DE202007001719U1

DE202007001719U1 - Temperaturmessvorrichtung

Info

Publication number: DE202007001719U1
Application number: DE202007001719U
Authority: DE
Original assignee: Raytek GmbH
Current assignee: Raytek GmbH
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: US7703978B2; US20080187023A1

Abstract

Temperaturmessvorrichtung, umfassend:
einen Temperaturfühler; und
mindestens zwei miteinander verbundene quer zueinander verlaufende Leiterplatten, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Temperaturfühler und einem Anschlusskabel.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturmessvorrichtung, insbesondere eine Temperaturmessvorrichtung mit einem Infrarotmesskopf zur berührungslosen Messung von Temperaturen.
Bei der berührungslosen Messung der Temperatur eines Objekts wird die von dem Objekt abgestrahlte Wärmestrahlung durch einen Detektor erfasst, in ein elektrisches Signal umgewandelt und über ein Kabel einer Auswerteeinheit zugeführt. Nun kann es dazu kommen, dass das Kabel bei rapiden Änderungen der Umgebungstemperatur diesen Temperaturgradienten in den Temperaturmesskopf einträgt und ein unerwünschter Wärmefluss von dem Kabel zu dem in dem Temperaturmesskopf befindlichen Detektor erfolgt. Dieser unerwünschte Wärmeeintrag führt bei großen Temperaturgradienten in der Außentemperatur zu Messfehlern.
Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, eine Leiterplatte zwischen dem Detektor und dem Verbindungskabel parallel zu dem Detektor anzuordnen und auf der Leiterplatte die Leitungsbahnen in einer Mäanderstruktur auszuführen, um einen verlängerten Leitungsweg beziehungsweise eine größere Fläche zu erhalten, auf der mehr Wärme mittels Wärmeübertragung an die Umgebung abgegeben werden kann, womit die Gefahr von Messfehlern reduziert werden soll.
Nachteilig an derartigen Ausführungen ist, dass nur ein eng begrenzter Raum zur Aufbringung besagter Mäanderstrukturen zur Verfügung steht und ein zufriedenstellender Austrag von Wärme nicht erreicht werden kann. Dies hat unter anderem Auswirkungen auf das Messverhalten des Detektors bei starken Temperaturschwankungen der Umgebungstemperatur.
Aufgabe der Erfindung ist die Reduzierung des Wärmeeintrags der Zuleitungen, vorzugsweise bei gleichzeitig konstant niederohmiger elektrischer Kontaktierung.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Temperaturmessvorrichtung geschaffen, umfassend einen Temperaturfühler; und mindestens zwei miteinander verbundene quer zueinander verlaufende Leiterplatten, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Temperaturfühler und einem Anschlusskabel.
Durch die zwei miteinander verbundenen und quer zueinander verlaufenden Leiterplatte steht eine größere Oberfläche zur Verfügung, auf der in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung mäanderförmige elektrische Leitungen zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Temperaturfühler und dem Anschlusskabel vorgesehen sind. Die einzelnen mäanderförmigen Leitungen können elektrisch miteinander verbunden sein.
Durch das mäanderförmige Muster der Verbindungsleiter erfolgt eine verbesserte Wärmeabgabe, da durch diese Struktur ein verlängerter Leitungsweg geschaffen wird und somit mehr Wärme über das Leiterplattenmaterial sowie die umgebende Luft abgeleitet werden kann. Als Folge davon ist die Messvorrichtung unempfindlicher gegenüber starken Schwankungen in der Außentemperatur.
Unter "quer" zueinander verlaufenden Leiterplatten sind generell Leiterplatten zu verstehen, die nicht parallel zueinander verlaufen. In einer bevorzugten Ausgestaltung verlaufen die Leiterplatten jedoch senkrecht zueinander. Insbesondere können die zwei Leiterplatten sich entlang ihrer jeweiligen Mittellinien kreuzen. Außerdem können die Leiterplatten so angeordnet sein, dass ihre Längsachsen senkrecht zu dem Temperaturfühler verlaufen. Indem die zwei Leiterplatten gekreuzt und senkrecht zur Lage des Detektors angeordnet sind, entsteht eine größere Fläche zur Aufbringung der Mäanderstrukturen, was zusätzlich eine Wärmeübertragung fördert.
Vorzugsweise gehen von dem Anschlusskabel mehrere Litzen aus, wobei sich an jede Litze eine mäanderförmige Leitung anschließt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Leiterplatten kann auf einer jeden Seite jeder Leiterplatte eine mäanderartige Struktur, die mit einer einzelnen Litze in Verbindung steht, angeordnet werden, so dass der Wärmeeintrag des Kabels auf mindestens vier Flächen verteilt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung durchzieht die mäanderartige Struktur der jeweiligen Verbindungsleiter die gesamte Länge und/oder Breite einer Leiterplattenseite. Dies hat den Vorteil einer weiteren Verlängerung der Wärmeleitung. Nach einer Ausgestaltung können die Leiter auch lediglich über die gesamte Länge der Leiterplatte aufgebracht sein oder so angeordnet werden, dass sie um auf der Leiterplatte befestigte Bauteile herum aufgebracht werden und dabei die gesamte freie Fläche ausnutzen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung der Anordnung der einzelnen Teile einer Temperaturmessvorrichtung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung; und
2: die Anordnung der Leiterplatten gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
1 zeigt einen insgesamt mit 7 bezeichneten Sensorkopf mit seinen wichtigsten Bestandteilen. Der Sensorkopf besteht aus einem Optiktubus 1, in welchem ein Detektor 5 zur Erfassung einfallender Wärmestrahlung sowie eine Optik 8 angeordnet sind. Dieser Detektor 5 ist mit zwei Leiterplatten 4, 4' verbunden, welche senkrecht zu ihm angeordnet und gekreuzt zusammengesteckt sind. Auf diesen Leiterplatten sind elektrische Leiter 6 in der Form von Mäanderstrukturen angeordnet, welche auf der einen Seite von vier hier nicht dargestellten Litzen 20, 21, 22, 23 ausgehen und auf der anderen Seite mit dem Detektor verbunden sind. Diese vier Litzen sind Bestandteile des Kabels 2. Das Kabel 2 überträgt ein elektrisches Signal auf eine Auswerteeinheit 3. Wenn sich das Kabel 2 aufgrund einer sprunghaften Änderung der Umgebungstemperatur erwärmt, kommt es über die vier nicht dargestellten Litzen und die sich daran anschließenden elektrischen Leiter 6 zu einer Übertragung der Wärme. Bei einer herkömmlichen Bauweise mit nur einer Leiterplatte würde diese Wärme über die Leiter zu dem Detektor weitergeleitet und würde damit Messfehler zur Folge haben. Bei der vorliegenden Erfindung jedoch wird durch die Mäanderstruktur der elektrischen Leiter 6 und die gekreuzte und gekippte Bauweise der Leiterplatten 4, 4' ein verlängerter Leitungsweg geschaffen, so dass die Wärme mittels Wärmeübertragung über das Material der Leiterplatten und die die Leiterplatten umgebende Luft abgegeben wird und so ein Wärmeaustrag erfolgt. Ebenfalls zur Verringerung der Übertragung der Wärme sind die elektrischen Leiter 6 besonders dünn ausgestaltet.
Die 2 veranschaulicht vor allem den Zusammenhang zwischen den Kabelbestandteilen, den Leiterplatten und den Mäanderstrukturen. Die Litzen 20, 21, 22, 23 sind jeweils mit einer Seite einer Leiterplatte 4, 4' verbunden. An sie schließt sich jeweils ein elektrischer Leiter 6 an, welcher mäanderartig geformt ist. Am anderen Ende ist dieser elektrische Leiter dann mit dem nicht dargestellten Detektor 5 verbunden.

1: Optiktubus
2: Kabel
3: Auswerteeinheit
4, 4': Leiterplatten
5: Detektor
6: Mäander
7: Sensorkopf
8: Optik
20, 21, 22, 23: Litzen

Claims

Temperaturmessvorrichtung, umfassend: einen Temperaturfühler; und mindestens zwei miteinander verbundene quer zueinander verlaufende Leiterplatten, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Temperaturfühler und einem Anschlusskabel.
Temperaturmessvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zwei Leiterplatten senkrecht zueinander verlaufen.
Temperaturvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zwei Leiterplatten sich entlang ihrer jeweiligen Mittellinien kreuzen.
Temperaturvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Längsachsen der zwei Leiterplatten senkrecht zu dem Temperaturfühler verlaufen.
Temperaturvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zwei Leiterplatten jeweils eine oder mehrere elektrische Leitungen aufweisen, zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Temperaturfühler und dem Anschlusskabel, und wobei die elektrischen Leitungen mäanderförmig auf den jeweiligen Leiterplatten verlaufen.
Temperaturvorrichtung nach Anspruch 5, wobei von dem Anschlusskabel mehrere Litzen ausgehen, und sich an jede Litze eine mäanderförmige Leitung anschließt.
Temperaturvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei sich die mäanderförmigen Leitungen im Wesentlichen über die gesamte Länge und/oder Breite der jeweiligen Leiterplatte erstrecken.