JPH0593656A - 温度センサとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ストレスや負荷が生じないようにし、丈夫で
正確に製造できしかも取付を簡単にする。 【構成】 温度センサは、チューブ状のヒータのように
金属のチューブ状ジャケット（１５）と閉鎖小片（１
６）を備えている。ジャケット（１５）は内側の抵抗ワ
イヤコイル（２６）を有し、閉鎖小片（１６）は電気接
続部材（２３）を有する。このため、たとえばほぼ７５
０℃までの測定範囲を有する非常に簡単で強くしかも耐
高温度性の温度センサが得られる。温度センサジャケッ
トはアースをとるかもしくは接地されている。温度セン
サを作動するために、ｍＶ範囲の試験電圧の場合にｍＡ
範囲の試験電圧であるのが適当である。温度センサの温
度依存による変化は電子増幅器により処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、温度検知する検出素
子を備え、検出素子はセンサケーシングにおいて実質的
に保護するやり方で配置できる温度センサとその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】温度センサは、液体もしくは固体の熱膨
張により通常作動する。あるいは温度センサがもし電子
的もしくは電気的な温度測定装置として構成されている
場合には、検出素子もしくは温度センサの電気抵抗値に
対する温度に依存する変化に基いて通常作動する。抵抗
値は、温度により線形／非線形もしくは正／負に変化す
る。特に抵抗センサの場合には測定用の温度が空間的に
密接な画成領域で測定される。これは精密な抵抗もしく
は熱電対がセンサケーシングの先端領域もしくは前部領
域に配置されているからである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】公知の温度センサは熱
的、電気的、電磁的および機械的な負荷もしくは過負荷
に通常非常に敏感である。しかも短絡に対してアース作
用もしくは安全を確保することが非常に困難である。さ
らに、公知の温度センサは製造コストが高い。ナトリウ
ムやカリウムのような問題のある材料で作ると、環境に
害となる。公知の温度センサを取付けるのが通常難し
い。

【０００４】この発明の課題は、公知の構造の欠点、特
にストレスや負荷を生じる欠点を解消し、非常に丈夫で
正確であり、製造および取付けが簡単である上述の形式
の温度センサを提供することである。温度センサは任意
的に非常に高い測定範囲、たとえば数１００℃にわたり
使用できるようにしなければならない。そして温度セン
サは測定範囲とは関係なく非常に高い測定精度を必要と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明はセンサケーシ
ング１４とセンサケーシング１４内に配置された検出素
子２４を備え、センサケーシング１４内で検出素子２４
は層３０に少くとも部分的に埋込まれ、層３０は検出素
子２４および／またはセンサケーシング１４に対して成
形加圧された埋込材料３１により形成されている温度セ
ンサである。

【０００６】この発明は電気抵抗検出素子２４が埋込材
料に埋込まれかつ成形加圧され、成形加圧処理は、抵抗
値を調整するために検出素子の電気抵抗の測定をするの
に伴ってセンサケーシング１４を変形することにより行
い、そして所望の抵抗値に達したあと終了するセンサケ
ーシング１４を備える温度センサの製造方法である。

【０００７】この発明は電気抵抗検出素子２４は埋込材
料に埋込まれ、埋込状態の検出素子は、焼きなまし処理
を好ましくは１３００〜１３５０°Ｋの温度により、好
ましくはセンサケーシング１４が抵抗調整のために変形
される前に行うセンサケーシングを備える温度センサの
製造方法である。

【０００８】この発明は電気抵抗検出素子２４は埋込材
料に埋込まれ、センサケーシング端部が非気密密閉の場
合、埋込状態の検出素子２４は、検出素子２４の表面の
酸化処理を行うセンサケーシング１４を備える温度セン
サの製造方法である。

【０００９】

【実施例】この発明は、温度センサとその製造方法を提
案している。温度センサは、サポートもしくは層に部分
的にもしくは完全に配置されていて、検出素子の横断面
が最も小さくても包むことにより十分に補強できるかも
しくは保護できる。層は検出素子よりも熱伝導性を小さ
くすることができ、特に検出素子の外周囲と、測定しよ
うとする温度にさらされる温度センサの外周囲との間の
層の厚みがたった数ミリメートル、たとえば５ｍｍより
小さいかもしくは２ｍｍである。もしセンサケーシング
もしくはセンサケーシングの外面が層により形成されな
いで別の構成要素により形成される場合に特に適当であ
り、別の構成要素の熱伝導性は層の熱伝導性よりもかな
り大きい。もし層がぴったりしかも実質的に全表面で検
出素子の外表面および／またはセンサケーシングの内面
にかみ合っていると、好ましい熱伝導状態となる。この
ため大きい熱伝導横断面であることによる温度センサの
慣性を大幅に減らすことができ、任意的に１つまたは全
部の前記構成要素の熱保持容量が減る。センサケーシン
グ壁の厚みは層の横断面の厚みよりも非常に小さいと適
当である。しかもセンサケーシング壁の厚みは、検出素
子材料の厚みとほぼ同じ、すなわち１ｍｍ以下にするこ
とができる。

【００１０】この発明の課題は次のようにして解決する
こともできる。特に電気抵抗センサの場合には、温度セ
ンサの測定範囲、すなわち温度センサに対する範囲は、
測定しようとする媒体、すなわちガス、液体／もしくは
固体にさらされ、長くなっている。しかも測定範囲は温
度センサの外側の横断面の幅の１０倍よりもかなり大き
い長さを有する。測定範囲は前記幅の４０倍から少くと
も６０倍もしくは８０倍から１００倍もくしは１２０倍
にすることができる。前記幅にわたって温度センサの構
成要素の少くとも１つもしくは全構成要素が、実質的に
一定の外側の横断面および／または内側の横断面を備え
ることができる。このため、温度センサの全長もしくは
任意の長さの部分にわたって、内部の熱伝導性、外部に
対する熱交換性、熱保存性および／または任意的には電
気抵抗に関する熱特性を同じにすることができる。

【００１１】層は当初流動できるもしくは注ぎこむこと
ができる材料により作ると有利である。層では、少くと
も１つの検出素子が挿入されしかも成形加圧して凝縮も
しくは圧縮をするだけである。このため層の全表面が加
圧下で検出素子の外面に対して当たる。このため実質的
に検出素子全体を何ら支障なく成形加圧した粒状材料が
それに類するものにより完全に囲むことができる。温度
センサが弾性を有するにもかかわらず検出素子は高耐力
の限界を確保する。もし別体のセンサケーシングを設け
る場合、埋込材料は、センサケーシングに入れたあと圧
縮もしくは成形加圧でき、このため実質的に完全に何ら
支障なくセンサケーシングの内面に圧力をかけた状態で
適用できる。このため、３つの構成要素から成る組成体
が得られる。組成体は非常に強度が大きい。埋込材料を
振動圧縮もしくは軸方向に圧縮する代わりに、モールデ
ィングもしくは加圧をすることで、検出素子の挿入と埋
込材料の充填につづいてセンサケーシングの壁は、圧縮
負荷により検出素子に対して壁の面に直角に外側へ変形
する。このため検出素子を同時に包みこむことで埋込材
料は圧縮もくしは成形加圧される。たとえば、圧延によ
りセンサケーシングの壁をその全長にわたり均一に圧縮
できる。特にもしセンサケーシングの材料が十分なじん
性を有する場合である。層の強さはバインダーによりさ
らに向上することができる。

【００１２】温度センサ、特に検出素子および／または
層は少くとも温度測定領域では少くとも耐液体もしくは
耐ガス性があるように包みこむのが適当である。そして
測定値を伝えるリード出力部は、センサケーシングを通
っており相応の密閉をすることができる。このようにす
るためにたとえば端部領域では、層にシリコンオイルを
しみこませることができる。シリコンオイルは湿気／空
気の密閉をする。

【００１３】検出素子、層および／またはセンサケーシ
ングは実質的に任意の形にすることができるが、好まし
くは実質的に線状に構成する。このため、ほぼこれらの
要素の全長にわたって、これらの要素は一定の外側の横
断面および／または内側の横断面を有しかつ温度センサ
の外周囲と検出素子の外周囲の間に一定の間隔がある。
これにより、長さの異なるセンサ線を、たとえば当初直
線棒のようなセンサ線を作ることができ、それからセン
サ線は、曲げることにより特定の使用のために適当な形
にすることができる。この形では円形部分の少くとも部
分的にもしくは全部、少くとも１つのかどのある部分お
よび／または少くとも１つの直線部分を有することがで
きる。２つの並んだほぼ等しい長さの脚を備えたヘアピ
ン形の構造として、脚は互いに一定距離離しかつ共通平
面に並べるのが適当である。脚端は接続端部として構成
でき、しかもたとえば２つのピンプラグとすることがで
きる。湾曲した部分の曲率半径は温度センサの外側の横
断面の幅の２倍よりも小さくすることができる。脚端は
前記幅とほぼ同じ間隔分相互に離してある。

【００１４】温度センサをチューブ状のジャケットとし
て構成しかつ外形がロッドもしくは接合のないチューブ
の部分により形成された外側ジャケットを備えると、あ
る都合のよい構造が保てる。外側のジャケットは完全に
非接触でしかもほぼ同心状に電気抵抗ワイヤを収納して
いる。この電気抵抗ワイヤはセラミックの層に包みこま
れている。電気抵抗ワイヤはチューブ状のジャケットの
少くとも半分の長さもしくはそのほぼ全長にわたって延
びているのが適当である。このため電気抵抗ワイヤの両
端部は、チューブ状ジャケットの２つの端部の付近にお
いてリードに接続するのに用いるのが適当である。チュ
ーブ状ジャケットの端部は上述のやり方で寸法の安定し
たあらかじめ組立てた固定小片もしくは閉鎖小片により
密封して閉じることができる。この小片は絶縁材料もし
くはそれに類するものから作られかつチューブ状のジャ
ケット端部の短い延長部分である。しかも小片は中央通
路開口を有している。中央通路開口には、実質的に直線
状ターミナルピンを密閉するやり方で通している。ター
ミナルピンの端部は閉鎖小片の内端より突出している。
ターミナルピンの端部は検出素子のある端部に導電性を
もって接続されている。ターミナルピンの外端部は関連
の温度センサのほぼ軸にそって延びていて、露出したタ
ーミナルピンとなっている。露出したターミナルピンは
溶接することによりもしくは接続エレメントによりリー
ドに接続できる。この接続エレメントはたとえばターミ
ナルピンに固定された平らな接続舌片のようなものであ
る。チューブ状ジャケットは、端部まで一定の外側横断
面もしくは内側横断面を有することができる。そして閉
鎖小片は前記端部に停止して制限をするやり方で挿入で
きしかも正確に中心決めあるいは配置される。層では閉
鎖小片の内端面まで延ばすことができしかも接続部材の
関連する内端と検出素子への内端の接続部分を囲む。

【００１５】閉鎖小片は、たとえばシリコンラバープラ
グとすることができる。あるいはシリコンラバープラグ
と前記ピンの間でケーシングジャケットを巻くことによ
り、ターミナルピンを越えて引出されたシリコンチュー
ブを固定することができる。良好な密閉性を得るため
に、ガラスフリットを、センサケーシング端とターミナ
ルピン内で溶かしたりセンサケーシング端とターミナル
ピンのまわりに溶かすことができる。測定した値が変動
するのをさけるために、検出素子の２つの端部、すなわ
ちセンサケーシングもしくはターミナルピンへの電気的
接続部分が同じ温度であると有利である。さもないと熱
的ストレスが生じるからである。したがって両方の接続
部分は温度測定範囲にあるか、あるいは両方の接続部分
は温度測定範囲の外側にあるべきである。

【００１６】検出素子はワイヤコイルにより構成するの
が適当である。ワイヤコイルはコアスペースを囲んでい
る均一で何ら支障のないジャケットとなっている。この
ため、コアスペースとらせん状のジャケット開口全体が
埋込材料で充填できる。これにより埋込材料で検出素子
の全表面を密着して包める。

【００１７】検出素子は次のようにして設計するのが適
当である。すなわち、検出素子の電気抵抗値が温度によ
り非常に著しく変化するようにするのである。たとえば
電気抵抗値は熱測定範囲にわたり数１００％変化する。
この目的のために検出素子はニッケル、鉄、および／ま
たはコバルトを含んでいる材料の組合せから作ることが
できる。センサケーシングは耐高温度性のスチール、特
に高品位のステンレススチールから作ることができしか
も裸の金属とするかもしくは酸化面を有することができ
る。層は、温度センサの外面と検出素子の間において熱
伝導媒体を形成している。層は、電気絶縁材料から作る
のが適当である。電気絶縁材料はセラミック材料もしく
は少くとも１つの金属酸化物、特に酸化マグネシウムと
することができる。閉鎖小片は硬質モールド材料もしく
はステアタイトのようなセラミック材料から作るのが適
当である。

【００１８】このことにより、耐高温度性の構造の温度
センサが得られる。この温度センサはほぼ７５０℃もし
くはそれにより高い温度で使用できる。温度センサの横
断面の幅は、実質的に円形の外側横断面を有しているの
が適当である。温度センサの横断面の幅はほぼ３〜７ｍ
ｍ、好ましくは４．２ｍｍもしくは６．５ｍｍであるの
が適当であり、一方では応答の挙動の慣性を十分小さく
し、他方では十分大きい寸法安定性を得る。チューブ状
のヒータと同じやり方で温度センサは所望の応用をする
のに、円形状とは異なる横断面にすることができる。し
かもたとえば測定ポイントと熱結合を行うために、温度
センサは少くとも１つの平らな横断面側部を有すること
ができるか、もしくは丸くしたコーナ領域を有する３角
形にすることができる。温度センサは、たとえば金属成
形物もしくはそれに類するものに鋳造することにより部
分的にもしくは完全に埋込むことができる。

【００１９】検出素子は、試験電流の作用を必要とする
のが適当である。検出素子は前記電流の評価のために評
価装置の増幅回路と試験電流を関連させる。前記増幅回
路の構成と大きさを決めるために、もし室温度であると
きには、すなわちほぼ２０℃であるときには、検出素子
は５オームより大きくおよび／または１００オームより
小さい抵抗値である。数ミリアンペアの検出素子を通る
試験電流と接続する場合に、ミリボルト範囲の試験電圧
となる。

【００２０】高価でなく丈夫な温度センサを簡単に製造
できる。使用する材料は環境に適合し再処理できる。そ
してもし欠陥があっても温度センサは全く危険がない。
温度センサは簡単に取付けることができる。接続のため
に微小な接続部分を必要としない。もし温度センサが機
械的損傷により使用できなくなっても、非常に簡単にみ
つけることができる。センサケーシングは接地もしくは
アースをとることができるので、保護クラス１（ｐｒｏ
ｔｅｃｔｉｏｎ ｃｌａｓｓ １）として適当である。
温度センサは短絡防止もすることができる。温度センサ
は積分センサ動作を有し、温度について平均化を行う。
過電流、過電圧もしくは電磁的な妨害には反応しないよ
うにする。このため検出素子に配線された電子機器を保
護する。

【００２１】温度センサの製造方法は、チューブ状のヒ
ータを通常製造するようにして行うことができる。しか
も通常埋込材料の形状を加圧することにより、ジャケッ
トの横断面を小さくすることができる。コイル成形を含
む全変形処理により、ワイヤ状センサエレメントは軟か
い状態よりも１０％まで高い抵抗とすることができる。
このため次の熱作用がある状態下で、抵抗変化のおそれ
がない。この状態で温度センサは焼きなまし処理をすべ
きである。焼きなまし処理はたとえば炉において１０５
０℃で行うことができるかあるいはセンサにより供給さ
れた電流により自己加熱することにより行うことができ
る。１０〜２０秒にわたる比較的短い加熱で十分であ
る。

【００２２】センサケーシング、たとえばチューブ状ジ
ャケットの変形により、大きい方向に１０％までの値そ
して最大２０％の値検出素子抵抗が変化することが判明
している。この当初説明のつかない現象が、試験と顕微
鏡写真により明らかにされることとしてジャケットのモ
ールディング中、特にワイヤコイルとして構成するとき
に同時に検出素子の長さと径が小さくなることから起き
る。ワイヤに埋込材料の個々の粒子を加圧することによ
り、ワイヤの抵抗に影響を与える。このことを基にして
センサの最終状態における抵抗調整を行うのが有効であ
る。センサケーシングの計画成形もしくはモールディン
グによりたとえば円形から丸い、角ばった、３角形のも
しくはそれに類する形にしてそして抵抗値を同時に測定
することにより、検出素子の抵抗が所定の値よりいくら
か低くなるように検出素子の抵抗の大きさが決まる。前
記抵抗は所定の値まで上げて、この所定の値に達すると
加圧成形が停止する。

【００２３】この処理は焼きなまし処理と組合せてしか
も通常焼きなまし処理に続く。上述の焼きなまし処理は
抵抗を下げるが、加圧成形は抵抗を上げる。いずれかの
方向への調整をこれら２つの方法を組合せることにより
行うことができる。

【００２４】長期に使用する場合に、特に高温下で使用
する場合に、望ましくなくしかも今のところ調査されて
いないこの種のセンサの抵抗の上昇を試験で示した。抵
抗の上昇は、層内の検出素子の酸化が原因であるとする
ことができる。端部が良好に密閉されている場合でさえ
も、空気の浸透をさけることができずしかもセンサは酸
化コーティングにより被覆されている。酸化コーティン
グは使用した金属よりも高抵抗である。このセンサ抵抗
のドリフトは安定化処理によりこの発明により防ぐこと
ができる。できあがった温度センサは炉内で加熱される
かもしくは冷却によりたとえば６００℃まで数時間にわ
たりたとえば１０〜１００回のくり返し数で自己加熱す
ることで加熱される。酸化の速度を上げるために、加熱
は富酸素雰囲気で行うことができる。埋込材料に封入さ
れた残余の空気が熱的に膨張、収縮するので、検出素子
は酸化空気をヒータに“送り込み”そして均一な酸化コ
ーティングを形成する。抵抗値は数パーセント、たとえ
ば２．５％上がる。このことは、検出素子を設計すると
きに考慮することができる。このため抵抗値は所望の値
まで“非常に酸化”される。この処理は抵抗値を正確に
調整するために用いることもできる。

【００２５】このようにして処理された温度センサは、
別の周期的な長期の作用には影響をうけることがない。
もしこれがたとえば包みこんだり密閉するなどにより行
う場合、加熱伝導端部を最終的に密閉する前に酸化安定
化を行うことにより、酸化の安定化を促進することがで
きる。

【００２６】これらの特徴そして他の特徴は特許請求の
範囲、発明の詳細な説明および図面で明らかにする。各
特徴は単独でもしくはサブコンビネーションの形でこの
発明の実施例においてもしくは他の分野で実現できる。
この発明の有効で独自に保護可能な構造の保護を求め
る。この発明の実施例と添付図面により詳しく説明す
る。

【００２７】図示例の説明 図１〜図３の温度センサ１は、チューブ状ヒータと同じ
装置、器具、機械そして方法により製造できる。温度セ
ンサ１は使用に際してはコントロールユニット２に接続
する。コントロールユニット２は、増幅器３、試験電流
もしくは電圧の変化を評価するためのユニット４、温度
センサ１に導電接続するための２つのピン出力部５およ
び電源に接続するための対応の入力部６を有している。

【００２８】温度センサ１のほぼ全長は、自由に突出す
るようにした本質的に硬いセンサアーム７となってい
る。このセンサアーム７は測定しようとする媒体に突入
れるようにして組立てることができる。センサアーム７
は板状もしくは平らな固定フランジ８の内側に突出して
いる。この固定フランジ８に対してセンサアーム７は、
２つのほぼ同じ脚９により固定され、センサアーム７は
共通面においてほぼ並行に配置された２つの並べた接続
端部１０を固定フランジ８の外側に形成している。各脚
９のために固定フランジ８は、ぴったりと適合した周囲
が閉じた通路開口１１を有している。脚９はこの通路開
口１１に密封するやり方で通っている。各脚９はたとえ
ば脚９の周囲面と固定フランジ８の少くとも１つのプレ
ート側の間において溶接することにより固定することが
できる。固定フランジ８から遠いセンサアーム７の端部
では、前記端部に対して数ラジアンずれている脚９がほ
ぼ半円形の弧１２にそって互いにつながっている。ほぼ
半円形の弧１２は、実質的にすべての横断面域が脚９と
同じように構成されしかも段差がないように脚９に対し
て接線方向に接続されている。これは、各横断面域にお
いて弧１２が脚９の関連する横断面域と一片型に構成さ
れているからである。固定フランジ８の内側と弧の最高
部分の間は、温度センサ１の測定領域となっている。温
度センサ１の測定領域１３は決定もしくは測定しようと
する温度にさらされる。すべての脚９もしくは弧１２は
これらの全長と周囲にわたりさらされることから、測定
しようとする媒体は脚９や弧１２のまわりを完全に流れ
る。

【００２９】センサケーシング１４は非ステンレススチ
ール（ｎｏｎ−ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ）の接合
部分のないチューブ状のジャケット１５を有している。
ジャケット１５は一片型で測定領域１３の全長にわたり
延びて越えており、しかも固定フランジ８に接続するた
めの接続面とセンサアーム７の全部の長手方向部分の薄
肉厚の金属外側皮を形成している。固定フランジ８の外
側にわたってほぼ同じ量だけ突出しているチューブ状の
ジャケット１５の両端部は、別々のしかも一つの共通で
ない固定小片もしくは閉鎖小片１６によりしっかりと密
閉されている。そして閉鎖小片１６のようなジャケット
１５の両端部は、チューブ状ジャケット１５の横断面幅
にほぼ対応するように相互に間隔が設けられていて、弾
性的に動くことができる。２つのほぼ同じ構造の閉鎖小
片１６は、それぞれ硬い電気絶縁性のセラミック材料に
より形成され、たった２つの横断面が異なった長手方向
に接続された部分を備えている。この長手方向に接続さ
れた部分はせいぜいチューブ状のジャケット１５の外囲
器まで達している。この外囲器は外周囲により画成され
ている。内側部分は接続突起１７を形成している。接続
突起１７は、チューブ状のジャケット１５の端部の内周
囲にぴったりと適合する。接続突起１７は全長にわたり
しっかりとかみ合うようにして前記端部に挿入されしか
も接着セメントもしくはそれに類するものにより任意に
固定されている。比較的短い接続突起１７に対して、外
側の別の端部１８が接続されている。端部１８は、チュ
ーブ状のジャケット１５とほぼ同じ外側の横断面を有し
しかもジャケットの外周囲の実質的に障害のないもしく
は段差のない延長部を形成している。端部１８はリング
状の肩を介して接続突起１７につながっている。接続突
起１７はチューブ状ジャケット１５の関連端面２０に止
まるようにしてかみ合っている。

【００３０】閉鎖小片１６は、両方の面を通りしかも外
周囲内に間隔をおいて完全に配置された中央通路ボアに
おいて、中実で本質的に硬いターミナルピン２１を密閉
して収容している。ターミナルピン２１はチューブ状の
ジャケット１５の関連端部に対して実質的に同軸状に配
置されている。ターミナルピン２１は丸いワイヤーの直
線部分により形成できる。ターミナルピン２１の内部２
２は閉鎖小片１６の内端から突出しているかあるいはチ
ューブ状のジャケット１５に対して非接触で突出してい
る。ターミナルピン２１の外端２３は閉鎖小片１６の外
端面より露出するやり方で突出している。外端２３は出
力部５の関連するピンに対する温度センサ１の導電接続
用の接続部材となっている。

【００３１】センサケーシング１４内でしかもチューブ
状ジャケット１５には非接触な１つのひも状の検出素子
２４が設けられている。検出素子２４はチューブ状ジャ
ケット１５に実質的に同軸になっている。測定領域１３
の少くとも全部の長手部分にわたり検出素子２４の実質
的に一定横断面が一片型としてもしくは連続して延びて
いる。このようなやり方では、検出素子２４は測定領域
１３にそって延ばしかつ越えることができる。すなわち
検出素子２４は固定フランジ８の外側までしかも固定フ
ランジ８から間隔をおいた領域まで延ばすことができ
る。検出素子２４はチューブ状のジャケット１５の端部
に近ずけるか閉鎖小片１６に近ずけることができるが閉
鎖小片１６とは間隔がある。

【００３２】検出素子２４は脚９と弧１２と固定フラン
ジ８による説明した通路を通っている。検出素子２４は
１つのワイヤ２５から成る。１つのワイヤ２５は検出素
子２４の全長にわたって巻かれた連続コイル２６となっ
ている。この連続コイルは一定のコイル幅とピッチを有
する。ほぼ同軸のコイル２６がチューブ状のジャケット
１５内に完全に配置されている。コイル２６は図３に示
すようにジャケット境界部２７となっている。ジャケッ
ト境界部２７はその長さにわたりおよび／または周囲に
わたりセンサの外周囲からほぼ一定の間隔を有してい
る。ワイヤ２５の各端部は、らせん形状とはちがう接続
端部２８となっていて、かつ関連のターミナルピン２１
の内端２２に導電接続されている。接続端部２８は、た
とえば内端２２の外周囲にぴったり合うとともに近ずけ
て並べた巻を有する固定コイル２９として構成できる。
固定コイル２９は、内端２２に取付けられおよび／また
は溶接もしくはそれに類するものにより内端２２に固定
できる。コイル２６は内端２２の内面のすぐ近くから出
ている。

【００３３】センサケーシング１４のまだ自由な空間を
占めるほとんどすべての領域は検出素子２４により占有
されてはいない。センサケーシングの接続領域と閉鎖小
片１６は成形プレスした粒状の埋込材料の層３０により
充たしてある。層３０はチューブ状のジャケット１５の
内面３２、検出素子２４の表面、接続端部２８、閉鎖小
片１６の内端２２および／または内端面３３に実質的に
何の支障もなくぴったりとかみ合っている。このため、
前記層３０内では、完全に封じこめるやり方で、センサ
ケーシングの内側にあるすべての構成要素が埋込まれて
いる。層３０は支持充填物となっていて、支持充填物は
弧１２もしくはこれに類するものを曲げる時にチューブ
状ジャケット１５が座屈するのを防ぐ。

【００３４】固定フランジ８は任意に固定ねじ用の通路
穴を有する。温度センサ１はたとえば液体容器の壁に対
して密封するやり方で固定フランジ８により固定でき
る。このため、センサアーム７は非接触で容器内へ壁の
開口部を介して入りそして接続端部１０は容器の外側に
近ずく。これらの接続端部１０はフレキシブルリード３
４に着脱可能に接続できる。フレキシブルリード３４
は、ユニットともいう装置２の出力部５のピンに着脱自
在に接続されている。これにより、温度センサの多様な
応用ができ、温度センサは交換可能に簡単に固定でき
る。

【００３５】図４に示す温度センサ１は真すぐな棒状の
ものである。センサケーシング１４は真すぐな棒であ
る。接続端部１０に反対のセンサケーシング１４の自由
端４０はいくらかテーパがついていて、しかも溶接４４
により閉じている。この自由端４０に対して検出素子２
４の一端部４１が溶接されている。らせん状の検出素子
は検出素子の他端によりターミナルピン２１に対して導
電性があるように固定されている。

【００３６】検出素子２４の温度測定領域１３における
２つの接続端部は、実質的に同じ温度でなければならな
い。これにより、接続ポイントにおける測定結果の誤り
をおこす熱的ストレスの発生を防ぐ。

【００３７】センサケーシング１４のチューブ状のジャ
ケット１５は試験電流用の復帰ラインとなっている。固
定フランジ８の外側では接続突起４２がチューブ状ジャ
ケットに取付けられている。一方接続端部１０から突出
ているターミナルピン２１の端部は、他の接続突起を支
えている。

【００３８】検出素子２４の表面にある破線は、酸化コ
ーティングが当初説明した安定化処理により形成されて
いることを示している。酸化コーティングは別の酸化や
抵抗の変更がないように検出素子を保護する。

【００３９】図５は、チューブ状ジャケット１５の横断
面が、丸くなった矩形になるように円形の横断面を変形
したこの発明の例を示している。これにより、検出素子
２４のらせん状横断面の形状に効果がある。強い押圧も
しくは圧延力下でこの変形をすることにより、検知素子
抵抗は２０％まで変化する。このため抵抗測定の制御の
下で任意の自動押圧成形することにより、仕上段階での
センサの抵抗値を正確に調整できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の温度センサを示す図。

【図２】図１の温度センサを拡大した断面図。

【図３】図２の温度センサの横断面図。

【図４】本発明の温度センサの他の実施例を示す図。

【図５】図４のＶ線における横断面図。

【符号の説明】

１ 温度センサ ２ コントロールユニット ３ 増幅器 ４ ユニット ５ 出力部 ６ 入力部 ７ センサアーム ８ 固定フランジ ９ 脚 １０ 接続端 １１ 通路開口 １２ 半円形弧 １３ 測定領域 １４ センサケーシング １５ チューブ状のジャケット １６ 閉鎖小片 １７ 接続突起 １８ 端部 ２０ 端面 ２１ ターミナルピン ２２ 内端 ２３ 外端 ２４ 検出素子 ２５ ワイヤ ２６ 同軸コイル ２７ ジャケット境界部 ２８ 接続端部 ２９ 固定コイル ３０ 層 ３４ フレキシブルリード ４０ 自由端 ４１ 一端部 ４２ 接続突起 ４４ 溶接 ◆

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フオルカー ブレンネンスツル ドイツ連邦共和国 デー7129 ツアバーフ エルト ローゼンベーク ８ (72)発明者 ゲルハルト ゴエスラ ドイツ連邦共和国 デー7519 オベルデル デンゲン モエリケストラツセ 46 (72)発明者 ハンス モール ドイツ連邦共和国 デー7519 ズルツフエ ルト エド モエリケ ストラツセ ４ (72)発明者 ビルフリート シリング ドイツ連邦共和国 デー7527 クライヒタ ル ムエ カールスルハー ストラツセ 16 (72)発明者 ユルゲン シバツケンホーハー ドイツ連邦共和国 デー7519 ズルツフエ ルト ブルーメンストラツセ 27 (72)発明者 オイゲン ビルゲ ドイツ連邦共和国 デー7134 クニツトリ ンゲン ２ マウルブロンネルストラツセ 17

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサケーシング（１４）とセンサケー
   シング（１４）内に配置された検出素子（２４）を備
   え、センサケーシング（１４）内で検出素子（２４）は
   層（３０）に少くとも部分的に埋込まれ、層（３０）は
   検出素子（２４）および／またはセンサケーシング（１
   ４）に対して成形加圧された埋込材料（３１）により形
   成されている温度センサ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の温度センサにおいて、
   層（３０）は、圧縮による成形加圧により圧縮された注
   ぐことのできる出発材料により少くとも部分的に形成さ
   れている温度センサ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の温度センサに
   おいて、センサケーシング（１４）の少くとも部分的に
   伸ばしたジャケット（１５）により形成され、ジャケッ
   ト（１５）は、好ましくはセンサケーシングの横断面を
   小さくすることにより層（３０）に対して加圧されてい
   る温度センサ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つに記載の温
   度センサにおいて、センサケーシング（１４）はチュー
   ブ状のジャケット（１５）により実質的に形成され、チ
   ューブ状のジャケット（１５）は少くとも一端面（２
   ０）まで達しかつジャケット（１５）のほとんど全長に
   わたっているほぼ一定の外側横断面および／または内側
   横断面を有していて、ジャケット（１５）は、シリコン
   ラバー差込部、シリコンチューブに巻いたもの、シリコ
   ン充満もしくは密閉ガラスフリットのような閉鎖手段
   （１６）により少くとも一端部において確実に閉じてい
   る温度センサ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１つに記載の温
   度センサにおいて、センサケーシング（１４）は少くと
   も部分的には良好な熱伝導特性を有する材料、特に金
   属、好ましくは高品位スチールのようなステンレス材料
   から作られている温度センサ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１つに記載の温
   度センサにおいて、層（３０）は熱伝導性であるが電気
   絶縁性の材料、特に酸化マグネシウムのようなセラミッ
   ク材料により作られている温度センサ。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１つに記載の温
   度センサにおいて、少くとも１つの検出素子（２４）
   は、温度により抵抗値の変わる電気抵抗から成り、しか
   も好ましくはセンサケーシング（１４）の検出長さにわ
   たり好ましくは実質的に均一に配分されている温度セン
   サ。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１つに記載の温
   度センサにおいて、検出素子（２４）は、ジャケット境
   界部（２７）を形成し、かつ特にらせん状に構成されし
   かも好ましくはジャケット境界部（２７）内に配置され
   たコア領域、および／または隣接するジャケット部分
   （２６）の間の空間が層（３０）により実質的に完全に
   充填されている温度センサ。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１つに記載の温
   度センサにおいて、検出素子（２４）の少くとも一端部
   （２８）は、ターミナルピン（２１）の内側へ自由に突
   出している端部（２２）に導電性をもって接続されてい
   て、かつ特に内側端部（２２）のまわりに近づけて巻か
   れておりおよび／または溶接により固定されていて、そ
   して好ましくはターミナルピン（２１）は検出素子（２
   ４）の出発材料より大きい径を有している温度センサ。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１つに記載の
    温度センサにおいて、コントロール装置（２）は検出素
    子（２４）において試験電流を送りこみかつ評価するた
    めに設けられ、電気試験電流は好ましくは数ｍＡである
    のが適当でおよび／またはｍＶ範囲の試験電圧を有し、
    かつ特にコントロール装置は試験電圧用の電子増幅器
    （３）を有している温度センサ。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１つに記載
    の温度センサにおいて、センサケーシング（１４）は、
    検出素子（２４）の電気抵抗の変更に伴って変形される
    温度センサ。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１つに記載
    の温度センサにおいて、検出素子（２４）は、測定しよ
    うとする温度にさらされる温度測定領域（１３）に専ら
    配置され、かつ好ましくは両接続ポイントは、温度測定
    領域の中もしくは外の検出素子（２４）とターミナルピ
    ン（２１）の間に配置されている温度センサ。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１つに記載
    の温度センサにおいて、検出素子（２４）は熱処理によ
    り作られた酸化コーティングにより被覆されている温度
    センサ。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１つに記載
    の温度センサにおいて、チューブ状のセンサケーシング
    （１４）の一端部（４０）は閉じておりかつ検出素子
    （２４）はセンサケーシング（１４）に導電性があるよ
    うに接続されている温度センサ。
15. 【請求項１５】 電気抵抗検出素子（２４）が埋込材料
    に埋込まれかつ成形加圧され、成形加圧処理は、抵抗値
    を調整するために検出素子（２４）の電気抵抗の測定を
    するのに伴ってセンサケーシング（１４）を変形するこ
    とにより行い、そして所望の抵抗値に達したあと終了す
    るセンサケーシング（１４）を備える温度センサの製造
    方法。
16. 【請求項１６】 電気抵抗検出素子（２４）は埋込材料
    に埋込まれ、埋込状態の検出素子は、焼きなまし処理を
    好ましくは１３００〜１３５０°Ｋの温度により、好ま
    しくはセンサケーシング（１４）が抵抗調整のために変
    形される前に行うセンサケーシングを備える温度センサ
    の製造方法。
17. 【請求項１７】 電気抵抗検出素子（２４）は埋込材料
    に埋込まれ、センサケーシング端部が非気密密閉の場
    合、埋込状態の検出素子（２４）は、検出素子（２４）
    の表面の酸化処理を行うセンサケーシング（１４）を備
    える温度センサの製造方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の温度センサの製造
    方法において、酸化処理は多くの加熱および冷却サイク
    ルにより、任意には富酸素雰囲気において行う温度セン
    サの製造方法。