温度传感器探针制造技术

本发明专利技术提供一种能够稳定地进行测定的温度传感器探针。本发明专利技术的温度传感器探针是一种使用荧光特性随温度而变化的荧光体来测定温度的温度传感器探针。它具有粉状荧光体（２５）和波导元件，所述波导元件传播照射到荧光体（２５）上的激发光和荧光体（２５）产生的荧光，粉状荧光体（２５）的粒径在６０～１００μｍ的范围内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及温度传感器探针，详细地说，涉及具有粉状荧光体的温度 传感器探针。
技术介绍
作为温度传感器，使用荧光体的荧光式温度传感器得到广泛应用 (专利文献1 )。荧光式温度传感器使用荧光特性随温度而变化的荧光体 来测定温度。具体地说，将光源发出的激发光照射到荧光体上，检测荧 光体发出的荧光。并且，依据荧光寿命等荧光特性的变化，测定温度。含有荧光体的荧光材朴没置在光纤前端。从光源射出的氣t光通过光 纤射入荧光体。此外，荧光体发出的荧光通过光纤被光传感器检出。用于 这种温度传感器的温度传感器探针有使用粉状荧光体的。并且，荧光体粉末粒径在40nm以下的已被/>开(专利文献2 )。专利文献1日本特开2002-71473号公报专利文献2日本特开平2-290518号公才艮
技术实现思路
但是，专利文献2的探针存在由于粒径小，而不能得到充分的荧光 强度的问题。例如，虽然每个粒子是透明的，但是细小的粒子曲折重叠 后会形成层状。如果荧光体的粒径小，则激发光如图7所示，会由于各 个粒子而向不特定的方向漫反射，而不透射。在图7中，实线箭头表示 入射光的传播路径，虚线箭头表示荧光的传播路径。从光纤射出的激发 光未到达荧光体的深处就在其表面附近反射了。因此，只有表面的荧光 体发出荧光，所以不能得到充分的荧光强度。不能得到充分的荧光强度， 则相对于检测电路中的噪声，荧光强度小，算出的测定结果每次都有波 动。此外，粒径大小不一致，则由于粉末的内部应力，荧光寿命会有差 异，每份粉末的测定结果会不同。如上所述，对于以往的温度探针传感 器而言，存在不能得到充分的荧光强度，难以进行稳定的测量这一问题。本专利技术就是为了解决上述问题而进行的，其目的是提供能够稳定测 量的温度传感器探针及其制造方法。本专利技术的第1方式的温度传感器探针是一种用于使用荧光特性随着 温度而变化的荧光体来测定温度的温度传感器探针，它具有粉状荧光体 和波导元件，所述波导元件传播照射到上述荧光体上的激发光和由上述荧光体产生的荧光，上述粉状萤光体的粒径在60-100^im的范围内。 由此，因为能够提高荧光强度，所以能够稳定测量。在上述温度传感器探针中，上述荧光体优选的是红宝石。在上述温度传感器探针中，照射到上述荧光体上的激发光优选的是 黄色LED发出的光。由此能够降低测定的噪声。本专利技术能够提供可以稳定测量的温度传感器探针。 附图说明图1是表示本专利技术实施方式1的温度传感器的构成的侧视截面图。图2是表示在本实施方式的传感器探针中荧光材料中的激发光以及荧 光的传播路径的示意图。图3《一表示改变粒径范围时的荧光寿命差异的曲线。图4《_表示改变粒径范围时的荧光寿命差异的曲线。图5是表示改变粒径范围时的荧光强度的曲线。图6是表示改变粒径范围时的荧光强度的曲线。图7是表示在以往的传感器探针中荧光材料中的激发光以及荧光的传 播#的示意图。符号说明l-主体部分、2-传感器探针、21-荧光材料、25-荧光体、26-颗粒、 100-温度传感器。具体实施例方式下面，对应用本专利技术的具体实施方式，参照附图进行详细说明。图1是示意性表示温度传感器的构成的侧视图。温度传感器100具有主体部分1和传感器探针2。温度传感器100 是用荧光特性随温度变化的荧光体来测量温度的荧光式温度传感器。因 此，传感器探针2上设有具有荧光体25的荧光材料21。传感器探针2 通过连接器(图上未表示)等安装在主体部分1上。主体部分1上设有 光源、光检测器和半透半反镜等，所述光源发出照射于荧光材料21上 的激发光Le,光检测器检测荧光材料21中所含的荧光体产生的荧光Lf，半透半反镜用于分离激发光Le和荧光Lf。主体部分l不限于上述构成。主体部分l依据照射脉冲光时的荧光寿命的变化来测定温度。优选用于光源的是波长约600nm的黄色LED(发光二极管)。这里， 例如使用易于获得的、中心波长590nm的LED。通过使用黄色LED, 能够稳定地对荧光材料21照射激发光。此外，因为黄色LED的光源寿 命长，所以可以使其长时间工作。再者，将黄色光作为激发光，能够降 低测定噪声。即，例如，作为光检测器使用硅制光电二极管时，波长短 的激发光(例如波长405nm)入射后，硅芯片中就会形成能级。由此， 暗电流增加，长时间使用会导致噪声增加。另一方面，激发光使用黄色 光，能够降低此类暗电流的增加。由此，能够降低噪声，进行高精度的 测量。此外，用红宝石作为荧光体25时，对黄色光的吸收大。因此， 能够增强荧光强度。下面，对本实施方式中的传感器探针2详细地进行说明。传感器探针 2具有荧光材料21和波导棒23。在波导棒23的前端设有荧光材料21。波导棒23呈细长棒形。波导棒23是例如传播光的石英棒、光纤等波 导元件。也可以使用将多个光纤集束而成的光纤束。因此，波导棒23由石 英、玻璃等折射率高的透明材质构成。主体部分l发出的激发光Le和荧光 材料21产生的荧光Lf在波导棒23内反复发生全反射，并传播出去。即， 波导棒23成为用于将激发光Le照射到荧光材料21上的投射光路。荧光材料21具有粉状荧光体25。即，荧光材料21由荧光体粉末的 集聚物构成。可以设置保护波导棒23以及荧光材料21的保护管。作为荧 光体25，可以使用例如红宝石、金绿宝石等的粉末。这里，将红宝石粉末 作为荧光体25使用。此外，也可用粘合剂等将含有荧光体25的荧光材料 21固定于波导棒23的前端。5使荧光体25的粉末粒径在60~100nm之间。即，荧光材料21中所含 的荧光体25的粒径在60 100fim范围内。由此，可以增强荧光强度，能够 稳定测量。即，与以往的技术相比，增大了粒径，此时，如图2所示，荧 光体25的颗粒26与颗粒26之间会形成间隙。图2是将荧光材料中的荧光 体25的粉末放;^示的图。在图2中，实线箭头表示入射光的传播路径， 虚线箭头表示荧光的传播路径。在图2中，各颗粒26用球形表示，但是实 际的粉末为有微小凹凸的不规则形状。由于在荧光体颗粒26和所涂布的物 质的界面上的菲涅耳反射，亂良光被漫反射。由此，亂t光能够深入到荧 光材料中。^L光在荧光材料中的传播距离变长，能够增强荧光强度。这样，荧光强度增强，从而能够稳定测量。即，在设置于主体部分1 的检测电路中，能够增强相对于噪声的荧光强度。由此，能够改善信噪比， 算出的荧光寿命不易受到噪声影响。此外，将粒径调整在一定范围内，则 粉末的内部应力会大小一致。因为粉末的内部应力大小一致，所以能够降 低荧光寿命的差异。由此，能够实现稳定测量。此外，能够提高传感器探 针间的互换性，不需要逐个校正传感器探针。由此，能够降低温度传感器 的调试成本。此外，因为可以4吏用粒径60~100nm的宽范围的粉末，因此 提高了粉末的利用率。对荧光体25的制造方法进行说明。首先使用伯努利法等结晶生长法 制造晶锭。由此，形成单晶或多晶的红宝石晶锭。将红宝石结晶制成粉末 之后搅拌，使其浓度分布均匀。由此，结晶方位的依存性消失。然后，将 红宝石粉末的粒径调整在一定范围内。这里，将红宝石粉末按尺寸筛分。 粒径可通过重量法、筛分法、激光粒度分布计测法区分。这里，为了简易 地区分颗粒，使用筛分法。例如，根据筛子网眼尺寸不同，能够按不同粒 径进行筛分。这里，使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度传感器探针，用于使用荧光特性随着温度而变化的荧光体来测定温度，　具有粉状荧光体和波导元件，所述波导元件传播照射到上述荧光体上的激发光和由上述荧光体产生的荧光，　上述粉状荧光体的粒径在６０－１００μｍ的范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：衣笠静一郎，加藤淳之，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP[日本]