温度测量仪、尤其手持式红外测量仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于对物体非接触地进行温度测量的测量仪，具有仪器壳体（12）和布置在所述仪器壳体（12）中的用于非接触地进行温度测量的红外传感器（32），以及具有用于将由所述物体发出的红外射束集束到所述红外传感器（32）上的光学元件（52）。根据本发明提出，所述光学元件（52）浮动地支承。
【专利说明】温度测量仪、尤其手持式红外测量仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于非接触地进行温度测量的测量仪、尤其手持式红外测量仪。【背景技术】
[0002]长时间以来已知非接触式温度测量仪。这类仪器由所谓的红外温度测量仪构造。这种测量仪、也称为辐射温度计或高温计探测由物体发射的热辐射，其强度和发射最大的位置取决于其温度。通过测量这些参数能够推断出进行发射的物体的温度。
[0003]已知高温计，其借助IR透镜和热电堆作为探测器测量物体的红外射束并且由此能够确定其表面温度。由DE 20 2005 015 397 Ul已知这种手持式的辐射温度计。这种测量系统的困难在于，测量仪的组件仍然对温度敏感并且例如具有不同的热膨胀系数。
【发明内容】
[0004]本发明的任务在于，提供一种非接触地进行温度测量的测量仪，所述测量仪在很大程度上避免了误测量并且能够保证尽可能精确的测量。
[0005]本发明借助按照权利要求1所述的测量仪解决该问题。
[0006]根据本发明的测量仪具有布置在仪器壳体中的用于非接触地进行温度测量的红外传感器。由待测量的物体、例如壁、顶盖、窗户或者其他探测物体根据其温度辐射出的红外射束通过测量仪中的光学元件集束并且偏转到测量仪的传感器上、尤其红外传感器上。所述仪器的红外传感器、例如热电堆探测器测量红外射束，所述红外射束由仪器的分析单元配属于一温度值。根据本发明所述光学元件在此浮动地支承，以对抗由于测量仪的测量系统的组件的不同温度特性引起的可能的夹紧。
[0007]在此浮动地支承应该理解为元件、在本示例中的光学元件沿至少一个方向或者一个平面的可运动性。因此所述光学元件例如能够沿轴向挤压以占据规定的、例如相应于透镜的焦距的轴向位置，但是沿径向无作用力地支承。也能够替代或附加地，沿轴向也仅间接地将力施加到光学元件上，以使所述元件沿这个方向也获得可运动性。这尤其能够通过弹性支承实现。
[0008]通过浮动地支承一方面能够将光学元件及其保持装置、即例如透镜和相应的透镜支架的不同的热膨胀系数考虑进来，其方式是例如通过弹性元件补偿所述热膨胀系数，另一方面将所述光学元件、例如透镜保持在规定的位置、例如焦距中。
[0009]当轴向或径向的可运动性不损害系统功能时，通过所述浮动地支承能够避免支承元件的内部夹紧的问题。
[0010]在市场上存在的测量仪中，目前使用HDPE (High Density Polyethylen)(高密度聚乙烯)透镜作为光学红外元件，所述透镜带有间隙地安装在透镜支架中，以考虑透镜支架与HDPE透镜的不同的热膨胀系数。由于缺乏灵活性、UV粘胶的可附着性不足够以及常见粘胶的气体析出特性(Ausgaseigenschaft),粘接是不可能的或者是没有意义的。
[0011]通过IR透镜的这种结构，如其由现有技术已知的那样，尤其在产品寿命期间不能明确地确定并且改变以测量仪中的参照物、例如光学标记单元(例如激光)为基准透镜的位置以及由此探测物体上的测量区域。
[0012]用于非接触地进行温度测量的测量仪、尤其手持式红外测量仪的测量系统的根据本发明的构造排除了现有技术的所述缺陷。通过浮动地支承红外温度测量仪的光学IR元件，一方面即使对于更长的时间段也能够确定地保持光学元件的位置，并且另一方面能够将测量系统、尤其光学元件与其保持装置、即例如透镜与相应的透镜支架的不同的热膨胀系数考虑进来。
[0013]对于所期望的测量哪个波长范围是最佳的，原则上取决于待测量的材料及其温度。对于在表示根据本发明的测量仪的一般使用范围的空间温度附近的温度而言考虑中红外波长。
[0014]在此能够使用在热学方面的、尤其在热电学方面的传感器、例如热柱(=热电堆)。对于较高的温度而言也能够使用光电的探测器。
[0015]从约350°C起的温度能够在红外附近通过IR光电二极管确定。因此锗光电二极管例如具有约1.9 ii m的最大接收波长。对更适合的材料InGaAs能够根据1.9至2.6 y m的最大接收波长的组分进行加工。
[0016]从约700°C起的温度能够通过硅光电二极管(最大接收波长约0.9至1.1ym)或者也能够在可见光谱范围中通过比较方法测量。对于硅光电二极管的最大接收波长(1.1 U m)而言具有3000K的温度的物体具有其辐射最大值，但是通过硅光电二极管能够测量约700°C以上的所有温度。
[0017]高温计的温度测量范围通常向上扩展比向下扩展明显更容易，因为随着温度升高福射功率在所有的波长中都升闻。
[0018]所有这些波长在本文献的范围内都称为红外(IR)。
[0019]从属权利要求给出根据本发明的测量仪的有利和/或优选的实施方式。
[0020]有利的是，主张权利的测量仪的光学元件支承在管壳、尤其金属管壳、优选容纳红外传感器的管壳与包围红外光路的IR壳体之间。
[0021]作为IR壳体在本申请的范围内理解为一种壳体、尤其塑料壳体，其包围测量仪中的红外光路并且相对于测量仪内部空间的其他组件屏蔽。在IR壳体中尤其能够存在IR传感器、IR透镜和测量系统的其他元件。在此IR壳体也有利地浮动地支承在测量仪的仪器壳体中。
[0022]作为不仅是光学元件而且是根据本发明的测量系统的红外传感器的保持装置或止挡元件，能够有利地使用由金属、例如铝或锌制成的管壳，所述管壳通过其高的导热性负责热平衡并且通过其热容量使得所述测量系统相对于快速的温度变化具有鲁棒性。
[0023]如果红外传感器在机械方面和热学方面耦接到金属管壳上，则能够利用其热质量使IR传感器的温度保持尽可能恒定。
[0024]所述管壳有利地如此布置在IR壳体中或上，从而使得所述IR壳体将光学元件挤压到管壳上。在此管壳与光学元件的直接接触同样引起了光学元件的热稳定性。
[0025]所述光学元件有利地借助弹性元件挤压管壳，从而规定光学元件的位置、尤其轴向位置，但是例如由于明显的温度变化给出所述元件一定的可运动性。
[0026]在此所述弹性元件例如能够是泡沫塑料元件、尤其泡沫塑料环，其保证了光学元件的浮动支承，但是所述光学元件保持在其尤其轴向的位置中。
[0027]所述弹性元件的替代实施例例如尤其是用于光学元件的弹性的挤压元件，其保证了所述光学元件的浮动支承。
[0028]在一种实施方式中能够规定，在弹性元件的指向光学元件的侧面上设置粘接层。通过在弹性元件的指向透镜的泡沫塑料侧面上的这种粘接层还能够改善光学元件的位置精度，所述粘接层有利地构造为膜而不是带(Tape)，以不减小泡沫塑料的弹性。
[0029]替代地，还能够使用粘接层，其仅覆盖管壳而露出透镜本身。
[0030]在可替代或附加的实施方式中，所述弹性元件也能够例如通过2K注塑技术直接集成到挤压的元件(IR壳体)中或者直接集成到光学元件中。
[0031]IR壳体到弹性元件的泡沫塑料上的挤压面或挤压元件有利地构造为星形筋，以避免由于光学元件与IR壳体的不同热膨胀系数光学而引起的元件的变形。
[0032]由于在尤其以塑料构造的IR壳体的加工方法中(在此能够使用注塑工艺)的局限性，也能够与IR壳体的挤压面或挤压元件的星形结构有所偏差，但是该实施方式也要尽可能好地接近星形。平行的挤压元件同样是可能的。
[0033]在一种有利的实施方式中，所述光学元件本身构造为透镜或IR透镜、有利地尤其构造为菲涅耳透镜。所述透镜能够由玻璃、尤其石英玻璃制成。对于中IR范围可能有意义的是，所述透镜必要时也能够由晶体如锗、CaF2、ZnS、ZnSe、KRS5或者由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)构造。
[0034]替代方案是，用于对IR射束进行集束的光学元件还能够实现为衍射元件(DOE=Diffractive Optical Element)(衍射光学元件)。下面的构思相应地适用于这种元件，只是相应地通过衍射替换反射的特性和组件。
[0035]构造为透镜的光学元件的菲涅耳结构能够两侧地构造或者有利地也能够仅在尤其基本上平坦的光学元件的一侧上构造。有利的是，所述菲涅耳结构朝向传感器对准，从而难以污染透镜。
[0036]为了避免IR透镜在膨胀期间、尤其在热感应膨胀期间钩联(Verhaken)并且相关地变形，所述IR透镜有利地具有不带沟槽或菲涅耳结构的边缘或框架。通过所述边缘或框架使IR透镜贴靠在管壳上、尤其铝管壳上。IR透镜与管壳、尤其金属管壳的直接并且平面的接触与贴靠的沟槽结构相比同时改善了透镜与管壳的热接触。在此管壳与光学元件的直接接触同样有利地造成光学元件的热稳定性。
[0037]上述热接触使得测量仪在温度变化的情况下精度改善，因为管壳与红外传感器/热电堆在热学方面连接，并由此能够使由红外传感器-管壳-透镜组成的整个系统快速地进入到热平衡中。
[0038]通过所述良好的热联接或者热连接，良好地密封所述系统(管壳、IR透镜、红外传感器)，因此有利的是，能够在结构中设置排气通道，以保证压力平衡、尤其管壳内部空间的压力平衡，并由此避免由于尤其热感应的压力变化引起透镜的不期望的变形效应。
[0039]此外通过这种排气通道还能够使透镜与红外传感器之间的结构空间去湿，这也防止了在IR透镜或热电堆上的不期望的冷凝效应。
[0040]根据本发明的测量仪的其他优点由下面对实施例的描述给出。【专利附图】
【附图说明】
[0041]下面借助于附图详细描述本发明。在此参照附图描述本发明的实施方式和包含在其中的各个方面。附图仅仅是示意性的并且不是按照比例的。在附图中相同或类似的附图标记表示相同或类似的元件。
[0042]附图中:
图1示出根据本发明的测量仪的透视概览图，
图2示出图1的测量仪的部件的内部视图，
图3示出图2的测量仪的内部视图，具有安装好的管壳以及光学保持装置和环境温度传感器壳体，
图4示出安置在电路板上的管壳包括光学保持装置的细节图，
图5示出根据本发明的测量仪的管壳和红外壳体的截面图，
图6示出根据本发明的测量仪的管壳和红外壳体的替代方案示图，
图7示出根据本发明的测量仪的红外壳体在IR透镜保持装置的区域中的截取示图，
图8示出形式为菲涅耳透镜的IR透镜的示意图，
图9示出根据本发明的测量仪的管壳和IR透镜的结构，
图10示出根据本发明的管壳和IR透镜的结构的替代方案示图。
【具体实施方式】
[0043]图1示出根据本发明的用于非接触地进行温度测量的测量仪10的透视概览图。图1的测量仪10构造为具有红外传感器的手持式红外测量仪。
[0044]根据本发明的测量仪10具有仪器壳体12，所述仪器壳体具有测量头14，以及把手区域16，以手持地操纵测量仪。在把手区域16处构造测量开关20，通过所述测量开关尤其能够启动仪器进行温度测量。
[0045]与实际的温度测量同时或者在所述温度测量之前，能够通过根据本发明的测量仪发出光学可见的信号、例如激光标记，其向使用者指示:要测量直接瞄准的表面的哪个区域的温度。为此根据本发明的测量仪具有光学标记单元22，所述光学标记单元对准热探测器的视场。光学的标记单元22例如能够产生单个测量点，所述单个测量点定义红外测量的中心。有利的是，光学标记单元由以下方式标记红外测量的区域，即光学标记单元以所述区域的边界指示所述区域。为此例如能够使用衍射元件78，所述衍射元件尤其圆形地通过相应的激光标记包围要用于测量温度的范围。
[0046]光学的标记单元22能够替代或附加地包括摄像机、尤其数字摄像机。因此随后能够使瞄准的测量区域在测量仪的显示器上显示。摄像机、尤其数字摄像机摄取表面温度测量的扩大的测量范围。在能够通过测量仪的显示器呈现的摄像图像中，随后还能够显示温度测量的例如计算求得的精确的测量位置，以向使用者显示，精确在哪个位置测量表面温度。
[0047]在根据本发明的测量仪10的测量头14中尤其布置有图1中未示出的红外传感器32(对此尤其参见图2、9和10)，所述红外传感器探测由测量物体发射的并且通过透镜元件集束的IR射束，用于确定温度。
[0048]在此作为用于非接触地进行温度测量的温度传感器例如能够使用热电堆探测器或者也能够使用光电传感器、例如光电二极管。
[0049]热电堆或热柱是在宽波长范围中用于电磁射束的探测器，其基于沿着热导体吸收射束并且测量产生的热流。这种热电堆的基本组成部分是热元件，其一连接位置被染黑并且照射，其他部分免受照射。多个这样的元件大多前后串联，从而使得所照射的位置形成平面。在这种情况下热元件本身形成热导体。
[0050]然而其他温度传感器根据本发明当然同样也是可能的。
[0051]探测由测量物体发射并且由红外传感器通过IR透镜集聚的IR射束并且由所述射束确定测量物体的表面温度。为此根据本发明的测量仪具有计算和分析单元，以将探测信号转换成温度值。
[0052]求得的温度值能够借助输出单元、尤其显示器18显示，所述显示器布置在仪器壳体12的背离测量方向的侧面上。因此能够例如输出温度值或者以彩色编码的方式显示相对温度比例。
[0053]图2示出敞开的根据本发明的测量仪、尤其这种测量仪的测量头14，用于进一步表明根据本发明的测量仪的可能的测量头的机械、电以及热的构造。
[0054]除了环境温度传感器30，在测量仪10的壳体中尤其设置红外传感器32，用于非接触地测量物体温度。在图2的实施例中红外温度传感器30构造为用于非接触地测量物体温度的热电堆探测器。这种探测器的构造和工作原理上面没有描述那么多、是公知的并且因此无需进一步对这点进行解释。
[0055]红外传感器32与环境温度传感器30 —样通过电连接器具41与测量仪10的计算和分析单元连接，所述计算和分析单元尤其位于构造为用于红外传感器的载体元件的电路板40的背面上。通过仪器内部的能量供应部和相应的连接器具42为所述电路板40以及由此后置的测量仪电子装置提供电能。在此作为能源能够使用电池、可再充电的电池或者蓄电池系统。特别有利地提供使用具有标准化的输出电压的锂离子蓄电池。因此根据本发明的测量仪例如能够通过3.6V或7.2V或10.8V的蓄电池系统运行。相应的蓄能介质能够固定地安装在测量仪的壳体中、尤其手柄16内部，或者如同在图2和3所示的实施方式中那样是可更换的。在此特别有利的是可更换蓄电池，其能够被推入到测量仪的手柄16中或者从其中取出来。
[0056]为了监控红外传感器32和/或其紧靠的环境的温度设置至少一个其他的温度传感器34。所述其他的温度传感器34紧靠红外传感器安置并且能够确定红外传感器的温度或者其紧靠的环境温度。红外传感器32和所述其他的温度传感器34在图2的实施例中有利地位于壳体中。所述壳体例如能够是在图2中为了清晰去掉的管壳44，所述管壳用作红外传感器的热质量。在图2中仅仅能够看到所述管壳的固定元件43。这种管壳能够有利地由金属、例如铝制成并且是不可忽略的热质量用于稳定红外传感器的温度。
[0057]图3示出安装到测量仪中的管壳44连同红外壳体(IR壳体)48和安置在红外壳体48上的光学标记单元用于表示IR温度测量的测量范围、即其射束入射到测量仪壳体中并且通过位于其中的IR壳体和IR透镜52到达红外传感器32上的范围。在此IR壳体48使IR光路相对于测量仪壳体的其余内部空间屏蔽。在此IR壳体48能够从正面贴靠在管壳44上或者通过相应的容纳体68包围所述管壳,尤其如同在图5和6中所示的那样。
[0058]图4以细节图示出管壳44、红外壳体48与光学标记单元22和从属的电路板40的结构，下面还要详细解释。
[0059]但是下面首先详细描述红外传感器32和IR透镜52的结构并且阐述几个用于根据本发明的测量仪的有利的技术方案。这些技术方案能够单独地在根据本发明的测量仪中实现或者也能够以不同的组合存在。
[0060]为了热稳定性，在实施例中使用的热电堆元件32机械地耦接到形式为铝空心柱体的管壳上，其一方面作为用于热电堆32和其他光学元件、例如聚焦透镜52的固定元件，另一方面如上所述还是热质量，以使得热电堆探测器52的环境温度保持尽可能恒定(对此尤其见图5、6和9)。在图9中为了清晰示出在红外传感器32与金属管壳44之间的热接触区域BI。红外传感器32与金属管壳44的热接触导致测量仪在温度变化的情况下精度改善，因为管壳44与红外传感器/热电堆热32热连接并由此使系统红外传感器/热电堆-管壳快速地进入到热平衡中。
[0061]能够通过借助于IR透镜52将射束集中到传感器32的探测面上来提高IR传感器32并且尤其热电堆探测器的温度敏感性。IR透镜52或者替代透镜引入到所述仪器中的窗能够由玻璃、尤其石英玻璃制成。对于中IR范围必要时有意义的是，透镜或窗必要时也能够由晶体如锗、CaF2、ZnS、ZnSe、KRS5或者也能够由聚乙烯(PE)或者聚丙烯(PP)制成。
[0062]图5和图9不出IR透镜52和红外传感器32相互间的可能的结构。红外传感器32布置在电路板40上并且还与管壳44热接触，管壳在本实施例中构造为铝管壳。在图5的实施例中构造成菲涅耳透镜(对此也见图8或图9)的IR透镜52通过形式为泡沫塑料环56的弹性元件54如此挤压到管壳44上，从而使得IR透镜52浮动地支承在管壳44与IR壳体48之间。通过借助泡沫塑料环56和附加的构件(在此为IR壳体48，其将IR透镜52挤压到铝管壳上)的浮动支承，一方面能够补偿这些组件的不同的热膨胀系数，另一方面使IR透镜52保持在位置中。因此将IR透镜52置于管壳44与IR壳体48、尤其IR壳体的挤压组件58之间。
[0063]IR透镜52的位置精度还能够通过粘接层、尤其在指向透镜52的泡沫塑料侧面上得到改善。为此所述粘接层有利地构造为膜而不是带，以不减小泡沫塑料的弹性。替代地，还能够使用粘接层，其仅覆盖管壳44并且露出透镜52本身。
[0064]在图5、6、9和10的实施例中构造为泡沫塑料环的弹性元件54在替代的实施方式中也能够直接在挤压元件、例如这里的IR壳体48或者也直接在IR透镜52上、尤其一体地构造。例如将所述弹性元件通过2K注塑工艺直接集成到其他构造元件中。
[0065]IR壳体48的挤压到弹性元件56的泡沫塑料上的挤压面有利地构造为筋、尤其构造为星形或构造为径向延伸的筋58，以避免IR透镜52由于IR透镜与IR壳体的不同热膨胀系数而变形。
[0066]图7再次以IR壳体的细节图示出泡沫塑料元件的挤压面。在图7的实施例中筋58不是星形地布置，而是根据加工需求在注塑加工工艺中几乎平行地对准。但是这个设计要尽可能好地接近星形，如果可能的话，以实现相应好的脱耦。图7也示出在IR壳体48中构造的用于管壳44的容纳体68。因此IR壳体48在这个实施例中包围红外光路包括金属管壳44，如同在图5、6和10的实施例中也看到的那样。
[0067]图6再次由另一透视图示出IR透镜52的机械支承。IR透镜52借助泡沫塑料环56通过IR壳体48挤压到固定在电路板上的管壳44上(对此也见图5和10)。在此如同在图6、9和10中所示的那样，IR透镜52的菲涅耳结构朝向传感器32对准，以难以污染透镜。
[0068]为了避免IR透镜52在构件膨胀期间、尤其在热感应膨胀期间钩联和相关的变形，IR透镜52具有边缘或框架60,所述边缘或框架不带有像例如沟槽或者棱镜元件那样的结构、尤其不带有光学折射的结构。边缘60 —般平坦且平面地构造并且具有两个相互平行的表面。
[0069]通过菲涅耳透镜52的所述平面部分使透镜贴靠在管壳44、尤其铝管壳上(尤其参见图5、9和10)。这与贴靠的沟槽结构相比同时改善了 IR透镜与管壳44的热接触。IR透镜51与管壳44的热接触在图9中以区域B2表示。
[0070]上述热接触导致测量仪在温度变化的情况下精度改善，因为如上所述管壳44有利地与红外传感器热耦接并因此使整个系统IR传感器、管壳、IR透镜快速地进入到热平衡中。
[0071]通过上述的良好热连接也使由管壳、IR透镜和IR传感器组成的系统良好地机械密封，由此有利地设置排气通道62，以保证管壳44的结构空间70与外部区域之间的压力平衡并由此避免透镜的不期望的变形效应。如同例如在图10中所示的那样，排气通道62能够通过管壳中的侧面的孔构造，由此得到在管壳44与IR壳体48之间的气隙。排气通道62通入到管壳44的一个或多个槽和容纳红外传感器32的电路板40中。
[0072]此外由此也能够使透镜44与红外传感器32之间的结构空间70去湿，这也防止了在IR透镜52和/或例如设计成热电堆的红外传感器32上不期望的冷凝效应。
[0073]金属管壳44的长度能够有利地限制在IR传感器32到IR透镜的间距上，其中还保证上述的传感器系统的热和机械的特性。但是作为光学系统的孔径和支架能够有利地使用塑料组件，所述塑料组件尤其用于IR壳体。所述IR壳体尤其也能够容纳或至少包围管壳44，所述管壳起到热质量的作用，如同例如在图3和10中表示的那样。金属管壳44长度减小到IR透镜52与红外探测器32之间的长度由于由塑料制成的IR壳体48的更微小的材料成本使得在根据本发明的测量仪中明显地节省成本。
[0074]此外也能够有利地节省空间地将用于非接触地进行温度测量的测量范围的光学标记单元22直接集成到光学系统中。图5和6分别示出在自身的IR壳体48下方的用于这个光学标记单元的保持装置66的组件。在图3和4中以与IR壳体48的结构单元的形式示出光学标记单元22。这种光学标记单元22有利地能够通过可见的激光实现，所述激光对准红外温度测量的光轴。如上所述，同样能够实现摄像机、尤其数字摄像机形式的光学标记单元22。
[0075]通过将光学标记单元22直接耦接到IR壳体48上也能够实现整个光学系统(红外和可见光)在测量仪壳体12中的浮动支承，如同在图2中所示的那样。尤其通过光学标记单元22能够实现没有精度损失地指示测量范围，因为光学标记单元直接固定在IR壳体48上。此外由此同时也减少与根据本发明的测量仪的主壳体12的热和机械的接触并由此减小其对于测量精度的影响。
[0076]为了考虑IR透镜52的可能的安装位置和与此相关的红外传感器的不同测量范围，能够使光学标记单元对准IR射束的光学接收轴线。
[0077]在此例如作为前端轴承同时补偿误差同样能够使用弹性元件(例如仍然是泡沫塑料环)。作为后端轴承和调整单元能够节省成本且加工最佳地使用弹性组件72 (见图1或2)以及两个螺栓74。
[0078]通过使用塑料保持装置66尤其能够使用自攻螺钉，这无需附加的螺钉保险。有利地使自攻螺钉74设有倒圆的端部，用于保证在调整期间光学标记装置或激光尽可能同步地运动。
[0079]也能够由此实现探测系统测量精度的改善，使所有热源(例如电发热的零组件)和机械干扰源(例如释放开关20或测量模式按键)与红外传感器32本身尽可能脱耦。
[0080]这也能够通过使用多个借助电连接导线连接的电路板或者通过电路板中的槽64实现，其能够抑制经过电路板的热流(对此也见图4)。
[0081]如上所述，测量仪10还具有附加的温度传感器30，用于确定环境温度Tu (也见图2)。环境温度传感器30布置在独立的外部壳体26中，它尽可能与仪器壳体12在热学方面分隔开。
[0082]在此有利地减小环境温度传感器30与热干扰参数之间的交互作用，同时以良好的传感器相对于外部影响的保护，例如掉落或碰撞。为此在本测量仪中去掉用于环境温度传感器的暴露的壳体组件。
[0083]这尤其也意味着对于电路板(PCB)使用微小的热质量,在电路板上放置用于环境温度的传感器30。因此为此例如使用电路板，它在其几何尺寸上只略微超出传感器的几何尺寸。
[0084]此外用于环境温度传感器的电路板包括传感器尽可能最好地与测量仪的主壳体机械地和热地脱耦。这由此实现，使电路板(PCB)包括传感器安装到用于环境温度传感器的外部壳体26中，它也尽可能最好地与主壳体12在热学方面脱耦，通过使在两个壳体以及其搭接表面之间的接触点数量尽可能地少。
[0085]为此在根据本发明的测量仪中设置措施28，其保证了，使外部壳体26与装置的壳体12在热学方面脱耦。因此为了在热学方面脱耦使由于附加的环境温度传感器30的外部壳体26仅仅通过小的连接片或者腿部28与测量仪的主壳体12连接。
[0086]用于固定外部壳体26在仪器壳体12中的连接片28能够与外部壳体26 —体地连接。能够替代使用于固定外部壳体26在仪器壳体12中的连接片或腿部一体地与仪器壳体12连接。
[0087]有利地在此环境温度传感器30的外部壳体26在至少三个、尤其四个侧面被仪器壳体12包围，并且同时尤其匹配根据本发明的测量仪的测量头14的轮廓。
[0088]在此外部壳体26尽可能敞开地构造，用于实现与环境空气的直接交换。外部壳体26尤其在其指向外部的表面尽可能敞开或者说具有仅仅其保护作用的格栅或条带结构。
[0089]也有利地使外部壳体26的材料不同于仪器壳体12的材料。由此外部壳体26能够设计成金属壳体。
[0090]但是在此用于环境温度传感器30的外部壳体26集成到仪器的测量壳体12的壳体轮廓中，由此在测量仪掉落或碰撞时不会由于其暴露的位置损坏突出的角或者棱。
[0091]在测量模式中，根据本发明的测量仪例如也能够测量空间温度和/或物体表面温度、将所述数值至于关联中、对数据进行阐述并且以这种方式探测热桥。结果能够通过LED显示。能够在显示器上读出精确的测量值。在此对于表面温度测量使用仪器内部的红外传感器，对于空间温度测量使用环境温度传感器。[0092]在另一测量模式中，热电堆探测器除了测量空间和表面温度还能够测量空气湿度。为此根据本发明的测量仪也具有湿度传感器。根据这三个值还能够定义或探测房间中有发霉隐患的位置。如果存在实际的发霉隐患，则所述仪器能够通过红色LED或者也例如在声学方面进行警示。在这种测量模式中也能够在显示器中读出精确的测量结果。
[0093]根据本发明的测量仪根据所选择的测量模式测量空间温度、壁和物体的表面温度或者还测量相对空气湿度。在此尤其根据本发明的方法测量温度。
[0094]根据本发明的用于非接触地测量物体温度的测量仪不局限于在说明书中介绍的【具体实施方式】。所述实施方式仅仅示出实现根据本发明的测量仪的可能方案。
【权利要求】
1.用于对物体非接触地进行温度测量的测量仪，具有仪器壳体(12)和布置在所述仪器壳体(12)中的、用于非接触地进行温度测量的红外传感器(32)，以及具有用于将由所述物体发出的红外射束集束到所述红外传感器(32)上的光学元件(52)，其特征在于，所述光学元件(52 )浮动地支承。
2.如权利要求1所述的测量仪，其特征在于，所述光学元件(52)支承在容纳所述红外传感器(32 )的管壳(44)、尤其金属管壳与包围红外光路的IR壳体(48 )之间，所述IR壳体布置在所述仪器壳体(12)中。
3.如权利要求2所述的测量仪，其特征在于，所述光学元件(52)借助所述IR壳体(48)挤压所述管壳(44 )。
4.如权利要求3所述的测量仪，其特征在于，在所述IR壳体(48)处构造挤压元件、尤其挤压筋(58)。
5.如上述权利要求2至4中至少一项所述的测量仪，其特征在于，所述光学元件(52)通过弹性元件(54、56)挤压所述管壳(44)。
6.如权利要求5所述的测量仪，其特征在于，所述弹性元件是泡沫塑料元件、尤其泡沫塑料环(56)。
7.如权利要求6所述的测量仪，其特征在于，在所述弹性元件(54、56)的指向所述光学元件(52)的侧面上设置粘接层。
8.如权利要求5所述的测量仪，其特征在于，所述弹性元件(54)构造在所述光学元件(52)上。
9.如权利要求5所述的测量仪，其特征在于，所述弹性元件(54)构造在所述IR壳体(48)上。
10.如上述权利要求中至少一项所述的测量仪，其特征在于，所述光学元件(52)是IR透镜、尤其是菲涅耳透镜。
11.如权利要求1或10所述的测量仪，其特征在于，在所述光学元件(52)上单侧地构造菲涅耳结构。
12.如权利要求11所述的测量仪，其特征在于，所述光学元件(52)的菲涅耳结构朝向所述红外传感器(32)对准。
13.如权利要求10、11或12中任一项所述的测量仪，其特征在于，所述光学元件(52)具有边缘(60)、尤其是不带沟槽和/或折射结构的边缘。
14.如权利要求13所述的测量仪，其特征在于，所述光学元件(52)通过所述边缘(60)贴靠在所述管壳(44)上。
15.如上述权利要求2至14中至少一项所述的测量仪，其特征在于，设置用于所述管壳(44)的内部结构空间(70)的排气通道(62)。
【文档编号】G01J5/08GK103674276SQ201310396912
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2012年9月5日
【发明者】T.巴布基纳, M.弗兰克, M.乌利希, P.迈耶 申请人:罗伯特·博世有限公司