JPH02259537A - 温度検出装置 - Google Patents

温度検出装置

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JPH02259537A
JPH02259537A JP8283489A JP8283489A JPH02259537A JP H02259537 A JPH02259537 A JP H02259537A JP 8283489 A JP8283489 A JP 8283489A JP 8283489 A JP8283489 A JP 8283489A JP H02259537 A JPH02259537 A JP H02259537A
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JP
Japan
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shape memory
memory alloy
guide shaft
reflector
bias spring
Prior art date
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Pending
Application number
JP8283489A
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English (en)
Inventor
Shusaku Umeda
梅田 秀作
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 「産業上の利用分野」 本発明は、形状記憶合金を使用した感熱アクチュエータ
と、光ファイバとを用いた温度検出装置に関するもので
ある。
「従来の技術」 この種の温度検出装置には1例えば特開昭59−226
838号公報に記載されたものがある。
第10図及び第11は前記公報で開示されている装置で
あり、投光器aに接続する投光用の光ファイバCと、受
光器すに接続する受光用の光ファイバdとの先端にレン
ズeを設け、その光束の前に反射板fを設置し、形状記
憶合金を使用した感熱アクチュエータgにより、前記反
射板fを動かし、受光器すに対する反射板fの光の反射
量の変化により、所定の信号を発するように構成してい
る。
感熱アクチュエータgは、第11図のように、その一端
が支持枠glの一端に固定された引っ張りばね状の形状
記憶合金g2と、その一端が支持枠glの他端に固定さ
れた引っ張りバイアスばねg3とから構成され、形状記
憶合金g2とバイアスばねg3の他端部な反射板fに連
結している。
設置部位の温度が所定温度に達すると、形状記憶合金g
2が縮み方向の記憶形状に復元し、その力で反射板fが
同図右方向に移動して、光の反射量が無くなるか減少す
る。この光の反射量の変化により温度を検出する。
「発明が解決しようとする課題」 前記従来の温度検出装置には1次のような問題があった
形状記憶合金g2とバイアスばねg3に引っ張りばね形
状のものを使用しているので、これ等を支持枠g1や反
射板fに連結するに必要な長さの分、長い設置間隔を必
要とする。すなわち第11図において、支持枠glの左
右両端間の距離がそれだけ長くなり、必然的に大型化す
るほか、形状記憶合金g2及びバイアスばねg3と他の
部材との連結のため、組立てにも手間がかかる。
また、レンズにより光束を拡大しているので、さらに装
置が大型化する。このように大型化すると、設置スペー
スが限られている場合は、設置することができない。
さらに、形状記憶合金g2とバイアスばねg3とで、反
射板を吊るように支持しているので、合金g2やバイア
スばねg3には太い線径の線材を使用しなければならず
、装置の大型化とともに製造コストが高くなる。
本発明の目的は、このような問題を解決し、より小型で
、組立て易く、より廉価に製造することができる温度検
出装置を提供することにある。
「課題を解決するための手段」 本発明に係る温度検出装置は、前述の目的を達成するた
め、感熱部を有する支持枠内にガイドシャフトを取付け
、このガイドシャフトの周囲に圧縮コイルばね状の形状
記憶合金とバイアスばねとを配設し、この形状記憶合金
とバイアスばねとの間に、前記ガイドシャフトに沿って
可動なスライドスペーサを設け、このスライドスペーサ
と共に移動する反射体に向けて、反射形光ファイバを設
けている。
本発明に係る他の温度検出装置は、前述の目的を達成す
るため、感熱部を有する支持枠内にガイドシャフトを取
付け、このガイドシャフトの周囲に圧縮コイルばね状の
形状記憶合金とバイアスばねとを配設し、この形状記憶
合金とバイアスばねとの間に前記ガイドシャフトに沿っ
て可動なスライドスペーサを設け、前記スライドスペー
サと共に移動する遮光板を設けるとともに、この遮光板
又はこの遮光板の移動軌跡を介して先端か相対向する状
態に、投光ファイバと受光ファイバを設けている。
感熱部には、銅、アルミニウム又はこれ等の合金類のよ
うに熱伝導のよい材料を使用し、一部が支持枠の外部に
表れ、一部が形状記憶合金に接触する状態に構成する。
支持枠の全体又は一部を感熱部としてもよい。
スライドスペーサと反射体又は遮光板とは、共に動くよ
うに構成されていればよいので、直接連結又は固定され
ていても、適当な連結部材を介して連結されていても実
施することができる。
形状記憶合金は、どの系のものを使用しても実施できる
が、設置部分の条件によって(例えば耐食性を要する等
)は、N i −T i系の合金を使用する。
形状記憶合金に1例えば前記Ni−Ti系合金のように
比較的熱伝導性が劣る合金を使用する場合には、形状記
憶合金の表面にシリコングリースその他の感温グリース
を塗り、周囲の温度又は感熱部の温度が形状記憶合金に
伝わり易いように構成するのが望ましい。
「作用」 本発明に係る温度検出装置は、設置部位の温度かある設
定温度に達すると、その熱が感熱部又は空気を通じて形
状記憶合金に伝わり、形状記憶合金が伸び方向の記憶形
状に復元し、このカカ<バイアスばねの力に勝って、ス
ライドスペーサとともに反射体又は遮光板か移動するの
で、光ファイノ\からの光の反射量の変化1.又は遮光
の有無によって、当該設置部位の温度が所定温度になっ
たことを検出する。
形状記憶合金には、圧縮コイルばね状のものを使用し、
バイアスばねに圧縮コイルばねを使用したので、アクチ
ュエータの必要な作動ストロークとの相対関係では、よ
り小型に製造できる。
また、ガイドシャフトにスライドスペーサを摺動可能に
支持させ、このスライドスペーサと反射体又は遮光板と
を共に移動させる構造であって、形状記憶合金及びバイ
アスばねには反射体や遮光板を支持させていないので、
形状記憶合金及びバイアスばねには、より線径の小さい
ものを使用して差し支えない。
「実施例」 以下第1図〜第8図を参照して、本発明に係る温度検出
装置の実施例を説明する。
第1図のように、発光回路81に接続した投光用の光フ
ァイバ71と、受光回路82に接続した受光用の光ファ
イバ72は、碍管83に収束され、その先端は、第2区
のようにアダプタ7o内に収束されている。
この実施例の感熱アクチュエータ1aは、第2図のよう
に、支持枠1へ水平に取付けたガイドシャフト2と、こ
のガイドシャフト2の外周にそれぞれ装着した、圧縮コ
イルばね状の形状記憶合金3及びバイアスばね4と、形
状記憶合金3とバイアスばね4の間に、ガイドシャフト
2に対してスライド自在に設けたスライドスペーサ5と
、それらの上方を塞ぐカバー12から構成されている。
支持枠1は、底部に表れるように、熱伝導性のよい材料
からなる感熱部11を有し、この感熱部11の端部な上
方に立上らせて、形状記憶合金3の端部と接触させてい
る。
カバー12の下面に近接して、支持枠1の上部一端から
一部が出入するように板状の反射体6を設け、この反射
体6をスライドスペーサ5と連結している。
反射体6の上面には、第3図のように反射面61と非反
射面62が形成され、支持枠1の上部−端から出入り可
能な部分は、着色して表示部63を構成しており、カバ
ー12に窓13を形成し、この窓13から光ファイバー
7の先端を臨ませ、前記反射面61へ照準させている。
光ファイバー71.72の先端部は、第6図の(A)、
(B)、(C)のような配置にすることができる。
この実施例の感度検出装置は、例えば第1図のように、
支持枠lを高電圧ブスバー9等の上部に設置した状態で
使用される。
ブスバー9の上面が所定温度まで達しないとき、感熱ア
クチュエータ1aは第2図の状態であり、光ファイバー
71からの光束7aは、第3図のように反射体6の反射
面61に照射され1反射した光束7aは光ファイバ72
を経て受光回路82で受光される。
ブスバー9の上面の温度が所定温度以上に上昇すると、
第4図のように、形状記憶合金3が伸びた状態の記憶形
状に復元し、その力で反射体6がスライドスペーサ5と
共に左方向に移動する。
この反射体6の移動により、光ファイバ71の光束7a
が第5図のように反射面61から外れるか、又は右方向
にずれて、受光回路82への反射光がなくなるか、又は
少なくなるので、この反射量の変化により警報リレー8
4を作動させて警報を発する。同時に、反射体6の表示
部63がカバー12の下から現われ、目視よっても温度
の検出ができるようになっている。
以上の構成に代えて、受光回路82で反射光を受光しな
い状態、又は受光量が少ない状態から、受光回路82が
受光し、又は受光量が増大したとき警報リレー84を作
動させることもできる。
この実施例の温度検出装置は、形状記憶合金3とバイア
スばね4に圧縮コイルばねを使用して、感温アクチュエ
ータ1aの作動方向の距離をより短かくするとともに、
反射体6を形状記憶合金3とバイアスばね4とで支持す
る構造にせず、両者3.4には線径のより小さい材料を
使用できるために、より低コストかつ小型に製造するこ
とができる。
第7図及び第8図は他の温度検出装置の実施例であり、
投光用の光ファイバ71の先端と、受光用の光ファイバ
72の先端とを、それぞれアダプタ70に保持させると
ともに、このアダプタ70を支持枠1の上部に固定し、
光ファイバ71と72の各先端を、狭い(0,5〜1*
m)間隙7bを介して光軸が一致するように対向させて
いる。
感熱部を兼ねる逆U字状の支持枠1の内部には、前記実
施例と同様に、ガイドシャフト2、圧縮コイルばね状の
形状記憶合金3及びバイアスばね4、スライドスペーサ
5とをそれぞれ設けて感熱アクチュエータ1aを構成し
ている。
スライドスペーサ5には、遮光板6aを一体に形成し、
この遮光板6aを前記間隙フbの側部に位置させ、形状
記憶合金3が記憶形状に復元して伸びたとき、前記遮光
板6aが前記間隙7bの間に移動するように構成してい
る。
この実施例の温度検出装置は、所定の設定温度になまた
とき、形状記憶合金3カイ伸びて遮光板6aがスライド
スペーサ5とともに第8図し岨する左方向に移動すると
、遮光板6aによって光ファイバ71と光ファイバ72
の間が遮光され、この遮光を受光回路82が検出したの
に伴なつて警報リレー84が作動するようになっている
。この逆に作動さるように構成してもよい。
この装置の他の構造及び作用は、前記実施例と同様なの
でそれらの説明は省略する。
第9図のように、スライドスペーサ5を鍔51付きのハ
ツト形に形成し、形状記憶合金3とバイアスばね4の一
方を、スライドスペーサ5の内部に一端が入る状態に圧
縮介入させるとともに、他方をスライドスペーサ5の鍔
51に突っ張らせるように設ければ、支持枠1の内部の
長さしカイ−層狭くなり、さらに小型な温度検出装置を
製造することができる。
感熱アクチュエータ1aの形状記憶合金3カイ、その一
端部より加熱されるような場合、加熱される当該端部か
ら形状記憶効果が現れて他端方向へ順次変形し、全体か
一斉に変形しなり1ので、歪み易く寿命が短くなる。温
度が下カくる場合も同様てあり、この傾向は、N i 
−T i系の合金のように熱伝導性が比較的少る合金を
用いる場合特に顕著になる。
したがって、前記各実施例においては、形状記憶合金3
の周面に、熱伝導性がよく温度差による粘度変化が比較
的少ない、例えばシリコングリースのような感温グリニ
スを塗り、どの方向から温度が変化しても、短時間で形
状記憶合金3全体になるべく均一に当該温度が伝わり、
かつ、全体がより長寿命になるように構成するのが望ま
しい。
この感温グリースには、特にシリコングリースにアルミ
ナセラミック粉を混合したものが最も適しており、この
感温グリースは、−50〜200℃の温度域で粘度がほ
とん変らない。
実験によると、この感温グリースを第2図の形状記憶合
金3に塗った場合、支持枠1に対する温度が形状記憶合
金3に伝わって、当該合金3が変形するまでの時間は、
感温グリースを塗らなかった場合のほぼ1/2であった
「発明の効果」 本発明は、より小型で低コストの温度検出装置を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る温度検出装置の一例を示す概略図
、第2図は第1図の装置における要部の拡大断面図、第
3図は第2図の状態における反射体の平面図、第4図は
第2図の状態から感熱アクチュエータが作動したときの
断面図、第5図は第4図の状態における反射体の部分平
面図、第6図(A)〜(B)は光ファイバの先端部の構
造を例示した部分正面図、第7図は本発明に係る温度検
出装置の他の実施例を示す概略図、第8図は第7図の矢
印イ方向から見た要部の正面図、第9図は感熱アクチュ
エータの変形例を示す部分断面図。 第10図は従来の温度検出装置の概略図、第11図は第
10図の装置における感熱アクチュエータの拡大断面図
である。 主要図中符号の説明 1は支持枠、11は感熱部、12はカバー、13は窓、
1aは感熱アクチュエータ、2はガイトシャフト、3は
形状記憶合金、4はバイアスばね5はスライドスペーサ
、6は反射体、61は反射面、6aは遮光板、71は投
光用の光ファイバ72は受光用の光ファイバ570はア
ダプタである。 特許出願人代理人 弁理士 河 野 茂 大同    
    弁理士 鎌 1)久 男第4図 第5図 (A) (B’) (C) 第1図 二=2z 箪3図 87図 第8図 第9図 耳10図 第11= 手続争甫正書(方式) 1.特許出願の表示 平成1年特許願第82834号 2゜ 発明の名称 温度検出装置 3、補正をする者 事件との関係

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、感熱部を有する支持枠内にガイドシャフトを取
    付け、このガイドシャフトの周囲に圧縮コイルばね状の
    形状記憶合金とバイアスばねとを配設し、この形状記憶
    合金とバイアスばねとの間に、前記ガイドシャフトに沿
    って可動なスライドスペーサを設け、このスライドスペ
    ーサと共に移動する反射体に向けて、反射形光ファイバ
    を設けたことを特徴とする温度検出装置。
  2. (2)、感熱部を有する支持枠内にガイドシャフトを取
    付け、このガイドシャフトの周囲に圧縮コイルばね状の
    形状記憶合金とバイアスばねとを配設し、この形状記憶
    合金とバイアスばねとの間に、前記ガイドシャフトに沿
    って可動なスライドスペーサを設け、前記スライドスペ
    ーサと共に移動する遮光板を設けるとともに、この遮光
    板又はこの遮光板の移動軌跡を介して先端が相対向する
    状態に、投光ファイバと受光ファイバを設けたことを特
    徴とする温度検出装置。
JP8283489A 1989-03-31 1989-03-31 温度検出装置 Pending JPH02259537A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006194365A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Tlv Co Ltd 温度表示器
JP2008096348A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Tlv Co Ltd 振動計
JP2008170387A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Tlv Co Ltd 振動計

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006194365A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Tlv Co Ltd 温度表示器
JP2008096348A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Tlv Co Ltd 振動計
JP2008170387A (ja) * 2007-01-15 2008-07-24 Tlv Co Ltd 振動計

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