JPH01500614A - 固体、液体又は気体の受けた温度を検出するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 固体、液体又は気体の受けた温度を検出するための方法と装置 本発明の第１の目的は、物質（固体、液体又は気体）が受けた温度上昇を検出す るための方法であって、この方法において、少なくとも部分的に透明な管体内に おいて移動可能な切片に対して、これが前記管体内の溶融可能物質によって固定 されている初期位置から、この溶融可能物質が充分な温度上昇とともに溶融して この移動可能切片を離す、最終位置へと変位する変位力を加えられる。

物質が受けた温度レベルを検出する手段は従来より知られている０例えば、有色 物質の流動性の変化にその機能が基づくところの検出装置が知られているが、こ れは支持部材における毛管現象による進行が成る温度の上昇を視覚的に示すもの である。ス、これとは異なった原理の検出装置も知られており、これは酵素反応 を表面の色彩変化に置き換えて、その変化の度合が成る温度しきい値を越えたこ とを示すものである。この様な検出装置は−ａにモニタすべき物質のすぐ近辺か 又はその上に置かれるものである。

この様な検出装置には欠点がある。即ち、高値であるがために、例えば細かく分 けられた食物の新鮮さを調べるためには使用出来ない、更に、この様な検出装置 は、製品に使用された場合、常に表面又は表面近くの温度の上昇しか示さない、 又、これら装置は壊れやすく、液体中に入れるには問題があるし、又取り扱い及 び輸送中において不可避の圧力やショックを受けると問題がある。

更に、その構造上の理由から、モニタすべき物質又は製品中に押し込むことは出 来ない。

いわゆる先進国に住む人々の食生活の進化は、ますます、例えば真空調理された インスタント食品に向かう傾向がある。この様な食品の有効期間は、いくつかの パラメータの関数であるが、そのなかでもつとも重要と思われるのは、それが特 定の最大値以下にある時にバクテリアの繁殖を制限するところの温度である。同 じことは、ワクチンや血清を含むある種の薬品の無害性の保存期間にも言える。

これまでに述べた例は限定的なものではない。

これらの問題を解決するために、本発明の目的は、最初に述べた工程を改善して 、簡単かつ安価ではあるが、効果的でしかもかなり信頼性の高い温度上昇検出装 置を製造することを可能にすることにある。

本発明の目的であるところのこの工程において、前記可動切片に与えられる変位 力は純粋に磁力によるものであり、これは前記管体及び可動切片とにそれぞれ取 り付けられた少なくとも一つの永久磁石であるところの磁性部材間の相互作用に よって生じるものである。

この工程のもう一つの特徴によれば、前記可動切片は、これに同様に純粋に磁性 力からなる作動力を与えることであらかじめ初期位置に置かれ、前記溶融可能物 質はこの作業を可能にするために一時的に液化される。

一般に、使用される前記変位力及び作動力はそれぞれ磁性吸引力又は磁性反発力 である。

本発明に係る方法は二つの単純な物理的現象の組み合わせに基づいている。

一方において、その固体状懸においては、その中に位置する可動切片の変位を禁 止し、その液化にともなってこの変位を可能にする、種々の温度下において溶融 可能な物質の存在、前記状態変化は使用される物質にかかわらず一定の溶融温度 において行なわれる。

他方において、前記磁性体部材の特性がある。これによって、前記固体、液体又 は気体を介して、物理的接触なしにこれらの力を加えることが出来る。これらの 力は個別的に、又は追加的又は相殺的な組み合わせにおいて使用することのが可 能なところの永久磁石より発生する磁場の吸引及び反発力である。磁力のみを使 用することによって、その８１械的特性が温度の関数として変化するバネ等の弾 性部材を使用する必要がなく、その結果、この工程は非常な高温状態及び低温状 態の両方において完全な能率と優れた精度を発揮するのである。

本発明はのもう一つの目的は、前述の方法に基づく物体の温度上昇を検出する装 置を提供することにあり、この装置は、少なくとも部分的に透明な管体内におい て移動可能な長方形の切片を有し、この切片は前記管体内の溶融可能物質によっ て固定されている初期位置から、この溶融可能物質が充分な温度上昇とともに溶 融してこの移動可能切片を離す、最終位置へと移動する力を与えられる。前記切 片は前記物質の溶融によって解放されることで後者の位置へと移動する。

本発明において、前記可動切片は、その少なくとも一つの端部において、前記管 体の少なくとも一つの端部に取りはずし可能に取り付けられた取り外し可能磁性 体部材と相互作用可能な磁性体部材を有し、これはその位置移動即ち引き出し又 は置き換えによって、連続的に、そ−の初期位置における作動力、そして最終位 置への変位力を発生する。一方、前記可動切片の位置を検出するための手段が設 けられている。

この様な検出装置は、筒状容器内に収められた溶融可能物質の状態変化と、この 容器内に位置して一つ以上の磁力（吸引及び／又は反発力）を受ける可動切片と を利用するものである。前記可動切片の位置変え又は引き出しによって磁力を発 生又は消滅させることが出来、一方、これを交換することで、この部材が磁石又 は非等方性磁石である場合においては、存在する磁力の方法を逆転することが可 能になる。

この様な装置の実施例としては種々のものが可能である。

前記可動切片の磁性体部材を永久磁石で構成しても良いし、前記取り外し可能磁 性体部材も同様に、その特定の方向性によって、前記可動切片の磁性体部材に対 して吸引力又は反発力を与える永久部材で構成しても良い。

前記可動切片はその端部それぞれにおいて、前記取り外し可能磁性体部材によっ て、この後者の磁性体部材が前記管体の一方の端部又は他方の端部に位置するか によって、一方向又は他の方向への力が加えられるところの磁性体部材を有する 。

前記管体の一端部に磁性体部材を固定する一方、前記可動切片を、その一方の端 部に前記固定磁性体部材に面しこれによって吸引又は反発される磁性体部材と、 そして他方の端部に設けられてこれが面する前記可動切片の磁性体に対して、前 記の反発又は吸引力よりも大きな力を与える可動磁性体部材とから構成しても良 い。

一般に、その間において吸引力が発生する前記磁性体部材は、反対の極性を与え る二つの永久磁石か、又は一つの永久磁石と軟鉄塊とから構成される。

更に、前記可動切片をそのそれぞれの端部に設けられた磁性体部材から構成する 場合、これら二つの部材を場合に応じて、一つの軟鉄のバー又は細長い永久磁石 によって一つに形成することも可能である。

成る特定の応用の為に、前記管体に終点を設ければ、この装置をその温度上昇゛ を測定すべき物体又は物質中に部分的に差し込んで、この装置が差し込まれた物 体又は製品の中心部における温度をモニタすることが可能になる。

本発明のその他の特徴及び利点は、付随の図面を参照しながら、この後の非限定 的実施例の記述からより明白になるであろう。

第１図は、磁性体キャップを回転させるか、又はこれを装置の他の端部に位置さ せることによって作動されるところの本発明に係る検出装置の長手方向の半断面 図、第２図及び第３図は、貫通先端部を備えて、磁性体部材の引き出しによって 作動されるところの本発明に係る検出装置の二つの変形実施例を示し、 第４図は、特定の温度を超えた時間を示すように構成された検出装置の一部を示 している。

図示された異なった検出装置は、その中に磁性吸引力又は反発力を受ける可動切 片が配設されたところの容器内に納められた物質の状態変化を利用するものであ る。

第１図の検出装置は、その二つの端部を切片２及び３によって密封された透明管 体１によって構成されている。

この管体１の内部には、管によって形成される切片４が成る長さノにわたってス ライド可能な状態で設けられており、このそれぞれの端部には非等方性の磁性体 塊（又は磁石）ジ、６が固定されている。前記切片４は、一つの有色リング１４ 又は異なった色彩を交互に有するいくつかのリングを有するが、この色彩は蛍光 性又はルミニセンス性のものであると有利である。

前記管体１は密封容器を形成し、その中には、その一方の端部の密封前に、状態 変化可能な物質７が充満されている。この物質は、その構造変化の物理的特性、 特に個体状態から再び液体状態に戻る完全に公知であり不変であるものが選ばれ る。この物質は合成のもの、動物性又は植物性、更には金属性のものでも良い、 その凝結又は液化温度が不変であれば必要かつ十分であり、液化は、水の場合の 様に均一で純粋なものであっても良いし、例えば脂肪の場合の様にいわゆるペー スト状の様な中間状態でも良い。

前記物質７として使用された標準的なものはヘキサデシンであり、これはその状 態変化温度が摂氏２度であるところの有機パラフィンである。前記標準の異なっ た構成要素は、前記管体用のポリカーボネートサーモプラスチック材から構成さ れ、前記磁性体塊は方向性フェライト粉と混合されたエラストマーであった。容 器を構成する前記透明管体１の密封は、前記切片２及び３を簡単に固着すること によって確実にした。

前記管体１のそれぞれの端部を、磁石９を有する取り外し可能なキャップ８によ ってキャップすることが可能である。前記磁石５及び９の相互の極性は、前記状 態変化可能な物質７の凝結中において、内側の切片４が前記キャップ８の磁石９ からの磁場の磁石５にたいする作用によって反発される様に、つまり二つの対向 する磁性体塊の極性が同じ状態に選択される。この装置を作動させるためには、 固体状態にある前記物質７が状Ｂ′Ｒ化し。

その磁石５によって前記内側の切片４を吸引するように、磁石９を有するキャッ プ８を１８０度回紙回転て逆極性にするだけで必要十分である。この作用は前記 キャップ８が前記管体１のもう一方の端部に位置する場合においても確実に同じ 効果が得られ、このキャップの固定方向は、それが有するところの磁性体塊９が それに対向する前記切片４の端部に位置する磁性体塊５と同じ極性を有する様に 選択される。

これらの状態において、前記検出装置は、モニタすべき環境内又は製品上に置か れ、前記切片４の平行移動は、前記物質７が固体状態から液体状態へと変化する とすぐに発生する。この変位は、前記内側切片４の有色リング１４の、前記外側 管体１によって構成されるとともに前記リング１４を最初に密封するところの不 透明リング１５に対する変位として表される。

第２図に示す変形は、その中に前記検出装置を挿入することによる、製品又は物 質内の温度の上昇を示すものである。その作動が第１図の装置に関して説明した ちのと類似の現象に基づくこの装置は、一方において貫通用の先端部１０ａと、 他方においてこの装置の貫通を限定するフランジ１３を有する切片１０から構成 されている。

この切片１０は、前記透明管体１の一端部を密封している。この管体の内部のそ の同じ端部には、それと対向して位置する磁石６の磁性体塊と同じ極性の磁力を 与える磁石１１が固定されている。前記管体１のもう一つの端部には、取り外し 可能なキャップ８ａ内に取り付けられ、それと対向する前記切片４に取り付けら れた前記磁石５の磁力と同極性の磁力を与える磁石９が配設されている。

前記磁石９の磁力流の強度が前記磁石１１によって作られる磁力流の強度よりも はっきりと強いものであるように、様々な磁性体部材が配設される。その結果、 これらの二つの対応する逆の力によって、前記内側管体４は前記貫通先端部１０ ａの方へ反発される。前記物質７の凝結状態における切片４のこの初期位置は、 前記キャップ８ａを取り外すと、前記切片４にたいして、この切片の磁石６の固 定磁石１１の反発作用のみから発生する反対方向の力が与えられることによって 装置が作動状態となる。状態変化可能な前記物質７が再び液体状態に戻る点まで 温度が上昇すると、この液化は前記の力を受ける切片４の変位を引き起こし、こ れは前記切片４の有色部１４によって表され、次に切片１０の先端部１０ａの反 対側の前記管体１の透明端部の前方に表される。

第３図は吸引力の磁力のみを使用した実施例を示している。この検出装置の一般 的構造は第２図に示した検出装置の構造に類似している。先端部１０ａにおいて 終結する貫通切片１０は透明管体１の一つの端部を密封するとともに、この管体 をその半分以上の長さにわたって覆っている。管体のもう一つの端部は固定キャ ップ１２によって密封されており、このキャップはこの端部を短い長さｄにわた って覆うとともに、その終端面において窪みを形成しており、この中に小球状の 磁石９ａが軽く締め付けることによって挿入出来るようになっている。この管体 内には、筒状内側切片４が設けられ、これは特定の温度において固体状態から液 体状態又はその逆に変化することが出来る物質７中において、長さノにわたって 長手方向に移動可能である。前記可動切片４はその両端部に磁石５．６を有して いる。前記四つの磁石９ａ、５．６．１１の磁力の方向は、前記検出装置の共通 軸芯１８に一致する。更に、隣接する磁石６．１１は逆の極性を有する。前記切 片４は有色リング１４を有し、これは、前記可動切片４が前記管体１のその初期 位置（第３図に示されているもの）にある時は不透明材から形成された前記キャ ップ８ａによって隠されており、一方、前記切片４がその初期位置から前記切片 １０の先端部１０ａの方へ移動してその最終位置に至った時、前記キャップ８ａ と前記切片１０のフランジ１３との間の前記透明管体１の部分を通して可視状態 になる。

あらかじめ、前記切片４はその初期位置に置かれ、この位置において切片は、対 向する磁石９ａ及び５の極性が逆になって、前記キャップ８ａの外側の窪み内に 挿入された前記磁石９ａにより、磁石９ａが切片４を引き付ける状態に位置保持 される。

この装置を使用するためには、前記物質７が充分な温度下降のために凝結したの ちに前記磁石９ａを取り外すだけで充分である。その結果、前記切片４はその磁 石６に対する前記磁石１１の吸引力のみを受けて、温度が上昇して前記物質７が 再び液化するとすぐにその最終位置に移動する。この切片４′の変位は、前記キ ャップ８ａによってもはや隠されず前記管体１の壁を通して可視状態になるとこ ろの有色リング１４の状態によって表される。

尚、一旦、前記管体４がこの様に最終位置に移動して、ここでその磁石６が管体 ｌの磁石１１に固着すると、（特別な手段が使用されない限り）もはや前記切片 ４はその初期位置には戻らない、この様に、温度上昇の検出は不可逆的に行なわ れるのである。

第３図の装置のいくつかの変形が可能である。

前記磁性体部材の組み合わせ９ａ、５及び６．１１のそれぞれを、二つの磁石に よってではなく、一つの磁石と一つの軟鉄の塊りによって構成することも可能で ある。

装置の操作様式は変わらない。

前記切片４の二つの磁性体部材を一体化して、場合に応じて、一つの部材、例え ば細長い形を有する磁石又は軟鉄のロッドから形成することも可能である。

本発明に係る検出装置を、前記溶融可能物質の液化点よりも高い温度を受けた時 間を可視的に示すように構成することも出来る。この目的のためには（第４図） 、前記可動切片４を前記管体１内に完全に挿入し、これとともにピストン−シリ ンダアセンブリを形成する。前記切片がその両端部に設けられている前記磁石５ 及び／又は磁石６に作用するところの前記可動切片４の変位の磁力は、それを移 動しく第４図中において左へ）、液体状態の前記物質７は、ここでは固形透明棒 から形成され、その軸芯方向に貫通されている目盛付き毛管通路１６を介して前 記切片の左側端部から右側端部へと移動する。この目盛付き通路１６は、単位時 間当り、特定値の粘度を有する前記物質７を厳密な分量だけ通過させ、その結果 。

注意深く色付けすることにより、前記物質７がこの通路１６を満たす長さが、前 記透明管体１につけられた目盛１７に対応して、この検出装置が前記物質７の液 化点を越える温度にさらされた時間を示す。

国際調査報告 Ａｈ”ＭＥＸ　Ｔｏ　Ｔｈ！：　ＩＮＴＥＲＮＡＴ？０ＮＡｊ、Ｓジｕ’ＬｃＨ ＲＥ？ＯＲＴ　ＯＮ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも部分的に透明な管体内において移動可能な切片に、これが前記管 体内の熔融可能物質によって固定されている初期位置から、この熔融可能物質が 充分な温度上昇とともに熔融してこの移動可能切片を離す、最終位置へと変位す る変位力を加える、物質が受けた温度上昇を検出するための方法であって、前記 可動切片（４）に与えられる変位力が完全に磁力に基づくものであるとともに、 前記管体（１）及び可動切片（４）とにそれぞれ取り付けられた少なくとも一つ の永久磁石を有する磁性部材間の相互作用によって生じるものであることを特徴 とする方法。
2. ２．前記可動切片（４）をこれに完全な磁力による作動力を加えることによって あらかじめ初期位置に置き、前記熔融可能物質（７）が一時的に液化されている ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. ３．前記変位力及び作動力のそれぞれが磁性吸引力又は磁性反発力のいずれかで あることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の方法。
4. ４．少なくとも部分的に透明な管体内において移動可能で、前記菅体内の熔融可 能物質によって固定されている初期位置から、この熔融可能物質が充分な温度上 昇とともに熔融してこの移動可能切片を離す、最終位置へと移動する力を与えら れ、前記切片が前記物質の熔融によって解放されることで後者の位置へと移動す る長方形の切片を有する物体の温度上昇を検出する装置であって、前記可動切片 （４）がその少なくとも一つの端部において、前記管体（１）の少なくとも一つ の端部に取り外し可能に取り付けられた取り外し可能磁性体部材（９、９ａ）と 相互作用可能な磁性体部材（５、６）を有し、これはその位置移動即ち取り外し 又は置き換えによって、連続的に、その初期位置における作動力、そして最終位 置への変位力を発生させ、一方、前記可動切片（４）の位置を検出するための手 段（１４、１５）が設けられていることを特徴とする装置。
5. ５．前記可動切片の磁性体部材が永久磁石（５）であり、前記取り外し可能磁性 体部材も同様に、その特定の方向性によって、前記可動切片（４）の前記磁性体 部材（５）に対して吸引力又は反発力を与える永久磁石（９）であることを特徴 とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。
6. ６．前記可動切片（４）が、その端部それぞれにおいて、前記取り外し可能磁性 体部材（９）によって、この後者の磁性体部材が前記管体（１）の一方の端部又 は他方の端部に位置するかによって、一方向又は他の方向への力が加えられると ころの磁性体部材（５、６）を有することを特徴とする特許請求の範囲第４項に 記載の装置。
7. ７．前記管体（１）の一つの端部に固定磁性体部材（１１）が設けられ、前記可 動切片（４）が、その一方の端部に前記固定磁性体部材（１１）に面しこれによ って反発される磁性体部材（５、６）を有し、前記管体（１）の他方の端部にこ れが面する前記可動切片の磁性体（５）にたいして前記の力よりも大きな反発力 を与える可動磁性体部材（９）が設けられていることを特徴とする特許請求の範 囲第４項に記載の装置。
8. ８．前記管体（１）の一つの端部に固定磁性体部材（１１）が設けられ、前記可 動切片（４）が、その一方の端部に前記固定磁性体部材（１１）に面しこれによ って吸引される磁性体部材（５、６）を有し、前記管体（１）の他方の端部にこ れが面する前記可動切片の磁性体（５）に対して吸引力を与える可動磁性体部材 （９ａ）が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装置 。
9. ９．その間に吸引力が発生する前記磁性体部材が、互いに反対の極性を与える二 つの永久磁石か又は一つの永久磁石と一つの軟鉄塊とから構成されることを特徴 とする特許請求の範囲第４項ないし第８項のいずれかに記載の装置。
10. １０．前記可動切片（４）がその両端部のそれぞれにおいて磁性体部材（５、６ ）を有する場合に、これら二つの部材が、状況に応じて、軟鉄棒又は細長い永久 磁石によって一体形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第４項ないし 第９項のいずれかに記載の装置。
11. １１．前記可動切片（４）が、シリンダ内のピストン状に前記管体（４）スライ ドする寸法を有するとともに、前記可動切片（４｝がその中を移動する時にこれ を介して前記熔融可能物質（７）の前記管体（１）の一端部から他端部への移動 が行なわれるところの毛管通路（１６）によって長手方向に貫通された透明材質 棒の形状に形成され、前記毛管通路（１６）内において前記有色熔融可能物質に よって専有される長さが、前記装置が前記物質の熔融点よりも高い温度にさらさ れた時間の関数であることを特徴とする特許請求の範囲第４項ないし第１０項の いずれかに記載の装置。
12. １２．前記管体が、これを温度上昇を検出すべき物体又は物質に突き差して部分 的に貫通することを可能にするところの終結先端部（１０ａ）を備えていること を特徴とする特許請求の範囲第４項ないし第１１項に記載の装置。