DE102019008210A1

DE102019008210A1 - Mehrpunkt- Temperatursensorvorrichtung

Info

Publication number: DE102019008210A1
Application number: DE102019008210.9A
Authority: DE
Inventors: Chen-Chien Hsu; Cheng-Te Hsu
Original assignee: Hsu Chen Chien; Hsu Cheng Te
Current assignee: Hsu Chen Chien; Hsu Cheng Te
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2039-11-28
Also published as: DE102019008210B4

Abstract

Eine Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung enthält eine Gehäuseeinheit (1) und eine in der Gehäuseeinheit (i) montierte Sensoreinheit (2). Die Sensoreinheit (2) enthält eine Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') und einen parallel zur Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21) platzierten gemeinsamen Draht (24). Jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') weist ein Ende auf, an dem ein Sensor (22) montiert ist. Die Enden der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') sind in einer Längsrichtung voneinander beabstandet. Die Sensoren (22) sind mit der Vielzahl der Signalübertragungsleitungen (21; 21') und dem gemeinsamen Draht (24) elektrisch verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung und insbesondere eine Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung mit einer Vielzahl von Sensoren in paralleler Beziehung zu einem gemeinsamen Draht, um das Volumen zu reduzieren und eine einfache Herstellung zu erlauben.
Temperatursensoren enthalten generell einen in einem Gehäuse montierten Sensor und verwenden ein Koaxialkabel zum Übertragen/Senden der von dem Sensor detektierten Temperatur oder Feuchtigkeit. In einem in der 13 gezeigten Beispiel sind Metalldrähte B1 auf beiden Seiten eines Sensors B an einen Leitungsdraht A1 und ein Metallgewebe A3 eines Koaxialkabels A durch einen Leitungsanschluss B bzw. einen Kupferanschluss B2 genietet. Ferner befindet sich der Sensor B außerhalb einer inneren Isolierschicht A2 und ist durch eine Isolierhülse E isoliert, um zu verhindern, dass die Metalldrähte B1 kurzgeschlossen werden, was einen Ausfall des Sensors B verursacht. Somit muss der Temperatursensor bei der Montage den Leitungsanschluss D, den Kupferanschluss B2 und die Isolierhülse E enthalten, was die Materialkosten anhebt.
Außerdem muss bei der Montage des Temperaturdetektors das Metallgewebe A3 als erstes nach hinten zurückgezogen oder gedehnt werden, bevor der Leitungsanschluss D genietet wird, um die Metalldrähte B1 des Sensors B und den Leitungsdraht A1 des Koaxialkabels A zu bedecken, und wird dann die Isolierhülse E montiert. Als nächstes nimmt das Metallgewebe A3 seine ursprüngliche Gestalt wieder an. Dann werden ein Ende des Metallgewebes A3 und des Metalldrahts B1 durch den Kupferanschluss bzw. die Kupferanschlussklemme B2 geklemmt. Ein Metallgehäuse C kann danach montiert werden. Die Montageprozeduren sind kompliziert und erhöhen die Arbeitskosten.
Falls mehrere Sensoren B in dem Metallgehäuse C erforderlich sind, um zu ermöglichen, dass der Temperaturdetektor eine Detektion an mehreren Orten durchführt, werden mehrere Koaxialkabel A verwendet, um eine jeweilige Verbindung mit den mehreren Sensoren B herzustellen, was zu einer komplizierten Herstellung und Montage, Notwendigkeit einer erheblichen Arbeit und Materialkosten und einer voluminösen Größe führt.
Somit besteht ein Bedarf an einem neuartigen Temperatursensor, der die oben genannten Nachteile lindert und/oder vermeidet.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung bereitzustellen, die eine Sensoreinheit mit einer Vielzahl von Signalübertragungsleitungen, die in einer Längsrichtung angeordnet sind, aufweist. Jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen weist ein Ende auf, an dem ein Sensor montiert ist. Eine gemeinsame Leitung ist mit den Sensoren elektrisch verbunden. Somit weist die Sensoreinheit ein erheblich reduziertes Volumen auf und kann bequem hergestellt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe liefert die vorliegende Erfindung eine Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung mit einer Gehäuseeinheit und einer in der Gehäuseeinheit montierten Sensoreinheit. Die Sensoreinheit enthält eine Vielzahl von Signalübertragungsleitungen und einen gemeinsamen Draht, der parallel zur Vielzahl von Signalübertagungsleitungen platziert ist. Jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen weist ein Ende auf, an dem ein Sensor montiert ist. Die Enden der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen sind in einer Längsrichtung voneinander beabstandet. Die Sensoren sind mit der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen und dem gemeinsamen Draht elektrisch verbunden.
In einem Beispiel enthält jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen einen Leiter und eine Isolierhülle, die einen äußeren Umfang des Leiters bedeckt. Jeder Sensor enthält einen Messabschnitt und erste und zweite Verbindungsabschnitte auf beiden Seiten des Messabschnitts. Der erste Verbindungsabschnitt ist in der Isolierhülle angeordnet und mit dem Leiter elektrisch verbunden. Der zweite Verbindungsabschnitt ist gebogen und liegt an einer Außenseite der Isolierhülle an.
In einem Beispiel ist der zweite Verbindungsabschnitt mit dem gemeinsamen Draht durch Schweißen verbunden.
In einem anderen Beispiel enthält die Sensoreinheit ferner eine Vielzahl von Anschlüssen bzw. Anschlussklemmen, die aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind. Jeder Sensor ist mit einer zugehörigen der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen und dem gemeinsamen Draht durch einen der Vielzahl von Anschlüssen bzw. eine der Vielzahl von Anschlussklemmen verbunden (bonded), so dass jeder Sensor mit dem gemeinsamen Draht elektrisch verbunden ist. Jeder der Vielzahl von Anschlüssen verbindet den zweiten Verbindungsabschnitt eines zugehörigen Sensors und den gemeinsamen Draht mit einer Außenseite der Isolierhülle.
In einem weiteren Beispiel enthält der gemeinsame Draht eine Vielzahl von Kontaktabschnitten, die ringförmig sind, und erstreckt sich der zweite Verbindungsabschnitt jedes Sensors durch einen zugehörigen der Vielzahl von Kontaktabschnitten, um dadurch eine elektrische Verbindung mit dem gemeinsamen Draht herzustellen.
In einem weiteren Beispiel enthält der zweite Verbindungsabschnitt jedes Sensors einen Kontaktabschnitt, der ringförmig ist, und erstreckt sich der gemeinsame Draht durch die zweiten Verbindungsabschnitte der Sensoren und ist damit elektrisch verbunden.
Die vorliegende Erfindung wird im Lichte der folgenden ausführlichen Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen dieser Erfindung, die in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben sind, klarer werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine explosionsartige Querschnittsansicht, die eine Signalübertragungsleitung und einen Sensor der Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung von 1 darstellt.
3 zeigt eine Querschnittsansicht der Signalübertragungsleitung und des Sensors von 2.
4 zeigt eine Ansicht ähnlich wie 3 mit einem gebogenen zweiten Verbindungsabschnitt des Sensors.
5 zeigt eine Ansicht ähnlich wie 4 mit einem an den Sensor geschweißten gemeinsamen Draht.
6 zeigt eine schematische Seitenansicht, die eine Vielzahl von an einen gemeinsamen Draht geschweißten Sensoren darstellt.
7 zeigt eine schematische Ansicht, die Verbinder bzw. Bonden eines Sensors und eines gemeinsamen Drahtes darstellt.
8 zeigt eine schematische Seitenansicht, die Verbinden bzw. Bonden einer Vielzahl von Sensoren und eines gemeinsamen Drahtes darstellt.
9 zeigt eine schematische Ansicht, die eine elektrische Verbindung zwischen zweiten Verbindungsabschnitten einer Vielzahl von Sensoren und Kontaktabschnitten eines gemeinsamen Drahtes darstellt.
10 zeigt eine schematische Ansicht, die einen gemeinsamen Draht darstellt, der sich durch Kontaktabschnitte einer Vielzahl von Sensoren und in Kontakt damit erstreckt.
11 zeigt eine schematische Ansicht, die die Verwendung der Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung darstellt.
12 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht einer Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt eine Teil-Querschnittsansicht eines herkömmlichen Temperatursensors.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die 1-6 umfasst eine Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gehäuseeinheit 1 und eine in der Gehäuseeinheit 1 montierte Sensoreinheit 2. Die Gehäuseeinheit 1 enthält ein Gehäuse 11 in der Form eines Metallrohres und einen an ein Ende des Gehäuses 11 montierten Handgriff 12.
Die Sensoreinheit 2 enthält eine Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21, eine Vielzahl von Sensoren 22 und einen gemeinsamen Draht 24. Jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 enthält einen Körper 211 und eine Isolierhülle 212, die einen äußeren Umfang des Leiters 211 bedeckt. Jeder Sensor 22 enthält einen Messabschnitt 221 und erste und zweite Verbindungsabschnitte 222 und 223 auf beiden Seiten des Messabschnitts 221. In dieser Ausführungsform liegt der Körper 211 in der Form eines einadrigen Drahtes vor und ist der gemeinsame Draht 24 ein blanker Metalldraht.
Unter Bezugnahme auf die 2-4 wird bei der Montage der erste Verbindungsabschnitt 222 jedes Sensors 22 von einem Ende einer zugehörigen der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 in die Isolierhülle 212 eingeführt, um durch Kontakt mit dem Leiter 211 in elektrischer Verbindung zu stehen. Dann wird der zweite Verbindungsabschnitt 223 in Richtung zur zugehörigen Signalübertragungsleitung 221 gebogen, um an einer Außenseite der Isolierhülle 212 anzuliegen. Die obigen Prozeduren werden wiederholt, bis alle Sensoren 22 und die Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 montiert sind.
Unter Bezugnahme auf die 1, 5 und 6 werden der gemeinsame Draht 24 und die Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 parallel zueinander platziert. Die Enden der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 werden in einer Längsrichtung voneinander beabstandet. Der zweite Verbindungsabschnitt 223 jedes Sensors 22 wird durch Schweißen mit dem gemeinsamen Draht 24 sicher und elektrisch verbunden. Somit ist die Sensoreinheit 2 montiert und wird dann in dem Gehäuse 11 platziert.
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 besteht der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der obigen Ausführungsform darin, dass die Sensoreinheit 2 ferner eine Vielzahl von Klemmen (Anschlüssen) 23 enthält, die aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie z.B. Metall, hergestellt sind. Der gemeinsame Draht 24 und die Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 sind parallel zueinander angeordnet. Die Enden der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 sind in einer Längsrichtung voneinander beabstandet. Jeder Sensor 22 und der gemeinsame Draht 24 sind an die Außenseite der Isolierhülle 212 einer zugehörigen der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 durch eine der Vielzahl von Klemmen 23 gebondet bzw. damit verbunden. Da die Vielzahl von Klemmen 23 aus einem metallischen Material hergestellt ist, wird der gemeinsame Draht 24, selbst wenn der gemeinsame Draht 24 mit den zweiten Verbindungsabschnitten 223 nicht in Kontakt steht, mit den zweiten Verbindungsabschnitten 223 durch die Vielzahl von Klemmen 23 elektrisch verbunden werden. Ferner sind die Sensoren 22 durch Bonden der zweiten Verbindungsabschnitte 223 der Sensoren 22 an der Außenseite der Isolierhülle 212 durch Verwendung der Vielzahl von Klemmen 23 mit der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 sicher verbunden.
Unter Bezugnahme auf 9 besteht der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und den obigen Ausführungsformen darin, dass der gemeinsame Draht 24 eine Vielzahl von Kontaktabschnitten 241 enthält, die ringförmig sind. Der zweite Verbindungsabschnitt 223 jedes Sensors 22 erstreckt sich durch einen zugehörigen der Vielzahl von Kontaktabschnitten 241, um dadurch eine elektrische Verbindung mit dem gemeinsamen Draht 24 herzustellen.
Unter Bezugnahme auf 10 besteht der Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und den obigen Ausführungsformen darin, dass der zweite Verbindungsabschnitt 223 jedes Sensors 22 einen Kontaktabschnitt 224 enthält, der ringförmig ist. Der gemeinsame Draht 24 erstreckt sich durch die zweiten Verbindungsabschnitte 223 der Sensoren 22 und steht damit elektrisch in Verbindung.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 11 hält ein Benutzer, im Gebrauch, den Handgriff 12 der Gehäuseeinheit 1 und setzt das Gehäuse 11 in ein Essen 3 ein, dessen Temperatur detektiert werden soll. Da die Sensoren 22 an unterschiedlichen Stellen in der Längsrichtung platziert sind, können sie die Temperaturen in unterschiedlichen Tiefen des Essens 3 messen. Die Temperatursignale werden zu einem mit der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21 verbundenen Host-Rechner (nicht gezeigt) übertragen. Die Temperaturen werden vom Host-Rechner angezeigt, so dass der Benutzer entscheiden kann, ob das Essen 3 vollständig erwärmt ist oder auf die vorab festgelegte Temperatur erwärmt worden ist.
Unter Bezugnahme auf die 12 kann der Leiter 211' jeder der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen 21' ein Litzendraht sein und von einer Isolierhülle 212' bedeckt sein.
Obwohl spezielle Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, können zahlreiche Modifikationen und Variationen unverändert möglich sein, ohne aus dem Schutzbereich der Erfindung zu gelangen. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche begrenzt.

Claims

Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung, umfassend eine Gehäuseeinheit (1) und eine in der Gehäuseeinheit (1) montierte Sensoreinheit (2), dadurch gekennzeichnet, dass: die Sensoreinheit (2) eine Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') und einen parallel zur Vielzahl der Signalübertragungsleitungen (21; 21') platzierten gemeinsamen Draht (24) enthält, wobei jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') ein Ende aufweist, an dem ein Sensor (22) montiert ist, wobei die Enden der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') in einer Längsrichtung voneinander beabstandet sind, und wobei die Sensoren (22) mit der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') und dem gemeinsamen Draht (24) elektrisch verbunden sind.
Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') einen Leiter (211; 211') und eine Isolierhülle (212; 212'), die einen äußeren Umfang des Leiters (211; 211') bedeckt, enthält, wobei jeder Sensor (22) einen Messabschnitt (221) und erste und zweite Verbindungsabschnitte (222, 223) auf beiden Seiten des Messabschnitts (221) enthält, wobei der erste Verbindungsabschnitt (222) in der Isolierhülle (212; 212') angeordnet ist und mit dem Leiter (211; 211') elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (223) gebogen ist und an einer Außenseite der Isolierhülle (212; 212') anliegt, und wobei der zweite Verbindungsabschnitt (223) mit dem gemeinsamen Draht (24) durch Schweißen verbunden ist.
Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit (2) ferner eine Vielzahl von Anschlüssen (23) enthält, die aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sind, wobei jeder Sensor (22) mit einer zugehörigen der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') und dem gemeinsamen Draht (24) durch einen der Vielzahl von Anschlüssen (23) verbunden ist, so dass jeder Sensor (22) mit dem gemeinsamen Draht (24) elektrisch verbunden ist.
Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung nach Anspruch 3, wobei jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') einen Leiter (211; 211') und eine Isolierhülle (212; 212') enthält, die einen äußeren Umfang des Leiters (211; 211') bedeckt, wobei jeder Sensor (22) einen Messabschnitt (221) und erste und zweite Verbindungsabschnitte (222, 223) auf beiden Seiten des Messabschnitts (221) enthält, wobei der erste Verbindungsabschnitt (222) in der Isolierhülle (212; 212') angeordnet ist und mit dem Leiter (211; 211') elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (223) gebogen ist und an einer Außenseite der Isolierhülle (212; 212') anliegt, und wobei jeder der Vielzahl von Anschlüssen (23) den zweiten Verbindungsabschnitt (223) eines zugehörigen Sensors (22) und den gemeinsamen Draht (24) mit einer Außenseite der Isolierhülle (212; 212') verbindet.
Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') einen Leiter (211; 211') und eine Isolierhülle (212; 212') enthält, die einen äußeren Umfang des Leiters (211; 211') bedeckt, wobei jeder Sensor (22) einen Messabschnitt (221) und erste und zweite Verbindungsabschnitte (222, 223) auf beiden Seiten des Messabschnitts (221) enthält, wobei der erste Verbindungsabschnitt (222) in der Isolierhülle (212; 212') angeordnet ist und mit dem Leiter (211; 211') elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (223) gebogen ist und an einer Außenseite der Isolierhülle (212; 212') anliegt, wobei der gemeinsame Draht (24) eine Vielzahl von Kontaktabschnitten (221) enthält, die ringförmig sind, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (223) jedes Sensors (22) sich durch einen zugehörigen der Vielzahl von Kontaktabschnitten (241) erstreckt, um dadurch eine elektrische Verbindung mit dem gemeinsamen Draht (24) herzustellen.
Mehrpunkt-Temperatursensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Signalübertragungsleitungen (21; 21') einen Leiter (211; 211') und eine Isolierhülle (212; 212') enthält, die einen äußeren Umfang des Leiters (211; 211') bedeckt, wobei jeder Sensor (22) einen Messabschnitt (221) und erste und zweite Verbindungsabschnitte (222, 223) auf beiden Seiten des Messabschnitts (221) enthält, wobei der erste Verbindungsabschnitt (222) in der Isolierhülle (212; 212') angeordnet ist und mit dem Leiter (211; 211') elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (223) gebogen ist und an einer Außenseite der Isolierhülle (212; 212') anliegt, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (223) jedes Sensors (22) einen Kontaktabschnitt (224) enthält, der ringförmig ist, wobei sich der gemeinsame Draht (24) durch die zweiten Verbindungsabschnitte (223) der Sensoren (22) erstreckt und damit elektrisch verbunden ist.