熱の実験室-新館
第50回 ハイレックス熱電対と汎用熱電対の性能比較
レッド・イエロー・ピンク・グリーン 4チームが担当
実験実施: 2019年、 実験担当: チームレッド

◎目的

 当社規格品、汎用熱電対とハイレックス熱電対では感熱部シース表面状態が異なります。汎用熱電対では感熱部シース表面が金属生地のままですが、ハイレックス熱電対では感熱部シース表面にハイレックスコーティングを施すことにより、生地に比べ、放射率(=吸収率)向上、および表面が酸化雰囲気に左右されにくく、放射率安定性が優れているため、ハイレックスヒーターなどによる遠赤外線加熱の温度センサーに適しています。
 そこでハイレックスヒーターからの放射エネルギーを受けた際に、放射率が異なるハイレックス熱電対と汎用熱電対にて測定温度にどのくらいの違いが出るか、試験を行い、確認してみたいと思います。
※ハイレックスとは:高い放射特性のある当社の独自コーティング剤。

◎評価対象品

  • ハイレックス熱電対(Kタイプシース熱電対)
    型式:HTK2102 シース径:φ3.2 シース長:200mm
    表面処理:ハイレックスコーティング
  • 汎用熱電対(Kタイプシース熱電対)
    型式:HTK0238 シース径:φ3.2 シース長:200mm
    表面処理:無し

◎試験使用品

  • ハイレックスヒーター(遠赤外線ストーブHIE3147のうち1本のみ通電)
    定格電圧:115Ⅴ 消費電力:1521W ワット密度:5.8W/cm2
    表面処理:ハイレックスコーティング
  • データロガー 型式:LR8400(日置電機社製)
  • 温度調節計
  • 配線用遮断器
  • SSC
  • スライドトランス 型式:SAT2030(東京精電社製)
  • 電圧計 型式:SPFB(横河電機社製)
  • Kタイプシース熱電対(シース径:φ1.6、シース長:500mm)+ 自在バンド(ヒーター表面温調用)
  • アルミフレーム+熱電対フランジ(評価する熱電対固定用)

◎実験の方法

  1. ヒーター表面から140mm離れた位置にハイレックス熱電対、または汎用熱電対を配置します。試験はどちらか片方ずつとし、ヒーター照射方向は水平方向になります。
  2. ヒーター表面にヒーター表面温調用熱電対を自在バンドにて固定します。
  3. ヒーター表面に固定したヒーター表面温調用熱電対にてヒーター表面温度をPID制御し、温調します。
  4. 温度調節計にてヒーター表面温度を温調し、1項にて配置した各熱電対の測定温度をデータロガーにて記録します。加熱30分、冷却10分を1サイクルとし、ヒーター表面温度をヒーター温調無し(630℃)、550℃、500℃、400℃、300℃、200℃に温調の6条件、評価熱電対2種の計12パターン実施します。

◎試験概要図


図1.試験概要図

図2.試験回路図

図3.試験風景(ヒーター通電前)

図4.試験風景(ヒーター温調無し通電)

図5.ハイレックス熱電対近影

図6.汎用熱電対近影