[发明专利]使用了形状记忆合金的温度传感器及其制造方法

说明书

本发明涉及一种使用了形状记忆合金的温度传感器(SMA)，特别是涉及这样一种使用了形状记忆合金的温度传感器，其用于探测在临界温度之下的相对低温储存的制品被暴露在外的情况。

一般来说，现已知传统金属材料在受到了超过其弹性系数的塑性变形后将保持变形后的形状。相反，形状记忆合金(以下称作SMA)在变形原因消失后，或者在SMA在经受了屈服点处的塑性变形之后又对变形SMA进行了高于转换温度的热处理后，SMA具有返回其原始形状的固有特性。现有钛-镍型、铜型、铁型等合金，它们的马氏体变形和形状记忆等性能以及它们在低温或高温下的晶体结构已经被研究。因此，SMA现在可以用于多种领域。特别是，SMA在热处理后可以用作特定元件或具有特定形状，从而用在基于温度的形状记忆等预定用途中。

在这些方面，SMA已经在致动器等的功能装置中用作高精度部件和温度传感器；此外还已经以平板、丝线等形式用作固定件而简单地固定在制品上，从而在超过了预定变形温度时返回其自身固有的形状，以指示温度。换言之，固定件可以容易地用于判断包括冻肉等在内的冷冻制品和包括牛奶在内的冷藏食品是否在处理或运输过程中暴露在临界温度之上。

一种使用了SMA的温度传感器的典型技术公开于美国专利No.5,735,607中。该专利涉及形状记忆合金制融化传感器，用于持久地指示诸如冷冻乳制品和冻肉等食物因暴露在熔化温度之上-即使是短时间暴露-而造成的损坏，以及诸如血液和某些不稳定药品等冷冻医药制品-旦暴露在融点或其他高温下-即使后来温度又返回了安全值-而造成的损坏，这种暴露是在运输或处理过程中因处理不当或制冷设备故障而导致的。这样可以防止这些制品被不小心使用。

SMA传感器在其奥氏体温度处改变形状，而且如果温度返回原始值，传感器也不会返回其在马氏体相态下的原始形状。换言之，SMA传感器的至少一个部件在临界温度之下具有第一形状，而在临界温度之上具有第二形状，其中每个部件在温度升高到临界温度之上时获得第二形状，但在温度回落到临界温度之下时不返会第一形状；多个指示器中安装着这种部件，当部件位于第一形状时，指示器遮盖住指示表面，而当部件位于第二形状时，指示器不会遮住指示表面。

然而，该专利中还包括一种结构，在根据形状记忆合金的变形特性而将该合金制成第二形状后，该结构可以防止合金返回第一形状，这样就导致了整个融化传感器的结构复杂化。此外，融化传感器并不是被强制采用形状记忆合金的固有形状变化。因此，融化传感器的缺点是昂贵且只能用于特定的制品，而不能用于普通的便宜制品。另外，使用融化传感器必然伴随着繁琐的操作，即为了安装融化传感器，必须将底座附着在制品上。为了确认融化传感器的操作，必须仔细地检查底座上的指示器的状态。

本发明的一个目的是提供一种使用了形状记忆合金的温度传感器，其可以容易地连接在需要低温储存的制品上，并且因此而可以简单地判断制品是否因长时间暴露在临界温度之上或因储存了很长时间而导致损坏，此外还要提供这种传感器的制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种使用了形状记忆合金的温度传感器，其可以指示需要低温储存的制品是否被暴露在临界温度之上，此外还要提供这种传感器的制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种使用了形状记忆合金的温度传感器，其包括一个条形组件，该组件是由多个肘钉或成对肘钉彼此连接成的组合体，而且传感器可以通过订书机而容易地连接到需要低温储存的制品上，从而可以简单地判断制品是否因长时间暴露在临界温度之上或因储存了很长时间而导致损坏，此外还要提供这种传感器的制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种使用了形状记忆合金的温度传感器，其包括一个条形组件，该组件包括多个由不同结构的元件组成的配对肘钉，以使其中一个肘钉具有用于显示制品非正常状态的指示部分，而且传感器可以通过订书机而容易地连接到需要低温储存的制品上，从而可以简单地判断制品是否因长时间暴露在临界温度之上或因储存了很长时间而导致损坏，此外还要提供这种传感器的制造方法。

本发明的另一个目的是提供一种使用了形状记忆合金的温度传感器，其包括一个由多个肘钉构成的条形组件，传感器可以在临界温度之下通过一个订书机而容易地连接到需要低温储存的制品上，同时又通过另一个订书机而制成第二形状，另一方面，在被暴露在临界温度之上时，传感器可以变成第一形状而从制品上脱出，以提示制品已损坏，此外还要提供这种传感器的制造方法。