熱電対の使用方法

質問

熱電対を使用した温度計測に関して皆様のお知恵をお貸し下さい。

加熱対象物（鉄）を400℃の雰囲気に挿入したときの温度変化を
応答性よく測定したいと考えています。
こういった測定をする場合、よく「試料に熱電対を溶接して」測定する
方がいらっしゃるようなのですが、この方法は正しいのでしょうか？
熱電対と試料とで3種の金属が接触したら、起電力が変わりそうな気が
するのですが、問題はないのでしょうか。それとも、シース熱電対に
こういった目的に適した品種があるのでしょうか？

ご存知の方がいらっしゃいましたら、ご教授下さい。

回答No.4

noname#230359 · ベストアンサー

シース熱電対であれば、先端を対象物に溶接することは可能です。
但し、応答性良く測定するのであれば、シース外径は細いもの
（例えば1.0mm以下）になりますので、先端部にシースと同径のチップを
付けないと、溶接時にシースが抜けてしまいます。注文時、メーカに
「溶接するので先端チップ付で･･･」とお願いすれば付けてもらえる筈です。
次に、熱電対素線と試料の接触ですが、「非接地型」使用すれば素線と
シースが絶縁されているので熱起電力を気にする必要はありません。
JIS C1605を見ると非接地型の構造が解ります。
蛇足ですが、試料へのシース取付長さは、熱伝導を良くする為に、
シース外径の20～30倍の長さをとると良いと思います。
試料に加工が許せるのなら、溝を掘って埋め込む方法もあります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
チップ付きシースですか、初耳です。業者さんに確認してみます。
溝を掘れない薄い試料なので、悩みましたが解決できそうです。

色々勉強させていただきました。ありがとうございます。

回答No.3

noname#230359

起電力に関しては、熱電対の端と端の温度差による現象なので、
3種目の金属の温度が一様であるならば問題無いのではないでしょうか？
厳密には、溶接する事で熱電対の2種の金属間に3種目の金属が存在する場合は
抵抗成分として働く事になるので低めの温度になるのではないかと思います。

「接触による起電力」もあるのかもしれませんね。
銅と亜鉛とレモンで電池になる実験がありますから。
ただ、今回の場合は電解液が存在しないので、それほど
大きくはならないのではないかと思います。

もしも、接触部の組成でトルマリンのような焦電性を発揮してしまうと
その影響は大きいのかもしれませんね。
焦電性の仕組みは知りませんが、違う種類の熱電対を併用して
大きなズレがなければ、信用できる温度ではないでしょうか。

お礼

ご回答有り難うございます。
抵抗としての効果は考えておりませんでした。
K熱電対であればアルメル-試料合金とクロメル-試料合金の接触
による起電力になる？と複雑に考えておりました｡
ご意見参考にさせていただきます。

回答No.2

noname#230359

溶接する使い方は知りませんが
熱電対素線（シース無し）を丸型圧着端子で圧着し
その丸をワークにビス止めする方法はあります
但し、熱電対がアースされますので温調器（測定器）は絶縁型が必要です

お礼

ご回答有り難うございます。
絶縁型の測定器ですか・・初めて耳にしましたので
調べてみます。今まで測定器をそういう観点で見た
事が無かったので、勉強になります。
ご意見参考にさせていただきます。有り難うございました。

回答No.1

noname#230359

シースの皮膜？といっていいのかわかりませんが　外側の金属部のみの溶接であれば問題無いと思います。
弊社では　ワークに穴をあけ中央部にシース挿入　外周部にシース溶接を施し均熱性を確認することがありますが問題視したことはありません。

お礼

ご回答有り難うございます。
シースを溶接することは可能なようですね。
予算上シースを使い捨てにできるか分りませんが、
検討してみようと思います。
ご意見有り難うございました。