DK149237B - Fremgangsmaade til fremstilling af temperaturfoelere med ensartede egenskaber. - Google Patents

Description

i 149237

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af temperaturfølere med ensartede egenskaber, indeholdende i det mindste et første og et andet temperaturfølsomt følerelement, der hvert har i det mindste 5 én målelig elektrisk egenskab, der varierer som funktion af temperaturen, midler til elektrisk sammenkobling af det første og det andet følerelement, samt elektriske ledere, der er koblede til følerelementerne og kan tilsluttes et aflæsningsapparat til aflæsning 10 af en til temperaturen svarende værdi af den nævnte egenskab, ved hvilken fremgangsmåde den nævnte elektriske egenskab måles for flere følerelementer ved mindst én bestemt temperatur, hvorefter den elektriske sammenkobling udføres mellem følerelementer med sådanne målte 15 værdier af den elektriske egenskab, at kombinationen af følerelementerne efter sammenkoblingen har en forudbestemt værdi af den elektriske egenskab.

Den ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede føler er først og fremmest bestemt til at anven-20 des ved medicinsk temperaturmåling. Det tilstræbes derfor at gøre fremgangsmåden så enkel og billig, at føleren kan kasseres efter brugen, dvs. at den ikke behøver at genanvendes.

Samtidig skal den dog kunne fremstilles så præ-25 cist, at man med sikkerhed skal kunne stole på de aflæste værdier, der jo er af største betydning netop ved medicinsk anvendelse. For fagmanden er det dog klart, at føleren også kan anvendes i andre sammenhænge, f.eks. ved rent industriel anvendelse, hvor man ønsker 30 en enkel og billig, men dog sikker aflæsning af temperaturen.

Fra US patentskrift nr. 3.109.227 kendes der en fremgangsmåde af den indledningsvis angivne art. Med denne kendte fremgangsmåde tilsigtes frembragt tempera-35 turfølere, der over et stort temperaturområde, f.eks. fra -250°C til +1000°C, har en modstands-temperaturkurve, der ret nøje svarer til en forudbestemt kurve.

Til dette formål måles modstanden af et antal termisto- 149237 2 rer ved to temperaturer, der fortrinsvis ligger i nærheden af enderne af temperaturområdet. De målte modstandsværdier noteres for hver termistor, fortrinsvis på en kuvert, der indeholder den pågældende termistor 5 og kun denne. Herefter udvælges der dels en tilfældig af termistorerne, dels de termistorer, der ved den ene af temperaturerne, f.eks. den laveste, i kombination med den først udvalgte termistor giver en modstandsværdi af kombinationen, der ligger inden for et givet 10 toleranceområde. Herefter undersøges tilpasningen ved den anden temperatur, og blandt termistorerne i den sidst udvalgte gruppe udvælges en, der ved kombination med den først udvalgte termistor ved den anden temperatur giver en modstandsværdi af kombinationen, der 15 ligger inden for et givet toleranceområde. Der fortsættes på samme måde, indtil alle eller så mange som muligt af termistorerne er blevet parrede. Hvis der er tale om et stort temperaturområde, kan termistorernes modstande måles ved flere end to tempera-20 turer. Det er klart, at den kendte fremgangsmåde er omstændelig og særdeles tidskrævende, hvorfor de fremstillede temperaturfølere bliver ret dyre.

Med den foreliggende opfindelse tilsigtes tilvejebragt en til fremstilling af temperaturfølere, 25 specielt til brug i apparater til medicinsk temperaturmåling, egnet fremgangsmåde, der er så enkel og hurtig, at følerne kan fremstilles til en pris, der muliggør éngangsbrug.

Til opnåelse heraf er fremgangsmåden ifølge 30 opfindelsen ejendommelig ved, at den nævnte elektriske egenskab måles for et stort antal følerelementer ved én bestemt temperatur (f.eks. 38°C), og at følerelementerne på grundlag heraf fordeles i grupper, der hver omfatter følerelementer med en given afvigelse 35 af den elektriske egenskab fra en forudbestemt værdi, hvorefter den elektriske sammenkobling uden yderligere måling udføres mellem følerelementer fra sådanne grupper, at den resulterende værdi af den nævnte elektriske o 3 149237 egenskab af kombinationen kommer til at svare til den resulterende værdi, der ville opnås ved en tilsvarende sammenkobling af to følere med de nævnte forudbestemte værdier ved den nævnte temperatur.

5 Målingen af følerelementernes elektriske egen skab, f.eks. modstand, og den efterfølgende sortering i grupper på grundlag af måleresultaterne kan udføres enkelt og hurtigt og er egnet til automatisering.

Efter sorteringen udvælges to grupper, hvis følerele-menter ved den elektriske sammenkobling giver følere med den forudbestemte værdi af den elektriske egenskab, hvorefter hvert følerelement i den ene gruppe blot skal sammenkobles med et vilkårligt følerelement i den anden gruppe. Der skal således ikke foretages nogen vurdering af de eksakte måleværdier for de enkelte følerelementer og en parring af disse på grundlag heraf.

De ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillede følere kan altså produceres særdeles billigt og er 20 derfor egnede til Sngangsbrug. Den fornødne nøjagtighed kan opnås ved at vælge et passende stort antal grupper.

Følerelementerne kan ifølge opfindelsen seriekobles mellem de to elektriske ledere samt udvælges således, at summen af deres afvigelser fra de forud-25 bestemte værdier har en på forhånd bestemt værdi, f.eks. nul.

De nævnte følerelementer udgøres' hensigtsmæssigt af to termistorer, der er fastgjort til en kobberfolie således som det vil blive forklaret nærmere i det følgende

OA

ved beskrivelsen af en foretrukket udførelsesform.

Sorteringen af disse termistorer sker herved hensigtsmæssigt i et temperaturkammer, hvis temperatur er stabiliseret til f.eks. 38°C + 0,5°C eller om muligt endnu bedre.

3 S

Målingen af resistansen af prøveemnet kan ske med en strøm på 300yA, hvilket giver et effektforbrug i komponenten på ca. 270yW, hvilket er så lavt, at temperaturen ikke forøges nævneværdigt.

o 149237 4

Den samme strøm går gennem en referencetermistor som opvarmes ligeså meget. Denne er placeret lige op ad det sted/ hvor prøveemnet måles. Forskellen mellem de to termistorer er da bestemmende for,i hvilken kasse 5 prøveemnet lægges.

F.eks. kan man sortere termistorer med en resistans på 3000Ω i områder, hvis bredde er 0,5% svarende til 15Ω. Disse termistorer kobles siden i seriekobling, således at deres respektive resistanser adderes. En 10 resistans på 6000Ω kan f.eks. fås ved hjælp af to modstande på 3105 og 2895Ω eller ved hjælp af to modstande på nøjagtigt 3000Ω.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan i det væsentlige alle termistorer udnyttes, dvs. med en •*·5 virkningsgrad på 100%.

Monteringen kan siden ske ved, at man ved hjælp af to vakuumpincetter lægger en termistor fra de respektive grupper på et lille stykke kobberfolie og lodder dem fast til denne. De to termistorer kan herefter 20 betragtes som én føler, hvilket gøres i det- følgende på samme måde som beskrivelsen i den samtidigt indleverede DK patentansøgning 2550/80.

Følerelementerne kan ifølge opfindelsen også kobles parallelt under udnyttelse af· formlen ^ ^ = — + ~ . Hvis der i dette tilfælde ønskes en resistans på 6000Ω, kan dette fås ved parallelkobling af f.eks. en modstand på 12100,0Ω med en modstand på 11901,6Ω 30 Fordelen ved at måle på grundlag af en reference- termistor , som kan placeres direkte op til den undersøgte termistor er, at man'slipper for at holde temperaturen på målestedet indenfor - 0,05°C, hvilket ellers ville have været nødvendigt for at tilvejebringe en til 35 medicinsk temperaturmåling tilstrækkelig nøjagtighed.

5 149237

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser en ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstillet temperaturføler, idet visse dele af de 5 forskellige materialelag er fjernet, fig. 2 den samme føler, set fra siden, fig. 3 en forstørrelse af den forreste del af føleren, og fig. 4 en anden udformning af de i føleren anvend-10 te følerelementer.

Den som eksempel viste temperaturføler er som helhed betegnet med 1 i fig. 1 og 3 og med 1' i fig. 4.

Denne føler består i henhold til fig. 1-3 af to termistorer 2 og 3, som er forbundet med hinanden ved hjælp 15 af en mellemleder 4. Hver af disse termistorer udgør altså et følerelement, samtidigt med at de som helhed udgør én føler, således som det fremgår af den følgende del af beskrivelsen.

I fig. 4 er termistorerne i stedet betegnet med 20 henholdsvis 2' og 3', medens mellemlederen udgøres af en kobberfolie, som er betegnet med 4'. 2a' og 2b' betegner her den ene termistors kontakter, medens 3a' og 3b' betegner den anden termistors kontakter.

De to termistorer 2 og 3 er endvidere tilslut-25 tet elektriske ledere henholdsvis 5 og 6. Ved udførelsesformen ifølge fig. 4 sluttes de tilsvarende ledere til kontakterne 2a' og 3a1.

De to elektriske ledere 5 og 6 er indesluttet mellem to indre isolerende lag 7 og 8, der har i 30 forhold til hinanden forskudte huller henholdsvis 9 og 10 ud for de pågældende ledere henholdsvis 6 og 5. Herved blotlægges disse ledere 6 og 5 gennem hullerne 9 og 10. De to isolerende lag 7 og 8 udgøres hensigtsmæssigt af plastbelagt papir, hvilket 35 letter fremstillingen,eftersom varmeforsegling kan anvendes til at forene de to lag med hinanden og med andre materialer. Samtidigt muliggøres anvendelsen af appara-tet ifølge opfindelsen i fugtigt miljø.

6 149237

De to isolerende lag 7 og 8 har endvidere ud for hinanden og ud for føleren beliggende huller 11.

Føleren 1 og de ud for denne beliggende huller 11 er dækket af to isolerende yderlag 12 og 13. Disse 5 yderlag er kun beliggende ved den forreste ende og dækker altså ikke hullerne 9 og 10.

Som det bedst fremgår af fig. 1 har de to elektriske ledere 5 og 6 i det væsentlige samme længde som de to langstrakte isolerende lag 7 og 8, hvor-10 imellem de er beliggende, hvorved føleren 1 er beliggende nær ved en ende, som ovenfor og i det følgende er betegnet som følerens forreste ende, medens de i forhold til hinanden forskudte huller 9 og 10 er beliggende nær ved den modsatte ende af de isolerende lag.

15 De to isolerende yderlag 12 og 13 strækker sig således ud over den forreste ende af de to indre isolerende lag, at de også isolerer enderne af de derimellem liggende ledere 5 og 6. Herved kan denne forreste ende afrundes uden at lederne blotlægges.

20 Den ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremstil lede temperaturføler skal som nævnt indeholde i det mindste et første og et andet temperaturfølerelement 2 og 3, der hvert har en målelig elektrisk egenskab x og y, der varierer som funktion af temperaturen. I henhold 25 til opfindelsen måles den elektriske egenskab for et stort antal følerelementer, og måleresultaterne benyttes til at parre følerelementerne til temperaturfølere med en ønsket værdi af den elektriske egenskab. Nærmere betegnet måles den elektriske egenskab for hvert følerele-30 ment ved kun én temperatur, f.eks. 38°C, hvis føleren skal benyttes til måling af legemstemperaturen, dvs. inden for temperaturområdet 35-42°C, og de målte værdier xl' x27 x3 *** *1' ^2' ¥3 *** benyttes til at fordele følerelementerne 2 og 3 i grupper, der hver indeholder 35 elementer med en forudbestemt afvigelse Δχ^, Axj, Δχ^ ... og Ay-^, Ay2r Ay ... fra en forudbestemt værdi xQ og yQ.

Hver gruppe kan indeholde et meget stort antal følerelementer . Til fremstilling af hver føler kombineres nu følerelanen-

Claims (2)

149237 ter fra sådanne grupper, og de sammenkobles på en sådan måde, at værdien af den elektriske egenskab for føleren bliver lig med den værdi, der ville blive opnået ved samme sammenkobling af følerelementer med de forudbestem-5 te værdier xQ og y . Ved anvendelse af et tilstrækkeligt stort antal grupper kan opnås, at ethvert element i én gruppe kan sammenkobles med ethvert element i en anden gruppe til opnåelse af følere, der alle med en foreskrevet tolerance har den ønskede værdi af den elektriske 10 egenskab. xQ kan være lig med yQ. Ved seriekobling af følerelementerne kan det endvidere gælde, at Ax^ = -Ay^, Δχ2 = -åy2 ... . Seriekobling af et vilkårligt element fra gruppen med afvigelsen Δχβ og et vilkårligt element fra 15 gruppen med afvigelsen Ayn vil da altid føre til en føler med værdien xQ + yQ = 2xq = 2yQ af den elektriske egenskab. Selv om det er mindre indlysende, vil noget tilsvarende også gælde, hvis der anvendes en anden form for 20 sammenkobling end seriekobling, og hvis x er forskellig fra y , og hvis den nævnte relation mellem afvigelserne Δχ og Ay ikke er til stede.

1. Fremgangsmåde til fremstilling af temperatur følere med ensartede egenskaber, indeholdende i det mindste et første og et andet temperaturfølsomt følerelement (2, 3), der hvert har i det mindste én målelig elektrisk egenskab (x, y), der varierer som funktion 30 af temperaturen, midler (4) til elektrisk sammenkobling af det første og det andet følerelement (2, 3), samt elektriske ledere (5, 6), der er koblede til følerelementerne (2, 3) og kan tilsluttes et aflæsningsapparat til aflæsning af en til· temperaturen sva-35 rende værdi af den nævnte egenskab, ved hvilken fremgangsmåde den nævnte elektriske egenskab (x, y) måles for flere følerelementer ved mindst én bestemt tempe-