JP3540564B2

JP3540564B2 - Thermocouple type temperature measuring device

Info

Publication number: JP3540564B2
Application number: JP25776397A
Authority: JP
Inventors: 信幸飛田; 健一柳; 潔田中; 昭東海林
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Aoyama Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Aoyama Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: JPH1183640A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば高圧流体の温度または真空中の流体温度等を測定するのに好適に用いられる熱電対式温度測定装置に関し、特に、メタルフロー技術によるハーメチックシール構造を採用するようにした熱電対式温度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、互いに種類が異なる２本の金属線を接合して熱接点を形成し、この熱接点側を検出対象物内に装入することにより温度測定を行う構成とした熱電対式温度測定装置は、例えば特開平４−９５８３２号（特公平７−１０４２１５号）公報等によって知られている。
【０００３】
この種の従来技術による熱電対式温度測定装置では、検出対象物の内外を遮断するため検出対象物の装入穴（開口部）に、この装入穴を閉塞する金属板等の蓋板と、この蓋板に設けた一対の透孔内に挿通される一対のリード線と、これらの各リード線を前記蓋板の各透孔内に固定するガラス材料等の絶縁シールとからなるハーメチックシール部を設け、このハーメチックシール部によって前記検出対象物の装入穴を閉鎖する構成としている。
【０００４】
ここで、前記ハーメチックシール部の各リード線は、検出対象物内へと延びる一端側が熱電対を構成する前記各金属線の端部に接続され、検出対象物の外部に突出する他端側には増幅器等の信号処理回路が接続される。そして、検出対象物内の温度に対応して前記各金属線の熱接点側から起電力として出力される温度検出信号は、ハーメチックシール部の各リード線を介して検出対象物外へと導出され、信号処理回路等で信号処理された後に、外部の表示器等によって温度表示が行われるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による熱電対式温度測定装置では、熱電対用の各金属線とハーメチックシール部の各リード線とをそれぞれ異なる金属材料によって形成し、それぞれの端部を組立時に接続する構成としているから、この接続点が熱接点となってしまうことがあり、前記各金属線間の熱接点以外の接続点で起電力が発生することにより、正確な温度測定が難しくなるという問題がある。
【０００６】
また、ハーメチックシール部の各リード線を蓋板の各透孔内にガラス材料等からなる絶縁シールを用いて固定する構成としているから、例えば建設現場等で外部から衝撃荷重を受けた場合に、ガラス等の脆い材料からなる絶縁シールが早期に損傷され、長期に亘ってシール性を確保するのが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は高圧条件下または真空条件下等で使用した場合でも正確な温度測定を行うことができ、信頼性を向上できると共に、検出対象物の内外を長期に亘って確実にシールすることができるようにした熱電対式温度測定装置を提供することを目的としている。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、増幅器等の信号処理回路を一体化し、全体をコンパクトに構成できる上に、温度表示器を付設することにより圧力容器等の検出対象物の外側から内部の温度状態を簡単に確認できるようにした熱電対式温度測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成は、温度検出対象物に取付けるための取付部を有し、前記検出対象物内に向けて延びる一対の貫通孔が形成された金属ベースと、一端側が熱接点となって互いに接合され、絶縁性樹脂材料で被覆された中間部が前記金属ベースの各貫通孔内にそれぞれ挿通されると共に、他端側が前記金属ベースから外部に突出した熱電対材料からなる一対の金属線と、前記各貫通孔の周囲に位置して前記金属ベースの端面側に形成され、前記各貫通孔の周壁部を前記絶縁性樹脂材料からなる被覆部と共に部分的に縮径させることにより前記各金属線と各貫通孔との間をシールする塑性変形部とから構成している。
【００１０】
上記構成により、熱電対材料からなる各金属線の長さ方向中間部を金属ベースの各貫通孔内に挿通した状態で、各貫通孔の周囲に位置する金属ベースの端面側をメタルフロー技術で塑性変形させると、各貫通孔の周壁部を絶縁性樹脂材料からなる各金属線の被覆部と共に狭窄させるように縮径でき、塑性流動（メタルフロー）により形成される狭窄部で前記各金属線と各貫通孔との間をシールすることができる。そして、この状態で金属ベースから検出対象物側へと延びる各金属線の一端側を互いに接合することにより熱接点を形成でき、金属ベース外へと突出する各金属線の他端側には増幅器等の信号処理回路を容易に接続することができる。
【００１１】
一方、請求項２の発明が採用する構成は、温度検出対象物に取付けるための取付部を有し、前記検出対象物内に向けて延びる一対の貫通孔が形成された金属ベースと、前記検出対象物の外側に位置して前記金属ベースに設けられた有蓋筒状の回路ケーシングと、一端側が熱接点となって互いに接合され、絶縁性樹脂材料で被覆された中間部が前記金属ベースの各貫通孔内にそれぞれ挿通されると共に、他端側が前記回路ケーシング内に向けて金属ベースから突出した熱電対材料からなる一対の金属線と、前記各貫通孔の周囲に位置して前記金属ベースの端面側に形成され、前記各貫通孔の周壁部を前記絶縁性樹脂材料からなる被覆部と共に部分的に縮径させることにより前記各金属線と各貫通孔との間をシールする塑性変形部と、前記回路ケーシング内に位置して前記各金属線の他端側に接続され、前記各金属線から出力される温度検出信号の信号処理を行う信号処理回路と、前記回路ケーシングに設けられ、前記信号処理回路からの出力信号に従って前記検出対象物内の温度を表示する温度表示器とから構成している。
【００１２】
この場合には、金属ベースに回路ケーシングを設けることにより、この回路ケーシング内に信号処理回路を収容して全体をコンパクトに形成でき、回路ケーシングの外側面には温度表示器を設けることにより、検出対象物内の温度状態をリアルタイムで表示することができる。
【００１３】
また、請求項３の発明では、回路ケーシング内には信号処理回路および温度表示器に給電を行うための電池を設ける構成としている。
【００１４】
これにより、外部電源等を不要にでき、全体をさらにコンパクトにまとめることができると共に、取扱い等を簡略化して温度測定時の作業性を向上できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による熱電対式温度測定装置について添付図面に従って詳述する。
【００１６】
ここで、図１ないし図９は本発明の第１の実施の形態による熱電対式温度測定装置を、油圧シリンダに取付けた場合を例に挙げて示している。
【００１７】
図において、１は温度測定対象物としての油圧シリンダで、この油圧シリンダ１は、本体ケーシングとなるチューブ２と、チューブ２内に摺動可能に挿嵌されこのチューブ２内に２つの油室３（一方のみ図示）を画成したピストン（図示せず）と、一端側がこのピストンに固着され他端側がチューブ外に突出したロッド（図示せず）とから構成されている。そして、チューブ２には油室３に臨む位置にテーパ状のねじ穴４が穿設され、このねじ穴４は後述の栓体６により閉塞されている。
【００１８】
５は本実施の形態による熱電対式温度測定装置で、この温度測定装置５は金属ベースとしての栓体６、後述の金属線８，８′および回路ケーシング１３等によって構成されている。ここで、栓体６は剛性を有する鋼鉄、軟鉄、アルミニウム合金またはステンレス鋼等の金属材料により形成され、油圧シリンダ１のねじ穴４に螺着されるテーパ状のおねじが外周側に刻設された取付部としてのおねじ部６Ａと、おねじ部６Ａの基端側に一体成形され、図２に示す如く六角形状をなすヘッド部６Ｂとから構成されている。そして、栓体６は全長が例えば２０〜３０ｍｍ程度に形成され、ヘッド部６Ｂも２０〜３０ｍｍ程度の円内に収められる大きさに形成されている。
【００１９】
７，７′は栓体６の中心側に穿設された一対の貫通孔を示し、これらの貫通孔７，７′は例えば２〜３ｍｍ程度の孔径をもって形成され、栓体６内を軸方向に延びている。そして、貫通孔７，７′は下端側（一端側）が図４に示すようにおねじ部６Ａの端面に開口し、上端側（他端側）がヘッド部６Ｂの端面に開口している。
【００２０】
８，８′は栓体６の貫通孔７，７′を介してチューブ２の内外に延びた一対の金属線で、金属線８，８′はそれぞれ１本の熱電対材料からなり、例えば一方の金属線８をニッケル（Ｎi ）とクロム（Ｃr ）の合金からなるクロメル線で形成する場合に、他方の金属線８′はニッケル（Ｎi ），アルミニウム（Ａl ），珪素（Ｓi ）及びマンガン（Ｍn ）の合金からなるアルメル線で形成される。また、一方の金属線８を銅線で形成する場合には、他方の金属線８′をコンスタンタン線等の銅・ニッケル合金によって形成してもよい。また、これ以外に金属線８，８′は、銅−ニッケル合金、鉄−銅・ニッケル合金、ニッケル・クロム合金−銅・ニッケル合金等の組合せで形成してもよい。
【００２１】
ここで、金属線８，８′の長さ方向中間部には可撓性をもった絶縁性樹脂材料、例えばＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等のエンジニアリングプラスチックにより栓体６よりも長尺の筒状に形成された被覆部９，９′が設けられ、被覆部９，９′は金属線８，８′の中間部と共に栓体６の貫通孔７，７′内に挿通されている。そして、金属線８，８′の一端側はおねじ部６Ａの端面側から油圧シリンダ１の油室３側に向けて延び、その先端側は熱接点１０となって互いに接合されている。また、金属線８，８′の他端側はヘッド部６Ｂの端面側から回路ケーシング１３内に向けて突出し、その突出端８Ａ，８Ａ′側は後述の基板１４を介して増幅器１５に接続されている。
【００２２】
１１，１１，１１′，１１′は貫通孔７，７′の開口端側周囲に位置して栓体６の端面側にそれぞれ形成された塑性変形部としての凹陥部で、これらの各凹陥部１１，１１′は後述の加圧治具２１を用いておねじ部６Ａ側の端面とヘッド部６Ｂ側の端面とを貫通孔７，７′の周囲で環状に塑性変形させることにより形成されるものである。
【００２３】
そして、栓体６には各凹陥部１１，１１′の塑性変形により所謂塑性流動（メタルフロー）が生じて各凹陥部１１，１１′の底部側近傍に各狭窄部１２が形成され、各狭窄部１２は貫通孔７，７′の周壁部を図５に示す如く金属線８，８′の被覆部９，９′と共に径方向内向きに縮径させることにより、貫通孔７，７′と金属線８，８′との間を気液密にシールする構成となっている。
【００２４】
１３は栓体６のヘッド部６Ｂ上に着脱可能に設けられた回路ケーシングで、この回路ケーシング１３は金属板等により有底筒状に形成され、開口端となる下端側がヘッド部６Ｂの端面上にビス等でねじ止めされている。そして、回路ケーシング１３の上端側となる蓋部１３Ａ側には後述の表示器１８等が取付けられている。
【００２５】
１４は回路ケーシング１３内に配設されたボードとしての絶縁性の基板、１５はこの基板１４上にワイヤボンディングまたは半田付け等の手段を用いて実装された信号処理回路としての増幅器で、この増幅器１５には図３に示すように、その入力端子側に金属線８，８′の突出端８Ａ，８Ａ′側が基板１４（パターン配線）を介して接続され、出力端子側には表示器１８が接続されている。
【００２６】
１６は回路ケーシング１３内に配設された内部電源としての電池で、この電池１６はリチウム電池等から小型バッテリとして構成されている。１７は回路ケーシング１３の蓋部１３Ａ側に取付けられたスイッチで、このスイッチ１７はオペレータ等が手動操作することにより開，閉成され、閉成時には電池１６からの電圧を増幅器１５および表示器１８に給電し、開成時には給電を停止させる構成となっている。
【００２７】
１８は回路ケーシング１３の蓋部１３Ａ側に取付けられた温度表示器で、この表示器１８は、例えばＬＥＤ等からなるディジタル表示器によって構成され、当該温度測定装置５により検出した油室３内の温度を、図２中に「１５℃」として例示した如く表示するものである。そして、表示器１８は油室３内の温度が１００℃以上まで上昇したときでも、これを表示できるように３桁分の表示部を有している。なお、この表示器１８には必要に応じて２桁または４桁以上の表示部を設けてもよい。
【００２８】
１９は油圧シリンダ１のねじ穴４と栓体６との間をシールするシール部材で、このシール部材１９は例えば耐熱性を有する環状のパッキン等からなり、ねじ穴４の周囲に位置してチューブ２の外周面と栓体６のヘッド部６Ｂとの間に挟持状態で配設されている。
【００２９】
さらに、２１は栓体６に各凹陥部１１，１１′を形成するための加圧治具で、この加圧治具２１は、例えば高速度工具鋼（ＳＫＨ９）等の硬質金属材料により図６、図７に示す如く有蓋筒状に形成され、その長さ寸法は例えば２０〜２５ｍｍ程度、外径寸法は３〜３．５ｍｍ程度となっている。
【００３０】
そして、加圧治具２１の先端側は小径の筒状加圧部２１Ａとなり、基端側は厚肉の閉塞端２１Ｂとして形成されている。また、加圧治具２１の途中部位には閉塞端２１Ｂ側寄りに位置して一定の傾斜角をもった引出し孔２１Ｃが形成され、この引出し孔２１Ｃは加圧治具２１内に挿入した金属線８の先端側等を図７中の矢示Ａ方向に外側へと斜めに引出し得るようになっている。
【００３１】
本実施の形態による熱電対式温度測定装置５は上述の如き構成を有するもので、次に、その組立工程について図４ないし図９を参照して説明する。
【００３２】
まず、図４に示す挿通工程では、金属線８，８′の長さ方向中間部を被覆部９，９′と共に栓体６の貫通孔７，７′内に挿通し、金属線８，８′の両端側を栓体６から上，下に突出させる。
【００３３】
そして、金属線８，８′の突出部分を図７に示す加圧治具２１内に挿通するため、図８に示すように栓体６の端面から突出している被覆部９，９′の端部を筒状加圧部２１Ａ内に挿入すると共に、筒状加圧部２１Ａの先端面を栓体６の端面上に当接させる。また、このときに金属線８，８′の先端側を加圧治具２１の引出し孔２１Ｃから図７中の矢示Ａ方向へと必要に応じて引出すようにし、金属線８，８′の先端側が加圧治具２１の閉塞端２１Ｂ側に突当たるのを防止する。
【００３４】
次に、この状態で加圧治具２１の閉塞端２１Ｂ側をプレス機（図示せず）等で軸方向に加圧し、小径の筒状加圧部２１Ａを図９に示す矢示Ｂ方向へと押込むことにより、栓体６の端面側に環状の凹陥部１１（１１′）をプレス成形する（加圧工程）。そして、この加圧工程では栓体６の端面側を塑性変形させて環状の凹陥部１１（１１′）を形成することにより、栓体６の端面近傍側では塑性変形による所謂メタルフローが生じ、凹陥部１１（１１′）の底部側には貫通孔７（７′）の周壁部を金属線８（８′）の被覆部９（９′）と共に径方向内向きに縮径させる狭窄部１２が形成される。
【００３５】
この結果、貫通孔７（７′）と金属線８（８′）との間は狭窄部１２により被覆部９（９′）の縮径部９Ａ（９Ａ′）を介して気液密にシールされる。また、前述した加圧治具２１による加圧工程（加圧作業）をおねじ部６Ａの端面側とヘッド部６Ｂの端面側とで順次繰返し、図５に示すように貫通孔７，７′の周囲でおねじ部６Ａの端面側とヘッド部６Ｂの端面側とに合計４個の凹陥部１１（１１′）を形成し、各凹陥部１１，１１′の近傍位置に各狭窄部１２をメタルフローにより成形する。
【００３６】
次に、栓体６のおねじ部６Ａ側から下向きに突出している金属線８，８′の先端側を互いに接合して熱接点１０を形成する（熱接点形成工程）。
【００３７】
また、栓体６のヘッド部６Ｂ上には回路ケーシング１３を取付け、回路ケーシング１３内の増幅器１５を基板１４を介して金属線８，８′の突出端８Ａ，８Ａ′側に接続する。この場合、金属線８，８′の突出端８Ａ，８Ａ′側を予めピン端子として形成し、基板１４側にはピン端子用の嵌合孔を設けておくことにより、増幅器１５を基板１４を介して金属線８，８′の突出端８Ａ，８Ａ′側に簡単に接続することができる。また、基板１４は回路ケーシング１３内にブラケット（図示せず）等を介して位置決めする構成としてもよい。
【００３８】
さらに、回路ケーシング１３内には電池１６を配設すると共に、回路ケーシング１３の蓋部１３Ａ側にはスイッチ１７と表示器１８とを設け、これらの電池１６、スイッチ１７および表示器１８を図３に示す回路図の如く増幅器１５に接続する。なお、この接続作業は回路ケーシング１３を栓体６に取付ける前に行っておくのがよい。
【００３９】
次に、上述の如く温度測定装置５を組立てた状態で、栓体６のおねじ部６Ａを油圧シリンダ１のねじ穴４に螺着し、シール部材１９によりねじ穴４と栓体６との間を気液密にシールすると共に、熱電対を構成する金属線８，８′の熱接点１０を油圧シリンダ１の油室３内に装入配置する。
【００４０】
そして、この状態で金属線８，８′間には熱接点１０により油室３内の温度に対応した起電力が発生し、この起電力を温度検出信号として増幅器１５側に出力させる。このとき、増幅器１５はスイッチ１７を介して電池１６から給電されることにより、前記温度検出信号に対する増幅処理等を行うと共に、表示器１８に処理信号を出力し、表示器１８では油室３内の温度に対応した温度表示をリアルタイムでディジタル表示することができる。
【００４１】
かくして、本実施の形態によれば、金属材料からなる栓体６に一対の貫通孔７，７′を穿設し、熱電対材料からなる金属線８，８′の長さ方向中間部を被覆部９，９′と共に栓体６の貫通孔７，７′内に挿通した状態で、貫通孔７，７′の周囲に位置する栓体６のおねじ部６Ａ側およびヘッド部６Ｂ側の端面を加圧治具２１により塑性変形させ、おねじ部６Ａの端面側とヘッド部６Ｂの端面側とに各凹陥部１１，１１′をそれぞれ形成する構成としたから、貫通孔７，７′の周壁部を金属線８，８′の被覆部９，９′と共に狭窄させるように縮径でき、塑性流動（メタルフロー）により形成される各狭窄部１２によって金属線８，８′（被覆部９，９′）と貫通孔７，７′との間を気液密にシールすることができる。
【００４２】
また、この状態で栓体６のおねじ部６Ａ側から突出する金属線８，８′の一端側を互いに接合して熱接点１０を形成すると共に、栓体６のヘッド部６Ｂ側から外部に突出する金属線８，８′の突出端８Ａ，８Ａ′側には基板１４を介して増幅器１５等の信号処理回路を接続し、栓体６のヘッド部６Ｂ上に設けた回路ケーシング１３内に増幅器１５等を収納する構成としたから、これらを回路ケーシング１３内にコンパクトに収容でき、当該温度測定装置５を小型化し、取扱いが簡単となるコンパクトな構成とすることができる。
【００４３】
さらに、回路ケーシング１３の蓋部１３Ａ側にはスイッチ１７と表示器１８を設ける構成としているから、オペレータが必要に応じてスイッチ１７を閉成操作することにより、例えば油圧シリンダ１（検出対象物）内の温度状態を表示器１８によってリアルタイムで表示して検査でき、温度測定の終了時等には適宜にスイッチ１７を開成して、温度表示を停止させることができる。
【００４４】
さらにまた、回路ケーシング１３内に小型の電池１６を取外し可能に設けることにより、外部電源等を不要にでき、全体をさらにコンパクトにまとめることができると共に、当該温度測定装置５の取扱い等を簡略化でき、組付け時や温度測定時等の作業性を大幅に向上できる。
【００４５】
また、金属線８，８′は一端側の熱接点１０の位置から増幅器１５に接続される突出端８Ａ，８Ａ′側まで単一の熱電対材料により形成され、金属線８，８′の中間部を樹脂製の被覆部９，９′を介して栓体６の貫通孔７，７′内にメタルフロー技術により固着する構成としているから、栓体６の貫通孔７，７′と金属線８，８′との間を気液密なハーメチックシール構造とすることができ、油圧シリンダ１内の圧力や温度が外部に洩れるのを確実に遮断できると共に、熱接点１０以外の位置で金属線８，８′に起電力が発生する等の不具合を解消でき、油圧シリンダ１（油室３）内の温度を高精度に安定させて測定できる。
【００４６】
従って、本実施の形態の温度測定装置５によれば、油圧シリンダ１等の高圧条件下または真空条件下でも正確な温度測定を行うことができ、測定精度や信頼性を向上できると共に、建設現場等の厳しい条件下で衝撃荷重等が付加されるような場合でも、栓体６の貫通孔７，７′と金属線８，８′との間のシール構造が損傷されるのを防止でき、油圧シリンダ１の油室３内を外部に対し長期に亘ってシールし続けることができる。
【００４７】
また、栓体６上に設けた回路ケーシング１３内には増幅器１５等の信号処理回路および電池１６等を収容することにより、当該温度測定装置５全体をコンパクトに構成できる上に、表示器１８を付設することにより油圧シリンダ１等の検出対象物の外側から内部の温度状態を簡単に確認でき、温度測定精度や油圧シリンダ１等に対する装着性を向上させることができる。
【００４８】
さらに、サーミスタ温度計等と比較しても、特別な保護管等を設けることなく特殊環境下での温度測定を簡単に行い得ると共に、例えば高圧条件下でも変換器なしで正確に温度を測定し、これを付設の表示器１８によりリアルタイムで温度表示することができる。
【００４９】
次に、図１０は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態では前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施の形態の特徴は、栓体６のヘッド部６Ｂ上に設けた回路ケーシング３１内に基板１４および増幅器１５等を収容すると共に、回路ケーシング３１の側面にはディジタル式の温度表示器３２を設ける構成としたことにある。
【００５０】
ここで、表示器３２は前記第１の実施の形態で述べた表示器１８とほぼ同様に構成されているものの、回路ケーシング３１の側面にもうけることにより温度表示領域を大きくできるようになっている。この場合、回路ケーシング３１内には電池（図示せず）を設ける構成としてもよく、回路ケーシング３１の外部に外付けの電池を設ける構成としてもよい。
【００５１】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができるものである。
【００５２】
次に、図１１は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５３】
図中、４１は金属ベースとしての栓体で、この栓体４１も第１の実施の形態で述べた栓体６と同様に剛性を有する鋼鉄、軟鉄、アルミニウム合金またはステンレス鋼等の金属材料により形成され、おねじ部４１Ａおよびヘッド部４１Ｂ等を有している。
【００５４】
しかし、本実施の形態による栓体４１にはおねじ部４１Ａとヘッド部４１Ｂとの間に円形のフランジ部４１Ｃとリング溝４１Ｄとが一体形成され、このリング溝４１Ｄにはシール部材としてのＯリング（図示せず）が装着されるようになっている。そして、栓体４１は全長が例えば２０〜３０ｍｍ程度に形成され、フランジ部４１Ｃは２０〜３０ｍｍ程度の外径寸法に形成されている。
【００５５】
また、栓体４１の取付部となるおねじ部４１Ａは通常の並目ねじまたは細目ねじ等からなり、検出対象物となる圧力容器のねじ穴（図示せず）等に螺着されるものである。さらに、ヘッド部４１Ｂには２つの平面部等が形成され、この平面部にスパナ等の工具を係合させることにより、栓体４１には締付トルクが与えられる。そして、栓体４１のおねじ部４１Ａを前記ねじ穴に螺着したときには栓体４１のフランジ部が圧力容器の外側面等に締着され、前記Ｏリングによりねじ穴と栓体４１との間は気液密にシールされる。
【００５６】
一方、栓体４１に中心側には第１の実施の形態で述べたように一対の貫通孔７，７′が穿設され、貫通孔７，７′内には金属線８，８′の中間部が被覆部９，９′を介して挿通されている。そして、この場合でも栓体４１の端面側に各凹陥部１１，１１′を形成することにより、各凹窪部１１，１１′の近傍部には貫通孔７，７′の周壁部側に狭窄部１２が形成され、各狭窄部１２によって貫通孔７，７′と金属線８，８′との間は気液密にシールされるものである。
【００５７】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５８】
なお、前記第１の実施の形態では、回路ケーシング１３内に電池１６を設けるものとして述べたが、本発明はこれに限らず、例えば外部電源により増幅器１５等に給電を行う構成としてもよい。また、表示器１８はディジタル式のものに限らず目盛り付きのアナログ式温度表示器等であってもよい。この点は第２の実施の形態にについても同様である。
【００５９】
また、前記各実施の形態では、回路ケーシング１３（３１）内に設けた増幅器１５により信号処理回路を構成するものとして述べたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば信号増幅機能と波形整形機能およびノイズ除去機能等を備えた信号処理回路を回路ケーシング内に設ける構成としてもよいものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１に記載の発明によれば、検出対象物に取付けられる金属ベースに一対の貫通孔を穿設し、熱電対材料からなる各金属線の長さ方向中間部を金属ベースの各貫通孔内に挿通した状態で、各貫通孔の周囲に位置する金属ベースの端面側をメタルフロー技術で塑性変形させ、各金属線と各貫通孔との間をシールする構成としたから、建設現場等の厳しい条件下で衝撃荷重等が付加されるような場合でも、金属ベースの各貫通孔と各金属線との間のシール構造が損傷されるのを防止でき、例えば圧力容器等の検出対象物内を外部に対し長期に亘ってシールし続けることができる。
【００６１】
また、金属ベースの内外ヘと延びる各金属線を単一の熱電対材料により形成できるから、熱接点以外の位置で各金属線に起電力が発生する等の不具合を解消でき、検出対象物内の温度を高精度に安定させて測定できる。従って、当該温度測定装置を厳しい高圧条件下または真空条件下等で使用しても正確な温度測定を行うことができ、信頼性を向上できる。
【００６２】
一方、請求項２に記載の発明によれば、金属ベースに設けた有蓋筒状の回路ケーシング内に各金属線から出力される温度検出信号の信号処理を行う信号処理回路を設けると共に、信号処理回路からの出力信号に従って前記検出対象物内の温度を表示する温度表示器を設ける構成としたから、増幅器等の信号処理回路を回路ケーシング内に一体化でき、全体をコンパクトに構成できる上に、温度表示器を付設することにより圧力容器等の検出対象物の外側から内部の温度状態をリアルタイムで簡単に確認できる。
【００６３】
また、請求項３に記載の発明では、回路ケーシング内に信号処理回路および温度表示器に給電を行うための電池を設ける構成としたから、外部電源等を不要にでき、全体をさらにコンパクトにまとめることができると共に、当該温度測定装置の取扱い等を簡略化でき、組付け時や温度測定時等の作業性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による熱電対式温度測定装置を示す油圧シリンダに取付けた状態を示す縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態による温度測定装置を示す図１の平面図である。
【図３】第１の実施の形態による熱電対、増幅器および表示器等を示す電気回路図である。
【図４】第１の実施の形態による栓体の各貫通孔内に各金属線を挿通した状態を示す縦断面図である。
【図５】メタルフロー技術により各金属線を栓体の各貫通孔内に固定した状態を示す縦断面図である。
【図６】第１の実施の形態による加圧治具を拡大して示す正面図である。
【図７】第１の実施の形態による加圧治具を示す図６中の矢示 VII−VII 方向からみた断面図である。
【図８】第１の実施の形態による加圧治具を栓体の端面に当接した状態を示す拡大断面図である。
【図９】第１の実施の形態による加圧治具により栓体の端面に凹陥部を形成した状態を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態による熱電対式温度測定装置を示す油圧シリンダに取付けた状態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態による熱電対式温度測定装置の栓体等を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１油圧シリンダ（温度検出対象物）
６，４１栓体（金属ベース）
６Ａ，４１Ａおねじ部（取付部）
６Ｂ，４１Ｂヘッド部
７，７′ 貫通孔
８，８′ 金属線
９，９′ 被覆部
１０熱接点
１１，１１′ 凹陥部（塑性変形部）
１２狭窄部
１３，３１回路ケーシング
１４基板
１５増幅器（信号処理回路）
１６電池
１７スイッチ
１８，３２温度表示器
２１加圧治具[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermocouple-type temperature measuring device suitably used for measuring, for example, the temperature of a high-pressure fluid or the temperature of a fluid in a vacuum, and in particular, a thermocouple adopting a hermetic seal structure by metal flow technology. The present invention relates to a temperature measuring device.
[0002]
[Prior art]
In general, a thermocouple-type temperature measurement device configured to join two metal wires of different types to each other to form a thermal contact, and to measure the temperature by inserting the thermal contact into an object to be detected. For example, it is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-95832 (Japanese Patent Publication No. 7-104215).
[0003]
In a thermocouple-type temperature measuring device of this type according to the related art, a cover plate such as a metal plate that closes the insertion hole is provided in a mounting hole (opening) of the detection object to block the inside and outside of the detection object. A hermetic seal comprising a pair of lead wires inserted into a pair of through holes provided in the cover plate, and an insulating seal made of a glass material or the like for fixing each of the lead wires in each through hole of the cover plate. The hermetic seal portion closes the insertion hole for the object to be detected.
[0004]
Here, each lead wire of the hermetic seal portion has one end extending into the object to be detected connected to the end of each metal wire constituting a thermocouple, and the other end protruding outside the object to be detected. Is connected to a signal processing circuit such as an amplifier. Then, a temperature detection signal output as an electromotive force from the thermal contact side of each of the metal wires in accordance with the temperature inside the detection target is led out of the detection target via each lead wire of the hermetic seal portion. After the signal is processed by a signal processing circuit or the like, the temperature is displayed by an external display or the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described thermocouple-type temperature measuring device according to the related art, each metal wire for the thermocouple and each lead wire of the hermetic seal portion are formed of different metal materials, and the respective ends are connected at the time of assembly. Therefore, this connection point may become a hot junction, and there is a problem that accurate temperature measurement becomes difficult due to generation of an electromotive force at a connection point other than the hot junction between the metal wires. .
[0006]
Also, since each lead wire of the hermetic seal portion is fixed in each through hole of the lid plate using an insulating seal made of a glass material or the like, for example, when an external impact load is received at a construction site or the like, There is a problem in that an insulating seal made of a brittle material such as glass is damaged at an early stage, and it is difficult to ensure the sealing performance over a long period of time.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and the present invention can perform accurate temperature measurement even when used under high pressure conditions or vacuum conditions, and can improve reliability and detect It is an object of the present invention to provide a thermocouple-type temperature measuring device capable of reliably sealing the inside and outside of an object for a long period of time.
[0008]
Another object of the present invention is to integrate a signal processing circuit such as an amplifier to make the whole compact, and to provide a temperature indicator so that the internal temperature of an object to be detected such as a pressure vessel can be reduced. It is an object of the present invention to provide a thermocouple-type temperature measuring device whose state can be easily confirmed.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a configuration adopted by the invention of claim 1 has a mounting portion for mounting to a temperature detection target, and a pair of through holes extending toward the inside of the detection target are formed. The metal base and one end side are joined to each other as a thermal contact, an intermediate portion covered with an insulating resin material is inserted into each through hole of the metal base, and the other end side is externally connected to the metal base. A pair of metal wires made of a thermocouple material protruding to the end surface side of the metal base located around each of the through holes, and covering a peripheral wall portion of each of the through holes with the insulating resin material A plastically deformed portion for sealing between the metal wires and the through holes by partially reducing the diameter together with the portion.
[0010]
With the above-described configuration, in a state where the middle portion in the length direction of each metal wire made of a thermocouple material is inserted into each through-hole of the metal base, the end face side of the metal base located around each through-hole is formed by metal flow technology. When plastically deformed, the diameter of the peripheral wall of each through-hole can be reduced so as to be narrowed together with the covering portion of each metal wire made of an insulating resin material, and the narrowed portion formed by plastic flow (metal flow) can reduce the diameter of each metal wire. And between each through hole can be sealed. Then, in this state, a thermal contact can be formed by joining one end of each metal wire extending from the metal base to the detection target side, and an amplifier is provided at the other end of each metal wire protruding outside the metal base. And other signal processing circuits can be easily connected.
[0011]
On the other hand, a configuration adopted by the invention of claim 2 is a metal base having a mounting portion for mounting to a temperature detection target, a metal base formed with a pair of through holes extending toward the inside of the detection target, and A covered cylindrical circuit casing provided on the metal base located outside the object, and one end side is joined to each other as a thermal contact, and an intermediate portion covered with an insulating resin material is provided on each of the metal bases. A pair of metal wires made of a thermocouple material, each of which is inserted into the through-hole and the other end of which protrudes from the metal base toward the inside of the circuit casing, and a pair of the metal bases located around each of the through-holes. A plastically deformed portion formed on the end face side and sealing between the metal wires and the through holes by partially reducing the diameter of the peripheral wall portion of each of the through holes together with the covering portion made of the insulating resin material; , The circuit A signal processing circuit that is located in the shing and is connected to the other end of each of the metal wires and performs signal processing of a temperature detection signal output from each of the metal wires; and a signal processing circuit provided in the circuit casing. And a temperature display for displaying the temperature in the detection object in accordance with the output signal from the controller.
[0012]
In this case, by providing the circuit casing on the metal base, the signal processing circuit can be housed in the circuit casing and the whole can be formed compact. By providing the temperature indicator on the outer surface of the circuit casing, the detection can be performed. The temperature state in the object can be displayed in real time.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, a battery for supplying power to the signal processing circuit and the temperature indicator is provided in the circuit casing.
[0014]
As a result, an external power supply or the like can be eliminated, the whole can be further compacted, the handling and the like can be simplified, and the workability during temperature measurement can be improved.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a thermocouple-type temperature measuring device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0016]
Here, FIGS. 1 to 9 show an example in which the thermocouple type temperature measuring device according to the first embodiment of the present invention is mounted on a hydraulic cylinder.
[0017]
In the drawing, reference numeral 1 denotes a hydraulic cylinder as a temperature measuring object. The hydraulic cylinder 1 has a tube 2 serving as a main body casing, and two oil chambers 3 which are slidably inserted into the tube 2 and are inserted into the tube 2. It comprises a piston (not shown) defining one (only one is shown), and a rod (not shown) having one end fixed to the piston and the other end protruding outside the tube. A tapered screw hole 4 is formed in the tube 2 at a position facing the oil chamber 3, and the screw hole 4 is closed by a plug 6 described later.
[0018]
Reference numeral 5 denotes a thermocouple-type temperature measuring device according to the present embodiment. The temperature measuring device 5 includes a plug 6 as a metal base, metal wires 8, 8 'described later, a circuit casing 13, and the like. Here, the plug 6 is formed of a rigid metal material such as steel, soft iron, aluminum alloy or stainless steel, and a tapered male screw screwed into the screw hole 4 of the hydraulic cylinder 1 is engraved on the outer peripheral side. A male screw portion 6A as a mounting portion and a head portion 6B integrally formed on the proximal end side of the male screw portion 6A and forming a hexagonal shape as shown in FIG. The plug 6 is formed to have a total length of, for example, about 20 to 30 mm, and the head portion 6B is formed to have a size that can be accommodated in a circle of about 20 to 30 mm.
[0019]
Reference numerals 7, 7 'denote a pair of through holes formed in the center of the plug 6, and these through holes 7, 7' are formed with a hole diameter of, for example, about 2 to 3 mm. Extends. As shown in FIG. 4, the through holes 7, 7 'are open at the lower end (one end) at the end face of the threaded portion 6A, and at the upper end (the other end) at the end face of the head 6B. .
[0020]
8, 8 'are a pair of metal wires extending into and out of the tube 2 through the through holes 7, 7' of the plug 6, and the metal wires 8, 8 'are each made of one thermocouple material. When the metal wire 8 is formed of a chromel wire made of an alloy of nickel (Ni) and chromium (Cr), the other metal wire 8 'is formed of nickel (Ni), aluminum (Al), silicon (Si) and manganese (Si). Mn) formed of an alumel wire. When one of the metal wires 8 is formed of a copper wire, the other metal wire 8 'may be formed of a copper-nickel alloy such as a constantan wire. Alternatively, the metal wires 8, 8 'may be formed of a combination of a copper-nickel alloy, an iron-copper-nickel alloy, a nickel-chromium alloy-copper-nickel alloy, or the like.
[0021]
Here, a tube longer than the plug 6 is formed of a flexible insulating resin material, for example, an engineering plastic such as PEEK (polyetheretherketone) at a middle portion in the length direction of the metal wires 8, 8 '. The cover portions 9, 9 'are formed in the shape of a circle, and the cover portions 9, 9' are inserted into the through holes 7, 7 'of the plug 6 together with the intermediate portions of the metal wires 8, 8'. One end of each of the metal wires 8, 8 'extends from the end face of the male screw portion 6A toward the oil chamber 3 of the hydraulic cylinder 1, and the tip ends of the metal wires 8 and 8' serve as thermal contacts 10 and are joined to each other. The other ends of the metal wires 8, 8 'protrude into the circuit casing 13 from the end face of the head 6B, and the protruding ends 8A, 8A' are connected to an amplifier 15 via a substrate 14, which will be described later. ing.
[0022]
11, 11, 11 'and 11' are recesses as plastic deformation portions formed on the end face side of the plug body 6 around the opening end sides of the through holes 7, 7 ', respectively. Reference numerals 11 and 11 'are formed by plastically deforming the end surface of the screw portion 6A side and the end surface of the head portion 6B side annularly around the through holes 7, 7' using a pressing jig 21 described later. Things.
[0023]
In the plug 6, so-called plastic flow (metal flow) is caused by the plastic deformation of each of the recesses 11 and 11 ', and each of the constrictions 12 is formed near the bottom side of each of the recesses 11 and 11'. As shown in FIG. 5, the portion 12 is reduced in diameter inward in the radial direction together with the covering portions 9, 9 'of the metal wires 8, 8' as shown in FIG. It is configured to seal gas-liquid tightly between the metal wires 8 and 8 '.
[0024]
Reference numeral 13 denotes a circuit casing detachably provided on the head portion 6B of the plug body 6. The circuit casing 13 is formed in a cylindrical shape with a bottom by a metal plate or the like, and a lower end side serving as an open end is formed on an end surface of the head portion 6B. Screwed with screws. A display 18 and the like, which will be described later, are attached to the lid 13A on the upper end side of the circuit casing 13.
[0025]
Reference numeral 14 denotes an insulating substrate as a board disposed in the circuit casing 13, and reference numeral 15 denotes an amplifier as a signal processing circuit mounted on the substrate 14 by means such as wire bonding or soldering. 3, the protruding ends 8A, 8A 'of the metal wires 8, 8' are connected to the input terminals thereof via a substrate 14 (pattern wiring) as shown in FIG. It is connected.
[0026]
Reference numeral 16 denotes a battery provided in the circuit casing 13 as an internal power supply. The battery 16 is configured as a small battery from a lithium battery or the like. Reference numeral 17 denotes a switch mounted on the side of the lid 13A of the circuit casing 13. The switch 17 is opened and closed by manual operation by an operator or the like. When the switch 17 is closed, the voltage from the battery 16 is supplied to the amplifier 15 and the display 18. And the power supply is stopped at the time of opening.
[0027]
Reference numeral 18 denotes a temperature indicator attached to the lid 13A side of the circuit casing 13. The indicator 18 is constituted by a digital indicator such as an LED, for example, and is provided in the oil chamber 3 detected by the temperature measuring device 5. The temperature is displayed as exemplified in FIG. 2 as “15 ° C.”. The display 18 has a display unit for three digits so that even when the temperature in the oil chamber 3 rises to 100 ° C. or more, the display can be displayed. The display 18 may be provided with a display unit having two or four or more digits as necessary.
[0028]
Reference numeral 19 denotes a sealing member for sealing between the screw hole 4 of the hydraulic cylinder 1 and the plug 6, and this sealing member 19 is made of, for example, an annular packing having heat resistance. 2 and the head portion 6B of the plug 6 are disposed in a sandwiched state.
[0029]
Further, reference numeral 21 denotes a pressing jig for forming the concave portions 11 and 11 'in the plug 6, and this pressing jig 21 is made of a hard metal material such as high-speed tool steel (SKH9). As shown in FIG. 7, the length is, for example, about 20 to 25 mm, and the outer diameter is about 3 to 3.5 mm.
[0030]
The distal end of the pressing jig 21 is a small-diameter cylindrical pressing portion 21A, and the proximal end is formed as a thick closed end 21B. In the middle of the pressing jig 21, a drawer hole 21C having a certain inclination angle is formed near the closed end 21B side, and the drawer hole 21C is formed by a metal inserted into the pressing jig 21. The tip side of the line 8 can be obliquely drawn outward in the direction of arrow A in FIG.
[0031]
The thermocouple-type temperature measuring device 5 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, an assembling process will be described with reference to FIGS.
[0032]
First, in the insertion step shown in FIG. 4, the middle portions of the metal wires 8, 8 'in the longitudinal direction are inserted together with the coating portions 9, 9' into the through holes 7, 7 'of the plug 6, and the metal wires 8, 8' are inserted. 'Project from the plug 6 upward and downward.
[0033]
In order to insert the protruding portions of the metal wires 8, 8 'into the pressing jig 21 shown in FIG. 7, the ends of the covering portions 9, 9' protruding from the end face of the plug 6 as shown in FIG. The plug is inserted into the cylindrical pressing portion 21A, and the distal end surface of the cylindrical pressing portion 21A is brought into contact with the end surface of the plug 6. At this time, the leading ends of the metal wires 8, 8 'are drawn out from the drawing hole 21C of the pressing jig 21 in the direction of arrow A in FIG. The distal end is prevented from abutting against the closed end 21B of the pressing jig 21.
[0034]
Next, in this state, the closed end 21B side of the pressing jig 21 is axially pressed by a press machine (not shown) or the like to push the small-diameter cylindrical pressing portion 21A in the direction of arrow B shown in FIG. To press-mold the annular recess 11 (11 ') on the end face side of the plug 6 (pressing step). In this pressurizing step, the end face side of the plug 6 is plastically deformed to form the annular recessed portion 11 (11 '), so that a so-called metal flow due to plastic deformation occurs near the end face of the plug 6, On the bottom side of the concave portion 11 (11 '), a constriction portion 12 for reducing the diameter of the peripheral wall of the through hole 7 (7') radially inward together with the coating portion 9 (9 ') of the metal wire 8 (8'). Is formed.
[0035]
As a result, the space between the through-hole 7 (7 ') and the metal wire 8 (8') is air-liquid tightly sealed by the constricted portion 12 through the reduced diameter portion 9A (9A ') of the covering portion 9 (9'). Is done. The pressing step (pressing operation) by the pressing jig 21 described above is sequentially repeated on the end face side of the male screw part 6A and the end face side of the head part 6B, and as shown in FIG. A total of four recesses 11 (11 ') are formed around the end face of the male screw 6A and the end face of the head 6B, and each constriction 12 is located near each of the recesses 11, 11'. Molded by metal flow.
[0036]
Next, the distal ends of the metal wires 8, 8 'protruding downward from the external thread portion 6A side of the plug 6 are joined to each other to form the thermal contact 10 (thermal contact forming step).
[0037]
A circuit casing 13 is mounted on the head 6B of the plug 6, and the amplifier 15 in the circuit casing 13 is connected to the protruding ends 8A, 8A 'of the metal wires 8, 8' via the substrate 14. In this case, the protruding ends 8A, 8A 'of the metal wires 8, 8' are formed in advance as pin terminals, and fitting holes for the pin terminals are provided on the substrate 14 side, so that the amplifier 15 can be connected to the substrate 14. Can be easily connected to the protruding ends 8A, 8A 'of the metal wires 8, 8'. The board 14 may be positioned in the circuit casing 13 via a bracket (not shown) or the like.
[0038]
Further, a battery 16 is provided in the circuit casing 13, and a switch 17 and a display 18 are provided on the cover 13A side of the circuit casing 13. The battery 16, the switch 17 and the display 18 are arranged as shown in FIG. Is connected to the amplifier 15 as shown in the circuit diagram of FIG. Note that this connection operation is preferably performed before attaching the circuit casing 13 to the plug 6.
[0039]
Next, with the temperature measuring device 5 assembled as described above, the external thread 6A of the plug 6 is screwed into the screw hole 4 of the hydraulic cylinder 1, and the screw hole 4 and the plug 6 are The space is sealed gas-liquid tightly, and the thermal contacts 10 of the metal wires 8, 8 'constituting the thermocouple are inserted and arranged in the oil chamber 3 of the hydraulic cylinder 1.
[0040]
In this state, an electromotive force corresponding to the temperature in the oil chamber 3 is generated between the metal wires 8 and 8 'by the hot junction 10, and the electromotive force is output to the amplifier 15 as a temperature detection signal. At this time, the amplifier 15 is supplied with power from the battery 16 via the switch 17 to perform amplification processing and the like on the temperature detection signal, and outputs a processing signal to the display 18. Temperature can be digitally displayed in real time.
[0041]
Thus, according to the present embodiment, a pair of through holes 7, 7 'are formed in the plug 6 made of a metal material to cover the middle portions in the length direction of the metal wires 8, 8' made of a thermocouple material. The end faces of the plug 6 located around the through holes 7, 7 'on the threaded portion 6A side and the head portion 6B side while being inserted into the through holes 7, 7' of the plug 6 together with the portions 9, 9 '. Is plastically deformed by the pressing jig 21 to form the recesses 11 and 11 ′ on the end surface side of the male screw portion 6A and the end surface side of the head portion 6B, respectively. The diameter of the peripheral wall portion can be reduced so as to be narrowed together with the coating portions 9 and 9 'of the metal wires 8, 8', and the metal wires 8, 8 '(the coating portion 9) are formed by the narrowed portions 12 formed by plastic flow (metal flow). , 9 ′) and the through holes 7, 7 ′ can be sealed gas-liquid tightly.
[0042]
Further, in this state, one ends of the metal wires 8, 8 'protruding from the external thread portion 6A side of the plug 6 are joined to each other to form a thermal contact 10, and at the same time, to the outside from the head portion 6B side of the plug 6. A signal processing circuit such as an amplifier 15 is connected to the protruding ends 8A and 8A 'of the protruding metal wires 8 and 8' via a substrate 14 so as to be disposed in a circuit casing 13 provided on the head portion 6B of the plug 6. Since the configuration is such that the amplifier 15 and the like are accommodated, these can be compactly accommodated in the circuit casing 13, and the temperature measuring device 5 can be downsized and a compact configuration can be easily handled.
[0043]
Further, since the switch 17 and the indicator 18 are provided on the cover 13A side of the circuit casing 13, the operator operates the switch 17 to close the switch 17 as needed, for example, the hydraulic cylinder 1 (object to be detected). The temperature state of the inside can be displayed and inspected in real time by the display 18, and when the temperature measurement is completed, the switch 17 can be appropriately opened to stop the temperature display.
[0044]
Furthermore, by providing the small battery 16 in the circuit casing 13 in a detachable manner, an external power supply and the like can be eliminated, the whole can be further compacted, and the handling of the temperature measuring device 5 can be simplified. The workability at the time of assembly, temperature measurement, and the like can be greatly improved.
[0045]
The metal wires 8, 8 'are formed of a single thermocouple material from the position of the thermal contact 10 on one end to the protruding ends 8A, 8A' connected to the amplifier 15, and are provided between the metal wires 8, 8 '. The parts are fixed to the through-holes 7, 7 'of the plug 6 by metal flow technology via resin covering parts 9, 9', so that the through-holes 7, 7 'of the plug 6 and the metal wire are fixed. A gas-liquid tight hermetic seal structure can be formed between the hydraulic cylinder 8 and 8 'to prevent the pressure and temperature in the hydraulic cylinder 1 from leaking to the outside. Problems such as generation of electromotive force at 8, 8 'can be solved, and the temperature in the hydraulic cylinder 1 (oil chamber 3) can be measured with high accuracy and stability.
[0046]
Therefore, according to the temperature measuring device 5 of the present embodiment, accurate temperature measurement can be performed even under a high pressure condition or a vacuum condition of the hydraulic cylinder 1 and the like, and the measurement accuracy and reliability can be improved, and the construction site can be improved. Even when an impact load or the like is applied under severe conditions such as the above, it is possible to prevent the seal structure between the through holes 7, 7 'of the plug 6 and the metal wires 8, 8' from being damaged, The inside of the oil chamber 3 of the hydraulic cylinder 1 can be kept sealed to the outside for a long time.
[0047]
Further, by housing a signal processing circuit such as the amplifier 15 and a battery 16 in the circuit casing 13 provided on the stopper 6, the temperature measuring apparatus 5 can be configured to be compact and the display 18 can be used. With the attachment, the temperature state inside the object to be detected such as the hydraulic cylinder 1 can be easily checked from the outside, and the temperature measurement accuracy and the mountability to the hydraulic cylinder 1 and the like can be improved.
[0048]
Furthermore, compared to a thermistor thermometer, etc., it is possible to easily perform temperature measurement in a special environment without providing a special protective tube, etc., and to accurately measure temperature without a converter even under high pressure conditions, for example. The temperature can be displayed in real time by the attached display 18.
[0049]
Next, FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described first embodiment, and the description thereof will be omitted. And However, a feature of the present embodiment is that the circuit board 31 and the amplifier 15 are housed in a circuit casing 31 provided on the head portion 6B of the plug 6, and a digital temperature indicator is provided on a side surface of the circuit casing 31. 32.
[0050]
Here, the display 32 has substantially the same configuration as the display 18 described in the first embodiment, but the temperature display area can be enlarged by mounting the display 32 on the side surface of the circuit casing 31. . In this case, a configuration in which a battery (not shown) is provided in the circuit casing 31 or a configuration in which an external battery is provided outside the circuit casing 31 is also possible.
[0051]
Thus, in the present embodiment configured as described above, substantially the same operation and effect as those in the first embodiment can be obtained.
[0052]
Next, FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. I do.
[0053]
In the figure, reference numeral 41 denotes a stopper as a metal base, and the stopper 41 is made of a metal material such as steel, soft iron, an aluminum alloy or stainless steel having rigidity similarly to the stopper 6 described in the first embodiment. It has a male thread 41A, a head 41B, and the like.
[0054]
However, in the plug 41 according to the present embodiment, a circular flange portion 41C and a ring groove 41D are integrally formed between the external thread portion 41A and the head portion 41B, and an O-ring as a sealing member is formed in the ring groove 41D. (Not shown) is attached. The stopper 41 has an overall length of, for example, about 20 to 30 mm, and the flange 41C has an outer diameter of about 20 to 30 mm.
[0055]
The external thread portion 41A serving as an attachment portion of the plug 41 is formed of a normal coarse thread or a fine thread, and is screwed into a screw hole (not shown) of a pressure vessel serving as a detection target. is there. Further, two flat portions and the like are formed in the head portion 41B, and a tightening torque is applied to the plug 41 by engaging a tool such as a wrench with the flat portions. When the external thread 41A of the plug 41 is screwed into the screw hole, the flange of the plug 41 is fastened to the outer surface of the pressure vessel or the like. Are sealed gas- and liquid-tight.
[0056]
On the other hand, as described in the first embodiment, a pair of through holes 7, 7 'are formed in the center of the stopper 41, and the metal wires 8, 8' are provided in the through holes 7, 7 '. The middle part is inserted through the covering parts 9, 9 '. Also in this case, by forming the recesses 11 and 11 'on the end face side of the plug 41, the vicinity of the recesses 11 and 11' is constricted to the peripheral wall side of the through holes 7 and 7 '. A portion 12 is formed, and the space between the through holes 7, 7 'and the metal wires 8, 8' is hermetically sealed by each constricted portion 12.
[0057]
Thus, in the present embodiment configured as described above, substantially the same operation and effect as those in the first embodiment can be obtained.
[0058]
In the first embodiment, the battery 16 is described as being provided in the circuit casing 13. However, the present invention is not limited to this. For example, power may be supplied to the amplifier 15 or the like by an external power supply. The display 18 is not limited to a digital display, but may be an analog temperature display with a scale or the like. This is the same as in the second embodiment.
[0059]
Further, in each of the above embodiments, the signal processing circuit is described as being configured by the amplifier 15 provided in the circuit casing 13 (31). However, the present invention is not limited to this. It is also possible to adopt a configuration in which a signal processing circuit having a shaping function, a noise removing function, and the like is provided in a circuit casing.
[0060]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, a pair of through holes are formed in a metal base attached to an object to be detected, and a longitudinal intermediate portion of each metal wire made of a thermocouple material is formed. In a state inserted into each through-hole of the metal base, the end face side of the metal base located around each through-hole is plastically deformed by metal flow technology, and a configuration is formed to seal between each metal wire and each through-hole. Therefore, even when an impact load or the like is applied under severe conditions such as a construction site, it is possible to prevent the seal structure between each of the metal base through holes and each of the metal wires from being damaged, and for example, to reduce the pressure. The inside of a detection target such as a container can be kept sealed to the outside for a long time.
[0061]
In addition, since each metal wire extending to the inside and outside of the metal base can be formed of a single thermocouple material, problems such as generation of an electromotive force in each metal wire at a position other than the hot junction can be solved, and the inside of the detection target can be eliminated. Temperature can be measured stably with high accuracy. Therefore, accurate temperature measurement can be performed even when the temperature measuring device is used under severe high-pressure conditions or vacuum conditions, and reliability can be improved.
[0062]
On the other hand, according to the second aspect of the present invention, a signal processing circuit for performing signal processing of a temperature detection signal output from each metal wire is provided in a covered cylindrical circuit casing provided on a metal base, and the signal processing is performed. Since the temperature indicator for displaying the temperature in the object to be detected is provided according to the output signal from the circuit, a signal processing circuit such as an amplifier can be integrated in the circuit casing, and the whole can be compactly configured. By attaching the temperature indicator, the temperature state inside the object to be detected such as the pressure vessel can be easily confirmed in real time from the outside.
[0063]
According to the third aspect of the present invention, since a battery for supplying power to the signal processing circuit and the temperature indicator is provided in the circuit casing, an external power supply and the like can be dispensed with, and the whole is further compacted. In addition, the handling of the temperature measuring device can be simplified, and the workability at the time of assembly, temperature measurement, and the like can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a thermocouple type temperature measuring device according to a first embodiment of the present invention is attached to a hydraulic cylinder.
FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 showing the temperature measuring device according to the first embodiment.
FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a thermocouple, an amplifier, a display, and the like according to the first embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state in which each metal wire is inserted into each through hole of the plug according to the first embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a state in which each metal wire is fixed in each through hole of the plug by a metal flow technique.
FIG. 6 is an enlarged front view showing a pressing jig according to the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the pressing jig according to the first embodiment, as seen from the direction of arrows VII-VII in FIG.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the pressing jig according to the first embodiment is in contact with the end surface of the plug.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which a recess is formed on the end surface of the plug using the pressing jig according to the first embodiment.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a thermocouple-type temperature measuring device according to a second embodiment of the present invention attached to a hydraulic cylinder.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a plug and the like of a thermocouple-type temperature measuring device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Hydraulic cylinder (temperature detection target)
6,41 Plug body (metal base)
6A, 41A Male thread (mounting part)
6B, 41B Head
7,7 'through hole
8,8 'metal wire
9,9 'coating
10 Hot junction
11, 11 'recess (plastic deformation)
12 stenosis
13,31 Circuit casing
14 Substrate
15 Amplifier (signal processing circuit)
16 batteries
17 switches
18,32 Temperature display
21 Pressing jig

Claims

A metal base having a mounting portion for mounting to the temperature detection target, and having a pair of through holes extending toward the inside of the detection target;
A thermocouple whose one end is joined to each other as a thermal contact, an intermediate portion covered with an insulating resin material is inserted into each through-hole of the metal base, and the other end protrudes outside from the metal base. A pair of metal wires made of a material,
Each of the metal wires is formed at an end face side of the metal base so as to be positioned around each of the through holes, and the peripheral wall of each of the through holes is partially reduced in diameter together with the covering portion made of the insulating resin material. And a plastically deforming portion for sealing between each of the through holes.

A metal base having a mounting portion for mounting to the temperature detection target, and having a pair of through holes extending toward the inside of the detection target;
A closed tubular circuit casing provided on the metal base located outside the detection target,
One end side is joined to each other as a thermal contact, an intermediate portion covered with an insulating resin material is inserted into each through hole of the metal base, and the other end side is directed from the metal base toward the inside of the circuit casing. A pair of metal wires made of protruding thermocouple material,
Each of the metal wires is formed at an end face side of the metal base so as to be positioned around each of the through holes, and the peripheral wall of each of the through holes is partially reduced in diameter together with the covering portion made of the insulating resin material. And a plastically deformed portion that seals between each through hole,
A signal processing circuit that is located in the circuit casing and connected to the other end of each of the metal wires, and performs signal processing of a temperature detection signal output from each of the metal wires,
A thermocouple-type temperature measuring device provided on the circuit casing and configured to display a temperature in the detection object in accordance with an output signal from the signal processing circuit.

The thermocouple-type temperature measuring device according to claim 2, wherein a battery for supplying power to the signal processing circuit and the temperature indicator is provided in the circuit casing.