JPH07198654A - 特にラジオゾンデ操作のためのインピーダンス検知器ならびに検知器を製造するプロセス - Google Patents

特にラジオゾンデ操作のためのインピーダンス検知器ならびに検知器を製造するプロセス

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JPH07198654A
JPH07198654A JP6259443A JP25944394A JPH07198654A JP H07198654 A JPH07198654 A JP H07198654A JP 6259443 A JP6259443 A JP 6259443A JP 25944394 A JP25944394 A JP 25944394A JP H07198654 A JPH07198654 A JP H07198654A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 インピーダンス検知器、特に、湿度検知器の
構造並びに製造プロセスを改良し、検知速度と検知精度
を高め、製造工程を能率化する。 【構成】 この製造プロセスは、 (a)絶縁素材の連続したコアフィラメント10に、二
つの導電ボトム電極11を互いに相互の軸間距離をおい
て真空蒸着し、 (b)前記工程(a)で得られた連続のコアフィラメン
ト10にインピーダンス測定に活性なマテリアル12を
コーティングし、 (c)工程(b)で得られた連続コアフィラメント10
に導電表面電極13をコーティングし、これら電極は、
前記ボトム電極11の間のギャップと対面するように少
なくとも位置が配置され、前記ボトム電極11に一部が
対面する位置にあり、そして、 (d)工程(c)で得られた連続したコアフィラメント
10を短く切断し、インピーダンス検知器を作る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、インピーダンス検知
器、特に、ラジオゾンデ操作のためのインピーダンス検
知器に関するもので、該検知器は、絶縁素材から作られ
た基体を備え、この基体に検知器インピーダンスのフォ
ーメーションと接続に必要な電極と接点パターンとを施
し、該検知器においては、検知器インピーダンス電極の
間に活性フィルムが存在し、そのインピーダンス値が検
知器の手段により測定されるフィジカルな量のファンク
ションである。
【0002】また、発明は、インピーダンス検知器の製
造プロセスに関する。
【0003】
【従来の技術】従来の技術において、インピーダンスの
変化を測定すべき量のファンクションとして電気的に検
知する温度と湿度の検知器は、数多くの異なったものが
知られている。そのような湿度検知器は、例えば、米国
特許第3,168,829;3,350,941号なら
びに出願人のフィンランド特許第48,229号から知
られている。
【0004】フィンランド特許第48,229号は、本
発明に関連の従来の技術に関係し、その特許において
は、誘電絶縁素材がポリマーフィルムであり、その誘電
率がポリマーフィルムに吸収される水の量のファンクシ
ョンである容量湿度検知器が記載されている。
【0005】温度測定もまた従来技術に知られているよ
うに、容量検知器が使用され、これらは、通常キャパシ
タプレートの間の絶縁素材の誘電率が温度に依存し、こ
の場合、検知器の端子から検知されたキャパシタンスも
また温度に左右される事実に基づくものである。
【0006】
【発明が解決すべき課題】インピーダンスの変化に基づ
く上記した検知器と他の検知器においては、検知器の凍
結と水濡れ、ラジエーション故障、検知器の遅鈍化およ
び履歴現象を含む望ましくない現象が発生する。このよ
うな点を解決することが、この発明の解決課題である。
【0007】
【課題を解決するための具体的手段】上記した問題の解
決のため、前記検知器に各種のメカニカルなシールドを
備えさせることが従来技術から知られている。また、該
検知器を加熱することで問題を阻止しようとする試みも
なされている。加熱の検知器には、正確な温度の測定が
要求され、その部分について、それ自体の問題が発生す
る。
【0008】本発明に極めて関連が深い、出願人による
極く最近の研究については、フォンランド特許出願第9
21449号(1992年4月1日出願)、第9337
01号(1993年4月23日出願)、第933702
号(1993年4月23日出願)を参照する。これらの
出願に記載の構造と方法とは、適用できる範囲におい
て、本発明にも使用できる。
【0009】さらに、従来技術の湿度検知器において
は、検知器の速度と精度に関し、さらに向上すべき必要
がある。
【0010】関連の検知器の製造の従来技術のプロセス
は、特に、非常に小型で、測定精度に優れ、製造プロセ
スにおいて各種のパラメーターを具合よくコントロール
できる、最高の速度と精度をもった検知器を目指す場
合、数多くの工程を必要とする。
【0011】本発明の目的は、従来技術のインピーダン
ス検知器、特に、湿度検知器の構造並びに製造プロセス
を改良し、前記した問題点を克服し、検知速度と検知精
度を高め、製造工程を能率化できるインピーダンス検知
器を提供することにある。
【0012】本発明の目的達成のため、本発明による検
知器は、検知器の基体が絶縁素材からなる長方形のコア
フィラメントで、該コアフィラメントのまわりに前記電
極と前記活性フィルムとが施されていることを主たる特
徴とするものである。
【0013】他方、本発明による検知器の製造プロセス
は、所定のシーケンスで行われる下記の工程 (a),(b),(c)および(d)の組み合わせから
なる:
【0014】(a)絶縁素材の連続したコアフィラメン
トに、二つの導電ボトム電極を互いに相互の軸間距離を
おいて真空蒸着し、(b)前記工程(a)で得られた連
続のコアフィラメントにインピーダンス測定に活性なマ
テリアルをコーティングし、(c)工程(b)で得られ
た連続コアフィラメントに導電表面電極をコーティング
し、これら電極は、前記ボトム電極の間のギャップと対
面するように少なくとも位置が配置され、前記ボトム電
極に一部が対面する位置にあり、そして、(d)工程
(c)で得られた連続したコアフィラメントを短く切断
し、インピーダンス検知器を作る。
【0015】この発明を容量湿度検知器に適用する場合
は、活性マテリアルは、誘電率が絶縁マテリアルで吸収
される水の量のファンクションである絶縁マテリアルで
ある。
【0016】この発明によるインピーダンス検知器は、
ワイヤー形状、小型、小質量が特徴で、リスポンスが迅
速な検知器である。この検知器の円形断面形状と小型寸
法は、また、凍結現象をなくす利点がある。検知器にお
ける小型で都合のよいフォルムは、湿気の濃縮と凍結の
問題を回避するに充分なものであり、必要に応じ、表面
処理が可能である。しかしながら、これらの手段でも不
足の場合は、この発明の検知器は、効率的で迅速な加熱
で完璧なものになる。そして、湿度検知器における温度
測定は、精度よく、迅速に測定できるものであって、こ
れは、検知器の内外の熱伝導特性がすぐれているからで
ある。さらに、そのような場合、湿度測定の妨げになる
加熱作用をなくすための補正計算における開始値とし
て、温度測定が従来技術の方法で使用される。
【0017】各特定の場合における最適な検知器の構造
は、この発明による検知器の適用モードによるもので
る。該検知器は、コントロールされた加熱のもとに、常
時加熱され、定期的に加熱され、または、他の手段で加
熱されながら使用できる。この発明の湿度検知器は、極
めて迅速な測定が可能である、たったミリセカンドのオ
ーダーのデュレーションの効率的な加熱パルスの使用に
適している。温度の測定は、連続して、または、湿度の
測定と交互に行える。サイクル加熱と温度の測定に関し
ては、出願人の前記フィンランド特許出願933702
を参照されたい。この発明においては、加熱せず、そし
て、温度測定しない構造の検知器にすることも可能であ
る。検知器の保護手段は、検知器が小型であるから、そ
の必要性は、ない。検知器にシールド構造を付加するこ
と自体、湿度測定においての問題発生の禍因となる。
【0018】この発明の検知器の構造によれば、その製
造において、連続したフィラメントリールプロセスが使
用でき、該フィラメントを検知器サイズに切断し、切断
したピースの両端に接点を設けて、検知器にすることが
容易に行える。コアフィラメントは、種々の手段で形成
できる。グラスファイバのみを使用してもよく、また
は、該グラスの内部に加熱レジスタおよび/または温度
測定デテクタがあってもよい。温度計には、ミニチュア
のサーミスタも適している。該ガラスそれ自体、容量温
度デテクタの誘電体としても作用し、コアフィラメント
は、同時に、加熱レジスタおよび温度測定キャパシタン
スの電極の一つであり、前記コアの上に設けられた金属
化部分は、他方の電極を構成する。前記コアのベーシッ
クなマテリアルとして、ガラスのほかに、プラスチック
スのような適当なマテリアルも使用できる。
【0019】この発明の製造プロセスにおいては、コア
フィラメントに薄い真空蒸着金属膜領域が形成され、該
領域は、検知器がその周囲と接続されたとき、ボトム電
極ならびに接点電極として作用する。この構造に対し、
ポリマーの薄いフィルムまたは均等物が処理され、この
プラスチックフィルムに対し、表面電極が真空蒸着さ
れ、これを介して電極湿気がポリマーフィルムへ浸透し
てゆく。表面電極は、二つの連続したボトム電極を部分
的にオーバーラップするように配置されているのが好ま
しく、表面電極でカバーされていないボトム電極の一部
分は、検知器が周囲と接続されたときに接点領域として
作用する。このほかの構造も本発明の技術的範囲に入
る。該電極は、単一化された面であって、コア全体のま
わりにあるものである必要はなく、二つのもの、また
は、二つのパート以上のものからなっていてもよい。
【0020】この発明の製造プロセスで作られれたとき
は特に、この発明の検知器は、低コストで、使用が簡単
なものになる。この発明の検知器は、相対湿度測定にお
けるラジオゾンデに使用するのが好適であるが、さら
に、産業における湿度測定や気象モニターや地上におけ
る天気予測などにも広く使用できる。ここで特に強調す
べき点は、この発明の検知器は、容量湿度検知器のほか
に、抵抗または容量温度検知器のような検知器や他の相
応するインピーダンス検知器を広く含む点である。
【0021】検知器フィラメントの長さが長くなり、厚
さが薄くなると、湿度検知器の構造が改善される。これ
は、これらの手段によって、ラジエーションエラーをな
くすことができるからであり、干渉作用する水滴が付着
しなくなり、水滴が付着したとしても、それで表面領域
が増えるという作用も減るものである。
【0022】この発明の検知器フィラメントのコアフィ
ラメントの内部に加熱ワイヤおよびまたは温度測定ワイ
ヤを使用するとき、ボトム電極の間のギャップは、可能
な限り短くすべきであり、これによって、表面電極とコ
ア内のワイヤとの間に形成されるキャパシタンスは、最
低になる。
【0023】
【実施例】まず最初に、図1,図2,図3,図4によ
り、この発明の検知器の製造プロセスの主たる特徴を簡
単に説明する。
【0024】この発明によるプロセスで、連続した検知
器フィラメント100が作られる。この検知器フィラメ
ント100を適宜の長さごとにポイントR−Rのところ
で輪切りに切断して、フィラメントピースを作るもの
で、これらのピースにコネクタパーツを取り付けて湿度
検知器とする。湿度検知器は、検知器の基体として機能
する薄いコアフィラメント10へ加工される。コアフィ
ラメント10は、断面円形のもので、その直径Ds ≒2
s は、極めて小さく、原則として、Ds ≒10μm〜
2mmで、ラジオゾンデに対しては、Ds は、概ね50
μm〜200μmの範囲が好ましい。コアフィラメント
10における図1に示す領域Fの範囲にわたり、ボトム
電極11が施され、該電極は、また、接点パーツとして
作用する。ボトム電極11と該電極に関係がなく残され
ているコアフィラメント10の部分とには、ポリマーフ
ィルム12または均等物が施される。ポリマーフィルム
12は、検知器キャパシタンスCM における活性部分と
して作用する。ポリマーフィルム12の誘電率εは、ポ
リマーフィルム12によって吸収される水の量のファン
クションであり、その結果、CM =f(RH)となる。
ポリマーフィルム12へは、その領域Pにわたり、表面
電極13が施されるものであり、この電極は、非常に薄
いので、湿気が浸透するが、電気的には連続している。
検知器フィラメント100は、ボトム電極11の領域F
の中間で各ピースに切断され、領域Eにおいては、ポリ
マーフィルムは、除去されて、コネクタ領域が形成さ
れ、これらの領域にキャパシタンスCM 測定ワイヤがそ
れぞれ接続される。
【0025】図1によれば、ボトム電極11と表面電極
13との間の領域C1 とC2 とにおいて、キャパシタン
スが形成され、それらの誘電体がポリマーフィルム12
である。
【0026】つぎに、図5と図6を参照しながら、この
発明による検知器の構造と寸法関係の好ましい実施例
と、検知器の作用原理を説明する。表面電極13の両端
の領域に形成されたシリンドリカルなコンデンサーC
1 ,C2 は、端子19の間で検知器キャパシタンスCM
が測定されるときに、シリーズで接続される。図5の寸
法では、C1 =C2 =Cであり、その場合、CM =C/
2である。図5の構造においては、検知器のアクティブ
な長さlは、コンポーネントコンデンサーC1 ,C2
間で、1/2以外に、そして、1/2に分割でき、即
ち、コンデンサーC1,C2 は、互いに比較して異なる
マグニチュードをもつことができ、そのような場合、ア
ース接続がディスターブしない点から利点ともなる。
【0027】シリンドリカルなコンデンサーのキャパシ
タンスCは、理論的には以下のとおりである:
【0028】 ここで、ε=媒体の誘電率 l=長さ ru とrs =外径と内径
【0029】代表的には、誘電定数εr(ε=εr εo)
は、εr ≒2〜5の範囲にある。ポリマーフィルム12
の厚さ、即ち、ru −rs は、数マイクロメーターが代
表的なものである。
【0030】各検知器のアプリケーションにおいて、検
知器キャパシタンスCM は、主に軸方向寸法lを変える
ことで、特定のアプリケーションの条件により定められ
る。
【0031】湿度検知器の長さ寸法における種々のパラ
メーターの変化の最も幅広いレンジとラジオゾンデへの
応用における種々のパラメーターの変化の好ましいレン
ジを下記に示す。
【0032】rs ≒ 5μm〜1mm、好ましくは、r
s ≒ 25μm〜100μm ru ≒ 5μm〜1mm、好ましくは、ru ≒ 25μ
m〜100μm 1 ≒ 0.01mm〜100mm、好ましくは、l≒
0.1mm〜40mm LO ≒ 0.1mm〜100mm、好ましくは、LO
0.5mm〜5mm L≒0.1cm〜20cm、好ましくは、L≒1cm〜
10cm
【0033】図5と図6に示された検知器の端子19,
19の間のキャパシタンスCM は、CM ≒0.1pF〜
1000pFであり、ラジオゾンデへのアプリケーショ
ンにおいては、CM ≒2pF〜500pFである。
【0034】図7から図11は、この発明による検知器
の基体を形成するコアフィラメント10の変形例を示
す。図7の例では、コアフィラメント10は、細いガラ
スファイバまたは他の絶縁素材のみからなる細い径のも
のからなる。図8の例は、コアフィラメント10Bは、
ガラスファイバコア10aの中核に抵抗ワイヤ14が設
けられ、この抵抗ワイヤは、検知器の加熱抵抗体とし
て、および/または検知器の温度測定のための抵抗体と
して使用される。図9の例では、コアフィラメント10
Cにおけるコア10bは、誘電セラミックガラスから作
られていて、検知器の温度の測定における誘電体として
作用する。外層16は、ガラスコーティング層または他
の絶縁素材の層からなる。これらの構造についての詳細
は、1992年4月1日に出願されたフィンランド特許
出願第921449号を参照されたい。図10に示すコ
アフィラメント10Dにおいては、ガラスファイバコア
10aの内部に、平行な2本の抵抗ワイヤ14a,14
bが設けられていて、検知器の加熱および/または温度
測定のための抵抗体として作用する。外層16は、ガラ
ス層または他の絶縁素材層からなる。
【0035】図11に示すコアフィラメント10Eにお
いては、ガラスコア10aの内部に加熱抵抗ワイヤ14
が設けられ、ガラスコア10aに抵抗ワイヤ14cが巻
き付けてあって、温度測定を行うが、抵抗ワイヤ14と
抵抗ワイヤ14cの機能を逆にし、前者を温度測定に、
後者を加熱に使用してもよい。外層16は、金属化層ま
たはガラスコーティングからなる。
【0036】図7〜図11において示されたコアフィラ
メント10;10B;10C;10D;10Eは、検知
器の基体として作用し、該フィラメントにボトム電極1
1、ポリマーフィルム12および表面電極13が設けら
れる。コア10bとして、誘電セラミックガラスが用い
られる図9に示された構造とプロセスについては、前記
フィンランド特許出願第921449号を参考にするも
ので、温度に依存する検知器のキャパシタンスは、前記
フィンランド特許出願に記載のように、対向する二つの
電極15の間か、または、シリンドリカルな電極15と
抵抗ワイヤ14からなるものでもよい中央電極の間で測
定できる。また、図8〜図11に示された構造を種々組
み合わせたり、ミックスさせてもよい。
【0037】図12は、コアフィラメントの製造プロセ
スをフローチャートで示したものである。ガラスファイ
バーの引き抜き加工は、周知の技術によるものである。
また、例えば、孔付き坩堝に入っている溶融ガラスとフ
ィラメントを前記孔から引き抜いてガラスでコーティン
グされたフィラメントが作られる。また、おなじような
るつぼの手段で、二本のフィラメントをガラスでコーテ
ィングすることも可能であり、これによって、フィラメ
ントが別々にガラス内にあるガラスコーティングフィラ
メントとなる。ガラスのコーティングは、また、ガラス
ペーストの手段で行うことができる。ガラスファイバー
に金属をコーティングするには、真空蒸着または導電性
ペーストで行うことができる。金属コーティングされた
ガラスに絶縁層を施すには、例えば、低融点ガラスが入
ったパーフォレーションを有するるつぼの手段、ペース
トコーティングの手段または化学的方法により、絶縁層
が被着できるが他の構成の絶縁層も液体中に浸漬するこ
とで被着できる。
【0038】図13〜図16は、図12に示すように作
られたコアフィラメント10にボトム電極11が設けら
れ、そして活性ポリマーコーティングまたは均等物がコ
ーティングされる手段と装置を示す。
【0039】コアフィラメント10にボトム電極11が
金属真空蒸着手段により形成されるもので、該電極は、
検知器のエンビロメントと接触する接触領域としても作
用する。真空蒸着は、例えば、図13に示す手段で行わ
れるもので、フィラメントは、リール28aからリール
28bへ一定の長さで順次、ステップワイズ(間欠的
に)で送られる。リール28aとリール28bの間にあ
っては、フィラメント10は、伸直しており、蒸着マス
ク21を通過する。該マスク21によって、金属がコー
ティングされないフィラメントの部分がマスキングされ
る。フィラメント10の周囲をぐるり金属化するため
に、マスク21内でフィラメント10をその中心軸回り
で回転させるか、または、蒸着する金属のソース30を
複数個配置するようにしてもよい。図13において、フ
ィラメント10を回転させるために、前記リール28
a,28bを水平軸26を回転軸として回転するフレー
ム27a,27bに装着し、前記リール28a,28b
を回転させて、前記フィラメント10を回転させる構成
であり、前記マスク21は、ジャーナル結合24a,2
4bによってフレーム27a,27bに連結され、フィ
ラメント10は、マスク21の貫通孔25に通されるも
ので、該貫通孔は、図示のようにマスク21の下端に、
所定の一定の間隔をおいて櫛歯状に形成された複数のパ
イプ22を貫通しており、貫通孔26は、前記回転軸2
6とセンターが一致している。このように、リール28
aから送り出されたフィラメント10は、前記パイプ2
2の貫通孔22を通り、リール28bに達し、そこで、
フィラメント10の動きがを一端停止し、フレーム27
a,27bを回転させて、フィラメント10を回転させ
ながら、金属蒸着操作を行うもので、これによって、パ
イプ22の貫通孔25内にあるフィラメント10の部分
は、該パイプによってマスキングされ、パイプ25,2
5の間に露出しているフィラメント部分に金属が真空蒸
着されるもので、この操作が終われば、つぎの真空蒸着
操作に備えて、所定の長さのフィラメント10がリール
28aから送り出される。符号20は、真空蒸着装置を
示し、この装置は、フード29を備えている。なお、必
要に応じて、装置20には、マスクアライメントを行う
手段としての光学検知器を設けてもよい。
【0040】図13と図14,図15に示された装置に
よって製造されたフィラメント10は、ついで、図16
に示す装置で、薄いポリマー層で被覆されるもので、こ
のポリマー層を形成するポリマーPLは、形成される容
量検知器の湿度感知絶縁素材として機能するものであ
り、前記素材の誘電率は、前記ポリマー層によって吸収
される水分の量のファンクションである。前記ポリマー
のコーティングを行うには、フィラメント10をリール
30aから適当なな溶液濃度のポリマーPLが溜められ
ている槽31内へ所定の一定の速度で送り出し、図示矢
印に示すように、槽内へ案内し、該槽内の底部近くにあ
る案内ロール32を経て槽31の液面から抜け出させ、
乾燥のための乾燥オーブン33内を通し、巻き取りリー
ル30bへ巻き取るようにして行うもので、フィラメン
ト10は、ポリマーPLの槽31内を通過することで、
前記ポリマーがコーティングされ、コーティングされた
フィラメント10は、乾燥オーブン33で乾燥され、巻
き取られる。このほかに、フィラメント10に坩堝を用
いてポリマーコーティングすることもできる。
【0041】図16で示すような手段でポリマー層が被
覆されたフィラメント10には、図13、図14、図1
5で示したと同じ手段で表面電極13が真空蒸着手段で
施される。これには、先ず最初に、表面電極13を形成
する部分の位置決めを正確に行うもので、表面電極13
を形成する部分を二つのボトム電極11と前記ボトム電
極に部分的に重なる部分との間に位置を正しく合わせ
る。その後、フィラメント10を切断して、コンプリー
トの検知器フィラメント100を得るように切断操作が
行われるもので、それには、隣り合うボトム電極11,
11間の該電極が施されていない部分を図17に示すポ
イントR−Rで切断する。検知器フィラメント100が
検知器エレメントを備えていれば、前記コアに被覆され
ていない接触領域を形成するために、引き剥き(ピーリ
ング)操作、エッチングなどの操作が必要になる。引き
剥きは、例えば、図16に示したと同様なシステムで、
エッチングにより行える。検知器の電気的接続は、主に
導電性接着剤の手段で行える。シールドとしては、エポ
キシ樹脂の使用が好ましい。検知器を作るには、例え
ば、オーブンによる処理、化学的コーティング、エッチ
ングなどの補足処理プロセスが必要になる場合がある。
これらの処理は、図13から図16に示したような装置
手段で行える。
【0042】加熱ワイヤ14に適当な素材は、例えば、
プラチナ線である。加熱(発熱)抵抗線であるワイヤ1
4の電気抵抗は、1〜5000オーム、好ましくは、1
〜1000オームである。温度測定に用いる前記ワイ
ヤ、例えば、プラチナワイヤの場合、その電気抵抗は、
原則として、1〜3000オーム、好ましくは、30〜
1000オームである。容量温度測定の場合、キャパシ
タンスの範囲は、湿度測定における場合と同じオーダー
である。
【0043】図17には、この発明による方法によって
作られた検知器フィラメントの他の例が示されていて、
各検知器フィラメントは、ボトム電極11と表面電極と
の間のポイントR−Rで切断されて作られている。シリ
ンドリカルなボトム電極11と、これに対応する同軸の
表面電極13とは、それぞれの一端が重なり合って、シ
リンドリカルな検知器コンデンサーCが形成され、ポリ
マー層12または均等物が誘電体を構成している。検知
器キャパシタンスCは、検知器フィラメントの一端にお
いて、領域Kにわたり、被覆されていないボトム電極1
1部分に接続され、表面電極13への接続は、検知器フ
ィラメントの対応する端部の領域Kにおいて行われる。
【0044】図18に示すように、絶縁素材のフィラメ
ント10の内部に導電性コアワイヤ14Aが設けられて
いて、これに表面電極13の一端13aが電気的に接続
している。前記一端13aとコアワイヤ14Aの近傍の
切断端部は、例えば、エポキシ樹脂などで保護される。
図18に示す検知器の電気的接続は、コアワイヤ14A
の端部14A’からと、ボトム電極11の被覆されてい
ない端部11aから行われる。活性ポリマー層12また
は均等物は、表面電極13の外側へ張り出ている。
【0045】図19は、検知器フィラメントの一端16
Aがエポキシ樹脂などで湿気から保護されている同軸検
知器構造を示す。フィラメントコア10の面にボトム電
極11が円筒状に形成され、該電極に活性フィルム12
が積層され、該フィルムに表面電極13が円筒状に積層
されている。これら10,11,12,13は、すべて
同軸である。電気的接続は、電極11,13の端部11
a,13aから行われる。電気的接続領域は、電気的接
続が終わった後に、エポキシ樹脂などで保護され、耐水
性が付与される。図18の検知器において、コアワイヤ
14Aで湿度測定の必要がなければ、これを検知器の加
熱および/または温度測定に用いることができる。図1
8と図19に示す構造は、検知器の電気的接続を検知器
のみの一端から行うことができる利点があり、これによ
って、外部周囲への検知器の電気的接続作業が容易にな
る。電気的接続は、例えば、導電性接着剤の手段で行う
ことができ、この場合、誘電層12を介してエッチング
された接着剤層または該層が除去された接着剤層を使用
することも可能である。
【0046】前記実施例は、この発明を限定するもので
はなく、前記実施例以外にも種々の変形例が予測でき
る。例えば、検知器フィラメント100において、検知
器フィラメントそれぞれは、対のボトム電極をもち、そ
れらの間にフリーナギャップがあって、その部分で検知
器フィラメント100が切断(R−Rで)される。ま
た、ボトム電極11と表面電極とは、必ずしも均一化さ
れたシリンドリカルなものでなくてもよく、それらは、
他のパターンまたはセパレートなコンポーネンツパター
ンであってもよい。
【0047】この発明によれば、従来技術のインピーダ
ンス検知器、特に、湿度検知器の構造並びに製造プロセ
スを改良し、前記した問題点を克服し、検知速度と検知
精度を高め、製造工程を能率化できるインピーダンス検
知器、並びに、効率のよい、その製造法を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の製造方法によって作られた連続の
フィラメントを所要部分で切断して、個々の検知器フィ
ラメントに仕上げられる切断に関しての説明図である。
【図2】 図1のA−A線矢視方向断面図である。
【図3】 図1のB−B線矢視方向断面図である。
【図4】 図1のC−C線矢視方向断面図である。
【図5】 この発明による、検知器の好ましい構造の例
の断面図である。
【図6】 図5のB−B線矢視方向断面図である。
【図7】 この発明の製造方法に使用のコアフィラメン
トの例を説明する断面図である。
【図8】 この発明の製造方法に使用のコアフィラメン
トの例を説明する断面図である。
【図9】 この発明の製造方法に使用のコアフィラメン
トの例を説明する断面図である。
【図10】 この発明の製造方法に使用のコアフィラメ
ントの例を説明する断面図である。
【図11】 この発明の製造方法に使用のコアフィラメ
ントの例を説明する断面図である。
【図12】 この発明による検知器に使用のコアフィラ
メントの製造工程のいくつかの例を示したフローチャー
トである。
【図13】 この発明による製造方法において、ボトム
電極を作るための、リールと回転部品類を備えた真空蒸
着装置の一例を示す説明図である。
【図14】 図13に示された装置におけるマスキング
装置の正面図である。
【図15】 図13に示された装置におけるマスキング
装置の側面図である。
【図16】 ボトム電極が設けられた連続したファイバ
ーフィラメントに活性ポリマー層をコーティングするた
めの装置の説明図である。
【図17】 この発明の製造方法によりボトム電極と表
面電極とが設けられた検知器フィラメントの断面図であ
る。
【図18】 中央ワイヤが設けられている、この発明に
よる検知器の一例の断面図である。
【図19】 この発明による同軸検知器の構造を示す断
面図である。
【符号の説明】
10;10B;10C;10D;10E コアフィ
ラメント(基体) 11 ボトム電極 12 活性フィルム 13 表面電極 100 検知器フィラメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01W 1/11 E

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ラジオゾンデ操作などのためのインピー
    ダンス検知器であって、該検知器は、絶縁素材から作ら
    れた基体(10...10E)を備え、この基体に対
    し、検知インピーダンスの形成と接続に必要な電極なら
    びに接点パターンを施し、検知インピーダンス電極(1
    1,13)の間には、活性フィルム(12)が介在して
    いて、インピーダンス値が検知器の手段により測定され
    るフィジカルクオンティティのファンクションであるイ
    ンピーダンス検知器において、検知器の基体が絶縁素材
    からなる長いコアフィラメント(10;10B;10
    C;10D;10E)であり、前記電極(11,13)
    と前記活性絶縁フィルム(12)とが、前記コアフィラ
    メントの周面に施されていることを特徴とするインピー
    ダンス検知器。
  2. 【請求項2】 検知器コンデンサー電極の間に、活性絶
    縁フィルム(12)が介在し、その誘電率(ε)が絶縁
    フィルム(12)により吸収される水の量のファンクシ
    ョンであって、前記電極(11,13)と前記活性絶縁
    フィルム(12)とが絶縁素材のコアフィラメント(1
    0)のまわりに施されていることを特徴とする請求項1
    により請求された容量湿度検知器。
  3. 【請求項3】 前記コアフィラメント(10...1
    5)の円形断面において、検知器が実質的に円形の対称
    形であり、検知器フィラメント(10)の長さ方向中心
    軸に対して実質的に同軸であることを特徴とする請求項
    1または請求項2に請求された検知器。
  4. 【請求項4】 コアフィラメント(10)の面には、該
    コアフィラメントの長さ方向において互いに距離(L
    o)をおいてたシリンドリカルなボトム電極(11)が
    設けられ、前記ボトム電極(11)の面の上には、絶縁
    フィルム(12)があり、フィルム(12)の面には、
    シリンドリカルな表面電極(13)が位置し、それは、
    薄く、湿気が浸透するが、電気的に連続しており、前記
    ボトム電極(11)と前記表面電極(13)は、ある軸
    方向の長さ(l)にわたり部分的に重なり合うように延
    びており、測定されるキャパシタンス(CM )は、ボト
    ム電極(11)と表面電極(13)との間の二つのシリ
    ンドリカルなシリーズ接続から形成され、測定すべきキ
    ャパシタンス(CM )は、前記ボトム電極(11)の
    間、好ましくは、それらの端部領域(11a)の間で測
    定できることを特徴とする請求項1から3の何れかによ
    り請求されている検知器。
  5. 【請求項5】 コアフィラメント(10B;10C;1
    0D;10E)の内部に、一つまたは複数の抵抗ワイヤ
    (14;14a;14b)が設けてあり、該ワイヤは、
    検知器の電気加熱を行うために、および/または、温度
    に対する前記抵抗ワイヤ(14;14a;14b)の依
    存度に基づく検知器温度の測定のために使用できること
    を特徴とする請求項1から4のいずれかにより請求され
    ている検知器。
  6. 【請求項6】 コアフィラメント(10E)の外周面
    に、加熱および/または温度の測定のため(図11)に
    用いられることができる抵抗ワイヤが巻き付けてあるこ
    とを特徴とする請求項1から5のいずれかにより請求さ
    れている検知器。
  7. 【請求項7】 検知器のコアフィラメント(10C)が
    誘電セラミックガラスで作られていて、それは、検知器
    の温度の測定のための誘電体として作用し、前記コアフ
    ィラメント(10B)においては、コンタクトパターン
    または均等物が設けてあって、その間で、温度依存キャ
    パシタンスが測定でき、コアフィラメント(10C)の
    外層(16)は、ガラス層および/または他の絶縁層
    (図9)であることを特徴とする請求項1から5のいず
    れかにより請求されている検知器。
  8. 【請求項8】 所定のシーケンスで行われる下記の工程
    (a),(b),(c)および(d)の組み合わせから
    なることを特徴とするインピーダンス検知器の製造方
    法: (a)絶縁素材の連続したコアフィラメント(10;1
    0B;10C;10D;10E)の外周面に、軸方向の
    寸法(LO )をおいて、導電性ボトム電極(11)を真
    空蒸着し; (b)前記工程(a)で得られた連続のコアフィラメン
    ト(10)にインピーダンス測定において活性であるマ
    テリアルをコーティングし (c)前記工程(b)で得られた連続のコアフィラメン
    ト(10)に導電性表面電極(13)をコーティングす
    るもので、コーティングされる表面電極は、前記ボトム
    電極(11)間のギャップ(LO )に一部が面し、ボト
    ム電極(11)に一部が面する位置に設けられ;そし
    て、 (d)前記工程(c)で得られた連続の検知器フィラメ
    ント(100)を切断して、個々のインピーダンス検知
    器を得ること。
  9. 【請求項9】 前記工程(a)、(b)においては、コ
    アフィラメント(10)を送り出しリール(28a,3
    0a)から送り出し、巻き取りリール(28b,30
    b)巻き取ることを特徴とする請求項8に請求された製
    造方法。
  10. 【請求項10】 前記工程(c)で得られた連続のコア
    フィラメント(10)は、ボトム電極(11)で、好ま
    しくは、該電極の実質的に中間の部分で切断され、コン
    タクト領域(11a)は、前記ボトム電極(11)の端
    部での引き剥きまたはエッチング処理で露出され、検知
    器の電気接点(19)は、前記コンタクト領域に、好ま
    しくは、導電性接着剤の手段により接続されることを特
    徴とする請求項8または9により請求された製造方法。
  11. 【請求項11】 前記電極(11,13)が設けられて
    いない、ボトム電極(11)と表面電極(13)との間
    のギャップで、連続の検知器フィラメント(10)が個
    々の検知器に切断されることを特徴とする請求項8また
    9により請求された製造方法。
  12. 【請求項12】 前記工程(a)においては、コアフィ
    ラメント(10)は、送り出しリール(28a)から巻
    き取りリール(28b)へ間欠的な送りによって巻き取
    られる間、真空蒸着のためのマスキングを行うマスク
    (21)に通されることを特徴とする請求項8から11
    のいずれかにより請求された製造方法。
  13. 【請求項13】 前記工程(b)においては、ボトム電
    極(11)が設けられたコアフィラメント(10)に活
    性マテリアルのコーティングを行うもので、該工程は、
    コアフィラメント(10)を繰り出しリール(30a)
    から繰り出して、コーティング剤溶液の槽(31)内
    を、好ましくは、一定の速度で、通過させて、巻き取り
    リール(30b)に巻き取らせるか、または、るつぼに
    通して引き抜くかして、前記コアフィラメントの周面に
    前記コーティング剤をコーティングし、さらに、必要に
    応じ、前記コアフィラメントのコーティング層を前記巻
    き取りリールによる巻き取りの前に乾燥オーブン(3
    3)で乾燥することを特徴とする請求項8から11によ
    り請求された製造方法。
  14. 【請求項14】 前記工程(a)で用いられた連続のコ
    アフィラメント(10)には、その内部および/または
    前記フィラメントにそって、抵抗ワイヤ(14;14
    A,14B;14C)が配置され、前記工程で製造され
    たコアフィラメントには、絶縁層(16)がコーティン
    グされることを特徴とする請求項8から請求項13のい
    ずれかにより請求された製造方法。
  15. 【請求項15】 ガラスコア(10b)は、誘電ガラス
    から作られ、これは、検知器における温度の容量測定に
    使用されるキャパシター(コンデンサー)の誘電体とし
    て適合するものであることを特徴とする請求項8から請
    求項14のいずれかに請求された製造方法。
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