JP6956058B2 - Temperature sensor, temperature detection device and temperature detection system - Google Patents
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Description
本発明は温度センサ、温度検知装置及び温度検知システムに関する。 The present invention relates to a temperature sensor, a temperature detection device and a temperature detection system.
近年、簡易な構造の温度センサ、温度検知装置及び温度検知システムが求められている。 In recent years, there has been a demand for a temperature sensor, a temperature detection device, and a temperature detection system having a simple structure.
本発明の本実施形態は、簡易な構造の温度センサ、温度検知装置及び温度検知システムを
提供することを目的とする。
An object of the present embodiment of the present invention is to provide a temperature sensor, a temperature detection device, and a temperature detection system having a simple structure.
上記の課題を解決するために、本実施形態の温度センサでは、共振回路と、共振回路の表
面を覆う第1の被覆部材と、共振回路の裏面を覆う第2の被覆部材と、共振回路に接する
第1、及び第2の固体有機材料を有する。
In order to solve the above problems, in the temperature sensor of the present embodiment, the resonance circuit, the first covering member covering the front surface of the resonance circuit, the second covering member covering the back surface of the resonance circuit, and the resonance circuit are used. It has first and second solid organic materials in contact.
以下、発明を実施するための本実施形態について説明する。 Hereinafter, the present embodiment for carrying out the invention will be described.
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面は模式的または
概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさや比率などは、必ずし
も現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互
いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. It should be noted that each drawing is schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size and ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as those in reality. Further, even when the same parts are represented, the dimensions and ratios may be different from each other depending on the drawings.
なお、本願明細書と図面において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一
の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
In the specification of the present application and the drawings, the same elements as those described above with respect to the above-described drawings are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.
(第1の実施形態)図1a、1bは、本実施形態に係る温度センサ10の断面図、平面図
である。図1aは、図1bの破線Aにおける断面図である。図1a、1bに示すように、
温度センサ10は、共振回路11、共振回路11の表面を覆う第1の被覆部材12aと、
共振回路11の裏面を覆う第2の被覆部材12b、第1、及び第2の固体有機材料13a
、13b、誘電体材料14を有し、誘電体材料14は、第1、及び第2の被覆部材12a、12bの間に位置し、誘電体材料14は、第1、及び第2の固体有機材料13a、13bと接し、誘電体材料14は、第1、及び第2の固体有機材料13a、13bを介して共振回路11と接する。
(First Embodiment) FIGS. 1a and 1b are a cross-sectional view and a plan view of a
The
A second covering
, It possesses 13b, and
図2a、2b、2cは本実施形態に係る共振回路21の平面図である。図2a、2b、2
cに示すように、共振回路21は、正方形または長方形の薄い金属板に貫通した溝を掘っ
たもの、もしくはプリンターで紙やプラスチック、フィルムなどに回路を印刷したもので
ある。上記どちらの場合も、共振回路21の材料としては、例えば、CuやAl、Feといった
導電性を有する金属を用いることができる。特に、導電性が高いCu、または加工しやすい
Alが好ましい。
2a, 2b, and 2c are plan views of the
As shown in c, the
Al is preferred.
共振回路11が電磁波を受信すると、共振回路11は少なくとも反射または共振のいずれ
かを起こす。共振回路11の挙動は受信した電磁波の周波数に依存する。
When the
共振回路11に対し、あらかじめ設定した範囲の周波数の電磁波を受信し電磁波の周波数
に対する信号強度が極小となる場合、この周波数を共振周波数と定義する。共振回路11
に用いられる金属板は、形状が変化するだけでなく別の物質に接しても共振周波数は変化
する。
When an electromagnetic wave having a frequency in a preset range is received by the
Not only does the shape of the metal plate used in the above change, but the resonance frequency also changes when it comes into contact with another substance.
共振回路11は、第1、及び第2の被覆部材12a、12bの間に位置する。第1、及び
第2の固体有機材料13a、13bは、共振回路11と接し、誘電体材料14は、第1、
及び第2の固体有機材料13a、13bに隣接して設けられる。少なくとも第1、及び第
2の固体有機材料13a、13bのいずれかが融解した場合、第1、及び第2の固体有機
材料13a、13bと、第1、及び第2の固体有機材料13a、13bに隣接する誘電体
材料14とが混合し、混合物が共振回路11に接する。
The
And are provided adjacent to the second solid
第1、及び第2の被覆部材12a、12bのうち少なくとも片方は、薄い板状の物質で
あり、材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)や、ポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)、ガラス、エポキシ樹脂、雲母、石英、セロファン、ゴムといった
常温常圧において比誘電率が10以下の物質を用いることができる。
At least one of the first and second covering
本実施形態では、共振回路11に別の物質が接する場合、共振周波数が変化する。誘電体
材料14が共振回路11に接することで、共振回路11の共振周波数が変化し、少なくと
も第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのいずれかが融解したことを検知できる
。
In the present embodiment, when another substance comes into contact with the
電磁波を遮蔽するような物質を第1、及び第2の被覆部材12a、12bとして用いた場
合、共振周波数が正しく検知できない恐れがある。そのため、第1、及び第2の被覆部材
12a、12bは薄い板状の物質であり、材料としては、常温常圧において比誘電率が10
以下の物質を用いることが好ましい。
When a substance that shields electromagnetic waves is used as the first and second covering
It is preferable to use the following substances.
第1、及び第2の固体有機材料13a、13bは、共振回路11と接し、誘電体材料14
は、第1、及び第2の固体有機材料13a、13bに隣接して設けられる。第1、及び第
2の固体有機材料13a、13bは、融点の異なる別の物質を用いることができる。第1
、及び第2の固体有機材料13a、13bの材料としては、例えば、ペンタデカン,ヘキ
サデカン,1-ヘプタデカンなどの脂肪族炭化水素、ミリスチン酸エチル,ミリスチン酸ブ
チル,カプロン酸メチル,カプリン酸メチル,ラウリン酸エチルなどのエステル類といっ
た、常温常圧において液体または固体である物質を用いることができる。(特に、融点が
定まるよう第1、及び第2の固体有機材料13a、13bは不純物のない純物質が好まし
い。)
The first and second solid
Is provided adjacent to the first and second solid
The materials of the second solid
少なくとも第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのいずれかが融解した場合、共
振回路11に誘電体材料14が接し、共振回路11の共振周波数が変化する。融点は物質
固有の値であり、温度センサ10の温度が少なくとも第1、及び第2の固体有機材料13
a、13bのいずれかの融点超えると融解する。第1、及び第2の固体有機材料13a、
13bは、融点の異なる別の物質を代わりに用いることで、異なる温度の温度センサ10
として使用することができる。
When at least one of the first and second solid
When it exceeds the melting point of either a or 13b, it melts. First and second solid
13b is a
Can be used as.
少なくとも第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのいずれかと誘電体材料14と
の混合物が共振回路11と接した場合、共振回路11の共振周波数が変化する。さらに共
振回路11と接する混合物に含まれる物質によって共振周波数の変化量が異なる。少なく
とも第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのいずれかが融解し誘電体材料14と
混合したのち共振回路11に触れる場合、少なくとも第1、及び第2の固体有機材料13
a、13bのいずれかと誘電体材料14の混合物により、共振回路11の共振周波数の変
化量が変化する。すなわち共振回路11の共振周波数を観測することで、第1、及び第2
の固体有機材料13a、13bのうち、どちらか一方のみが融解したのか、または両方が
融解したのかを判断することができる。
When a mixture of at least one of the first and second solid
The amount of change in the resonance frequency of the
It can be determined whether only one of the solid
第1、及び第2の固体有機材料13a、13bが融解しなかった場合、温度センサ10が
第1、及び第2の固体有機材料13a、13bの融点を超える温度まで上昇しなかったこ
とがわかる。第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのうち融点の低い方のみが融
解した場合、温度センサ10は第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのそれぞれ
の融点の間の温度まで上昇したことがわかる。第1、及び第2の固体有機材料13a、1
3bが両方融解した場合、温度センサ10が第1、及び第2の固体有機材料13a、13
bの両方の融点を超えて温度上昇したことがわかる。上記どの場合においても共振回路1
1の共振周波数が変化し、その変化量は異なる。
It can be seen that when the first and second solid
When both 3b are melted, the
It can be seen that the temperature has risen beyond the melting points of both b. Resonant circuit 1 in any of the above cases
The resonance frequency of 1 changes, and the amount of change is different.
この時、本実施形態では固体有機材料は2種類だが、3種類、4種などほかの種類数であ
る場合も、固体有機材料の種類に関わらず、用いる固体有機材料それぞれの体積を等しく
する、もしくは既知の量にしておくことが好ましい。
At this time, in the present embodiment, there are two types of solid organic materials, but even when there are other types such as three types and four types, the volumes of the solid organic materials used are equal regardless of the types of the solid organic materials. Alternatively, it is preferable to keep it in a known amount.
さらに、固体有機材料は、2種類に限らず融点の異なる3種類以上の物質を用いてもよい
。共振周波数が変化し、その変化量が判断できる場合、融点の異なる固体有機材料を選択
することにより、固体有機材料の融点の範囲内で、任意の温度上昇を検知することができ
る。融点の異なる固体有機材料を複数用いる場合、固体有機材料それぞれの融解により変
化する共振周波数の数は、用いる固体有機材料の種類に依存する。
Further, the solid organic material is not limited to two types, and three or more types of substances having different melting points may be used. When the resonance frequency changes and the amount of change can be determined, an arbitrary temperature rise can be detected within the range of the melting point of the solid organic material by selecting solid organic materials having different melting points. When a plurality of solid organic materials having different melting points are used, the number of resonance frequencies that change due to melting of each solid organic material depends on the type of solid organic material used.
例えば、融点の異なる固体有機材料A、B、C、Dを用い、それぞれの融点がa、b、c
、dであり、a<b<c<dの場合、固体有機材料A、B、C、Dそれぞれの融解によっ
て、共振周波数が変化する。実際に検知する温度Tをtとすると、t<aの場合、固体有
機材料A、B、C、Dがいずれも融解せず共振周波数が変化しない。a<t<bの場合、
固体有機材料Aのみが融解し、それに応じて共振周波数が変化する。b<t<cの場合、
固体有機材料A、Bが融解し、それに応じて共振周波数が変化する。c<t<dの場合、
固体有機材料A、B、Cのみが融解し、それに応じて共振周波数が変化する。d<tの場
合、固体有機材料A、B、C、Dが全て融解し、それに応じて共振周波数が変化する。以
上より融点の異なる固体有機材料の種類を増やすほど、広範囲または詳細な温度検知が可
能となる。
For example, solid organic materials A, B, C, and D having different melting points are used, and their respective melting points are a, b, and c.
, D, and when a <b <c <d, the resonance frequency changes due to the melting of each of the solid organic materials A, B, C, and D. Assuming that the temperature T actually detected is t, when t <a, the solid organic materials A, B, C, and D do not melt and the resonance frequency does not change. When a <t <b,
Only the solid organic material A melts and the resonance frequency changes accordingly. When b <t <c,
The solid organic materials A and B melt, and the resonance frequency changes accordingly. When c <t <d,
Only the solid organic materials A, B and C are melted and the resonance frequency changes accordingly. When d <t, the solid organic materials A, B, C, and D are all melted, and the resonance frequency changes accordingly. From the above, as the types of solid organic materials having different melting points are increased, a wide range or detailed temperature detection becomes possible.
すなわち、融点の異なる固体有機材料を複数用いることで、温度検知できる範囲を広げる
ことができる。
That is, by using a plurality of solid organic materials having different melting points, the range in which the temperature can be detected can be expanded.
誘電体材料14は、第1、及び第2の固体有機材料13a、13bに隣接して設けられる
。誘電体材料14の材料としては、例えば、水やエタノールといった、常温常圧において
液体または固体であり、常温常圧において比誘電率が10以上の物質を用いることができる
。特に、常温常圧において比誘電率が20以上の物質を用いることが好ましい。
The
一般に物質の共振周波数は、材質及び形状が大きく影響する。共振回路11に用いられる
金属板は、形状が変化するだけでなく別の物質に接しても共振周波数は変化する。なお誘
電体と接触する場合、その接触する物質の比誘電率が高いほど共振回路11の共振周波数
は大きく変化し、比誘電率が高い代表的な物質としては水やエタノールなどが挙げられる
。
In general, the resonance frequency of a substance is greatly affected by the material and shape. The metal plate used in the
共振回路11及び誘電体材料14に接する第1、及び第2の固体有機材料13a、13b
は、融点に達すると融解する。あらかじめ誘電体材料14に(乳化剤などの)界面活性剤
を混合しておくことで、第1、及び第2の固体有機材料13a、13bが融解した場合、
第1、及び第2の固体有機材料13a、13bと誘電体材料14が混合しやすくなる。少
なくとも第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのいずれかの融解及び、少なくと
も第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのいずれかと誘電体材料14の混合によ
って、混合物が共振回路11に接することになる。
First and second solid
Melts when it reaches the melting point. When the first and second solid
The first and second solid
図8は本実施形態に係る温度検知装置100の構成を示すブロック図である。図8に示す
ように、温度検知装置100は、送信部101、制御部102、受信部103、検知部1
04、判断部105を有する。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the
04, has a
送信部101は、ある範囲の周波数の電磁波を送信する。この場合、一定時間ごとに電
磁波を送信するよう制御部102が送信部101に指示をする。この電磁波を送信部10
1が送信することで共振回路11は少なくとも反射または共振のいずれかを起こす。共振
回路11から反射された電磁波を受信部103が受信する。受信した電磁波は検知部10
4に伝達され、ある範囲の電磁波の周波数に対する信号強度が極小の値を取る場合、その
周波数が共振周波数であると、検知部104が検知する。検知した共振周波数が前回の共
振周波数と比較してあらかじめ定めたしきい値の範囲を超えて変化した場合に、少なくと
も第1、及び第2の固体有機材料13a、13bのいずれかが融解し、共振回路11に誘
電体材料14が接したことを検知したと判断部105が判断する。少なくとも第1、及び
第2の固体有機材料13a、13bのいずれかが融解し、共振回路11に誘電体材料14
が接したことを検知したと制御部102に伝達し、温度検知装置100の使用者に知らせ
るため、制御部102が検知信号を発する。検知信号は、例えば少なくとも光または音ま
たは画面表示または振動のいずれかを用いることができる。
The
When transmitted by 1, the
When the signal strength with respect to the frequency of the electromagnetic wave in a certain range is the minimum value transmitted to No. 4, the
The
図9は本実施形態に係る温度検知システム200の構成を示すブロック図である。図9
に示すように、温度検知システム200は、温度センサ10と温度検知装置100を有す
る。この温度センサ10と温度検知装置100は電磁波を介して交信することができる。
この場合、一定時間ごとに電磁波を送信するよう温度検知装置100の制御部102が送
信部101に指示をする。制御部102からの指示に従い、温度検知装置100の送信部
101は、電磁波を送信する。共振回路11は送信されたある範囲の電磁波の周波数に応
じて少なくとも反射または共振のいずれかを起こす。反射された電磁波を温度検知装置1
00の受信部103が受信し、ある範囲の電磁波の周波数に対する信号強度が極小の値を
取る場合、検知部104がその周波数を共振周波数と検知する。ある範囲とは、例えば、
共振周波数となりうる周波数の範囲をあらかじめ測定しておき、共振周波数が含まれる範
囲の周波数を指す。検知した共振周波数が前回の共振周波数と比較してあらかじめ定めた
しきい値の範囲を超えて変化した場合に、少なくとも第1、及び第2の固体有機材料13
a、13bのいずれかが融解し、共振回路11に誘電体材料14が接したことを検知した
と判断部105が判断する。判断部105は少なくとも第1、及び第2の固体有機材料1
3a、13bのいずれかが融解し、共振回路11に誘電体材料14が接したことを検知し
たと制御部102に伝達し、制御部102は、温度検知装置100の使用者に知らせるた
め、制御部102が検知信号を発する。検知信号は、例えば少なくとも光または音または
画面表示または振動のいずれかを用いることができる。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the
As shown in, the
In this case, the
When the receiving
The range of frequencies that can be the resonance frequency is measured in advance, and refers to the frequency in the range that includes the resonance frequency. When the detected resonance frequency changes beyond the predetermined threshold range compared to the previous resonance frequency, at least the first and second solid organic materials 13
The
It is transmitted to the
共振回路11が電磁波を受信した場合、共振回路11は少なくとも反射または共振のいず
れかを起こす。共振回路11の挙動は受信した電磁波の周波数に依存する。共振回路11
に対し送信部101から周波数の異なる電磁波を送信する。共振回路11に送信した電磁
波が反射し、その反射した電磁波の周波数に対する信号強度を受信部103にて受信する
。共振回路11から反射した電磁波の周波数が共振周波数の場合、受信部103にて受信
する電磁波の周波数に対する信号強度は減少する。共振周波数の電磁波を送信した後も周
波数の異なる電磁波を送信し続けると、再び共振回路11に送信した電磁波の周波数に対
する信号強度は増加する。すなわち、共振回路11に対し送信部101から周波数の異な
る電磁波を送信した場合、電磁波の周波数に対する信号強度は、その周波数が共振周波数
において減少するため、電磁波の周波数に対する信号強度を観測することで共振回路11
の共振周波数を特定することができる。
When the
Electromagnetic waves having different frequencies are transmitted from the
Resonance frequency can be specified.
図7は本実施形態に係る温度センサ10の周波数と信号強度の特性図である。図7に共振
回路11に送信した電磁波の周波数に対する信号強度の関係を示す。実線は共振回路11
に誘電体材料14が接してないときの関係、破線は共振回路11に誘電体材料14が接し
ているときの特性を示したものである。どちらの場合も共振周波数において電磁波の周波
数に対する信号強度は減少する。共振回路11に誘電体材料14が接しているときの共振
周波数と、共振回路11に誘電体材料14が接してないときの共振周波数は異なっている
。従って、共振周波数を観測することによって共振回路11に誘電体材料14が接してい
るかどうかを判断することができる。
FIG. 7 is a characteristic diagram of the frequency and signal strength of the
The relationship when the
本実施形態によれば、共振回路11を用いて、共振周波数を観測することで共振回路11
に誘電体材料14が接触の有無を判断することができる。すなわち、温度上昇を検知でき
る。また温度センサ10の共振回路11に外部機器へ通信するための電源等を使用しない
ことから、簡易な構造の温度センサ10を提供することができる。
According to this embodiment, the
It is possible to determine whether or not the
(第2の実施形態)第1の実施形態では、2種類の固体有機材料を用いた温度センサ30
を説明したが、第2の実施形態では、4種類の固体有機材料を用いた温度センサ30を説
明する。図3a、3b、3cは本実施形態に係る温度センサ30の断面図、平面図の別の
例である。図3aは、図3cの破線Bにおける断面図であり、図3bは、図3cの破線C
における断面図である。
(Second Embodiment) In the first embodiment, the
However, in the second embodiment, the
It is a cross-sectional view in.
図3a、3b、3cに示すように、温度センサ30は、共振回路31、第1、及び第2の
被覆部材32a、32b、第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、
33b、33c、33d、誘電体材料34を有する。共振回路31、第1、及び第2の被
覆部材32a、32b、第1、及び第2の固体有機材料33a、33b、誘電体材料34
については、第1の実施形態の共振回路11、第1、及び第2の被覆部材12a、12b
、第1、及び第2の固体有機材料13a、13b、誘電体材料14と同様である。第1の
実施形態に係る温度センサ10と異なる点は、本実施形態の温度センサ30が第3、及び
第4の固体有機材料33c、33dを有することである。第1、及び第2、及び第3、及
び第4の固体有機材料33a、33b、33c、33dは、共振回路11と接して設けら
れる。
As shown in FIGS. 3a, 3b and 3c, the
It has 33b, 33c, 33d and a
, The
, 1st and 2nd solid
本実施形態における温度センサ30において、共振回路31に用いられる金属板は、形状
が変化するだけでなく別の物質に接しても共振周波数は変化する。なお誘電体と接触する
場合、その接触する物質の比誘電率が高いほど共振回路11の共振周波数は大きく変化す
る。少なくとも第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、3
3c、33dのいずれかが融解し、誘電体材料34と混合した場合、混合物によって共振
周波数の変化量が異なり、共振回路31と接する混合物の比誘電率が大きいほど共振周波
数の変化量は大きい。
In the
When either 3c or 33d is melted and mixed with the
第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c、33dそ
れぞれと誘電体材料34が混合した場合の混合物の比誘電率は、第1、及び第2、及び第
3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c、33d、誘電体材料34それぞれ
の比誘電率だけでなく混合物の混合比によっても変化する。
When the first, second, third, and fourth solid
第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c、33dに
融点の異なる物質を用いて温度センサ30を用いる場合、第1、及び第2、及び第3、及
び第4の固体有機材料33a、33b、33c、33dが誘電体材料34と混合する量、
すなわち第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c、
33dのそれぞれの体積を等しくする、もしくは既知の量にしておくことが好ましい。
When the
That is, the first, second, third, and fourth solid
It is preferable that the respective volumes of 33d are equalized or set to a known amount.
この時、本実施形態では固体有機材料は4種類だが、3種類、5種などほかの種類数であ
る場合も、固体有機材料の種類に関わらず、用いる固体有機材料それぞれの体積を等しく
する、もしくは既知の量にしておくことが好ましい。
At this time, in the present embodiment, there are four types of solid organic materials, but even when there are other types such as three types and five types, the volumes of the solid organic materials used are equal regardless of the types of the solid organic materials. Alternatively, it is preferable to keep it in a known amount.
本実施形態では、第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、
33c、33dは融点の異なる物質を用いることができる。少なくとも第1、及び第2、
及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c、33dのいずれかが融解し
た場合、第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c、
33dと、第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c
、33dに隣接する誘電体材料34とが混合し、混合物が共振回路31に接する。共振回
路31に別の物質が接する場合、共振周波数が変化する。混合物が共振回路31に接する
ことで、共振回路31の共振周波数が変化し、少なくとも第1、及び第2、及び第3、及
び第4の固体有機材料33a、33b、33c、33dのいずれかが融解したことを検知
できる。
In this embodiment, the first, second, third, and fourth solid
For 33c and 33d, substances having different melting points can be used. At least the first and second,
And when any of the third and fourth solid
33d and the first, second, third, and fourth solid
, The
さらに第1、及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c、3
3dが融解し、それぞれが誘電体材料と混合し、それぞれの混合物が共振回路と接した場
合の共振周波数の変化量は異なる。共振回路31の共振周波数を観測することで、第1、
及び第2、及び第3、及び第4の固体有機材料33a、33b、33c、33dのうち、
どれがまたは複数が融解したのかを判断することができる。
Further, the first, second, third, and fourth solid
When 3d is melted, each is mixed with a dielectric material, and each mixture is in contact with a resonance circuit, the amount of change in resonance frequency is different. By observing the resonance frequency of the
And of the second, third, and fourth solid
It is possible to determine which or more have melted.
本実施形態における温度センサ30において、共振周波数が変化し、その変化量が判断で
きる範囲において、固体有機材料の種類に応じて検知できる温度の領域が増え、より詳し
く広範囲に温度の領域を検知することができる。
In the
(第3の実施形態)図4a、4b、4cは本実施形態に係る温度センサ40の断面図、平
面図の別の例である。図4aは、図4cの破線Dにおける断面図であり、図4bは、図4
cの破線Eにおける断面図である。
(Third Embodiment) FIGS. 4a, 4b, and 4c are other examples of a cross-sectional view and a plan view of the
It is sectional drawing in the broken line E of c.
本実施形態では、固体有機材料の種類は第1の実施形態と同じ2種類だが、配置が異なっ
ている。図4a、4b、4cに示すように、温度センサ40は、共振回路41、第1、及
び第2の被覆部材42a、42b、第1、及び第2の固体有機材料43a、43b、誘電
体材料44を有する。共振回路41、第1、及び第2の被覆部材42a、42b、第1、
及び第2の固体有機材料43a、43b、誘電体材料44については、第1の実施形態の
共振回路11、第1、及び第2の被覆部材12a、12b、第1、及び第2の固体有機材
料13a、13b、誘電体材料14と同様である。本実施形態の温度センサ40が、第1
の実施形態に係る温度センサ10と異なる点は、第1、及び第2の固体有機材料43a、
43bが交互または対角線上に位置することである。少なくとも第1、及び第2の固体有
機材料43a、43bのいずれかが融解した場合、少なくとも第1、及び第2の固体有機
材料43a、43bのいずれかと、第1、及び第2の固体有機材料43a、43bと隣接
する誘電体材料44とが混合し、混合物が共振回路41に接する。
In the present embodiment, the types of the solid organic material are the same as those in the first embodiment, but the arrangement is different. As shown in FIGS. 4a, 4b, and 4c, the
With respect to the second solid
The difference from the
43b are located alternately or diagonally. When at least one of the first and second solid
本実施形態の温度センサ40は、混合物と共振回路41が触れることで共振周波数が変化
し、温度上昇を検知することができる。
The
温度センサ40を用いる場合、融解した固体有機材料が誘電体材料と混合し、その混合物
が共振回路に接する。この場合、固体有機材料の位置に関わらず混合物が共振回路41に
触れやすくなるよう、温度センサ40が地面に対し平行になるよう設置するのが好ましい
。温度センサ40が地面に対し平行に設置して用いることが難しい場合、例えば、温度セ
ンサ40が地面に対し垂直となる場合においても、第1、及び第2の固体有機材料43a
、43bが交互または対角線上に位置することで、固体有機材料の位置に関わらず混合物
が共振回路41に触れやすくなる。すなわち、温度センサ40を使用する際の平面に対す
る傾きの依存性が解消され、検出の精度が向上する。
When the
, 43b are alternately or diagonally located so that the mixture can easily touch the
(第4の実施形態)図5a、5b、5cは本実施形態に係る温度センサ50の断面図、平
面図の別の例である。図5aは、図5cの破線Fにおける断面図であり、図5bは、図5
cの破線Gにおける断面図である。
(Fourth Embodiment) FIGS. 5a, 5b, and 5c are other examples of a cross-sectional view and a plan view of the
It is sectional drawing in the broken line G of c.
図5a、5b、5cに示すように、温度センサ50は、共振回路51、第1、及び第2の
被覆部材52a、52b、第1、及び第2の固体有機材料53a、53b、誘電体材料5
4、第1、及び第2、及び第3、及び第4の分離器55a、55b、55c、55dを有
する。共振回路51、第1、及び第2の被覆部材52a、52b、第1、及び第2の固体
有機材料53a、53b、誘電体材料54については、第1の実施形態の共振回路11、
第1、及び第2の被覆部材12a、12b、第1、及び第2の固体有機材料13a、13
b、誘電体材料14と同様である。第1の実施形態に係る温度センサ10と異なる点は、
本実施形態の温度センサ50が第1、及び第2、及び第3、及び第4の分離器55a、5
5b、55c、55dを有することである。
As shown in FIGS. 5a, 5b, and 5c, the
It has 4, 1st, 2nd, 3rd, and
First and
b, the same as the
The
To have 5b, 55c, 55d.
第1、及び第2、及び第3、及び第4の分離器55a、55b、55c、55dは、第1
、及び第2の被覆部材52a、52bの間に位置する。さらに第1の分離器55aは、共
振回路51と第1、及び第2の固体有機材料53a、53bの間に位置し、第2の分離器
55bは、第1、及び第2の固体有機材料53a、53bと誘電体材料54の間に位置し
、第3の分離器55cは、誘電体材料54と接する。第4の分離器55dは、第1、及び
第2の固体有機材料53a、53bの間に位置する。第1、及び第2の分離器55a、5
5bは共振回路51から取り外すことができる。第1、及び第2、及び第3、及び第4の
分離器55a、55b、55c、55dは、材料としては、例えば、ポリエチレンテレフ
タラート(PET)や、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ガラス、エポキシ樹脂、雲
母、石英、セロファン、ゴムといった常温常圧において比誘電率が10以下の物質を用いる
ことができる。
The first, second, third, and
, And between the
5b can be removed from the
本実施形態では、共振回路51に別の物質が接する場合、共振周波数が変化する。誘電体
材料54が共振回路51に接することで、共振回路51の共振周波数が変化し、少なくと
も第1、及び第2の固体有機材料53a、53bのいずれかが融解したことを検知できる
。
In the present embodiment, when another substance comes into contact with the
電磁波を遮蔽するような物質を第1、及び第2、及び第3、及び第4の分離器55a、5
5b、55c、55dとして用いた場合、共振周波数が正しく検知できない恐れがある。
そのため、第1、及び第2、及び第3、及び第4の分離器55a、55b、55c、55
dは、材料としては、常温常圧において比誘電率が10以下の物質を用いることが好ましい
。
Substances that shield electromagnetic waves are the first, second, third, and
When used as 5b, 55c, 55d, the resonance frequency may not be detected correctly.
Therefore, the first, second, third, and
As the material, it is preferable to use a substance having a relative permittivity of 10 or less at normal temperature and pressure.
本実施形態の温度センサ50は、温度が少なくとも第1、及び第2の固体有機材料53a
、53bのいずれかの融点に達することで少なくとも第1、及び第2の固体有機材料53
a、53bのいずれかが融解し、温度センサ50がしきい値を超えた温度上昇を検知した
と判断する。
The
, 53b, at least the first and second solid organic materials 53
It is determined that either a or 53b has melted and the
温度センサ50を使用する場合、使用する環境の温度に合わせて少なくとも第1、及び第
2の固体有機材料53a、53bのいずれかを選択するため、常温常圧において液体を用
いる場合がある。第1、及び第2、及び第3、及び第4の分離器55a、55b、55c
、55dを有さない温度センサ50を使用する場合、常に第1、及び第2の固体有機材料
53a、53bの融点以下の温度を保ち続けながら保存する必要があり、手間と時間がか
かる状態は好ましいとはいえない。さらに、使用する前に一度でも少なくとも第1、及び
第2の固体有機材料53a、53bのいずれかの融点以上の温度になった場合、少なくと
も第1、及び第2の固体有機材料53a、53bのいずれかが融解し共振回路51と誘電
体材料54が接するため、温度センサ50として使用することができなくなる。これらを
防ぐために、本実施形態では、温度センサ50を使用する前では、共振回路51、第1、
及び第2の固体有機材料53a、53b、誘電体材料54が互いに触れないよう第1、及
び第2、及び第4の分離器55a、55b、55dがこれらの間に位置する。少なくとも
第1、及び第2の固体有機材料53a、53bのいずれかが常温常圧において液体を用い
る場合においても、第1、及び第2の分離器55a、55bの存在により、常温常圧にお
いて液体の第1、及び第2の固体有機材料53a、53bは共振回路51及び誘電体材料
54とは接さず、互いにも混合しない。すなわち、温度センサ50を使用する前に第1、
及び第2の固体有機材料53a、53bの融点以下の温度を保ち続けながら保存する必要
がなく、使用する直前に第1、及び第2の固体有機材料53a、53bの融点以下の温度
に冷却し、冷却後に第1、及び第2の分離器55a、55bを取り外すことで使用するこ
とができる。第1、及び第2の分離器55a、55bを取り外した場合、共振回路51、
第1、及び第2の固体有機材料53a、53b、誘電体材料54は、互いに接することが
可能となる。第1、及び第2の固体有機材料53a、53bの融点以下の温度では、共振
回路51と誘電体材料54の間に存在する第1、及び第2の固体有機材料53a、53b
によって、共振回路51と誘電体材料54が互いに接しない。少なくとも第1、及び第2
の固体有機材料53a、53bのいずれかの融点以上の温度では少なくとも第1、及び第
2の固体有機材料53a、53bのいずれかが融解し、共振回路51と誘電体材料54は
接することが可能となる。さらにあらかじめ誘電体材料54に(乳化剤などの)界面活性
剤を混合しておくことで、少なくとも第1、及び第2の固体有機材料53a、53bのい
ずれかが融解した場合、少なくとも第1、及び第2の固体有機材料53a、53bのいず
れかと誘電体材料54が混合しやすくなる。以上により、少なくとも第1、及び第2の固
体有機材料53a、53bのいずれかの融解及び、少なくとも第1、及び第2の固体有機
材料53a、53bのいずれかと誘電体材料54の混合によって、誘電体材料54が共振
回路51に接し、温度センサ50として使用することができる。
When the
When using the
And the first, second, and
And it is not necessary to keep the temperature below the melting point of the second solid
The first and second solid
As a result, the
At a temperature higher than the melting point of any of the solid
例えば、冷凍食品や医療用医薬品等は、ある一定の温度以下で保存、運搬する必要な場合
がある。しかし、なんらかの原因により温度が上昇し上記製品の品質に影響があったとし
ても、再度冷却された場合途中で温度上昇があった製品と、一定温度以下を保ち続けた製
品を外観から判別するのは容易ではない場合がある。
For example, frozen foods, ethical drugs, etc. may need to be stored and transported below a certain temperature. However, even if the temperature rises for some reason and affects the quality of the above products, it is possible to distinguish from the appearance the products that had a temperature rise in the middle when cooled again and the products that kept the temperature below a certain level. May not be easy.
本実施形態の温度センサ50は、少なくとも第1、及び第2の固体有機材料53a、53
bのいずれかが融解すると、誘電体材料54と混合し共振回路51に誘電体材料54が接
するため、再度冷却し少なくとも第1、及び第2の固体有機材料53a、53bのいずれ
かの融点を下回っても共振回路51の共振周波数は変化前の値には戻らない。そのため、
温度センサ50の共振周波数を観測することで、しきい値を超えた温度上昇があったかど
うかを容易に判断することができる。
The
When any of b melts, it mixes with the
By observing the resonance frequency of the
さらに、本実施形態の温度閾値センサ50は、第1、及び第2、及び第3、及び第4の分
離器55a、55b、55c、55dを有することにより、少なくとも第1、及び第2の
固体有機材料53a、53bのいずれかが常温常圧において液体の場合においても、保存
する環境を選ばずに温度閾値センサ50を用いることができる。
Further, the
さらに、本実施形態では、外部機器へ通信するための電源等が必要ないため、コンパクト
な形状にすることが可能であり、様々な製品に対して温度センサ50を用いて温度の管理
をすることができる。
Further, in the present embodiment, since a power source or the like for communicating with an external device is not required, the shape can be made compact, and the temperature of various products is controlled by using the
(第5の実施形態)図6a、6b、6cは本実施形態に係る温度センサ60の断面図、平
面図の別の例である。図6aは、図6cの破線Hにおける断面図であり、図6bは、図6
cの破線Iにおける断面図である。
(Fifth Embodiment) FIGS. 6a, 6b, 6c are other examples of a cross-sectional view and a plan view of the
It is sectional drawing in the broken line I of c.
図6a、6b、6cに示すように、温度センサ60は、共振回路61、第1、及び第2の
被覆部材62a、62b、第1、及び第2の固体有機材料63a、63b、誘電体材料6
4、第1、及び第2、及び第3、及び第4の分離器65a、65b、65c、65dを有
する。共振回路61、第1、及び第2の被覆部材62a、62bについては、第1の実施
形態の共振回路11、第1、及び第2の被覆部材12a、12bと同様である。第1の実
施形態に係る温度センサ10と異なる点は、本実施形態の温度センサ60が第1、及び第
2、及び第3、及び第4の分離器65a、65b、65c、65dを有し、第1、及び第
2の固体有機材料63a、63b、誘電体材料64が共振回路61全体を囲っておらず、
一部のみに位置していることである。
As shown in FIGS. 6a, 6b, 6c, the
It has 4, 1st, 2nd, 3rd, and
It is located only in part.
本実施形態における温度センサ60において、共振周波数が変化したとき共振回路61に
誘電体材料64が接していると判断するため、第1、及び第2の固体有機材料63a、6
3bに隣接する誘電体材料64の量が、共振回路61表面に接するだけの十分な量がなく
ても、共振回路61側面に誘電体材料64が接することができれば温度上昇が検知できる
ほど十分に共振周波数が変化する。
In the
Even if the amount of the
従って、必ずしも第1、及び第2の固体有機材料63a、63b、誘電体材料64が共振
回路61全体を囲っておらず、一部のみに位置していればよい。
Therefore, the first and second solid
以上のように本発明の本実施形態は、簡易な構造の温度センサ10、30、40、50、
60、温度検知装置100及び温度検知システム200を提供することができる。
As described above, the present embodiment of the present invention has a simple structure of the
60, the
なお、本発明は、上述の本実施形態のみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明のいくつかの本実施形態を説明したが、これらの本実施形態は、例として提示し
たものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な本実施形態は
、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、
種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら本実施形態やその変形は、発明
の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に
含まれる。
Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, as long as they do not deviate from the gist of the invention.
Various omissions, replacements and changes can be made. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
11、21、31、41、51、61・・・共振回路
12a、32a、42a、52a、62a・・・第1の被覆部材
12b、22b、32b、42b、52b、62b・・・第2の被覆部材
13a、33a、43a、53a、63a・・・第1の固体有機材料
13b、33b、43b、53b、63b・・・第2の固体有機材料
33c・・・第3の固体有機材料
33d・・・第4の固体有機材料
14、34、44、54、64・・・誘電体材料
55a、65a・・・第1の分離器
55b、65b・・・第2の分離器
55c、65c・・・第3の分離器
55d、65d・・・第4の分離器
101・・・送信部
102・・・制御部
103・・・受信部
104・・・検知部
105・・・判断部
10、30、40、50、60・・・温度センサ
100・・・温度検知装置
200・・・温度検知システム
11, 21, 31, 41, 51, 61 ...
Claims (5)
前記共振回路の表面を覆う第1の被覆部材と、
前記共振回路の裏面を覆う第2の被覆部材と、
前記共振回路に接する第1、及び第2の固体有機材料と、
誘電体材料と、
を有し、
前記誘電体材料は、前記第1、及び第2の被覆部材の間に位置し、
前記誘電体材料は、前記第1、及び第2の固体有機材料と接し、
前記誘電体材料は、前記第1、及び第2の固体有機材料を介して前記共振回路と接する
温度センサ。 Resonant circuit and
A first covering member that covers the surface of the resonant circuit and
A second covering member that covers the back surface of the resonance circuit and
The first and second solid organic materials in contact with the resonant circuit,
Dielectric material and
Have,
The dielectric material is located between the first and second covering members.
The dielectric material is in contact with the first and second solid organic materials.
The dielectric material is a temperature sensor that comes into contact with the resonance circuit via the first and second solid organic materials.
前記第1、及び第2、及び第3、及び第4の分離器は、前記第1、及び第2の被覆部材の間に位置し、
さらに前記第1の分離器は、前記共振回路と前記第1、及び第2の固体有機材料の間に位置し、
前記第2の分離器は、前記第1、及び第2の固体有機材料と前記誘電体材料の間に位置し、
前記第1、及び第2の分離器は、取り外せる構造を有し、
前記第3の分離器は、前記誘電体材料と接し、
前記第4の分離器は、前記第1、及び第2の固体有機材料の間に位置する
請求項1記載の温度センサ。 It has first, second, third, and fourth separators,
The first, second, third, and fourth separators are located between the first and second covering members.
Further, the first separator is located between the resonant circuit and the first and second solid organic materials.
The second separator is located between the first and second solid organic materials and the dielectric material.
The first and second separators have a removable structure.
The third separator is in contact with the dielectric material and
The temperature sensor according to claim 1, wherein the fourth separator is located between the first and second solid organic materials.
請求項1または2のいずれか一項に記載の温度センサ。 The temperature sensor according to any one of claims 1 or 2, wherein the first and second solid organic materials are liquids or solids at normal temperature and pressure.
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の温度センサ。 The temperature sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the dielectric material is a substance having a relative permittivity of 20 or more at normal temperature and pressure.
電磁波を送信する送信部と、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の温度センサの共振回路から反射された電磁波を受信する受信部と、受信した電磁波の周波数に対する信号強度が極小の値を取る周波数を共振周波数とする検知部と、前記共振周波数があらかじめ定めたしきい値の範囲を超えて変化した場合に、温度が上昇したと判断する判断部と、を備える温度検知装置と、 The transmitting unit that transmits electromagnetic waves, the receiving unit that receives electromagnetic waves reflected from the resonance circuit of the temperature sensor according to any one of claims 1 to 4, and the signal strength with respect to the frequency of the received electromagnetic waves are extremely small. A temperature detection device including a detection unit whose resonance frequency is a frequency that takes the value of, and a determination unit that determines that the temperature has risen when the resonance frequency changes beyond a predetermined threshold range. When,
を有する温度検知システム。Temperature detection system with.
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