CN1906014A - 用于测量及控制热塑性预成型件内部及外部温度的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在吹塑作业前对预成型件进行调节以使每一预成型件(10)的横截面内的温度分布最佳化的拉伸吹塑系统。所述系统具有一能够在所述系统的整个热调节区段(100)的不同传送阶段直接监控预成型件外表面以及内表面二者的温度的温度测量(20)及控制系统(30)。
Description
技术领域
本发明涉及吹塑系统。更具体来说，本发明涉及在吹塑作业前对预成型件进行调节以使每一预成型件横截面内的温度分布最佳化的吹塑系统。
背景技术
作为背景技术，当试图拉伸吹塑某些材料时，最关键的一过程变量是预成型件在吹塑时的温度分布。此变量往往对最终吹塑制件的最重要物理性质具有重大影响。理想地，预成型件壁的横截面温度分布应对于吹塑作业而言最佳化。另外，如果正移动经过系统的预成型件在温度分布(一个预成型件至下一个预成型件)上是一致的，那么在一自动化吹塑过程中是有利的。更具体来说，预成型件的内表面及表面温度彼此相等且处于材料的较佳吹塑温度是有利的。
下列美国专利集阐述与自动化吹塑作业前预成型件坯料的热调节相关联的当前技术水平，所述专利全部以此引用方式并入本文中。
第4,079,104号美国专利
第5,066,222号美国专利
第5,322,651号美国专利
第5,607,706号美国专利
这些专利共同教示下列内容：1)使用红外辐射将一连串动态输送的预成型件的温度提高至一其中吹塑作业得以实现并最佳化的转变温度，2)当一预成型件暴露至来自所述预成型件外部的红外辐射时，其外部以及内部的定性时变温度特性，3)在预成型件的外部使用强制空气冷却来使预成型件内表面温度能够“赶上”外部温度的益处，4)在红外辐射再加热循环前对预成型件坯料进行热预调节以补偿预成型件与预成型件之间环境温度差异的译出益处，5)使用高温计来提供一定程度的平均外表面温度信息以用于过程控制的做法，及6)在吹塑作业前施加红外辐射时在其轴线上旋转预成型件以更均匀地传送热能的益处。
然而，所属领域存在一种在此种物品进入吹塑作业时精确确定及控制预成型件的外表面及内表面二者的温度的需要。阐述于(例如)所提到的专利中的当前技术水平构建方案仅限于对预成型件的外表面提供一种自动平均过程控制测量。与关键控制参数(例如预成型件内部及外部温度)相关的过程信息一直因红外温度测量技术及方法中的现有限制而在范围上受到限制。
例如，在现行当前技术水平实施方案中，使用一高温计来测量预成型件的外表面温度。高温计在所属领域中已众所周知且可对放置于其视场(FOV)内的物体实施精确的定量温度测量。然而，高温计的一明显限制在于其响应时间相对较慢。为了使用一高温计来获得一精确温度测量值，受测试物体需要停留在高温计的视场(FOV)内达一从几百毫秒到几百秒的时间周期。在一动态吹塑系统中，预成型件被传送经过系统的速度不允许使用一高温计来对任何一预成型件进行精确温度测量。更确切地说，当前技术水平实施方案使用高温计来获得经过系统的最后几个预成型件的一平均表面温度。此采样方案的一限制在于预成型件与预成型件之间明显的温差(如果存在)被平均掉且未被部署于现有技术机器中的过程控制装置检测出来便通过。
在预成型件被输送通过现有技术水平机器的速度下，必须在两三毫秒内-在部件移出传感装置的视场(FOV)前-完成温度测量。此时间周期太短以致于不允许高温计进行一精确的温度测量。用于测量温度的直接接触方法(例如热电偶)因速度限制且因此种装置可能对热可塑预成型件造成损坏而不实用。假如出现此种损坏，则此将不利地使过程变成一高维护努力。
与高温计的慢响应时间相关的一额外而且也许是更加严格的限制在于尚未发现任何直接实用的方法可用以借助这些装置来获得对移动的预成型件的内表面温度的合理且精确的测量。一预成型件10的内表面温度只能通过预成型件的开口端来直接测量。使用复杂的热传导方程及多个具时间间隔的高温计的间接方法已理论化但尚未在工厂生产系统中实施。构建、维持及校准此种系统的困难是一严重的障碍。此外，此种系统只是根据间接测量进行预测，此使非受控环境及其他变量不利地影响温度估算值并造成此种估算值的不精确性及不可信性。
然而，本发明克服了这些及其他难点。
发明内容
本发明的一目的是提供一种吹塑系统，其具有一能够在所述系统的整个热调节部分的不同传送阶段直接监控预成型件的外表面温度及/或内表面温度的温度测量及控制系统。
本发明的另一目的是以自动方法使用这些内部及/或外表面温度测量来控制所述吹塑机的加热元件及冷却控制元件以使沿所述预成型件的长轴线的温度分布最佳化并因此使整个制造作业最佳化。
本发明的另一目的是提供一种吹塑系统，其具有一能够在预成型件动态地朝向所述吹塑作业方向移动时对各个预成型件进行测量的温度测量及控制系统，从而消除了基于平均预成型件温度测量值作出控制决定的需要。
本发明的再一目的是提供对各个部件的精度为≤1摄氏度的动态表面温度测量。
本发明的又一目的是提供一种用于对选定的各个预成型件的特定子部分或区域进行测量以提供正确热量分布的技术。
本发明的另一方面是提供一种使特定热测量与吹塑后的后续质量或过程测量相关联或联系以使所述拉伸吹塑过程或能耗效率最佳化的方法。
本发明的另一方面是直接将诸如模具、心轴及灯等特定机器组件与特定热数据及分布直接联系起来以使维护时间最小化并使制造系统性能最佳化。
在本发明的一实施例中，一根据本发明的系统包括：一输送构件，其运行以传送一连串预成型件通过一拉伸吹塑机的一热调节区段；至少一高速、快照动作热红外温度传感器，其经部署定位以采集一预成型件的一外表面温度测量及一预成型件的一内表面温度测量中的至少一者；及一红外处理及控制子系统，其用于监控由所述温度传感器提供的温度数据并响应于此而产生一供发送至所述热调节区段的控制信号。
在本发明的另一实施例中，一种方法包括传送一连串预成型件通过一吹塑机的一热调节区段；配置至少一高速、快照动作热红外温度传感器以便能够在预成型件传送期间对所述预成型件的一外表面温度及所述预成型件的一内表面温度中的至少一者进行测量；采集传送经过所述吹塑机的每一个预成型件的外表面及内表面温度测量中的至少一者；监控所述吹塑机的一红外辐射子系统及一外表面冷却子系统的一状态；响应于所述外表面或内表面温度测量及热控制子系统状态数据来产生一热控制信号；并将此热控制信号传输至所述红外辐射子系统及所述外表面冷却子系统中的至少一者以便制定对所传送的预成型件的一温度分布的闭环控制。
在本发明的另一实施例中，一种传感器装置包括：一传感器元件，其运行以选择性地检测由一试样发出的热能以确定所述试样的一表面温度；一与所述传感元件相关联的冷却元件；一经定位以界定所述传感元件与所述试样之间的一视场的元件；及一用于选择性地启用及禁用所述视场的构件。
附图说明
图1(a)及1(b)为图解说明本发明一实施例的图式；
图2(a)及2(b)图解说明一根据本发明的传感器；及
图3为一图解说明根据本发明的一方法的流程图。
具体实施方式
本发明的一目的是提供一种吹塑系统，所述系统具有一具有经改良的温度测量及控制特征的经改良的热调节区段。所述温度测量及控制特征使系统能够在所述系统的整个热调节区段的不同传送阶段直接监控预成型件的外表面及内表面其中之一或二者的温度。也就是说，本发明实施一种用于对各个预成型件及其选定的子部分进行直接及精确测量的方法。此进步在所属领域中迄今尚不为人们所知并在吹塑领域中提供显著优点。
参见图1(a)及(b)，一热调节区段100的组件包括多个高速红外温度传感器20及一红外温度处理及控制子系统30。红外温度处理及控制子系统30直接与包含于现行现有技术实施方案中的红外温辐射子系统40及外表面冷却子系统50相连接。
根据本发明的系统经配置以便于对制造作业的闭环控制。就此而言，所述系统能够在系统的整个热调节部分的不同传送阶段直接监控预成型件的外表面温度以及内表面温度。当然，应了解，在某些情况下，对一预成型件的仅外表面温度或仅内表面温度进行测量可能更有利。因此，本发明不仅限于检测内表面温度及外表面温度二者而是也可经部署以检测一个或另一个。内表面及/或外表面温度测量以自动化方式用于一控制吹成型机的加热元件及冷却元件以最佳化沿预成型件的长轴线的温度分布，并由此最佳化整个制造作业。例如，所述系统较佳具有将诸如心轴及/或灯等特定机器组件与特定热数据及热分布直接联系起来的能力以使维护时间最小化并使制造系统性能最佳化。况且，所述系统提供一种将特定热测量与吹塑后的后续质量或过程测量相关联或联系以使拉伸吹塑过程或能耗效率最佳化的方法。
在作业中，预成型件10通过预成型件横进给机构70进入吹塑系统的热调节区段100中。这些进给机构是所属领域中传统型进给机构。一旦被插入系统中，预成型件10便即刻通过一输送装置80被传送通过热调节区段100的一区域，在所述区域中通过一个或多个红外辐射组合件40将红外辐射施加至预成型件10。在此阶段附加红外辐射是为了将预成型件10的温度提高至一对于吹塑作业较佳的温度。输送装置80及红外组合件40较佳采取业内熟知的形式。例如，红外组合件40可采取成排的具有不同高度的石英红外灯的形式。同时，通过表面冷却机构50降低外表面温度。表面冷却机构50通常被构建为一强制空气对流冷却器，例如风扇。
在被加热到一较佳温度后，在去往吹塑区段60的途中，预成型件10通过一输送装置90被传送通过一被动区。图1(a)及(b)显示多个高速红外温度传感器20，其部署于所述被动区内以便在每一预成型件接近吹塑区段60时对其外表面及内表面二者的温度进行采样。较佳在预成型件10处于一单个传感器20的视场(FOV)105内时实施快照温度测量。当使用本发明的高速红外温度传感器20时，通过将一传感器20的视场(FOV)105对准预成型件10的外圆柱形表面上来测量预成型件10的外表面温度(如在图1(a)中)。同样地，可通过将一传感器20的视场(FOV)105对准预成型件开口中来测量预成型件10的内表面温度(如在图1(b)中)。
在图1(a)及(b)中，描绘总共4个传感器20(两个经部署以测量外表面温度且两个经部署以测量内表面温度)。如图所示，传感器20部署于已将热能附加至预成型件10之后。传感器也可经部署以在拉伸吹塑过程的热调节阶段期间的不同时间检测温度。当然，本发明也可延伸至在所述过程的热调节区段内以多种形式及配置来部署任一数量的传感器20(一个或一个以上)的各实施例。例如，可将复数个传感器设置成一组。此也包括将传感器20放置在预成型横进给区段70处或吹塑区段60前的任一其他位置处。如将要阐述，也可将传感器放置在关键位置以便运行以感测一预成型件的一个选定部分或多个选定部分(或子部分或区域)(例如在沿预成型件长度的不同位置处)的温度，从而(例如)提供一正确的热分布。而且，传感器较佳对各个部件提供精度为≤摄氏度的动态表面温度测量。
本发明的一方面是高速红外温度传感器20的性质及构造。本发明所阐述的高速红外温度传感器20是使用高速铅盐或砷化镓铟(InGaAs)红外传感器作为光敏元件来部署。某些类型的铅盐化合物(特别是硒化铅(PbSe)及硫化铅(PbS))及InGaAs对40摄氏度(℃)至150℃摄氏度(℃)温度范围内的物体所发出的辐射足够敏感。这些装置的响应时间也快至足以允许通过一快速传送的预成型件10的开口进行高速温度测量采样。传感器以多种模式运行。例如，传感器可以一快照动作模式运行。如果按照本揭示内容中所述适当设计及构建，高速红外温度传感器20使得能够构建一用于热塑性吹塑机的经改良的测量及控制系统。
更具体来说，图2(a)及2(b)中图解说明由本发明界定的高速温度传感器20的一较佳实施例。一高速红外检测器元件120用作光敏元件。如上所述，所述检测器可由包括砷化镓铟(InGaAs)、硒化铅(PbSe)及硫化铅(PbS))在内的多种适当材料中的任何一种材料形成。然而，在该较佳实施例中，检测器元件120是使用一PbSe检测器构造而成。
一热电(TE)冷却器元件121位于与高速红外检测器元件120直接接触的位置。固态TE冷却器元件为所述领域所熟知。通过允许一电流流经一TE冷却器的各个固态单元，TE冷却器元件呈现出使热能自其结构的一侧传送至另一侧的特性。如果使用TE冷却器元件，可简单地通过传递一适当的电信号通过所述冷却器来对一设置成与TE冷却器的一侧接触的物体进行加热或冷却。热红外传感器的测量灵敏度参数与其作业温度直接相关这一事实在红外传感领域是众所周知的。为了使高速红外传感器元件120获得稳定的、可定量的温度测量，其工作温度需要控制在紧密的极限值内。在该较佳实施例中，TE冷却器元件121用于使高速红外传感器元件121的工作温度稳定在一以10摄氏度(℃)为中心的紧密作业窗口内。
高速红外温度传感器20的另一方面是使用一斩波轮(chopper wheel)122及相关联的斩波器供电电动机123。在红外传感领域中已众所周知：对传感器输入信号的斩波过程会增加红外测量的合成信噪比(SNR)。在此背景中，术语斩波(chopping)是指交替地启用及禁用一从所关心现场至红外检测器元件120的直接光路径的过程。存在所属领域已知的用于制定此种特性的各种手段。在该较佳实施例中，使用一由一相关联的斩波器供电电动机123驱动的机械斩波轮122来实现所述有利的斩波过程。通过在一受控频率下对去往高速红外检测器120的红外输入进行斩波，可滤除由极接近于红外检测器元件120(检测器外壳、检测器窗口、等等)定位的支架及封装实体发出的热辐射所引起的大的低频及DC信号。对输入信号进行斩波也允许有效滤除与检测器偏置电压及电流相关联的DC信号。
在红外传感器的目前技术中，通常以从10到或许200赫兹(Hz)的速率对输入信号进行斩波。这些类型的斩波频率可使用现有的斩波轮或调谐叉型机械组合件来轻松地实现。虽然以这些速率对输入信号实施的斩波足以对静态或缓慢移动的部件进行测量，但需要一频率高出一个或两个数量级的信号斩波速率以确保对快速移动的制造部件(例如移动通过一拉伸吹塑系统的热调节区段100的预成型件10)的表面温度测量的采集。当与任何单个预成型件10的移动异步运行时，可想象此一情形：其中一缓慢旋转的斩波轮122可能在所述斩波轮122处于高速红外温度传感器20的视场(FOV)105内的整个时间段期间处于一闭合或封锁位置中。通过增加斩波轮122的速度，可达到此一状态：其中，在某一可接受的定位不确定性范围内，斩波轮122在一预成型件10处于高速红外温度传感器20的视场(FOV)105内的时间周期期间始终达到一敞开或未封锁状态。在本发明的较佳实施例中，偏好一位于1至5千赫(KHz)范围内的斩波频率。如果使用用于斩波器供电电动机123的高速无刷DC电动机及用于斩波轮122的多循环斩波轮来构建高速红外温度传感器20，可实现这些较佳的斩波速率，并由此实现可阐述为一快照动作温度测量的作业模式。所属领域的技术人员应清楚，高速红外检测器元件120可构建成一复式元件区或线性检测器阵列。如果以此方式构建，高速红外温度传感器20将用作一快照动作热红外照相机。
在高速红外温度传感器20的较佳实施例中，一透镜元件124用于将其视场(FOV)105限制于一明确界定的区域。较佳地，此透镜元件被构建成一菲涅耳型透镜。这些类型的成像组件均在红外传感领域中众所周知。或者，也可使用折射或反射光学组件来构建红外传感。
通过将所述光学器件设计成具有一适于高速红外温度传感器系统的任一具体应用的特定视场，可对许多不同类型的具有不同尺寸、形状及距离的快速移动的物品实施非常高速的测量。在针对一具体应用的较佳实施例中，经常希望对一物品的一特定子区域进行测量(此可能需要使用所属领域中众所周知的光学技术)以便于将电磁能正确地导入传感器20中。
举例而言，传感器可经构建以在沿预成型件10的长度的众多区域中检查预成型件10以验证每一区域中的具体温度。此可使用光学及/或机械视觉领域中已知的各种聚焦及定位技术来实现。通过此种测量，可比现有系统精确得多地关闭通至红外辐射子系统40及/或对流鼓风机50的环路。应了解，对内表面及外表面二者均可实现此目的。应进一步了解，虽然可构建多个高温计以在沿预成型件长度的不同位置处获得平均温度，但本发明允许对各个预成型件或子部分进行更精确的测量且代表一对任何此种取平均值方法的显著改进。此外，应了解，所述系统允许对预成型件的子部分(内部或外部)进行测量，此可能是最有利的。
如果所述应用需要多个测量点或彼此接近的子区域测量，其可能需要将多个检测器元件定位在一个传感器120内。可实施此实施例以使检测器元件根据与所述应用需要相一致的物理尺寸及实用性约束来利用一共用斩波器或多个并行的斩波器。
传感器控制及处理电路板125也作为高速红外温度传感器20的一部分被包括在内。此电路板或电路板组125用于执行下述功能，包括(但不限于)：检测器信号处理、电动机速度控制、模拟至数字转换、闭环TE冷却器控制、及数据接收与传输。
通过如本文中所述调整该实施例，可进行先前可用系统一直不可能进行的高速温度测量。虽然本发明是结合注塑聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)预成型件来进行阐述，但易明了，本发明可应用于在历史上因太快以致不能通过位置专用高速温度快照来进行正确及精确测量的各种各样的其他高速应用。
在本发明的较佳实施中，红外温度处理及控制子系统30被构建成一具有数据显示及记录功能的高度智能的、多功能的基于微处理器的计算机。以此形式，红外温度处理及控制子系统30从红外温度传感器20接收(或监控)表面温度信号。响应于这些输入信号，红外温度处理及控制子系统30产生(例如通过各种基于一可存储于子系统30中的所需热分布的硬件及软件技术)供发送给红外辐射子系统40以及外表面冷却子系统50的适当控制信号。所述控制信号将促使子系统40及50执行各种功能。例如，所述控制信号可指令红外辐射子系统40增加其能级或减少其能级。同样地，所述控制信号可充当冷却子系统的一类似指令结构。当然，子系统30还较佳地监控子系统40及50的状态(例如能级)以便能够产生对所述过程有效的控制信号。除这些功能外，红外温度处理及控制子系统30的较佳实施例还在指定的时间周期内对传感器所提供的温度数据进行监控以便提供与由红外温度传感器20所实施的表面温度测量相关的数据显示及记录功能。
或者，红外温度处理及控制子系统30可被构建成一工业可编程逻辑控制器(PLC)。如果构建成此形式，将省略数据记录及温度信息的显示。红外温度处理及控制子系统30将以一最小形式工作，从红外温度传感器20接收温度信息并向红外辐射子系统40及外表面冷却子系统50提供控制信号。
现在参见图3，图中显示反映基本作业步骤的较佳温度测量及控制方法200。预成型件10通过一输送构件90被传送通过一吹塑系统的热调节区段100的一被动区。在某个时间瞬间，预成型件10经过各个红外温度传感器20的相应视场(FOV)105(步骤210)。在预成型件位于一单个传感器20的视场(FOV)105内的瞬间，测量预成型件10的一个或多个表面温度。各传感器20经适当部署及定位以采集一外表面及一内表面温度测量中的至少一者(步骤220)。与对经过吹塑系统的各个预成型件10实施的实时温度测量相重合，对红外辐射子系统40及外表面冷却子系统50的作业状态进行监控(步骤230)。然后，子系统30应用算法以将外表面及/或内表面温度及子系统状态数据还原成适当的控制信号，此将在拉伸吹塑作业之前使预成型件10的热分布最佳化(步骤240)。然后，将这些控制信号传送至红外辐射子系统40及外表面冷却子系统50以制定对预成型件10热分布的最佳化闭环控制(步骤250)。例如，如上所述，所述系统较佳具有将诸如心轴及/或灯等特定机器组件与特定热数据及分布直接相关以使维护时间最小化并使制造系统性能最佳化的能力。
上述说明仅仅提供对本发明的具体实施例的一揭示且并非旨在将本发明限制于所揭示内容，本发明不仅限于上述实施例。更确切地说，应认识到，所属领域的技术人员可联想出各种替代实施例，此仍属于本发明的范围内。
Claims (25)
1、一种用于在一拉伸吹塑机的拉伸吹塑作业期间对热塑性预成型件的内表面及外表面其中之一或二者的温度提供测量及控制的系统，所述拉伸吹塑机具有一热调节区段，所述系统包括：
一输送构件，其运行以将一连串预成型件传送通过所述拉伸吹塑机的所述热调节区段；
至少一高速、快照动作热红外温度传感器，其经部署并定位以采集一预成型件的一外表面温度测量及一预成型件的一内表面温度测量中的至少一者；及，
一红外处理及控制子系统，其用于监控由所述红外温度传感器所提供的温度数据并响应于此而产生一控制信号，所述控制信号随后被发送至所述热调节区段。
2、如权利要求1所述的系统，其中所述高速快照动作热红外温度传感器是使用铅盐检测器构建的。
3、如权利要求2所述的系统，其中所述检测器为硒化铅(PbSe)检测器。
4、如权利要求2所述的系统，其中所述检测器为硫化铅(PBS)检测器。
5、如权利要求1所述的系统，其中所述高速快照动作热红外温度传感器是使用InGaAs检测器构建的。
6、如权利要求1所述的系统，其中所述红外处理及控制子系统被构建为一具有数据显示及记录功能的多功能计算机。
7、如权利要求1所述的系统，其中所述红外处理及控制子系统被构建为一工业PLC。
8、如权利要求1所述的系统，其中部署两个或两个以上外表面温度传感器及两个或两个以上内表面温度传感器以在所述拉伸吹塑作业的一热调节阶段期间在不同的时间采集温度信息。
9、如权利要求1所述的系统，其中部署一组两个或两个以上外表面温度传感器以同时在沿所述预成型件长度的不同位置处采集所述预成型件的外表面温度。
10、如权利要求1所述的系统，其中部署复数个内表面温度传感器以便同时沿所述预成型件的长度在不同位置处采集所述预成型件的内表面温度。
11、如权利要求1所述的系统，其中部署两组或两组以上外表面温度传感器及两个或两个以上内表面温度测量传感器以在所述拉伸吹塑作业的一热调节阶段期间的不同时间采集温度信息。
12、如权利要求1所述的系统，其中所述高速快照动作热红外温度传感器被构建为热红外照相机。
13、一种在一拉伸吹塑系统中的预成型件温度分布测量及控制方法，所述方法包括下列步骤：
将一连串预成型件传送通过一吹塑机的一热调节区段；
配置至少一高速、快照动作热红外温度传感器以便能够在所述预成型件的传送期间对其一外表面温度及其一内表面温度中的至少一者进行测量；
采集被传送通过所述吹塑机的每一单个预成型件的外表面及内表面温度测量中的至少一者；
监控所述吹塑机的一红外辐射子系统及一外表面冷却子系统的一状态；
响应于所述外表面或内表面温度测量及热控制子系统状态数据产生一热控制信号；及
将所述热控制信号传输至所述红外辐射子系统及所述外表面冷却子系统中的至少一者以制定对所述传送的预成型件的一温度分布的闭环控制。
14、如权利要求13所述的方法，其中所述内表面温度的所述采集包括测量所述预成型件的一选定子部分的所述内表面温度。
15、如权利要求13所述的方法，其中所述外表面温度的所述采集包括测量所述预成型件的一选定子部分的所述外表面温度。
16、如权利要求13所述的方法，其中所述采集发生于一拉伸吹塑过程期间的不同时间。
17、如权利要求13所述的方法，其中所述采集发生于沿所述预成型件的一长度的不同位置处。
18、如权利要求13所述的方法，其进一步包括使单个预成型件温度测量数据与包括心轴或灯在内的特定机器组件相关联的步骤。
19、如权利要求13所述的方法，其进一步包括使单个预成型件温度测量与随后容器质量测量相关联的步骤。
20、一种传感器装置，其包括：
一传感器元件，其运行以选择性地检测由一试样发出的热能以确定所述试样的一表面温度；
一冷却元件，其与所述传感器元件相关联；
一元件，其经定位以界定所述传感器元件与所述试样之间的一视场；及，
一构件，其用于选择性地启用及禁用所述视场。
21、如权利要求20所述的装置，其中所述传感器元件运行于一大约40摄氏度(℃)至150摄氏度(℃)的温度范围内。
22、如权利要求20所述的装置，其中用于选择性地启用及禁用所述视场的所述构件包括一斩波轮及电动机组合件。
23、如权利要求22所述的装置，其中所述斩波轮及电动机组合件以一处于一1至5千赫(KHz)范围内的斩波频率运行。
24、如权利要求20所述的装置，其中所述冷却元件为一热电冷却元件。
25、如权利要求20所述的装置，其中所述经定位以界定一视场的元件为一透镜元件。
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