FI92439B - Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi - Google Patents

Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI92439B
FI92439B FI934268A FI934268A FI92439B FI 92439 B FI92439 B FI 92439B FI 934268 A FI934268 A FI 934268A FI 934268 A FI934268 A FI 934268A FI 92439 B FI92439 B FI 92439B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sensor
electrode
trees
tree
glass
Prior art date
Application number
FI934268A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI92439C (fi
FI934268A0 (fi
Inventor
Simo Tammela
Jorma Ponkala
Heikki Turtiainen
Ingmar Stuns
Original Assignee
Vaisala Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaisala Oy filed Critical Vaisala Oy
Priority to FI934268A priority Critical patent/FI92439C/fi
Publication of FI934268A0 publication Critical patent/FI934268A0/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI92439B publication Critical patent/FI92439B/fi
Priority to EP94850152A priority patent/EP0645606B1/en
Priority to DE69414958T priority patent/DE69414958T2/de
Priority to US08/312,886 priority patent/US5631418A/en
Priority to JP25944594A priority patent/JP3625874B2/ja
Publication of FI92439C publication Critical patent/FI92439C/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/34—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using capacitative elements
    • G01K7/343—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using capacitative elements the dielectric constant of which is temperature dependant
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/24—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance
    • G01D5/2405—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying capacitance by varying dielectric
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
    • G01N27/225—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity by using hygroscopic materials

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Description

92439 Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi
Elektrisk impedansgivare för mätning av fysikaliska storheter, 5 speciellt temperatur eller fuktighet samt förfarande för framställning av ifrägavrande givare 10 Keksinnön kohteena on sähköinen impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi, joka anturi käsittää johde-elektrodit, joiden välistä mitattavaa fysikaalista suuretta kuvaava sähköimpedanssi mitataan ja joiden elektrodien välissä on aktiivista materiaalia, jonka impedanssiominaisuudet ovat mitattavan 15 fysikaalisen suureen funktio.
Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmä sähköisten impedanssianturien valmistamiseksi, joka anturi on tarkoitettu fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai suhteellisen kosteuden mittaamista varten.
20
Useissa sovelluksissa mittausantureilta, etenkin lämpötilan tai suhteellisen kosteuden mittaukseen tarkoitetuilta antureita, vaaditaan suurta nopeutta, pientä kokoa ja pientä säteilyvirhettä. Mainitut vaatimukset ovat erityisen tiukat esim. radiosondien antureissa.
25
Ennestään tunnetusti esim. radiosondien lämpötila-antureina käytetään yleensä kapasitiivisia antureita, joiden aktiivisena materiaalina on keraami, jonka dielektrisyys on lämpötilasta riippuvainen. Tunnetut lasikeraamiset lämpötila-anturit ovat kuitenkin verraten suurikokoisia 30 ja sen vuoksi niiden nopeudessa ja säteilyvirheessä on parantamisen varaa. Auringon säteilyn aiheuttama säteilyvirhe on ollut suurin ongelma radiosondien lämpötilamittauksessa käytettäessä ennestään tunnettuja lämpötila-antureita.
35 Kapasitiivisten antureiden lisäksi lämpötila-antureina radiosondeissa ja vastaavissa on käytetty myös resistiivisiä antureita ja termoelementtejä .
92439 2
Ennestään tunnetaan sellaisia kapasitiivisia kosteusantureita, joiden kapasitanssin dielektrimateriaalina käytetään polymeeriä, keräämiä tai lasikeraamia, jonka dielektrisyysvakio on sen absorboiman kosteuden funktio, Myös näiden antureiden nopeudessa ja vastaavissa ominaisuuk-5 sissa on kehittämistarpeita, etenkin radiosondisovelluksia silmällä pitäen.
Ennestään tunnettujen sähköisesti ilmaistujen lämpötila- ja kosteus-antureiden osalta viitataan esim. US-patentteihin nrot 3168829 ja 10 3350941 sekä hakijan FI-patenttiin nro 48229, jossa viimemainitussa FI-patentissa on esitetty kapasitiivinen kosteusanturi, jossa dielek-trisena eristeaineena on polymeerikalvo, jonka permittiivisyys on poly-merikalvon absorboiman vesimäärän funktio.
15 Em. FI-patentissa esitetty kosteusanturi on pääasialliselta rakenteeltaan ohut levy, jonka pinnalle on prosessoitu kosteudelle herkkä rakenne. Epäkohtana tässä tunnetussa rakenteessa on pintaelektrodin veden läpäisykyvyn hajonta ja tästä johtuva anturin nopeushajonta. Lisäksi rakenne on kooltaan varsin suuri, mistä aiheutuu etenkin radiosondikäy-20 tössä säteilyvirhettä, koska auringonsäteilylle altis pinta on huomattava ja sen tuuletus on suhteellisen huono. Koska kyseisessä tunnetussa anturissa aktiivinen pinta on suora, on vedellä taipumus jäädä tälle pinnalle pisaroina.
25 Ennestään tunnettujen impedanssianturien ja vastavien valmistusmenetelmät ovat olleet monimutkaisia, usein vaikeasti automatisoitavissa ja huonosti jatkuviin valmistusprosesseihin soveltuvia. Kyseisten antureiden tunnetut valmistusmenetelmät ovat olleet vaativia ja monivaiheisia, etenkin kun pyritään mahdollisimman nopeaan ja tarkkaan anturiin, 30 mikä yleensä edellyttää rakenteilta hyvin pientä kokoa ja tarkkaa mitoitusta sekä valmistusprosessien eri parametrien hyvää hallintaa.
Esillä olevaan keksintöön liittyvän ja sitä sivuavan hakijan viimeisimmän kehitystyön osalta viittaamme seuraaviin Fl-patenttihakemukslin: 35 921449 (jätetty 01.04.1992), 933701 (jätetty 23.08.1993) ja 933702 (jätetty 23.08.1993). Em. hakemuksissa esitettyjä rakenteita ja mene-
II
92439 3 telmiä voidaan soveltuvin osin käyttää kombinaationa myös esillä olevan keksinnön kanssa.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen ennestään 5 tunnettujen kosteusanturien sekä rakenteita että niiden valmistusmenetelmiä edellä esitettyjen epäkohtien välttämiseksi sekä edellä mainittuihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi.
Esillä olevaan keksintöön liittyy lähiten hakijan FI-patenttihakemuk-10 sessa 921449 (jätetty 1.4.1992, julkinen 4.10.1993) (vast. US-hakemusta 08/040,129 ja EP-hakemusta 93 850 046.9) esitetty menetelmä ja anturi-rakenne. Tässä FI-hakemuksessa on esitetty sähköinen impedanssianturi, jossa sen elektrodien välisenä aktiivisena materiaalina on nimenomaan lasinvetotekniikalla valmistettu hyvin ohut lankamainen lasi tai lasi-15 keraamikuitu. Mainittuna kuituna on sellainen lasikeraamikuitu, jonka veto lasikuitulangaksi on tehty lasimaisessa muodossa ja kiteytys lasi-keraamiseen muotoon on tehty lämpökäsittelyssä. Lasikeraamimateriaalis-sa on aktiivisena aineosana lasimatriisissa oleva kiteinen barium-strontium- titanaatti BaxSrjC-1Ti03 tai kiteinen lyijy-strontiumtitanaatti 20 PbxSr1.xTi03, joissa x on välillä 0...1. Anturilanka on poikkileikkaukseltaan pääasiallisesti ympyränmuotoinen ja sen halkaisija on luokkaa 25 . . . 500 μπι.
Em. FI-hakemuksessa 921449 esitetty anturi on rakenteeltaan sopivimmin 25 koaksiaalinen käsittäen täyteläisen keskielektrodilangan tai vastaavan onton elektrodilangan ja sen ympärillä olevan lasi- tai lasikeraamiker-roksen, jonka päällä on hermeettinen lasikerros ja sen päällä erillisessä vaiheessa tehty elektrodikerros ja/tai elektrodikuidut. Kyseinen anturi voidaan muodostaa kahdesta anturikuitulangasta, jotka liitetään 30 yhdensuuntaisella liitoksella esim. liimaliitoksella tietyltä pituudeltaan toisiinsa. Lisäksi em. FI-hakemuksessa on esitetty menetelmä sähköisten impedanssianturien valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää kombinaationa seuraavat vaiheet: 35 valmistetaan anturin aktiiviselle materiaalille sopivat sähköiset ominaisuudet antavalla lisäaineella tai lisäaineilla seostetusta sulasta 92439 4 lasimassasta sinänsä tunnetulla lasinvetotekniikalla jatkuvaa olennaisesti pyöreäpoikkipintaista anturikuitulankaa; anturikuitulankaa kiteytetään lämpökäsittelyllä lasikeraamiseen muotoon tai sen materiaali valitaan tai muutoin käsitellään niin, että saadaan aikaan aktiivista 5 anturimateriaalia, jonka kapasitanssi ja/tai resistanssi riippuu lämpötilasta tai erityistapauksissa aktiivisen materiaalin absorpoimasta vesimäärästä; ja anturikuitulankaa katkotaan yksittäisiä antureita varten sopiviksi anturikuitulankapätkiksi, joihin liitetään ja/tai joiden em. langanvetovaiheessa varustettuihin elektrodeihin kytketään 10 yhteet, joiden välistä anturin impedanssi on mitattavissa.
Em. FI-hakemuksen 921449 edellä selostetussa menetelmässä anturikuitu-langan veto suoritetaan käyttäen optisten kuitujen valmistuksessa sinänsä tunnettua kaksoisupokasmenetelmää, jossa sisäupokkaassa käytetään 15 sulaa ydinlasia, johon on lisätty strontium-, barium- ja titaanioksidia ja/tai vastaavaa muuta lisäainetta ja ulkoupokkaassa käytetään sulaa lasimateriaalia kuten aluminosilikaattilasia, josta saadaan anturikui-tulangan päälle putkimainen hermeettinen ulkokerros. Em. FI-hakemuksen menetelmässä sulan anturikuidun sisälle syötetään elektrodilankaa tai 20 sisäelektrodi viedään lasiputkiaihion sisään, jotka yhdessä vedetään anturikuitulangaksi tai valmistetaan ensin ontto anturikuitulanka ja metalloidaan sen sisäpuoli jälkeenpäin. Kyseisessä menetelmässä anturikuitulanka päällystetään johtavalla elektrodikerroksella ohjaamalla kuitulanka reikäpohjaisen upokkaan ja uunin läpi, jossa upokkaassa on 25 päällystyspastana johdepastaa. Kuitulangan päälle tehdään johdekuviot höyrystämällä tai fotolitografisella menetemällä. Menetelmässä jatkuvasta anturikuitulangasta katkotaan n. 1-5 cm pätkiä, jotka liitetään pituussuuntaisella liitoksella vierekkäin toisiinsa tai jonka anturi-kuitulangan pätkän molemmin puolin liitetään anturilangat. FI-hakemuk-30 sen mukaisessa menetelmässä elektrodilanka ei toimi valmistusprosessissa kantaja- tai vetolankana, jona on nimenomaan lasikuitulanka.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen ennestään tunnettujen impedanssianturien sekä rakenteita että niiden valmistus-35 menetelmiä edellä esitettyjen epäkohtien välttämiseksi sekä mainittuihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi.
5 52439
Esillä olevan keksinnön erityistarkoituksena on kehittää edelleen em.
FI-hakemuksessa 921449 esitettyjä keksinnöllisiä ajatuksia niin, että sekä anturirakennetta että sen valmistusmenetelmää saadaan entistä yksikertaisemmaksi ja sen käyttöaluetta laajennetuksi muihinkin kuin 5 lämpötila-antureihin, etenkin suhteellisen kosteuden mittaukseen käytettäviin antureihin.
Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle sähköiselle impedanssianturille on pääasiallisesti 10 tunnusomaista se, että anturi on koostettu jatkuvasta anturilangasta katkotuista pätkistä, joka anturilanka käsittää johtavan elektrodilan-gan tai elektrodilankayhdelmän, jonka päällä/välissä on aktiivista materiaalia, jonka impedanssiominaisuudet ovat mitattavan fysikaalisen suureen funktio.
15
Keksinnön mukaiselle anturin valmistusmenetelmälle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että menetelmä käsittää kombinaationa seuraavat vaiheet: 20 (a) valmistetaan jatkuvana vetoprosessina anturilankaa käyttäen kantajalankana ja vetovälineenä johtavaa elektrodilankaa tai elektrodilankayhdelmää, (b) päällystetään jatkuvassa lankaprosessissa mainittua elektrodi - 25 lankaa tai elektrodilankayhdelmää aktiivisella materiaalilla, jonka impedanssiominaisuudet ovat mitattavan fysikaalisen suureen funktio, ja (c) pätkitään vaiheista (a) ja (b) saadusta jatkuvasta anturilangas- 30 ta pituudeltaan käyttötarkoituksen mukaisia pätkiä, joiden toi sesta tai molemmista päistä paljastetaan elektrodilanka tai -langat impedanssianturin sähköisiksi kontaktikohdiksi.
Tässä yhteydessä korostettakoon, että edellä määritellyssä päällytys-35 vaiheessa (b) päällystyksellä ei välttämättä tarkoiteta sitä, että 92439 6 aktiivinen materiaali kokonaan ympäröi elektrodilankaa tai -lankoja, vaikka sekin on mahdollista.
Keksinnössä elektrodilanka, sopivimmin elektrodilankapari tai vastaava 5 elektrodilankayhdelmä toimii valmistusprosessissa veto- ja kantajalan-kana, joka vastaanottaa valmistusprosessissa tarvittavat vetojännityk-set ja joka elektrodilanka tai -lankayhdelmä antaa valmiille anturille olennaisen osan, sopivimmin pääasiallisen osan, sen mekaanista lujuutta. Keksinnön menetelmässä anturin muut kerrokset ja osat prosessoidaan 10 ja tartutetaan nimenomaan elektrodilangan tai -lankayhdelmän yhteyteen eikä lasikuitulangan yhteyteen, kuten em. FI-hakemuksen 921449 mukaisessa menetelmässä ja anturissa, minkä ansiosta menetelmästä saadaan yksinkertaisempi ja vähemmän häiriöille altis sekä anturirakenteesta entistä yksinkertaisempi etenkin sen vuoksi, että elektrodilangoista 15 muodostuu anturiin sopivimmin sen molemmat sähköiset elektrodit, joiden välistä anturi-impedanssi on mitattavissa ja elektrodia tai elektrodeja ei ole tarpeen valmistaa erillisissä vaiheissa. Elektrodilankaparia tai useampia elektrodilankoja käytettäessä päällystysprosessissa aktiivinen materiaali tartutetaan elektrodilankoihin ja aktiivisella materiaalilla 20 elektrodilangat liitetään toisiinsa vaikka aktiivinen materiaali ei välttämättä kokonaan ympäröi elektrodilankoja, kuten on esimerkiksi esitetty seuraavissa kuvioissa 3A,3B ja 3C.
Keksinnön mukaisen menetelmän edullisen sovellusmuodon päävaiheet ovat: 25 lasimateriaalin valmistus, parilangan tai useamman langan veto, lasin kiteytys, kosteussuojauspinnoitus ja langan katkonta sekä lasikeraamin poisto anturin päistä elektrodilankojen paljastamiseksi anturin sähköisiksi kontaktilangoiksi. Vaiheitten järjestys ei välttämättä ole yllä esitetty vaan esim. katkonta voidaan tehdä jo ennen kiteytystä tai 30 kiteytyksen ja kosteussuojauspinnoituksen välissä. Samoin kosteus- suojaus on mahdollista tehdä jo katkotulle ja tukirakenteeseen kiinnitetylle anturille. Lasimateriaalin valmistusvaiheessa lähtöaineet sulatetaan upokkaassa ja valetaan sopivasta materiaalista. Lasi jäähdytetään riittävän nopeasti niin, ettei se kiteydy vaan jää lasimaiseen 35 muotoon. Valetut lasikappaleet pannaan reikäpohjaiseen upokkaaseen, joka sijoitetaan uuniin. Päällystettävät langat vedetään upokkaan läpi
II
92439 7 ja edelleen uunin alapuolella sijaitsevalle vetolaitteelle. Langat ovat esim. platinaa ja niiden paksuus on tyypillisesti - 50 μπι.
Seuraava kiteytys on kaksivaiheinen lämpökäsittely, esim. ensin 1 h 5 500°C ja sen jälkeen 0,5 h 800°C. Kiteytyksessä lasimateriaali muuttuu lasikeraamiksi ja siihen muodostuu strontium- ja bariumtitanaattikitei-tä. Samalla lasimateriaalin dielektrisyysvakio kasvaa ja muuttuu voimakkaasti lämpötilariippuvaksi. Seuraava kosteussuojan päällystysvaihe tapahtuu parilangan vedon tapaan reikäpohjaista upokasta käyttäen.
10 Päällystysmateriaalina käytetään esim. lasia, jolla on likimain sama lämpölaajenemiskerroin kuin käytetyllä lasikeraamilla ja jonka pehmenemispiste on lasikeraamin kiteytyslämpötilan alapuolella.
Päällystetystä valmiista anturilangasta katkotaan sopivan pituisia 15 anturipätkiä, joiden toisesta tai molemmista päistä poistetaan kosteus -suojaus ja lasikeraami esim. syövyttämällä fluorivetyhapolla. Paljastetuista johdelangoista anturi voidaan kiinnittää sopivaan tukirakenteeseen juottamalla tai sähköä johtavalla liimalla. Vastaavalla tavalla kuin parilankaa voidaan luonnollisesti päällystää myös yksittäinen 20 lanka kuten platinalanka lasikeraamilla tai vastaavalla ja tehdä erilaisia koaksiaalisia anturirakenteita.
Anturilangan valmistus voidaan tehdä myös käyttäen lasipastaa. Päällystykseen voidaan tässäkin tapauksessa käyttää reikäohjaista upokasta.
25 Erona edellä selostettuun sovellusesimerkkiin nähden on se, että upokkaassa on lasipastaa ja se on huoneen lämpötilassa. Pasta on valmistettu konventionaalisen paksukalvopastan tapaan lasista, jonka lämpölaa-jenemiskerroin on lähellä platinan lämpölaajenemiskerrointa. Upokkaan jälkeen lanka ohjataan läpi putkiuunin, jossa pasta sintrataan käyttäen 30 ko. pastan vaatimaa lämpötilaprofiilia. Samoin voidaan parilangan kosteussuoj aus tehdä käyttäen lasipastaa. Sintrauslämpötilan on tällöin oltava riittävän matala, jotta sen aikana ei tapahdu lasikeraamin kiteytymistä .
35 Kosteussuojaus voidaan tehdä myös myöhemmässä vaiheessa, kun anturi on jo kiinnitetty tukirakenteeseen käyttäen soveltuvaa pinnoitetta kuten lasia, timantinkaltaisia pinnoitteita, metallointia, polymeeripinnoit- teita yms., tai näiden yhdistelmiä.
8 92439
Keksinnön mukainen koko anturi voidaan vielä päällystää kosteutta lä-5 päisevällä maadoitetulla metallikerroksella, jolloin vältytään mahdollisten vesipisaroiden aiheuttamalta kapasitiiselta virheeltä ja samalla vältytään muiltakin pintaepäsännö11isyyksien aiheuttamilta virheiltä.
Keksinnön menetelmällä anturilanka on suhteellisen helposti valmistet-10 tavissa jatkuvana häiriöttömänä prosessina. Valmistusvälineet ovat yksinkertaisia ja halpoja.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovel-15 lusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.
Kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön mukaista menetelmävaihetta, jossa elektrodilankapari vedetään yläkelaparilta alakelalle lankaohjai-20 men kautta uuniin sijoitetun upokkaan läpi.
Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista menetelmävaihetta seuraavaa menetelmävaihetta, jossa anturilanka-aihio päällystetään lasipastalla ja sen jälkeen kuivataan uunissa jatkuvana kelalta toiselle tapahtuvana pro-25 sessina.
Kuvio 3A esittää anturilanka-aihiota kuvion 1 leikkauksena A-A.
Kuvio 3B esittää vastaavaa anturilanka-aihiota kiteytysvaiheen jälkeen 30 ja kuvio 3B on samalla leikkaus B-B kuviossa 2.
Kuvio 3C esittää valmiin anturilanka-aihion poikkileikkausta ja kuvio 3C on samalla leikkaus C-C kuviossa 2.
35 Kuviot 4A, 4B ja 4C esittävät keksinnön mukaisen valmiin anturin eri toteutusvaihtoehtoj a.
52439 9
Kuvio 5 esittää poikkileikkausta eräästä edullisesta keksinnön mukaisesta kosteusanturista.
Kuvio 6 esittää erästä toista edullista keksinnön mukaista kosteusantu-5 ria anturilangan aksiaalisuuntaisena keskeisenä leikkauksena.
Kuvion 1 mukaisesti tapahtuu anturilangan valmistus käyttäen jatkuvan lankaprosessin kantajalankana ja vetovälineenä elektrodilankaparia 10a ja 10b, jotka vedetään lähtökelalta 30a ja 30b uuniin 34 sijoitetun 10 upokkaan 32 läpi. Upokkaassa 32 oleva lasimateriaalia 11M valmistetaan seuraavasti. Lasimateriaalin 11M lähtöaineet sulatetaan platinaupok-kaassa ja valetaan sopivasta materiaalista, esim. kuparista valmistettuun muottiin. Sula lasi voidaan myös kaataa vedellä täytettyyn astiaan. Oleellista on, että lasi jäähtyy riittävän nopeasti niin, ettei se 15 kiteydy vaan jää lasimaiseen muotoon. Valetut lasikappaleet 11M puhdistetaan ja pannaan reikäpohjalla varustettuun platinaupokkaaseen 32, joka sijoitetaan uuniin 34. Uuniksi 34 soveltuu putki- tai rengastyyp-pinen uuni, jollaisia käytetään esim. optisen kuidun vedossa. Päällystettävät elektrodilangat 10a ja 10b vedetään uunin 34 yläpuolella si-20 jaitsevilta kahdelta lähtökelalta 37a ja 37b lankaohjaimen 31 kautta upokkaan 32 läpi ja edelleen uunin 34 alapuolella sijaitsevalla kelaus-ja vetolaitteelle 35. Elektrodilangat 10a,10b ovat esim. platinaa ja niiden halkaisija D0 on tyypillisesti D0 = 50 pm.
25 Kuviossa 1 esitetty uuni 34 kuumennetaan sellaiseen lämpötilaan Tl( että lasimateriaali 11M pehmenee sopivasti, ja elektrodilankoja 10a,10b aletaan vetää kelaus- ja vetolaitteella 35 siten, että ne upokkaan 32 läpi kulkiessaan yhdistyvät ja osittain päällystyvät sulalla lasilla 11' (fig. 3A). Lankaohjaimen 31 ja lankojen 10a,10b vetojännityksen T 30 avulla voidaan prosessia kontrolloida niin, että langat 10a,10b eivät mene yhteen vaan niiden väliin jää ohut lasikerros 11', joka liittää elektrodilangat 10a,10b toisiinsa. Lämpötilaa Tx ja vetonopeutta v säätämällä voidaan vaikuttaa lasikerroksen 11' paksuuteen. Sopivilla parametrien T,v,D0 valinnoilla saadaan parilanka-aihio 20A (fig. 3A), 35 jossa lasia 11' jää vain lankojen 10a,10b väliin. Tällöin saadaan anturin halkaisija ja samalla sen säteilyvirhe ja vasteaika mahdollisimman 92439 10 pieniksi. Oleellista tässä vaiheessa on, että päällystetty lanka-aihio 20A jäähtyy riittävän nopeasti uunin 34 jälkeen niin, ettei se kiteydy.
Edellä esitetyllä tavalla on kuvion 1 mukaisella laitteella ja valmis-5 tusvaiheella saatu aikaan poikkileikkaukseltaan kuvion 3A mukaista anturilanka-aihiota 20A, joka kelataan vetokelalle 35. Tämän jälkeen seuraa kiteytysvaihe, jota on kuviossa 3A-3B merkitty nuolella
Seuraava vaihe on kiteytys. Tämä kiteytysvaihe S! on kaksivaiheinen 10 lämpökäsittely, esim. ensin - 1 h 500°C:ssa ja sen jälkeen - 0,5 h 800°C:ssa. Tässä kiteytysvaiheessa aihion 20A lasikerros 11' muuttuu lasikeraamikerrokseksi 11 ja siihen muodostuu strontium- ja bariumti-tanaattikiteitä tai vastaavia. Samalla lasikeraamikerroksen 11 permit-tiviteetti c kasvaa ja muuttuu voimakkaasti lämpötilariippuvaksi 15 c = f(T). Näin saadaan kuvion 3B mukainen anturilanka-aihio 20B. Käytetyt lämpötilat ja kiteytysajat vaikuttavat siihen, mitä kiteitä lasiin syntyy sekä kiteiden määrään ja kokoon ja sitä kautta syntyvän lasikeraamikerroksen 11 dielektrisiin ominaisuuksiin. Lämpökäsittely tapahtuu esim. vetämällä parilanka-aihio 20A läpi putkiuunista, jonka lämpötila-20 profiili on säädetty sopivaksi.
Elektrodilankojen 10a ja 10b halkaisija D0 on tyypillisesti D0 = 5 μπι ... 500 μπι ja elektrodilankoj en 10a ja 10b keskinäinen etäi syys E on tyypillisesti E = 6 μπι . . . 1000 μπι. Anturilankojen 10a ja 10b ; 25 lyhin väli V « 1 μπι ... 500 μπι.
Seuraavassa esitetään kuvioon 1 perustuva keksinnön käytännössä toteutettu koe-esimerkki: Anturilankaan valmistuslaitteisto koostui platinalankojen 10a,10b syöttölaitteesta 30a,30b, uunissa 34 olevasta 30 platinaupokkaasta 32, anturilangan veto- ja puolauslaitteesta 35. Pla-tinalangat 10a, 10b olivat halkaisijaltaan D = 50 μπι. Lankojen vetojän-nitys T - 0,3...15 cN. Keloilta 30a,30b langat 10a,10b kulkivat rinnan vetouunissa olevan platinaupokkaan 32 läpi, jossa oli lasia 11M n. 1 g. Lasin 11M vetolämpötiloina käytettiin Tx = 1020...1100°C. Upokkaan 32 35 kärjen 33 lämpötila oli n. 100°C maksimilämpötilaa alempi. Suutinosan 32a pohjan kartion avauskulma 2a = 20°...45°, ja upokkaan reiän 33 hai-
II
11 9243 9 kaisija oli 500...900 μπι. Käytetyt vetonopeudet v olivat v -2 ...6 cm/s. Upokkaan 32 yläpuolella n. 100 mm lasisulan 11M yläpuolella oli lankoja erillään pitävä platinasta valmistettu lankaohjain 31. Tämän avulla saatiin langat 10a,10b kulkemaan erillään upokkaan 32 5 yläsuuaukosta. Kelaus- ja vetolaitteena 35 käytettiin kapstan-tyyppistä laitteistoa. Lasitettu lanka vedettiin halkaisijaltaan 320 mm veto-pyörän 35a avulla. Edellä kuvatulla koelaitteistolla tehdyillä koeve-doilla valmistettiin parilanka-lasikeraamisen lämpötila-anturin aihioita 20A, joiden pituudet vaihtelivat 2...5 m. Lankojen 10a,10b lyhin 10 väli aihiossa 20A oli V - 5...10 /im ja poikkipinnan muoto tuli elliptiseksi suurimman halkaisijan ollessa ϋχ » 150 jum ja kapasitanssin langan pituusyksikköä kohden ollessa luokkaa 1 pF/mm.
Edellä esitetyistä vaiheista saadaan kuvion 3B mukainen anturilanka-15 aihio 20B, jossa elektrodilankojen 10a ja 10b välinen eristeaine 11 on kiteytyneessä muodossa. Kuviossa 2 esitetyllä laitteella toteutetaan kuvioiden 3B ja 3C välinen menetelmävaihe S2. Tämä lanka-aihio 20B kelataan kuviossa 2 esitetylle lähtökelalle 36a, josta lanka-aihio 20B vedetään upokkaan 37 läpi. Reikäpohjalla 38 varustetussa upokkaassa 37 20 on päällystysmateriaalina sulaa päällystyslasia 12M, jolla on olennaisesti sama lämpölaajenemiskerros kuin eristeaineen 11 lasikeraamilla ja jonka pehmenemispiste on lasi-keraamin kiteytymispisteen alapuolella. Upokkaan 37 reikäpohjan 38 jälkeen anturilanka-aihio johdetaan kuiva-tusuunin 39 kautta, jonka lämpötila T2 = 150°C. Uunin 39 jälkeen val-25 miilla anturilangalla 20 on kuviossa 3C esitetyn kaltainen poikkileikkaus niin, että elektrodilankoja 10a ja 10b sekä niiden välistä aktiivista lasikeraamimateriaalia 11 ympäröi eristelasikerros 12, jonka päälle voidaan tarvittaessa tehdä vielä johtava suoja- ja/tai eriste-kerros 13 samassa tai eri vaiheessa. Valmis anturilanka 20 kelataan 30 kuviossa 2 esitetylle tulokelalle 36b. Kuviossa 3C anturilanka 20 on poikkileikkaukseltaan elliptinen ja sen pitempi halkaisija Di = 150 μπ>, kun D0 » 50 /im ja V « 10 /jm. Mitattava anturin lämpötilasta riippuva kapasitanssi CM ilmaistaan anturilankojen 10a ja 10b välistä.
35 Edellä esitetystä vaiheesta saadaan valmista anturilankaa 20, joka pätkitään sopivan pituisiksi pätkiksi, esim. valmistettaessa radioson- 92439 12 din lärapötila-antureita noin 3 cra:n pituisiksi pätkiksi. Tämän jälkeen anturilankapätkien toisesta tai molemmista päistä poistetaan kerrokset 12,13 ja elektrodilankojen 10a,10b väliltä kerros 11, esim. syövyttämällä fluorivetyhapolla. Näin saadaan kuviossa 4 esitetyn kaltaisia 5 valmiita antureita 40A.40B ja 40C. Kuvion 4A mukaisessa anturissa 40A on anturilankapätkän molemmista päistä paljastettu elektrodilangat 10(^,1002 ja 1003,100(,. Lämpötilaan verrannollinen kapasitanssi CM voidaan mitata joko elektrodien 10C1(10C2 tai elektrodien 1003,1004 väliltä. Kuvion 4B mukaisesti on anturilankapätkän 40B molemmista päistä 10 paljastettu vain toinen anturilanka 10(^ ja 10C2 ja anturin 40B anturi-kapasitanssi CM on mitattavissa mainittujen elektrodilankojen 10C2 ja 10C2 välistä. Kuvion 40 mukaisesti on vain anturilankapätkän 400 toisesta päästä paljastettu molemmat elektrodilangat 10C2 ja 10C2, joiden välistä kapasitanssi CM on mitattavissa.
15
Elektrodilankaparin 10a,10b asemesta voidaan poikkeustapauksissa käyttää myös useampaa kuin kahta elektrodilankaa, jotka voidaan kytkeä joko rinnan tai sarjaan mitattavaan fysikaaliseen suureeseen verrannollisen impedanssin mittausta varten. Joissain poikkeustapauksissa voidaan 20 käyttää myös vain yhtä elektrodilankaa ja anturilanka koostetaan kahdesta aktiivisella aineella päällystetystä osalangasta esim. ne yhteen liimaamalla tai valmistusvaiheessa sulattamalla, kuten on tarkemmin selostettu em. FI-hakemuksessa 921449.
25 Kapasitiivisissa antureissa anturilangan 20 kapasitanssi pituusyksikköä kohti on yleensä luokkaa 0,1...10 pF/mm, radiosondisovelluksissa sopivimman luokkaa 1 pF/mm. Käytettäessä anturilankaparia 10a,10b niiden halkaisijat D0, joiden ei välttämättä tarvitse olla keskenään yhtäsuuret, valitaan yleensä alueelta D0 = 5 μπι ... 500 μπι, radiosondiantu-30 reissä sopivimmin D0 ~ 10 μια . . . 250 μπι. Valmiin anturilangan 20 suurin halkaisija D2 valitaan yleensä alueelta Dx » 15 μπι ... 1500 μπι, ra-diosondiantureissa sopivimmin D2 ~ 25 μπι . . . 750 μπι. Anturilangasta katkotaan anturilankapätkiä, joiden pituus yleensä valitaan alueelta 0,5 cm ... 50 cm, radiosondiantureissa sopivimmin alueelta 1...10 cm.
35
II
/ 92439 13
Kuviossa 5 on esitetty eräs keksinnön mukainen kosteusanturi, jossa anturin 20H runkona ja elektrodeina on kaksi ohutta metallilankaa 10a,10b, esim. D0 = 10 μ läpimittaista nikkelilankaa. Langat 10a ja 10b puhdistetaan ja sopivimmin päällystetään ohuella, mahdollisimman suuren 5 dielektrin omaavalla eristekerroksella 14a ja 14b. Tämän jälkeen molemmat langat 10a,10b vedetään vierekkäin läpi säiliön, jossa on sopivaan liuottimeen liuotettu aktiivinen polymeeri, jolloin langat 10a,10b kapillaarivoimien vaikutuksesta päällystyvät ja liimautuvat yhteen aktiivisella eristekerroksella IIP. Samat kapillaarivoimat estävät 10 lankoja 10a,10b menemästä aivan kiinni toisiinsa. Liuottimen haihduttua saadaan valmista anturilankaa 20H. Pätkittynä ja toisesta tai molemmista päistä esim. mekaanisesti langat kerroksesta IIP irrotettuna ja eristeistä 14a,14b paljastettuna saadaan valmiit kosteusanturit.
15 Jos kuviossa 5 käytetty aktiivinen aine esim. sinänsä tunnettu polymeeri IIP on sulatettavissa, niin langat 10a,10b voidaan myös vetää tämän sulan läpi kuviossa 2 esitetyn tapaisella laitteistolla. Anturilankojen 10a,10b ei tavitse olla keskenään yhtä paksuja.
20 Kuviossa 6 on esitetty anturilangan pituussuuntaisena keskeisenä aksi-aalileikkauksena eräs vaihtoehtoinen toteutus kosteusanturiksi 20K. Kuvion 6 mukaisessa anturissa on keskeinen yksi keskiöelektrodilanka 10A, jonka halkaisija D0 on tyypillisesti D0 « 200 μπι. Puhdistettu lanka 10A on päällystetty ohuella eristekerroksella 14. Eristekerroksen 14 . 25 päälle on kiedottu pienellä nousulla vieri viereen keskiölankaa 10A
olennaisesti ohuempaa lankaa, jonka halkaisija DR ~ 10 μπι. Mainittu lankayhdelmä 10A.10W vedetään samalla tavoin kuin edellä kuvion 5 yhteydessä selostetuissa vaiheissa aktiivista materiaalia IIP sisältävän liuoksen läpi. Tällöin aktiivinen materiaali IIP täyttää lankakierros-30 ten 10W välit ja päällystää ne niin, että materiaali IIP muodostaa elektrodien 10W ja 10W väliltä mitattavissa olevan kapasitanssin CH dielektrin.
Kuvioissa 5 ja 6 esitetyt anturit 20H ja 20K voivat olla myös kos-35 teusantureiden asemesta esim. lämpötila-antureita, jolloin eristeaineen IIP permittiviteetti muuttuu ei kosteuden vaan lämpötilan funkiona.
92439 14
Kuvioiden 5 ja 6 mukaiset anturit 20H ja 20K samoin kuin kuvioissa 4 esitetyt anturit voivat olla myös resistiivisiä antureita, jolloin aktiivisen eristeaineen 11;IIP resistanssi on mitattavan fysikaalisen suureen kuten lämpötilan, kosteuden tai muun vastaavan suureen funktio. 5
Kuvion 6 mukaisesta anturista voidaan tehdä myös sellainen modifikaatio, jossa käytetään esim. kahta eristepäällysteistä, keskenään olennaisesti samanvahvuista lankaa, jotka kiedotaan toisiinsa loivalla tai jyrkemmällä kierteellä ja mainittu kierre päällystetään aktiivisella 10 meteriaalikerroksella 11b, esim. polymeerillä, jonka permittivisyys on kosteuden funktio, jos valmistetaan kosteusantureita.
Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaih-15 della ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.
Il

Claims (16)

1. Sähköinen impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi, joka anturi käsittää johde-elektrodit 5 (10a,10b;10A,10W), joiden välistä mitattavaa fysikaalista suuretta ku vaava sähköimpedanssi (CM) mitataan ja joiden johde-elektrodien 10a,10b;10A,10W) välissä on aktiivista materiaalia (11;IIP), jonka impe-danssiominaisuudet ovat mitattavan fysikaalisen suureen funktio, tunnettu siitä, että anturi on koostettu jatkuvasta anturilan-10 gasta (20;20H;20K) katkotuista pätkistä, joka anturilanka (20;20H;20K) käsittää johtavan elektrodilangan tai elektrodilankayhdelmän (10a,10b;10A,10W), jonka päällä ja/tai välissä on aktiivista materiaalia (11;11P), jonka impedanssiominaisuudet ovat mitattavan fysikaalisen suureen funktio.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen anturi, tunnettu siitä, että anturi käsittää elektrodilankaparin (10a,10b), joka on metallia, sopi-vimmin platinaa, nikkeliä tai vastaavaa ja että elektrodilankaparin (20a,20b) välissä on niitä toisiinsa sitovaa aktiivista materiaalia 20 (11;IIP) .
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen anturi, tunnettu siitä, että elektrodilankapari (10a,10b) tai vastaava lankayhdelmä (10A;10W) sekä niiden välissä oleva aktiivinen materiaali (11;IIP) on 25 päällystetty suojakerroksella (12,13).
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen anturi, tunnettu siitä, että valmis anturi (40A,40B,40C) on muodostettu anturilangasta (20;20H;20K) poistamalla sen elektrodilankojen (10a,10b;10A,10W) päältä 30 aktiivinen materiaali (11;IIP) ja mahdollinen suoja- ja/tai sähköeris-. tekerros (12,13).
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen lämpötila-anturi, tunnettu siitä, että aktiivisena materiaalina on lasikeraamia, jonka 35 aktiivisena aineosana on sopivimmin kiteinen barium-strontiumtitanaatti BaxSrx.1Ti03 tai kiteinen lyijy-strontiumtitanaatti PbxSr1.xTi03, joissa x on välillä 0... 1. 92439
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen kosteusanturi, tunnettu siitä, että se on pätkitty anturilangasta (20H), joka käsittää kaksi tai useampia elektrodilankoja (10a,10b), joita liittää toisiinsa ja/tai ympäröi aktiivinen materiaali (IIP), sopivimmin polymeeri ri, jonka permittivisyys on sen absorboiman vesimäärän funktio (kuvio 5).
7. Patenttivaatimuksen 1 tai 6 mukainen kosteusanturi, tunne ttu siitä, että anturi käsittää keskiöelektrodilangan (10A), joka on ympä- 10 röity sähköä eristävällä kerroksella (14) tai päällysteellä, että mainitun keskiöelektrodilangan (10A) päälle on kiedottu sitä olennaisesti ohuempaa (D0 » DR) toista elektrodilankaa (10W), että mainittu elektrodi lankayh de lmä (10A.10W) on ympäröity aktiivisella materiaalilla (IIP) (kuvio 6). 15
8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen anturi, tunnettu siitä, että mainitut elektrodilangat (10a,10b) tai keskiölanka (10a) antaa anturirakenteille olennaisen osan, sopivimmin pääasiallisen osan, sen mekaanista lujuutta. 20
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen anturi, tunnettu siitä, että anturi on kapasitiivinen ja/tai resistiivinen impedanssian-turi, että kapasitiivisen anturin kyseessä ollen anturilangan (20) kapasitanssi pituusyksikköä kohti on luokkaa 0,1...10 pF/mm, radioson- 25 disovelluksissa sopivimmin luokkaa 1 pF/mm.
10. Menetelmä sähköisten impedanssianturien valmistamiseksi, joka anturi on tarkoitettu fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai suhteellisen kosteuden mittaamista varten, tunnettu siitä, että 30 menetelmä käsittää kombinaationa seuraavat vaiheet: (a) valmistetaan jatkuvana vetoprosessina anturilankaa (20;20H,20K) käyttäen kantajalankana ja vetovälineenä johtavaa elektrodilankaa tai elektrodilankayhdelmää (10a,10b;10A,10W), 35 52439 (b) päällystetään jatkuvassa lankaprosessissa mainittua elektrodi-lankaa tai elektrodilankayhdelmää (10a,10b;10A,10W) aktiivisella materiaalilla (11,IIP), jonka impedanssiominaisuudet ovat mitattavan fysikaalisen suureen funktio, ja 5 (c) pätkitään vaiheista (a) ja (b) saadusta jatkuvasta anturilangas-ta (20;20H,20K) pituudeltaan käyttötarkoituksen mukaisia pätkiä, joiden toisesta tai molemmista päistä paljastetaan elektrodilan-ka tai -langat (10a,10b;10A,10W) impedanssianturin sähköisiksi 10 kontaktikohdiksi.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä kapasitiivisen lämpötila-anturin valmistamiseksi, tunnettu siitä, että elektrodilanka-paria (10a,10b) tai useampia elektrodilankoja vedetään lähtökeloilta 15 (30a,30b) upokkaassa (32) olevan sulan lasimateriaalin (11M) läpi niin, että syntyy anturilanka-aihio (20A), jossa elektrodilankapari (10a,10b) tai vastaava liittyvät toisiinsa lasimateriaalilla (11') ja että mainittu lasimateriaali (11') kiteytetään lämpökäsittelyllä lasikeraami-seen muotoon (11). 20
12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elektrodilankojen (10a,10b) vetojännitys (T), vetonopeus (v), lasimassan lämpötila ja lämpötilajakautuma upokkaassa sekä elekt-rodilankojen (10a,10b) välimatka lasimassan yläpinnan kohdalla valitaan 25 siten, että elektrodilangat (10a,10b) eivät vedossa mene oikosulkuun, vaan niiden väliin jää sopivan paksuinen lasikerros.
13. Jonkin patenttivaatimuksen 10-12 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että anturilankapätkien toisesta tai molemmista päistä 30 poistetaan aktiivinen materiaalikerros (11; IIP) ja mahdollinen suoja-kerros tai -kerrokset (12,13) syövyttämällä esim. fluorivetyhapolla tai muulla vastaavalla menettelyllä.
14. Patenttivaatimuksen 10 tai 13 mukainen menetelmä kosteusanturin 35 valmistamiseksi, tunnettu siitä, että kaksi ohutta eristepääl-lysteellä varustettua metallilankaa (10a,10b), sopivimmin platina- tai $2439 nikkelilankaa tai mainituilla metalleilla päällystettyä lankaa, vedetään säiliössä olevan aktiivisen materiaalin (IIP) kuten polymeerin liuoksen tai sulan läpi niin, että mainitut metallilangat (10a,10b) ainakin osittain kapillaarivoimien vaikutukseta päällystyvät ja liimau-5 tuvat yhteen ja että edellisissä vaiheissa saatua anturilangasta (20H) pätkitään antureita, joiden toisesta tai molemmista päistä mekaanisesti ja/tai kemiallisesti paljastetaan elektrodilangat (10a,10b) anturin kytkentälangoiksi (kuvio 5).
15. Jonkin patenttivaatimuksen 10 tai 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eristekerroksella (14) päällystetyn kes-kiölangan (10A) päälle kiedotaan sitä olennaisesti ohuempaa (D0 » DR) metallilankaa (10W), että mainittu lankayhdelmä (10A,10W) päällystetään aktiivisella materiaalilla (IIP) niin, että mitattava kapasitanssi (CM) 15 muodostuu mainittujen anturilankojen (10A,10W) välille.
16. Jonkin patenttivaatimuksen 10-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että anturilankojen, sopivimmin anturilankaparin (10a,10b), halkaisijat D0 valitaan alueelta D0 « 5 μπι ... 500 μπι, ra-20 diosondiantureissa sopivimmin D0 = 10 /im ... 250 μπι ja että valmiin anturilangan (20) suurin halkaisija D: valitaan alueelta Di ~ 15 μπι ... 1500 μπι, radiosondiantureissa, sopivimmin Dj = 25 μm ... 750 μπι ja että mainitusta anturilangasta (20) katkotaan anturilankapätkiä, joiden pituus valitaan alueelta 0,5 cm ... 50 cm, . 25 radiosondiantureissa, sopivimmin 1-10 cm. >2439
FI934268A 1993-09-29 1993-09-29 Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi FI92439C (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI934268A FI92439C (fi) 1993-09-29 1993-09-29 Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi
EP94850152A EP0645606B1 (en) 1993-09-29 1994-09-05 Electrically detected impedance detector for the measurement of physical quantities, in particular of temperature or humidity, and process for the manufacture of said detectors
DE69414958T DE69414958T2 (de) 1993-09-29 1994-09-05 Elektrischer Impedanzdetektor zum Messen physikalischer Grössen, insbesondere Temperatur oder Feuchtigkeit, und dessen Fabrikation
US08/312,886 US5631418A (en) 1993-09-29 1994-09-27 Electrically detected impedance detector for the measurement of physical quantities, in particular of temperature or humidity, and process for the manufacture of said detectors
JP25944594A JP3625874B2 (ja) 1993-09-29 1994-09-29 温度または湿度などの物理量を測定する電気インピーダンス検知器と、その製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI934268A FI92439C (fi) 1993-09-29 1993-09-29 Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi
FI934268 1993-09-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI934268A0 FI934268A0 (fi) 1993-09-29
FI92439B true FI92439B (fi) 1994-07-29
FI92439C FI92439C (fi) 1994-11-10

Family

ID=8538688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI934268A FI92439C (fi) 1993-09-29 1993-09-29 Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5631418A (fi)
EP (1) EP0645606B1 (fi)
JP (1) JP3625874B2 (fi)
DE (1) DE69414958T2 (fi)
FI (1) FI92439C (fi)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI98568C (fi) * 1994-12-28 1997-07-10 Vaisala Oy Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi
US6014029A (en) * 1997-11-12 2000-01-11 Climonics Ltda Sensor for sensing changes in the permittivity of a medium in which it is disposed
DE10331124B3 (de) * 2003-07-09 2005-02-17 Heraeus Electro-Nite International N.V. Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Abkühlkurve von Schmelzenproben und/oder der Aufheizkurve von Schmelzenproben sowie deren Verwendung
US7794663B2 (en) * 2004-02-19 2010-09-14 Axcelis Technologies, Inc. Method and system for detection of solid materials in a plasma using an electromagnetic circuit
US20060157099A1 (en) * 2005-01-19 2006-07-20 Park Peter C Adjustable strap for assembling canopy
KR100776914B1 (ko) * 2005-06-14 2007-11-15 주식회사 엘지화학 온도 측정 장치
US20140070827A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 Alliance For Sustainable Energy, Llc Systems and methods for compensated barrier permeability testing
WO2021162644A1 (en) 2020-02-12 2021-08-19 Gorenje,D.O.O. Environmental control system suitable to operate at high temperatures for transient conditions with controled condensation effect

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2106744A (en) * 1934-03-19 1938-02-01 Corning Glass Works Treated borosilicate glass
US2315329A (en) * 1938-11-04 1943-03-30 Corning Glass Works Method of making composite glass articles
US2295570A (en) * 1938-12-22 1942-09-15 Francis W Dunmore Humidity measuring
US2285421A (en) * 1940-06-08 1942-06-09 Francis W Dunmore Humidity variable resistance
US2381299A (en) * 1943-03-13 1945-08-07 Westinghouse Electric Corp Hygrometer
US2510018A (en) * 1947-06-13 1950-05-30 Sears Roebuck & Co Electrolytic humidostat
GB872042A (en) * 1956-10-01 1961-07-05 Sperry Rand Corp Temperature responsive apparatus
US3168829A (en) * 1961-10-05 1965-02-09 Honeywell Inc Control apparatus
US3295088A (en) * 1964-10-14 1966-12-27 Johnson Service Co Electrical humidity sensing element
US3299387A (en) * 1964-12-23 1967-01-17 Gen Electric Humidity-sensitive resistor
US3350941A (en) * 1965-05-20 1967-11-07 Johnson Service Co Humidity sensing element
US3443293A (en) * 1965-09-03 1969-05-13 Sho Masujima Method of manufacturing capacitors
DE1598446A1 (de) * 1966-05-03 1969-06-26 Hoechst Ag Feuchtigkeitsmessfuehler
US3458845A (en) * 1967-11-08 1969-07-29 Johnson Service Co Crosslinked electrical resistance humidity sensing element
US3683243A (en) * 1970-10-21 1972-08-08 Moisture Control And Measureme Electrical hygrometers
US3935742A (en) * 1973-06-13 1976-02-03 Boris Rybak Low-inertia hygrometer
CH600331A5 (fi) * 1975-10-15 1978-06-15 Howag Ag
US4347550A (en) * 1977-12-22 1982-08-31 Peter Rockliff Sensor detector element for an electrical hygrometer
US4319485A (en) * 1978-12-28 1982-03-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Temperature·humidity detecting apparatus
DE3225921C2 (de) * 1982-07-10 1985-10-24 Barlian, Reinhold, Dipl.-Ing.(FH), 6990 Bad Mergentheim Überwachungseinrichtung
JPS5873852A (ja) * 1981-10-28 1983-05-04 Hitachi Ltd 結露センサ
JPS59133452A (ja) * 1983-01-20 1984-07-31 Tatsuta Electric Wire & Cable Co Ltd 湿度検知線
EP0311939A3 (en) * 1987-10-12 1990-10-17 Nihon Parkerizing Co., Ltd. Humidity sensor
US4858063A (en) * 1987-12-31 1989-08-15 California Institute Of Technology Spiral configuration of electrodes and dielectric material for sensing an environmental property
FI84862C (fi) * 1989-08-11 1992-01-27 Vaisala Oy Kapacitiv fuktighetsgivarkonstruktion och foerfarande foer framstaellning daerav.
FI92441C (fi) * 1992-04-01 1994-11-10 Vaisala Oy Sähköinen impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan mittaamiseksi ja menetelmä kyseisen anturin valmistamiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
FI92439C (fi) 1994-11-10
JPH07190972A (ja) 1995-07-28
EP0645606A1 (en) 1995-03-29
DE69414958T2 (de) 1999-05-12
EP0645606B1 (en) 1998-12-02
DE69414958D1 (de) 1999-01-14
US5631418A (en) 1997-05-20
JP3625874B2 (ja) 2005-03-02
FI934268A0 (fi) 1993-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2123174C1 (ru) Емкостный датчик для измерения физических величин, в частности температуры, и способ его изготовления
US4361597A (en) Process for making sensor for detecting fluid flow velocity or flow amount
FI92439B (fi) Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi
US3939557A (en) Method of making resistance thermometer sensors
EP0647833B1 (en) Capacitive humidity sensor, in particular for radiosonde operation, as well as a process for the manufacture of a detector
US4189696A (en) Electric fuse-links and method of making them
FI98568C (fi) Sähköisesti ilmaistu impedanssianturi fysikaalisten suureiden, etenkin lämpötilan tai kosteuden, mittaamiseksi sekä menetelmä kyseisten anturien valmistamiseksi
US4462020A (en) Miniature resistive temperature detector and method of fabrication
CN105336416A (zh) 一种直径小的防辐射导线及小体积温度传感器
CN114354724B (zh) 一种金属氧化物半导体气体传感器及其制备方法和应用
JPH01109266A (ja) 自己加熱式温度センサ
RU2112966C1 (ru) Множественный микроэлектрод и способ его изготовления
SU809407A1 (ru) Низкоомный прецизионный посто н-Ный пРОВОлОчНый РЕзиСТОР
JPS6235245B2 (fi)
GB737853A (en) Method of producing electrical condensers
CS233495B1 (en) Construction of thermoelectric temperature reader
JPS6461624A (en) Bobbin for resistance bulb
CS261556B1 (cs) Elektrický tepelný výměník a způaob jeho výroby
JPH0587824A (ja) 感熱形流量センサの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application