(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度または湿度を測定する電気インピーダンス検知器であって、該インピーダンス検知器は、二つの対向端部を有する細長い検知フィラメント（２０）であって、一対の並行導電性電極ワイヤ（１０ａ，１０ｂ）からなる検知器フィラメント（２０）、および、測定すべき物理量に相関するインピーダンス特性をもつ活性マテリアルであって、前記電極ワイヤ（１０ａ、１０ｂ）を共に結合してなる活性マテリアルからなり、
以下のことを特徴とする電気インピーダンス検知器：
一対の電極(１０ａ、１０ｂ)の第１の電極(１０ａ)は検知器フィラメント（２０）の長さ方向で第１の切断点（４１ａ）を有し、該第１の切断点(４１ａ)は第１の電極（１０ａ）を二つの電気的に別異の部分（Ｅ、Ｇ）に分けるものであり、
一対の電極(１０ａ、１０ｂ)の第２の電極(１０ｂ)は検知器フィラメント（２０）の長さ方向で第２の切断点（４１ｂ）を有し、該第２の切断点(４１ｂ)は第２の電極（１０ｂ）を二つの電気的に別異の部分（Ｄ、Ｆ）に分けるものであり、ここで、電極ワイヤ（１０ａ、１０ｂ）の前記切断点（４１ａ、４１ｂ）間の検知器フィラメント(２０)部分は測定されるべきインピーダンス（ＣＭ）を構成し、
検知器フィラメント(２０)は、電極ワイヤ（１０ａ、１０ｂ）が検知器フィラメント（２０）の第１の端部で露出される第１の接続点(４２ａ)を含み、
検知器フィラメント(２０)は、電極ワイヤ（１０ａ、１０ｂ）が検知器フィラメント（２０）の第２の端部で露出される第２の接続点(４２ｂ)を含み、ここで、測定されるべきインピーダンス（ＣＭ）は前記接続点（４２ａ、４２ｂ）から測定されるものである。
【請求項２】
電極フィラメント（２０）は、少なくとも測定されるべきインピーダンス領域の外側保護ガラス層(１２)を含むことを特徴とする請求項１記載のインピーダンス検知器。
【請求項３】
検知器(４０)は、容量型検知器であり、前記活性マテリアルはアルミノボレートをベースとしたガラス-セラミック層で、これは、ガラスペースト（１１Ｐ）から作られていることを特徴とする請求項１または２に記載のインピーダンス検知器。
【請求項４】
温度または相対湿度の測定を目的とする電気インピーダンス検知器の製造方法であって、そこでは、そのインピーダンス特性が測定されるべき物理量に相関する活性マテリアルでコーティングされた検知器−フィラメント(２０)が製造され、該方法は以下の工程からなる：
一対の電極ワイヤ(１０ａ、１０ｂ)を活性マテリアル層(１１‘)の出発材料からなるガラスペースト(１１Ｐ)に室温で通して、次いで乾燥オーブン（３４）に通して出発材料でコーティングされたフィラメントを得て；
巻き取りフレーム（３５）上にフィラメント(２０Ａ)を巻き取り；
巻き取り工程後の行なう別個の熱処理段階で活性マテリアル層(１１‘)を結晶化して；
フィラメント(２０Ａ)の長さ方向での一つの点(４１ａ)で電極ワイヤ(１０ａ)のただ一つを切断し、そしてフィラメント(２０Ａ)の長さ方向での他の点(４１ａ)で他の電極ワイヤ(１０ｂ)のみを切断し、そうして測定されるべきインピーダンスを含む切断間部分を形成することにより、フィラメント（２０Ａ）から少なくとも一つの検知器フィラメント（２０）を形成し；そして
フィラメント（２０Ａ）を切断して検知器を含む検知器ピースを形成し、そして前記検知器フィラメントピースの両端から電極ワイヤ（１０ａ、１０ｂ）を露出させて検知器（４０）のための電気接点（４２ａ、４２ｂ）を形成する。
【請求項５】
ガラスペーストの前記結晶化がフィラメントが巻き取られる巻取りフレーム（３５）からなる平らで板状のフレームの上で行われることを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
活性マテリアルの結晶化が二つの異なる熱処理段階で行い、それは最初の段階ではより低い温度でガラスペーストが燒結され、そして第２番目の段階ではより高い温度で行い、ガラスマテリアルはガラス−セラミックマテリアルに結晶化し、それはインピーダンス検知器に適当な誘電特性を有することを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
切断工程が、フィラメント（２０）が前記コーティング工程後に巻き取られる同じ平らで板上のフレームの上で行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記巻き取り工程後、前記フレーム（３５）をその長辺（３６ａ、３６ｂ）を先にして溶剤に漬けることにより検知器フィラメント（２０Ａ）の連続する直線部分の端部から短い部分でガラスペーストが除去されて、検知器フィラメント（２０）ピースの両端で電極ワイヤ（１０ａ、１０ｂ）の露出した接続点を形成することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
ペーストの前記除去工程が超音波洗浄機で行われることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
電極ワイヤの切断工程がレーザービーム（ＬＢ）手段で行われ、検知器フィラメント（２０）は前記フレーム（３５）上に固定され、そうしてフレームの上面に載置された検知器フィラメントブランク（２０）の全ての電極ワイヤ（１０ａ、１０ｂ）は切り離され、そしてフレーム（３５）をひっくり返して、同じ切断工程がフレームの反対側で電極ワイヤ（１０ａ、１０ｂ）に適用されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
検知器の中間部分に保護ガラスペーストをスプレーすることにより塗布し、その後乾燥させてガラスペーストを焼結させることにより検知器の活性部分に保護ガラス層（１２）を形成して検知器の前記活性部分が、気密に保護されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
検知器フィラメント（２０）が前記フレーム（３５）に巻き取られて載置されている際に、検知器フィラメントの個々のピースへの検知器フィラメント（２０）の切断工程が行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
前記フレーム（３５）として薄い金属板からなる長方形のフレームが使用され、電極フィラメント（２０Ａ）が螺旋形に前記フレームの長辺（３６ａ、３６ｂ）の回りを巻回され、前記フレーム（３５）はその長辺に平行な中心軸の周りを回転し、そしてフレームは同時に前記軸方向に配置されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、物理的量、特に、温度または湿度を測定する電気インピーダンス検知器に関するもので、該インピーダンス検知器は、連続した検知器フィラメントを切断し得たピースから構成され、該検知器フィラメントは、一対の導電性電極ワイヤまたは均等の電極ワイヤ・アッセンブリーからなり、該ワイヤの上または間の活性マテリアルのインピーダンス特性が測定すべき物理的量のファンクションであるものである。
【０００２】
さらに、この発明は、電気インピーダンス検知器を製造するプロセスに関するもので、前記検知器は、物理的量、特に、温度または相対湿度を測定するためのものであって、そのプロセスにおいては、一対の導電性電極ワイヤまたは均等の電極ワイヤアッセンブリーをキャリヤワイヤおよび引き抜き手段として使用して、連続引き抜きプロセスのように、検知器フィラメントを製造するものである屡；そして、該プロセスにおいては、連続フィラメントプロセスにおいて、前記一対の電極ワイヤまたは電極ワイヤアッセンブリーに活性マテリアルがコートされ、そのマテリアルのインピーダンス特性が測定すべき物理的量のファンクションとなり、そして、上記特定した該ステップで得られた検知器フィラメントを、使用目的に合った長さのピースに切断し、これらのフィラメントピースの両端で該電極ワイヤを露出して、検知器の電気接点を形成するものである。
【０００３】
種々の利用面では、高速、小型および低率の輻射誤差が測定検知器、特に、温度または相対湿度測定用の検知器に要求されている。前記要求は、例えば、ラジオゾンデの測定器に特に強い。
【０００４】
【従来の技術】
従来技術に知られているように、例えば、ラジオゾンデの温度検知器としては、たいてい容量検知器が用いられており、その活性マテリアルは、誘電性が温度に左右されるセラミックである。しかしながら従来技術のセラミックとガラス−  セラミック温度検知器は、サイズが比較的大型で、したがって、温度および輻射誤差、さらにはまた、製造プロセスに改良の余地がある。太陽放射線によって生ずる輻射誤差は、従来技術の検知器を使用するラジオゾンデによる温度測定にとって極めて深刻な問題である。
【０００５】
ラジオゾンデならびに均等物においては、容量検知器のほかに、抵抗検知器および熱変換器もまた温度検知器として使用されている。
【０００６】
従来技術にあっては、容量湿度検知器が知られていて、そのキャパシタンスにおいては、使用の誘電マテリアルがポリマー、セラミックまたはガラス−  セラミックで、その誘電率が、それによって吸収された湿度のファンクションである。これらの検知器のスピードと相当する特性およびまた、製造プロセスについては、特に、ラジオゾンデへの利用の見地から、改良が必要である。
【０００７】
温度ならびに湿度を電気的に検知する検知器の従来技術については、例えば、米国特許第３，１６８，８２９号と第３，３５０，９４１号および出願人のフィンランド特許第４８２２９号が参考になるもので、その中の後者のフィンランド特許には、誘電絶縁マテリアルがポリマーフィルムであり、その誘電率が該ポリマーフィルムにより吸収された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。
【０００８】
前記フィンランド特許に記載の湿度検知器のサブタンシャルな構造は、薄いプレートで、その面に湿度を感知するストラクチャーが加工されている。この従来技術の構造の欠点は、表面電極の水に対する誘電率が散乱し、その結果、検知器のスピードが散乱してしまうことである。さらに、その構造は、サイズが全く大型であって、特にラジオゾンデ操作においては、輻射誤差を生じるもので、これは、太陽放射線を受ける面がかなりなもので、そのベンチレーションが比較的弱いからである。前記従来技術の検知器においては、作用面は、フラットであるから、この面に、水が水滴として残りやすくなる。
【０００９】
従来技術のインピーダンス検知器および均等物を製造するプロセスは、複雑なもので、多くの場合、自動化に適しておらず、連続製造プロセスにも適していない。前記検知器の従来技術の製造プロセスでは、通常、構造の小型化と精度が高い寸法精度が要求され、かつ製造プロロセスにおいては、種々のパラメーターのコントロールを良好に行うことが要求される、特に、可能な限り速やかに、かつ、正確に検知器を得ようとするためには、数多くの工程が必要であり、しかも、数多くの工程からなりたっている。
【００１０】
本発明と密接な関連をもっていてる、本出願人による直近の開発については、下記のフィンランド特許を参考とする；第９２，４４１号（１９９２年４月１日出願の特許出願第９２１４４９号）、第９２，４４０号（１９９３年８月２３日出願の特許出願第９３３７０１号）および第９２，４３９号（１９９３年９月２９日出願の特許出願第９３４２６８号）、そして、フィンランド特許出願第９３３７０２号（１９９３年８月２３日出願）。前記出願に記載された構造と方法は、適用できる部分においては、本発明とのコンビネーションで使用することもまた可能である。
【００１１】
本出願人のフィンランド特許第９２，４４１号（１９９２年４月１日出願の特許出願第９２１４４９号、１９９３年１０月４日公告）（米国特許出願０８／０４０，１２９号ならびにＥＰ出願９３  ８５０  ０４６．９に対応）に記載のプロセスと検知器構造もまた、この発明に関連している。前記フィンランド特許においては、電気インピーダンス検知器が記載されており、それには、その電極の間の活性マテリアルが、ガラス・ドローイング技術で作られた非常に薄い糸状のガラスまたはガラス−  セラミック・ファイバーであることが述べられている。前記ファイバーは、ガラス−  セラミック・ファイバーであって、ガラスの形態で引き抜き（ドローイング）が行われて、ガラス繊維糸になり、熱処理によって、ガラス−  セラミック形態へ結晶化されるようになっている。ガラス−  セラミック・マテリアルにおいては、活性成分は、クリスタリン・バリウム−  ストロンチウム・チタネートＢａｘＳｒｘ−１ＴｉＯ３またはクリスタリン鉛ストロンチウム・チタネートＰｂｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３であって（ここでｘは、０．．．．１の範囲にあるもの）、ガラスマトリックス内に配置される。検知器の糸は、断面形状が実質的に円形であり、その直径は、２５〜５００μｍのオーダーのものである。
【００１２】
前記フィンランド特許９２，４４１号に記載された検知器の構造は、共軸構造であって、中実の中央電極ワイヤまたは均等の中空電極ワイヤのまわりにガラス層またはガラス−  セラミック層が配置され、該層の周囲にハーマチック・ガラス層があり、その上に電極層および／または電極ファイバーが別途の工程で配置されている構造になっている。前記検知器は、２本の検知ファイバー糸が、ある長さにわたって、平行に接合されているようになっている。さらに、前記フィンランド特許には、電気インピーダンス検知器の製造方法が記載され、その方法は、次の工程の組み合わせから成っている：断面が実質的に円形の連続した検知ファイバー糸を溶融ガラスミックス（該ガラスミックスには、適切な電気特性をもつ活性成分がミックスされている）から公知のガラス引き抜き技術によって製造する工程；製造された検知ファイバー糸を熱処理によって結晶化するか、または、そのマテリアルを選択するか、その他の処理をして、活性マテリアルを作る工程で、該活性マテリアルは、その容量および／または抵抗が温度または、特定ケースにあっては、活性マテリアルが吸収した水分の量に左右されるものであり；検知器個々に仕上げるためには、前記検知ファイバー糸を検知器に適当する長さに切断し、それぞれ切断されたものに端子が接続され、そして／または、前記引き抜き工程の間に設けられた電極に端子がカップリングまたは接続され、それらの端子の間で検知器のインピーダンスが測定できるようになっている。
【００１３】
上記した前記フィンランド特許９２，４４１号のプロセスにおいては、検知ファイバー糸の引き抜きは、光学繊維の製造で公知のダブル坩堝プロセスを用いて行われるもので、そのプロセスにおいては、インナー坩堝内の溶融コアガラスにストロンチウム、バリウムおよび酸化チタンおよび／または他の均等の物質が添加され、アウター坩堝内には、アルミノシリケート・ガラスのような溶融ガラスマテリアルが入れてあって、これが引き抜きされて検知ファイバー糸の外層を形成する筒状のハーメチック層になる。前記フィンランド特許のプロセスにおいては、溶融ファイバーに電極ワイヤが導入されるか、または、ガラスチューブ・ブランク内へ電極を通し、これらを一緒に引き抜いて検知ファイバー糸にするか、または、中空の検知ファイバー糸を作っておいて、その内部を後処理で金属化する方法がとられている。前記プロセスにおいては、検知ファイバー糸を底部に孔がある坩堝に通して、検知ファイバー糸の周面に導電性電極層をコーティングし、オーブンでキュアリングする工程があり、前記坩堝には、コーティングペーストとして、導電性ペーストが含まれている。ファイバー糸には、蒸着またはフォトリトグラフ法によって導電パターンが施される。前記プロセスでは、連続した検知ファイバー糸を約１〜５ｃｍの長さに切断し、このように切断されたピースを長さ方向に並べて接合するか、または、切断された検知ファイバー糸の両側に検知ワイヤを取り付ける。前記フィンランド特許のプロセスにおいては、前記電極ワイヤは、製造プロセスにおいては、キャリヤまたは引き抜きワイヤとして動作しないもので、キャリヤまたは引き抜きワイヤは、ガラスファイバー糸である。
【００１４】
本出願人の前記フィンランド特許９２，４３９号に記載のインピーダンス検知器と、その製造プロセスは、本発明に最も関連深いものである。この先行技術の検知器は、検知器が連続した検知フィラメントを適宜の長さに切断したピースから構成され、その検知フィラメントは、導電性で電極ワイヤまたは電極ワイヤのアッセンブリーを備え、それらの上および／または、それらの間に、測定すべき物理量のファンクションであるインピーダンス特性をもつ活性マテリアルが存在する点を主たる特徴とする。
【００１５】
また他方、前記フィンランド特許９２，４３９号に記載の製造プロセスは、以下の工程の組み合わせを特徴とするものである：
導電性電極ワイヤまたは電極ワイヤをキャリヤワイヤおよび引き抜き手段として使用して、連続引き抜きプロセスで検知フィラメントを作る工程；
連続フィラメント・プロセスにおいて、インピーダンス特性が測定すべき物理量のファンクションである活性マテリアルを前記電極ワイヤまたは電極ワイヤのアッセンブリーの周面にコーティングする工程；
上記した工程で作られた連続した検知フィラメントを使用の目的に応じて適宜の長さに切断して検知フィラメント・ピースとする工程；および
前記検知フィラメント・ピースの一端または両端で、前記電極ワイヤの一部を露出させ、露出した部分をインピーダンス検知器の接点とする工程。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前記フィンランド特許第９２，４３９号においては、製造プロセスは、溶融ガラスから電極ワイヤを引き抜いている。しかしながら、このプロセスでは、引き抜きを室温では行えず、温度を１０００°Ｃ以上の高熱にしておかなければならない欠点がある。さらに、このプロセスを実施する設備は、複雑で、装備費用も高く、プロセスの制御操作が困難である問題点がある。また、前記フィンランド特許第９２，４３９号のプロセスでは、検知フィラメントを互いに分離しておかなければならず、さらに余分なレッグ部分を除去しなければならず、これが製造上の一大ネックとなり、自動化が行えない問題点となっている。これらの欠点ならびに問題点が、この発明の解決課題である。
【００１７】
【課題を解決するための具体的手段】
この発明の目的は、従来技術のインピーダンス検知器の構造と製造プロセスを改良し、もって前記欠点ならびに問題点を解決するものであり、これについては、以下に述べる発明の詳細な説明ならびに実施例によって明瞭になる。
【００１８】
前記課題を解決する、この発明の電気インピーダンス検知器は、検知フィラメント・ピース（長く連続した検知フィラメントを使用目的に応じて適宜の長さに切断したもの）において、複数本の電極ワイヤを互いに異なるポイントで切断し、該電極ワイヤの前記切断ポイントとポイントとの間に測定すべきインピーダンスを形成させることを主たる特徴とするものである。
【００１９】
また、この発明による検知器の製造プロセスの第一は、ガラスペーストを活性マテリアル層のスターティングマテリアルとして使用し、一対の電極ワイヤまたは電極ワイヤの均等のアッセンブリーをガラスペーストに通し、さらに乾燥オーブンに通して、受けフレームにかけ、該ワインディング工程の後に、該活性マテリアル層を別途の熱処理によって結晶化することを主たる特徴とするものである。
【００２０】
この発明による検知器の製造プロセスの第二は、検知フィラメントにおける一対の電極ワイヤへ活性マテリアル層をコーティングする処理のすべて、または、ほとんどすべてが、検知フィラメント・ブランクをコーティング工程後に巻き取るフラットで、プレート形状のフレームで行われ、ついで、上記処理の工程の後で、前記フレームに巻き取った検知フィラメントの前記フレームの両側に位置する両端縁部で切断し、これによって、最終の、または、ほぼ最終の検知フィラメント・ピースに仕上げることを主たる特徴とするものである。
【００２１】
この発明の検知器においては、検知フィラメント・ピースの両端縁における電極ワイヤ部分が露出され、同じポテンシャルで、コネクタ部分に接続されることができるようになっており、これによって、時間を費やし、自動化を阻む電極ワイヤの分離工程または余分なワイヤ部分の除去工程を必要とせず、したがって、能率化、自動化が図れる。
【００２２】
この発明のプロセスにおいては、活性ガラスマテリアルのスターティングマテリアルとして、ガラスペーストが使用され、コーティングされた検知フィラメント・ブランク巻き取り、該ブランクの活性ガラスマテリアルの結晶化その他の処理を同一の巻き取りフレームで行うことによって、以下に詳しく述べる利点をもったプロセスにすることができる。
【００２３】
前記したフィンランド特許９２，４３９号に記載された溶融ガラスからの引き抜きは、高温度が条件になるため、前記フィラメントを極細にすることができない。高温度においては、前記フィラメントの引っ張り強度は、低下し、極細のフィラメントは、ドローイング・プロセスにおいて引き抜き力に耐えきれず、切れてしまう。したがって、低い温度であれば、極細のフィラメントを使用できる。
【００２４】
前記フィンランド特許に記載のプロセスと比較すると、この発明は、ガラスペーストを使用することで、次のような利点を有する：
【００２５】
−  従来１０００°Ｃ以上でなければならなかった溶融ガラスからの引き抜きに比べ、この発明によれば、ドローイング工程は、驚く勿れ、室温で可能となる。したがって、この発明においては、低温で引っ張り強度がある、より細いフィラメントを使用できる。その結果、検知器を小型化でき、高速で輻射誤差が少ないラジオゾンデに好適の検知器が得られる。
【００２６】
−  構造、装備が簡単になる。
【００２７】
−  ガラスペーストは、シンタリングの前であれば、検知器の端部から溶解させて簡単に取り除くことができる。
【００２８】
この発明の好ましい実施例においては、フラットで、プレートの形状をしたフレームが使用され、コーティング工程の後に、検知フィラメントが該フレームにスパイラル状に巻き取られ、このフレームに前記検知フィラメント・ブランクを巻き取り、巻き取った状態で前記フレームの両側の間にかけられている伸直している電極ワイヤの端部部分において、前記活性マテリアルの結晶化、電極ワイヤの切断、電極ワイヤの一部の露出などを行い、さらにできれば、溶解し、測定すべきインピーダンスが形成される領域における電極ワイヤ部分にガラスまたは均等物の保護層をコーティングするなどの処理が施される。これらの処理工程すべてが完了した後で、電極ワイヤを巻き取ったフレームの両サイドにおいて電極ワイヤを切断し、このようにして切断された電極ワイヤ・ピースを前記フレームから分離させる。
【００２９】
この発明において、前記ガラスペーストのガラス・マテリアルは、アルミノ−  ボレティック（ａｌｕｍｉｎｏ−ｂｏｒａｔｉｃ）ガラスを用いることが好ましく、これの調製ならびに組成は、前記フィンランド特許９２，４４１号と９２，４３９号に記載されたものと同じである。
【００３０】
前記のコーティング工程においては、活性マテッリアルが電極ワイヤの周面を完全に囲むことが好ましいが、このことは絶対な要件ではない。
【００３１】
この発明において、一対の電極ワイヤまたは電極ワイヤの均等なアッセンブリーが好ましい電極ワイヤは、製造プロセスにおいては、ドローイング（引き抜き）ワイヤおよびキャリヤワイヤとして機能し、前記製造プロセスに必要なテンサイルストレイン（引っ張りひずみ）を受け、電極ワイヤまたはワイヤのアッセンブリーは、その機械的強度の充分な部分、好ましくは、主要な部分に完成された検知機能を付与する。この発明のプロセスにおいては、前記フィンランド特許９２，４４１号によるプロセスと検知器の場合のように、検知器の他の層は、電極ワイヤまたはワイヤのアッセンブリーに密着し、ガラスファイバー糸には密着しない。
【００３２】
【実施例】
つぎに、この発明の実施例を添付の図面を参照しながら詳しく説明する。
【００３３】
この発明によるインピーダンス検知器の製造プロセスならびに構造においては、ガラスセラミックが活性マテリアルとして使用される。このガラスマトリックスにおける活性成分は、例えば、クリスタリン・バリウム−  ストロンチウム・チタン酸塩ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３またはクリスタリン鉛ストロンチウム・チタン酸塩ＰｂｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３であって、前記ｘは、０〜１の範囲にあるものである。検知器に使用のアルミノボレートをベースとするガラスは、前記フィンランド特許９２，４４１号、９２，４３９号に記載されたものと類似の調製と組成とが好ましい。
図１に示すように、検知フィラメントを作るには、連続フィラメント・プロセスにおけるドローイング手段を用いるもので、キャリイング・ワイヤ（搬送ワイヤ）として、２本（１対）の電極ワイヤ１０ａ，１０ｂが使用される。これらのワイヤは、それぞれ供給リール３０ａ，３０ｂから引っ張りだされるもので、それぞれの供給リールには、摩擦ブレーキ３０ｃが設けられている。供給リール３０ａ，３０ｂそれぞれから繰り出される電極ワイヤ１０ａ，１０ｂは、活性アテリアル、例えば、アルミノボレートがベースのガラスマテリアル１１ｐが入れてあるクオーツ坩堝３２へ通される。前記マテリアルは、例えば、厚いフィルム技術に採用されている手段により調製されるもので、これを以下に説明する：
ボールミルでガラスをすり挽きし、挽いたガラスに、例えば、つぎの有機成分をミックスする。この有機成分の組成は、例えば、エチル・セルロース（４重量％）、Ａｎｔｈａｒｏｘ（１．３重量％）、テルピネオール（９４．７重量％）である。このような組成により、ガラスパウダーが〜８０重量％で、有機成分が〜２０重量％のとき、適切な粘度が得られる。
ドローイング坩堝３２は、例えば、クオーツのチューブから作られており、図示のように底部部分がコーン形状になっていて、最低部に孔３３が形成されている。この孔の直径は約０．３ｍｍである。電極ワイヤ１０ａ，１０ｂは、例えば、直径２５μｍのプラチナ・ワイヤであって、該ワイヤは、摩擦ブレーキ３０ｃ付きの供給リール３０ａ，３０ｂに巻かれている。これら供給リールは、ドローイング装置に配備されている。ワイヤ１０ａ，１０ｂのリーディング端部をワイヤ案内３１を経て坩堝３２の孔３３に通し、さらに乾燥オーブン３４を経て、巻き取り装置２５の巻き取りフレーム３５に固定する。
【００３４】
坩堝３２には、ガラスペースト１１ｐが注入されており、巻き取り装置２５を作動すると、モーター３９ａの回動によりフレーム３５が回転し、これにより電極ワイヤ１０ａ，１０ｂは、均一の速度ｖで引っ張られながら、坩堝３２、乾燥オーブン３４を通過して、巻き取りフレーム３５に巻き取られる。電極ワイヤ１０ａ，１０ｂが坩堝３２を通るとき、これら電極ワイヤにガラスペースト１１’（図３Ａ）が厚くコーティングされ、坩堝３２の孔３３を通過する際、前記電極ワイヤは、束ねられた状態で見掛け上１本のフィラメント２０Ａになり、つぎに通過するオーブン３４（筒状オーブン）（乾燥温度Ｔ１  が約１００〜１５０°Ｃ）内で、コーティングされたフィラメント２０Ａが乾燥される。巻き取り操作中、巻き取りフレーム３５は、水平方向（図示Ｐ方向）へゆっくり移動し、これによってフィラメント２０Ａは、図２に示すように、巻き取りフレームにスパイラル状に巻き取られる。
【００３５】
巻き取り装置の一例は、図１に示すとおりのもので、図示の巻き取り装置２５は、スクリュウモーター３９ａを備えていて、このモーたーがスクリュウ３９ｂを回転する。このスリュウ３９ｂの軸には、ネジがきってあり、このスクリュウの軸のネジ部分の端部にフレーム３５が連結部材３８を介して、例えば、スナップジョイント形式で取り付けられている。フラットなフレーム３５の回転速度は、サイクルをもって変化させるように、例えば、サインカーブの形で変化させることができ、これによってフィラメント２０Ａの引っ張り速度ｖを一定にさせる。モーター３９ａは、フレーム３５を回転させながらスクリュウ３９ｂを矢印Ｐの方向へ動かすもので、これによって、フィラメント２０Ａは、フレーム３５に図１に示すようなスパイラル状に巻き取られる。図１に示した巻き取り装置２５は、単なる一例であって、フィラメントをスパイラル状に巻き取る構造のものであれば、どのような構造のものであってもよい。
【００３６】
巻き取り装置には、引っ張り速度を一定に保つシステムを設ける必要はない。巻き取り装置は、一定の速度で回転できるもので、この場合、引っ張り速度は、サインカーブで変化する。これに対応して、コーティング厚さも、ある程度周期的に変化することができる。坩堝３２からのフレーム３５の距離によって、よりゆっくりと引っ張られ、したがって、コーティングがより厚くなるフィラメント部分は、フレーム３５のエッジにある部分である。フレーム３５の中間における、検知フィラメントの活性部分においては、コーティングの厚さは、若干ではあるが変化する。このような変化は、検知器の製造に害を及ぼすものでもなく、また、製造プロセスの再現性になんら影響するものではない。なぜならば、各検知器のケースにおいて、等しくリピートされるからである。
【００３７】
図３Ａは、引っ張りプロセスの後のコーティングされたフィラメント２０Ａの断面を示すものである。リール３０ａ，３０ｂの摩擦ブレーキ３０ｃを調節することで、引っ張りテンションＴが調節でき、このような調節、さらには、ワイヤ案内３１、引っ張り速度ｖおよび／または温度Ｔ１  の調節で、電極ワイヤ１０ａ，１０ｂの間の間隔Ｖを調整することができる。直径Ｄ０  が約２５μｍの電極ワイヤ１０ａ，１０ｂを使用したときの前記間隔Ｖの適切な値は、約５〜１０μｍである。前記一対の電極ワイヤの中心間の距離Ｅは、Ｅ＝Ｄ０  ＋Ｖ、即ち、前記の寸法例によれば、Ｅ＝約３０〜３５μｍとなる。これらのパラメーターＴ１  ，ｖ，Ｄ０  を適切に選択することで、最適なツイン・ワイヤのブランク２０Ａが得られ、検知器の直径を可能な限り細くでき、同時に、その輻射エラーを可能な限り最低にし、リスポンス時間を可能な限り早めることができる。
【００３８】
図１，図２に示した巻き取りフレーム３５は、４枚の薄い、例えば、２ｍｍ厚の金属枠部材３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂを溶接連結した枠体である。長い方の枠部材３６ａ，３６ｂは、例えば、ニッケルのような金属からなるものであって、その面には、熱処理の間に酸化層が形成される。この酸化層によって、フレームに巻き取られるフィラメント２０Ａは、前記枠部材３６ａ，３６ｂにバインドされ、検知フィラメント・ブランク全体がフレーム３５から外れることなしに、１本１本ごとに分離されることができるようになっている。フレーム３５の短い方の枠部材３７ａ，３７ｂは、電極ワイヤ１０ａ，１０ｂの熱膨張係数と同じ熱膨張係数をもつ金属素材から作られているのが最良であって、ワイヤ１０ａ，１０ｂにプラチナワイヤを使用したとき、例えば、チタンのような金属素材のものが適切である。前記フレーム３５は、使い捨て（ディスポーザブル）のものである。
【００３９】
前記フィラメントをフレーム３５に巻き取った後、検知フィラメント・ブランクの両端部４２ａ，４２ｂ（図６）からペーストを除去する。この除去は、フレーム３５の長手の枠部材３６ａ，３６ｂ（前記ブランクが巻きつけられている）を適当な溶剤（例えば、キシレン）が入っている超音波ウオッシャー（図示せず）に漬け、このウオッシャー内の溶剤に、前記端部を例えば約１ｍｍ程度接触させ、ペーストを溶解除去する。これによって、電極ワイヤ１０ａ，１０ｂの端部４２ａ，４２ｂは、露出し、検知器４０の端子として機能するようになる。
【００４０】
検知器４０のガラス−  セラミック・マテリアル１１’を結晶化する工程は、フレーム３５に支持された状態で行われる。この結晶化の処理は、前記フィンランド特許９２，４３９号に記載された熱処理と同様の熱処理によってなされるもので、ガラスペースト１１Ｐを施し、例えば、１時間、５００°Ｃといった比較的低温の条件でガラスペーストをシンタリングする。ついで、例えば、１時間、９５０°Ｃの高温条件で、前記ガラスを結晶化して、インピーダンス検知器に適した誘電特性をもったガラス−  セラミックにする。
【００４１】
ガラス−  セラミック・マテリアル１１’を結晶化した後、カッティング工程に移るが、その工程も同じフレーム３５で行われる。このカッティング工程では、二本ワイヤ・フィラメント２０Ｂが切除ポイント４１ａ，４１ｂでそれぞれ切断され、その結果、図５に示すように、４つのフィラメント部分Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇが形成されるが、それらは、図５に示すように、それらの間に介在するガラス−  セラミック１１によって結合されている。検知器４０の活性部分、即ち、測定されるべきキャパシタは、切除ポイント４１ａ，４１ｂの間の領域ＣＶに形成され、この領域においては、電極ワイヤ１０ａ，１０ｂは、互いにオーバーラップして配置されている。検知器４０は、その両端が操作部所に接続され、その結果、両ワイヤ１０ａ，１０ｂは、検知器の両端で同じ電極に接触する（図６）。フィラメント部分Ｄ，Ｅおよびフィラメント部分Ｆ，Ｇは、それぞれ測定の間、同じポテンシャルになっている。
【００４２】
前記カッティング工程の後、例えば、図４に示すように、検知フィラメントを巻きつけたフレーム３５をＸＹＺテーブル５４に配置し、レーザー５１のビームＬＢをモニター５６を見ながら、または、マシン・サイト・システムを用いて、電極ワイヤ１０ａ，１０ｂの一方の切断ポイントに当てる。切断には、例えば、マシンニング用途のパルス化Ｎｄ／ＹＡＧレーザーのようなレーザーが用いられる。このレーザーには、レーザービームの視準器とアライメントに必要な光学機器を備えたカッティングヘッドが含まれている。レーザー５１によるワンパルス・シュウティングで電極ワイヤ１０ａ，１０ｂが切断される。この後さらに、レーザー５１のビームＬＢを他の切断ポイント４１ａまたは４１ｂに当て、第２の切断を行う。このようにして、フレーム３５の上側の枠部材に位置する電極ワイヤ１０ａ，１０ｂを切断し、ついで、前記フレームを逆転し、同じ手順を繰り返して、前記フレームの上下両枠部材にある検知フィラメント・ブランクの電極ワイヤすべてを切断する。
【００４３】
つぎに検知器４０の活性部分を湿気から保護するために、前記活性部分にハーメチックシールを施す。このシールは、検知器４０の中間部分にガラス層１２をコーティングすることによって行われる（図３Ｂと図６参照）。ガラス層には、ガラスペーストが用いられ、この組成におけるガラス成分は、簡単に入手できるプラチナとガラス接合に用いられる鉛ガラスのような、プラチナの熱膨張係数に近似した熱膨張係数をもつものである。前記ペーストの有機成分は、前記したガラスペーストと同じものでよい。ハーマチック・カプセル化に用いる厚いフィルム状ペーストも使用できる。保護層を形成するガラスペーストは、散布によって検知器のミドル部分にスプレッドされる。通常、数回、例えば、４回のスプレイを行い、このスプレイは、フィラメント２０のまわりを行ったり来たり、万遍なくスプレイする。前記ペーストが乾燥すれば、使用したペーストに合った温度でシンタリングする。ガラス保護層の厚さは、電極ワイヤ１０ａ，１０ｂにＤ０  が約２５μｍのプラチナワイヤを使用したとき、使用のペーストにもよるが、大体、１０〜５０μｍである。このようにして、検知器４０の全体の厚さＤ１  は、約１００〜１５０μｍとなる。図６に、検知器と、検知器のそれぞれの部分の軸方向長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３  が示されている。これらの長さは、例えば、Ｌ１  ＝約２０ｍｍ、Ｌ２  ＝約６ｍｍ、Ｌ３  ＝約２ｍｍであり、また、他の寸法にしてもよい。
【００４４】
図３Ｂによれば、完成された検知器４０の検知フィラメント２０Ｂの断面は、保護層１２の部分において、長円形であり、したがって、長径Ｄ１  は、電極ワイヤ１０ａ，１０ｂのセンターを通るが、検知フィラメント２０ｂの断面は、他の形状であってもよい。
【００４５】
一対の電極ワイヤ１０ａ，１０ｂの代わりに、電極ワイヤ・アッセンブリーを使用することも可能で、これは、図５，図６に示したカッティング方法とは異なる方法でカッティングされる。そして、測定すべきキャパシタンスが異なった手段で形成されるもので、これは、検知フィラメント２０の全長にわたりフィットされたコンポーネント・インピーダンスに並列および／または直列に接続のコネクションから形成される。
【００４６】
前記した工程すべてが完了した後でのみ、検知器ブランクは、フレーム３５から分離される。この分離は、検知フィラメント２０をフレーム３５の近くにあるガラス層１１が溶解されている部分で切断して行う。この切断処理においては、電極ワイヤ１０ａ，１０ｂの露出された短い端部部分４２ａ，４２ｂは、検知器４０の一部として残り、検知器４０は、これら端部部分を介するハンダ付けまたは導電性接着剤による接着によって、所定の操作部位に接合、固定される。
【００４７】
前記した検知器と、前記のフィンランド特許９２，４３９号の検知器とを比較すると、前者は、電極ワイヤを互いに分離する必要がなく、さらに、余分なレッグ部分を除去する必要もない点で、後者に優るものである。電極ワイヤを互いに分離する必要性、余分なレッグ部分を除去する必要性は、前記したように、検知器製造において、極めて困難な作業であって、自動化に適しない作業である。また、この発明の新規な構造は、検知器の製造を容易にする。
【００４８】
この発明は、前記の製造プロセス、前記検知フィラメント・ブランク２０Ｂの構造または前記の完成した検知器の構造のみに限定されるものではない。例えば、電極ワイヤは、２本以上であってもよいものである。しかしながら、実用面からみれば、ワンペアーの電極ワイヤ１０ａ，１０ｂが好ましく、図５，６に示した態様で切断されるのが好ましいが、これは、この発明の限定条件ではないこと、前記のとおりであり、種々の変形、改変が、この発明の特許請求の範囲に記載の技術的範囲を逸脱することなく行えるものである。
【００４９】
【発明の効果】
前記のように、この発明によれば、電極ワイヤを互いに分離する必要がなく、さらに、余分なレッグ部分を除去する必要もないので、検知器製造工程が極めて容易に行え、自動化が行えるもので、この点、極めて能率化し、コストが安く、検知能力にすぐれた検知器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例における電気インピーダンス検知器の要である検知フィラメントピースを作る検知フィラメントピースの製造工程の略図であって、一対の供給リールからそれぞれ電極ワイヤが供給され、それら電極ワイヤがガラスペースト入りの坩堝を通過し、乾燥され、フレームに巻き取られる工程の略図。
【図２】図１に示したフレームの説明図。
【図３】（Ａ）は図１と図２の検知フィラメントブランクのＡ−Ａ線矢視方向断面図、（Ｂ）は図６の完成されたインピーダンス検知器のＢ−Ｂ線矢視方向断面図。
【図４】メタリックの電極ワイヤの切断に用いられるレーザー装置の説明図。
【図５】検知フィラメントブランクを切断して得た検知フィラメントピースの図であって、電極ワイヤーの一部が図４のレーザー装置で切除されている状態を示す断面図。
【図６】完成されたインピーダンス検知器の図３ＢのＣ−Ｃ線矢視方向断面図。
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ                      電極ワイヤ
１１                                活性マテリアル
１１’                              活性マテリアル層
１１Ｐ                              ガラスマテリアル
２０                                検知フィラメントピース
２０Ａ                              連続した長い検知フィラメント
３０ａ，３０ｂ                      供給リール
３２                                坩堝
３５                                フレーム
３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂ      フレームの枠部材
４１ａ，４１ｂ                      切断ポイント
ＣＶ                                切断ポイントの間の領域
ＣＭ                                インピーダンス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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