JP5289062B2 - センサー及び温度測定器具 - Google Patents

Description

公知の温度測定器具はドイツ特許公報ＤＥ ２９３８０８６Ｂ１及びＤＥ １９５０４５７２ Ｃ２に開示されている。

達成されるべき課題の１つは、監視対象の気流内の温度測定に適したセンサーについて詳述することにある。

検出素子及び検出素子と接続され、検出素子よりも強い気流にさらされる接続線路を備えたセンサーについて述べる。検出素子は、監視対象の気流から有意に取り外される。

測定対象の熱量は、主として接続線路から検出素子に伝達されるため、測定結果は測定センサーが設置された箇所の温度に相当することは少なく、従って局地的な測定結果にはほとんど対応しない。むしろ、接続線路が走る気流の通る領域にわたる平均温度が測定される。

検出素子は、保護膜の有無を問わないＮＴＣ素子（熱導体）を使用する。ＮＴＣは、負の温度係数（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）の略称である。その他の温度センサーが考えられてもよい。

検出素子は有利にはポイントセンサーであるため、気流に露出されている接続線路を通じた温度の統一可能性は、空調システムといった異なる温度の流れ成分を生成するアプリケーションには特に有利である。

また、好適な構造についても詳述する。

温度測定に際し、接続線路は検出素子と比べ、監視対象となる、密度流の強い気流への露出度が大きい。

改良型の中には、接続線路を案内するための案内装置を備える支持部材（ｃａｒｒｉｅｒ）をセンサーに取り付けたタイプも存在する。

接続線路は有利には支持部材の長手方向に設置される。気流の大部分を接続線路に直接到達させるため、気流を流れ方向に通すよう案内装置を配置している。したがって、基本的に四方の接続線路の周囲を、非常に好適な形態では上側と下側の両側を気流が通る。

この目的のために、上記の形態を実現するには、センサーの長手軸に平行に配置された案内面を３個以上使用することが望ましい。案内面は有利には半径方向に（星形に）設置されており、センサーの長軸に対し直角となる。上述した面配置を安定させるため、案内面に対し垂直で、これらの面に堅く接続された安定器具を使用することも可能である。

接続線路は監視対象である気流を有利には少なくとも一部通し得る、支持部材で構成される空隙に配置することも可能である。

案内器具は、有利には監視対象の気流と平行であるため、検出素子の接続線路の周囲の気流は長手方向に対し垂直となる。

有利な改良型の中には、気流から検出素子が少なくとも一部遮蔽されているタイプもある。気流から遮蔽され、案内装置から隔離されており、気流が原則的に到達しないようなチャンバー内に検出素子が配置される。検出素子は原則的に遮蔽物により気流から外される。

接続線路は気流の熱を取得するための貯蔵素子である。接続線路で捕捉された熱量は線路の長さに基づき統合される。接続線路は熱流束の平均値を提供し、検出素子に伝達する。案内装置の長さは、有利には検出素子が格納されているチャンバーの長さの少なくとも５倍以上に等しいが、これに限られない。チャンバーの最大長を案内装置の長さの１／４としてもよい。

接続線路には、銅のような、熱の伝導に適した導電性材料が含まれる。

センサーは温度測定器具として使用することも可能である。接続線路が監視対象の気流の主方向に対し垂直になるよう、支持部材の上にセンサーを配置する。

有利な具体例を図に従って説明する（ただし、寸法は正確には示されない）。

図１、図２に検出素子１及び支持部材２０からなるセンサーを別個に示す。２本の接続線路１１は検出素子１に接続されている。接続線路１１は、裸線の場合もある。接続線路１１は、電気的な絶縁線でもよい。薄い電気的絶縁皮膜で覆う場合もある。

支持部材２０は、長軸を有する。支持部材は、案内装置２２で形成され、接続線路１１が案内される。この案内装置は支持部材の長軸に沿って配置されており、気流が少なくとも主方向に通るようにする（図１の上側から下側に流れる）。

案内器具２２はセンサーの長軸に対して平行な３個の案内面２４で構成されている。

互いに面する案内面２４の先端間には、半径方向に開放されており、長軸に沿って配置された案内路が接続線路を案内するために形成されている。断面において、案内面２４は、センサーの長軸に対して垂直に、半径方向に配置されている。上述した面配置を安定化させるため、案内面２４に対して垂直に配置され、これらの面に堅く接続された安定器具２３を設置する。

案内装置２２は、有利には比較的厚みが薄い表面材２４により遮蔽された領域内に、四方に気流を通すようにする。支持部材の長軸は気流４の主方向に対し垂直に配置されている。

支持部材の表面には、有利には案内装置２２から遮蔽されている、検出素子１を格納するためのチャンバー２１が配置されている。

気流４は主として案内装置２２の領域内にある支持部材の周囲を流れる。対照的に、チャンバー２１は有利には主流域からは隔離されている。チャンバー２１が気流に露出した場合においても、検出素子１はチャンバーの壁部により気流から遮蔽される。

検出素子は、接続線路の基材と比べ熱伝導性が低い遮蔽層により被覆することも可能である。熱線の比率は少なくとも２倍に達する。遮蔽層またはチャンバー２１は検出素子１の保護及び有害な環境的影響からの保護を保証するため設置されている。

支持部材２０は、有利には接続線路１１と電気的に接続するために接続素子とプラグ接続されている取っ手２５に連結している。接続素子の基材は接続線路１１と比べ低い熱伝導率を有する。したがって、原則的には、検出素子１から離れて、接続線路１１の先端に熱が分離されることはない。

検出素子及び接続線路から成るセンサーの断面図である。監視対象の気流の熱を捕捉し、検出素子にこの熱を伝達するのに適している。 図１に示したセンサーの斜視図である。

符号の説明

１ 検出素子
４ 気流
１１ 接続線路
２０ 支持部材
２１ 検出素子１を格納したチャンバー
２２ 接続線路１１を格納したチャンバー
２３ 安定器具
２４ 案内面
２５ プラグ

Claims (8)

1. 監視対象である気流（４）の温度測定のためのセンサーであって、
   温度検出に好適な検出素子（１）と、
   前記検出素子に接続された接続線路（１１）と、を備え、
   前記接続線路（１１）が、前記接続線路（１１）の周りを流れる監視対象の気流（４）の熱を捕捉すると共に、捕捉した熱を前記検出素子（１）に伝達することで、前記検出素子（１）は、前記接続線路（１１）の周りの気流（４）の温度を検出し、
   温度測定に際し、前記接続線路（１１）が前記検出素子（１）よりも密度流が強い気流（４）に露出される、
   ことを特徴とするセンサー。
2. 監視対象である気流（４）の温度測定のためのセンサーであって、
   温度検出に好適であり、気流から少なくとも一部が遮蔽されている検出素子（１）と、
   前記検出素子に接続された接続線路（１１）と、を備え、
   前記接続線路（１１）が、前記接続線路（１１）の周りを流れる監視対象の気流（４）の熱を捕捉すると共に、捕捉した熱を前記検出素子（１）に伝達することで、前記検出素子（１）は、前記接続線路（１１）の周りの気流（４）の温度を検出する、
   ことを特徴とするセンサー。
3. 温度測定に際し、前記接続線路（１１）が前記検出素子（１）よりも密度流が強い気流（４）に露出される、請求項２に記載のセンサー。
4. 前記接続線路（１１）を案内する案内装置（２２）を含む支持部材（２０）を更に備え、前記案内装置（２２）は、監視対象の気流（４）をその流れ方向に少なくとも部分的に通すことにより、監視対象の気流（４）が前記接続線路（１１）の大部分に直接に到達することを可能とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のセンサー。
5. 前記検出素子（１）は、前記案内装置（２２）から隔離されたチャンバー（２１）内に配置されることにより気流から遮蔽されており、前記チャンバー（２１）の最大長が前記案内装置（２２）の長さの１／４である、請求項４に記載のセンサー。
6. 前記接続線路（１１）が熱伝導に好適な材料を含む、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のセンサー。
7. 前記接続線路（１１）が銅（Ｃｕ）を含む、請求項６に記載のセンサー。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のセンサーを有し、
   前記接続線路（１１）が気流（４）の主方向に対し垂直に配置されている、温度測定機器。

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