JP5326408B2 - Temperature sensor - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロ波誘導加熱装置内等の電磁場環境下で用いられる温度センサーに関する。 The present invention relates to a temperature sensor used in an electromagnetic field environment such as in a microwave induction heating apparatus.
従来からマイクロ波誘導加熱装置(電子レンジ)内など電磁場環境下での温度測定を行う温度センサーとして、様々なものが提案されている。例えば、特許文献1には、温度差を電位差として検出する測温部と、電磁波を遮蔽する材料により形成され、前記測温部を被覆する電磁波遮蔽部と、断熱材を介して電磁波遮断部の外側を被覆するガラス管と、を備えている。
このように従来の温度センサーは、ガラス管などの硬質のものによって覆われているため、液体状の物をマイクロ波誘導加熱装置で加熱する際のその物の温度測定は、その液体にガラス管に差し込むことによって行うことができるが、固形状の物、特に熱による膨張、発泡などして大きく変形する固形物の変形に追随し、その物の温度を追跡して測定するのは困難であるという問題がある。 As described above, the conventional temperature sensor is covered with a hard object such as a glass tube. Therefore, when a liquid object is heated with a microwave induction heating device, the temperature of the object is measured with the glass tube. However, it is difficult to track and measure the temperature of a solid object, especially a solid object that deforms greatly due to thermal expansion, foaming, etc. There is a problem.
そこで、本発明は、大きく変形し、かつ容易に崩壊するような固形物、たとえばスポンジケーキ等のマイクロ波誘導加熱装置を使用して加工できる食品のようなものであっても、被測定物を崩壊させることなく、かつその変形に追随して温度の測定を適切に行うことができる温度センサーを提供することを目的とする。例えば前出のスポンジケーキ等のマイクロ波誘導加熱装置を使用して加工できる食品の加熱膨張過程や、ポリウレタン樹脂の発泡成形において、従来技術では測定物を崩壊させてしまうため、目標とする位置の温度を追跡して測定することができない。また、従来技術では温度センサーが余剰な剛性を有しているため、被測定物の発泡形状・発泡状態を変えてしまうことにより正確な測定が行えない。 Therefore, the present invention can be applied to a solid object that is greatly deformed and easily disintegrates, such as food that can be processed using a microwave induction heating device such as sponge cake. An object of the present invention is to provide a temperature sensor that can appropriately measure the temperature without being collapsed and following the deformation. For example, in the process of heating and expanding foods that can be processed using a microwave induction heating device such as the sponge cake mentioned above, and foaming molding of polyurethane resin, the measurement object is destroyed in the conventional technology, so the target position is The temperature cannot be tracked and measured. Further, in the prior art, since the temperature sensor has excessive rigidity, accurate measurement cannot be performed by changing the foam shape / foam state of the object to be measured.
以上の目的を達成するため、本発明は、電磁波環境下において温度を測定するために用いられる温度センサーにおいて、長手方向に延びて形成され、温度差を電位差として検出する測温部と、該測温部の長手方向と同方向に延びる帯状に形成され、前記測温部を覆う絶縁部と、該絶縁部の表面を被覆する金属被覆部と、を備え、前記絶縁部によって規定される帯状部分が少なくとも前記長手方向に対して湾曲可能な可撓性を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a temperature sensor used for measuring a temperature in an electromagnetic wave environment, extending in the longitudinal direction and detecting a temperature difference as a potential difference, and the measurement sensor. A belt-shaped portion that is formed in a belt shape extending in the same direction as the longitudinal direction of the warming portion, includes an insulating portion that covers the temperature measuring portion, and a metal covering portion that covers the surface of the insulating portion, and is defined by the insulating portion It has the flexibility which can be bent at least with respect to the longitudinal direction.
以上のように、本発明に係る温度センサーによれば、測温部を被膜する絶縁部が可撓性を有する帯状に形成されているので、それを測定対象物の表面に沿って貼付ける、もしくは内部の所望の位置に挿入することによって、容易に固形状の測定対象物の温度の測定を行うことができる。 As described above, according to the temperature sensor according to the present invention, since the insulating portion that coats the temperature measuring portion is formed in a flexible belt shape, it is pasted along the surface of the measurement object. Alternatively, the temperature of the solid measurement object can be easily measured by inserting it at a desired position inside.
以上のように、本発明によれば、大きく変形し、かつ容易に崩壊するような固形物であっても、被測定物の所望する位置の変形を追跡して温度測定を適切に行うことができる温度センサーを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to appropriately perform temperature measurement by tracking the deformation of a desired position of the object to be measured even for a solid object that is greatly deformed and easily collapses. Temperature sensors that can be provided.
次に、本発明に係る温度センサーの実施例について図面に基づいて説明する。図1は、本実施例に係る温度センサーの平面図であり、図2は、図1のA−A′線に沿った断面図である。本実施例に係る温度センサーは、長手方向に延びて形成され、温度差を電位差として検出する熱電対10と、熱電対10の長手方向と同方向に延びる帯状に形成され、熱電対10を覆う絶縁部である絶縁フィルム12と、絶縁フィルム12の表面を被覆する金属被覆部14と、金属被膜部14にクリップ16によって接続されたアース18と、を備えている。
Next, an embodiment of a temperature sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a temperature sensor according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The temperature sensor according to the present embodiment is formed to extend in the longitudinal direction, and is formed in a strip shape extending in the same direction as the longitudinal direction of the
熱電対10は、直線状に形成され、可撓性を有し、その直径は、0.025〜1mmである。この熱電対10は、温度差を電位差として検出するものであれば良く、例えば高温でも使用可能なナイクロシル・ナイシル熱電対、クロメル・コンスタンタン熱電対、鉄・コンスタンタン熱電対、銅・コンスタンタン熱電対、クロメル・アルメ熱電対や白金・ロジウム熱電対などを用いることができる。
The
本実施例に係る温度センサーにおいて、絶縁フィルム12は、熱電対10の先端から所定の長さの位置を被覆している。この絶縁フィルム12は、可撓性を有する合成樹脂から構成されており、前記合成フィルムは、150℃以上の温度に対する耐熱性を有することが好ましく、例えばポリイミド、ポリエステルやスミライト(登録商標)、特にポリイミドであることが好ましい。
In the temperature sensor according to the present embodiment, the
本実施例に係る温度センサーにおいて、金属被覆部14は、銅やアルミなどの導電性素材から構成されており、特に銅から構成されていることが好ましい。絶縁フィルム12の表面への金属被膜部14の形成は、例えば既知のスパッタリングなどによって行われる。
In the temperature sensor according to the present embodiment, the
本実施例に係る温度センサーにおいて、絶縁フィルム12及び金属被覆部14は、テープ状の絶縁フィルム12の一方の面に金属被覆部14が被覆されたものを用いる。図2に示すように、この金属被覆部14が被覆されたテープ状の絶縁フィルム12を折り曲げて、熱電対10を挟み込み、耐熱性を有する粘着剤、例えば耐熱ポリイミド系接着剤によって絶縁フィルム12間が接着される。このように金属被覆部14が被覆されたテープ状の絶縁フィルム12を用いることによって、本実施例に係る温度センサーを容易に作製することができ、大量生産に適している。また、安価な材料を用いることによってコストを抑えることができ、さらに、従来の温度センサーに比して軽量かつ高い可撓性を有する。
In the temperature sensor according to the present embodiment, the
本発明に係る温度センサーにおいて、アース18は、金属被覆部14に接続され、電磁波環境外に漏洩される電磁波を放電する。このようにアース18を備えることによって電磁波の漏洩を可及的に防止できる。アース18は、クリップ16の他、半田などによって直接金属被覆部14に電気的に導通させても良い。
In the temperature sensor according to the present invention, the
本実施例に係る温度センサーは、少なくとも直線方向に対して湾曲可能な可撓性を有する。この可撓性を判断するための測定方法としては、材料のたわみを測定することが挙げられる。たわみについては、JIS規格「JISK7171 プラスチック−曲げ特性の試験方法」によって測定できる。本発明に係る温度センサーは、全ての金属薄膜・合成樹脂から形成でき、測定物の変形に対し座屈しない程度の可撓性をもつ素材・形状であり、その積層材としての等価弾性率が10GPa以下であることが好ましく、6GPa以下であることが特に好ましい。 The temperature sensor according to the present embodiment has flexibility that can be bent at least in a linear direction. As a measuring method for judging the flexibility, there is a method of measuring the deflection of the material. The deflection can be measured according to the JIS standard “JISK7171 Plastics—Bending Properties Test Method”. The temperature sensor according to the present invention can be formed from any metal thin film / synthetic resin, and is a flexible material / shape that does not buckle against deformation of the measurement object, and has an equivalent elastic modulus as a laminated material. It is preferably 10 GPa or less, and particularly preferably 6 GPa or less.
また、本実施例に係る温度センサーの帯状部分の厚さは、電子レンジのドアに挟んだ状態で、電子レンジのドアを閉めることが可能な厚さであることが好ましく、具体的には、その最も厚い部分の厚さが、1.2mm以下、好ましくは0.1〜0.5mm以下である。このように測温部が被膜された帯状部分を薄く形成されることによって、電子レンジのドアに挟んだ状態で、電子レンジ内に測温部を挿入することができるので、電子レンジに測温部を挿入するための穴を設ける必要はない。 In addition, the thickness of the band-shaped portion of the temperature sensor according to the present embodiment is preferably a thickness capable of closing the microwave oven door in a state of being sandwiched between the microwave oven doors. The thickness of the thickest part is 1.2 mm or less, preferably 0.1 to 0.5 mm or less. By forming a thin band-shaped portion coated with the temperature measuring unit in this manner, the temperature measuring unit can be inserted into the microwave oven while being sandwiched between the microwave oven doors. It is not necessary to provide a hole for inserting the part.
次に、本実施例に係る温度センサーの使用方法について説明する。先ず、電子レンジ20内に測定対象物である固形物22を設置し、図3に示すようにその表面に温度センサーの帯状部分を耐熱性テープ24によって貼付ける、もしくはその先端部を、測定対象物の変形方向に対して温度センサーの幅方向が垂直となるように、内部の所望の位置に挿入する。次いで、図4に示すように、マイクロ波誘導加熱装置(電子レンジ)22のドア22Aに帯状部分の先端側を挟み込んだ状態で、マイクロ波誘導加熱装置(電子レンジ)のドアに閉める。そして、マイクロ波誘導加熱装置(電子レンジ)によって測定対象物を加熱し、その際の測定対象物の温度変化を熱電対部に発生する電位差として測定する。
Next, a method for using the temperature sensor according to the present embodiment will be described. First, the
本実施例に係る温度センサーは、図4に示すように銅線26を介して温度表示装置28に接続されており、測定された電位差を温度に換算して表示される。
The temperature sensor according to the present embodiment is connected to a
本実施例に係る温度センサーにおいて、アース18は、図5に示すようにマイクロ波誘導加熱装置(電子レンジ)20に接続して、マイクロ波誘導加熱装置(電子レンジ)に放電することが可能である。この操作により、マイクロ波照射中のスパークを防止するとともに、系外への漏洩マイクロ波を、「電気用品取締法の安全基準」を満たすレベルにまで遮蔽することができる。
In the temperature sensor according to the present embodiment, the
10 熱電対
12 絶縁フィルム
14 金属被覆部
18 アース
10 Thermocouple 12
Claims (5)
長手方向に延びて形成され、温度差を電位差として検出する測温部と、
該測温部の長手方向と同方向に延びる帯状に形成され、前記測温部を覆う絶縁部と、
該絶縁部の表面を被覆する金属被覆部と、
前記金属被覆部に接続され、電磁波環境外に漏洩される電磁波を放電するアースと、を備え、
前記絶縁部によって規定される帯状部分が少なくとも前記長手方向に対して湾曲可能な可撓性を有することを特徴とする温度センサー。 In a temperature sensor used to measure temperature in an electromagnetic environment,
A temperature measuring unit that extends in the longitudinal direction and detects a temperature difference as a potential difference;
An insulating part that is formed in a strip shape extending in the same direction as the longitudinal direction of the temperature measuring part and covers the temperature measuring part;
A metal coating that covers the surface of the insulation;
An earth connected to the metal coating and discharging electromagnetic waves leaked outside the electromagnetic environment ,
A temperature sensor characterized in that a band-shaped portion defined by the insulating portion has flexibility capable of bending at least in the longitudinal direction.
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