DE2107186A1

DE2107186A1 - thermometer

Info

Publication number: DE2107186A1
Application number: DE19712107186
Authority: DE
Inventors: Philip Cheney Wakefield Goyette Robert Joseph Chelmsford Bauer Douglas Mann Danvers Mass Crosby (V St A)
Original assignee: Meditech Energy and Environmental Corp
Current assignee: Meditech Energy and Environmental Corp
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1971-02-15
Publication date: 1971-09-16
Also published as: FR2078668A5

Description

Anmelder: Meditech Energy anä Environmental Corp., 183 Newbury Street, Danvers, Massachusetts, USA Applicant: Meditech Energy anä Environmental Corp., 183 Newbury Street, Danvers, Massachusetts, USA

Thermometerthermometer

Die Erfindung betrifft ein Thermometer, insbesondere ein Fieberthermometer, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines The rmome te r s.The invention relates to a thermometer, in particular a Fever thermometer and a method for making one The rmome te r s.

Übliche Fieberthermometer weisen als Hülle ein Glasrohr auf und finden zur Messung der Temperatur von Patienten in Krankenhäusern oder dergleichen Verwendung. Diese Thermometer enthalten ein evakuiertes Röhrchen, in dem sich verschiedene Materialien ausdehnen können, um auf einer geeichten Skala die Temperatur des Patienten anzuzeigen.Usual clinical thermometers have a glass tube as a cover and are used to measure the temperature of patients in hospitals or the like. These thermometers contain an evacuated tube, in which various materials can expand, in order to determine the temperature on a calibrated scale of the patient.

Die bekannten Thermometer haben jedoch gewisse Nachteile, z.B. werden einige Minuten benötigt, bevor eine ausreichende Erwärmung erfolgt ist, welche zur Erzielung eines Temperaturgleichgewichts zwischen dem Mund des Patienten und dem Glas und der darin enthaltenen Flüssigkeit erzielt ist. Es besteht deshalb ein Bedürfnis für schnell ansprechende Thermometer. Trotzdem gab es bisher keine zufriedenstellende Lösung für die Aufgabe, ein möglichst schnell ansprechendes Thermometer anzugeben, welches einerseits möglichst kostensparend hergestellt werden kann, das aber andererseits hinreichend genau ist, um die allgemein in die-However, the known thermometers have certain disadvantages, e.g. a few minutes are required before sufficient heating has taken place, which is necessary to achieve temperature equilibrium is achieved between the patient's mouth and the glass and the liquid contained therein. It therefore exists a need for fast responding thermometers. Even so, there has not yet been a satisfactory solution to the task of a Specify a thermometer that responds as quickly as possible, which on the one hand can be manufactured as cost-effectively as possible, the but on the other hand it is sufficiently precise to

109838/1121109838/1121

sem Zusammenhang zu stellenden Anforderungen zu erfüllen. Durch die Erfindung soll deshalb insbesondere die Aufgabe gelöst werden, ein Thermometer derart auszubilden, daß keine besonders große Wärmemenge benötigt wird, die beispielsweise durch Wärmeleitung und/oder Wärmestrahlung entlang der Länge des Thermometers verloren geht, und daß trotzdem eine ausreichende mechanische Festigkeit hat, die Beschädigungen bei normaler oder auch nicht vorschriftsmäßiger Handhabung vermeidet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines derartigen Thermometers anzugeben, dessen Fühler k möglichst kostensparend herstellbar ist.to meet the requirements to be set in this context. The invention is therefore intended in particular to achieve the object to train a thermometer in such a way that no particularly large amount of heat is required, for example by conduction and / or thermal radiation is lost along the length of the thermometer, and that still sufficient mechanical Has strength that prevents damage from normal or improper handling. Furthermore it is The object of the invention to provide an economical method for producing such a thermometer, its sensor k can be produced as cost-effectively as possible.

Durch die Erfindung soll deshalb ein besonders schnell ansprechendes Thermometer angegeben werden, welches einen Fühler oder einen Behälter aufweist, in dem ein thermoempfindliehes Element geeignet angeordnet werden kann. Ferner soll ein neues Verfahren zur Herstellung und Eichung eines derartigen, schnell ansprechenden Thermometers angegeben werden. Das Thermometer soll eine verbesserte Ableseeinrichtung aufweisen, die in Verbindung mit der speziellen temperaturempfindlichen Einrichtung geeignet ist.The invention is therefore intended to be particularly responsive Thermometer are indicated, which has a probe or a container in which a thermosensitive Element can be arranged appropriately. Furthermore, a new method for the production and calibration of such a fast appropriate thermometer. The thermometer is said to have an improved reading device, which in connection with the special temperature-sensitive device is suitable.

Ein Verfahren zur Herstellung eines schnell ansprechenden Thermometers ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Fühler für das Thermometer hergestellt wird, in dem ein abreibbares temperaturempfindliehes Element wie ein Thermistor in dem Fühler angeordnet und das Element dort geeicht wird, während die Wand des Fühlers dazu benutzt wird, dieses zu haltern und die Abnutzung zu verringern. Diese Einrichtung enthält eine sehr dünnwandige Konstruktion aus einem Material mit einer hohen Temperaturleitfähigkeit, welche Wand auch als elektrische Zuleitung zu einer elektronischen Temperaturmeßschaltung dient.According to the invention, a method for producing a rapidly responding thermometer is characterized in that a probe for the thermometer is made, in which an abradable temperature-sensitive element such as a thermistor in the sensor and the element is calibrated there, while the wall of the sensor is used to hold it and to reduce the wear and tear. This device contains a very thin-walled construction made of a material with a high thermal conductivity, which wall also serves as an electrical lead to an electronic temperature measuring circuit.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind deshalb darin zu sehen, daß ein Fühler für ein schnell ansprechend.:-''.? Thermometer hergestellt wird, indem ein abnutzhaires temperaturempfindliches Element wie ein Thermistor in einen Fühler eingesetzt und dort geeicht wird, wobei die Wand des Fühlers zur Halterung dientThe essential features of the invention are therefore to be seen in the fact that a sensor responds quickly to a .:- ''.? Thermometer is made by a wear-sensitive temperature sensitive Element like a thermistor is inserted into a sensor and is calibrated there, with the wall of the sensor serving as a holder

109838/1121109838/1121

und zur Verringerung des Betrags der Abnutzung. Ein derartiger Fühler spricht schnell an, weil durch die Verwendung eines besonderen Behälters für das Einschließen des temperaturempfindlichen Elements diese Möglichkeit gewährleistet ist. Das temperaturempfindliche Element selbst gewährleistet bei dieser Anordnung in diesem Behälter ein schnelles und genaues Ansprechvermögen auf die Umgebungstemperatur der Umgebung, in welcher der Fühler angeordnet ist. Es ist jedoch wichtig, eine sorgfältige Kombination der thermischen Eigenschaften, der mechanischen Eigenschaften und der Geometrie des Fühlers vorzusehen, um möglichst gute Ergebnisse zu erhalten.and to reduce the amount of wear and tear. Such a sensor responds quickly because it uses a special one Container for enclosing the temperature-sensitive element this possibility is guaranteed. The temperature sensitive Element itself ensures a quick and precise response with this arrangement in this container on the ambient temperature of the environment in which the sensor is located. However, it is important to combine them carefully the thermal properties, the mechanical properties and the geometry of the sensor to be provided as possible to get good results.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Thermistor in einer Wand aus Bimetall vorgesehen. Dieser Behälter besteht aus einer dünnen metallischen Wand, welche durch eine verhältnismäßig dünne metallische Schicht mit sehr hoher mechanischer Festigkeit verstärkt ist. Wenn das innere Material Kupfer ist, bildet es einen Hauptteil der Wanddicke des Behälters, vorzugsweise etwa 80% oder mehr dessen Dicke. Diese Anordnung trägt dazu bei, daß der in dem Rohr befestigte Thermistor schnell auf die Wärme anspricht, welche durch die Rohrwand zu dem Thermistor gelangt.In a preferred embodiment of the invention, a thermistor is provided in a bimetal wall. This container consists of a thin metallic wall, which is covered by a relatively thin metallic layer with a very high mechanical strength is reinforced. When the inner material is copper, it forms a major part of the wall thickness of the container, preferably about 80% or more of its thickness. This arrangement helps the thermistor mounted in the tube responds quickly to the heat coming through the pipe wall reaches the thermistor.

Ein kleiner absoluter Querschnitt des inneren Metalls hält die Wärmemenge auf einem Minimum, welche von dem Ort in dem Fühler abgeleitet wird, injdem das temperaturempfindliche Element angeordnet ist. Das innere Metall hat vorteilhafter Weise eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Wenn das Metall so dünn ist, daß die thermische Leitfähigkeit äquivalent derjenigen durch 0,08 mm (0,003 Zoll) Kupfer ist, können andere Metalle Verwendung finden. Ein derartig kleiner Querschnitt von Kupfer wäre in konstruktiver Hinsicht unpraktisch, wenn keine verstärkende Metallschicht vorgesehen wäre.A small absolute cross-section of the inner metal keeps the amount of heat emitted from the location in the probe to a minimum is derived, injdem the temperature-sensitive element is arranged. The inner metal advantageously has one high thermal conductivity. When the metal is so thin that the thermal conductivity is equivalent to that through 0.08 mm (0.003 in.) Is copper, other metals can be used. Such a small cross section of copper would be more constructive Impractical in this regard if a reinforcing metal layer were not provided.

Das verstärkende Metall besteht vorzugsweise aus zwei Schichten, von denen jede dünner als 0,0025 mm (0,0002 Zoll) beträgt.The reinforcing metal preferably consists of two layers, each of which is thinner than 0.0025 mm (0.0002 inches).

Das innere Metall hat vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als etwa 0,65 Kalorien pro Sekunde, pro Zentimeter und pro C. Kupfer wird wegen seiner überlegenen mechanischen Eigen-The inner metal preferably has a thermal conductivity greater than about 0.65 calories per second, per centimeter and pro C. Because of its superior mechanical properties, copper is

1098 3 8/11211098 3 8/1121

21071882107188

schaften vorgezogen, aber Gold und Silber und sehr gut leitende Legierungen sind ebenfalls geeignet.Shank preferred, but gold and silver and very conductive Alloys are also suitable.

Besonders vorteilhafte Metalle zur Ausbildung eines metallischen Überzugs sind Nickel enthaltende Metalle, insbesondere Phosphor-Nickel-Legierungen, die z.B. 5 bis 15% Phosphor enthalten. Diese Phosphor enthaltende Nickellegierung ergibt als innerer und äußerer Überzug von 0,0038 mm Dicke über einem Kupferröhrchen von 0,05 mm Dicke ein Röhrchen, das zwei bis fünf mal stärker ist, als wenn ein Überzug von 0,0075 mm Dicke einer Nikkeilegierung über dem Kupferrohr aufgetragen wird. Ein derartiges Material kann ferner gehärtet werden, daß es angenähert die Härte verschiedenen Karbide hat, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß eine Umwandlung zu einem sehr dauerhaften Endprodukt erfolgen kann.Metals containing nickel, in particular, are particularly advantageous metals for forming a metallic coating Phosphorus-nickel alloys containing e.g. 5 to 15% phosphorus. This nickel alloy containing phosphorus gives as inner and outer coating 0.0038 mm thick over a copper tube 0.05 mm thick, a tube that is two to five times is stronger than when a 0.0075 mm thick coating of nickel alloy is applied over the copper tube. Such a thing Material can also be hardened so that it has approximately the hardness of various carbides, which has the advantage of that conversion to a very durable end product can take place.

In der Praxis findet jedoch oft ein dünner Goldüberzug Verwendung, damit der Fühler eine möglichst geringe Abstrahlung und eine gute Korrosionsbeständigkeit hat. Ein derartiger Goldüberzug hat nur eine Dicke von etwa 2,5 mal 10 mm (10 Zoll). An Stelle von Gold können für den Gegenstand der Erfindung andere Edelmetalle wie Rhodium und Platin, Chrom, Nickel und dergleichen Verwendung finden. Das verstärkende Metall sollte so ausgewählt werden, daß es zumindest die Streckgrenze eines Kupferrohrs mit einer 'Wanddicke von 0,05 mm (0,002 Zoll) verdoppelt, wenn radiale Druckkräfte auf dieses Röhrchen mit einem inneren und äußeren Überzug des verstärkenden Metalls mit einer Dicke von 0,005 mm (0,0002 Zoll) ausgeübt werden.In practice, however, a thin gold coating is often used, so that the sensor has the lowest possible radiation and good corrosion resistance. Such a gold plating is only about 2.5 by 10 mm (10 inches) thick. Instead of gold, other noble metals such as rhodium and platinum, chromium, nickel and the like can be used for the subject matter of the invention Find use. The reinforcing metal should be selected so that it is at least the yield strength of a copper pipe doubled with a wall thickness of 0.05 mm (0.002 inch), when radial compressive forces act on this tube with an inner and outer coating of the reinforcing metal with a thickness 0.005 mm (0.0002 inches) can be exercised.

Es wurde festgestellt, daß Fühler, die aus einem einzigen Strukturmetall bestehen, in vorteilhafter Weise Verwendung finden können, wenn etwas längere Ansprechzeiten von etwa 10 bis 20 Sekunden für das temperaturempfindliche Element in der Sonde zugelassen werden können, bis das thermische Gleichgewicht mit. der Körpertemperatur erreicht ist.It has been found that sensors made from a single structural metal are used to advantage can if slightly longer response times of about 10 to 20 seconds for the temperature sensitive element in the probe can be allowed until thermal equilibrium is reached. body temperature has been reached.

Geeignete Fühler können aus einem Metall hergestellt werden, das ein Wärmeleitvermögen von mehr als etwa 0,3 hat. Das Wärmeleitvermögen ergibt sich durch die Division der thermischen Leitfähigkeit durch die Wärmekapazität pro Gewichtseinheit proSuitable sensors can be made from a metal that has a thermal conductivity greater than about 0.3. That Thermal conductivity is obtained by dividing the thermal conductivity by the heat capacity per unit weight per

10 9 8 3 8/112110 9 8 3 8/1121

⁰C und durch die Dichte. ⁰ C and by the density.

Die Geometrie des metallischen Teils des Fühlers muß sorgfältig gewählt werden. Fühler sollten so ausgebildet werden, daß der Wärmefluß durch die Wände im Verhältnis zu dem Wärmefluß entlang den Wänden nicht das Verhältnis überschreitet, welches in einem zylindrischen Metallfühler erhalten wird, der eine maximale Wanddicke von 0,13 mm (0,005 Zoll) und einen maximalen Durchmesser von etwa 5 mm (0,2 Zoll) hat.The geometry of the metallic part of the sensor must be chosen carefully. Feelers should be designed in such a way that that the heat flow through the walls in relation to the heat flow along the walls does not exceed the ratio which in a cylindrical metal probe having a maximum wall thickness of 0.13 mm (0.005 inches) and a maximum About 5 mm (0.2 inches) in diameter.

Der metallische Fühler sollte neben einem guten thermischen Leitvermögen und einem dünnen Wandabschnitt mechanische Eigenschaften haben, welche einen ausreichenden Widerstand gegen Formänderungen bei üblichem Gebrauch durch das Personal ergeben, oder wenn der Patient auf den Fühler weist etc.. Konstruktionen aus nicht verstärkten Fühlern aus sehr dünnen weichen Metallen wie Gold und Silber sollten vermieden werden.The metallic sensor should be next to a good thermal one Conductivity and a thin wall section have mechanical properties that provide sufficient resistance to changes in shape resulting from normal use by the staff, or when the patient points to the feeler, etc. Constructions from unreinforced sensors made of very thin soft metals such as gold and silver should be avoided.

In der Beschreibung ist von einem metallischen Fühler die Rede. Darunter ist ein Meßkopf zu verstehen, welcher ein temperaturempfindliches Element umgibt und ermöglicht, entlang eines metallischen Wegs Wärme durch den Weg zwischen der Umgebung des Fühlers und dem Element zu leiten. Die Parameter, die zur Begrenzung des Wärmeflusses entlang dem Fühler Verwendung finden sollen, sind unter Bezugnahme auf ein Modell eines Fühlers aufgeführt, welcher als Metallzylinder ausgebildet ist. Es ist jedoch ersichtlich, daß jedoch auch derartige Fühler Verwendung finden können, die nicht zylindrisch ausgebildet sind oder die auch zu einem Teil aus einem nicht metallischen Material oder dergleichen bestehen. Das schnelle Ansprechvermögen eines derartigen Fühlers und die verhältnismäßig geringe thermische Leitfähigkeit entlang dessen Länge, die eine Folge der Geometrie des Fühlers ist, sind dann besonders vorteilhaft, wenn der Fühler eine übliche längliche zylindrische Form hat, die normalerweise bei oralen und rektalen Thermometern Verwendung findet. Dies ist deshalb der Fall, weil das Ansprechvermögen der Einrichtung so schnell ist, daß bei einer Anordnung in einem fleischigen Teil auf der Rückseite des Mundes die physiologische Temperatur schnell angezeigt v/ird. Bei einer Anordnung in der Nähe der Vor-In the description of a metallic sensor is the Speech. This is to be understood as a measuring head, which is a temperature-sensitive Surrounds element and allows heat to pass along a metallic path through the path between the surroundings of the Sensor and the element. The parameters that limit of the heat flow along the sensor are to be used, are listed with reference to a model of a sensor, which is designed as a metal cylinder. However, it can be seen that such sensors can also be used can find that are not cylindrical or that are also made of a part of a non-metallic material or such as exist. The quick response of such a sensor and the relatively low thermal conductivity along its length, which is a result of the geometry of the probe, are particularly advantageous when the probe has a common elongated cylindrical shape normally used with oral and rectal thermometers. this is because the response of the device is so fast that if it were placed in a meaty one Part of the back of the mouth shows the physiological temperature quickly. In the case of an arrangement near the

109838/1121109838/1121

derseite des Mundes wird einige Zeit benötigt, die durch das Schließen des Mundes bedingt ist (nicht durch das Thermometer), bis ein geeignetes Gleichgewicht vorhanden ist.The side of the mouth takes some time, which is due to the Closing the mouth is conditioned (not by the thermometer) until an appropriate equilibrium is established.

Ein weiterer Vorteil des Thermometers gemäß der Erfindung ist das Verfahren, mit dem es in zweckmäßiger Weise hergestellt werden kann, um eine Toleranz von etwa plus-minus 5/9O°C (O,1°F) zu haben. Ein Vorteil einer derartigen Genauigkeit besteht darin, daß die Herstellung von Standard-Fühlern ermöglicht wird, die gegeneinander austauschbar sind. Dadurch wird offensichtlich der Austausch bei einer praktischen Benutzung vereinfacht.Another advantage of the thermometer according to the invention is the method by which it is conveniently made Can be adjusted to a tolerance of about plus-minus 5/90 ° C (0.1 ° F) to have. One advantage of such accuracy is that it enables standard sensors to be manufactured, which are interchangeable with each other. This obviously facilitates the exchange in practical use.

^ Bisher verwandte Thermometer mit Thermistoren wurden im^ Previously used thermometers with thermistors were im

allgemeinen nach einer Voreichung des Thermistors zusammengebaut. Der vorgeeichte Thermistor wird normalerweise mit einer SchutzVerpackung versehen, beispielsweise durch Einbettung in ein Harz, um dadurch zu gewährleisten, daß seine ursprünglichen Eigenschaften nicht durch mechanische Einflüsse geändert werden, die oft bei üblichen Herstellungsverfahren auftreten. Thermometer mit derartigen Einrichtungen haben eine unerwünschte thermische Trägheit wegen der Einbettung in Harz.generally assembled after a pre-calibration of the thermistor. The pre-calibrated thermistor is usually supplied with a Protective packaging, for example by embedding in a resin, thereby ensuring that its original Properties cannot be changed by mechanical influences, which often occur in conventional manufacturing processes. Thermometers with such devices have an undesirable thermal Inertia due to being embedded in resin.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is to be explained in more detail with the aid of the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Schutzhülle eines Fühk lers gemäß der Erfindung;Fig. 1 shows a cross section through a protective cover of a Fühk lers according to the invention;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Fühler gemäß der Erfindung;2 shows a schematic cross section through a sensor according to the invention;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiels eines Fühlers gemäß der Erfindung;3 shows a schematic cross section through a modified exemplary embodiment of a sensor according to the invention;

Fig. 4 ein Schaltbild für die elektrische Schaltung eines Thermometers gemäß der Erfindung; undFig. 4 is a circuit diagram for the electrical circuit of a Thermometers according to the invention; and

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer scheibenförmigen Umhüllung für einen Fühler gemäß der Erfindung.5 shows a further embodiment of a disk-shaped casing for a sensor according to the invention.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Rohr 10 zum Einschließen des temperaturempfindlichen Elements etwa 105 mm (4,12 Zoll) lang ist, einen Durchmesser von etwa 3,2 mm (0,125 Zoll) hat und aus einem Kupferzylinder von 0,04 mm (0,0017 Zoll) Wandstär-Referring to Figure 1, it can be seen that the tube 10 for enclosing the temperature sensitive element is approximately 105 mm (4.12 inches) long, about 3.2 mm (0.125 inch) in diameter and made from a copper cylinder 0.04 mm (0.0017 inch) thick in wall

109838/1121109838/1121

ke gebildet ist. Dieser Zylinder hat auf jeder Seite einen Überzug 14 von etwa 0,0038 mm (0,00015 Zoll) Dicke aus einer phosphorhaltigen Nickellegierung, die unter dem Handelsnamen En Plate Ni-410 der Fa. Enthone, Inc. erhältlich ist, und auf das Kupferrohr entsprechend den Arbeitsvorschriften des Herstellers aufgetragen wird.ke is formed. This cylinder has one on each side Coating 14 approximately 0.0038 mm (0.00015 inches) thick from a phosphorus-containing nickel alloy sold under the trade name En Plate Ni-410 is available from Enthone, Inc., and on the copper pipe is applied in accordance with the manufacturer's work instructions.

Fig. 2 zeigt ein Rohr 10, welches einen Thermistor 16 enthält, welcher an dessen Innenwand 14 angelötet ist. Der Thermistor 16 ist in der Nähe eines Endes 18 des Rohrs 10 angeordnet, so daß das Rohr 10 als moderierender Widerstand gegen das Abschleifen des Thermistors während dessen Eichung wirken kann, welches Abschleifen mit dem daran angeordneten Thermistor durchgeführt wird und durch gleichzeitiges Abschleifen eines kleinen Teils des Röhrchens 10 durchgeführt wird.FIG. 2 shows a tube 10 which contains a thermistor 16 which is soldered to the inner wall 14 thereof. The thermistor 16 is positioned near one end 18 of the tube 10 so that the tube 10 acts as a moderating resistance to the abrasion of the thermistor can act during its calibration, which grinding is carried out with the thermistor arranged thereon and is carried out by grinding a small part of the tube 10 at the same time.

Der Thermistor besteht aus einem gepreßten, gesinterten und versilberten Material, welches Material T im Handel von der Herstellerfirma Fenwal Electronics, Inc., in Waltham, Massachusetts, USA, verfügbar ist. Das Material T findet zur Herstellung von austauschbaren, Wölbungen angepaßten Thermistoren der Fa. Fenwal Verwendung, welche unter dem Handelsnamen UNICURVE vertrieben werden. Die Eigenschaften des Materials sind in dem Prospekt L-6 der Fa. Fenwal beschrieben, welcher die genannten UNICURVE-Thermistoren betrifft.The thermistor consists of a pressed, sintered one and silver-plated material, which material T is commercially available from manufacturing company Fenwal Electronics, Inc., of Waltham, Massachusetts, USA, is available. The material T is used to manufacture interchangeable thermistors adapted to the curvature of the Fenwal use, which are sold under the trade name UNICURVE. The properties of the material are in that Prospectus L-6 from Fenwal, which relates to the UNICURVE thermistors mentioned.

Der Thermistor 16 in. Fig. 2 wird zweckmäßiger Weise als eine Scheibe mit 0,25 mm Dicke (0,010 Zoll) und 1,27 mm (0,050 Zoll) Durchmesser bezogen und dann abgeschliffen, um den Thermistor für eine geeignete Anzeige in einer Brückenschaltung abzuschleifen, welche Schaltung beispielsweise in Fig. 4 dargestellt ist.The thermistor 16 in. Fig. 2 is conveniently used as a 0.25 mm (0.010 inch) thick, 1.27 mm (0.050 Inches) diameter and then ground to the thermistor grind down for a suitable display in a bridge circuit, which circuit is shown for example in FIG is.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Fühler 15 bildet das Rohr 10 eine Zuleitung des Thermistors 16. Die andere Zuleitung 22 ist an den Thermistor 16 angelötet und besteht aus einem mit Kupfer überzogenen Eisen-Nickel-Draht, der unter dem Handelsnamen Dumet-Draht bekannt ist. Dieses Material ist besonders vorteilhaft, weil dessen Kern einen sehr niedrigen Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit hat und deshalb·ein schnelleres GleichgewichtIn the case of the sensor 15 shown in FIG. 2, the tube forms 10 one lead of the thermistor 16. The other lead 22 is soldered to the thermistor 16 and consists of one with copper coated iron-nickel wire, which is known under the trade name Dumet wire. This material is particularly advantageous because its core has a very low coefficient of thermal conductivity and therefore a faster equilibrium

109838/1121109838/1121

—fides Thermistors 16 ermöglicht.—Fides thermistor 16 enables.

Der Leiter 32 ist durch ein zusammengequetschtes Verbindungsrohrchen 24 gehaltert, welches in einem Isolatorring 26 sitzt. Eine dünne Metallkappe 28 ist an dem Rohr 10 unter Verwendung einer minimalen Menge aus Epoxyharz-Klebstoff befestigt. Die Kappe 28 wird nicht angeordnet, bevor der Thermistor 16 sorgfältig durch Abschleifen beispielsweise mit Schleifpapier geeicht ist, welches Siliconkarbid mit einer Größe entsprechend 400 bis 600 mesh aufweist.The conductor 32 is through a crimped connecting tube 24, which is seated in an insulator ring 26. A thin metal cap 28 is on the tube 10 using a minimal amount of epoxy adhesive. The cap 28 is not placed until the thermistor 16 is carefully calibrated by sanding it with, for example, sandpaper, which has silicon carbide with a size corresponding to 400 to 600 mesh.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels eines tempe-P raturempfindlichen Fühlers 27, dessen Rohr 10 mit einer Kappe verschlossen ist. Die Sonde 27 enthält jedoch einen Glaskügelchen-Thermistor 30, der mit Leitungen 32 verbunden ist. Der Anschluß der Leiter an den Thermistor 30 erfolgt unter Verwendung kleiner Mengen eines gut wärmeleitenden, dielektrischen, Oxid enthaltenden Epöxyharzes, welches beispielsweise unter dem Handelsnamen ECCOCOAT 582 von der Fa. Emerson & Cumming Company vertrieben wird.Fig. 3 shows a further embodiment of a tempe-P temperature sensitive sensor 27, the tube 10 is closed with a cap. The probe 27, however, contains a glass bead thermistor 30, which is connected to lines 32. The connection of the conductors to the thermistor 30 is made using small amounts of a highly thermally conductive, dielectric, oxide containing epoxy resin, which, for example, under the trade name ECCOCOAT 582 is sold by the Emerson & Cumming Company.

Die Schaltung selbst wird zu dem Thermistor geeicht, um eine Anpassung von Fühlern der in Fig. 3 dargestellten Art zu erzielen, statt den Thermistor selbst zu eichen.The circuit itself is calibrated to the thermistor in order to match sensors of the type shown in FIG instead of calibrating the thermistor itself.

Fig. 5 zeigt einen scheibenförmigen Fühler 36, welcher für P gewisse Anwendungszwecke vorzuziehen ist, z.B. wenn es wünschenswert ist, die Temperatur eines schlafenden Kindes durch Befestigung des Fühlers an dem Bett oder dem Bettuch des Kindes zu überwachen. In derartigen Anwendungsfällen steht die Haut des Kindes nicht in Berührung mit schädlichen Klebstoffen, die bei den meisten bekannten Einrichtungen Verwendung fanden.Fig. 5 shows a disk-shaped probe 36 which is preferable for P certain applications, for example when it is desirable is the temperature of a sleeping child by attaching the probe to the child's bed or sheet to monitor. In such applications, the skin is standing of the child not in contact with harmful adhesives, which have been used in most of the known establishments.

Der beschriebene Temperaturfühler kann in vorteilhafter Weise für ein Thermometer derart vorgesehen werden, daß die optimale Ausnutzung des schnellen Ansprechvermögens ausgenutzt wird, indem eine Schaltung entsprechend Fig. 4 Verwendung findet.The temperature sensor described can be provided in an advantageous manner for a thermometer in such a way that the optimal Exploitation of the fast response capability by using a circuit as shown in FIG.

Es wurde festgestellt, daß mit dieser Schaltung ein minimaler Stromabfluß des Kondensators in einer Halteschaltung erzielt werden kann, um die Verwendung eines weniger empfindlichenIt has been found that this circuit achieves minimal current drain from the capacitor in a hold circuit can be to the use of a less sensitive

108338/ 112 1108338/112 1

Meßgeräts mit einer empfindlichen Brückenschaltung zu- ermöglichen und den Einfluß der Selbsterwärmung in dem Thermistor möglichst gering zu halten, indem nur sehr niedrige Brückenströme zugelassen werden, um eine gute Speiche reigenschaft, zu erzielen, was mit anderen Worten bedeutet, daß die Kondensatoren geringe Ladungsverluste haben, und um den genannten Zweck ohne beträchtliche Kostenerhöhung für die Vorrichtung zu erzielen.Allow measuring device with a sensitive bridge circuit and to keep the influence of self-heating in the thermistor as low as possible by allowing only very low bridge currents be in order to achieve a good spoke property, what in other words means that the capacitors have low charge losses, and for the stated purpose without significant losses To achieve a cost increase for the device.

Die Schaltung in Fig. 4 hat eine Gleichspannungsquelle 40, die eine geregelte Spannung an eine Wheatston/sehe Brückenschaltung 42 liefert, welche einen Thermistor 16 enthält. Die Abweichung über zwei Arbeitsverstärkern 46, deren relative Drift-Eigenschaft selbstkompensierend ist, dient zur Betätigung eines Feldeffekttransistors 48. Ein .zweiter Feldeffekttransistor 44 ist in der Schaltung vorgesehen, um Leckverluste von dem Kondensator 50 zu vermeiden und dadurch eine Temperaturanzeige auf einem Meßgerät 49 während der Zeitspanne beizuhalten, während der Energie von der Spannungsquelie zugeführt wird. Bei der dargestellten Schaltung sind eine Reihe von äquivalenten Abwandlungen der Schaltung möglich. Beispielsweise können die beiden Arbeitsverstärker durch eine einzige Einrichtung ohne Drift ersetzt werden, wenn eine derartige Anordnung als wirtschaftlich angesehen wird.The circuit in Fig. 4 has a DC voltage source 40, the a regulated voltage to a Wheatston / see bridge circuit 42 which contains a thermistor 16. The deviation across two working amplifiers 46, their relative drift property Is self-compensating, is used to actuate a field effect transistor 48. A second field effect transistor 44 is provided in the circuit to reduce leakage from the capacitor 50 and thereby maintain a temperature reading on a meter 49 during the period while the energy is supplied from the voltage source. In the illustrated Circuit, a number of equivalent modifications of the circuit are possible. For example, the two Working amplifiers can be replaced by a single device with no drift if such an arrangement is considered economical is seen.

Obwohl die dargestellteSchaltung eine Speicher-Eigenschaft aufweist, kann dieses Merkmal weggelassen werden, ohne daß dadurch die erwähnten Vorteile beeinträchtigt werden.Although the illustrated circuit has a memory property this feature can be omitted without thereby the advantages mentioned are impaired.

Claims

10 9 8 3 8/112110 9 8 3 8/1121

Claims

-10- claims

/ l. Process for the production of a pre-calibrated temperature sensor ^ "for a temperature measuring device, thereby marked shows that a sandable temperature-sensitive - a ceramic element such as a thermistor is arranged in a line on a conductive metal and is fixed in such a way that part of the thermistor is located near one end of the tube, that the thermistor is used to carry out the Calibration is abraded and that this end of the tube is closed.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the thermistor is brought into good conductive electrical contact with the sensor, and that the Sensor forms an electrical line between the thermistor and a device for temperature display.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the grinding of the thermistor by simultaneous grinding of the metallic line takes place, so that the line is used to grind the To weaken the thermistor.

4. Temperature sensor, produced by the method according to one of the preceding claims, characterized by a temperature sensitive ceramic element like a thermistor, which has a good thermally conductive contact a metallic container is attached therefor, which is an electrical conduction between the ceramic element and a Device for temperature display forms.

5. Device according to claim 4, characterized in that the metallic container is designed is that the thermal response of the thermistor to the ambient temperature of the container is no slower than that

109838/1121109838/1121

Responsiveness is achieved through the use of a container is achieved, which consists of a metal with a thermal diffusivity above about 0.30, in the shape of a cylinder with a maximum wall thickness of 0.125 mm (0.005 inches) and a diameter of less than about 5 mm (0.2 inches).

6. Temperature sensor according to claim 4, characterized d u r c-h a temperature-sensitive ceramic element such as

- a thermistor, which is in a good heat conducting contact a metallic tube is arranged, which is selected so that the thermal response of the thermistor on the ambient temperature of the sensor is not slower than the response when using a sensor that is off a metal with a thermal diffusivity above about 0.30, and as a cylinder with a maximum Wall thickness of 0.125 mm (0.005 inches) and a diameter of less than about 5 mm (0.2 inches).

7. Temperature sensor according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the walls of the sensor from consist of a thin layer of a first metal, and that this first metal is mechanically replaced by a layer of a second Metal with greater mechanical strength is reinforced.

8. Temperature sensor according to claim 7, characterized in that that the thin layer of the first metal is less than 0.125 mm (0.005 inches) thick, and that the total thickness of the reinforcing metal layer is less than about 0.01 mm (0.0004 inches).

109838/1121

Blank page