专利名称：温度传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备测温元件的温度传感器，特别是在保护管内部具备测温元件的温 度传感器。
背景技术：
向来，具备利用赛贝克效应(Seebeck effect)的热电偶和利用电阻值对应于温度 变化而变化的测温电阻等温度检测手段的温度传感器使用方便而且经济，同时能够在很大 的温度范围进行比较正确的温度测定，因此被使用于各种工业用设备中。温度传感器通常在树脂制造的密封管(保护管)内部具有热电偶或测温电阻等温 度检测手段。如果采用在密封管内部具有这种温度检测手段的结构，则可以根据需要采用 管径较粗的密封管。因此，如果采用这种结构，则容易得到具有良好的机械强度和能够长久 使用的耐久性的温度传感器。但是，在密封管内部具有这种温度检测手段的结构的情况下， 密封管的机械强度比较低，因此构成小直径的温度传感器或微小的温度传感器通常比较困 难。而且在这种结构的情况下，密封管的热传导率比较低，因此通常不容易得到响应性能优 异的温度传感器。因此，向来，采用机械强度和热传导性能优异的金属制造的保护管(以下简称“护 套”)代替树脂制造的密封管，将热电偶或测温电阻等温度检测手段置于护套内部的温度传 感器(以下简称“护套型温度传感器”)得到很好使用(参照例如专利文献1)。如果采用这样的护套型温度传感器的结构，则能够得到优异的机械强度和热传导 性能。而且如果采用这种护套型温度传感器的结构，则由于使用不锈钢制造的护套，也能够 得到优异的耐氧化性和耐腐蚀性。因此，一直以来这种护套型温度传感器在药品制造设备、 食品制造设备等工业用设备中都得到很好使用。下面对具备作为温度检测手段的热电偶的已有的护套型温度传感器的一般结构 进行概略说明。图4是表示已有的护套型温度传感器的结构的示意图。在这里，图4 (a)是示意 表示已有的护套型温度传感器的结构的立体图。而图4 (b)是示意表示图4 (a)所示护套 部的结构的剖面图。还有，在图4 (a)中，为了容易理解护套型温度传感器的内部结构，为了方便，利用 实线表示配设于其内部的热电偶以及连接于其上的各引线。如图4 (a)和图4 (b)所示，已有的护套型温度传感器200具备其一端尖锐如圆 锥状，而且其另一端具有开口的圆筒状护套101。该护套101为了充分确保例如机械强度、 热传导性、耐氧化性、以及耐腐蚀性，利用SUS - 304等不锈钢构成。而且在该护套101的 内部(内侧)配置热电偶104的一部分(热电偶104的前端部分)。在这里，如图4 (a)所示， 该热电偶104具备测温元件102、电气连接于该测温元件102上的导线103a、103b。在护套101中，热电偶104的测温元件102配置于护套101的一端(即护套型温度 传感器200的前端侧)。另一方面，导线103a、103b从测温元件102延伸出，向护套101的另一端(也就是护套型温度传感器200的基端侧)进一步延伸。而且这种护套型温度传感器 200中，热电偶104的内装于护套101中的部分，通过在该护套101的内部(内侧)充填作为 电绝缘物质的以氧化镁或氧化铝等为代表的非可食性物质105的粉末，在与护套101之间 不形成空气间隙，而且与护套101完全电气绝缘地配置于护套101内部(内侧)。另一方面， 如图4 (a)所示，热电偶104的导线103a和103b从护套101的开口向其外部进一步延伸。又如图4 (a)所示，在护套101的另一端上，通过规定的连结构件连结具有比护套 101的外径粗的外径的圆筒状握把(grip) 106。该握把106在护套101的另一端与该护套 101同轴连结。而且该握把106为了具有足够的机械强度并可靠地支持护套101，与护套 101 一样利用SUS - 304等不锈钢构成。而且在该握把106内部(内侧)，插通从护套101的 开口延伸出的热电偶104的导线103a、103b。该导线103a、103b沿着握把106的长轴方向 从握把106的一端到其另一端大致直线状插通。而且导线103a、103b (在图4中没有表示 出)由于在握把106内部(内侧)充填硅树脂等充填材料，在与握把106之间没有形成空气 间隙，并且与握把106完全电绝缘地被配设于握把106内部(内侧)。另一方面，如图4 (a)所示，引线107从握把106的另一端(也就是握把106中的 护套型温度传感器200的基端部)通过规定的连结构件延伸出。在这里，该引线107具备导 线107a和107b。导线107a的一端与热电偶104的导线103a的一端电气连接。而且导线 107b的一端与热电偶104的导线103b的一端电气连接。还有，导线107a和107b的另一端 与例如控制装置的连接端子电气连接。这样的已有的护套型温度传感器200具有优异的机械强度和热传导性能，同时也 具有耐氧化性和耐腐蚀性。因此这种已有的护套型温度传感器200特别适合使用于药品制 造设备、食品制造设备等工业用设备。专利文献1 特开平09 - 159542号公报。
发明内容
但是，在将氧化镁或氧化铝等非可食性物质作为电绝缘物质使用的已有的护套型 温度传感器结构的情况下，由于物理冲击造成护套折断的情况下，充填于该护套内部(内 侧)的氧化镁或氧化铝等非可食性物质飞散。在这里，在以食品生产线为代表的工业用设备 具备已有的护套型温度传感器的情况下，如果护套折断，氧化镁或氧化铝等非可食性物质 飞散，则飞散的氧化镁或氧化铝等非可食性物质有可能混入食品中。这会成为食品生产线 制造的食品的安全受到严重损害的原因。而且在最坏的情况下，可能导致不得不停止食品 出厂的事态。本发明是为解决上述存在问题而作出的，其目的在于，提供将对人体无害的物质 作为电绝缘物质使用的，即使发生护套折断，而电绝缘物质飞散的情况下，也不会污染食品 的护套型温度传感器。为了解决上述存在问题，本发明的温度传感器具备电学物理量相应于温度变化 而变化的测温元件、用于传送所述测温元件的电学物理量变化的导体、以及用于保护所述 测温元件与所述导体的至少一部分的保护管；所述保护管至少内装所述测温元件与所述导 体的至少一部分，而且在该保护管与该测温元件及该导体的至少一部分之间充填电绝缘物 质，这种传感器充填可食性物质作为所述电绝缘物质。
采用这样的结构时，能够提供在保护管内部充填对人体无害的可食性物质作为电 绝缘物质，因此即使发生护套折断，而电绝缘物质飞散的情况下，也不会污染食品的护套型 温度传感器。在这种情况下，所述可食性物质可以是分子骨架中具有多个酚羟基(phenolic hydroxy 1 ; 7工7 —义性t卜‘口 # *基)的来自植物的物质。采用这样的结构时，可食性物质采用分子骨架中具有多个酚羟基的来自植物的物 质，因此能够提供安全而且合适的护套型温度传感器。在这种情况下，所述来自植物的物质是多酚(polyphenol ；^ 1J 7 - 7 一>)。如果采用这样的结构，则来自植物的物质是采用多酚，因此能够以比较便宜的价 格提供更加安全而且合适的护套型温度传感器。在这种情况下，所述多酚是3，5，7，3，，4，-五羟基黄烷(3，5，7，3’，4’ -pentahydro xyflavane ；3，5，7，3，，4，一 > 夕 t 卜·、口 今夕 7，K >)。采用这种结构时，多酚采用3，5，7，3，，4，-五羟基黄烷、即儿茶酸(catechin ；力r * >)，因此能够提供考虑到增加安全性和应对健康方面的护套型温度传感器。又，在上述情况下，所述多酚可以是(1S，3R, 4R, 5R) _3_{[3_(3，4_ 二羟基 苯基)_丙烯基]氧}_1，4，5_三羟基环己烷甲酸((1S，3R, 4R, 5R)-3-{[3-(3， 4-dihydroxyphenyl)-propeny1]0}-1, 4, 5-trihydroxy-cyclohexyl alky1 acid ； (IS, 3R, 4R, 5R) -3-{[3-(3 ，4 —夕匕卜·、口 今夕 7 工二卟)了夕'J 口 < > ]才今夕}— 1，4，5 —卜1J匕卜·、口今夕夕夕口、今寸> —1 —力卟# >酸)。即使是采用这样的结构，由于多酚采用(IS, 3R, 4R, 5R)_3_{[3_(3，4_ 二羟基苯 基)_丙烯基]氧}_1，4，5_三羟基环己烷甲酸、即绿原酸(chlorogenic acid ；々口 口少‘> 酸)，所以能够提供不但考虑增加安全性而且也考虑到健康方面的护套型温度传感器。又，在上述情况下，所述可食性物质可以是具有以α 1 — 4结合的D —葡聚糖为主 链的多糖的来自植物的物质。采用这样的结构时，可食性物质采用具有以α 1 — 4结合的D —葡聚糖为主链的 多糖的来自植物的物质，因此能够提供安全而且适用的护套型温度传感器。在这种情况下，所述来自植物的物质是小麦粉。采用这样的结构时，来自植物的物质采用小麦粉，因此能够以低廉的价格提供非 常安全而且合适的护套型温度传感器。又，在这种情况下，所述来自植物的物质是片栗粉。即使是采用这样的结构，由于来自植物的物质采用片栗粉，所以能够以低廉的价 格提供非常安全而且合适的护套型温度传感器。本发明利用以上所述手段实施，能够提供采用对人体无害的物质作为电绝缘物质 的，即使发生护套折断，而电绝缘物质飞散的情况下，也不会污染食品的护套型温度传感
ο
图1是本发明的实施形态的护套型温度传感器的结构的示意图。在这里，图1(a) 是本发明的实施形态的护套型温度传感器的结构的示意立体图。而图1 (b)是图1 (a)所示的护套部的结构的示意剖面图。图2是表示本发明的实施形态的可食性物质的化学结构的结构图。在这里，图2 (a)是表示儿茶酸的化学结构的结构图。图2 (b)是表示绿原酸的结构的结构图。图3是表示本发明的实施形态的可食性物质的电绝缘性试验结果的图表。图4是表示已有的护套型温度传感器的结构的示意图。在这里，图4 (a)是示意 表示已有的护套型温度传感器的结构的立体图。图4 (b)是示意表示图4 (a)所示的护套 部的结构的剖面图。符号说明
1护套；2测温元件；3a、3b导线；4热电偶；5可食性物质；6握把；7引线；7a,7b导线；100温度传感器；101护套；102测温元件；103a、103b导线；104热电偶；105非可食性物质106握把；107引线；107a、107b导线；200温度传感器。
具体实施例方式下面参照附图对实施本发明的最佳实施形态进行详细说明。在本说明书中，将日常经口摄入的物质、日常有可能经口摄入的物质、以及即使日 常或非日常经口摄入也基本上对人体无害的物质等定义为“可食性物质”。图1是本发明的实施形态的护套型温度传感器的结构的示意图。在这里，图1(a) 是本发明的实施形态的护套型温度传感器的结构的示意立体图。而图1 (b)是图1 (a)所 示的护套部的结构的示意剖面图。还有，在图1 (a)中，为了容易理解护套型温度传感器的内部结构，为了方便将配 设于其内部的热电偶和与其连接的各引线用实线表示。如图1 (a)和图1 (b)所示，本发明的实施形态的护套型温度传感器100具备其 一端部为尖锐的圆锥状而另一端具有开口的圆筒状护套1。该护套1为了充分确保例如机 械强度、热传导性、耐氧化性、以及耐腐蚀性，利用SUS-304等不锈钢构成。而且在护套1的内部(内侧)配置热电偶4的一部分(热电偶4的前端部分)。在这里，该热电偶4具备测温 元件2和电气连接于该测温元件2的导线3a和3b。在护套1中，热电偶4的测温元件2配置于护套1的一端(也就是护套型温度传感 器100的前端侧)。另一方面，导线3a和3b从测温元件2分别延伸出，向护套1的另一端 侧(也就是护套型温度传感器100的基端侧)进一步延伸。而且，在本实施形态的护套型温 度传感器100中，热电偶4的内装于护套1中的部分，通过在该护套1的内部充填作为电绝 缘物质的例如粉末状的可食性物质5，在与护套1之间不形成空气间隙，而且在与护套1完 全电气绝缘的状态下配置于护套1的内部(内侧)。还有，如图1 (a)所示，热电偶4的导线 3a和3b从护套1的开口向其外部进一步延伸。又如图1 (a)所示，在护套1的另一端上，通过规定的连接构件连结具有比护套1 的外径更粗的外径的圆筒状握把6。在这里，该握把6在护套1的另一端上与该护套1同 轴连结。又，该握把6为了具有充分的机械强度并能够可靠支持护套1，与护套1 一样利用 SUS - 304等不锈钢构成。而且在该握把6的内部(内侧)插通从护套1的开口延伸出的热 电偶4的导线3a和3b。该导线3a和3b沿着握把6的长轴方向从握把6的一端到另一端 大致为直线状地插通于其中。还有，虽然在该图1 (a)中未图示出，导线3a和3b通过在握 把6的内部(内侧)充填硅树脂等材料，在与握把6之间不形成空气间隙，而且在与握把6完 全电气绝缘的状态下，配置于握把6的内部(内侧)。另一方面，如图1 (a)所示，从握把6的另一端(也就是握把6中的护套型温度传 感器100的基端侧)通过规定的连结构件延伸出引线7。该引线7具备导线7a和导线7b。 在这里，导线7a的一端与热电偶4中的导线3a的一端电气连接。又，导线7b的一端与热 电偶4中的导线3b的一端电气连接。还有，导线7a和7b的另一端电气连接于例如控制装 置的连接端子。此外，在本发明的实施形态中，作为电绝缘物质的可食性物质5采用分子骨架中 具有多个酚羟基的来自植物的物质、以及具有以α 1 — 4结合的D —葡聚糖为主链的多糖 的来自植物的物质。下面对本发明中使用的可食性物质的详细情况进行说明。首先对可食性物质5采用分子骨架中具有多个酚羟基的来自植物的物质的结构 进行说明。在本发明的实施形态中，可食性物质5采用多酚。作为该多酚，采用例如 3，5，7，3’，4’ -五羟基黄烷。该3，5，7，3’，4’ -五羟基黄烷通常被称为儿茶酸。又，作为该多 酚，采用例如(IS, 3R, 4R, 5R) -3- {[3- (3，4- 二羟基苯基)-丙烯基]氧} _1，4，5-三羟基环 己烷甲酸。该物质通常称为绿原酸。图2是表示本发明的实施形态的可食性物质的化学结构的结构图。在这里，图2 (a)是表示儿茶酸的结构的结构图。图2 (b)是表示绿原酸的结构的结构图。如图2 (a)所示，(+)—儿茶酸具有5个酚羟基。在这里，(+) —儿茶酸的四水 合物的熔点为96°C。又，(+)—儿茶酸的无水物的熔点为175 177°C。又，作为儿茶酸， 除了(+) —儿茶酸外，还有作为其非对映体(diastereomer，夕7 7歹l·才)的(一)一 表儿茶酸(印icatechin，工匕力r矢 >)。该(一)一表儿茶酸的熔点为245°C。还有，这些 (+) 一儿茶酸和(一)一表儿茶酸存在于多种植物中。例如儿茶酸大量包含于也称为黑儿 茶(Gambier )的印度产豆科植物儿茶(Catechu )的水提取物中。又，」L茶酸作为茶的涩味成分是众所周知的。又有报告指出，儿茶酸有许多生理活性作用。例如作为儿茶酸的生理活 性作用可以举出有抑制血压上升的作用、调节血液中的胆固醇的作用、调节血糖值的作用、 抗氧化作用、抑制老化的作用、抗突然变异作用、抗癌作用、抗菌作用、抗龋齿作用、抗过敏 作用等。另一方面，如图2 (b)所示，绿原酸具有2个酚羟基。该绿原酸也称为5 —咖啡酰 奎宁酸。在这里，这种绿原酸是具有咖啡酸的羧基与奎宁酸5位的羟基脱水缩合的结构的 化合物。还有，这种绿原酸最初是从咖啡豆中分离的化合物，现在，能够从多种双子叶植物 的种子或叶子中提取。又，这种绿原酸受热时不稳定，容易分解为咖啡酸和奎宁酸。因此在 作为护套型温度传感器100的电绝缘物质使用的情况下，有必要注意该护套型温度传感器 的使用温度范围。又有报告说这种绿原酸也有多种生理活性作用。例如，作为绿原酸的生 理活性作用的一个例子，可以举出有抗氧化作用。下面对可食性物质5采用具有以α —4结合的D—葡聚糖为主链的多糖的来自 植物的物质的结构进行说明。在本发明的实施形态中，可食性物质5也可以采用小麦粉或片栗粉。小麦粉通过例如碾磨小麦容易得到。这种小麦粉的主要成分是作为以α 1 — 4结 合的D—葡聚糖为主链的多糖的淀粉。又，这种小麦粉的次要成分是蛋白质。在这里，作为 主要蛋白质可以举出有麸朊、麦谷蛋白等。还有，广义上所谓小麦粉不限于碾磨小麦得到的 粉，也包括例如将米、荞麦、马铃薯等碾磨成粉状得到的产品。另一方面，所谓片栗粉可以是 将从百合科的多年草本植物山慈姑(力夕々1J )(片栗)的根得到的淀粉精制的产品。近年 来，从山慈姑得到的真正的片栗粉很少，而从马铃薯得到的片栗粉广泛地在市场上销售。在 本实施形态中，作为可食性物质5，采用来自各种植物的小麦粉、片栗粉。这样，在本发明的实施形态中，作为护套型温度传感器100的护套1中充填的电绝 缘物质的可食性物质5，采用多酚、小麦粉、片栗粉等可食性物质。这些可食性物质是即使是 日常经口摄入，对人体也是无害的物质。从而，如果采用这样的结构，就能够提供即使发生 护套折断，而电绝缘物质飞散的情况下，也不会污染食品的护套型温度传感器100。下面对将多酚、小麦粉、片栗粉等可食性物质作为电绝缘物质使用的护套型温度 传感器100的电绝缘性试验结果进行说明。图3是表示本发明的实施形态的可食性物质的电绝缘性试验结果的图表。还有， 这种电绝缘性试验是根据日本工业标准JIS C1604 — 1997进行的。又，这种电绝缘性试验 是在温度25°C、湿度65%的环境条件下进行的。如图3所示，在测定温度为25°C的情况下，柱状图a和b表示的多酚和小麦粉的绝 缘电阻为⑴。又，在这种情况下柱状图c表示的片栗粉的绝缘电阻为700ΜΩ。另一方面，如 图3所示，在测定温度为100°C的情况下，柱状图a和c所示的多酚和片栗粉的绝缘电阻为 ①。而在这种情况下柱状图b所示的小麦粉的绝缘电阻为1000MΩ。根据以上所述的实验结果，可以判定本实施形态的可食性物质与向来作为电绝缘 物质使用的氧化镁或氧化铝等具有同样的绝缘特性。而且可以判定，借助于此，即使是将可 食性物质作为电绝缘物质使用的情况下，也能够确保图ι (a)和图1 (b)所示的热电偶4与 护套1之间的电绝缘。还有，在本发明的实施形态中，作为电绝缘物质的可食性物质5被密 封于护套型温度传感器100的护套1的内部(内侧)。也就是说，在本发明的实施形态中，可食性物质5不与氧气、其他氧化性气体、或腐蚀性气体等接触，因此护套型温度传感器100的可食性物质5不发生变性和变质。从而，如果采用本发明的护套型温度传感器100的结 构，则能够提供长时间保持所希望的电气特性和安全性的良好的护套型温度传感器。还有，在本发明的实施形态中，作为多酚以儿茶酸和绿原酸为例进行说明，但是本 发明不限于这样的结构。例如只要是芳香族碳化氢核的氢原子用羟基置换2价以上的芳香 族羟基化合物，并且对人体无害的物质，可以认为不管是什么多酚都可以使用。还有，作为 儿茶酸和绿原酸以外的多酚，可以举出有例如芝麻中大量包含的木酚素、姜黄中大量包含 的姜黄素、草莓中大量包含的鞣花酸等。又，在本发明的实施形态中，可食性物质以小麦粉和片栗粉为例进行了说明，但是 本发明不限于这样的结构。也可以将例如大麦粉、米粉等作为可食性物质使用。又可以将 甘油作为可食性物质使用。又，在本发明的实施形态中，例示了采用具有与氧化镁或氧化铝等相同的绝缘电 阻的可食性物质的结构，但是即使是绝缘电阻稍差的可食性物质也可以作为电绝缘物质使 用。还有，在这种情况下，通过对整个热电偶覆盖硅树脂或氟树脂，能够可靠地使热电偶与 护套实现电绝缘。又，在本发明的实施形态中，例示了采用热电偶作为温度检测手段的结构，但是本 发明不限于这样的结构。例如也可以用热敏电阻等测温电阻或白金电阻代替热电偶构成护 套型温度传感器。即使是采用这样的结构也能够得到与本发明的实施形态的护套型温度传 感器得到的效果相同的效果。又，在本实施形态中，例示了用护套作为保护管的例子，但是本发明不限于这样的 结构。例如也可以采用密封管作为保护管，即使是采用这样的结构也能够得到与本发明的 实施形态的护套型温度传感器得到的效果相同的效果。还有，在本发明的实施形态中，例示了具有护套和握把的温度传感器，但是本发明 不限于这样的结构。例如将护套与内装电气连接于热电偶等温度检测手段的连接端子的端 子箱直接或间接连结的温度传感器也可以使用本发明。即使是采用这样的结构，也能够得 到与本发明的实施形态的护套型温度传感器得到的效果相同的效果。工业应用性
本发明的温度传感器作为适于使用在实施电子式温度控制的食品生产线等各种工业 设备的温度传感器，完全能够在工业上使用。又，本发明的温度传感器作为使用对人类无害的物质作为电绝缘物质的，即使发 生护套折断，而电绝缘物质飞散的情况下，也不会对食品造成污染的护套型温度传感器，完 全能够使用在工业上。
权利要求
一种温度传感器，其特征在于，具备电学物理量相应于温度变化而变化的测温元件、用于传送所述测温元件的电学物理量变化的导体、以及用于保护所述测温元件与所述导体的至少一部分的保护管；所述保护管至少内装所述测温元件与所述导体的至少一部分，而且在该保护管与该测温元件及该导体的至少一部分之间充填电绝缘物质；充填可食性物质作为所述电绝缘物质。
2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述可食性物质是分子骨架中具 有多个酚羟基的来自植物的物质。
3.根据权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，所述来自植物的物质是多酚。
4.根据权利要求3所述的温度传感器，其特征在于，所述多酚是3，5，7，3’，4’-五羟基黄烧。
5.根据权利要求3所述的温度传感器，其特征在于，所述多酚是 (IS, 3R, 4R, 5R) -3- {[3- (3，4- 二羟基苯基)-丙烯基]氧} _1，4，5-三羟基环己烷甲酸。
6.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述可食性物质是具有以α1 — 4 结合的D —葡聚糖为主链的多糖的来自植物的物质。
7.根据权利要求6所述的温度传感器，其特征在于，所述来自植物的物质是小麦粉。
8.根据权利要求6所述的温度传感器，其特征在于，所述来自植物的物质是片栗粉。
全文摘要
本发明的温度传感器(100)，具备电学物理量相应于温度变化而变化的测温元件(2)、用于传送所述测温元件的电学物理量变化的导体(3a、3b)、以及用于保护所述测温元件与所述导体的至少一部分的保护管(1)；所述保护管至少内装所述测温元件与所述导体的至少一部分，而且在所述保护管与该测温元件及该导体的至少一部分之间充填电绝缘物质；充填可食性物质(5)作为所述电绝缘物质。
文档编号G01K1/08GK101970997SQ20088012788
公开日2011年2月9日 申请日期2008年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者山本秀宪 申请人:日本电测株式会社