JPS6239385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プロセスセンサに関し、さらに詳
述すれば非導電性ライニング付鋼容器と共に使用
するためのプロセスセンサに係るものである。

たとえば、ガラスライニング付鋼容器は化学、
食品および飲料工業において製品を処理するため
に広く使用されている。ガラスライニングは酸に
対して比較的不活性であり、鋼容器は高圧力およ
び温度に耐える強度を有する。

ライニングはある条件の下では腐食または摩耗
しやすい。これは望ましくない。すなわち、製品
と鋼の相互作用が起こつて鋼を腐食し、製品を汚
染し、タンクの完全性に悪影響を及ぼす。タンク
の周期的視覚検査が勧告されるが、欠陥はピンホ
ール程度に小さいことがあり、看過されやすい。
この理由により、ライニングに存在しうる欠陥に
ついてタンクを連続的に監視できる電気欠陥発見
器が開発された。

欠陥発見器の１つのタイプは製品の導電率を使
用して読みを与える。製品中に電極が浸漬され、
この電極と容器の鋼部分との間に電位が維持され
る。欠陥がある場合には、製品は鋼と接触して電
気回路を完結する。

欠陥発見器の第二のタイプは製品の電解特性を
使用する。非鋼電極が製品中に浸漬される。製品
が容器の鋼と接触する場合には、動電気
（galvanic）反応が起こり、露出鋼を第二電極と
して電池が形成される。非鋼電極と容器鋼間の電
圧がライニングの状態の指示を与える。この発明
はこのタイプの動電気欠陥発見器の改良であると
ともに、製品の温度を測定する機構も提供する。

動電気欠陥発見器の例は米国特許第3831085
号、第3858114号、第3863146号に開示されてい
る。

第１ａ図は既知の動電気欠陥発見器電極１０と
既知の別個の温度センサ２２を示し、両者は鋼容
器１３内に装着されている。第１ｂ図は非鋼動電
気欠陥発見器の一例を詳細に示し、鋼容器１３の
底部に配置されたフラツシバルブ１２のステム１
１上に非鉄電極１０が装着されている。図示のよ
うに、バルブ１２のボデイ１４は容器１３にボル
トで結合されている。バルブのステム１１はバル
ブボデイ１４から電気絶縁されたフレーム１５で
支持されている。電極１０はステム１１のヘツド
１６に取付けられている。製品に露出されるバル
ブの全部品はガラスのような非動電性材料で被覆
されている。電極１０の活性部分は電池作用を考
慮して好適には白金である。図示の特定例では、
キヤツプ１８を有する5/8″ねじ付タンタルボデイ
１７が使用された。キヤツプ１８のみが製品に露
出され、キヤツプ１８は白金で少なくとも部分的
にめつきされまたは他の方法で被覆される。タン
タルボデイの残部はガラス層に設けられた孔を通
してバルブヘツドにねじ込まれる。キヤツプ下の
シール１９は製品が鋼製バルブヘツド１６と接触
するのを防止する。電極１０への電気接点２０は
バルブステム１１を介してメークされ、バルブス
テム１１は鋼容器１３のボデイから電気絶縁され
ている。容器１３の鋼との接点２１はバルブボデ
イ１４においてメークされる。

第１ｃ図は先行技術で既知の温度センサ２２を
詳細に示す。中空のねじ付タンタルボデイ２３
が、温度依存抵抗を有する抵抗体のような、温度
検知素子２４を内蔵する。先行技術で既知のこの
ような抵抗体の１つはセラミツクコア上に巻かれ
た約100オームの白金線のコイルである。タンタ
ルボデイ２３の一端２５は製品と接触し、検知素
子２４が製品と熱連通するようになつている。電
気接点はタンタルボデイの他端を通つて延在する
リード線２６，２７，２８によつて素子２４にメ
ークされる。

温度センサ２２は支持用のガラス被覆鋼部材２
９に設けられた孔にねじ込まれている。図示の部
材は、スタツフイングヘツドにおいてタンクから
支持されかつ電気絶縁された１インチ径鋼パイプ
で構成された、バツフルである。

センサの十分な部分が露出され、シールガスケ
ツト３０がボデイ２３上にこれを包囲するように
置かれるようになつている。ガスケツト３０はボ
デイの露出部分上にねじで取付けられたナツト３
１により定位置に保持されている。本発明を理解
するためには、電気接点がリード線のみによつて
温度検知素子２４にメークされていることおよび
センサのタンタルボデイは電気導体として使用さ
れていないことに注目することが重要である。

第１ａ図を再び参照するとわかるように、２つ
の別個のセンサが温度を測定するためにおよび動
電気欠陥発見器を設けるために要求されている。
さらに、同一部材上に別個の欠陥センサと温度セ
ンサを装着するのに十分な余地はなさそうであ
る。

本発明はコンビネーシヨンセンサの好適実施態
様と関連して説明されるが、それは本発明を該実
施態様に限定することを意図したものでないこと
が理解されるであろう。これに反して、特許請求
の範囲で規定された本発明の精神および範囲内に
含まれうるすべての変形、改変形および同等物を
包含することを意図するものである。

第２図を参照すると、本発明に従つて構成され
たセンサ３２の断面が示されており、センサ３２
は鋼製中空導電性構造体３３に固着され、構造体
３３はガラス４６または他の非導電性材料で被覆
されている。センサ３２は一端４３がガラスライ
ニングを持つ鋼容器３４内に収容された製品と接
触するように配置される。センサ３２を支持する
構造体３３は容器の鋼ボデイ３５から電気絶縁さ
れる。図示の構造体３３は鋼容器から電気絶縁さ
れかつセンサ３２を受けるためにねじを切られた
バツフルまたは容器の別の部材である。別形構造
体の特定例は前述したようなフラツシバルブのヘ
ツドである。

センサ３２のボデイ３６は好適にタンタルから
構成され、ねじ付円筒形原料から製作される。ボ
デイ３６はセラミツクコアに巻きつけられた白金
線で形成された抵抗体のような温度センサ素子３
８を収容したキヤビテイ３７を含む。素子３８は
ボデイ３６と電気接触しておらず、リード線３
９，４０，４１が素子にすべての必要な電気接続
を形成するために設けられている。

リード線３９，４０，４１を支持しかつセンサ
のキヤビテイ３７をシールするためにポツテイン
グ（potting）コンパウンドのプラグ４２が使用
されている。リード線３９，４０，４１は容器の
外部の点まで支持構造体３３を通して導かれる。

製品と接触するボデイの端４３はソリツドであ
る、すなわち、ボデイの該端の表面を貫通してボ
デイの内部と連通する孔は存在しない。本発明に
より、ボデイのソリツド端は白金４４で少なくと
も部分的に被覆されている。この白金はめつきさ
れまたは層に沈着されまたはタンタル表面中へ拡
散されたものである。好適な方法は白金層を焼成
することによつてボデイの端４３を白金化するこ
とである。この方法は、本発明の米国特許出願第
923814号（1978年７月12日出願）に開示されてお
り、センサによく適合した硬い、耐久性の白金化
表面を与える。

センサボデイ３６はガラスライニングを持つ支
持構造体３３の鋼部分４５にガラス層４６に設け
られた孔を通してねじ込まれている。センサ３２
のまわりにはシールガスケツト４９が置かれ、セ
ンサボデイの露出端上にねじ装着されたナツト５
０により圧縮されている。あるいは、ボデイ３６
にキヤツプを設けてもよく、その場合にはナツト
は必要でない。

温度センサ素子３８は製品と熱連通し、構造体
中を延在するリード線は、抵抗ブリツジのような
第一検出機構５５の使用により、温度の外部監視
を可能にする。

センサの白金被覆端４４は常時製品と直接に接
触するように配置される。構造体３３はセンサボ
デイ３６と電気接触し、それにより白金被覆端４
４と電気接触している。容器３４のガラスライニ
ング５２に欠陥５１が発生した場合には、製品は
容器の鋼部分３５と接触する。高アルカリ性液体
などを除いた、多くの製品は電解質として機能す
るから、白金化区域４４と露出鋼３５を電極とし
て動電気反応が起こる。前述したように白金化区
域４４は構造体３３と電気連通しているから、動
電気反応から生ずる電圧はまた支持構造体３３の
鋼４５とガラスライニングを持つ容器３４の鋼３
５との間にも出現する。動電気反応は第二検出機
構５３で観察される。たとえば、該電圧は支持構
造体と容器の鋼を接続する抵抗体５４を通る電流
を発生する。この電流はガラスライニングを持つ
タンクに起こりうる欠陥の指示を与えるために監
視することができる。

したがつて、このセンサは事実上製品温度を測
定するとともに欠陥センサとしても機能するとこ
ろのコンビネーシヨンセンサである。リード線は
温度センサ素子３８への電気接触を維持し、一
方、構造体３３の鋼４５と直列のセンサ３２のタ
ンタルボデイは白金電極４４への電気接触を与え
るから、別個の電気回路が維持される。

かくして、本発明に従つて、前述した目的およ
び利点を完全に満足するコンビネーシヨンセンサ
が提供されたことが明白である。本発明はその特
定実施態様と関連して記載されたが、以上の記載
に基づいて当業者が多くの変更、改変および変化
をなしうることは明白である。したがつて、この
ような変更、改変および変化はすべて特許請求の
範囲で規定された本発明の精神および範囲内に包
含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は容器内に装着された先行技術の欠陥
発見センサおよび温度センサを示す。第１ｂ図は
先行技術欠陥発見センサを詳細に示す。第１ｃ図
は先行技術温度センサを詳細に示す。第２図は本
発明に従つて構成されたコンビネーシヨンセンサ
を断面で示す。 １０…欠陥発見器電極、１１…バルブステム、
１２…バルブ、１３…鋼容器、１４…バルブボデ
イ、１５…フレーム、１６…ヘツド、１７…タン
タルボデイ、１８…キヤツプ、１９…シール、２
０，２１…電気接点、２２…温度センサ、２３…
タンタルボデイ、２４…温度検知素子、２５…
端、２６，２７，２８…リード線、２９…ガラス
被覆鋼部材、３０…ガスケツト、３１…ナツト、
３２…センサ、３３…支持構造体、３４…ガラス
ライニング付鋼容器、３５…鋼ボデイ、３６…セ
ンサボデイ、３７…キヤビテイ、３８…温度セン
サ素子、３９，４０，４１…リード線、４２…プ
ラグ、４３…端、４４…白金、４５…鋼部分、４
６…ガラス層、４９…ガスケツト、５０…ナツ
ト、５１…欠陥、５２…ガラスライニング、５３
…第二検出機構、５４…抵抗体、５５…第一検出
機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非導電性ライニングを有する鋼容器に収容さ
   れた製品の温度を測定しかつ容器の非導電性ライ
   ニングに発生する欠陥を監視するために、容器か
   ら電気絶縁された導電性構造体により容器内に支
   持されるのに適応したセンサであつて、 内部にその第一の端まで延在するキヤビテイを
   有するタンタルボデイ； 前記キヤビテイに収容されかつ前記ボデイから
   電気絶縁された温度検知機構； 前記キヤビテイ内の前記温度検知機構から延在
   する電気リード線； 前記ボデイが使用中製品と接触するための第二
   の端を有し、前記第二の端が白金で少なくとも部
   分的に被覆され、前記導電性構造体を通して前記
   第二の端へ電気接続が与えられていること； からなることを特徴とする前記センサ。 ２ 前記タンタルボデイがねじ付円筒形タンタル
   ボデイである特許請求の範囲第１項記載のセン
   サ。 ３ 前記非導電性ライニングがガラスであり、前
   記導電性構造体がガラスで被覆されている特許請
   求の範囲第１項記載のセンサ。 ４ 前記タンタルボデイが外ねじを備えた円筒形
   部分を有し、前記円筒形部分が前記導電性構造体
   のねじ孔に装着されている特許請求の範囲第３項
   記載のセンサ。 ５ 前記導電性構造体がバツフルまたはフラツシ
   バルブを構成している特許請求の範囲第４項記載
   のセンサ。