時の熱衝撃による影響を少なくし、かつ溶湯の付着を軽減させるためのもので、窒化ケイ素/窒化ケイ素+窒化ホウ素の積層材を巻いた構造である。

(効果) 繰り返し使用できる高信頼性熱電対として種々の利用が期待される。

 本開発により得られた熱電対は、応答性及び耐久性に優れ、かつ高温領域における高精度な測定が可能なことから、次のような展開が期待される。

(1) 鋳鉄等の高温溶湯の測温
(2) 化学プラント等の腐食環境内部の測温


This page updated on July 31, 2001

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