DE10022229A1

DE10022229A1 - Infrarotwellenleitervorrichtung

Info

Publication number: DE10022229A1
Application number: DE10022229A
Authority: DE
Inventors: Yi-Shou Hsu
Original assignee: Actherm Inc
Current assignee: Actherm Inc
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2020-05-09
Also published as: US6425688B1; DE10022229B4

Abstract

Eine Infrarotwellenleitervorrichtung, die für die Verwendung in allen Arten von präzisen Erfassung- und Temperaturabtastvorrichtungen geeignet ist, die auf eine kontaktbasierte oder kontaktlose Messung, Steuerung, Aufzeichnung, Überwachung und Untersuchung einer zu messenden Wärmequelle gerichtet ist und ein Wellenleiterrohr (30), ein Gehäuse (10), in dem eine Thermosäule (40) untergebracht ist, einen Thermistor (50), eine Leiterplatte (60) und eine hintere Abdeckung (20) für Haltezwecke enthält. Ein vorderes Ende des Wellenleiterrohrs (30) ist mit einer Abdeckung (31) versehen, um den Eintritt von Staub zu verhindern. Das Gehäuse (10) und die hintere Abdeckung (20) sind aus Kunststoff gebildet. Die Verbindung des Gehäuses (10) und der hinteren Abdeckung (20) ist geeignet einstellbar, um das Anbringen verschiedener Thermosäulen (40) zu ermöglichen. Die Konstruktion als Ganzes ist dauerhaft, leicht und kompakt und besitzt eine längere Nutzungsdauer und bevorzugte Oxidationsschutzfähigkeiten. Außerdem sichert sie eine stabile Qualität während der Massenproduktion und ist leicht herzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Wellenleitervorrichtungen und insbeson dere eine Infrarotwellenleitervorrichtung, die für sämtliche hochgenauen Er fassungs- und Temperaturabtast-Vorrichtungen geeignet ist.

Bei verhältnismäßig fortschrittlichen Temperaturabtastvorrichtungen wie etwa pistolenförmigen Ohrtemperatursensoren ist allgemein eine Temperaturabtast einrichtung in einer Meßspitze angeordnet. Die Meßeinrichtung kann Kon takttemperaturmessungen und kontaktlose Temperaturmessungen ausführen. Das dabei verwendete Prinzip besteht hauptsächlich darin, die durch die Tem peratur der gemessenen Quelle erzeugte Infrarotstrahlung zu induzieren, diese mittels eines Infrarottemperatur-Abtastinstruments und Thermistors zu ver gleichen und das gemessene Temperaturausgangssignal in Digitalanzeigen umzusetzen. Ein Hauptnachteil besteht darin, daß das Gehäuse der obener wähnten Vorrichtung allgemein die Form eines Metallrohrs besitzt, das ver hältnismäßig schwer, teuer und voluminös ist. Außerdem ist seine oxidations hemmende Wirkung schlecht und das Infrarottemperatur-Abtastelement kann nicht nach Belieben ersetzt werden; die Geschwindigkeit der Abtastung und der Messung ist langsam usw.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Infrarotwellenleitervor richtung zu schaffen, die die obenerwähnten Nachteile nicht besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Infrarotwellenleiter vorrichtung nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht der Infrarotwellenleiter vorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Infrarotwellenleiter vorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der zusammengebauten Infrarot wellenleitervorrichtung;

Fig. 4 eine schematische Ansicht der Konstruktion eines Gehäuses der Infrarotwellenleitervorrichtung von hinten; und

Fig. 5 eine schematische Ansicht der in einen pistolenförmigen Ohrtempe ratursensor eingebauten Infrarotwellenleitervorrichtung.

Wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt, enthält die erfindungsgemäße Infrarotwellen leitervorrichtung ein Gehäuse 10. Sein hinteres Teil besitzt einen größeren Durchmesser und ist mit mehreren Haltestufen 11 zum Eingriff mit einer hin teren Abdeckung 20 versehen. Beide Seiten der hinteren Abdeckung 20 besit zen vorstehende Haltenasen 21 mit Befestigungslöchern zum Durchleiten von Befestigungselementen für Befestigungszwecke. Die hintere Abdeckung 20 ist ferner mit symmetrischen Haltestäben 22 versehen. Da sowohl das Gehäuse 10 als auch die hintere Abdeckung 20 aus Kunststoff hergestellt sind, sind die Haltestäbe 22 federnd und biegsam, so daß das Vorderteil an irgendeiner der Haltestufen 11 gehalten wird, um den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 10 und der hinteren Abdeckung 20 zum Ersatz einer in dem Gehäuse 10 vor gesehen Thermosäule einstellen zu können. An der Vorderseite des Gehäuses 10 mit einem kleineren Durchmesser ist ein ebenfalls aus Kunststoff ausgebil detes Wellenleiterrohr 30 angebracht. Das Wellenleiterrohr 30 ist auf die zu messende Wärmequelle ausgerichtet und kann die Infrarotstrahlung, die durch die Wärme erzeugt wird, deren Temperatur gemessen werden soll, zuführen. Um den Eintritt von Staub in das Wellenleiterrohr 30 zu verhindern, ist ein vorderer Öffnungsabschnitt des Wellenleiterrohrs 30 mit einer durchsichtigen Abdeckung 31 versehen (die aus Kunststoff ausgebildet sein kann). Abgese hen davon, daß das Gehäuse 10, die hintere Abdeckung 20 und das Wellen leiterrohr 30 als Ganzes aus Kunststoff ausgebildet sind, sind ihre Außen- und Innenoberflächen mittels Elektroplattieren, Aufdrucken, Ankleben usw. zum Erzeugen vieler Funktionen mit Metallschichten versehen.

In dem Gehäuse 10 sind mehrere symmetrische L-förmige Halteeinrichtungen 12 zum Halten einer Thermosäule 40 vorgesehen. Eine Vorderseite der Ther mosäule 40 steht in Kontakt mit dem Wellenleiterrohr 30. Um eine dichte Verbindung zur Aufnahme der Infrarotstrahlung zu erzielen, ist zwischen der Thermosäule 40 und dem Wellenleiterrohr ein Dichtungsring 32 vorgesehen. Nach dem Zusammenbau des Gehäuses 10 und der hinteren Abdeckung 20 grenzen die Halteständer 23 und ein mittiger Zylinderständer 24 in der hinte ren Abdeckung 20 gerade an die Thermosäule 40, so daß eine feste Verbin dung erzielt und ein Lösen vermieden wird. Der Bleidraht eines Thermistors 50 ist in einer am einem Ende des Zylinderständers 24 ausgebildeten Kerbe 241 angeordnet, so daß er in die richtige Lage gedrückt wird, um Umge bungstemperaturänderungen zu erfassen. An den Haltestäben 23 ist eine Lei terplatte 60 angebracht, an der die Elektrosignal-Anschlußbeine der Thermo säule 40 und des Thermistors 50 angelötet sind. Mittels der elektrisch leiten den Kupferfolie auf der Leiterplatte 60 können die gemessenen Temperatur änderungen aus der Erfindung nach außen ausgegeben werden.

Mittels der Konstruktion des Gehäuses 10 und der hinteren Abdeckung 20 kann die Thermosäule 40 in dem Gehäuse 10 durch eine Thermosäule eines anderen Herstellers und durch ein anderes Modell ersetzt werden. Der Zwi schenraum zwischen dem Gehäuse 10 und der hinteren Abdeckung 20 ermög licht eine Luftkonvektion, so daß der Thermistor 50 in dem Gehäuse 10 einen Temperaturausgleich mit der Umgebung erzielen kann. Mit anderen Worten, der Thermistor 50 kann die Temperaturen gleichmäßig abtasten, um eine schnelle Erfassung von Umgebungstemperaturänderungen zu ermöglichen, so daß die Messung präzis und genau ist.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann die Erfindung im tatsächlichen Gebrauch in eine pistolenförmige Temperaturabtastvorrichtung eingebaut sein, um Tempe raturen schnell mittels Kontaktmessung und kontaktloser Messung zu messen.

Angesichts des Vorstehenden besitzt die Erfindung wenigstens die folgenden Vorteile:

1. Die Verwendung eines neuen Materials und eines neuen Herstellungsver fahrens zum Ersetzen des Standes der Technik, der vollständig Metall verwendet.
2. Das Wellenleiterrohr, das Gehäuse und die hintere Abdeckung der Erfin dung sind aus Kunststoff hergestellt, dessen Außenoberflächen mit einer Metallschicht beschichtet sind. Im Vergleich zum Stand der Technik, der vollständig Metall verwendet, besitzt die Erfindung eine längere Nut zungsdauer und eine bevorzugte Oxidationsschutzfähigkeit.
3. Die Erfindung ist leicht und kompakt und kann somit eine Verringerung der Größe der Erzeugnisse ermöglichen und die Produktentwurfsfreiheit erhöhen.
4. Die Oberfläche des Wellenleiterrohrs der Erfindung ist gegenüber dem Stand der Technik bevorzugt glatt und ermöglicht eine beständige Qua lität während der Massenproduktion.
5. Die Erfindung ist leicht zu verarbeiten und kann auf Bestellung in ver schiedenen Größen hergestellt werden.
6. Die Kosten sind proportional zur Qualität.
7. Es können Bodenschätze gespart werden.

Claims

1. Infrarotwellenleitervorrichtung, die für die Verwendung in allen Arten von präzisen Erfassungs- und Temperaturabtastvorrichtungen geeignet ist, die auf eine kontaktbasierte oder kontaktlose Messung, Steuerung, Aufzeichnung, Überwachung und Untersuchung einer zu messenden Wärmequelle gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
sie ein Wellenleiterrohr (30), ein Gehäuse (10) und eine hintere Abdec kung (20) umfaßt
das Wellenleiterrohr (30), das Gehäuse (10) und die hintere Abdeckung (20) aus Kunststoff ausgebildet sind, während ihre Außenoberflächen mit
einer Metallschicht versehen sind, eine Vorderseite des Wellenleiterrohrs (30) eine durchsichtige Abdec kung (31) besitzt und an einer Vorderseite des Gehäuses (10) vorgesehen ist,
die Oberfläche des Gehäuses (10) mit der hinteren Abdeckung (20) ver bunden ist,
zwischen dem Gehäuse (10) und der hinteren Abdeckung (20) ein geeig neter Zwischenraum ausgebildet ist und
in dem Gehäuse (10) Bauelemente wie etwa eine Thermosäule (40), eine Leiterplatte (60), ein Thermistor (50) usw. angeordnet sind.

2. Infrarotwellenleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Wellenleiterrohr (30) in dem Gehäuse (10) angeordnet ist, um eine Verbindung mit der Thermosäule (40) zu erreichen, wobei zwischen dem Wellenleiterrohr (30) und der Thermosäule (40) ein Dichtungsring (32) zum Erzielen einer dichten Verbindung angeordnet ist.

3. Infrarotwellenleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Oberfläche des Gehäuses (10) mit mehreren Haltestufen (11) verse hen ist, während die hintere Abdeckung (20) mit mehreren symmetrischen Haltestäben (22) versehen ist, die elastisch an den Haltestufen (11) festgehal ten werden, wobei die hintere Abdeckung (20) an ihren beiden Seiten für Befestigungszwecke mit Haltenasen (21) mit Befestigungslöchern versehen ist.

4. Infrarotwellenleitervorrichtung nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) mehrere symmetrische L-förmige Halteeinrichtun gen (12) zur Aufnahme der Thermosäule (40) angeordnet sind, wobei die hintere Abdeckung (20) mit mehreren symmetrischen Halteständern (23) und mit einem mittigen Zylinderständer (24) versehen ist, wobei die Halteständer (23) so beschaffen sind, daß sie die Leiterplatte (60) halten, wobei der Zylin derständer (24) mit einer Kerbe (241) zur Aufnahme des Thermistors (50) ausgebildet ist, wobei die Elektrosignal-Anschlußbeine der Thermosäule (40) und des Thermistors (50) an der Leiterplatte (60) angelötet sind, wobei die Halteständer (23) und der Zylinderständer (24) an die Thermosäule (40) an grenzen, wenn die hintere Abdeckung (20) und das Gehäuse (10) zusammen gebaut sind.