CN111684246A - 温度传感器以及温度测定装置 - Google Patents

Abstract

温度传感器(1)具备一对热电偶丝(2)、一对热电偶丝(2)的前端彼此接合而成的测温触点(3)、将测温触点(3)收容于前端部(401)内的外管(4)、将一对热电偶丝(2)与外管(4)绝缘的绝缘部件(5)以及填充于外管(4)的基端部(402)内的玻璃密封部件(6)。在配置于外管(4)内的一对热电偶丝(2)的表面，形成有一对热电偶丝(2)的表面的金属材料氧化而成的钝化膜(22)。

Description

温度传感器以及温度测定装置

关联申请的相互参照

本申请基于2018年1月31日申请的日本的专利申请2018－015627号，在此引用其记载内容。

技术领域

本申请涉及对测定环境下的测定对象气体的温度进行测定的温度传感器以及温度测定装置。

背景技术

具有一对热电偶丝的温度传感器例如用于测定在车辆的排气管内流动的废气的温度。一对热电偶丝利用氧化镁、氧化铝等绝缘材料，并在绝缘的状态下固定于外管内。此外，外管的前端部由金属材料封堵，外管的基端部由玻璃、树脂等密封材料封堵。而且，通过将外管内与外部切断，从而抑制一对热电偶丝由于氧等而劣化。

例如在专利文献1的护套热电偶中，一对热电偶丝的前端部以及测温触点被高硬度的导电性物质包覆。而且，通过放电镀敷加工进行包覆，向热电偶丝的前端部的热输入较少，热电偶丝的测温特性不易产生变化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－211855号公报

发明内容

关于以往的温度传感器，在专利文献1等的护套热电偶中，通过使用密封部件将外管内密封(气密)，从而防止氧等从外管的外部进入外管内。但是，在温度传感器的制造时，空气中的氧被获取到外管内。获取到该外管内的氧在温度传感器的使用时，使热电偶丝的表面的金属材料逐渐氧化。

而且，在热电偶丝的表面形成氧化所致的钝化膜(氧化膜)时，热电偶丝的材料组成发生变化。其原因是由于钝化膜的生成使用了热电偶丝的构成材料。由此，在通过温度传感器测定温度时，在热电偶丝上生成的电动势产生误差，由温度传感器测定的输出温度可能产生误差。

专利文献1中的包覆仅形成于热电偶丝的前端部以及测温触点，未在外管内的热电偶丝的前端部以外的部分形成。因此，在专利文献1中，存在外管内的热电偶丝的前端部以外的部分被获取到外管内的氧氧化的隐患。

本申请为了提供能够使输出温度不易产生误差的温度传感器以及温度测定装置而做出。

本申请的一方式为一种温度传感器，具备：

一对热电偶丝，由相互不同的金属材料构成；

测温触点，由一对所述热电偶丝的前端彼此结合而成；

外管，由金属材料构成，将所述测温触点收容于该外管的前端部内或者收容于安装在所述前端部的前端罩内，并且一对所述热电偶丝从该外管的基端部突出；

绝缘部件，由绝缘材料构成，配置于所述外管内，并且将一对所述热电偶丝与所述外管绝缘，且将一对所述热电偶丝固定于所述外管；以及

玻璃密封部件，由玻璃材料构成，填充于所述外管的所述基端部内以及在所述外管的所述基端部上所安装的保持件内的至少一方，并且对所述外管内进行密封，

在配置于所述外管内的一对所述热电偶丝的表面，形成有一对所述热电偶丝的表面的金属材料氧化而成的钝化膜。

本申请的另一方式为温度测定装置，具备温度传感器、以及与所述温度传感器电连接且用于所述温度传感器测定温度的控制单元，在温度测定装置中，

所述温度传感器具有：

一对热电偶丝，由相互不同的金属材料构成；

测温触点，由一对所述热电偶丝的前端彼此结合而成；

外管，由金属材料构成，将所述测温触点收容于该外管的前端部内或者收容于安装在所述前端部的前端罩内，并且一对所述热电偶丝从该外管的基端部突出；

绝缘部件，由绝缘材料构成，配置于所述外管内，并且将一对所述热电偶丝与所述外管绝缘，且将一对所述热电偶丝固定于所述外管；以及

玻璃密封部件，由玻璃材料构成，填充于所述外管的所述基端部内以及在所述外管的所述基端部上所安装的保持件内的至少一方，并且将所述外管内密封，

在配置于所述外管内的一对所述热电偶丝的表面，形成有一对所述热电偶丝的表面的金属材料氧化而成的钝化膜，

所述控制单元基于在一对所述热电偶丝上生成的电动势的变化，计算所述温度传感器的输出温度，并且对伴随着所述钝化膜的形成而在所述输出温度上产生的误差进行修正。

所述一方式的温度传感器通过有意在一对热电偶丝的表面形成钝化膜，从而在温度传感器的使用时，不易在一对热电偶丝的表面形成钝化膜。具体而言，在温度传感器的制造时，有意使一对热电偶丝的表面的金属材料氧化，在一对热电偶丝的表面形成钝化膜。而且，在制造完温度传感器的状态下，将形成有钝化膜的一对热电偶丝收容于外管内，使外管内的一对热电偶丝与外管的外部切断。

由此，在温度传感器的使用时，即使氧被获取到外管内，由于钝化膜的存在，也抑制了一对热电偶丝被氧进一步氧化。因此，抑制在温度传感器的使用时，一对热电偶丝中的材料组成进一步产生变化。其结果，在温度传感器的使用时，能够使在一对热电偶丝上生成的电动势难以产生误差。

故此，根据所述一方式的温度传感器，能够使由温度传感器测定的输出温度难以产生误差。

所述另一方式的温度测定装置具备用于温度传感器测定温度的控制单元。控制单元在温度传感器的使用时，基于在一对热电偶丝上生成的电动势的变化，计算温度传感器的输出温度。该控制单元被用于具有形成有钝化膜的一对热电偶丝的温度传感器。而且，控制单元对随着钝化膜的形成而在输出温度上产生的误差进行修正。

由此，控制单元能够将随着钝化膜的形成而在一对热电偶丝的电动势上产生的误差考虑在内地计算温度传感器的输出温度。故此，根据所述另一方式的温度测定装置，能够使由温度传感器测定的输出温度难以产生误差，并且能够更准确地计算温度传感器的输出温度。

另外，在本申请的一方式以及另一方式中示出的各构成要素的括号内的附图标记虽然表示与实施方式中的图中的附图标记的对应关系，但并非将各构成要素仅限定于实施方式的内容。

附图说明

关于本申请的目的、特征、优点等通过参照附图的下述的详细记叙而更加明确。本申请的附图如以下所示。

图1是表示实施方式的温度传感器的主要部分的剖面图。

图2是表示实施方式的温度传感器的剖面图。

图3是表示实施方式的测温触点的周边的剖面图。

图4是表示实施方式的图1的IV-IV剖面图。

图5是表示实施方式的其他温度传感器的主要部分的剖面图。

图6是表示实施方式的其他外管的基端部的周边的剖面图。

图7是表示实施方式的其他外管的基端部的周边的剖面图。

图8是表示实施方式的其他温度传感器的主要部分的剖面图。

图9是表示实施方式的玻璃密封部件用的平板的立体图。

图10是表示实施方式的测定温度范围与误差的关系的图表。

图11是表示构成实施方式的温度传感器的护套热电偶的制造方法的流程图。

图12是表示实施方式的护套热电偶的制造过程、且表示已准备的护套销的说明图。

图13是表示实施方式的加热温度与加热时间的关系的图表。

图14是表示实施方式的护套热电偶的制造过程、且表示刮除了护套销的基端部中的绝缘部件后的状态的说明图。

图15是表示实施方式的护套热电偶的制造过程、且表示在一对热电偶丝的前端部形成了测温触点的状态的说明图。

图16是表示实施方式的护套热电偶的制造过程、且表示在外管的前端部安装了前端罩、在外管的基端部配置了平板的状态的说明图。

图17是表示实施方式的其他热电偶的制造过程、且表示向外管内插通了一对热电偶丝的状态的说明图。

图18是表示实施方式的其他热电偶的制造过程、且表示在外管的基端部内填充了玻璃密封部件的状态的说明图。

图19是表示实施方式的其他热电偶的制造过程、且表示向外管内填充了绝缘部件的状态的说明图。

图20是表示实施方式的其他热电偶的制造过程、且表示在一对热电偶丝的前端部形成了测温触点的状态的说明图。

具体实施方式

关于上述的温度传感器以及温度测定装置的优选的实施方式，参照附图进行说明。

＜实施方式＞

如图1以及图2所示，本方式的温度传感器1具备一对热电偶丝2、测温触点3、外管4、前端罩42、绝缘部件5以及玻璃密封部件6。一对热电偶丝2分别由相互不同的金属材料构成。测温触点3是一对热电偶丝2的前端彼此接合而成的。外管4由金属材料构成，将测温触点3收容于安装在前端部401的前端罩42内，并且使一对热电偶丝2从基端部402突出。前端罩42安装于外管4的前端外周部，并将外管4的前端侧X1封堵。

绝缘部件5由绝缘材料构成，配置于外管4内，并且将一对热电偶丝2与外管4绝缘，并将一对热电偶丝2固定于外管4。玻璃密封部件6由玻璃材料构成，填充于外管4的基端部402内，并且将外管4内密封。如图3所示，在配置于外管4内的一对热电偶丝2的表面，形成有一对热电偶丝2的表面上的金属材料氧化而生成的钝化膜22。

如图2所示，本方式的温度测定装置100除了温度传感器1以外，还具备与温度传感器1电连接、用于温度传感器1的温度测定的控制单元8。控制单元8基于在一对热电偶丝2上产生的电动势的变化，计算温度传感器1的输出温度，并且修正伴随钝化膜22的形成而在输出温度产生的误差。

如图1以及图2所示，在本方式的温度传感器1中，前端侧X1是指在沿着外管4的中心轴线的轴向X上，相对于外管4设有测温触点3的一侧。基端侧X2是指在轴向X上与前端侧X1相反的一侧。

以下，详细说明本方式的温度传感器1以及温度测定装置100。

(温度传感器1)

如图2所示，温度传感器1为车载用温度传感器，用于测定在汽车中的内燃机(发动机)的进气管内或者排气管内流动的流体的温度。本方式的温度传感器1配置于排气管15，用于测定在排气管15内流动的作为测定环境下的测定对象气体G的废气的温度。在通过控制装置(电子控制单元)8进行内燃机的燃烧控制时利用废气的温度。此外，废气的温度例如能够用于检测配置于排气管的排气净化催化剂的温度。此外，温度传感器1例如也能够配置于使排气管内的废气向进气管再循环的排气再循环路径的进气管。

如图12所示，本方式的一对热电偶丝2、外管4以及绝缘部件5利用作为护套销12而一体成形的部件。关于温度传感器1的主要部分，由一对热电偶丝2、测温触点3、外管4、绝缘部件5以及玻璃密封部件6形成为护套热电偶11。图4是表示与护套热电偶11以及护套销12的轴向X正交的剖面。

如图2所示，温度传感器1还具备将护套热电偶11保持于内周侧的第一壳体71以及第二壳体72、安装于第二壳体72的基端侧罩73、以及保持于基端侧罩73内的衬套74。第一壳体71安装于外管4的外周，第二壳体72安装于第一壳体71的外周。第二壳体72安装于在排气管15设置的安装孔。此外，衬套74保持与一对热电偶丝2连接的端子件75。

(外管4)

外管4也被称作护套管或者金属护套，由不锈钢(SUS、NCA)、Ni基耐热合金(NCF)等金属材料构成。如图12所示，外管4利用了具有圆筒形状的护套销12的外管。外管4的前端部401由金属材料封堵。如图1所示，本方式的外管4的前端部401由安装于圆筒部41的前端部401的外周的前端罩42封堵。如图5所示，外管4的前端部401也可以由从圆筒部41的前端部401连续地设置的盖部42A封堵。盖部42A能够由焊接于外管4的圆筒部41的前端的金属片构成。

如图6所示，在外管4的基端部402能够安装用于配置玻璃密封部件6用的平板60的保持件43。保持件43具有漏斗形状，并具有比外管4的外径大的内径的上方开口部431。保持件43用于将平板60熔融后的玻璃材料向外管4的基端部402内填充。保持件43能够被压入外管4的基端部402的外周，并能够铆接固定或者焊接于外管4的基端部402的外周。

在保持件43内配置的平板60的尺寸能够比在外管4的基端部402内配置的情况下大。而且，配置于保持件43内的平板60作为玻璃材料熔融时，该玻璃材料能够从保持件43内流入外管4的基端部402内。由此，能够使大量的玻璃材料熔融，能够向外管4的基端部402内供给足够的玻璃材料。因此，能够通过玻璃密封部件6更有效地密封外管4内。

此外，如图7所示，在使用保持件43的情况下，玻璃密封部件6能够向保持件43内填充，并能够密封外管4的基端部402。在该情况下，保持件43的内径能够设定地比外管4的内径大。而且，通过向保持件43内填充玻璃密封部件6，能够获得更好的压缩效果，能够确保外管4内的高气密性。此外，在该情况下，也能够省去从护套销12的基端部(护套管4的基端部402)刮除绝缘部件5的麻烦。玻璃密封部件6更优选的是填充至保持件43的最大径部。在该情况下，能够获得更好的压缩效果，能够更有效地确保外管4的高气密性。

(一对热电偶丝2)

一对热电偶丝2为了产生所谓的塞贝克效应而由相互不同的金属材料构成。本方式的一对热电偶丝2构成N型的热电偶(护套热电偶11)。根据该构成，容易提高温度传感器1的测温范围。本方式的温度传感器1能够测定1000℃以上的高温的测定对象气体G的温度。热电偶丝2的正极由将Ni(镍)、Cr(铬)、Si(硅)作为主要成分的合金即镍铬硅合金构成。热电偶丝2的负极由将Ni(镍)、Si(硅)作为主要成分的合金即镍硅合金构成。

一对热电偶丝2的直径为φ0.01～2.0mm的范围内。本方式的一对热电偶丝2的直径彼此相等。正极的热电偶丝2的直径与负极的热电偶丝2的直径也可以彼此不同。从制造上以及强度上的观点出发，热电偶丝2的直径难以小于φ0.01mm。此外，若热电偶丝2的直径超过φ2.0mm，则护套热电偶11大型化，可能对温度传感器1的响应性、搭载性等带来不利影响。

如图1以及图3所示，在本方式的一对热电偶丝2的表面形成有绝缘性的钝化膜22。钝化膜22是构成热电偶丝2的导电性的金属材料氧化而形成的膜。钝化膜22阻碍金属材料与氧的接触，具有作为阻碍金属材料的氧化的保护膜的功能。另外，在一对热电偶丝2中的钝化膜22的内侧，形成有具有导电性的基于金属材料的导体部分21。

关于在本方式的正极的热电偶丝2的表面形成的钝化膜22，金属材料中的Cr或者Ni氧化而形成的Cr氧化物或者Ni氧化物含有得最多。根据该构成，容易形成所需厚度的钝化膜22。“含有得最多”的表达是指在构成钝化膜的氧化物中，Cr氧化物或者Ni氧化物的含量最多。在正极的热电偶丝2的钝化膜22中也可以含有Cr氧化物或者Ni氧化物以外的例如Si氧化物等。此外，也可以是正极的热电偶丝2的钝化膜22的几乎全部由Cr氧化物或者Ni氧化物形成。

关于在本方式的负极的热电偶丝2的表面形成的钝化膜22，金属材料中的Ni氧化而形成的Ni氧化物含有得最多。根据该构成，容易形成所需厚度的钝化膜22。“含有得最多”的表达是指在构成钝化膜的氧化物中，Ni氧化物的含量最多。在负极的热电偶丝2的钝化膜22中，也可以含有Ni氧化物以外的例如Si氧化物等。此外，也可以是负极的热电偶丝2的钝化膜22的几乎全部由Ni氧化物形成。

本方式的钝化膜22是在由玻璃密封部件6密封外管4内之前，由一对热电偶丝2的表面氧化而形成的。根据该构成，容易形成钝化膜22。钝化膜22是对作为护套销12而与外管4以及绝缘部件5一体化的一对热电偶丝2进行热处理而形成的。在温度传感器1中的、密封在外管4内的绝缘部件5，形成有粉末间的空隙，一对热电偶丝2能够经由该空隙与氧(空气)接触。

本方式的各热电偶丝2的钝化膜22的厚度为0.3～10μm的范围内。本方式的钝化膜22形成于一对热电偶丝2的表面整体。当钝化膜22为0.3～10μm的厚度的范围内时，难以进一步生长，且难以剥离。此外，钝化膜22的厚度并非一定需要均匀地形成于热电偶丝2的整体。钝化膜22的厚度也可以在热电偶丝2的各部不同。但是，即使在该情况下，配置于外管4内的热电偶丝2部分上的钝化膜22的厚度也优选0.3～10μm的范围内。

在钝化膜22的厚度小于0.3μm的情况下，在温度传感器1的使用时，构成热电偶丝2的金属材料发生氧化，可能发生钝化膜22的厚度变大的变化。此外，在该情况下，可能在热电偶丝2的表面的一部分产生几乎未形成有钝化膜22的部位。在钝化膜22的厚度超过10μm的情况下，在温度传感器1的使用时，存在钝化膜22剥离的隐患。

另外，一对热电偶丝2除了N型以外，也可以构成各种类型的热电偶。例如一对热电偶丝2也可以设为构成K型的热电偶，该K型的热电偶的正极由将Ni以及Cr作为主要成分的镍铬合金构成，负极由将Ni、Al、Si作为主要成分的镍铝合金构成。在该情况下，能够在正极的热电偶丝2形成Cr氧化物或者Ni氧化物。此外，能够在负极的热电偶丝2形成Al氧化物、Si氧化物或者Ni氧化物。

如图2所示，一对热电偶丝2在外管4内以相互平行的状态插通。一对热电偶丝2被从外管4向基端侧X2引出，并经由设于温度传感器1的端子件75以及引线76，连接于外部的控制单元8。控制单元8能够设为与发动机控制单元(ECU)连接的传感器控制单元(SCU)。此外，控制单元8也能够构建为发动机控制单元。

(测温触点3)

如图2所示，测温触点3也被称作热触点，构成一对热电偶丝2的正极的金属材料、与构成负极的金属材料融合而形成为球状。由测温触点3以及位于测温触点3的周边的前端罩42等，形成温度传感器1的测温前端部10。温度传感器1的一对热电偶丝2经由端子件75、引线76等连接于控制单元8内的放大器，由此形成用于测定温度的电路。一对热电偶丝2中的、位于与测温触点3相反一侧的基准触点形成于控制单元8内。测温触点3与基准触点的温度差使一对热电偶丝2产生电动势。

如图1所示，本方式的测温触点3配置于在外管4的前端部401安装的前端罩42内的气相K中。如图8所示，测温触点3也可以通过配置于前端罩42内的填料51而固定于前端罩42。填料51由绝缘性的金属氧化物构成。一对热电偶丝2的前端部201以及测温触点3配置于从外管4的圆筒部41的前端开口部411向前端侧X1突出的位置。

(绝缘部件5)

如图1所示，绝缘部件5由氧化镁(MgO)、氧化铝(Al₂O₃)等金属氧化物的粉末构成。在外管4的内周与一对热电偶丝2的外周的间隙填充有绝缘部件5的粉末。在绝缘部件5的粉末彼此之间形成有空隙。绝缘部件5的粉末在进行减小护套销12的直径的成形时被压缩。而且，通过绝缘部件5的粉末使一对热电偶丝2保持于外管4内。

(玻璃密封部件6)

玻璃密封部件6由含有Bi(铋)的Bi系玻璃、或者含有Pb(铅)的Pb系玻璃构成。Bi系玻璃将Bi₂O₃(氧化铋)作为主要成分，并含有其他氧化物等。其他氧化物有B₂O₃、SrO、ZnO、BaO等。Pb系玻璃将PbO(氧化铅)作为主要成分，并含有其他氧化物等。其他氧化物有B₂O₃、SrO、ZnO、SiO₂等。

玻璃密封部件6使用形成为固体状的玻璃的平板60，在使该平板60熔融之后固化而形成。此外，在使用Bi系玻璃或者Pb系玻璃时，通过将平板60加热至例如400～700℃，能够使该平板60熔融。如图9所示，平板60具有能够***外管4的基端部402的内周或者保持件43的内周的大小。此外，平板60具有能够使一对热电偶丝2插通的两个插通孔601。

(控制单元8)

控制单元8具有用于执行温度传感器1的温度测定的放大器、以及根据由一对热电偶丝2生成的电动势计算温度传感器1的输出温度的计算机。以下的输出温度以及修正后输出温度在计算机内计算出。在一对热电偶丝2生成的电动势的变化在控制单元8中被转换为输出温度的变化。在控制单元8中，电动势与输出温度的关系被构建为关系映射。而且，在控制单元8中，与电动势的大小相应地，由温度传感器1测定出的测定对象气体G的温度被作为输出温度而输出。

本方式的温度传感器1由于在一对热电偶丝2上形成有钝化膜22，因此与在一对热电偶丝2上未形成钝化膜22的通常的温度传感器相比，一对热电偶丝2的导体部分21的截面面积较小。而且，认为在本方式的温度传感器1生成的电动势与在通常的温度传感器1生成的电动势相比而稍小。

在本方式的温度传感器1中，由于在一对热电偶丝2形成有钝化膜22，因此在由控制单元8输出的输出温度中可能产生误差。为此，在本方式的控制单元8的关系映射中，与在一对热电偶丝2生成的电动势相应地，输出对由于钝化膜22的形成而在输出温度中产生的误差进行修正后的修正后输出温度。

输出温度的修正能够以下述那样进行，使用形成有钝化膜22的一对热电偶丝2，对设定为规定的检查温度的气体的温度进行测定，并基于测定出的输出温度与检查温度之差来进行输出温度的修正。输出温度的修正是通过变更电动势与输出温度的关系映射以使测定出的输出温度与检查温度之差消失来进行的。换言之，输出温度的修正是通过变更对电动势计算出的输出温度来进行的。

输出温度的修正能够通过以下的线性估计修正来进行。如图10所示，求出检查温度Tm与测定出的输出温度T1的误差ΔT。而且，在测定温度范围(℃)与误差(℃)的关系图表中，绘制经过作为温度传感器1的基准温度T0的基准触点的温度即0℃、与ΔT℃的直线L。该直线L的斜率为ΔT/Tm。于是，将每次测定出的输出温度设为T1，基于线性估计修正的修正后输出温度T2能够根据T2＝T1+T1×ΔT/Tm计算出。

直线L的斜率ΔTa/Tm也能够如以下那样求出。即，检查温度Tm采用彼此高度不同的多个温度，对多个检查温度Tm求出测定出的输出温度T1与检查温度Tm的误差ΔT。于是，直线L的斜率ΔTa/Tm能够使用误差ΔT的平均值ΔTa来求出。此外，直线的斜率也能够作为下述直线的斜率求出，即，对于多个检查温度Tm的测定出的输出温度T1与检查温度Tm的误差ΔT，作为穿过0℃的直线进行回归分析，进行该回归分析后的直线的斜率。

此外，输出温度T1的修正也能够通过将测定出的输出温度T1对于检查温度Tm以何种程度的比例不同作为误差率α而求出，并将该误差率α与输出温度T1相乘来进行。误差率α被作为α＝Tm/T1求出。在该情况下，修正后输出温度T2能够将测定的输出温度T1乘以误差率α，作为T2＝T1×α来求出。另外，误差率α也能够设为对于多个检查温度Tm，测定出的输出温度T1与检查温度Tm的误差率α的平均值。

(制造方法)

接下来，参照图11的流程图说明制造作为本方式的温度传感器1的主要部分的护套热电偶11的方法。

首先，准备在外管4内由绝缘部件5保持一对热电偶丝2的护套销12(图11的步骤S1)。如图12所示，在护套销12中，一对热电偶丝2从前端侧X1以及基端侧X2的两端突出。

接着，将护套销12在存在空气的气氛下以500～800℃加热适当时间(步骤S2)。此时，空气经由在护套销12中的绝缘部件5存在的空隙与一对热电偶丝2接触，使一对热电偶丝2的表面中的金属材料氧化。而且，在一对热电偶丝2的表面形成作为氧化膜的钝化膜22。

护套销12的加热温度与加热时间能够以下述方式适当设定，即对形成于热电偶丝2的钝化膜22的厚度进行确认，使钝化膜22的厚度成为0.3～10μm。如图13所示，在加热温度与加热时间之间存在越升高加热温度越能够缩短加热时间的关系。加热时间例如能够设定为0.5～50小时。若将加热温度设为800℃左右，则认为加热时间可以为0.5小时左右。此外，若将加热温度设为500℃左右，则认为加热时间需要10小时左右。

接着，如图14所示，在维持一对热电偶丝2以及外管4的状态下，刮除护套销12的基端部中的绝缘部件5(步骤S3)。此时，绝缘部件5能够通过进行喷丸加工等来刮除。此外，在外管4的基端部402形成刮除绝缘部件5之后的空间403。接着，如图15所示，使从护套销12的前端部突出的一对热电偶丝2的前端部201彼此相对，并且使用激光等使其熔融，将前端部201彼此接合来形成测温触点3(步骤S4)。

接着，如图16所示，在护套销12的外管4的前端部401安装前端罩42，并进行铆接、焊接等将前端罩42固定于外管4的前端部401(步骤S5)。此时，能够在前端罩42内配置用于将测温触点3固定于前端罩42的、由金属氧化物的粉末构成的填料51(参照图8)。另外，也可以在进行步骤S2之前，进行步骤S3以及S4。此外，也可以在进行步骤S3之前，进行步骤S4以及S5。

接着，如该图所示，在外管4的基端部402的空间403内，配置用于形成玻璃密封部件6的平板60(步骤S6)。此时，使从外管4的基端部402突出的一对热电偶丝2的基端部202，插通于平板60的插通孔601。接着，将外管4的基端部402以及平板60加热，使平板60熔融(步骤S7)。

接着，在结束平板60等的加热之后，熔融的平板60冷却、固化而成为玻璃密封部件6。而且，外管4的基端部402由玻璃密封部件6密封，外管4内通过玻璃密封部件6与外部切断。这样，来制造作为温度传感器1的主要部分的护套热电偶11。

(钝化膜22)

护套销12是阶段性地对在内部配置有一对热电偶丝2以及绝缘部件5的外管4进行缩径加工而形成的。该缩径加工是为了防止一对热电偶丝2的表面氧化，而在几乎不含氧的还原气氛下进行的。因此，在通常的温度传感器1的护套热电偶11中的一对热电偶丝2的表面，不形成钝化膜22。

在本方式的温度传感器1中，有意在一对热电偶丝2的表面形成钝化膜22。因此，本方式的温度传感器1所使用的护套销12的缩径加工的一部分也能够在含有氧的氧化气氛下进行，而非还原气氛。

(其他制造方法)

此外，热电偶11也能够如以下那样不使用护套销12地制造。首先，如图17所示，向外管4的内周插通一对热电偶丝2。此时，将一对热电偶丝2在存在空气的气氛下以500～800℃加热适当时间，在一对热电偶丝2的表面形成钝化膜22。接着，如图18所示，使用平板60向外管4的基端部402内填充玻璃密封部件6。接着，如图19所示，以玻璃密封部件6位于下侧的方式改变外管4的朝向，向外管4内的玻璃密封部件6的上方填充绝缘部件5。接着，如图20所示，使一对热电偶丝2的前端部201彼此融合，形成测温触点3。之后，在外管4的前端部401安装前端罩42，从而能够制造热电偶11。

(作用效果)

本方式的温度传感器1有意在一对热电偶丝2的表面形成钝化膜22，从而在温度传感器1的使用时，难以在一对热电偶丝2的表面形成钝化膜22。具体而言，在温度传感器1的制造时，有意使一对热电偶丝2的表面中的金属材料氧化，在一对热电偶丝2的表面形成钝化膜22。而且，在制造温度传感器1的状态下，将形成有钝化膜22的一对热电偶丝2收容于外管4内，且使外管4内的一对热电偶丝2与外管4的外部切断。

由此，在温度传感器1的使用时，即使氧被获取到外管4内，也由于钝化膜22的存在，抑制一对热电偶丝2被氧进一步氧化。因此，抑制在温度传感器1的使用时，一对热电偶丝2中的导体部分21的材料组成进一步产生变化。其结果，在温度传感器1的使用时，能够使在一对热电偶丝2生成的电动势难以产生误差。

故此，根据本方式的温度传感器1，能够使由温度传感器1测定的输出温度难以产生误差。

此外，本方式的温度测定装置100具备用于温度传感器1的温度测定的控制单元8。该控制单元8对随着一对热电偶丝2中的钝化膜22的形成而在输出温度产生的误差进行修正。由此，控制单元8能够将随着钝化膜22的形成而在一对热电偶丝2的电动势上产生的误差考虑在内地计算温度传感器1的输出温度。故此，根据本方式的温度测定装置100，能够使由温度传感器1测定的输出温度难以产生误差，并且能够更准确地计算温度传感器1的输出温度。

在具有以往的护套热电偶的温度传感器中，在温度传感器的制造初期，形成尽量不在一对热电偶丝2的表面形成钝化膜22的状态。这是因为钝化膜22使热电偶丝2的导体部分21的材料组成产生变化，是使应用了一对热电偶丝2的温度传感器的测定特性恶化的重要因素。

但是，在温度传感器1的制造时，在向外管4的基端部402填充玻璃密封部件6来将外管4内密封时，外管4内残留有空气。而且，温度传感器1在使用时被测定对象气体G加热时，外管4内的空气中存在的氧使一对热电偶丝2的表面逐渐氧化。由此，温度传感器1的使用期间越长，一对热电偶丝2引起的电动势上产生的误差越变大，可能使温度传感器1的输出温度产生更大的误差。

在本方式的温度传感器1中，目的在于抑制在输出温度上产生的误差逐渐变大从而使温度传感器1的输出特性随时间而发生变化。而且，在本方式的温度传感器1中，在其制造初期，有意在一对热电偶丝2的表面形成钝化膜22。由此，即使温度传感器1的使用期间变长，一对热电偶丝2中的钝化膜22的厚度也难以产生变化，温度传感器1的输出特性难以随时间产生变化。

故此，在本方式的温度传感器1中，能够提高温度的测定精度。此外，可以说在本方式的温度传感器1中，残留在外管4内的空气中的氧的浓度难以产生变化。

(实施例)

在本例中，示出了实施方式所示的温度传感器1的护套热电偶11的例子，并确认了形成于该护套热电偶11中的一对热电偶丝2的钝化膜22的厚度。

本例的一对热电偶丝2由N型的护套热电偶11构成。本例的外管4由内径：φ2.3mm、厚度：0.3mm、材质：NCF601(超级不锈钢)构成。本例的绝缘部件5由MgO的粉末构成。本例的玻璃密封部件6由外径：φ1.5mm、长度：1.5mm、气孔率：2.5体积％、材质：Pb系玻璃(PbO的含有比率：70质量％)构成。

此外，在制造本例的护套热电偶11时，将护套销12在600℃的炉内加热了4小时。而且，确认到在一对热电偶丝2的表面形成有1.0μm的厚度的钝化膜22。在本例中，护套热电偶11的其他制造方法也与实施方式所记载的内容相同。

本申请不仅限于实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进一步构成不同的实施方式。此外，本申请包含各种变形例、等同范围内的变形例等。

Claims (5)

1.一种温度传感器(1)，其特征在于，具备：

一对热电偶丝(2)，由相互不同的金属材料构成；

测温触点(3)，由一对所述热电偶丝的前端彼此结合而成；

外管(4)，由金属材料构成，将所述测温触点收容于该外管的前端部(401)内或者收容于安装在所述前端部的前端罩(42)内，并且一对所述热电偶丝从该外管的基端部(402)突出；

绝缘部件(5)，由绝缘材料构成，配置于所述外管内，并且将一对所述热电偶丝与所述外管绝缘，且将一对所述热电偶丝固定于所述外管；以及

玻璃密封部件(6)，由玻璃材料构成，填充于所述外管的所述基端部内以及在所述外管的所述基端部上所安装的保持件(43)内的至少一方，并且对所述外管内进行密封，

在配置于所述外管内的一对所述热电偶丝的表面，形成有一对所述热电偶丝的表面的金属材料氧化而成的钝化膜(22)。

2.如权利要求1所述的温度传感器，其中，

所述钝化膜的厚度在0.3～10μm的范围内。

3.如权利要求1或2所述的温度传感器，其中，

一对所述热电偶丝构成N型的热电偶，

一对所述热电偶丝中的正极的热电偶丝含有Ni、Cr以及Si，

一对所述热电偶丝中的负极的热电偶丝含有Ni以及Si，

形成于所述正极的热电偶丝的表面的钝化膜中，Cr氧化物或者Ni氧化物的含量最多，

形成于所述负极的热电偶丝的表面的钝化膜中，Ni氧化物的含量最多。

4.如权利要求1～3中任一项所述的温度传感器，其中，

所述钝化膜是由所述玻璃密封部件密封所述外管内之前一对所述热电偶丝的表面氧化而形成的。

5.一种温度测定装置(100)，具备温度传感器(1)、以及与所述温度传感器电连接且用于所述温度传感器测定温度的控制单元(8)，所述温度测定装置(100)的特征在于，

所述温度传感器具有：

一对热电偶丝(2)，由相互不同的金属材料构成；

测温触点(3)，由一对所述热电偶丝的前端彼此结合而成；

外管(4)，由金属材料构成，将所述测温触点收容于该外管的前端部(401)内或者收容于安装在所述前端部的前端罩(42)内，并且一对所述热电偶丝从该外管的基端部(402)突出；

绝缘部件(5)，由绝缘材料构成，配置于所述外管内，并且将一对所述热电偶丝与所述外管绝缘，且将一对所述热电偶丝固定于所述外管；以及

玻璃密封部件(6)，由玻璃材料构成，填充于所述外管的所述基端部内以及在所述外管的所述基端部上所安装的保持件(43)内的至少一方，并且对所述外管内进行密封，

在配置于所述外管内的一对所述热电偶丝的表面，形成有一对所述热电偶丝的表面的金属材料氧化而成的钝化膜(22)，

所述控制单元基于在一对所述热电偶丝上生成的电动势的变化，计算所述温度传感器的输出温度，并且对伴随着所述钝化膜的形成而在所述输出温度上产生的误差进行修正。

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