DE10022229B4

DE10022229B4 - Infrarotwellenleitervorrichtung

Info

Publication number: DE10022229B4
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: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2020-05-09
Also published as: DE10022229A1; US6425688B1

Abstract

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, wobei
sie ein Wellenleiterrohr (30), ein Gehäuse (10) und eine hintere Abdeckung (20) umfaßt
das Wellenleiterrohr (30), das Gehäuse (10) und die hintere Abdeckung (20) aus Kunststoff ausgebildet und ihre Außenoberflächen mit einer Metallschicht versehen sind,
die Vorderseite des Wellenleiterrohrs (30) eine durchsichtige Abdeckung (31) besitzt und an der Vorderseite des Gehäuses (10) vorgesehen ist,
die Oberfläche des Gehäuses (10) mit der hinteren Abdeckung (20) verbunden ist,
zwischen dem Gehäuse (10) und der hinteren Abdeckung (20) ein geeigneter Zwischenraum ausgebildet ist und
in dem Gehäuse (10) eine Thermosäule (40), eine Leiterplatte (60) und ein Thermistor (50) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft Infrarotwellenleitervorrichtung, die für sämtliche hochgenauen Erfassungs- und Temperaturabtast-Vorrichtungen geeignet ist.
Bei verhältnismäßig fortschrittlichen Temperaturabtastvorrichtungen wie etwa pistolenförmigen Ohrtemperatursensoren ist allgemein eine Temperaturabtasteinrichtung in einer Meßspitze angeordnet. Die Meßeinrichtung kann Kontakttemperaturmessungen und kontaktlose Temperaturmessungen ausführen. Das dabei verwendete Prinzip besteht hauptsächlich darin, die durch die Temperatur der gemessenen Quelle erzeugte Infrarotstrahlung zu induzieren, diese mittels eines Infrarottemperatur-Abtastinstruments und Thermistors zu vergleichen und das gemessene Temperaturausgangssignal in Digitalanzeigen umzusetzen. Ein Hauptnachteil besteht darin, daß das Gehäuse der obenerwähnten Vorrichtung allgemein die Form eines Metallrohrs besitzt, das verhältnismäßig schwer, teuer und voluminös ist. Außerdem ist seine oxidationshemmende Wirkung schlecht und das Infrarottemperatur-Abtastelement kann nicht nach Belieben ersetzt werden; die Geschwindigkeit der Abtastung und der Messung ist langsam usw.

DE 299 04 637 U1 offenbart einen Fühler für Mittelohrthermometer mit einer Baueinheit aus einem Wellenleiter und einem Sensor, die innerhalb einer konischen Hülle mit einem offenen Ende befestigt ist.

DE 299 11 642 U1 offenbart ein Ohrthermometermessteil, wobei das Messteil ein Außengehäuse, eine IR-Strahlenröhre, einen Positioniersitz und einen IR-Sensor umfasst.

DE 197 13 608 A1 offenbart eine Messspitze für ein Strahlungsthermometer mit einer Eintrittsöffnung für die zu messende Strahlung, die durch eine von der Eintrittsöffnung ausgehenden Wellenleitereinrichlung zu einem Strahlensensor geleitet wird, der ein Sensorgehäuse umfasst, das mit der Wellenleitereinrichtung thermisch gekoppelt ist.

EP 0 871 023 A1 offenbart ein IR-Thermometer mit einem IR-Sensor und einem Wellenleiter, wobei ein zweites wärmeleitfähiges Rohr zwischen der Probe und dem Wellenleiter bereitgestellt wird, das von einem ersten Rohr und dem IR-Sensor thermisch isoliert ist.

EP 0 447 455 B1 offenbart einen Ohrtemperaturdetektor mit einem Gehäuse, einem am Gehäuse sitzenden Ansatz, der in ein Ohr eingesetzt werden kann, einem Temperaturdisplay und einer Elektronik im Gehäuse zur Umwandlung von Strahlung in eine Temperaturanzeige.

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

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

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:

1 eine perspektivische schematische Ansicht der Infrarotwellenleitervorrichtung;

2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Infrarotwellenleitervorrichtung;

3 eine schematische Schnittansicht der zusammengebauten Infrarotwellenleitervorrichtung;

4 eine schematische Ansicht der Konstruktion eines Gehäuses der Infrarotwellenleitervonichtung von hinten; und

5 eine schematische Ansicht der in einen pistolenförmigen Ohrtemperatursensor eingebauten Infrarotwellenleitervorrichtung.

Wie in den 1 bis 4 gezeigt, enthält die erfindungsgemäße Infrarotwellenleitervonichtung ein Gehäuse 10. Sein hinteres Teil besitzt einen größeren Durchmesser und ist mit mehreren Haltestufen 11 zum Eingriff mit einer hinteren Abdeckung 20 versehen. Beide Seiten der hinteren Abdeckung 20 besitzen 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 vorgesehen Thermosäule einstellen zu können. An der Vorderseite des Gehäuses 10 mit einem kleineren Durchmesser ist ein ebenfalls aus Kunststoff ausgebildetes Wellenleitenohr 30 angebracht. Das Wellenleitenohr 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 Wellenleitenohr 30 zu verhindern, ist ein vorderer Öffnungsabschnitt des Wellenleiterrohrs 30 mit einer dwchsichtigen Abdeckung 31 versehen (die aus Kunststoff ausgebildet sein kann). Abgesehen davon, daß das Gehäuse 10, die hintere Abdeckung 20 und das Wellenleiterrohr 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 Thermosäule 40 steht in Kontakt mit dem Wellenleitenohr 30. Um eine dichte Verbindung zur Aufnahme der Infrarotstrahlung zu erzielen, ist zwischen der Thermosäule 40 und dem Wellenleitenohr 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 hinteren Abdeckung 20 gerade an die Thermosäule 40, so daß eine feste Verbindung 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 Umgebungstemperaturänderungen zu erfassen. An den Haltestäben 23 ist eine Leiterplatte 60 angebracht, an der die Elektrosignal-Anschlußbeine der Thermosäule 40 und des Thermistors 50 angelötet sind. Mittels der elektrisch leitenden Kupferfolie auf der Leiterplatte 60 können die gemessenen Temperaturänderungen 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 Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 10 und der hinteren Abdeckung 20 ermöglicht 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 5 gezeigt ist, kann die Erfindung im tatsächlichen Gebrauch in eine pistolenförmige Temperaturabtastvorrichtung eingebaut sein, um Temperaturen 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 Herstellungsverfahrens zum Ersetzen des Standes der Technik, der vollständig Metall verwendet.
(2) Das Wellenleiterrohr, das Gehäuse und die hintere Abdeckung der Erfindung 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 Nutzungsdauer 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 Qualität während der Massenproduktion.
(5) Die Erfindung ist leicht zu verarbeiten und kann auf Bestellung in verschiedenen Größen hergestellt werden.
(6) Die Kosten sind proportional zur Qualität.
(7) Es können Bodenschätze gespart werden.

Claims

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, wobei sie ein Wellenleiterrohr (30), ein Gehäuse (10) und eine hintere Abdeckung (20) umfaßt das Wellenleiterrohr (30), das Gehäuse (10) und die hintere Abdeckung (20) aus Kunststoff ausgebildet und ihre Außenoberflächen mit einer Metallschicht versehen sind, die Vorderseite des Wellenleiterrohrs (30) eine durchsichtige Abdeckung (31) besitzt und an der Vorderseite des Gehäuses (10) vorgesehen ist, die Oberfläche des Gehäuses (10) mit der hinteren Abdeckung (20) verbunden ist, zwischen dem Gehäuse (10) und der hinteren Abdeckung (20) ein geeigneter Zwischenraum ausgebildet ist und in dem Gehäuse (10) eine Thermosäule (40), eine Leiterplatte (60) und ein Thermistor (50) angeordnet sind.
Infrarotwellenleitervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellenleiterrohr (30) in das Gehäuse (10) hineinragt und eine Verbindung mit der Thermosäule (40) aufweist, wobei zwischen dem Wellenleiterrohr (30) und der Thermosäule (40) ein Dichtungsring (32) zum Erzielen einer dichten Verbindung angeordnet ist.
Infrarotwellenleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Gehäuses (10) mit mehreren Haltestufen (11) versehen ist, die hintere Abdeckung (20) mit mehreren symmetrischen Haltestäben (22) versehen ist, die elastisch an den Haltestufen (11) festgehalten werden, und die hintere Abdeckung (20) an zwei gegenüberliegenden Seiten für Befestigungszwecke mit Haltenasen (21) mit Befestigungslöchern versehen ist.
Infrarotwellenleitervorrichtung nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (10) mehrere symmetrische L-förmige Halteeinrichtungen (12) zur Aufnahme der Thermosäule (40) angeordnet sind, die hintere Abdeckung (20) mit mehreren symmetrischen Halteständern (23) und mit einem mittigen Zylinderständer (24) versehen ist, wobei die Halteständer (23) die Leiterplatte (60) halten, wobei der Zylinderständer (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) angrenzen, wenn die hintere Abdeckung (20) und das Gehäuse (10) zusammengebaut sind.