TW202307409A - 用於圓柱形表面的感測方法 - Google Patents

Abstract

本文提供一種用於感測管路壁溫度以及推斷管內流體溫度的元件及方法。元件包括第一夾具主體及第二夾具主體，第一夾具主體包含熱量傳遞元件及與其連接的第一電連接及第二電連接，第二夾具主體可連接至第一夾具主體以在其間形成夾持腔，具有壁的受夾元件在夾持腔內是可固定的，熱量傳遞元件用以在其間接觸受夾元件的外表面。熱量傳遞元件可包括延伸穿過夾具主體中之一者並向夾持腔內延伸的導熱順應元件。

Description

用於圓柱形表面的感測方法

相關申請案之交互參照

本申請案主張2021年3月5日提交的美國臨時專利申請案第63/157086號的權益，該案以引用之方式併入本文中。

本發明的實施例通常係關於一種元件及方法，用於感測管路、或圓管、壁的溫度並推斷管路或圓管內流體的溫度。更具體地，本發明係關於元件、及元件之使用方法，其中元件可釋放地連接至圓管或管路且用以感測圓管或管路壁的溫度，並推斷圓管或管路內流體的溫度，或圓管或管路壁的外壁或內壁上元件的溫度。

目前，量測管路或圓管的外壁的溫度的可靠解決方案很少。一種已知的方法是使用一種夾式裝置，其可扣在或夾在管路或圓管上方。由於管路或圓管外壁與夾子的溫度感測元件之間的熱量傳遞不良，這些裝置存在對管路或圓管的夾持力低及精度低的問題。將熱敏感元件夾持至管路或圓管的其他實施至少存在一個安裝困難或溫度敏感性低的問題，舉例而言，由於熱量傳遞不良及其尺寸過大而導致的溫度量測精度差，以及正在量測溫度的流體或元件的熱損失，熱損失由熱敏感元件引起。

本文提供一種用於感測管路壁溫度、及推斷管路內流體的溫度的元件及方法。元件包括第一夾具主體及第二夾具主體，第一夾具主體包含熱量傳遞元件及與其連接的第一電連接及第二電連接，第二夾具主體可連接至第一夾具主體以在其間形成夾持腔，具有壁的受夾元件在夾持腔內是可固定的，熱量傳遞元件用以在其間接觸受夾元件的外表面。熱量傳遞元件可包括延伸穿過夾具主體中之一者並向夾持腔內延伸的導熱順應元件。

本文提供一種組態為夾持組合件1的溫度感測或熱量產生裝置。在其一個態樣中，夾持組合件1由相對的第一半及第二半或主體4、5組態，第一主體4及第二主體5使用諸如螺栓或夾子或其他附接元件的緊固件在管路8上方牢固地緊固在一起，以將圓管或管路固定於其間。組態為溫度監測或量測裝置、或組態為熱量產生或接收裝置的熱裝置2在主體中之一者（此處是第一主體4）上是可接收的，此處第一主體4用以允許熱裝置2（舉例而言，溫度感測元件）安裝至第一主體4，以感測在上方夾持夾持組合件1的管路8的外壁的溫度。此處，熱裝置2可組態為以下各者中之一或多者：溫度監測電路中有用的溫度量測元件、熱熔絲、熱報警裝置、或至少推斷地感測元件的溫度（此處是管路8的外壁的溫度）的其他元件、或者自管路8的外壁局部吸收熱量、或將熱量指引至管路8的外壁中的熱量產生或吸收元件。這一熱量吸收或產生元件可至少局部地改變管路8中存在的流體（包括在其中流動的流體）的溫度、或在管路8內或管路8上局部加熱或冷卻另一材料。

夾持組合件1用以在圓管或管路8的外表面與夾持組合件1的主體中之一者（此處為第一主體4）的一部分上承載的熱裝置2之間提供熱量傳遞路徑。在第1a圖至第1c圖中所示的態樣中，夾持組合件1包括具有相同構造的第一夾具主體4及第二夾具主體5，但第一夾具主體4中的某些特徵在第二夾具主體5中不存在或不需要。然而，夾具主體4、5中之各者可相同地組態，但安裝於第一夾具主體4上或安裝至第一夾具主體4中的用於在熱裝置2與管路8之間致能熱量傳遞的元件、及用於控制或監測熱裝置2的元件，將不需要存在於第二夾具主體5中或第二夾具主體5上。此處，第一夾具主體4及第二夾具主體5中之各者均包括兩個緊固腔，此處是第一對緊固腔13、14（第一夾具主體4，第2B圖）及第二對緊固腔22、24（第二夾具主體5，第2D圖），以及拱形凹槽11，此處是半圓形凹槽11A，半圓形凹槽11A具有半徑為R的半圓柱形表面40（第5A圖），向管路8的面對側（即，第一主體4及第二主體5的內向面10F）內延伸，且亦在其相對端面10D、10E之間延伸並開口。此外，第一主體4包括連接至第一主體4並延伸穿過其（第5A圖、第5B圖）且組態用於接收熱裝置2的熱量傳遞熱襯墊3，以及一對母線6a、6b，用於將熱裝置2電互連至位於夾持組合件1外部的裝置。蓋子7在第一主體4（第1A圖、第1B圖）的外向面10A上方延伸，並在其上或其中的母線6a、6b及熱襯墊3上方延伸，如第1C圖中所示定位。此處，使用黏附劑將蓋子7貼在第一主體4上。夾持組合件1的主要功能是經由熱襯墊3在圓管或管路8的表面與保持在其中或其上的熱裝置2之間建立熱量傳遞。因此，在熱裝置2是溫度感測元件的情況下，熱裝置可準確地偵測或推斷圓管或管路8的外壁的溫度。類似地，若熱裝置2用以局部加熱或冷卻圓管或管路8的外表面，則熱襯墊3將熱裝置2熱耦合至圓管或管路8的外表面，從而能夠經由熱襯墊3控制熱量傳遞至圓管或管路8的壁中或自圓管或管路8的壁傳遞熱量。因此，熱量傳遞熱襯墊3與第一主體4一起用以允許熱襯墊3延伸穿過第一主體4並向其半圓柱形內表面40外延伸（即，自主體4的半圓柱形內表面40延伸並朝向半圓柱形表面40沿其延伸的半徑中心延伸，如第5A圖中所示）、以及在蓋子7定位於其上方的第一主體4的相對外向面10A之上（第1C圖）。因此，熱裝置2可與熱襯墊3的延伸至第一主體4的上表面之上的部分接觸，而熱襯墊3的延伸穿過第一主體4的部分將接觸夾持於第一主體4與第二主體5之間的管路8的外表面。

第2A圖是夾持組合件1的第一主體4或第二主體5的等角視圖。第2B圖及第2C圖是夾持組合件1的第一主體4的相對外向面10A及內向面10F的平面圖。第2D圖及第2E圖是夾持組合件1的第二主體5的相對外向面10A及內向面10F的平面圖。第2F圖是夾持組合件1的等角視圖，包括其上的蓋子7。在這一實施例中，第一夾具主體4及第二夾具主體5中之各者通常組態為具有彎曲外邊緣及平坦外表面的矩形稜柱，但在其向內或面對管路側上，為自其內向表面向第一夾具主體4及第二夾具主體5內拱形延伸的半圓柱形表面40。在一個實施例中，夾具主體4具有彼此不同的六個外表面（一般而言，大致平坦或平面的面10A~10F）以及向面10F內延伸的半圓柱形表面40。頂部或外向面10A在平面圖中是方形或矩形並可具有圓角，且在使用夾持組合件1時，主體4的外面10A由蓋子7覆蓋。蓋子7緊固於組合件上方，以提供防潮密封及電隔離。

再次參考第1圖至第6圖，主體4的與外向面10A相對的一側是內向面10F，亦是大致平面表面，由向其內延伸的半圓柱形表面40形成的凹槽對分。第一對緊固腔13、14延伸穿過主體4，第二對緊固腔22、24向第二主體5的內向面10F內延伸，且各個分別經由第一主體4及第二主體5的外向面10A及內向面10F開口至半圓柱形表面40的任一側。或者，第二對緊固腔22、24可向第二夾具主體5的內向面10F內延伸，並在第二夾具主體5的體積內終止。在這種情況下，若第二夾具主體5的材料具有有限的降伏強度，則螺紋嵌入物（未顯示）位於第二對緊固腔22、24的空腔中之各者內。第一主體4及第二主體5中之各者的外周包括相對側面10b、10C，其大致彼此平行地延伸並在相對端面10D、10E處終止其相對末端。半圓柱形表面40在其非圓周方向上其相對末端處終止於端面10D、10E，且類似地，外向面10A及內向面10F在第一方向上其相對末端處終止於端面10D、10E，而在第二方向上其與第一方向的相對側處終止於端面10B、10C。

第一主體4在此用以接收其上或其中的熱襯墊3及母線6a、6b，以致能與熱襯墊3接觸的熱裝置2與外表面之間的熱量傳遞，從而使圓管或管路8的壁夾持或以其他方式固定於第一夾具主體4及第二夾具主體5的相對半圓柱形表面40之間。熱裝置2經由導電母線6a、6b連接至位於夾持組合件1外部的裝置，以允許將電訊號傳輸至諸如熱監測裝置的裝置，或允許電源將功率輸入至熱裝置2以使其加熱或冷卻（未顯示）。

此處，第一主體4包括向外向面10A內延伸的三個空腔，一個中間空腔12，兩側有兩個矩形凹腔16、17，各個空腔中之一者設置於中間空腔12的任一側。矩形凹腔16、17各個向外向面10A內延伸且大致平行於端面10D及10E的表面方向，即，在端面10D、10E之間的方向上延伸。中間空腔12大致相對於外向面10A的邊緣以外向面10A為中心，且是一開口，在此具有方形或矩形的周邊壁，周邊壁自其外向面10A延伸穿過主體4至其半圓柱形表面40，並穿過其半圓柱形表面40開口。中間空腔12用以允許熱傳遞元件（此處為熱襯墊3的一部分）延伸穿過中間空腔12且亦延伸超出主體4的半圓柱形表面40及外向面10A。因此，當夾持組合件1的兩個主體4、5固定在一起時，熱襯墊3的延伸超出半圓柱形表面40的部分與在由第一主體4及第二主體5中之兩者的面對的半圓柱形表面40界定的圓周邊界內延伸的圓管或管路8的外表面接觸，且熱襯墊3的一不同部分向外向面10A外延伸。在中間空腔12的兩側，中間空腔12與主體4的端面10D及10E之間，存在兩個矩形凹腔16、17。各個矩形凹腔16、17向外向面10A內延伸，但不穿過主體4，從而提供凹陷區或嵌入區，在凹陷區或嵌入區內的組件有助於獲取、及傳輸例如代表夾持於第一主體4與第二主體5之間的圓管或管路8的溫度的電訊號，或有助於提供電源以使熱裝置2的溫度升高或降低，從而經由熱襯墊3將熱量傳遞至圓管或管路8中、或自圓管或管路8移除熱量。

各個側面10B及10C是具有彎曲邊緣及圓角的矩形面。相對端面10D及10E分別是具有彎曲邊緣及圓角、以及形成其在半圓柱形表面40與端面10D、10E相交處的邊緣的拱形凹槽的矩形面。此處，第一夾具主體4由低導熱性塑膠材料（諸如聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、ABS、或其他相對低導熱性材料）組態，這些材料可容易地加工、模製，或模製成接近淨形狀並接著加工，以產出上述結構元件。或者，在其他應用中，夾具主體4、5可由高導熱性材料（舉例而言，鋁、或各種鋼）組態。此外，當夾具主體由諸如鋁、或各種鋼的高導熱性材料組態時，熱襯墊3可組態為主體中之一者的整體延伸件。

第二夾具主體5同樣大致是具有彎曲外邊緣的矩形稜柱。第二夾具主體5亦具有彼此不同的六個外表面（一般而言，面10A~10F）、以及半圓柱形表面40。外向面15A是具有圓角的方形或矩形表面。各個側面15B及15C是具有彎曲邊緣及圓角的矩形表面。相對端面15D及15E分別是具有彎曲邊緣及圓角以及半圓柱形表面40與端面15D及15E相交處的拱形凹陷邊緣的矩形表面。內向面15F是具有圓角及彎曲邊緣的方形或矩形面，且半圓柱形表面40延伸至其中以對分內向面15F。第二對緊固腔22、24至少向內向面15F內延伸。第二對空腔22、24的空腔可為螺紋的（諸如具有螺紋嵌入物），是盲孔，其直徑使得緊固件將藉由該盲孔自行擰入其壁中，或延伸穿過第二主體5並在其外向面15A處開口，以便螺紋緊固件可固定於空腔22、24中或擰入與外向面15a相抵的緊固件軸承中。因此，具有抵住主體4的外向面10A的頭部的緊固件，其中一個延伸穿過第一對空腔13、14中之一者及第二對空腔22、24中之一者，以擰入其中或擰入內螺紋緊固件中，以抵住第二主體5的外向面15A，從而允許主體4、5合在一起以夾持圓管或管路8。或者，第一主體4及第二主體5可藉由外部夾具保持在一起，或在其一個側壁上鉸接在一起並藉由在其不同側壁上的整體扣件保持在一起，如第10A圖及第10B圖中所示。與第一主體4類似，第二夾具主體5由低導熱性塑膠材料組態，諸如聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、陶瓷或其他相對低導熱性材料，這些材料可容易地加工、模製，或模製成接近淨形狀並接著加工，以產生上述結構元件。在另一實施例中，若設計保證夾具主體具有高導熱性，則第二夾具主體5可由諸如金屬的非電絕緣材料製成。

如第5A圖及第5B圖中所示，第一夾具主體4中的中間空腔12在外向面10A中自開口42延伸，並穿過第一夾具主體4，以在開口44處穿過半圓柱形表面40打開。在一個態樣中，空腔12的橫截面為方形或矩形，且熱襯墊3的延伸穿過其的部分具有與開口周邊相同的橫截面。本文亦設想其他開口或空腔12形狀、及相應熱襯墊橫截面，諸如圓形、卵形、多面形或其他形狀。熱襯墊3可在開口內自由內凹，橫截面可大於空腔12的橫截面，或可諸如用環氧樹脂或其他黏附劑黏附於空腔12的內壁（多個）上。此處，熱襯墊3包括一個擴大的尾部部分46，其具有大於空腔12寬度w的寬度W，且可選地具有一深度，在與第5圖的頁面正交的方向上延伸，大於在與第5圖的頁面正交的方向上延伸的開口44的相應深度。熱襯墊3的突出部分48自尾部部分46向空腔12內延伸，使得周邊凸部50繞突出部分48與尾部部分46相交的位置周向延伸。周邊凸部50將尾部46的面對半圓柱形表面40的一側繞開口42的周邊支撐於第一主體4的半圓柱形表面40的內向表面，從而限制突出部分48在空腔12內的定位，並防止尾部部分46推過空腔12。此處，突出的尾部46的部分的外表面54具有與空腔12的大致矩形周邊的橫截面形狀相同的橫截面形狀，此處四個大致平坦的壁略大於空腔12的平坦側壁來定尺寸，使得突出的尾部部分46可容易地置放於開口中，且若需要，可黏附至空腔12的側壁，諸如用環氧樹脂或其他黏附劑。在另一實施例中，突出部分48可容易地置放於空腔12中、及自空腔12移除，即，不黏附至第一主體4或空腔12的側壁。

延伸部分的嚙合面52形成突出部分在周邊凸部50遠端的終點。在其自由狀態下，即，在半圓柱形表面40或空腔12的方向上未壓縮或偏壓的情況下，延伸尾部部分46的嚙合面52作為平坦的平面表面向相鄰半圓柱形表面40外延伸並跨相鄰半圓柱形表面40的相對側延伸至空腔12的任一側。因此，當在第一主體4及第二主體5的半圓柱形表面40的周邊內接收管路8並夾持於第一主體4與第二主體5之間時，管路8的外表面41將接觸嚙合面52。當第一主體4及第二主體5諸如藉由緊固件、夾具、或其他機構拉在一起時，管路8的外表面41將使嚙合面52表面向內偏壓朝向延伸尾部部分46以順應圓管或管路8的外表面41，如第5B圖中所示嚙合面52的壓縮輪廓56所示。結果，確保嚙合面52的壓縮輪廓56的表面與圓管或管路8的外表面41的接觸部分之間的接觸壓力，這確保突出部分48的嚙合52與圓管或管路8的外表面之間的高導熱性。此外，在第5B圖的壓縮狀態下，第一主體4與第二主體5之間夾持圓管或管路8的尾部部分46，使得圓管或管路8的外表面41與第一主體4的整個半圓柱形表面40間隔開，並與第二主體5的半圓柱形表面40的基本全部間隔開。本文設想第二主體5與圓管或管路的外壁之間的接觸可與其間的線接觸一樣小，向第5B圖的頁面內延伸。結果，經由第一主體及第二主體傳遞熱量至其中或自其傳遞熱量而引起的圓管或管路8的外表面41的溫度變化、以及在第二主體形成用於第二主體5的散熱器時將發生的熱滯後效應經最小化。

熱襯墊3的尾部46（此處開口12具有大致方形或矩形周邊）具有大致長方體形狀，如第1C圖及第5A圖中所示，具有四個頭部周邊壁60a~60d，大致垂直遠離周邊凸部50及突出部分48延伸，並終止於上部安裝面62。尾部周邊壁60b、60d彼此平行，在平行於第一主體4的外向面10A的方向上具有相同的長度，且在其相對末端處終止於同樣在平行於外向面10A的方向上彼此長度相等的較長的周邊壁60a、60c。元件凹槽58向熱襯墊3的尾部46的上部安裝面62內延伸，大致平行於頭部周邊壁60a、60c的運行方向，且其亦在其相對末端處終止並開口至頭部周邊壁60b、60d中。

參考第1C圖及第3圖，元件凹槽58用以與熱裝置2的外表面具有相同的大致輪廓，熱裝置2將部分延伸至元件凹槽58中。舉例而言，在此處，當溫度感測元件具有正圓柱形外表面64（第6圖）時，凹槽58同樣具有大致半圓柱形輪廓，即，開口進入頭部周邊壁60b、d的凹槽58的末端為半圓或在半圓的幾度範圍內。此處，熱裝置2可包括溫度量測裝置、熱熔絲、熱開關、溫度感測器、固態溫度感測器、熱電偶、恆溫器、加熱元件或冷卻元件中之一或多者。在一個態樣中，蓋子7的跨壁66在此與熱裝置2的外表面接觸，以將其與蓋子7相對的表面壓向元件凹槽58內，以確保其間良好的熱接觸。在另一態樣中，使用導熱黏附劑將熱裝置2的圓柱形外表面64面對凹槽58的至少一部分黏附於其上。

如前所述，如第2B圖及第3圖中所示，兩個長方形（此處為矩形）凹腔16及17向第一主體4的外向面10A內延伸，在其不含有緊固腔13及14的相對側上中間空腔12的兩側各有一個，即，凹腔16位於中間空腔12與側面10E之間，而凹腔17位於中間空腔12與側面10D之間。矩形凹腔16及17自第一夾具主體4的外向面10A延伸至第一夾具主體4的主體中，但不穿至第一夾具主體4的半周向表面40。此處，熱裝置2包括一對自其延伸的導電導線25、25'。矩形凹腔16及17的形狀分別容納各個具有相同結構的第一母線6a及第二母線6b。各個母線6a、6b均是導電的，並用以將導電導線25、25'電互連至與其相關聯的相應導電線9、9'。如第6圖中所示，此處各個母線6a、6b具有相同的結構並是可互換的，且各個均在其中接收導電導線25、25'中之一者，將導電導線25、25'壓接或夾持於其中，以使用與母線6a、6b實體連接及電接觸的第一導電緊固件20將導電導線25或25'電連接至母線6a、6b；以及導電線9、9'，使用與母線6a、6b實體連接及電連接的第二導電緊固件26壓接或夾持於母線6a、6b中，以經由導電線9、9'將熱裝置2電連接至夾持組合件1的外部。導電線9可通向溫度定限警報、溫度讀出監測器、控制流體性質（諸如流動速率、溫度、黏度）的控制器，及在熱裝置是加熱或冷卻裝置等的情況下，加熱器或冷卻器控制器或電力供應、或另一監測或控制元件。

導電線9、9'各個延伸至相應開口72、72'中，開口72、72'向第一夾具主體4的端面10B及10C中之一者（此處為端面10B）內延伸，並延伸至凹腔16、17中之相應一者中。如第6圖中所示，這是母線6a、6b的剖面圖，導電線9中之各者包括外部絕緣套管9a、及中央導電核心9b。套管9a在各個導電線的終端附近自核心剝離，使得導電核心9b向母線6a、6b中之各者的側壁中的連接開口70內延伸。第二導電緊固件26，例如亦與導電母線6a、6b接觸的機器螺釘經擰緊以擠壓第二導電緊固件26的表面與連接開口70的內表面之間的各個導電線的導電核心9b。因此各個母線6a、6b電連接至導電線9、9'的導電核心9b。母線6a及6b自母線6的第一末端30縱向延伸至向母線6的第二末端32內的位置，其中母線6接觸第一導電緊固件20，例如包含導電材料的機器螺釘。母線6的第二末端32具有上部突出物或唇部33，導線接收開口31延伸至上部突出物或唇部33中；以及螺紋開口，第一導電緊固件20擰入螺紋開口中。第一導電緊固件20的軸的底座面對導線接收開口的下部部分。導電導線25、25'(所示的第一導電導線25)的末端向導線接收開口31內延伸。藉由將第一導電緊固件20向上唇部內擰入，其軸的底座將第一導電導線25的一部分偏壓於導線接收開口31的壁，從而經由母線6a、6b及外部延伸導電線9將導電導線25電連接至夾持組合件1的外部。類似地，第二導電線25'經由第二母線6b電連接至外部導電線9'，以將第一導電線25及第二導電線25'連接至夾持組合件外部的組件。

如前所述，熱裝置2可包括溫度量測裝置、熱熔絲、熱開關、溫度感測器、固態溫度感測器、熱電偶、恆溫器或其他熱敏感元件或熱量產生元件或散熱（冷卻）元件中之一或多者。夾持組合件1因此可用外部監測電路一起組態，以充當圓管或管路8的外壁的高溫或低溫報警、切斷、或實時量測或監測裝置，且壁溫的監測或量測值用於控制或關閉設備（未顯示），由夾持組合件監測的圓管或管路8中的流體流動至其中、自其流動、或存在於其內。舉例而言，當圓管或管路8的外表面41溫度在特定溫度範圍內操作時，量測或監測的溫度可用於出於安全或效能原因中斷供應至裝置的電力，或控制與設備相關聯的熱流體迴路，以將壁溫保持在指示圓管或管路8中流體所需溫度的範圍內。此外，熱裝置2可用以無線傳輸其中接收或產生的資料，該資料指示管路8的壁的溫度。在這種情況下，母線6a、6b是不必要的。此外，導電線9、9'可連接至無線發射器，以將關於圓管或管路8的壁溫的資料傳輸至設備的控制裝置。同樣，可記錄或登入自熱裝置輸出的資料，以監測圓管或管路8的外壁的熱狀況、熱裝置的電狀況、或兩者。此處，導電導線25、25'自熱裝置的相對末端或相對側延伸。然而，亦設想其他組態，例如導電導線25、25'形式的導體自熱裝置2的同一側或同一末端延伸。此外，熱裝置2可組態為加熱或冷卻裝置，由此熱量傳遞經由熱襯墊3發生，以將熱量自圓管或管路8傳遞至熱裝置2，或將熱量自熱裝置2傳遞至圓管或管路8。取決於熱裝置2的用途或要求，熱裝置2可接地至夾持組合件1，亦自夾持組合件1不接地。若熱裝置2待接地至夾持組合件，則第一主體4及第二主體5中之至少一者需要導電並經由接地片連接至地面，其中熱裝置電連接至接地主體，或在圓管或管路8接地的情況下是導電的，且圓管或管路8的壁上至少第二夾具主體5之間的接觸具有足夠的品質，以便在其間提供導電路徑，或是絕緣的且是熱裝置2可電連接至的接地的接地片。

如第2D圖及第3圖中所示，為了將第一主體4與第二主體5緊固在一起，緊固件（此處為具有機器螺紋的螺栓74）延伸穿過第一主體4並接收於第二主體5中的螺紋型空腔22、24內，或延伸穿過完全穿過第二主體5延伸的無螺紋型空腔22、24。此外，螺栓74可組態有自攻螺紋，其中當將螺栓74轉入空腔22、24中以將第一主體4與第二主體5固定在一起時，螺栓74將在空腔22、24中形成螺紋。各個螺栓74具有加大的螺栓頭76及長而薄的螺紋軸78。螺栓頭76的底部或底側靠在或支撐在第一主體的外向面10A上的凹陷表面上。螺栓軸78延伸穿過自表面10A延伸的空腔13或14、穿過第一夾具主體4、並向第一夾具主體4的內向面10F外延伸。螺紋墊圈19連接至螺栓軸78，相鄰於第一主體4的內向面10F以將螺栓74保留於其上。螺栓74延伸穿過延伸穿過第一夾具主體4的各個空腔13、14。此處，螺栓74的軸78的末端延伸至空腔22、24中，空腔22、24延伸至第二夾具主體5中並開口至第二夾具主體5的內向面15F中。空腔22、24可包括其中的螺紋嵌入物，螺栓74的軸78擰入其中，以將第一主體4與第二主體5拉動並固定在一起，或空腔22、24可延伸穿過第二主體，並開口至其外向面15A中，其中位於鎖緊墊圈上方的諸如螺母的螺紋緊固件擰入軸78的末端上方並擰緊以將第一主體4與第二主體5拉在一起。

在第5A圖及第5B圖中，第一夾具主體4及第二夾具主體5顯示為設置於管路8上方及周圍，並藉由將諸如螺栓74的緊固件擰入第二夾具主體5的空腔22、24中的螺紋嵌入物（未顯示）中來互連。可採用其他連接範例，例如夾具，以將第一夾具主體及第二夾具主體一起保持在管路8上方。熱襯墊3的突出部分48的嚙合面52變形，以順應其偏壓的管路8的外圓周或輪廓。此處，熱襯墊3的至少相鄰於嚙合面52的部分是適型的或可變形的，以匹配夾持於第一夾具主體4與第二夾具主體5之間的元件的壁的輪廓，且當熱襯墊3不再接觸夾持於第一夾具主體4與第二夾具主體5之間的元件的壁時，可自我恢復至其未變形或非適型的輪廓。或者，可使用導電黏附劑將圓管或管路8的嚙合面52與外表面41彼此黏附。

參考第5圖，夾持組合件1在此用以使得能夠藉由接觸將熱量傳遞熱襯墊3的嚙合面52與圓管或管路8的外表面41實體連接。舉例而言，夾持組合件1可用於對圓管或管路8執行自主溫度測試，並用以在其中連接至溫度讀出監測器或溫度定限報警器。此外，圓管/管路8的不同區域或不同的圓管或管路8的溫度測試可藉由將夾持組合件1分離並重新附接在溫度受關注的圓管或管路8的不同區段（諸如已知流動極熱或極冷流體的管路8的區域）上來執行。使用時，夾持組合件1由第一夾具主體4、第二夾具主體5、熱量傳遞熱襯墊3、及母線6、以及可選蓋子7組成。熱裝置2接收於其中，與熱襯墊3接觸。夾持組合件1的一個功能是，在量測表面（諸如圓管或管路8的壁）與熱裝置2之間傳遞熱量，從而關聯或量測外表面41的溫度（熱或冷），用於分析或安全目的。因此，當熱裝置2是加熱器或冷卻裝置中之一者時，熱裝置2可用於提高或降低圓管或管路8的壁的溫度，從而至少局部改變其中流體的溫度。當熱裝置2組態為加熱器或冷卻裝置時，熱裝置2亦可在其中加入溫度感測功能，以允許夾持組合件1的使用者將圓管或管路8的壁內外傳遞的熱量與圓管或管路8的壁的溫度、及溫度變化相關聯，從而推斷出緊鄰其的流體的變化。

在溫度量測或監測期間，夾持組合件1的第一夾具主體4有兩個用途。第一夾具主體4作為夾持機構圍繞經量測圓管/管路8延伸的一部分，且在一個態樣中，透過熱襯墊3，將熱裝置2與經夾持構件壁熱連接，並亦提供熱裝置2與導電線9之間的電連接。在這一實施例中，第一夾具主體4由非導電材料及低導熱性材料製成。第一夾具主體4可符合經量測圓管/管路8以獲得更多表面積的夾持，或包括自半圓柱形表面40偏移的一部分，以減少熱量自熱裝置2傳出並進入夾具（稱為熱分流），其中有如經夾持構件與第二夾具主體5之間的線接觸的很少接觸，且僅與熱襯墊3接觸，而非第一夾具主體4的其餘部分。或者，第一主體4及熱襯墊3可組態為單個整體構件，具有足夠的整合性，以順應夾持於其中的元件的外表面。

可使用多種方法來實體順應圓管/管路8。第二夾具主體5可針對強度、成本、熱效能、或防止外部組件的實體干擾來進行最佳化。這可透過設計及/或材料選擇來實現。經由選擇諸如陶瓷或塑膠的低傳熱或導熱性材料，第二夾具主體5具有最小接觸點及/或低傳熱或導熱性。若優先考慮強度，則考慮選擇諸如填充塑膠的低導熱性材料。在一個態樣中，第二夾具主體5的半圓柱形表面40相對於圓管或管路8的外圓周定尺寸，以最小化其間的接觸面積，從而最小化第二夾具主體5與圓管或管路的半圓柱形表面40之間的熱耦合。這將減少圓管或管路8與第二夾具主體之間不受控制的熱量傳遞。較佳地，在半圓柱形表面40與圓管或管路8的外表面之間可達成半圓柱形表面40的非圓周方向上的線接觸或甚至點接觸，以限制其間的熱量傳遞。線接觸可藉由將半圓柱形表面40的半徑組態成大於圓管或管路8外表面的半徑來達成，但不能大到使圓管或管路8不會在嚙合面52與圓管或管路與第二夾具主體5的半圓柱形表面40之間的線接觸之間經擠壓、從而經夾持。此外，拱形表面可非半圓柱形表面40，而是半橢圓形表面，其中向內向面10F內的拱形表面的深度，舉例而言，在面10B與10C之間的方向上小於其寬度的½。

在第7圖中所示的另一實施例中圖示替代形狀的夾具主體。此處，第一替代夾具主體4"及第二替代夾持5"（僅顯示4"）通常組態為具有彎曲外邊緣及平坦外表面的長方形或蛋形稜柱，但在其向內或面對管路的一側上，半圓柱形表面40自其內向表面向第一替代夾具主體4"及第二替代夾具主體5"內拱形延伸，即，自各個夾具主體4"、5"的表面面對夾具主體4"、5"中之另一者。替代夾具主體4"具有彼此不同的八個外表面，通常是六個平坦或平面側面10A"~10F"、上表面10G"及具有延伸至其中的第2A圖的半圓柱形面40的下表面（未顯示）。頂部或外向上表面10G"在平面圖中是長方形多邊形且可具有圓角，並在使用夾持組合件1時，主體4的外面10A由經修改的長方形蓋子7"覆蓋。長方形蓋子7"固定於組合件上方，以提供防潮密封及電隔離，並可用黏附劑黏附於其上。

在另一實施例中，第一夾具主體4及第二夾具主體5中之各者通常組態為具有彎曲外緣及平坦外表面的n邊形稜柱，但在其向內或面對管路的一側上，半圓柱形表面40自其內向表面向第一夾具主體4及第二夾具主體5內拱形延伸。

在另一實施例中，第二夾具主體5通常是三維拱形稜鏡，具有彎曲的外緣，如第8圖中所示。此處，第二夾具主體的外向面包括向外延伸的拱形部分，自其外向面延伸並在其間延伸。在所示的態樣中，第二夾具主體的厚度保持相對連續。在另一實施例中，第二夾具主體5通常是扁平的矩形稜柱或板材，其中第二夾具主體5不具有圓管曲率的輪廓，如第9圖中所示。在第二夾具主體的板材形主體的面對第一夾具主體4的面110是平面的情況下，可在圓管或管路8的外表面41與下部夾具主體5之間達成線接觸或接近線接觸。此外，藉由將表面110倒角成兩個平面110a、110b，在凸部112處相交，圓管或管路8的外表面41與下部夾具主體5之間的點接觸是可達成的。

在第10A圖中描繪的另一實施例中顯示具有第一主體4及第二主體5的鉸鏈夾持組合件100的示意性剖面圖，如本文先前所述，第一主體4及第二主體5用銷釘鉸鏈200鉸接在一起。在第10B圖中描繪的另一實施例中顯示腹板鉸鏈夾持組合件200的示意剖面圖，用組態為由夾具主體材料製成的腹板250的撓性鉸鏈鉸接在一起。鉸鏈200、250允許第一夾具主體4及第二夾具主體5在箭頭O/C的方向上拱形開口，以增加面10C及15C的相鄰末端之間的縫隙，從而在其間接收圓管或管路8，接著在箭頭O/C的方向上在圓管或管路8上方閉合並彼此貼合。在第一主體4及第二主體5經由銷釘鉸鏈附接的情況下，銷釘鉸鏈200的上板210經由緊固件201附接至第一夾具主體4的端面10B，緊固件201通過銷釘鉸鏈200的上板210、穿過第一夾具主體4的端面10B、並擰入第一夾具主體4中。銷釘鉸鏈200的下板211經由緊固件202附接至第二夾具主體5的外壁15B，緊固件202通過銷釘鉸鏈200的下板211、穿過第二夾具主體5的外壁15B、並擰入第二夾具主體5中。在夾具主體4、5經由撓性腹板鉸鏈250附接的情況下，撓性腹板鉸鏈由夾具主體材料組成，但足夠薄以保持撓性並足夠穩定以提供夾持力。撓性腹板鉸鏈250模製或環氧樹脂固化為第一夾具主體4的內向面10F，並模製至或環氧樹脂固化為第二夾具主體5的內向面15F。夾持組合件100在此處用以使熱量傳遞熱襯墊3的嚙合面52、及第二主體5的半圓柱形表面40的一部分能夠與圓管或管路8實體接觸。在一個態樣中，提供一個扣環，用於將第一主體4及第二主體5沿其面10C、15C保持在一起。此處的扣環包括向面10C外突出並形成為與其相連的凸部112，及自第二主體5的外面15C延伸並包括自面15C延伸的連接部分116的活動鉸鏈114、自連接部分116在第一夾具主體的方向上延伸的延伸撓曲部118、及向撓曲部118內延伸並用以在其中接收凸部112的接收器槽120。在此特別設想其他扣環組態，如關於本文第1圖至第5圖中的夾具主體所述的緊固件的使用、夾具、或用於保持第一主體4及第二主體5以將圓管或管路8擠壓或夾持於其間的其他互連範例。

在第11圖中所示的另一實施例中，顯示具有替代佈線連接結構的夾持組合件1的示意性剖面圖。此處，中間空腔12'向第一主體4的外向面10A內延伸。此處，空腔12'偏移至外向面10A的一側，此處相鄰於面10E。彼此構造相同的第一導線導管240a及第二導線導管240b置於第一主體4的外向面10A的頂部上，並大致平行於相對面10B、10C延伸。導線導管240a、240b各個通常是具有6個面的矩形稜柱形狀；兩個方形壁143、144、外向面145、環氧樹脂固化至第一夾具主體4的外向面10A的內向面、以及第一長方形區域141及第二長方形區域142，長方形區域141、142的中心有圓形稜柱孔149並延伸穿過其中。導線導管240a、240b由導電材料組態。第一導線導管240a用以電連接及實體連接至第一導電導線125。第一導線導管250a在其中接收使用與第一導線導管240a電接觸的第一導電緊固件29a壓接在其中的第一導電導線125、及使用電連接在其中的第二導電緊固件29b壓接在其中的第一導電線134。如前所述，第一熱裝置導電線134自第一導線導管240a延伸至置於熱量傳遞熱襯墊3'的凹槽中的熱裝置2'。第二導電線130自熱裝置2'的相對末端延伸至第二導線導管240b，第二導線導管240b使用第三導電緊固件29c壓接於其中。第二導線導管240b在其中接收第二導電導線126，第二導電導線126使用與第二導線導管240b電接觸的第四導電緊固件29d壓接於其中。第二導電導線126自第二導線導管240b延伸，穿過第一導線導管240a中的孔149，並藉由第二導電導線上的外部絕緣套管與第一導線導管240a電隔離，由此第一導電導線125及第二導電導線126兩者均可通向溫度定限警報、溫度讀出監測器、控制流體性質（諸如流動速率、溫度、黏度）的控制器、及其中熱裝置是加熱或冷卻裝置等的加熱器或冷卻器控制器、或另一監測或控制元件。

在第12圖中描繪的另一實施例中，可在沒有母線的情況下組態電互連。此處，電互連安裝至主體蓋件140的模製件中。主體蓋件將第一夾具主體4與蓋子7組合在一起。其具有一個外向面165、彼此相對的第一長方形側面165C及第二長方形側面165D、以及其中具有拱形凹槽的第一較小面165B及第二較小面165E。第二較小面165E具有延伸穿過其中的兩個空腔160、162。第一導電導線125'穿過第一空腔162進入主體蓋件140中。此處，導電導線125'、126'中之各者包括外部絕緣套管125a、126a及中央導電核心125b、126b。在各個導電導線的終端附近自核心剝離套管125a，使得導電核心125b、126b向與熱裝置2'的第一導電線130'或第二導電線134'的連接點內延伸。如前所述，置於熱量傳遞熱襯墊3'的凹槽中的熱裝置。此處熱襯墊3"延伸主體蓋件140的外向面165A的整個寬度及長度。

熱襯墊3"延伸至主體蓋件140的開口區域142中。此處，主體蓋件140包括相對的拱形下壁144及相對側翼146。圓管或管路8在相對側翼146之間是可接收的，使得圓管或管路8的外表面41可與熱襯墊3'的自相對側翼146之間的主體蓋件140的主體向外延伸的部分嚙合，且圓管或管路的外表面41可與拱形下壁嚙合，以限制熱襯墊3'的壓縮。主體蓋件140可連接至第二主體5，如第1圖至第9圖中任意者所示，或以其他方式夾持至圓管或管路8。

1:夾持組合件 2:熱裝置 2':熱裝置 3:熱襯墊 3':熱襯墊 4:第一夾具主體 4":第一替代夾具主體 5:第二夾具主體 5":第二替代夾具主體 6:母線 6a:第一母線 6b:第二母線 7:蓋子 7":長方形蓋子 8:圓管或管路 9:導電線 9a:外部絕緣套管 9b:中央導電核心 9':導電線 10A:外向面 10B:側面 10C:側面 10D:端面 10E:端面 10F:內向面 10A"~10F":側面 10G":上表面 11:拱形凹槽 11A:半圓形凹槽11A 12:中間空腔 12':中間空腔 13:緊固腔 14:緊固腔 15A:外向面 15B:側面 15C:側面 15D:端面 15E:端面 15F:內向面 16:矩形凹腔 17:矩形凹腔 19:螺紋墊圈 20:第一導電緊固件 22:緊固腔 24:緊固腔/螺紋腔 25:導電導線 25':導電導線 26:第二導電緊固件 29a:第一導電緊固件 29b:第二導電緊固件 29c:第三導電緊固件 29d:第四導電緊固件 30:6的第一末端 31:導線接收開口 32:6的第二末端 33:32的的唇部 40:半圓柱形表面 41:8的外表面 42:開口 44:開口 46:尾部部分 48:突出部分 50:周邊凸部 52:嚙合面 54:外表面 56:壓縮輪廓 58:元件凹槽 60a~60d:周邊壁 62:上部安裝面 64:正圓柱形外表面 66:跨壁 70:連接開口 72:開口 72':開口 74:螺栓 76:螺栓頭 78:螺紋軸 100:鉸鏈夾持組合件 110:面 110a~110b:平面 112:凸部 114:活動鉸鏈 116:連接部分 118:撓曲部 120:接收器槽 125:第一導電導線 125a:外部絕緣套管 125b:中央導電核心 125':第一導電導線 126:第二導電導線 126b:中央導電核心 126a:外部絕緣套管 126':導電導線 130:第二導電線 130':第一導電線 134:第一導電線 134':第二導電線 140:主體蓋件 141:第一長方形區域 142:第二長方形區域/開口區域 143:方形壁 144:方形壁/拱形下壁 145:外向面 146:相對側翼 149:圓形稜柱孔/孔 160:空腔 162:空腔 165A:外向面 165B:第一較小面 165C:第一長方形側面 165D:第二長方形側面 165E:第二較小面 200:銷釘鉸鏈/腹板鉸鏈夾持組合件 201:緊固件 202:緊固件 210:200的上板 211:200的下板 240a:第一導線導管 240b:第二導線導管 250:腹板/撓性腹板鉸鏈

為了能夠詳細理解本發明的上述特徵之方式，可藉由參考實施例對上文簡要概述的本發明進行更具體的描述，其中一些在隨附圖式中得到說明。然而，應注意，隨附圖式僅圖示例示性實施例，因此不應視為限制其範疇，且可允許其他同樣有效的實施例。

第1A圖至第1C圖是用於將溫度敏感元件安裝成與管路或圓管外壁熱連通的夾持組合件的等角視圖。

第2A圖至第2F圖是用於將溫度敏感元件安裝成與管路或圓管外壁熱連通的夾持組合件的等角視圖，包括其單獨夾具主體的分開視圖。

第3圖是部分假想的等角視圖，顯示溫度敏感元件與夾持組合件的主體中之一者及其內部組件的連接。

第4圖是其中固定有管路的夾持組合件的側視圖。

第5A圖及第5B圖是內部緊固有及未緊固有管路的夾持組合件的剖面圖。

第6圖是第3圖中所示絕緣棒的剖面圖，顯示其內部電路由。

第7圖是夾持組合件的夾具主體的一部分的剖面側視圖，包括在夾具主體上延伸、並進入夾具主體中的熱襯墊，及接觸熱襯墊的熱裝置。

第8圖是另一替代夾持組合件的等角視圖。

第9圖是另一額外替代夾持組合件的等角視圖。

第10A圖是第1A圖至第1C圖的夾持組合件的剖面圖，經修改以包括連接至其夾具主體的相鄰側壁的銷釘鉸鏈。

第10B圖是第1A圖至第1C圖的夾持組合件的剖面圖，經修改以包括連接至其夾具主體的相鄰側壁的腹板鉸鏈。

第11圖是移除蓋子的經修改夾持組合件的等角視圖，顯示對其第一主體的熱耦合及電連接的修改之細節。

第12A圖是夾持組合件的主體蓋子的俯視圖。

第12B圖是第12A圖的主體蓋子的仰視圖。

第12C圖是第12A圖及第12B圖的主體蓋子的等角視圖。

第12D圖是第12A圖、第12B圖及第12C圖的主體蓋子的側視圖。

為了便於理解，在可能的情況下，使用相同的參考號來表示諸圖中常見的相同元件。設想一個實施例的元件及特徵可有益地併入其他實施例中，而無需進一步聲明。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

2:熱裝置

3:熱襯墊

6:母線

6b:母線

9:導線

20:第一導電緊固件

25:導電線

26:第二導電緊固件

40:半圓柱形表面

46:尾部部分

58:元件凹槽

60a~60d:頭部周邊壁

62:上部安裝面

64:正圓柱形外表面

Claims (20)

1. 一種用於接收一熱元件的元件，其包含； 一夾持組合件，包含第一夾具主體及第二夾具主體： 該第一夾具主體包含一熱量傳遞元件及與其連接的一第一電連接及一第二電連接； 該第二夾具主體可連接至該第一夾具主體以在其間形成一夾持腔，具有一壁的一受夾元件在該夾持腔內是可固定的，該熱量傳遞元件用以在其間接觸一受夾元件的一外表面。
2. 如請求項1所述之元件，其中該第一主體進一步包含延伸穿過該第一主體的一開口，且該熱量傳遞元件的一部分延伸穿過該第一夾具主體並進入該第一夾具主體與該第二夾具主體之間的該夾持腔中。
3. 如請求項2所述之元件，其中該第一電連接及該第二電連接包含一第一母線及一第二母線，各個用以接收並電連接至自該熱元件延伸的一不同導電導線且電連接至自其延伸的一不同導電線，該些導電線自與該第一母線及該第二母線的該導電導線的一電互連向外延伸。
4. 如請求項1所述之元件，其中該第一夾具主體及該第二夾具主體包含一隔熱材料。
5. 如請求項3所述之元件，其中該些導電線及該些導電導線中之各者用第一緊固件及第二緊固件連接至該些個別母線。
6. 如請求項2所述之元件，其中該熱量傳遞元件包含一熱襯墊，該熱襯墊包括其至少一部分，該部分可恢復性適型並向該夾持腔內延伸，從而當夾持於該夾持腔中時，該熱襯墊向該夾持腔內延伸的一部分與該受夾元件的該壁的一部分是可接觸的，且其向該夾持腔內延伸的該部分適型於與之接觸的該受夾元件的該壁的該部分的一輪廓。
7. 如請求項2所述之元件，其中該熱量傳遞元件進一步包含一導熱材料、一熱膏、石墨、或一金屬中之至少一者。
8. 如請求項1所述之元件，其進一步包含一熱膏，該熱膏設置於該熱量傳遞元件向該夾持腔內延伸的一部分上。
9. 如請求項1所述之元件，其中該熱量傳遞元件進一步包含 一第一熱襯墊部分及一第二熱襯墊部分，該第二熱襯墊部分在該第一主體中向該開口內延伸並向該第一主體的該外表面外延伸。
10. 如請求項9所述之元件，其中該第二熱襯墊部分包括其中的一熱裝置凹槽，用以在其中接收一熱裝置。
11. 如請求項10所述之元件，其進一步包含在該第一夾具主體上方延伸的一蓋，以向該熱裝置凹槽內偏壓一熱裝置。
12. 一種在一元件與一熱裝置之間進行熱量傳遞的方法，該方法包含以下步驟； 提供包含第一夾具主體及第二夾具主體的一夾持組合件： 該第一夾具主體包含一熱量傳遞元件及與其連接的一第一電連接及一第二電連接； 該第二夾具主體可連接至該第一夾具主體以在其間形成一夾持腔，一受夾元件在該夾持腔內是可固定的，該熱量傳遞元件用以在其間接觸一受夾元件的一外表面。
13. 如請求項12所述之方法，其中該第一主體進一步包含延伸穿過該第一主體的一開口，且該熱量傳遞元件包含延伸穿過該第一夾具主體並進入該第一夾具主體與該第二夾具主體之間的該夾持腔的一熱量傳遞元件。
14. 如請求項13所述之方法，其中該第一電連接及該第二電連接包含一第一母線及一第二母線，各個用以接收並電連接至自該熱元件延伸的一不同導電導線且電連接至自其延伸的一不同導電線，該些導電線自與該第一母線及該第二母線的該導電導線的一電互連向外延伸。
15. 如請求項12所述之方法，其中該第一夾具主體及該第二夾具主體包含一隔熱材料。
16. 如請求項14所述之方法，其中該些導電線及該些導電導線中之各者均用第一緊固件及第二緊固件連接至該些個別母線。
17. 如請求項13所述之方法，其中該熱量傳遞元件包含一熱襯墊，該熱襯墊包括其至少一部分，該部分向該夾持腔內延伸，使得夾持於其中時其向該夾持腔內延伸的一部分與該受夾元件的該外表面的一部分是可接觸的，且其向該夾持腔內延伸的該部分適型於該受夾元件與之接觸的該外表面的該部分的一輪廓。
18. 如請求項13所述之方法，其中該熱量傳遞元件進一步包含一導熱構件、一熱膏、石墨、或一金屬中之至少一者。
19. 如請求項13所述之方法，其進一步包含以下步驟：設置於該熱量傳遞元件的向夾持腔內延伸的一部分上的一熱膏。
20. 如請求項12所述之方法，其中該熱量傳遞元件進一步包含 一第一熱襯墊部分及一第二熱襯墊部分，該第二熱襯墊部分向該第一主體中該開口內延伸並向該第一主體的該外表面外延伸。

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