KR20080068020A - 온도 측정을 위한 핸드-헬드 도구 - Google Patents

온도 측정을 위한 핸드-헬드 도구 Download PDF

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KR20080068020A
KR20080068020A KR1020087009106A KR20087009106A KR20080068020A KR 20080068020 A KR20080068020 A KR 20080068020A KR 1020087009106 A KR1020087009106 A KR 1020087009106A KR 20087009106 A KR20087009106 A KR 20087009106A KR 20080068020 A KR20080068020 A KR 20080068020A
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섀넌 레딩
조지프 이. 페이빈
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일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
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Abstract

핸드-헬드 도구(10, 36, 42)는, 특정 실시모드에서, 물체의 표면 온도를 검출하고 표시하도록 구성된다. 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)는 온도 트랜스듀서(17), 전자기기(22), 그리고 전원(24)를 단일 핸드-헬드 섀시 또는 하우징(12, 14, 38, 43)안에 포함할 수 있다. 추가적으로, 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)는 실시간으로 온도의 표시를 출력하도록 구성된 온도 표시기(28)를 포함할 수 있다. 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)는 또한 데이터를 저장하기 위한 메모리(62)와 원격 유닛 또는 워크 스테이션(46, 108)으로 또는 이로부터 데이터를 전송하고 받아들이기 위한(63, 64, 65) 통신 회로(70)를 포함할 수 있다.

Description

온도 측정을 위한 핸드-헬드 도구{HAND-HELD INSTRUMENT FOR MEASURING TEMPERATURE}
이 출원은, 2005년 10월 19일에 출원된, 미합중국 가출원 No. 60/728,111의 우선권을 주장한다.
본 발명은 온도 센서, 그리고 보다 특정적으로, 물체의 표면 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구에 관련한 것이다.
온도 센서들은 다수의 상이한 산업들과 응용들에서 사용되어 왔다. 온도 센서들은 다양한 기계적 그리고 전기적 시스템들에 포함되는 컴포넌트들의 표면 온도를 결정하고 표시함에 의해서 중요한 피드백을 제공한다. 일반적 응용 예들은 전기적 시스템 내부에 포함되는 전기적 컴포넌트의 표면 온도를 결정하기 위해 온도 센서를 사용하는 것 또는 내부 또는 외부 열 소스에 노출된 물체의 표면 온도를 결정하기 위해서 온도 센서를 사용하는 것을 포함한다. 온도 센서의 한가지 특정적인 응용은 용접 산업에서 찾을 수 있으며, 여기서 온도 센서가 전-용접 또는 후-용접 열 처리 동안 물체의 표면 온도를 표시하기 위해서 사용될 수 있다.
물체의 온도를 결정하는 한 방법는, 때때로 열 탄소봉이라고 지칭되는, 소모품 온도 표시기를 통한 것이다. 이러한 타입들의 표시기들을 사용하는 것의 일반 적인 프로세스는 물체에 건조된 불투명 마크를 표시한 뒤 특정 혼합물의 온도 등급이 도달되었을 때 마크의 페이즈 변화(즉, 마크가 녹거나 흐려지는 것)를 관찰하는 것을 포함한다. 이러한 타입의 소모품 온도 표시기들의 예들은 미국 New Jersey, South Plainfield 소재 Tempil사에 의해서 Tempilstik° - 온도 표시 스틱, Tempilaq°- 온도 표시 액, 그리고 Tempil°펠릿(pellet)이라는 등록 상표로 판매된다. 이들 온도 표시기들은 화씨 100 도(섭씨 37.7도) 만큼 낮은 온도로부터 화씨 2500도(섭씨 1371.1도) 만큼 높은 온도 까지에서 작동되도록 디자인된다. 그러나, 각 화합물은 특정 온도를 위해서 특별히 제조된다. 결과로, 다수의 상이한 온도 표시기들이 다수의 상이한 온도들을 판별하기 위해서 요구된다. 더 나아가, 이들 타입들의 온도 표시기들은 소모적이며, 따라서, 완전히 소모되기 전에 한정된 수의 응용을 가진다.
본 발명의 실시모드들은 사용자가 실시간으로 물체의 표면 온도를 검출하는 것을 가능하게 해준다. 특정 실시모드들에서, 본 발명은 단일 핸드-헬드 섀시 또는 하우징 안에 일체화된 온도 트랜스듀서, 전자기기, 그리고 전원을 포함한다. 하우징의 몇가지 실시모드들은 펜-형태, 건-형태, 또는 디스크-형태를 가질 수 있다. 이들의 실시모드들 각각에서, 바람직한 구성은 노출되고 측정될 물체와 직접 접촉하도록 위치되는 아치형 열전쌍 엘리먼트를 포함한다. 핸드-헬드 도구는 또한 작동 패러미터들과 온도 데이터들을 저장하도록 구성된 메모리를 포함할 수 있다. 더 나아가, 핸드-헬드 도구는 무선 트랜시버와 같은, 무선 통신 회로, 유선 통신 포트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 핸드-헬드 도구는, 청각적 표시기, 비주얼 표시기, 또는 이들의 조합과 같은, 온도 표시기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 특성들, 양상들, 그리고 장점들은 다음의 자세한 기술들이 수반하는 유사한 문자들이 도면들 전체를 통해서 유사한 부분들을 표시하는 도면들을 참조로 하여 읽혀질 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 물체의 표면 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구의 건-형태를 가진 실시모드의 상면도.
도 2는 물체의 표면 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구의 펜-형태를 가진 실시모드의 상면도.
도 3은 물체의 표면 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구의 디스크-형태를 가진 실시모드의 상면도.
도 4는 도 1내지 도3에 도시된 실시모드들과 같은 핸드-헬드 도구와 통신하도록 구성된 원격 유닛의 사시도.
도 5는 표면 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구의 블록 도면.
도 6은 도 1 내지 도 3에 도시된 하나 또는 그 이상의 핸드-헬드 도구들의 하나의 가능한 응용을 도시하는 용접 시스템의 도면.
도 7은 도 1 내지 도 5에 도시된 실시모드들의 하나를 사용하는 한 방법을 설명하는 흐름도.
도 8은 도 1 내지 도 5에 도시된 실시모드들의 하나를 사용하는 제 2 방법을 설명하는 흐름도.
도 9는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시모드들 중 하나를 사용하는 제 3 방법을 설명하는 흐름도.
보다 상세하게 아래에 논의되는 바와 같이, 핸드-헬드 도구의 다양한 실시모드들이 물체의 표면 온도를 측정하기 위해 제공된다. 핸드-헬드 도구는 전기적이며, 소모적이기보다는 재사용 가능하며, 단일 온도보다는 다수의 온도들을 측정할 수 있으며, 데이터를 도구로부터 멀리에 위치된 유닛에 통신할 수 있으며, 시스템의 닫힌 루프 제어를 가능하게 해주는 일등을 할 수 있다. 개시된 실시모드들은 온도 트랜스듀서와 다양한 전자기기를 수용하는 다양한 단일-피스(one-piece) 구조들을 포함한다. 바람직한 실시모드에서, 온도 트랜스듀서는 노출된 (즉, 보호 덮개 또는 코팅으로 둘러싸이지 않은) 열전쌍 엘리먼트를, 열전쌍 엘리먼트가 측정될 물체와 직접 접촉하도록 위치될 수 있는 식으로, 포함한다. 열전쌍 엘리먼트는 또한 열전쌍 엘리먼트에 최적의 열 전이를 가능하게 하기에 충분히 얇다. 더 나아가, 열전쌍 엘리먼트는 타깃 물체와 열전쌍 엘리먼트 사이의 접촉 저항을 감소시키기 위해 변형 가능한 아치형 형태를 가진다. 다른 말로, 아치형 형태는 스프링과 같이 기능해서, 열전쌍 엘리먼트 자신이 어떤 추가적 스프링 엘리먼트 없이 스프링-적재(spring-loaded)되도록 한다. 열전쌍 엘리먼트의, 다른것들 가운데, 앞의 특징들은 저항적 손실을 최소화하고 도구의 반응 시간을 증가시키는 효과를 가진다. 아래 논의되는 바와 같이, 핸드-헬드 도구의 실시모드들은 화씨 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 (섭씨 93.3, 148.8, 204.4, 260, 315.5, 371.1, 426.6, 482.2, 537.7)도의 까지의 또는 그 보다 높은 온도를 실시간으로 측정할 수 있으며, 실시간은 일반적으로 적어도 2초 이하, 1초 이하 0.5초 이하 또는 심지어 이보다 짧은 시간인 것으로 기술될 수 있다.
전기기기는 전원, 시그널 프로세싱 회로, 시간 지킴(keeping) 칩, 컨트롤러, 온도 표시기, 통신 회로, 메모리, 메모리에 배열된(disposed)시스템 제어 패러미터들 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 전원은 하나 또는 그 이상의 배터리, 커패시터, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 시그널 프로세싱 회로는 아날로그-디지털 컨버터, 증폭기, 필터, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 온도 표시기는 비주얼 표시기, 청각적 표시기 또는 알람, 촉각 또는 필(feel) 표시기(예를 들어 진동), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 통신 회로는, 무선 트랜시버와 같은, 유선 및/또는 무선 회로, 통신 포트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 메모리는, 판독 전용-메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 저장 메모리, 광학 저장 메모리, 또는 이들의 조합과 같은, 휘발성 또는 비-휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 더 나아가, 다양한 제어 패러미터들이 작동 동안, 예를 들어 시스템 또는 컴포넌트의 측정된 온도에 반응하여, 사용자에게 특정 출력(예를 들어, 알람 또는 정보)를 제공하도록 구성된 코드와 함께 메모리에 저장될 수 있다. 아래 논의되는 바와 같이, 핸드-헬드 도구의 특정 실시모드들은 단일-피스 하우징안에 이들 특징들의 일부 또는 모두를 일체화하며, 이는 사용자에게 실시간 온도 정보를 제공하는데 용이하게 사용될 수 있다.
이제 도면을 보게되면, 도 1은 본 발명의 제 1 실시모드에 따라서 핸드-헬드 도구(10)의 예시적 엘리먼트들을 도시한다. 이 실시모드에서, 핸드-헬드 도구(10)는 건-형태 섀시 또는 하우징을 포함한다. 하우징은 배럴 부분(12), 핸드-헬드 도구를 쥐기 위한 핸들(14), 그리고 데이터 획득을 시작하고 정지하도록 구성된 트리거(16)를 포함한다. 트리거(16)는, 특정 데이터가 메모리에 영구적으로 저장되어야만 하는지를 사용자가 표시하게 해주는 것과 같은, 추가 기능들로 더 구성될 수 있다. 추가적으로, 트리거는 단순히 배럴 부분의 단부를 측정될 표면에 대해서 맞대는 것으로 작동될수 있는 식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 근접(proximity) 센서, 푸쉬-버튼, 또는 다른 트리거가 배럴 부분의 단부에 위치될 수 있다. 추가 예로, 트리거는 열전쌍 엘리먼트(17)에, 열전쌍 엘리먼트(17)의 작업 표면과의 접촉이 자동적으로 도구(10)를 관여시키는(즉, 켜는) 식으로, 일체화되거나 연결될 수 있다. 마지막으로, 다른 실시모드들에 의해서 도시될 것과 같이, 핸드-헬드 도구는 이 특정 구성에 한정되지 않으며, 도시된 구성들의, 또는 도시되지 않은 모든 엘리먼트들을 단일 핸드-헬드 섀시 안으로 병합하는 추가 구성들의 어떠한 것도 포함할 수 있다.
하우징(10)은 온도 트랜스듀서와 물체의 표면 온도를 검출하고 표시하도록 구성된 열전쌍 엘리먼트(17)를 포함한다. 바람직한 실시모드에서, 열전쌍 엘리먼트(17)는 노출되고 측정될 물체와 직접 접촉하도록 위치되게 구성된다. 열전쌍 엘리먼트(17)의 바람직한 실시모드는 편향해서 측정될 표면과 일치하게 될 수 있는, 아치형의, 스프링-유사 부재를 포함한다. 이는 열전쌍 엘리먼트(17)와 표면 사이의 최적의 힘 분배를 가능하게 하며, 따라서 이들 엘리먼트들 사이의 접촉 저항(즉, 열 저항성 손실들)을 최소화하여 열전쌍으로의 열 흐름이 증가하게 한다. 열전쌍 엘리먼트(17)는 또한, 0.003 inch에서 0.020 inch 사이의 두께로, 충분히 얇으며, 따라서 엘리먼트(17)의 열 질량을 감소시키며 보다 빠른 반응 시간을 가능하게 한다. 더 나아가, 이 특정 구성은 열전쌍 엘리먼트(17)가 하우징(10)으로부터 열적 절연되는 것을 가능하게 해준다. 다른 말로, 이 구성은 하우징(10)과 열전쌍 엘리먼트(17) 사이의 열적 배리어들의 배치를 가능하게 해주며, 따라서 상대적으로 도 커다란 몸체 하우징(10)의 열 싱크 효과를 감소해주게 된다. 예를 들어, 바람직한 실시모드에서, 열전쌍 엘리먼트(17)는 측정될 표면과 접촉게 위치된 유일한 엘리먼트일 수 있다. 이 구성은 열 에너지가 열전쌍 엘리먼트(17)를 지나서 열이 병산되어 검출이 불가능해져서, 따라서 도구의 반응 시간을 늦추거나 증가키는 영향을 가지는 하우징(17)으로 흘러가는 것을 방지해준다. 바로 열 회로안의 저항성 컴포넌트들을 최소함을 통해서, 바람직한 실시모드는 열 에너지가 자신이 검출되고 표시될 수 있는 열전쌍 엘리먼트(17)안으로 직접 흘러갈 수 있게된다. 추가적으로,저항성 손실을 보다 최소화하고 도구의 시간 반응성을 증가시키기 위한 열 전쌍 엘리먼트는, 플래스틱, 유리, 또는 세라믹과 같은 열 절연성 배킹(backing)을 포함할 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 열전쌍 엘리먼트(17)는 온도 트랜스듀서 또는 열전쌍이며, 제거가능하게 하우징(10)에 나사들(18)을 통해 고정된다. 이 구성은 사용 자가 나사들(18)을 제거함에 의해서 열전쌍 엘리먼트(17)를 신속하게 교체할 수 있게 해준다. 열전쌍 엘리먼트(17)는 정션(21)을 통해서 열전쌍(20)의 음의 다리에 연결되는 열전쌍의 양의 다리를 포함한다. 정션(21)은 보통 이 정션에 열전쌍의 두 다리들을 맞댄 용접(butt welding)함으로써 형성된다. 열전쌍 엘리먼트(17)는 접촉부들(25)과 나사들(18)을 통해서 전기적 도체들(23)에 전기적으로 연결된다. 전기적 컨덕터들(23)은 보통 열전쌍 엘리먼트(17)의 각 양(19)과 음(20)의 다리들과 동일한 물질로 만들어진다. 전기적 컨덕터들(23)은 물체의 온도 측정을 획득하기 위해 열전쌍 엘리먼트(17)를 작동하기위해서 사용되는 전자기기(22)와 전원(24)에 더 연결된다. 파워 수용기(26)는 또한 하우징(10) 내에 포함되는 전원(24) 대신에 또는 이와 함께 독립적인 전원로부터 디바이스에 전력을 공급하기 위해서 포함될 수 있다.
열전쌍 엘리먼트(17)는 어떠한 흔하게 알려진 타입의 열전쌍들(예를 들어, J, K, B, R, S, T, E, N, 또는 G)도 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시모드는 타입-J 또는 타입-K 열전쌍을 포함한다. 타입-J 열전쌍은 대략 화씨 32도(섭씨 0도)에서 대략 화씨 1382도(섭씨 750도) 까지의 작동 범위를 가진다. 타입-K 열전쌍은 대략 화씨 -328도(섭씨 -200도)에서 대략 화씨 2282도(섭씨 1250도) 까지의 작동 범위를 가진다. 열전쌍 엘리먼트(17)의 예시 실시모드는 코네티컷 주 스탠포드에 위치한, OMEGA Engineering에 의해 제조되며, 모델 번호 88003으로 식별될 수 있다. 그러나, 다른 타입들의 열전쌍들 또는 온도 트랜스듀서들도 핸드-헬드 도구에서 사용될 수 있다.
하우징 또는 유닛(10)은 비주얼 온도 표시기, 청각 온도 표시기, 필/터치 표시기, 또는 이들의 조합을 포함하는 온도 표시기(28)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 비주얼 온도 표시기는 하나 또는 그 이상의 광 방출 다이오드(LED), 액정 디스플레이(LCD), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이 타입의 비주얼 표시기의 예시 실시모드는 California, Chatsworth에 소재한 SANYO사에 의해 제조되며, 모델 번호 DM2023으로 식별될 수 있다. 그러나, 다른 타입들의 LED들 또는 LCD들도 핸드-헬드 도구에 사용될 수 있다. 비주얼 온도 표시기는 온도의 텍스트(textual) 표시기, 온도의 컬러 코드 표시기, 또는 이들의 조합을 제공할 수 있다. 비주얼 온도 표시기는 또한, 상한, 하한, 타깃 온도, 또는 이들의 조합과 같은, 특정 온도에 도달하거나 지날 때 발광할(flash) 수 있다. 추가 예시로, 청각 온도 표시기는 온도를 표시하는 시뮬레이트된 음성, 특정 온도에서의 (예를 들어 화씨 1, 5, 10, 또는 20 도 간격) 청각적 알람, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 비주얼 온도 표시기에 유사하게, 청각 온도 표시기는, 상한, 하한, 타깃 온도, 또는 이들의 조합과 같은, 특정 온도에 도달하거나 지날 때 작동할 수 있다(즉, 경고음을 낸다). 마지막으로, 터치/필 표시기는 진동 메커니즘을 포함할 수 있으며, 이는 특정 온도에 도달하거나 지날 때 청각 또는 비주얼 표시기와 비슷한 알람으로서 기능할 수 있다.
하우징 또는 유닛(10)은 통신 스위치(30), 통신 포트(32), 그리고 리콜 스위치(34)를 더 포함할 수 있다. 통신 포트(32)는 핸드-헬드 도구(10)가 다양한 데이터를 전송하고 받기위해서 외부 디바이스들과 통신할 수 있게 해준다. 예를 들어, 통신 케이블은 포트(32)와, 컴퓨터, 제어 유닛, 전원과 같은, 원거리 유닛에 끼워질 수 있다. 리콜 스위치(34)는 사용자가 데이터 셋 내에 포함된 데이터 포인트를 신속하게 액세스하게 해준다. 예를 들어, 사용자는 핸드-헬드 도구(10)에 의해서 측정된 최고 온도를 상기하고 싶을 수 있다. 다시, 도시된 핸드-헬드 도구(10)는 단일 핸드-헬드 유닛 또는 올-인-원 유닛이며, 이는 단일 구조안에 포함되거나, 이에 부착되거나, 이와 일체화된 각 엘리먼트들 모두를 가지는 단일 구조로서 정의 될 수 있다. 예를 들어, 한 실시모드에서, 도 1의 핸드-헬드 도구(10)는 열전쌍 엘리먼트(17), 전자기기(22), 전원(24), 트리거(16), 그리고 온도 표시기(28)를 단일 핸드-헬드 유닛 또는 하우징안에 일체화할 수 있다. 이 일체화는 물체의 표면 온도를 정하는 데 있어 핸드-헬드 도구(10)의 사용을 크게 용이화하며 핸드-헬드 도구(10)의 원-핸드 또는 핸드-프리 작동을 가능하게 해준다. 추가적으로, 다른 실시모드에서, 핸드 헬드 도구는 다른 엘리먼트들, 예를 들어, 통신 스위치(30), 통신 포트(32), 그리고 리콜 스위치(34)를 단일 핸드-헬드 유닛 또는 하우징(12)안에 일체화할 수 있다.
도 2는 핸드-헬드 도구(36)의 제 2 실시모드를 도시한다. 제 1 실시모드와 같이, 모든 엘리먼트들은 단일 핸드-헬드 섀시 또는 하우징(38) 내부에 포함될 수 있으며, 이는 핸드-헬드 도구(36)의 원-핸드 또는 핸드-프리 작동을 용이화한다. 하우징(38)은 스틸러스 또는 펜-형태이며 핸드-헬드 도구(36)를 사용자, 의복, 또는 이의 조합에 장착하는 것을 가능하게 해주도록 구성된 사용자 장착부(40)를 포함한다. 본 실시모드에서, 사용자 장착부(40)는 사용자가 핸드-헬드 도구를 셔츠 포킷에 고정할 수 있게 해주는 포킷 클립이다. 그러나, 사용자 장착부(40)는 포킷 클립에 한정되지 않으며 핸드-헬드 도구는 도구를 사용자에게 고정시키기 위한 추가적 아이템들 또는 특징들을 병합할 수 있다. 예를 들어, 핸드-헬드 도구는 핸드-헬드 도구가 제거 가능하게 장갑에 고정되게 해주는 특징들을 포함할 수 있다. 추가 예시로, 사용자 장착부(40)는 훅과 루프 패스너(예를 들어 벨크로), 스트랩, 악어 클립, 버튼, 벨트 클립, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다시, 모든 엘리먼트들, 열전쌍 엘리먼트(17), 전자기기(22), 전원(24), 트리거(16), 그리고 온도 표시기(28)은 단일 섀시 또는 하우징안에 위치된다. 하우징은 또한 통신 포트(32), 파워 수용기(26), 통신 스위치(30), 그리고 리콜 스위치(34)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 위에 논의한 바와 같이, 핸드-헬드 도구는 도 2에 도시된 실시모드에 한정되지 않는다.
도 3은 핸드-헬드 도구(42)의 제 3 실시모드를 도시한다. 제 1 두 개의 실시모드들과 같이, 엘리먼트들의 부분 또는 모두는 단일 핸드-헬드 섀시 또는 하우징(43) 내부에 포함될 수 있으며, 따라서 도구의 원-핸드 또는 핸드-프리 작동을 용이하게 해준다. 하우징(43)은 디스크-형태를 가지며 표면 장착부(44)를 포함한다. 본 실시모드에서, 표면 장착부는 유닛(42)을 자기적으로 침투성있는 물체에 연결하기 위한 자성 엘리먼트를 포함한다. 그러나, 표면 장착부(44)는 자성 엘리먼트에 한정되지 않으며 핸드-헬드 엘리먼트(42)는 물체에 핸드-헬드 도구를 제거 가능하게 고정시키기 위한 추가적 아이템들 또는 특성들을 병합할 수 있다. 예를 들어, 핸드-헬드 도구(42)는 사용자가 물체에 핸드-헬드 도구(42)를 클램프 고정시 키게 해주는 기계적 커넥터를 포함할 수 있다. 추가적으로, 핸드-헬드 도구는 금속성 물체의 표면 온도를 측정하는 데에만 한정되지 않고 임의의 타입의 물체의 표면 온도들도 측정하는데 사용될 수 있다. 다시, 열전쌍 엘리먼트(17), 전자기기(22), 전원(24), 온도 표시기(28), 그리고 트리거(16)가 고려된 실시모드들의 하나를 위해서 단일 섀시 또는 하우징에 위치된다. 추가적으로, 다른 실시모드들은 단일 섀시에 또한 위치된 통신 포트(32), 파워 수용기(26), 통신 스위치(30), 그리고 리콜 스위치(34)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 위에 논의된 바와 같이, 핸드-헬드 도구는 도 3에 도시된 실시모드에 한정되지 않는다.
도 4는 핸드-헬드 도구들, 예를 들어(10, 36, 42)의 고려된 실시모드들의 어느 것과도 연결하여 사용될 수 있는 원격 유닛(46)을 도시한다. 원격 유닛(46)은 핸드-헬드 도구 자신을 참조로하여 논의된 엘리먼트들을 포함할 수 있는 제어 박스(48)를 포함한다. 이들 엘리먼트들은 전자기기(22), 전원(24), 온도 표시기(28), 통신 포트(32), 트리거(16), 파워 수용기(26), 통신 스위치(30), 리콜 스위치(34)를 포함한다. 추가로, 원거리 유닛(46)은 인터페이스 포트(50)를 통해서 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)와 통신하기 위한 통신 회로를 포함한다. 인터페이스 포트(50)는 원거리 유닛(46)이 전기적 컨덕터(51)를 통해서 핸드-헬드 도구(42)에 연결하게 해주는 컨덕터 수용기 또는 플럭(plug)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 통신 회로는 유닛이 무선 전송을 통해 핸드-헬드 도구(42)에 연결하게 해주는 무선 인터페이스(52)(즉, 무선 트랜시버)를 포함할 수 있다. 마지막으로, 원거리 유닛(46)은 원거리 유닛(46)이 다수의 상이한 타입의 열전쌍들과 인터페이스하게 해 주는 열전쌍 실렉터(54)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 원거리 유닛(46)은 다수의 온도 표시자들(28)을 통해 물체에 대한 다수의 온도 측정의 수집과 디스플레이를 가능하게 해준다. 따라서, 다수의 핸드-헬드 도구들(예, 42)는 공간적 표면 온도의 보다 정확한 표시를 제공하기 위해서 물체 주위에 분배될 수 있다. 이는 물체의 온도 프로파일을 신속하게 통신하는데 유용할 수 있다. 더 나아가, 이는 표면 온도의 원거리 모니터링(즉, 수퍼바이저 또는 제어 시스템)을 가능하게 해준다. 제어 시스템은 평균 온도, 상한 온도, 하한 온도, 또는 이들의 조합을 핸드-헬드 도구(42)들로부터의 다수의 온도 리딩들(readings)에 근거하여 계산할 수 있다. 결과로, 시스템은 닫힌 루프 작동의 실시간 제어를 제공할 수 있다. 대안적으로, 제어 시스템은 오퍼레이터나 수퍼바이저에게 다수의 온도 리딩에 근거하여 권장되는 액션을 디스플레이할 수 있다.
도 5는 핸드-헬드 도구의 엘리먼트들과 이들 엘리먼트들의 각 인터페이스를 기능적으로 도시하는 블록 도면이다. 논의된 바와 같이, 열전쌍(17)은 전자기기(22)와 전원(24)에 연결된다. 전자기기(22)는 시그널 증폭기(56), 아날로그-디지털 컨버터(58), 컨트롤러(60), 메모리(62), 그리고 온도 표시기(28)를 포함한다. 추가적으로, 특정 실시모드들은 또한 통신 회로(70)를 포함한다. 컨트롤러(60)는 모든 개개의 엘리먼트들이 서로 인터페이스하는 허브 또는 마스터 노드로서 기술될 수 있다. 이 타입의 컨트롤러의 예시 실시모드는 Chandler, Arizona에 위치한 Microchip 사에 의해 제조되며, 모델 번호 16F877로 식별될 수 있다. 그러나, 다 른 타입들의 컨트롤러들도 핸드-헬드 도구에서 사용될 수 있다. 다른 각 엘리먼트들의 각각은 아래 더 자세하게 기술될 것이다.
메모리(62)는 컨트롤러(60)에 연결되고 획득된 온도 데이터(63), 온도 한도들(64), 온도 프로파일들(65), 및/또는 다른 관련된 데이터들을 저장하도록 구성된다. 이 타입의 메모리의 예시적 실시모드는 San Jose, California에 위치된 Atmel에 의해서 제조되며, 모델 번호 AT24C1024로 식별될 수 있다. 그러나, 다른 타입들의 메모리도 핸드-헬드 도구에 사용될 수 있다. 획득된 온도 데이터(63)는 핸드-헬드 도구에 의해서 얻어진 데이터를 포함하고 물체의 온도를 나타낼 수 있다. 컨트롤러(60)는 내부 클럭으로 구성될 수 있으며 외부 사건들과의 데이터 상관성을 용이하게 해주기 위해 획득된 온도 데이터(63)를 타임 스탬핑(time stamp)하기 위한 시간 지킴(time keeping) 칩(71)에 연결될 수 있다. 이 타입의 시간 지킴 칩의 예시적 실시모드는 Sunnyvale, California에 위치된 Maxim Integrated Products에 의해서 제조되며, 모델 번호 DS1302로 식별될 수 있다. 그러나, 다른 타입들의 내부 클럭들도 핸드-도구에 사용될 수 있다. 온도 한도들(64)은 상한 온도 리미트, 하한 온도 한도, 및/또는 사용자에 의해서 어떤 주어진 작동 또는 응용에 대해서 지정된 하나 또는 그 이상의 타깃 온도들을 포함한다. 온도 프로파일(65)은 타깃 온도-대-시간 프로파일를 포함하며, 타깃 시간에 대응하는 다수의 타깃 온도를 더 포함할 수 있다. 마지막으로, 다른 관련된 데이터는 작업 번호, 인스펙터 번호, 제어 시그널 트립(trip) 레벨, 또는 온도 측정 또는 시스템과 관련할 수 있는 어떤 다른 정보를 포함할 수 있다.
시그널 증폭기(56)는 컨트롤러(60)에 연결된다. 시그널 증폭기(56)는 차가운 정션 보상을 가지는 모노리식 열전쌍 증폭기를 포함할 수 있다. 이 특정 증폭기의 예시는 Norwood, Massachusetts에 위치된 Analog Devices에 의해서 제조되며, 부품 번호 AD594/AD595로 식별될 수 있다. 그러나, 다른 타입들의 내부 증폭기도 핸드-도구에 사용될 수 있다.
온도 표시기(28)는 컨트롤러(60)에 연결되며, LED 또는 LCD와 같은, 비주얼 온도 표시기(66), 및/또는 청각적 온도 표시기(68)를 포함할 수 있다. 이들 표시기들은 실 시간 온도 측정을 사용자, 테크니션, 또는 수퍼바이저에게 제공한다. 실-시간은 시간 랙(time lag) 부재 또는, 예를 들어 2, 1, 0.5 또는 0.1 보다 작은, 상대적으로 작은 양의 시간 랙으로 정의될 수 있으며, 시간 랙의 양은 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)의 요구되는 정확도에 의해서 결정된다. 또한, 반응 시간의 다른 예들은 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 또는 3 초보다 짧다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시모드들은 2초보다 짧은 빠르고 정확한 반응이 가능하게 하나, 이 반응 시간의 증가 또한 본 발명의 범위 안에 있다.
핸드-헬드 도구는 또한 측정될 표면의 열 안정성에 부분적으로 의존하는 리셋 시간내에 다수의 온도 측정들을 얻게하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 고려된 실시모드들의 하나는 사용자가 안정된 표면 온도가 검출되면 15초 이내에의 동안에 연속적인 측정을 얻을 수 있게 해준다. 안정된 측정은 2초의 시간 간격에 걸쳐서 화씨 +/- 2도 변하지 않는 측정, 또는 최고 온도에 도달하고서 이제 감소하기 시작하는 측정으로 정의될 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시모드들은 개시된 특정 안정성 판단기준에 기능적으로 한정되지 않으며 상이한 안정성 판단기준으로 프로그램될 수 있다. 추가적으로, 연속적인 측정은 안정된 측정이 획득되기 전 트리거를 작동시킴에 의해서 사용자의 판단에 따라 취해질 수 있다.
논의된 바와 같이, 본 실시모드는 연속적인 측정들 사이에 15초 시간 랙을 병합한다. 15초의, 가능하게 12 초 또는 15초 이상의, 타임 랙의 대다수는 사용자가 측정을 관찰하고 및/또는 기록하게 해주기 위한 미리 정해진 시간(예를 들어 12초)동안 가장 최근의 측정을 디스플레이하는 디바이스에 기인한다. 이 15초 랙 시간은 핸드-헬드 도구의 온도 반응에 의해서 유도된 것이 아니라 원하는 기능성에 의한 것이라는 것이 주지되는 것이 중요하다. 게다가, 핸드-헬드 도구는 도구가 측정들을 획득함에 따라서 또는 사용자가 트리거(16)를 작동시킴에(engaging) 의해서 측정들을 요구할 때 측정들을 연속적으로 디스플레이함에 의해서 중단되지 않는 식으로 사용자가 온도 측정을 볼 수 있게 해주도록 구성될 수 있다. 이 타입의 실시모드에서, 측정들은 2초 또는 위에 논의된 어떠한 시간 증분들로 업데이트되고 디스플레이될 수 있다.
마지막으로, 컨트롤러(60)는 핸드-헬드 도구가 통신 포트(32)를 통해서 외부 디바이스들과 인터페이스하게 해주는 통신 회로(70)와 연결될 수 있다. 이 통신 포트(32)는 컨트롤러(60)와 메모리(62)에 접근하기 위한 무선 회로 또는 유선 포트를 포함할 수 있다. 무선 회로는 무선주파수(RF) 트랜시버, 적외선 트랜시버, 또는 다른 적합한 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 회로(70)는 온도 데이터, 작동 패러미터들, 제어 시그널들, 그리고 핸드-헬드 도구와 원거리 유닛 사이의 다 른 정보의 교환을 용이화하게 하도록 구성된다. 따라서, 통신 회로(70)는 다양한 데이터의 메모리(62)와의 업로딩 및/또는 다운로딩을 가능하게 해준다.
일반적으로 도 6에 참조하여, 이 도면은 예시 금속 비활성 기체(MIG) 아크 용접 시스템(72)을 도시하며 핸드-헬드 도구의 많은 가능한 응용들의 하나를 도시한다. 용접 시스템(72)은 안에 와이어 피딩(feeding) 조립체(76)가 위치된 용접 섀시(74)를 포함한다. 와이어 피딩 조립체(76)는 전극 와이어(78)를 와이어 스풀(80)로부터 용접 케이블(82) 안으로 그리고 이를 통해 자동으로 공급하여 용접 건(84)에 이르게 하도록 구성된다. 도시된 실시모드에서, 전극 와이어(78)는 일반적으로 관형이며 금속 조성을 가진다. 플럭스(flux)가 관형 금속 전극 와이어(78) 안에 위치될 수 있다. 최종적으로, 전극 와이어(78)가 관통하여 용접 접촉 팁과 노즐 조립체(86)로부터 돌출하며, 여기서 전극 와이어의 주변 단부 또는 팁이 용접 작동동안 아크가 형성됨에 따라 물체 또는 작업 피스(88)와 함께 녹는다. 특정 실시모드에서, 와이어 피더(76)는 용접 섀시(74)로부터 분리될 수 있으며, 예를 들어 독립형 와이어 피더일 수 있다.
용접 회로는 다음과 같이 셋업된다. 파워 유닛(90)이 와이어 피더(76)에 연결되며, 이는 용접 케이블 내부에 위치된 컨덕터들에 더 연결된다. 이들 컨덕터들은 용접 시스템(72)의 파워 유닛(90)으로부터 용접 건(84)으로 커런트 또는 전력을 전송하기에 적합하게 된다. 용접 건(84)는, 다음으로, 커런트 또는 전력을 조립체(86)안의 접촉 팁르로 전달한다. 작업 피스(88)는 접지 클램프(92)와 접지 케이블(94)에 의해서 파워 유닛(90)의 한 터미널에 전기적으로 연결된다. 따라서, 작 업 피스(88)와 파워 유닛(90) 사이의 전기 회로는 용접 건의 전극 와이어(78)가 작업 피스(88)의 근처에, 또는 이와 접촉하고 용접 건(84)이 와이어(78)와 작업 피스(88) 사이에서 아크를 생성하기 위해 작동될 때 완성되게 된다. 아크를 통해서 작업 피스(88) 안으로 흘러들어 오는 전기적 커런트에 의해서 생성된 열은 아크 근처에서 작업 피스가 녹게 하며, 또한 전극 와이어(78)도 녹게 한다. 따라서, 아크는 일반적으로 작업 피스(88)의 부분과 전극 와이어(78)의 팁 부분을 녹게 하며, 따라서 작업 피스와 용접 와이어로부터의 물질들의 용접부를 생성하게 된다.
도시된 실시모드에서, 개스 실린더(98)에 저장된 비활성 쉴드 개스(96)가 불순물로부터 용해된 용접부 퍼들(puddle)을 쉴딩하기(to shield) 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 개스 실린더(98)는 개스(96)를 와이어 피더(76)로 공급한다. 개스는, 전극 와이어(78)와 함께, 용접 케이블(82)를 통해 용접 건(100)의 넥(neck)으로 공급된다. 비활성 쉴드 개스(96)는 일반적으로 불순물들이 용접부 퍼들로 들어가는 것과 용접부의 완결성이 감퇴되는 것을 방지한다. 그러나, 전극 와이어(78) 상의 플럭스와 같은, 다른 쉴딩 테크닉들은 용접 시스템(72)의 특정 실시모드들에 사용될 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 작업 피스(88)는 용접 조인트(101)의 질을 향상시키고 일반적인 용접 작업을 용이하게 해주기 위해서 미리 가열되어질 수 있다. 도시된 실시모드는 사용자가, 실시간으로, 작업 피스(88)의 온도를 용접 도구, 예를 들어(10, 36, 42)를, 작업 피스에 접촉 시킴으로써 신속하고 정확하게 정할 수 있게 해준다. 더 나아가, 용접 작업은 다양한 용접 패러미터들 또는 다른 관련된 패러 미터들을(예를 들어 표시기 광, 팬, 모터, 등등) 작업 피스 온도에 근거하여 제어할 수 있도록 닫한 루프 시스템안의 피드백 센서로서 용접 도구(10, 36, 42)를 사용함으로써 향상될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(102)과 통신 인터페이스(104)는 전원(90), 와이어 피드 조립체(76), 그리고 비활성 개스(96) 공급기에 연결될 수 있다. 통신 인터페이스(104)는 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)와 직접 통신할 수 있도록 구성될 수 있거나, 또는 인터페이스(104)가 원격 유닛(46)을 통해 핸드-헬드 도구와 통신하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(102)은 다음으로 용접 패러미터들을(예를 들어 작업 피스에 공급되는 전력, 전극 와이어 피드 속도, 개스 흐름 속도 등) 작업 피스 온도에 근거하여 조정할 수 있다. 더 나아가, 워크 스테이션(108)은 닫힌 루프 시스템안에 구현될 수 있으며 또는, 예를 들어 용접부 수퍼바이저에 의해서, 용접 작용을 원격으로 모니터하는데 사용될 수 있다. 워크 스테이션(108)은 통신 인터페이스(110)를 통해 핸드-헬드 도구(10, 36, 42) 및/또는 원격 유닛(46)과 인터페이스하도록 구성될 수 있다. 워크 스테이션(108)은 데스트탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 또는 심지어 더 작은 휴대용 유닛일 수 있다.
도 7은 핸드-헬드 도구들(10, 36, 42)의 실시모드를 사용하는 하나의 방법을 도시하는 흐름도이다. 프로세스는 사용자가 핸드-헬드 도구(블록 112) 상에 위치된 리셋 또는 트리거(16)를 작동시킴에 의해서 시작된다. 트리거가 작동되기 전에, 헬드-도구는 전력을 절약하기 위해서 전원이 꺼져있거나 저 부하(load) 상태에 있게 된다. 작동되면, 핸드-헬드 도구는 온도 측정(블록 114)을 획득하고 표시한다. 핸드-헬드 도구는 실-시간으로(즉, 2초나 보다 짧은 시간 간격) 측정을 획득 하며 위에 논의된 온도 표시기들을(즉, 비주얼 표시기, 청각적 표시기, 또는 이의 조합) 통해 측정을 표시한다. 추가적으로, 컨트롤러(60)는, 메모리(62)와는 별도의, 언제 측정이 안정한 값에 도달했는지를 결정하기 위해서 한시적으로 측정을 저장할 수 있는(블록 115), 내부 메모리로 구성될 수 있다.
측정이 안정된 값에 도달하게 되면(블록 116), 핸드-헬드 도구는 미리 정해진 시간동안 측정을 디스플레이한다(블록 118). 안정된 측정의 판단기준은 응용에 따라서 변경될 수 있으며 일반적으로 측정이 2초의 간격동안 화씨 +/-2 도 변화하지 않거나 또는 최대 온도에 도달하는 지점에 도달함에 의해서 정해지게 된다. 또한, 측정을 디스플레이하기 위한 미리 정해진 시간은 조정될 수 있으며 응용에 따라 다르다. 다른 말로, 미리 정해진 기간은 기능적으로 한정되지 않으며 사용자가 진행하기 전에 측정을 디스플레이하기를 선호하는 시간 양에 의해서 정해진다. 위에 논의된 바와 같이, 이 시간은 보통 15초의 범위이지만, 응용에 따라서 더 짧거나 더 긴 시간 간격으로 변화될 수 있다. 추가적으로, 핸드-헬드 도구는 컨트롤러와 다른 엘리먼트를 저 부하 상태에 놓음에 의해서 에너지를 절약하는 파워 절약 모드로 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러는 핸드-헬드 도구를 완전히 불능화시키지 않으면서 특정 최소 기능성을 유지하는 슬립(sleep) 모드로 스위치하도록 프로그램될 수 있다. 이는 도구가 트리거되었을 때 정상 작동 모드로 신속하게 다시 스위칭할 수 있게 해주며, 한편 동시에 디바이스가 사용되지 않을 때 에너지를 절약하게 해준다. 따라서, 핸드-헬드 도구가 측정을 디스플레이한 후(블록 118), 컨트롤러는 다음으로 도구가 파워 절약 모드에 있는가(블록 120), 그리고 이 모드 에 있을 경우, 온도 표시기로의 전원을 끄고, 컨트롤러는 리셋 또는 트리거가 더 작동될 때까지(블록 112) 자신을 슬립(sleep) 모드로 위치시킨다(블록 122). 디바이스가 파워 절약 모드로부터 빠져나와 핸드-헬드 도구가 연속적인 온도 측정을 제공할 수 있게 할 수 있다는 것도 주지되어야한다. 이 특징은 연속적인 전원이 있는 경우, 예를 들어 파워 수용기(26)가 원거리 전원을 인터페이스하도록 사용되는 경우 유용하다.
도 8은 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)의 실시모드를 사용하는 제 2 방법을 도시하는 흐름도이다. 제 1 방법과 같이, 도구는 핸드-헬드 도구의 트리거(16)를 작동시킴에 의해서 사용자가 프로세스를 시작할 때까지 파워 절약 모드에 있는다.(블록 124) 그러나, 제 1 방법와는 달리, 이 방법에서 핸드-헬드 도구는 컴퓨터 모드로 설정된다(블록 126). 컴퓨터 모드는 사용자가, 위에 논의된 것처럼, 핸드-헬드 도구의 메모리(62)로 또는 이로부터 데이터를 업로드 또는 다운로드할 수 있게 해준다. 컴퓨터 모드는 통신 스위치(30)에 의해서 작동되거나 비작동될 수 있다. 온도 정보에 더해서, 데이터는 작업(job) 번호, 인스펙터 번호, 제어 시그널 트립 레벨, 타깃 온도, 최대 온도, 최소 온도, 온도 대 시간 프로파일, 이들의 조합등을 포함할 수 있다.
다운로드/업로드가 완료되면, 핸드-헬드 도구는 컴퓨터 모드로부터 벗어나게 되며 온도 측정을 획득/표시하기 시작할 수 있다(블록 130). 전과 같이, 핸드-헬드 도구는 실-시간으로(즉, 2초 또는 보다 짧은 시간 간격) 측정을 획득하며 위에 논의된 온도 측정기들(즉, 비주얼 표시기, 청각적 표시기, 또는 이들의 조합)의 어 느 하나를 통해 측정을 표시할 수 있다. 추가적으로, 컨트롤러(60)는 측정이 언제 안정된 값에 도달하는 가를 결정하기 위해서 측정을 한시적으로 저장할 수 있는(블록 132) 내부 메모리와 함께 구성될 수 있다. 핸드-헬드 도구는 측정이 안정화되기를 기다리고(블록 134) 그리고 나서 미리 정해진 기간 동안의 측정을 디스플레이한다. 안정된 측정의 판단기준은 응용에 따라서 변경될 수 있으며, 일반적으로 측정이 2 초의 간격동안 화씨 +/-2 도 변화하지 않거나 최대 온도에 도달하는 위치에 도달함에 의해서 정해지게 된다. 위에 논의된 바와 같이, 이 시간은 보통 15초의 범위안에 있지만 응용에 따라서 보다 짧거나 보다 긴 시간 간격으로 변화할 수 있다. 선택적으로, 도 9에 참조하여 보다 자세하게 기술될 것과 같이, 핸드-헬드 도구는 다음으로 온도 측정을 폐쇄 루프 제어 프로세스를 위해 정보를 사용할 수 있는 외부 디바이스로 온도 측정 또는 시그널을 보낼 수 있다. 이 데이터는 핸드-헬드 도구 내에 포함되어 있는 통신 회로(70)와 통신 포트(32)를 통해 보내질 수 있다.
측정이 안정화되고 디스플레이 되면, 핸드-헬드 도구는 사용자가 메모리(62)에, 즉, 컨트롤러 외부에 그러나 핸드-헬드 도구 내에 있는 메모리(62)에 측정을 저장하고 싶은지를 문의하게 된다(블록 137). 만일 사용자가 데이터가 저장되어야 한다고 결정하면, 핸드-헬드 도구는, 시간 지킴(keeping) 칩(71)을 통해, 데이터를 타임-스탬프하고, 메모리(62)에 온도 측정을 저장할 수 있다(블록 138). 제 1 방법과 같이, 핸드-헬드 도구는 컨트롤러와 다른 엘리먼트들은 저 부하 상태로 놓이게 함에 의해서 에너지를 절약하는 파워 절약 모드와 함께 구성될 수 있다. 따라 서, 도구가 데이터를 저장할지 또는 하지 않을지를 결정한 후(블록 137, 138), 컨트롤러는 다음으로 도구가 파워 절약 모드에 있는 지를 결정한다(블록 139). 도구가 파워 절약 모드에 있으면, 컨트롤러는 온도 표시기로의 파워를 끄고 트리거가 더 작동될 때까지(블록 124) 자신을 슬립(sleep) 모드로 위치시킨다(블록 140). 또한, 이전과 같이, 디바이스는 파워 절약 모드로부터 빠져나와 핸드-헬드 도구가 계속해서 온도 측정을 획득하고, 표시하고, 저장할 수 있게 해준다. 이들 메쏘들의 어느 하나에 대해서, 핸드-헬드 도구는 사용자가 수동으로 작동 트리거(16)를 통해서 데이터 획득을 시작 또는 정지할 수 있게 해주도록 구성될 수 있으며, 위에 논의된 바와 같이, 트리거는 다른 기능들을 구현하도록 사용될 수 있다.
도 9는 폐쇄 루프 시스템에서 핸드-헬드 도구의 실시모드를 사용하는 제 3 방법을 도시하는 흐름도이다. 프로세스는 원하는 작동 패러미터들과 관련되 데이터를 제어 시스템으로 통신함에 의해서 시작된다(블록 142). 제어 시스템의 예시 실시모드는 원격 워크 스테이션(108), 용접 시스템(74)에 연결된 제어 유닛(102), 핸드-헬드 도구(10, 36, 42), 또는 오퍼레이터를 포함할 수 있다. 작동 패러미터들과 관련된 데이터는 프로세스 온도 리미트(64) 또는 프로세스 온도 프로파일(65) 또는 다른 관련된 프로세스 정보를 포함할 수 있다. 다음으로, 제어 시스템은 핸드-헬드 도구가 온도 측정을 획득하도록 작동시켜(블록 144) 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)가 온도 측정을 획득하게 한다(블록 146). 핸드-헬드 도구는 실-시간으로(2 초 또는 보다 짧은 시간 간격) 측정을 획득하게 되며 위에 논의된 온도 표시기들(예를 들어, 비주얼 표시기, 청각적 표시기, 또는 이들의 조합)을 통해 측정을 통신할 수 있다(블록 148). 추가적으로, 핸드-헬드 도구는 통신 회로(70)와 통신 포트(32)를 통해 측정을 통신할 수 있다. 위에 논의된 바와 같이, 통신 회로(70)와 통신 포트(32)는 무선 회로 또는 유선 포트를 포함할 수 있다. 무선 회로는 무선 무선주파수(RF) 트랜시버, 적외선 트랜시버, 또는 다른 적합한 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 통신 회로(70)는 온도 데이터, 작동 패러미터들, 제어 시그널들, 그리고 핸드-헬드 도구와 제어 시스템 또는 원격 유닛 사이의 다른 정보의 교환을 용이하게 해주도록 구성될 수 있다.
데이터의 통신이 일어나게 되면, 핸드-헬드 도구 또는 제어 시스템은 다음으로 데이터를 저장하고(블록 150) 제어 시스템은 다음으로 요구되는 바에 따라 작동 패러미터를 조정할 수 있다(블록 152). 프로세스는 다음으로 작동이 완료될 때 까지 이 폐쇄 루프 방식으로 진행할 수 있다(블록 154). 작동이 완료되면, 저장된 데이터는 만일 이전에 제어 시스템 또는 외부 디바이스에 의해서 저장되지 않았다면 핸드-헬드 도구로부터 다운로드될 수 있다.
본 발명의 오직 특정 특징들 만이 이 명세서에 도시되고 기술되었지만, 많은 수정과 변경이 당업자에 일어날 수 있다. 따라서, 첨부된 청구사항들은 본 발명의 진정한 정신 내에서 모든 이러한 수정과 변경을 커버하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다.
사용자가 실시간으로 물체의 표면 온도를 검출하는 것을 가능하게 해줌으로 써 산업상 이용 가능하다.

Claims (8)

  1. 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)로서,
    측정될 표면과 직접 접촉하게 위치되도록 구성되는 노출된 열전쌍 엘리먼트(17)와;
    노출된 열전쌍에 연결된 전자기기(22)와
    핸드-도구(10, 36, 42)에 전력을 가하도록 구성된 전원(42)으로서, 노출된 열전쌍 엘리먼트(17), 전자기기(22), 그리고 전원(24)이 핸드 헬드 도구(10, 36, 42)의 단일 하우징(12, 14, 38, 43) 안으로 일체화 되는, 전원(24)을 포함하는, 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구.
  2. 제 1 항에 있어서, 노출된 열전쌍 엘리먼트(17)가 적어도 화씨 200 도(섭씨 93.3도) 까지의 온도를 표시하는 데이터를 측정하도록 구성되는, 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구.
  3. 제 1 항에 있어서, 노출된 열전쌍 엘리먼트(17), 전자기기(22), 그리고 온도 표시기(28)가 5초 보다 짧은 반응 시간으로 온도를 표시하도록 구성되는, 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구.
  4. 제 1 항에 있어서, 노출된 열전쌍 엘리먼트(17), 전자기기(22), 그리고 온도 표시기(28)가 2초 보다 짧은 반응 시간으로 온도를 표시하도록 구성되는, 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구.
  5. 제 1 항에 있어서, 전자기기(22)가 핸드-헬드 도구(10, 36, 42)와 원격 디바이스(46, 108) 사이에 데이터를 교환하도록(63, 64, 65) 구성된 통신 회로(70)를 포함하는, 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구.
  6. 제 5항에 있어서, 통신 회로(70)가 무선 통신 회로를 포함하는, 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구.
  7. 제 1항에 있어서, 전자기기(22)가 온도 데이터를(63, 64, 65) 저장하도록 구성된 메모리(62)를 포함하는, 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구.
  8. 제 7항에 있어서, 온도 데이터(63, 64, 65)가 타깃 온도, 최대 온도, 최소 온도, 온도 대 시간 프로파일, 또는 이들의 조합을 포함하는, 온도를 측정하기 위한 핸드-헬드 도구.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8251157B2 (en) 2008-03-07 2012-08-28 Milwaukee Electric Tool Corporation Battery pack for use with a power tool and a non-motorized sensing tool
US7962967B2 (en) * 2008-05-09 2011-06-21 Illinois Tool Works Inc. Weld characteristic communication system for a welding mask
WO2009146359A1 (en) * 2008-05-28 2009-12-03 Illinois Tool Works Inc. Welding training system
JP2011137985A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Sanyo Electric Co Ltd 携帯型電子機器
CN101834000B (zh) * 2010-04-26 2013-02-27 清华大学 一种温度测量装置
US9016938B2 (en) * 2012-11-27 2015-04-28 Chu-Yih Yu Electronic contact thermometer
US9636768B2 (en) * 2012-12-14 2017-05-02 Hobart Brothers Company Devices and methods for providing information on a torch
US9841839B2 (en) * 2013-10-07 2017-12-12 Tactual Labs Co. System for measuring latency on a touch device
CA3186396A1 (en) 2014-01-20 2015-07-23 Parker-Hannifin Corporation Hose free sensor system for refrigerant unit
US9922460B2 (en) 2014-11-04 2018-03-20 Illinois Tool Works Inc. Stereoscopic helmet display
US10032388B2 (en) 2014-12-05 2018-07-24 Illinois Tool Works Inc. Augmented and mediated reality welding helmet systems
EP3337027A1 (de) * 2016-12-16 2018-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum rechnergestützten betrieb eines elektromotors
US11287330B2 (en) * 2018-08-14 2022-03-29 Watlow Electric Manufacturing Company Low profile surface temperature sensor
US10690553B1 (en) 2019-06-28 2020-06-23 All Zack Everything Llc Vaporizable substance application tool having an integrated ideal temperature indicator
EP3835741B1 (en) * 2019-12-11 2024-02-07 ABB Schweiz AG A temperature determination device
US20210268595A1 (en) * 2020-02-28 2021-09-02 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods for remote communication of control and diagnostics data in a welding system

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3479876A (en) * 1967-08-25 1969-11-25 Commodity Marketers Inc Successive temperature indicator
US3903159A (en) * 1970-09-17 1975-09-02 Armour Pharma Methanesulfonamidophenyl guanidine compounds
US3930159A (en) * 1973-08-10 1975-12-30 Centre Rech Metallurgique Device for measuring the cooling time of welds
US4173894A (en) * 1978-05-30 1979-11-13 Andy Gerike Portable temperature sensing device
US4242148A (en) * 1979-08-03 1980-12-30 Thermo Electric Co., Inc. Thermocouple surface probe
US4321827A (en) * 1980-03-31 1982-03-30 Rosemount Inc. Self aligning surface temperature sensor
US4444990A (en) * 1982-09-08 1984-04-24 Servo Corporation Of America Heat sensing device
US4735661A (en) * 1986-11-10 1988-04-05 Omega Engineering, Inc. Rapid response, removably affixable thermocouple
US4808241A (en) * 1987-01-14 1989-02-28 Omega Engineering, Inc. Rapid response thermocouple probe having replaceable thermocouple element
US4962765A (en) * 1987-03-12 1990-10-16 Abiomed, Inc. Diagnostic temperature probe
US4949274A (en) * 1987-05-22 1990-08-14 Omega Engineering, Inc. Test meters
JPS6438619A (en) * 1987-08-04 1989-02-08 Anritsu Meter Surface temperature sensor
US4904997A (en) * 1987-12-17 1990-02-27 Daniel Chen Belted electronic display clinical thermometer with alarm
US4875782A (en) * 1988-01-25 1989-10-24 Normag Corporation Automated temperature probe apparatus and method
US5370459A (en) * 1993-06-08 1994-12-06 Claud S. Gordon Company Surface temperature probe with uniform thermocouple junction
US5709476A (en) 1995-01-27 1998-01-20 Deltatrack, Inc. Temperature measuring device
JP3160756B2 (ja) * 1995-08-07 2001-04-25 本田通信工業株式会社 タイマーアラーム装置および耳装着構造
IL123052A (en) * 1997-01-31 2001-03-19 Omega Engineering Thermoelectric product
DE19853513A1 (de) * 1997-11-21 1999-05-27 Omega Engineering Kombination aus Pyrometer und Multimeter
US6847892B2 (en) * 2001-10-29 2005-01-25 Digital Angel Corporation System for localizing and sensing objects and providing alerts
US6960043B2 (en) * 2001-10-18 2005-11-01 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus to extend and retract a temperature indicator stick
US6857777B2 (en) * 2001-10-23 2005-02-22 Illinois Tool Works Inc. Dual temperature indicator stick holder
US7093974B2 (en) * 2002-03-13 2006-08-22 Ulrich Kienitz Radiometer with digital imaging system
US7213969B2 (en) * 2002-11-25 2007-05-08 Kaz, Incorporated Axillary thermometer
US6779919B1 (en) * 2003-06-25 2004-08-24 Cooper Instrument Corporation Pipe probe
EP1530034A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-11 Microlife Intellectual Property GmbH An infrared thermometer and a method for determining a temperature
JP4600170B2 (ja) * 2004-09-15 2010-12-15 セイコーエプソン株式会社 体温計、および体温計を有する電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
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CA2624947A1 (en) 2007-04-26

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