DE19526556A1 - Infrarot-Temperatursensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Infrarot-Temperatursensor sowie ein Verfahren zur Justage von Visierlicht.

Infrarot-Temperatursensoren benötigen vorteilhafterweise keine Oberflächenberührung, sondern benutzen statt dessen einen Infrarotdetektor, der Infrarotlicht von der Stelle erhält, an der eine Temperaturmessung erfolgen soll. Eine geeignete Elektronik, die mit dem Infrarotsensor verbunden ist, ermittelt die Temperatur an der gewünschten Stelle.

Infrarotsensoren haben einen Scharfpunktabstand und einen Meßfleck, die von den optischen Eigenschaften des Infrarotsensors abhängen. Scharfpunktabstand und der gewöhnlicherweise runde Meßfleck werden je nach speziellem Anwendungsgebiet ausgewählt.

Visiersysteme für Infrarotsysteme werden verwendet, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Temperatursensor in einer entsprechenden Ausrichtung zu positionieren und eine Temperaturangabe von dem gewünschten Objektbereich zu erhalten.

Das amerikanische Patent Nr. 4.315.150 offenbart ein bekanntes Visiersystem, das sichtbares Licht für das Anzielen des Objektes verwendet.

Bei in genanntem Patent dargestelltem System sind verschiedene mechanische Elemente erforderlich, die montiert und justiert werden müssen, um eine genaue Positionierung zu ermöglichen. Auch wennn dieses System funktionsfähig ist, erfordern die gegenwärtigen Marktbedingungen und Kostenfaktoren rationelle und einfache mechanische Lösungen für diese Justageprobleme.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen einfachen und genauen Infrarot-Temperatursensor zu schaffen sowie ein einfaches Verfahren zur Justage von Visierlicht für den Infrarot-Temperatursensor anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Aufgabe mittels eines Strahlteilermoduls sowie eines Spiegelmoduls, die verstellbar an dem Temperatursensor angebracht sind, gelöst. Dadurch kann das Visiersystem gemäß des speziellen Scharfpunktabstandes des Infrarotsensors eingestellt werden. Auf diese Weise können eine Reihe von verschiedenen Infrarotsensoren mit unterschiedlichem Scharfpunktabstand und unterschiedlichem Meßfleck hergestellt werden, ohne daß strukturelle Veränderungen erforderlich wären. Der Strahlteiler vorliegender Erfindung teilt einen sichtbaren Lichtstrahl in zwei einzelne Teile, die in nachfolgend beschriebener Weise zum Visieren benutzt werden.

Darüber hinaus kann das verstellbare Strahlenjustiersystem dazu verwendet werden, die Strahlen eines Sensors mit kurzem Scharfpunktabstand in einem Scharfpunkt konvergieren zu lassen oder die Grenzen des diviergierenden Strahls eines Sensors mit großem Scharfpunktabstand zu veranschaulichen. Ein weiterer Vorteil vorliegender Erfindung besteht darin, daß sie keiner Herstellungstoleranz unterliegt, da der Visiermechanismus beim Zusammenbau des Gerätes die entsprechende Ausrichtung erhält. Am Grundkörper des Temperatursensors werden ein Infrarotdetektor, ein Spiegel, eine Quelle für sichtbares Licht und ein Strahlteiler angebracht. Der Infrarotsensor verfügt über eine optische Achse, einen Scharfpunktabstand und ein Meßfleck im Scharfpunkt. Der Strahlteiler teilt den von der Lichtquelle ausgehenden Strahl in zwei Teile.

Die Justierbarkeit der Ausrichtung der Strahlen ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung sowie eine genauere Justage der Visierstrahlen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß zur Justage der Visierstrahlen vor dem Temperatursensor eine Wärmequelle plaziert wird, nach der der Grundkörper ausgerichtet wird, wodurch die optische Achse des Temperatursensors den gewünschten Objektbereich schneidet. Als nächstes wird der Strahlteiler so ausgerichtet, daß ein erster Teilstrahl auf eine vorbestimmte Stelle der Wärmequelle zeigt. Auch der Spiegel wird so ausgerichtet, daß der zweite Teilstrahl ebenfalls auf eine vorbestimmte Stelle der Wärmequelle zeigt. Die Festlegung der ersten und zweiten vorbestimmten Stelle ist an keinen bestimmten Modus gebunden, es kann in der Mitte des Meßflecks oder an gegenüberliegenden Seiten des Meßflecks sein, wodurch dann die Größe des Meßflecks angezeigt wird.

Weitere Charakteristika und Vorteile der Erfindung sind aus nachfolgender detaillierter Beschreibung und den im Anhang befindlichen Zeichnungen ersichtlich.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Querschnitts-Ansicht des Strahlenteilermoduls;

Fig. 3A und 3B sind Ansichten des Blattfederelements;

Fig. 4A und 4B zeigen Draufsicht und Seitenansicht des Spiegelelements;

Fig. 5 ist die perspektivische Ansicht des auf den Grundkörper montierten Spiegelelements;

Fig. 6 stellt die perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Spiegelelements dar;

Fig. 7 zeigt eine perspektivische, teilweise ausgeschnittene Ansicht des zweiten Ausführungsbeispiels des Spiegelelements und des Strahltteilermoduls, die mit dem Grundkörper verbunden sind;

Fig. 8A und 8B zeigen Schnittansicht und Draufsicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 9A und 9B sind Ausschnitt-Ansichten eines zweistufigen Tasters.

Die Erfindung soll nunmehr in bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Gleiche oder einander entsprechende Elemente sind in den Ansichten durchgängig mit den gleichen Bezugsnummern versehen.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines zusammengebauten Systems, bei dem die Charakteristika der Erfindung zur Anwendung gelangen. Der berührungslose Infrarot(IR)-Sensor 10 besteht aus dem teils rechteckigen und teils zylindrischen Grundkörper 12 mit einem Hohlraum, in dem die Detektorlinse 14 angebracht ist, der Infrarotdetektor 16 sowie die Detektorwärmesenke 18. Das Laser-Fokussiersystem vereint das Strahlteilermodul 20 und das verstellbare Spiegelelement 40. Das Strahlteilermodul 20 und das verstellbare Spiegelement 40 werden nachfolgend detailliert beschrieben.

Nunmehr soll die Betriebsweise des Laservisiersystems beschrieben werden. Wie in der Zeichnung dargestellt und vom Stand der Technik her wohlbekannt, fokussiert die Detektorlinse einen auf der optischen Achse 11 in einer vorgegebenen Entfernung D vom Sensor 10 gelegenen Punkt auf die Oberfläche des Infrarotdetektors 16. Zur Erzielung einer exakten Temperaturanzeige muß der Benutzer des Sensors diesen in der Entfernung D vom Meßobjekt 60, das gemessen und bei dem ein Meßfleck anvisiert werden soll, halten, so daß die optische Achse 11 das Meßobjekt 60 schneidet und der Meßfleck genau auf den Infrarotdetektor 16 abgebildet wird.

Der Ausgangsstrahl des Halbleiterdiodenlasers 61 wird in das Strahlteilermodul 20 eingekoppelt und spaltet sich in den ersten Laserstrahl 62 und den zweiten Laserstrahl 64 auf. Der erste Laserstrahl 62 wird auf das Meßobjekt 60 gerichtet, der zweite Strahl schneidet die Öffnungen 66 und 68 des Grundkörpers 12 und wird von dem verstellbaren Spiegelelement 40 als reflektierter zweiter Laserstrahl 64r auf das Meßobjekt gerichtet. Das Strahlteilermodul 20 und das verstellbare Spiegelelement 40 sind so ausgerichtet, daß sie den ersten Laserstrahl 62 und den reflektierten zweiten Laserstrahl 64 im Scharfpunkt der Detektorlinse 14 konvergieren lassen. Auf diese Weise kann der Benutzer den Sensor 10 genau positionieren, damit die von dem Meßobjekt 60 emittierte IR-Strahlung auf den Infrarotdetektor 16 fokussiert wird.

Im folgenden soll die Struktur des Strahlteilermoduls 20 in bezug auf Fig. 2, die die Schnittansicht des Moduls darstellt, beschrieben werden. In dem zylindrischen Strahlteilergehäuse 21 mit Innenbohrung und stückweisem Außengewinde ist die Laserkollimatorlinse 22 montiert. In einem Ausschnitt in der Nähe der unteren Öffnung des Strahlteilergehäuses 21 ist der Strahlteilerspiegel 23 starr befestigt. Der Strahlteilerspiegel kann bekanntermaßen ein halbversilberter Spiegel sein.

Das Strahlteilergehäuse 21 wird auf dem Blattfederelement 24 angebracht. Dieses verfügt über die Strahlenöffnungen 25 und 26, um das Durchdringen eines Laserstrahls zu ermöglichen. Zum Blattfederelement 24 gehören obere, untere sowie die vertikalen Abschnitte 24t, 24b und 24v. Die Konfiguration der Blattfeder und ihre Funktionsweise werden nachfolgend ausführlicher beschrieben.

Die zylindrische Wärmesenke und Fokussiervorrichtung 27 hält den Halbleiterdiodenlaser 61. Die Fokussiervorrichtung 27 ist teilweise mit einem Innengewinde versehen. Sie ist an dem Strahlteilergehäuse durch Verschrauben mit dem Strahlteilergehäuse 21 befestigt. Bestandteile der Innenfläche sind eine Aussparung mit dem O-Ring 28, die einen Verschluß zwischen dem oberen Teil des Strahlergehäuses 21 und der Fokussiervorrichtung 27 bilden. Der Scharfpunkt des Halbleiterdiodenlasers 61 kann durch Drehen der Fokussiervorrichtung 27 eingestellt werden.

In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Laser mit einer Wellenlänge von 670 Nanometern (nm) verwendet. Diese Wellenlänge ist nicht sehr deutlich zu sehen, so daß eine hohe Energie erforderlich ist, um die Punkte für den Anwender sichtbar zu machen. Diese starke Energie könnte möglicherweise Augenschäden hervorrufen. Ein alternatives Ausführungsbeispiel mit Verwendung eines Lasers mit einer Wellenlänge von 650 oder 630 nm würde mit weniger Energie auskommen, da die genannten Wellenlängen vom menschlichen Auge besser wahrgenommen werden.

Die integrierte Struktur des Strahlteilermoduls 20 bietet mehrere Vorteile. Die starre Positionierung von Halbleiterdiodenlaser 61, Laserkollimatorlinse 22 und des Strahlerteilerspiegels 23 ermöglichen die genaue Justage jener Teile und auch die Verwendung des kleinen Strahlteilerspiegels 23. Darüber hinaus übernimmt das integrierte Strahlteilermodul 20 auch die Funktion der Fokussierung von Halbleiterdiodenlaser 61 und die Abfuhr der von dem Laser erzeugten Wärme.

Die Konfiguration eines Ausführungsbeispiels des Blattfederelements soll nunmehr in bezug auf Fig. 2 sowie 3A und B beschrieben werden. Fig. 3A ist eine Draufsicht des Blattfederelements 24 vor dem Umformen. Es ist zu beachten, daß das Blattfederelement 24 als Einzelmetallstück unter Verwendung bekannter Verfahren wie chemische Ätzung und mechanisches Stanzen hergestellt wird. In Fig. 3B wird Blattfederelement 24 als Formteil nach erfolgtem Biegen dargestellt. Im Ergebnis des nachfolgend beschriebenen Justagemechanismus sind die Toleranzgrenzen für die Biegeverformung unkritisch.

In Fig. 3A hat der untere Abschnitt 24t eine halbrunde Außenfläche, und in ihm befinden sich links und rechts die Ausschnitte 127 und 128 für die Schraubbefestigung sowie der Ausschnitt 29 für die vertikale Justage. Der vertikale Abschnitt 24v wird von dünnen Metallstreifen gebildet, die den oberen Abschnitt 24t mit der gegenüberliegenden Begrenzung des halbrunden unteren Abschnitts 24b verbinden. Im oberen Abschnitt 24t befindet sich der Ausschnitt 30 für die Vertikaljustageschraube.

In Fig. 1 ist die Vertikaljustageschraube 31 durch die Ausschnitte 29 und 30 in die Gewindebohrung des Grundkörpers 12 eingeschraubt. Auf diese Weise kann die vertikale Winkeleinstellung des ersten und des zweiten Strahls in der Ebene der Fig. 1 exakt und mühelos durch einfaches Drehen der Vertikaljustageschraube 31 bewerkstelligt werden.

In Fig. 1 ist das Strahlteilermodul an dem Grundkörper 12 mittels Befestigungsschrauben (nicht abgebildet), die durch die Ausschnitte 127 und 128 für die Schraubbefestigung des Blattfederelements gehen, angebracht.

Ein Ausführungsbeispiel des verstellbaren Spiegelelements 40 soll im folgenden in bezug auf Fig. 4A und B sowie Fig. 5 beschrieben werden. Fig. 4A stellt eine Draufsicht des Spiegelelements 40 vor dem Umformen dar. Wie es auch bei Blattfederelementen 24 der Fall ist, ist Spiegelelement 40 aus einem Einzelmetallstück unter Verwendung bekannter Verfahren hergestellt. Zu dem Element gehören das Reflektierplättchen 41, das Vertikaljustageplättchen 42 mit dem Ausschnitt 42s für die Vertikaljustageschraube, die linken und rechten Stell- und Befestigungsplättchen 43 und 44 sowie Sockel 45. Am linken Befestigungsplättchen 43 befinden sich der vertikal erhöhte Abschnitt 46 sowie die Justagebohrung 47. Auf dem rechten Befestigungsplättchen befindet sich der Befestigungsschraubenausschnitt 48.

Fig. 4B ist eine Seitenansicht des Formteils nach dem Biegen, Fig. 5 gibt eine perspektivische Ansicht des geformten Spiegelelements 40, das mittels zylindrischer Senkbohrung am Grundkörper 12 befestigt ist, wieder. Das Reflektierplättchen 41 und das Vertikaljustageplättchen 42 sind mit den Befestigungsplättchen 43 und 44 an den Sockelecken 49 und 50 verbunden. Zum Visiermechanismus gehören die Justageschraube 51, die durch die Justagebohrung 47 in eine Gewindeöffnung des Grundkörpers 12 eingeschraubt ist und die Vertikaljustageschraube 52, die durch den Ausschnitt 42s geht.

Die vertikale Ausrichtung des reflektierten zweiten Laserstrahls 64r um die senkrecht zur Ebene der Fig. 1 befindliche y-Achse ist mühelos zu bewerkstelligen durch Drehen der Vertikaljustageschraube 52, wodurch über eine Biegung an den Sockelecken 49 und 50 des Reflektierplättchens 41, das Reflektierplättchen 41 in der Ebene der Fig. 1 gedreht wird. Ebenso ist die azimutale Ausrichtung des reflektierten zweiten Laserstrahls 64r um eine x- Achse der Ebene der Fig. 1 und in senkrechter Position zur optischen Achse ohne Schwierigkeit durch Drehen der Justageschraube 51 ausführbar. Dadurch entsteht eine Abflachung der vorgeformten Wölbung des vertikal erhöhten Abschnitts 46, womit eine Drehung des Spiegelelements 40 in der zylindrischen Senkbohrung bewirkt wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des Strahlteilermoduls 20 und des Spiegelelements 40, das sich eines anderen azimutalen Justiermechanismus zur Ausrichtung der Laserstrahlen um die x-Aches bedient, sollen im folgenden in bezug auf Fig. 6 und 7 beschrieben werden. In Fig. 6 wird der vertikal erhöhte Abschnitt 46 nicht verwendet, statt dessen wird der gezahnte Abschnitt 70 gemäß dem Umfang des Sockels 45 geformt. Wie in Fig. 7 dargestellt, wird die Spiegeljustageschraube 72 in Ausschnitt 74 des Grundkörpers 12 angebracht, und ihr Gewinde ist mit dem gezahnten Abschnitt 70 verbunden. Die Drehung der Spiegeljustageschraube 72 bewirkt, daß das Spiegelelement 40′ um die x-Achse rotiert. Der gezahnte Abschnitt 70 und das Gewinde der Spiegeljustageschraube 72 funktionieren wie ein Schneckengetriebe. So ermöglicht das einfache Drehen der Spiegeljustageschraube 72 ein genaues Positionieren des reflektierten zweiten Laserstrahles 64r um die x-Achse.

Eine entsprechende Drehjustage wird bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des Strahlteilermoduls 20 angewandt. Wie in Fig. 7 dargestellt, wird der Ausschnitt 29 für die vertikale Justage im unteren Abschnitt 24b des Blattfederelements 24 nicht genutzt. Statt dessen wird der gezahnte Abschnitt 79 gemäß dem Umfang des unteren Abschnitts 24b des Blattelements geformt. Eine Strahlteilerjustageschraube (nicht abgebildet) wird in Ausschnitt 81 angebracht und steuert die Ausrichtung des ersten Laserstrahls 62 um die x-Achse, wie vorstehend bei Spiegelelement 40′ beschrieben.

Das Verfahren zur Einstellung der Positionierung der Strahlen wird im folgenden beschrieben. Es ist nicht ausreichend, den Sensor 10 entlang seiner Symmetrieachse zu justieren, um die optische Achse des IR- Abbildungssystems zu bestimmen, da Mängel in der Linse sowie mechanische Fluchtungsfehler oft bewirken, daß die optische Achse von der symmetrischen Achse im Grundkörper abweicht. Aus diesem Grund ist für Geräte mit geringem Scharfpunktabstand eine Wärmequelle im Scharfpunkt der Detektorlinse 14 vorgesehen, und der Grundkörper 12 wird darauf ausgerichtet, so daß das Ausgangssignal des Detektors maximiert wird. Auf diese Weise wird die optische Achse des IR-Abbildungssystems so ausgerichtet, daß sie durch die Wärmequelle führt.

Danach wird das Strahlteilermodul durch Verwendung vorstehend beschriebener vertikaler und azimutaler Justagemechanismen so ausgerichtet, daß der erste Strahl die IR-Strahlungsquelle trifft. Abschließend wird das Spiegelmodul mittels Einsatzes oben beschriebener vertikaler und azimutaler Justagemechanismen ausgerichtet, um den reflektierten zweiten Strahl auf das Meßobjekt treffen zu lassen.

Im Unterschied dazu werden für divergierende Strahlen, mit denen der Scharfpunkt eines Instrumentes mit fernem Scharfpunkt, z. B. 15 m (50 feet) bis unendlich, festgelegt wird, die Strahlen normalerweise so ausgerichtet, daß sie einen Kreis mit vorgegebenem Durchmesser schneiden, in dessen Mittelpunkt sich die IR-Strahlungsquelle befindet.

In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat ein Diodenlaser eine Wellenlänge von 670 Nanometern (nm). Diese Wellenlänge erfordert jedoch starke Energiestrahlen, die das Auge unter bestimmten Umständen verletzen könnten. Andere Ausführungsbeispiele verwenden Diodenlaser mit Wellenlängen von 650 oder 630 nm, die für das Auge besser wahrnehmbar sind und somit geringere Energie erfordern.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel soll nunmehr in bezug auf Fig. 8A und 8B beschrieben werden. Im Endabschnitt des Grundkörpers 12 wird die Trennwand 80 angebracht. Sie besteht aus einer Öffnung für die Detektorlinse 14 sowie den Strahlteiler- und Spiegelmodulöffnungen 82 und 84 zum Senden des ersten Laserstrahles 62 und des reflektierten zweiten Laserstrahles 64r.

Das modifizierte Strahlteilermodul 20′ wird auf dem ersten zusammendrückbaren Elastomerring 86 montiert und mit drei Laserjustierschrauben 88, die durch die Trennwand 80 und den Elastomerring 86 in den Sockel des modifizierten Strahlteilermoduls 20′ hineinragen, an der Trennwand befestigt. In ähnlicher Weise wird das Spiegelgehäuse 90 auf einem zweiten zusammendrückbaren Elastomerring angebracht und mit drei Laserjustierschrauben 94, die durch die Trennwand 80 und den Elastomerring 92 hindurch bis zum Sockel des Spiegelgehäuses 90 reichen, an der Trennwand befestigt.

Die vertikale und azimutale Ausrichtung des ersten Laserstrahls kann durch Drehen der Laserjustierschrauben 88 eingestellt werden, um den ersten Elastomerring 86 schrittweise zusammenzudrücken und so das modifizierte Strahlteilermodul 20′ zu kippen. Die Ausrichtung der Laserjustierschrauben entlang dem Umfang der Öffnung 82 gewährleistet Stabilität und vollständige vertikale und azimutale Justierbarkeit. Die vertikale und azimutale Ausrichtung des reflektierten zweiten Strahls wird durch die Laserjustierschrauben 94 in entsprechender Weise vorgenommen.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei einem tragbaren Gerät ein 2stufiger Taster verwendet, der sowohl die Temperaturmeßfunktion initialisiert als auch die Datenaufzeichnungsfunktion aktiviert. Die Struktur des Doppelfunktions-Tasters wird in den Fig. 9A und 9B dargestellt.

Der Tastknopf 102 wird gegen die Vorspannungsfeder 103 in die in Fig. 9A dargestellte Position eins und die in Fig. 9B dargestellte Position zwei gedrückt. Der Messungsinitialisierungsschalter 104 und der Datenaufzeichnungsschalter 106 werden an dem Grundkörper 12 befestigt. Der Auslösehebel 108 ist mit dem Tastknopf 102 verbunden und betätigt den Messungsinitialisierungsschalter 104, wenn der Tastknopf 102 sich in der Position eins befindet sowie den Datenaufzeichnungsschalter 106, wenn der Tastknopf 102 sich in der Position zwei befindet.

Nachfolgend wird die Funktionsweise des 2-Stufen-Tasters beschrieben. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Bereitschaft zur Datenaufzeichnung sowie die Auswahl des Speicherplatzes und andere Meßfunktionen durch Schalter auf einer Folientastatur bewirkt. Der Benutzer richtet danach das Gerät auf ein Objekt.

Der Benutzer stellt den Tastknopf 102 auf eine Zwischenstellung zwischen den Positionen eins und zwei ein, wodurch der Messungsinitialisierungsschalter 104 betätigt wird und den Mikroprozessor (nicht abgebildet) des Sensors aktiviert. Ist der Mikroprozessor in Aktion, wird eine normale Meßfunktion in Gang gesetzt, das Gerät berechnet die Objekttemperatur und zeigt diese an.

Für den Fall, daß der Benutzer die angezeigte Temperatur für künftigen Abruf aufzeichnen möchte, wird der Tastknopf 1 02 in Position zwei gebracht, um den Datenaufzeichnungsschalter 106 zu aktivieren. Der Mikroprozessor fragt diesen Datenaufzeichnungsschalter 106 routinemäßig ab und nach Betätigung des Datenaufzeichnungsschalters 106 werden die angezeigte Temperatur und die Parameter im nichtflüchtigen Speicher bewahrt. Diese Information ist künftig abrufbar oder kann über einen RS232- Ausgang ausgegeben werden.

Der Benutzer erhält ein hörbares Signal zur Bestätigung der Datenspeicherung. Es erfolgt entweder in Form eines Klicks bei Aktivierung des Datenaufzeichnungsschalters 106 oder durch einen Lautsprecher. Darüber hinaus erscheint ein sichtbares Zeichen auf der Anzeigefläche.

Die Vorrichtung des zweistufigen Tasters ist auch für Infrarot- Temperatursensoren mit anderen Visiervorrichtungen oder auch ohne Visiervorrichtung sinnvoll.

Damit wurde die Erfindung in bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es sind weitere Ausführungsbeispiele denkbar. Während das bevorzugte Ausführungsbeispiel einen Halbleiterdiodenlaser verwendet, kann unter bestimmten Umständen der Austausch gegen eine lichtemittierende Diode mit starker Energie sinnvoll sein.

Außerdem ist es möglich, weitere Justagemechanismen wie z. b. eine eine Nockensteuerung enthaltende Vorrichtung für die Einstellung der vertikalen und azimutalen Ausrichtung der Strahlen einzusetzen. Auch könnten für die in dem Ausführungsbeispiel beschriebene IR-Strahlung, die durch eine Linse fokussiert wird, wobei als Strahlteiler ein halbversilberter Spiegel dient, für die Fokussierung der IR-Strahlung ein Hohlspiegel und für die Strahlteilung ein Prisma verwendet werden. Ebenso könnten andere Mechanismen für die Kompression der Elastomerringe wie z. B. Klammern zum Einsatz kommen. Aus diesen Gründen ist eine Beschränkung der Erfindung nicht vorgesehen, außer für die im Ausgang aufgeführten Ansprüche.

Claims (17)

1. Infrarot-Temperatursensor, enthaltend:
einen länglichen Grundkörper mit innerem Hohlraum, umgeben von der Grundkörperumhüllung mit einer IR-Öffnung an einem Ende;
einen Infrarotlichtsensor, der sich im Inneren des genannten Grundkörpers befindet und durch ein Fokussierelement und einen Detektor gekennzeichnet ist, wobei das Fokussierelement der Bündelung der von einem Meßfleck entlang einer optischen Achse emittierten IR-Strahlung, die durch die IR- Öffnung auf genannten Detektor trifft, dient;
ein Strahlteilermodul, zu dem ein Strahlteiler für die Aufteilung eines einfallenden Lichtstrahls in einen ersten und einen zweiten Strahl gehört, wobei der erste Strahl auf besagtem Meßfleck gerichtet ist;
einen Strahlteiler-Positioniermechanismus, womit der Strahlteiler an den Grundkörper befestigt und von der optischen Achse in eine erste Richtung versetzt wird, mit dem die vertikale und azimutale Position des ersten und des zweiten Strahles justiert wird;
ein Spiegelmodul enthaltend einen Spiegel mit reflektierendem Element;
sowie einen Spiegelmodul-Positioniermechanismus, womit das Spiegelmodul auf dem Grundkörper angebracht und von der optischen Achse in eine zweite Richtung versetzt wird, mit dem die vertikale und azimutale Position des zweiten Lichtstrahls vom Strahlteiler, der auf das Reflektierelement auftrifft und in Richtung auf den Meßfleck reflektiert wird, justiert wird.

2. Infrarot-Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
der Grundkörper zwei gegenüberliegende Öffnungen zum Durchgang des zweiten Teilstrahls durch den Grundkörper besitzt und daß
der Strahlteiler-Positioniermechanismus und der Spiegelmodul- Positioniermechanismus außen am Grundkörper montiert sind.

3. Infrarot-Temperatursensor nach Patenanspruch 2 oder Patentanspruch 1, worin genanntes Strahlteilermodul in einem Gehäuse integriert ist, ferner gekennzeichnet durch:
ein zylindrisches Strahlteilergehäuse mit Bohrung im Inneren mit oberer und unterer Begrenzung und einem Ausschnitt in genannter Bohrung, angebracht in der Nähe der unteren Begrenzung zum Zwecke der starren Befestigung genannten Strahlteilers;
eine Kollimatorlinse, angebracht im Inneren genannter Bohrung über dem Strahlteiler;
ein Lichtquellengehäuse für die Unterbringung einer Lichtquelle und die Anbringung über dem oberen Ende des genannten Strahlteilergehäuses sowie für die Abführung der von der Lichtquelle erzeugten Wärme,
ein Brennpunktjustiermechanismus, der das Strahlteilergehäuse an das Lichtquellengehäuse anschließt, um die Entfernung zwischen Lichtquelle und genannter Kollimatorlinse zu justieren.

4. Infrarot-Temperatursensor nach Patentanspruch 2, in dem genannter Strahlteiler-Positioniermechanismus weiterhin gekennzeichnet ist durch:
eine Blattfeder, geformt auf einem Einzelteil auf Metall mit unterem, vertikalem und oberem Teilabschnitt,
mit zu genanntem unterem Teilabschnitt gehörender Öffnung zum Durchlassen eines Lichtstrahls, Schrauben für die Befestigung genannter Blattfeder an genanntem Grundkörper und einem Abschnitt für die Vertikaljustageschraube,
mit zu genanntem oberen Teilabschnitt gehörender Öffnung für das Befestigen genannten Strahlteilermodus darin und einem Ausschnitt für die Vertikaljustageschraube sowie
mit genanntem vertikalem Teilabschnitt, der besagten unteren und oberen Teilabschnitt miteinander verbindet, um beim Drehen einer Vertikaljustageschraube, die durch genannte Ausschnitte geht und in genannten Grundkörper eingeschraubt wird, Biegefestigkeit zu gewährleisten.

5. Infrarot-Temperatursensor nach Patentanspruch 4 mit genanntem unteren Teilabschnitt, wozu ein gezahntes Element am äußeren Umfang gehört, das Zähne für den Eingriff in das Gewinde einer Azimutaljustageschraube aufweist, womit durch Drehung der Azimutaljustageschraube eine Feinabstimmung der azimutalen Position des ersten und zweiten Strahls stattfindet.

6. Infrarot-Temperatursensor nach Patentanspruch 3, worin genanntes Spiegelmodul gekennzeichnet ist durch:
ein Metalleinzelteil mit Reflektierplättchen, angebracht an einem ersten und zweiten Befestigungsplättchen und einem Sockel durch Kerben im Sockel;
mit den genannten Befestigungsplättchen, wozu Ausschnitte zum Anbringen der Schrauben gehören, sowie
mit genanntem vertikalen Justageplättchen, wozu ein Ausschnitt für die Vertikaljustageschraube gehört, um die vertikale Position eines eingefallenen Strahls, der von dem genannten Reflektierplättchen ausgeht, durch Drehen einer Vertikaljustageschraube, die durch genannten Ausschnitt für die Vertikaljustageschrauben geht und in genannten Grundkörper eingeschraubt wird, zu justieren.

7. Infrarot-Temperatursensor nach Patentanspruch 1, zusätzlich gekennzeichnet durch:
eine Trennwand, angebracht in genanntem Grundkörper, an der genanntes Fokussierelement befestigt ist, und die genannte Trennwand verfügt über eine auf Objekt gerichtete erste und zweite Öffnung,
mit genanntem Strahlteiler-Positioniermechanismus, gekennzeichnet durch:
einen ersten zusammendrückbaren Ring, der zwischen dem Sockel des genannten Strahlteilermoduls in genannter erster Öffnung angebracht ist sowie
einen Kompressionsmechanismus für differenziertes Zusammendrücken des genannten ersten zusammendrückbaren Ringes, um die vertikalen und azimutalen Positionen des genannten ersten und zweiten Strahles zu justieren.

8. Infrarot-Temperatursensor nach Patentanspruch 7, worin genannter Spiegelmodul-Positioniermechanismus gekennzeichnet ist durch:
einen zweiten zusammendrückbaren Ring, angebracht zwischen einem Sockel dem genannten Spiegelmodul und genannter zweiter Öffnung sowie
einen zweiten Kompressionsmechanismus zum differenzierten Zusammendrücken genannten zweiten zusammendrückbaren Ringes, um die vertikalen und azimutalen Positionen des zweiten Strahls, der auf genanntes Spiegelelement trifft, zu justieren.

9. Verfahren zur Justage von Visierlicht für einen Infrarot-Temperatursensor, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Zugänglichmachung eines im inneren Hohlraum eines Grundkörpers befindlichen Infrarotlichtsensors, wobei der Grundkörper über eine Außenoberfläche, der Infrarotlichtsensor über eine optische Achse, einen Scharfpunkt und einen Meßfleck verfügt,
Befestigung eines Spiegelmoduls auf dem Grundkörper, versetzt in erster Richtung von der optischen Achse, wobei zu dem Spiegelmodul ein Spiegel mit einer Spiegeloberfläche gehört;
Befestigung eines Strahlteilers auf dem Grundkörper, versetzt in zweiter Richtung von der optischen Achse, wobei der Strahlteiler einen Lichtstrahl empfängt und den Strahl in einen ersten und einen zweiten Teil teilt, wovon der zweite Teil durch genannten Strahlöffnungen auf die zweite Spiegeloberfläche gelenkt wird;
Ausrichtung des Grundkörpers, so daß die optische Achse auf einen Objektort gerichtet ist;
Justieren des Strahlteilers, um den ersten Teilstrahl auf eine vorbestimmte Stelle einzustellen, sowie
Justieren des Spiegelmoduls, um den zweiten Teilstrahl mit der Spiegeloberfläche auf eine zweite vorbestimmte Stelle einzustellen.

10. Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Justageschritte so ausgeführt werden, daß die erste und die zweite vorbestimmte Stelle sich in der Mitte des Meßfleckes in der Scharfpunktentfernung befinden.

11. Verfahren nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Justageschritte so vorgenommen werden, daß die erste und die zweite vorbestimmte Stelle in Bezug auf die Austrittsöffnungen auf entgegengesetzten Seiten des Scharfpunktbereiches in der Scharfpunktentfernung liegen.

12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stufen der Befestigung so vor sich gehen, daß der Strahlteiler und der Spiegel auf den gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers von der optischen Achse angebracht werden.

13. Verfahren nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Ausrichtung des Strahlteilers durch Drehen des Strahlteilers um eine erste Achse ausgeführt wird.

14. Verfahren nach Patentanspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Ausrichtung des Strahlteilers durch Drehen des Strahlteilers um eine zweite Achse, die weitgehend senkrecht zur ersten Achse liegt, vollzogen wird.

15. Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte zur Befestigung der Lichtquelle und des Strahlteilers gleichzeitig ausgeführt werden.

16. Infrarot-Temperatursensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Datenspeicher, in dem eine aktuelle Temperaturanzeige für spätere Rückgriffe gespeichert werden kann, sowie einen Auslösemechanismus mit

• - einem Taster, der durch den Benutzer von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung gebracht werden kann;
• - einem ersten Schalter für die Auslösung einer Temperaturmeßfunktion;
• - einem zweiten Schalter zur Bewahrung von aktuell gemessenen Werten im Datenspeicher sowie mit;
• - einem Auslöseelement, der mit dem Taster verbunden ist, um den ersten Schalter zu betätigen, wenn sich genannter Taster in einer Zwischenstellung zwischen erster Stellung zur Auslösung der Temperaturmeßfunktion und zweiter Stellung für die Speicherung aktueller gemessener Temperaturangaben befindet sowie den zweiten Schalter zu betätigen, wenn sich der Taster in der zweiten Stellung befindet.

17. Infrarot-Temperatursensor nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Mechanismus zur Erzeugung eines hörbaren Signals, wenn genannter zweiter Schalter betätigt wird, um den Benutzer über die Speicherung aktueller erhaltener Temperaturangaben zu informieren.