JP5659706B2

JP5659706B2 - Cold spray measuring device and measuring method using the same

Info

Publication number: JP5659706B2
Application number: JP2010248743A
Authority: JP
Inventors: 貴也山本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2030-11-05
Also published as: JP2012097347A

Description

本発明は、コールドスプレーによる噴射体の物理量を測定する測定装置およびこれを用いる測定方法の技術に関する。 The present invention relates to a measuring device for measuring a physical quantity of an ejector by cold spray and a technique of a measuring method using the measuring device.

コールドスプレーは、金属部材に皮膜を形成する新しい溶射方法の技術として公知である。コールドスプレーは、固相状態のまま原料粉末の皮膜を形成する方法として注目されている。より詳しくは、コールドスプレーとは、原料粉末の融点又は軟化点よりも低い温度の作動ガスを超音速流とし、作動ガス中に原料粉末を投入してノズルより噴射し、固相状態のまま金属部材に衝突させて皮膜を形成する溶射方法である。言い換えれば、コールドスプレーとは、金属、合金、金属間化合物またはセラミックス等の原料粉末を超音速で金属表面に固相状態で衝突させて皮膜を形成するものである。例えば、特許文献１はコールドスプレーのノズルの構成を開示している。 Cold spraying is known as a technique of a new thermal spraying method for forming a film on a metal member. Cold spray is attracting attention as a method for forming a film of a raw material powder in a solid state. More specifically, cold spray is a supersonic flow of working gas at a temperature lower than the melting point or softening point of the raw material powder, the raw material powder is injected into the working gas and injected from the nozzle, and the metal is kept in a solid state. This is a thermal spraying method in which a film is formed by colliding with a member. In other words, the cold spray is a method in which a raw material powder such as a metal, an alloy, an intermetallic compound, or a ceramic is collided with a metal surface at a supersonic speed in a solid state to form a film. For example, Patent Document 1 discloses a configuration of a cold spray nozzle.

しかし、コールドスプレーが注目されている一方で、コールドスプレーによる噴射体の物理量の測定については実現できていないのが現状である。その原因として、超音速で飛行する微粒子を捉えなければならないこと、通常の溶射（１０００℃〜４０００℃）よりも温度が低い（６００℃）ため溶射の測定技術が適用できないこと、測定環境が超音速場であるため測定装置が衝撃波等の影響を受けること、等が挙げられる。 However, while the cold spray is attracting attention, it has not been possible to realize the physical quantity measurement of the ejector by the cold spray. The reason for this is that the particles flying at supersonic speed must be captured, the temperature is lower than normal spraying (1000 ° C to 4000 ° C) (600 ° C), and the spraying measurement technique cannot be applied, and the measurement environment is super For example, the measuring device is affected by shock waves and the like because of the sonic field.

特開２０１０−１４２６６９号公報JP 2010-142669 A

本発明の解決しようとする課題は、コールドスプレーによる噴射体の物理量の測定を実現することである。 The problem to be solved by the present invention is to realize measurement of a physical quantity of an ejector by cold spray.

即ち、請求項１においては、コールドスプレーによる噴射体の温度を測定するコールドスプレー測定装置であって、前記コールドスプレーは、材料粉末の融点未満又は軟化温度以下の作動ガスを超音速流とし、前記材料粉末と共にスプレーガンのノズルから噴射体として噴射する溶射方法であって、前記測定装置は、前記噴射体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段を支持するノーズコーンと、を具備し、前記ノーズコーンは、円錐形状に形成され、前記コールドスプレーの噴射方向と同軸上に前記円錐形状の円錐軸が配置され、前記コールドスプレーの噴射方向に対向して前記円錐形状の頂部が配置され、前記ノーズコーンの頂部の半頂角は、以下の数１で表されるマッハ角θ_M以下の角度となるように形成され、前記温度検出手段は、温度検出部と、前記温度検出部から延出する電線部と、を具備し、前記ノーズコーンに内設され、前記ノーズコーンの頂部に温度検出部が配置されるものである。

但し、数１におけるＭは、コールドスプレーによって形成される超音速場の音速を表すマッハ数である。 That is, in claim 1, a cold spray measuring device for measuring a temperature of an ejector by cold spray, wherein the cold spray uses a working gas having a temperature lower than a melting point of a material powder or lower than a softening temperature as a supersonic flow, A thermal spraying method in which spraying is performed as a spray body from a nozzle of a spray gun together with a material powder, wherein the measuring device includes temperature detection means for detecting the temperature of the spray body, and a nose cone for supporting the temperature detection means. The nose cone is formed in a conical shape, the conical axis of the conical shape is arranged coaxially with the injection direction of the cold spray, and the top of the conical shape is arranged opposite to the injection direction of the cold spray. The apex half apex angle of the nose cone is formed so as to be an angle equal to or less than the Mach angle θ _M expressed by the following equation (1). The outlet means includes a temperature detection unit and an electric wire unit extending from the temperature detection unit, is provided in the nose cone, and the temperature detection unit is disposed on the top of the nose cone.

However, M in Formula 1 is a Mach number representing the sound speed of the supersonic field formed by cold spray.

請求項２においては、請求項１記載のコールドスプレー測定装置であって、前記ノーズコーンは、前記円錐形状の側面周囲に複数のスリットが前記頂部に向かって放射状に形成され、前記温度検出手段の前記電線部は、前記スリットに埋設されるものである。 The cold spray measuring device according to claim 1, wherein the nose cone has a plurality of slits formed radially around the conical side surface toward the top, and the temperature detecting means. The electric wire portion is embedded in the slit.

請求項３においては、請求項１または２記載のコールドスプレー測定装置であって、前記ノーズコーンの頂部には、前記コールドスプレーの噴射方向に対して垂直な平面が形成され、前記平面の直径は、前記ノズルの口径よりも大きく形成されるものである。 In Claim 3, It is a cold spray measuring apparatus of Claim 1 or 2, Comprising: The plane perpendicular | vertical with respect to the injection direction of the cold spray is formed in the top part of the nose cone, The diameter of the plane is The diameter of the nozzle is larger than that of the nozzle.

請求項４においては、コールドスプレーによる噴射体の温度を測定するコールドスプレー測定装置であって、前記コールドスプレーは、材料粉末の融点未満又は軟化温度以下の作動ガスを超音速流とし、前記材料粉末と共にスプレーガンのノズルから噴射体として噴射する溶射方法であって、前記コールドスプレー測定装置は、前記噴射体の流速を検出するピトー管と、前記ピトー管を支持するノーズコーンと、を具備し、前記ノーズコーンは、円錐形状に形成され、前記コールドスプレーの噴射方向と同軸上に前記円錐形状の円錐軸が配置され、前記コールドスプレーの噴射方向に対向して前記円錐形状の頂部が配置され、前記ノーズコーンの頂部の半頂角は、以下の数１で表されるマッハ角θ_M以下の角度となるように形成され、前記ピトー管は、その先端部が前記ノーズコーンの先端部から突出するように、前記ノーズコーンの円錐軸に沿って挿設され、前記ピトー管の前記コールドスプレーの噴射方向に対向する側の先端形状は、前記マッハ数に対応するマッハ角以下に形成されるものである。

但し、数１におけるＭは、コールドスプレーによって形成される超音速場の音速を表すマッハ数である。 5. The cold spray measuring apparatus for measuring a temperature of an ejector by cold spray, wherein the cold spray uses a working gas having a temperature lower than a melting point of the material powder or lower than a softening temperature as a supersonic flow, and the material powder. And a spray method for spraying as a spray body from a nozzle of a spray gun, wherein the cold spray measuring device comprises a Pitot tube for detecting a flow rate of the spray body, and a nose cone for supporting the Pitot tube, The nose cone is formed in a conical shape, the conical cone axis is arranged coaxially with the injection direction of the cold spray, and the top of the conical shape is arranged opposite to the injection direction of the cold spray, A half apex angle of the apex of the nose cone is formed to be an angle equal to or less than a Mach angle θ _M represented by the following formula 1, The tube is inserted along the cone axis of the nose cone so that the tip of the tube protrudes from the tip of the nose cone, and the tip of the pitot tube on the side facing the cold spray injection direction Is formed below the Mach angle corresponding to the Mach number.

請求項５においては、コールドスプレーによる噴射体の温度を測定するコールドスプレー測定装置であって、前記コールドスプレーは、材料粉末の融点未満又は軟化温度以下の作動ガスを超音速流とし、前記材料粉末と共にスプレーガンのノズルから噴射体として噴射する溶射方法であって、前記コールドスプレー測定装置は、前記噴射体の温度を検出するシース熱電対と、前記シース熱電対を支持するノーズコーンと、を具備し、前記ノーズコーンは、前記コールドスプレーの噴射方向と同軸上に前記円錐形状の円錐軸が配置され、コールドスプレーの噴射方向に対向して前記円錐形状の頂部が配置され、前記ノーズコーンの頂部の半頂角は、以下の数１で表されるマッハ角θ_M以下の角度となるように形成され、前記シース熱電対は、その先端部が前記ノーズコーンの先端部から突出するように、前記ノーズコーンの円錐軸に沿って挿設され、前記シース熱電対のコールドスプレーの噴射方向に対向する側の先端形状は、前記マッハ数に対応するマッハ角以下の角度となるように形成されるものである。

但し、数１におけるＭは、コールドスプレーによって形成される超音速場の音速を表すマッハ数である。 6. The cold spray measuring apparatus according to claim 5, wherein the temperature of the spray body is measured by a cold spray, wherein the cold spray uses a working gas having a temperature lower than the melting point of the material powder or lower than the softening temperature as a supersonic flow. And a spray method for spraying as a spray body from a nozzle of a spray gun, wherein the cold spray measuring device comprises a sheath thermocouple for detecting the temperature of the spray body and a nose cone for supporting the sheath thermocouple. The nose cone has the cone-shaped conical axis arranged coaxially with the spray direction of the cold spray, and the top of the conical shape is arranged to face the spray direction of the cold spray. The half apex angle is formed so as to be an angle equal to or less than the Mach angle θ _M represented by the following formula 1, and the sheath thermocouple The tip shape on the side facing the cold spraying direction of the sheath thermocouple is inserted along the conical axis of the nose cone so that the tip portion protrudes from the tip portion of the nose cone. The angle is equal to or smaller than the Mach angle corresponding to.

請求項６においては、請求項１から５のいずれか１項に記載のコールドスプレー測定装置を用いた測定方法であって、前記ノーズコーンの側面には、前記円錐軸を中心とするリングがマーキングされ、前記スプレーガンのノズル近傍には、リング状のレーザを放射するレーザポインタが配置され、前記コールドスプレー測定装置を用いた測定方法は、前記レーザポインタのリング状のレーザを前記ノーズコーンの側面に照射し、前記リング状のレーザと前記ノーズコーンの側面にマーキングされたリングとを一致させ、前記スプレーガンと前記コールドスプレー測定装置とをセンタリングするものである。 In Claim 6, It is a measuring method using the cold spray measuring apparatus of any one of Claim 1-5, Comprising: The ring centering on the said cone axis | shaft is marked on the side surface of the said nose cone. A laser pointer that emits a ring-shaped laser is disposed in the vicinity of the nozzle of the spray gun, and the measuring method using the cold spray measuring device is configured such that the ring-shaped laser of the laser pointer is placed on the side surface of the nose cone. , The ring-shaped laser and the ring marked on the side surface of the nose cone are aligned to center the spray gun and the cold spray measuring device.

請求項７においては、請求項１から５のいずれか１項に記載のコールドスプレー測定装置を用いた測定方法であって、前記スプレーガンのノズル近傍には、水平方向と平行な線分のレーザを放射する水平レーザポインタと、鉛直方向と平行な線分のレーザを放射する鉛直レーザポインタと、が配置され、前記コールドスプレー測定装置を用いた測定方法は、前記水平レーザポインタによるレーザと前記鉛直レーザポインタによるレーザとを前記ノーズコーンに照射し、前記水平レーザポインタによるレーザと、前記鉛直レーザポインタによるレーザと、の交点を前記ノーズコーンの頂点に一致させ、前記スプレーガンと前記コールドスプレー測定装置とをセンタリングするものである。 In Claim 7, It is a measuring method using the cold spray measuring apparatus of any one of Claim 1-5, Comprising: The laser of the line segment parallel to a horizontal direction is provided in the nozzle vicinity of the said spray gun. A horizontal laser pointer that emits laser light and a vertical laser pointer that emits laser light in a line segment parallel to the vertical direction are arranged, and the measuring method using the cold spray measuring device includes the laser by the horizontal laser pointer and the vertical The nose cone is irradiated with a laser by a laser pointer, the intersection of the laser by the horizontal laser pointer and the laser by the vertical laser pointer is made coincident with the apex of the nose cone, and the spray gun and the cold spray measuring device Is centered.

本発明のコールドスプレー測定装置およびこれを用いる測定方法によれば、コールドスプレーによる噴射体の物理量の測定を実現することができる。 According to the cold spray measuring apparatus and the measuring method using the same of the present invention, it is possible to realize measurement of the physical quantity of the ejector by cold spray.

本発明の実施形態に係るコールドスプレーシステムの構成を示した模式図。The schematic diagram which showed the structure of the cold spray system which concerns on embodiment of this invention. 実施形態１のコールドスプレー測定装置の構成を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of the cold spray measurement device according to the first embodiment. 実施形態２のコールドスプレー測定装置の構成を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cold spray measurement device according to a second embodiment. 実施形態３のコールドスプレー測定装置の構成を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cold spray measurement device according to a third embodiment. 実施形態４のコールドスプレー測定装置の構成を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cold spray measurement device according to a fourth embodiment. 実施形態５のコールドスプレー測定装置の構成を示す模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cold spray measurement device according to a fifth embodiment. 測定方法１の構成を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a measuring method 1. 同じく測定方法１の流れを示すフロー図。The flowchart which similarly shows the flow of the measuring method 1. FIG. 測定方法２の構成を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a measuring method 2. 同じく測定方法２の流れを示すフロー図。The flowchart which similarly shows the flow of the measuring method 2. FIG.

図１を用いて、コールドスプレーシステム１００について説明する。
コールドスプレーシステム１００は、原料粉末としての銅の融点未満又は軟化温度以下の作動ガスとしての窒素ガスを超音速流とし、銅粉末と共にノズル１１０から噴射体として噴射し、固相状態のまま金属部材１２０に衝突させて皮膜を形成する溶射方法である「コールドスプレー」を実現する装置である。コールドスプレーシステム１００は、ノズル１１０と、ガス加熱装置１１２と、粉末供給装置１１４と、を具備している。 The cold spray system 100 will be described with reference to FIG.
The cold spray system 100 uses nitrogen gas as a working gas having a melting point lower than the melting point of copper as a raw material powder or lower than a softening temperature as a supersonic flow, and is jetted as an ejector from the nozzle 110 together with the copper powder. It is an apparatus that realizes “cold spray”, which is a thermal spraying method that collides with 120 to form a film. The cold spray system 100 includes a nozzle 110, a gas heating device 112, and a powder supply device 114.

ガス加熱装置１１２は、ガス導入管１１７より導入される窒素ガスを銅の融点又は軟化点よりも低い温度まで加熱し、ガス導入管１１６よりノズル１１０に供給する装置である。粉末供給装置１１４は、ホッパー１１３に貯溜された銅を粉末状に粉砕し、粉末導入管１１５よりノズル１１０に供給する装置である。 The gas heating device 112 is a device that heats the nitrogen gas introduced from the gas introduction pipe 117 to a temperature lower than the melting point or softening point of copper and supplies the nitrogen gas to the nozzle 110 through the gas introduction pipe 116. The powder supply device 114 is a device that pulverizes copper stored in the hopper 113 into a powder form and supplies it to the nozzle 110 from the powder introduction tube 115.

ノズル１１０は、ガス導入管１１６より導入される窒素ガスを超音速流とするとともに、粉末導入管１１５より導入される銅粉末を窒素ガス中に投入することにより、銅粉末を窒素ガスとともに超音速流として噴射して固相状態のまま金属部材１２０に衝突させるものである。なお、金属部材１２０には、マスキング治具１２１・１２１が設けられ、マスキング治具１２１・１２１が設けられた箇所以外の部分、すなわち金属部材１２０の必要な部分のみに皮膜が形成される。 The nozzle 110 converts the nitrogen gas introduced from the gas introduction pipe 116 into a supersonic flow and introduces the copper powder introduced from the powder introduction pipe 115 into the nitrogen gas, whereby the copper powder and the nitrogen gas are supersonic. It is injected as a flow and collides with the metal member 120 in the solid state. The metal member 120 is provided with masking jigs 121 and 121, and a film is formed only on portions other than the portions where the masking jigs 121 and 121 are provided, that is, only necessary portions of the metal member 120.

本実施形態のコールドスプレーシステム１００では、原料粉末を銅とし、作動ガスを窒素とする構成としたが、これに限定されない。原料粉末をアルミニウムまたはニッケルとし、作動ガスを空気とする構成としても良い。 In the cold spray system 100 of the present embodiment, the raw material powder is copper and the working gas is nitrogen. However, the present invention is not limited to this. The raw material powder may be aluminum or nickel and the working gas may be air.

図２を用いて、コールドスプレー測定装置の実施形態１であるコールドスプレー測定装置１０について説明する。
なお、図２〜図６では、上述したコールドスプレーシステム１００のノズル１１０の噴射方向Ｓを矢印Ｓで示し、コールドスプレー測定装置１０が具備するノーズコーン１５の円錐軸を軸Ｐで示している。また、図２（Ａ）は、コールドスプレー測定装置１０の全体構成を示している。図２（Ｂ）は、ノーズコーン１５の頂部１５Ａを拡大して示しており、コールドスプレーの測定中に銅粉末が頂部１５Ａに堆積する状態を示している。 A cold spray measuring apparatus 10 that is Embodiment 1 of the cold spray measuring apparatus will be described with reference to FIG.
2 to 6, the injection direction S of the nozzle 110 of the cold spray system 100 described above is indicated by an arrow S, and the conical axis of the nose cone 15 included in the cold spray measuring device 10 is indicated by an axis P. FIG. 2A shows the overall configuration of the cold spray measuring apparatus 10. FIG. 2B shows an enlarged top portion 15A of the nose cone 15 and shows a state in which copper powder is deposited on the top portion 15A during the cold spray measurement.

コールドスプレー測定装置１０は、コールドスプレーシステム１００によってマッハ数Ｍの超音速流で噴射される銅粉末の温度を計測する装置である。コールドスプレー測定装置１０は、温度検出手段としての熱電対１１と、熱電対１１を支持するノーズコーン１５と、を具備している。 The cold spray measuring device 10 is a device that measures the temperature of copper powder injected by the cold spray system 100 with a supersonic flow of Mach number M. The cold spray measuring apparatus 10 includes a thermocouple 11 as temperature detecting means and a nose cone 15 that supports the thermocouple 11.

ノーズコーン１５は、多孔質セラミックを円錐形状に形成して構成されている。また、円錐形状に形成されるノーズコーン１５の円錐軸Ｐは、ノズル１１０の噴射方向Ｓ（図２における矢印Ｓ）と同軸上に配置される。さらに、ノーズコーン１５は、ノズル１１０の噴射方向Ｓに対向して円錐形状の頂部１５Ａが配置される。特記すべき事項として、ノーズコーン１５の半頂角θ１は、後述するマッハコーンのマッハ角θ_M以下の角度となるように形成されている。ここで、マッハ角θ_Mとは、コールドスプレーによって形成される超音速場の音速であるマッハ数Ｍを用いて、以下の式で表される。

The nose cone 15 is formed by forming a porous ceramic into a conical shape. Further, the cone axis P of the nose cone 15 formed in a conical shape is arranged coaxially with the injection direction S of the nozzle 110 (arrow S in FIG. 2). Further, the nose cone 15 is provided with a conical top portion 15 A facing the injection direction S of the nozzle 110. As a matter of special note, the half apex angle θ1 of the nose cone 15 is formed to be equal to or smaller than the Mach angle θ _M of a Mach cone described later. Here, the Mach angle θ _M is expressed by the following equation using the Mach number M, which is the sound speed of the supersonic field formed by cold spray.

熱電対１１は、先端の温度検出部１１Ａと、温度検出部１１Ａから延出する電線部１１Ｂと、を具備している。また、熱電対１１は、極細（本実施形態ではφ０．０１３ｍｍ〜０．２５ｍｍ）の熱電対が採用されている。電線部１１Ｂは、ノーズコーン１５の円錐軸Ｐに挿設されている。温度検出部１１Ａは、ノーズコーン１５の頂部１５Ａに配置されている。 The thermocouple 11 includes a temperature detection unit 11A at the tip and an electric wire unit 11B extending from the temperature detection unit 11A. Further, as the thermocouple 11, an extremely fine thermocouple (φ 0.013 mm to 0.25 mm in this embodiment) is employed. The electric wire portion 11 B is inserted into the conical axis P of the nose cone 15. The temperature detector 11 A is disposed on the top 15 A of the nose cone 15.

実施形態１のコールドスプレー測定装置１０の作用について説明する。
すなわち、コールドスプレー測定装置１０では、コールドスプレーによって形成される超音速場に温度検出部１１Ａが存在している。そのため、コールドスプレーによる超音速場では、飛行中の航空機のように、温度検出部１１Ａを頂点として後方にマッハ角θ_Mの半頂角である円錐形状の衝撃波領域ができる(マッハコーン領域)。また、銅粉末は、ノズル１１０よってマッハ数Ｍの超音速流として噴射され、ノーズコーン１５の頂部１５Ａにてノーズコーン１５およびマッハコーン領域と同様の円錐形状となって堆積する（図２（Ｂ）参照）。 The operation of the cold spray measuring apparatus 10 according to the first embodiment will be described.
That is, in the cold spray measurement device 10, the temperature detection unit 11A exists in the supersonic field formed by cold spray. Therefore, in a supersonic field by cold spray, a cone-shaped shock wave region having a half apex angle of Mach angle θ _M is formed behind the temperature detection unit 11A as in an aircraft in flight (Mach cone region). Further, the copper powder is ejected as a supersonic flow having a Mach number M by the nozzle 110, and accumulates in a conical shape similar to the nose cone 15 and the Mach cone region at the top 15A of the nose cone 15 (FIG. 2B). )reference).

実施形態１のコールドスプレー測定装置１０の効果について説明する。
コールドスプレー測定装置１０は、マッハコーン領域内において、マッハコーン領域よりも小さい円錐形状であるノーズコーン１５によって形成されているため、衝撃波が緩和され、超音速場においても安定して熱電対１１を支持することができる。また、ノズル１１０より超音速流として噴射された銅粉末は、ノーズコーン１５の頂部１５Ａにて円錐形状となって堆積するため、最初に堆積した粒子は、超音速場の影響を受けることがない。そのため、温度検出部１１Ａは、周囲の影響を受けずに、最初に堆積した粒子の温度を計測することができる。 The effect of the cold spray measuring apparatus 10 of Embodiment 1 is demonstrated.
Since the cold spray measuring device 10 is formed by a nose cone 15 having a conical shape smaller than the Mach cone region in the Mach cone region, the shock wave is mitigated, and the thermocouple 11 is stably provided even in a supersonic field. Can be supported. Further, since the copper powder injected as a supersonic flow from the nozzle 110 is deposited in a conical shape at the top 15A of the nose cone 15, the first deposited particles are not affected by the supersonic field. . Therefore, the temperature detection unit 11A can measure the temperature of the first deposited particle without being influenced by the surroundings.

つまり、コールドスプレー測定装置１０によれば、コールドスプレーシステム１００による銅粉末または窒素ガスの温度測定を実現することができる。 That is, according to the cold spray measuring apparatus 10, the temperature measurement of the copper powder or nitrogen gas by the cold spray system 100 can be realized.

また、ノーズコーン１５は、多孔質セラミックによって形成されているため、低熱伝導率、低熱膨張率、耐熱性および絶縁性を兼ね備えている。そのため、コールドスプレーシステム１００における高温のガスや堆積粒子の影響を受けることがない。 Moreover, since the nose cone 15 is formed of porous ceramic, it has low thermal conductivity, low thermal expansion coefficient, heat resistance, and insulation. Therefore, the cold spray system 100 is not affected by high-temperature gas or deposited particles.

さらに、熱電対１１は、極細の熱電対が採用されているため、応答速度が速く、熱容量の小さい堆積粒子の温度を正確に測定できる。また、熱電対自身の熱容量も小さいため、熱容量の小さい堆積粒子の温度を正確に測定できる。 Furthermore, since the thermocouple 11 employs an ultrafine thermocouple, the response speed is fast and the temperature of the deposited particles having a small heat capacity can be accurately measured. Further, since the heat capacity of the thermocouple itself is small, the temperature of the deposited particles having a small heat capacity can be accurately measured.

さらに、熱電対１１は、ノーズコーン１５に内設されているため、コールドスプレーシステム１００における高温ガスまたは堆積粒子の影響を受けることがない。 Furthermore, since the thermocouple 11 is installed in the nose cone 15, it is not affected by the hot gas or the deposited particles in the cold spray system 100.

図３を用いて、コールドスプレー測定装置の実施形態２であるコールドスプレー測定装置２０について説明する。
なお、図３（Ａ）は、コールドスプレー測定装置２０の全体構成を示している。図３（Ｂ）は、ノーズコーン２５の頂部２５Ａを噴射方向Ｓから示している。 With reference to FIG. 3, a cold spray measurement device 20 which is a second embodiment of the cold spray measurement device will be described.
FIG. 3A shows the overall configuration of the cold spray measuring device 20. FIG. 3B shows the top portion 25 A of the nose cone 25 from the injection direction S.

コールドスプレー測定装置２０は、コールドスプレーシステム１００によってマッハ数Ｍの超音速流で噴射される銅粉末の温度を計測する装置である。コールドスプレー測定装置２０は、温度検出手段としての熱電対２１と、熱電対２１を支持するノーズコーン２５と、を具備している。 The cold spray measuring device 20 is a device that measures the temperature of copper powder injected by the cold spray system 100 with a supersonic flow of Mach number M. The cold spray measuring device 20 includes a thermocouple 21 as temperature detecting means and a nose cone 25 that supports the thermocouple 21.

ノーズコーン２５は、以下に説明する構成を除いて、実施形態１のノーズコーン１５と同様であるため、重複する構成については説明を省略する。すなわち、ノーズコーン２５には、円錐形状の側面周囲に複数のスリット２６・２７が頂部２５Ａに向かって放射状に形成されている（図３（Ｂ）参照）。各スリット２６・２６・・・は、それぞれノーズコーン２５の側面における底部側端から頂部側端にかけて形成されており、互いに周方向の位相位置をずらして配置されている。同様に、各スリット２７・２７・・・は、それぞれノーズコーン２５の側面における底部側端から頂部側端にかけて形成されており、互いに周方向の位相位置をずらして配置されている。特記すべき事項として、スリット２７は、スリット２６よりも幅の広いスリットとして円錐形状の側面周囲に形成されている。 Since the nose cone 25 is the same as the nose cone 15 of the first embodiment except for the configuration described below, the description of the overlapping configuration is omitted. That is, in the nose cone 25, a plurality of slits 26 and 27 are formed radially around the conical side surface toward the top portion 25A (see FIG. 3B). The slits 26, 26,... Are formed from the bottom side end to the top side end of the side surface of the nose cone 25, and are arranged with their circumferential phase positions shifted from each other. Similarly, each of the slits 27, 27,... Is formed from the bottom side end to the top side end of the side surface of the nose cone 25, and is arranged with the circumferential phase positions shifted from each other. As a matter of special note, the slit 27 is formed around the conical side surface as a slit wider than the slit 26.

熱電対２１は、以下に説明する構成を除いて、実施形態１の熱電対１１と同様の構成であるため、重複する構成については説明を省略する。すなわち、電線部２１Ｂは、スリット２６に埋設されている。電線部２１Ｂは、熱電対２１に一対備えられており、各電線部２１Ｂがそれぞれ個別のスリット２６に埋設されている。温度検出部２１Ａは、ノーズコーン２５の頂部２５Ａに配置されている。 Since the thermocouple 21 has the same configuration as the thermocouple 11 of the first embodiment except for the configuration described below, the description of the overlapping configuration is omitted. That is, the electric wire portion 21 B is embedded in the slit 26. A pair of electric wire portions 21 B are provided in the thermocouple 21, and each electric wire portion 21 B is embedded in an individual slit 26. The temperature detector 21 A is disposed at the top 25 A of the nose cone 25.

実施形態２のコールドスプレー測定装置２０の作用は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。 Since the operation of the cold spray measuring apparatus 20 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

実施形態２のコールドスプレー測定装置２０の効果は、以下に説明する効果を除いて、実施形態１の効果と同様であるため、重複する効果については説明を省略する。すなわち、電線部２１Ｂがスリット２６に埋設されているため、熱電対２１が衝撃波等の外力の影響を受けることがない。また、ノーズコーン１５にはスリット２６・２７を加工するのみの構成であるため、ノーズコーン１５が加工しやすくなり、加工コストを抑えることができる。 Since the effects of the cold spray measurement device 20 of the second embodiment are the same as the effects of the first embodiment except for the effects described below, the description of the overlapping effects is omitted. That is, since the electric wire portion 21B is embedded in the slit 26, the thermocouple 21 is not affected by an external force such as a shock wave. Further, since the nose cone 15 has a configuration in which only the slits 26 and 27 are processed, the nose cone 15 can be easily processed, and the processing cost can be reduced.

また、ノーズコーン２５は絶縁体であるセラミックスにて構成されており、一対の電線部２１Ｂはそれぞれ個別のスリット２６に埋設されているため、各電線部２１Ｂを絶縁被覆を施さない素線の仕様に構成した場合でも、各電線部２１Ｂ同士の絶縁を図ることが可能となる。 Moreover, since the nose cone 25 is comprised with the ceramics which are insulators, and a pair of electric wire part 21B is each embed | buried under the separate slit 26, the specification of the strand which does not give insulation covering to each electric wire part 21B Even if comprised, it becomes possible to aim at insulation of each electric wire part 21B.

また、ノーズコーン２５には、複数のスリット２６・２７が形成されているため、例えば埋設した熱電対２１が破損しても、破損した熱電対２１が埋設されていたスリット２６・２７とは別のスリット２６・２７に熱電対２１を埋設することで、新たな熱電対２１をノーズコーン２５に装着することができ、ノーズコーン２５を再利用することが可能となる。さらに、スリット２６とスリット２７とは互いに幅が異なるため、様々な線径の熱電対を埋設することができる。 In addition, since the nose cone 25 is formed with a plurality of slits 26 and 27, for example, even if the embedded thermocouple 21 is damaged, it is different from the slits 26 and 27 in which the damaged thermocouple 21 is embedded. By embedding the thermocouple 21 in the slits 26 and 27, a new thermocouple 21 can be attached to the nose cone 25, and the nose cone 25 can be reused. Furthermore, since the slit 26 and the slit 27 have different widths, thermocouples with various wire diameters can be embedded.

図４を用いて、コールドスプレー測定装置の実施形態３であるコールドスプレー測定装置３０について説明する。
なお、図４（Ａ）は、コールドスプレー測定装置３０の全体構成を示している。図４（Ｂ）は、ノーズコーン３５の頂部３５Ａを拡大して示しており、コールドスプレーの計測中に銅粉末が頂部１５Ａに堆積する状態を示している。 A cold spray measurement device 30 that is Embodiment 3 of the cold spray measurement device will be described with reference to FIG.
4A shows the overall configuration of the cold spray measuring device 30. FIG. FIG. 4B shows an enlarged top portion 35A of the nose cone 35, and shows a state in which copper powder is deposited on the top portion 15A during the cold spray measurement.

コールドスプレー測定装置３０は、コールドスプレーシステム１００によってマッハ数Ｍの超音速流で噴射される銅粉末の温度を計測する装置である。コールドスプレー測定装置３０は、温度検出手段としての熱電対３１と、熱電対３１を支持するノーズコーン３５と、を具備している。 The cold spray measuring device 30 is a device that measures the temperature of the copper powder injected by the cold spray system 100 with supersonic flow of Mach number M. The cold spray measuring device 30 includes a thermocouple 31 as temperature detecting means, and a nose cone 35 that supports the thermocouple 31.

ノーズコーン３５は、以下に説明する構成を除いて、実施形態１のノーズコーン１５と同様であるため説明を省略する。すなわち、ノーズコーン３５の頂部３５Ａには、コールドスプレーの噴射方向Ｓに対して垂直な平面３６が形成されている。また、平面３６（円錐形状の平面であるため円形状）は、ノズル口径Ｄ１よりも大きい直径Ｄ２で形成されている。 Since the nose cone 35 is the same as the nose cone 15 of the first embodiment except for the configuration described below, description thereof is omitted. That is, a flat surface 36 perpendicular to the spray direction S of the cold spray is formed on the top portion 35A of the nose cone 35. Further, the plane 36 (circular shape because it is a conical plane) is formed with a diameter D2 larger than the nozzle diameter D1.

熱電対３１は、実施形態１の熱電対１１と同様の構成であるため説明を省略する。 Since the thermocouple 31 has the same configuration as the thermocouple 11 of the first embodiment, the description thereof is omitted.

実施形態３のコールドスプレー測定装置３０の作用は、実施形態１と同様であるため説明を省略する。 Since the operation of the cold spray measurement device 30 of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.

実施形態３のコールドスプレー測定装置３０の効果は、以下に説明する効果を除いて、実施形態１の効果と同様であるため、重複する効果については説明を省略する。すなわち、ノーズコーン３５の頂部３５Ａには平面３６が形成されているため、効率良く銅粉末を頂部３５Ａの平面３６に堆積させることができる。特に、平面３６の直径Ｄ２はノズル口径Ｄ１よりも大きく形成されているため、銅粉末の堆積効率を向上する（銅粉末を平面３６以外の部分に堆積させない）ことが可能となっている。そのため、銅粉末の堆積粒子の温度を正確に測定できる。 Since the effects of the cold spray measurement device 30 of the third embodiment are the same as the effects of the first embodiment except for the effects described below, the description of the overlapping effects is omitted. That is, since the flat surface 36 is formed on the top portion 35A of the nose cone 35, the copper powder can be efficiently deposited on the flat surface 36 of the top portion 35A. In particular, since the diameter D2 of the flat surface 36 is larger than the nozzle diameter D1, it is possible to improve the deposition efficiency of the copper powder (the copper powder is not deposited on portions other than the flat surface 36). Therefore, the temperature of the deposited particles of the copper powder can be accurately measured.

図５を用いて、コールドスプレー測定装置の実施形態４であるコールドスプレー測定装置４０について説明する。
なお、図５（Ａ）は、コールドスプレー測定装置１０の全体構成を示している。図５（Ｂ）は、ピトー菅４１の頂部４５Ａを拡大して示している。図５（Ｃ）は、図５（Ａ）のＣＣ´断面を示している。また、コールドスプレー測定装置４０は、超音速流である窒素ガスの流速を計測するものとする。 A cold spray measurement device 40 that is a fourth embodiment of the cold spray measurement device will be described with reference to FIG.
FIG. 5A shows the overall configuration of the cold spray measuring apparatus 10. FIG. 5B shows an enlarged top 45 A of the Pitot bowl 41. FIG. 5C shows a CC ′ cross section of FIG. Moreover, the cold spray measuring apparatus 40 shall measure the flow velocity of the nitrogen gas which is a supersonic flow.

コールドスプレー測定装置４０は、コールドスプレーシステム１００によってマッハ数Ｍの超音速流で噴射される窒素ガスの流速を計測する装置である。コールドスプレー測定装置４０は、ピトー菅４１と、ピトー菅４１を支持するノーズコーン４５と、を具備している。 The cold spray measuring device 40 is a device that measures the flow rate of nitrogen gas injected by the cold spray system 100 with a supersonic flow of Mach number M. The cold spray measuring device 40 includes a Pitot bowl 41 and a nose cone 45 that supports the Pitot bowl 41.

ノーズコーン４５は、以下に説明する構成を除いて、実施形態１のノーズコーン１５と同様であるため、重複する部分については説明を省略する。すなわち、ノーズコーン４５は、ベース４６に支持されている。ベース４６は、三角柱形状に形成されている。ベース４６の断面形状（三角形状）のノズル１１０の噴射方向Ｓに対向する側の半頂角θ３は、マッハコーンのマッハ角θ_M以下の角度とされている（図５（Ｃ）参照）。 Since the nose cone 45 is the same as the nose cone 15 of the first embodiment except for the configuration described below, description of overlapping parts is omitted. That is, the nose cone 45 is supported by the base 46. The base 46 is formed in a triangular prism shape. The half apex angle θ3 on the side facing the injection direction S of the nozzle 110 having a cross-sectional shape (triangular shape) of the base 46 is an angle equal to or smaller than the Mach angle θ _M of the Mach cone (see FIG. 5C).

ピトー菅４１は、Ｌ字形状に形成され、先端部４１Ａと、水平部４１Ｂと、鉛直部４１Ｃと、を具備している。水平部４１Ｂは、ノーズコーン１５の円錐軸Ｐに沿って挿設されている。鉛直部４１Ｃは、ベース４６に内設されている。先端部４１Ａは、水平部４１Ｂのコールドスプレーのノズル１１０に対向する側であって、ノーズコーン４５の頂部４５Ａに配置されている。つまり、ピトー菅４１の先端部４１Ａは、ノーズコーン４５の頂部４５Ａから先端側へ向かって突出している。特記すべき事項として、先端部４１Ａの半頂角θ２は、マッハコーンのマッハ角θ_M以下の角度とされている（図５（Ｂ）参照）。 The Pitot rod 41 is formed in an L shape and includes a tip portion 41A, a horizontal portion 41B, and a vertical portion 41C. The horizontal portion 41 B is inserted along the conical axis P of the nose cone 15. The vertical portion 41 C is provided in the base 46. The tip portion 41A is disposed on the top 45A of the nose cone 45 on the side of the horizontal portion 41B facing the cold spray nozzle 110. That is, the tip 41A of the Pitot rod 41 protrudes from the top 45A of the nose cone 45 toward the tip. As a matter of special note, the half apex angle θ2 of the tip portion 41A is an angle equal to or smaller than the Mach angle θ _M of the Mach cone (see FIG. 5B).

実施形態４のコールドスプレー測定装置４０の作用について説明する。
すなわち、コールドスプレー測定装置４０では、コールドスプレーによって形成される超音速場に先端部４１Ａが存在している。そのため、飛行中の航空機のように、コールドスプレーによる超音速場における先端部４１Ａを頂点として後方にマッハ角θ_Mの半頂角である円錐形状の衝撃波領域ができる(マッハコーン領域)。 The operation of the cold spray measurement device 40 of the fourth embodiment will be described.
That is, in the cold spray measuring device 40, the tip 41A exists in the supersonic field formed by cold spray. Therefore, like a flying aircraft, a conical shock wave region having a half apex angle of Mach angle θ _M is formed behind the tip 41A in the supersonic field by cold spray (Mach cone region).

実施形態４のコールドスプレー測定装置４０の効果について説明する。
コールドスプレー測定装置４０は、マッハコーン領域内において、マッハコーン領域よりも小さい円錐形状であるノーズコーン４５によって形成されているため、衝撃波が緩和され、超音速場においても安定してピトー菅４１を支持することができる。また、ピトー菅４１の先端部４１Ａがマッハ角θ_M以下の半頂角θ２となるように形成されているため、超音速場においても安定して流速を測定できる。つまり、コールドスプレー測定装置４０によれば、コールドスプレーシステム１００による窒素ガスの流速測定を実現することができる。 The effect of the cold spray measuring apparatus 40 of Embodiment 4 is demonstrated.
Since the cold spray measuring device 40 is formed by a nose cone 45 having a conical shape smaller than the Mach cone region in the Mach cone region, the shock wave is mitigated, and the Pitot rod 41 is stably formed even in a supersonic field. Can be supported. Further, since the tip portion 41A of the Pitot rod 41 is formed to have a half apex angle θ2 that is equal to or less than the Mach angle θ _M, the flow velocity can be measured stably even in a supersonic field. That is, according to the cold spray measurement device 40, the flow rate measurement of nitrogen gas by the cold spray system 100 can be realized.

図６を用いて、実施形態５であるコールドスプレー測定装置５０について説明する。
なお、図６（Ａ）は、コールドスプレー測定装置１０の全体構成を示している。図６（Ｂ）は、ノーズコーン５５の頂部５５Ａを拡大して示している。 The cold spray measuring apparatus 50 which is Embodiment 5 is demonstrated using FIG.
FIG. 6A shows the overall configuration of the cold spray measuring apparatus 10. FIG. 6B shows an enlarged top portion 55 A of the nose cone 55.

コールドスプレー測定装置５０は、コールドスプレーシステム１００によってマッハ数Ｍの超音速流で噴射される銅粉末の温度を計測する装置である。コールドスプレー測定装置５０は、シース熱電対５１と、シース熱電対５１を支持するノーズコーン５５と、を具備している。 The cold spray measuring device 50 is a device that measures the temperature of the copper powder injected by the cold spray system 100 with a supersonic flow of Mach number M. The cold spray measuring device 50 includes a sheath thermocouple 51 and a nose cone 55 that supports the sheath thermocouple 51.

ノーズコーン５５は、実施形態１のノーズコーン１５と同様であるため説明を省略する。 Since the nose cone 55 is the same as the nose cone 15 of the first embodiment, the description thereof is omitted.

シース熱電対５１は、先端部５１Ａと、温度検出部５１Ｂと、電線部５１Ｃと、を具備している。また、シース熱電対５１は、極細（本実施形態ではφ０．１ｍｍ）のシース熱電対が採用されている。シース熱電対５１は、ノーズコーン５５の円錐軸Ｐに沿って挿設されている。先端部５１Ａは、温度検出部５１Ｂのコールドスプレーのノズル１１０に対向する側であって、ノーズコーン５５の頂部５５Ａに配置されている。つまり、シース熱電対５１の先端部５１Ａは、ノーズコーン５５の頂部５５Ａから先端側へ向かって突出している。特記すべき事項として、先端部５１Ａの半頂角θ２は、マッハコーンのマッハ角θ_M以下の角度とされている。 The sheath thermocouple 51 includes a tip 51A, a temperature detector 51B, and an electric wire 51C. The sheath thermocouple 51 is a very thin (φ0.1 mm in this embodiment) sheath thermocouple. The sheath thermocouple 51 is inserted along the conical axis P of the nose cone 55. The tip 51A is disposed on the top 55A of the nose cone 55 on the side facing the cold spray nozzle 110 of the temperature detector 51B. That is, the distal end portion 51 A of the sheath thermocouple 51 protrudes from the top portion 55 A of the nose cone 55 toward the distal end side. As a matter of special note, the half apex angle θ2 of the tip 51A is an angle equal to or smaller than the Mach angle θ _M of the Mach cone.

実施形態５のコールドスプレー測定装置５０の作用について説明する。
すなわち、コールドスプレー測定装置５０では、コールドスプレーによって形成される超音速場に先端部５１Ａが存在している。そのため、飛行中の航空機のように、コールドスプレーによる超音速場における先端部５１Ａを頂点として後方にマッハ角θ_Mの半頂角である円錐形状の衝撃波領域ができる(マッハコーン領域)。 The operation of the cold spray measurement device 50 according to the fifth embodiment will be described.
That is, in the cold spray measuring device 50, the tip 51A exists in the supersonic field formed by cold spray. Therefore, like a flying aircraft, a conical shock wave region having a half apex angle of Mach angle θ _M is formed behind the tip 51A in a supersonic field by cold spray (Mach cone region).

実施形態５のコールドスプレー測定装置５０の効果について説明する。
コールドスプレー測定装置５０は、マッハコーン領域内において、マッハコーン領域よりも小さい円錐形状であるノーズコーン５５によって形成されているため、衝撃波を緩和し、超音速場においても安定してシース熱電対１１を支持することができる。また、シース熱電対５１の先端部５１Ａがマッハ角θ_M以下の半頂角θ２となるように形成されているため、超音速場においても安定して温度を測定できる。つまり、コールドスプレー測定装置５０によれば、コールドスプレーシステム１００による銅粉末または窒素ガスの温度測定を実現することができる。 The effect of the cold spray measuring apparatus 50 of Embodiment 5 is demonstrated.
The cold spray measuring device 50 is formed by a nose cone 55 having a conical shape smaller than the Mach cone region in the Mach cone region. Can be supported. Further, since the distal end portion 51A of the sheath thermocouple 51 is formed so as to have a half apex angle θ2 that is equal to or less than the Mach angle θ _M, the temperature can be measured stably even in a supersonic field. That is, according to the cold spray measuring device 50, the temperature measurement of the copper powder or the nitrogen gas by the cold spray system 100 can be realized.

図７を用いて、実施形態１のコールドスプレー測定装置１０による測定方法（以下、測定方法１）の構成について説明する。
測定方法１とは、温度測定を行う際のコールドスプレーによる噴射の前に、コールドスプレー測定装置１０のノーズコーン１５の円錐軸Ｐと、ノズル１１０の軸心と、をセンタリング（中央位置合わせ）する方法である。測定方法１では、実施形態１のコールドスプレー測定装置１０による測定方法としたが、これに限定されない。実施形態２〜５のコールドスプレー測定装置２０・３０・４０・５０による測定方法とする構成としても良い。 The configuration of a measurement method (hereinafter, measurement method 1) by the cold spray measurement device 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
In the measuring method 1, the center of the cone axis P of the nose cone 15 of the cold spray measuring device 10 and the axis of the nozzle 110 are centered (center alignment) before spraying by cold spray when performing temperature measurement. Is the method. In the measurement method 1, although it was set as the measurement method by the cold spray measurement apparatus 10 of Embodiment 1, it is not limited to this. It is good also as a structure used as the measuring method by the cold spray measuring apparatus 20,30,40,50 of Embodiment 2-5.

ノズル１１０は、レーザポインタ７０と、を具備している。レーザポインタ７０は、ノズル１１０の先端側に設けられている。レーザポインタ７０は、リング状レーザＲＬを噴射方向Ｓに向けて照射するレーザポインタである。 The nozzle 110 includes a laser pointer 70. The laser pointer 70 is provided on the tip side of the nozzle 110. The laser pointer 70 is a laser pointer that irradiates the ring-shaped laser RL in the ejection direction S.

ノーズコーン１５は、リング状マーキング１８を具備している。リング状マーキング１８は、ノーズコーン１５の側面周囲に円形状にマーキングされている。リング状マーキング１８は、リング状マーキング１８を通る面がノーズコーン１５の円錐軸Ｐに対する垂直面となるように配置されている。 The nose cone 15 includes a ring-shaped marking 18. The ring-shaped marking 18 is marked in a circular shape around the side surface of the nose cone 15. The ring-shaped marking 18 is arranged so that the surface passing through the ring-shaped marking 18 is a surface perpendicular to the cone axis P of the nose cone 15.

図８を用いて、測定方法１の流れについて説明する。
なお、以下では、コールドスプレー測定装置１０による測定を行う者を測定者として説明する。 The flow of the measuring method 1 will be described with reference to FIG.
Hereinafter, a person who performs measurement by the cold spray measuring apparatus 10 will be described as a measurer.

測定者は、ステップＳ１１０において、コールドスプレーシステム１００に対して、コールドスプレー測定装置１０を設置する。このとき、コールドスプレー測定装置１０は、ノズル１１０に対して、垂直かつ平行に設置されるものとする。次に、測定者は、ステップＳ１２０において、コールドスプレー測定装置１０のノーズコーン１５に向けてレーザポインタ７０からリング状レーザＲＬを照射する。 In step S 110, the measurer installs the cold spray measurement device 10 with respect to the cold spray system 100. At this time, the cold spray measuring device 10 is installed vertically and parallel to the nozzle 110. Next, in step S120, the measurer irradiates the ring-shaped laser RL from the laser pointer 70 toward the nose cone 15 of the cold spray measuring apparatus 10.

測定者は、ステップＳ１３０において、照射されたリング状レーザＲＬとノーズコーン１５の側面周囲にマーキングされるリング状マーキング１８とを一致させる。このとき、ノーズコーン１５の円錐軸Ｐとノズル１１０の軸心とが一致する。次に、測定者は、ステップＳ１４０において、ノズル１１０に対して、コールドスプレー測定装置１０の温度検出部１１Ａの距離を調整する。 In step S 130, the measurer matches the irradiated ring-shaped laser RL with the ring-shaped marking 18 marked around the side surface of the nose cone 15. At this time, the cone axis P of the nose cone 15 coincides with the axis of the nozzle 110. Next, the measurer adjusts the distance of the temperature detection unit 11A of the cold spray measurement device 10 with respect to the nozzle 110 in step S140.

測定方法１の効果について説明する。
すなわち、測定方法１によれば、簡易な構成で、確実にコールドスプレー測定装置１０のノーズコーン１５の円錐軸Ｐと、ノズル１１０の軸心と、をセンタリングできる。また、リング状レーザＲＬをリング状マーキング１８に一致させる方法なので、測定者は、どの方向からもリング状レーザＲＬとリング状マーキング１８との一致を確認できる。 The effect of the measuring method 1 will be described.
That is, according to the measuring method 1, the cone axis P of the nose cone 15 of the cold spray measuring apparatus 10 and the axis of the nozzle 110 can be reliably centered with a simple configuration. Further, since the ring-shaped laser RL is matched with the ring-shaped marking 18, the measurer can confirm the coincidence between the ring-shaped laser RL and the ring-shaped marking 18 from any direction.

図９を用いて、実施形態１のコールドスプレー測定装置１０による別の測定方法（以下、測定方法２）の構成について説明する。
測定方法２とは、温度測定を行う際のコールドスプレーによる噴射の前に、コールドスプレー測定装置１０のノーズコーン１５の円錐軸Ｐと、ノズル１１０の軸心と、をセンタリング（中央位置合わせ）する方法である。測定方法２では、実施形態１のコールドスプレー測定装置１０による測定方法としたが、これに限定されない。実施形態２〜５のコールドスプレー測定装置２０・３０・４０・５０による測定方法とする構成としても良い。 The configuration of another measurement method (hereinafter, measurement method 2) by the cold spray measurement device 10 of the first embodiment will be described with reference to FIG.
The measurement method 2 is to center (center alignment) the cone axis P of the nose cone 15 of the cold spray measurement device 10 and the axis of the nozzle 110 before injection by cold spray when performing temperature measurement. Is the method. In the measurement method 2, although it was set as the measurement method by the cold spray measurement apparatus 10 of Embodiment 1, it is not limited to this. It is good also as a structure used as the measuring method by the cold spray measuring apparatus 20,30,40,50 of Embodiment 2-5.

ノズル１１０は、レーザポインタ８０Ｘと、レーザポインタ８０Ｙと、を具備している。レーザポインタ８０Ｘおよびレーザポインタ８０Ｙは、ノズル１１０の先端側に設けられている。レーザポインタ８０Ｘは、水平方向に平行な線分の水平レーザＬＸを噴射方向Ｓに向けて照射するレーザポインタである。レーザポインタ８０Ｙは、鉛直方向に平行な線分の鉛直レーザＬＹを噴射方向Ｓに向けて照射するレーザポインタである。 The nozzle 110 includes a laser pointer 80X and a laser pointer 80Y. The laser pointer 80X and the laser pointer 80Y are provided on the tip side of the nozzle 110. The laser pointer 80X is a laser pointer that irradiates the horizontal laser LX in the ejection direction S with a line segment parallel to the horizontal direction. The laser pointer 80Y is a laser pointer that irradiates the vertical laser LY in the ejection direction S with a line segment parallel to the vertical direction.

図１０を用いて、測定方法２の流れについて説明する。
なお、以下では、コールドスプレー測定装置１０によって測定を行う者を測定者として説明する。 The flow of the measurement method 2 will be described with reference to FIG.
In the following description, a person who performs measurement using the cold spray measuring apparatus 10 will be described as a measurer.

測定者は、ステップＳ１１０において、コールドスプレーシステム１００に対して、コールドスプレー測定装置１０を設置する。このとき、コールドスプレー測定装置１０は、ノズル１１０に対して、垂直かつ平行に設置されるものとする。次に、測定者は、ステップＳ１２０において、コールドスプレー測定装置１０のノーズコーン１５に向けてレーザポインタ８０Ｘ・８０Ｙからそれぞれ水平レーザＬＸ・鉛直レーザＬＹを照射する。 In step S 110, the measurer installs the cold spray measurement device 10 with respect to the cold spray system 100. At this time, the cold spray measuring device 10 is installed vertically and parallel to the nozzle 110. Next, the measurer irradiates the nose cone 15 of the cold spray measuring apparatus 10 with the horizontal laser LX and the vertical laser LY from the laser pointers 80X and 80Y, respectively, in step S120.

測定者は、ステップＳ１３０において、照射された水平レーザＬＸと鉛直レーザＬＹとの交点ＬＰと、ノーズコーン１５の円錐軸Ｐに配置される熱電対１１の温度検出部１１Ａと、を一致させる（図１０の下方に示す図参照）。このとき、ノーズコーン１５の円錐軸Ｐとノズル１１０の軸心とが一致する。次に、測定者は、ステップＳ１４０において、ノズル１１０に対して、コールドスプレー測定装置１０の温度検出部１１Ａの距離を調整する。 In step S130, the measurer matches the intersection LP between the irradiated horizontal laser LX and the vertical laser LY with the temperature detection unit 11A of the thermocouple 11 disposed on the cone axis P of the nose cone 15 (FIG. (See the figure below 10). At this time, the cone axis P of the nose cone 15 coincides with the axis of the nozzle 110. Next, the measurer adjusts the distance of the temperature detection unit 11A of the cold spray measurement device 10 with respect to the nozzle 110 in step S140.

測定方法２の効果について説明する。
すなわち、測定方法１によれば、簡易な構成で、確実にコールドスプレー測定装置１０のノーズコーン１５の円錐軸Ｐと、ノズル１１０の軸心と、をセンタリングできる。 The effect of the measurement method 2 will be described.
That is, according to the measuring method 1, the cone axis P of the nose cone 15 of the cold spray measuring apparatus 10 and the axis of the nozzle 110 can be reliably centered with a simple configuration.

１０コールドスプレー測定装置
１１熱電対（温度検出手段）
１１Ａ先端部
１５マッハコーン
１５Ａ頂部
１００コールドスプレーシステム
１１０ノズル
Ｍマッハ数
Ｓ噴射方向
θ_M マッハ角
θ１半頂角 10 Cold spray measuring device 11 Thermocouple (temperature detection means)
11A Tip 15 Mach cone 15A Top 100 Cold spray system 110 Nozzle M Mach number S Injection direction θ _M Mach angle θ1 Half apex angle

Claims

A cold spray measuring device for measuring the temperature of an ejector by cold spray,
The cold spray is
It is a thermal spraying method in which a working gas having a temperature lower than the melting point of the material powder or lower than the softening temperature is set as a supersonic flow, and sprayed as an ejector together with the material powder from a spray gun nozzle,
The measuring device is
Temperature detecting means for detecting the temperature of the ejector;
A nose cone supporting the temperature detecting means;
Comprising
The nose cone is
Formed in a conical shape,
The conical axis of the conical shape is arranged coaxially with the spray direction of the cold spray,
The top of the conical shape is arranged opposite to the spray direction of the cold spray,
The half apex angle of the top of the nose cone is
It is formed to be an angle equal to or less than the Mach angle θ _M represented by the following formula 1,
The temperature detecting means includes
A temperature detector;
An electric wire portion extending from the temperature detection portion;
Comprising
Installed in the nose cone,
A temperature detector is disposed on the top of the nose cone,
Cold spray measuring device.

The cold spray measuring device according to claim 1,
The nose cone is
A plurality of slits are radially formed around the conical side surface toward the top,
The wire portion of the temperature detecting means is
Embedded in the slit,
Cold spray measuring device.

The cold spray measuring device according to claim 1 or 2,
At the top of the nose cone,
A plane perpendicular to the spray direction of the cold spray is formed,
The diameter of the plane is
Formed larger than the diameter of the nozzle,
Cold spray measuring device.

A cold spray measuring device for measuring the temperature of an ejector by cold spray,
The cold spray is
It is a thermal spraying method in which a working gas having a temperature lower than the melting point of the material powder or lower than the softening temperature is set as a supersonic flow, and sprayed as an ejector together with the material powder from a spray gun nozzle,
The cold spray measuring device is
A Pitot tube for detecting the flow velocity of the ejector;
A nose cone supporting the Pitot tube;
Comprising
The nose cone is
Formed in a conical shape,
The conical axis of the conical shape is arranged coaxially with the spray direction of the cold spray,
The top of the conical shape is arranged opposite to the spray direction of the cold spray,
The half apex angle of the top of the nose cone is
It is formed to be an angle equal to or less than the Mach angle θ _M represented by the following formula 1,
The Pitot tube is
Inserted along the cone axis of the nose cone so that its tip protrudes from the tip of the nose cone,
The tip shape of the pitot tube facing the cold spray direction is:
Formed below the Mach angle corresponding to the Mach number,
Cold spray measuring device.

A cold spray measuring device for measuring the temperature of an ejector by cold spray,
The cold spray is
It is a thermal spraying method in which a working gas having a temperature lower than the melting point of the material powder or lower than the softening temperature is set as a supersonic flow, and sprayed as an ejector together with the material powder from a spray gun nozzle,
The cold spray measuring device is
A sheath thermocouple for detecting the temperature of the ejector;
A nose cone supporting the sheath thermocouple;
Comprising
The nose cone is
The conical axis of the conical shape is arranged coaxially with the spray direction of the cold spray,
The cone-shaped top is arranged opposite to the spray direction of the cold spray,
The half apex angle of the top of the nose cone is
It is formed to be an angle equal to or less than the Mach angle θ _M represented by the following formula 1,
The sheath thermocouple is
Inserted along the cone axis of the nose cone so that its tip protrudes from the tip of the nose cone,
The tip shape of the sheath thermocouple on the side facing the spray direction of the cold spray is:
It is formed to be an angle equal to or less than the Mach angle corresponding to the Mach number.
Cold spray measuring device.

A measurement method using the cold spray measurement device according to any one of claims 1 to 5,
On the side of the nose cone,
A ring centered on the conical axis is marked,
In the vicinity of the nozzle of the spray gun,
A laser pointer that emits a ring-shaped laser is arranged,
The measuring method using the cold spray measuring device is:
Irradiate the side of the nose cone with a ring-shaped laser of the laser pointer,
Match the ring-shaped laser with the ring marked on the side of the nose cone,
Centering the spray gun and the cold spray measuring device;
Measurement method using a cold spray measuring device.

A measurement method using the cold spray measurement device according to any one of claims 1 to 5,
In the vicinity of the nozzle of the spray gun,
A horizontal laser pointer that emits a laser of a line segment parallel to the horizontal direction;
A vertical laser pointer that emits a laser of a line segment parallel to the vertical direction;
Is placed,
The measuring method using the cold spray measuring device is:
Irradiating the nose cone with a laser by the horizontal laser pointer and a laser by the vertical laser pointer,
The intersection of the laser by the horizontal laser pointer and the laser by the vertical laser pointer coincides with the apex of the nose cone;
Centering the spray gun and the cold spray measuring device;
Measurement method using a cold spray measuring device.