Termómetro de resistencia eléctrica.

Termómetro de resistencia eléctrica con al menos un elemento de resistencia (1), dependiente de la temperatura, el cual presenta al menos dos contactos

(8) de conexión, con un soporte (3) sobre el cual se puede fijar el elemento de resistencia de tal forma que pueda llevarse a un buen contacto térmico con un objeto cuya temperatura ha de medirse, y con líneas de alimentación eléctrica (2, 5) que están previstas para las conexiones de los contactos eléctricos (8) de conexión del elemento de resistencia con un instrumento de medida, estando configurado el termómetro de resistencia como un termómetro de ranura con la forma de un paralelepípedo, con una longitud de al menos 50 mm y hasta 1 metro, una anchura de 3 a 15 mm, y una altura de 1 a 5 mm, estando previsto como soporte (3) un material sintético resistente a la temperatura al menos hasta 180ºC, que se dobla fácilmente al menos en una dirección, el cual tiene forma de cinta y posee una sección transversal cuya anchura es al menos el cuádruple de su altura, estando embutidos en el material del soporte al menos dos circuitos eléctricos impresos (2a, 2b, 2c) que tienen por su parte una sección transversal cuya anchura es de al menos el doble que la altura de la sección transversal, y transcurriendo los circuitos impresos en un plano común en el material del soporte, siendo los elementos de resistencia elementos de resistencia de capa fina de platino con hilos (3) de conexión, y estando compuestos los circuitos impresos de cobre, con una sección transversal de al menos 0,1 mm2

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/051051.

Solicitante: EPHY-MESS GESELLSCHAFT FUR ELEKTRO-PHYSIKALISCHE MESSGERATE MBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: BERTA-CRAMER-RING 1 65205 WIESBADEN-DELKENHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: BECKER, ANDREAS, DR., SCHARFENBERG,VOLKER, HERDT,GERHARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE TEMPERATURAS; MEDIDA DE CANTIDADES DE CALOR;... > Detalles de los termómetros no especialmente adaptados... > G01K1/08 (Dispositivos de protección, p. ej. cubiertas)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE TEMPERATURAS; MEDIDA DE CANTIDADES DE CALOR;... > Medida de la temperatura basada en la utilización... > G01K7/18 (siendo el elemento una resistencia lineal, p. ej. un termómetro de resistencia de platino (G01K 7/26 tiene prioridad))

PDF original: ES-2525220_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Termómetro de resistencia eléctrica

La presente invención se refiere a un termómetro de resistencia eléctrica con al menos un elemento de resistencia dependiente de la temperatura, el cual presenta al menos dos contactos de conexión, con un soporte sobre el cual se puede fijar el elemento de resistencia de tal forma que pueda llevarse a un buen contacto térmico con un objeto cuya temperatura ha de medirse, y con líneas de alimentación eléctrica que están previstas para las conexiones de los contactos eléctricos de conexión del elemento de resistencia con un instrumento de medida.

Del documento US 22/71475 A1 es conocido un sensor de temperatura con las presentes características, en las que el material de soporte es un sustrato flexible para circuitos eléctricos de conmutación. En ese sensor de temperatura, en una sección final del material de soporte, está previsto un termistor. pudiendo estar previstos también, en lugar de un sensor de temperatura, varios sensores de temperatura en el extremo aislado del soporte, pero cuva disposición exacta no se describe.

El documento US 5.178.468 describe un sensor de medición de temperatura, el cual está configurado especialmente para la utilización en el campo de la medicina, por ejemplo como termómetro para la fiebre. También en este caso está situado un único termistor. colocado en un extremo de un material fino de soporte con forma de hoja, separado de los contactos de conexión, el cual ofrece una correspondiente flexibilidad.

El documento DE 198 2 5 A1 describe un sensor plano de temperatura con una aran cantidad de resistencias de medición de temperatura situadas en línea v conectadas en paralelo, las cuales están distribuidas sobre una superficie.

La patente US 4.317.367 describe por otra parte un sensor de temperatura fino v con forma de hoja, v con ello flexible, el cual está previsto también para usos médicos, es decir, por ejemplo, para mediciones de fiebre. También en éste caso, un único sensor de temperatura se encuentra al final de un soporte más o menos flexible, con forma de hoja.

Del modelo alemán registrado DE 299 7 768 U1 se conoce un sensor de temperatura superficial, en el cual un conductor eléctrico está colocado, como sensor de temperatura, sobre una base flexible, estando dispuestas varias resistencias discretas de medición como sensores de temperatura, las cuales están sujetas sobre una base flexible, y están unidas eléctricamente entre sí en forma de hileras y/o conexiones en paralelo, a través de circuitos impresos. En una forma de ejecución, se han colocado se forma simétrica 4 elementos Pt-SMD, los cuales presentan una resistencia conjunta de 1 OHM a través de una combinación de conexiones línea-paralelo. Con referencia a los sensores de temperatura rectangulares flexibles, se cita también la embutición de los mismos en sensores de ranura.

Los termómetros de resistencia son conocidos en el estado de la técnica en variadas configuraciones. Por ejemplo, del estado de la técnica son conocidos los llamados termómetros de ranuras, los cuales están previstos para el registro de temperaturas en, o bien dentro de las máquinas e instalaciones, y para su protección térmica. Los termómetros de ese tipo están montados típicamente en ranuras de motores eléctricos, y tienen en general la forma de un paralelepípedo fino y alargado, de hasta 1 m de longitud, una anchura de aproximadamente 5 a 15 milímetros, y un espesor o altura típicamente entre 1 y 5 mm, siendo posibles por lo demás las desviaciones de esos valores.

Estos conocidos termómetros de resistencia contienen como elemento de resistencia dependiente de la temperatura un fino alambre de platino enrollado sobre un soporte con forma de barra, siendo elegidos normalmente la longitud y el diámetro de un alambre de ese tipo de tal forma que la resistencia, o bien a o C, o a 3° K, tiene un valor de resistencia determinado y fijado previamente, como por ejemplo 1 Q. Los termómetros de resistencia de ese tipo, aunque son muy fiables, precisos y también resistentes a la temperatura, son sin embargo relativamente costosos en su fabricación. El platino es un material relativamente caro, de forma que, para reducir los costes de material hay que utilizar alambres de platino muy finos como elementos de resistencia. Estos son muy difíciles en su manejo, y también el ajuste a los valores de resistencia, determinados y fijados previamente a temperaturas dadas, es costoso y difícil. El fino alambre ha de ser sujetado de forma costosa sobre un correspondiente soporte, y las líneas de alimentación eléctrica necesitan normalmente una descarga de la tracción. La flexibilidad de los termómetros de ese tipo es limitada, ya que en caso de doblarse el soporte se ejerce una cierta tensión de tracción sobre el alambre de platino, delicado y fino.

Además son conocidos también otros termómetros de resistencia, los cuales usan como elemento de resistencia, por ejemplo, una resistencia de capa fina, la cual puede ser asimismo una resistencia de platino, pero podría estar formada también por otros materiales con resistencia dependiente de la temperatura, incluido material semiconductor, aleaciones especiales de contactos semiconductores o contactos metálicos, etc. No obstante, estos elementos de resistencia tiene la desventaja de que son relativamente compactos, con ello pueden realizar solamente una medición puntual delimitada, y captan la temperatura del ambiente más despacio que un alambre fino de platino.

Frente al estado de la técnica discutido anteriormente, la presente invención se plantea el objetivo de conseguir un termómetro de resistencia que sea sencillo y económico de fabricar, que posibilite una buena ligazón térmica, pueda dimensionarse para la medición en campos más ampliados, y que pueda utilizarse, al menos para casos sencillos de uso, de forma igual o parecida a los termómetros más complicados, los cuales están dotados con alambre de platino como elemento de resistencia, siendo el termómetro adecuado para la utilización en elementos de máquinas, v siendo resistente al calor hasta al menos 18 °C.

Éste objetivo se alcanza a través de un termómetro de resistencia con las características de la reivindicación 1.

Como..embutido" ha de entenderse también en ello, en el sentido de la presente invención según la reivindicación 1, los circuitos impresos aplicados superficialmente, por ejemplo como una capa, sobre un material sintético, siendo preferido el que los circuitos impresos estén rodeados por el material sintético por al menos tres lados, especialmente por todos los cuatro lados.

Por tanto, según la presente invención, el soporte sobre el que se sujeta un elemento de resistencia, de tal forma que pueda ser llevado a un buen contacto térmico con el entorno de la medición, está dotado con circuitos integrados impresos, siendo el portador además de un material sintético fácilmente flexible a menos en una dirección. Se entiende según esto que el soporte es fácilmente flexible en una dirección también conjuntamente con los circuitos integrados embutidos en el mismo, y con ello es adaptable de forma muy sencilla y fácil a la geometría de los objetos de medida existentes.

La configuración integrada del soporte y de las lineas de alimentación simplifica el proceso de fijación y de establecimiento del contacto del elemento de resistencia, ya que en lugar de los tres elementos anteriores, a saber, elemento de resistencia, soporte y líneas de alimentación, que tenían que ser guiadas conjuntamente y fijadas entre sí, están previstos solamente dos elementos a fijar entre sí, ya que el soporte y los circuitos impresos están configurados de forma integrada.

En la forma de ejecución preferida de la invención,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Termómetro de resistencia eléctrica con al menos un elemento de resistencia (1), dependiente de la temperatura, el cual presenta al menos dos contactos (8) de conexión, con un soporte (3) sobre el cual se puede fijar el elemento de resistencia de tal forma que pueda llevarse a un buen contacto térmico con un objeto cuya temperatura ha de medirse, y con líneas de alimentación eléctrica (2, 5) que están previstas para las conexiones de los contactos eléctricos (8) de conexión del elemento de resistencia con un instrumento de medida, estando configurado el termómetro de resistencia como un termómetro de ranura con la forma de un paralelepípedo, con una longitud de al menos 5 mm y hasta 1 metro, una anchura de 3 a 15 mm, y una altura de 1 a 5 mm, estando previsto como soporte (3) un material sintético resistente a la temperatura al menos hasta 18°C, que se dobla fácilmente al menos en una dirección, el cual tiene forma de cinta y posee una sección transversal cuya anchura es al menos el cuádruple de su altura, estando embutidos en el material del soporte al menos dos circuitos eléctricos impresos (2a, 2b, 2c) que tienen por su parte una sección transversal cuya anchura es de al menos el doble que la altura de la sección transversal, y transcurriendo los circuitos impresos en un plano común en el material del soporte, siendo los elementos de resistencia elementos de resistencia de capa fina de platino con hilos (3) de conexión, y estando compuestos los circuitos impresos de cobre, con una sección transversal de al menos ,1 mm2.

2. Termómetro de resistencia eléctrica según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección transversal del material con forma de cinta tiene una anchura que es al menos seis veces, y, especialmente preferido, más de ocho veces la altura, o bien el grosor del material con forma de cinta.

3. Termómetro de resistencia eléctrica según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que las líneas eléctricas de alimentación (2a, 2b, 2c) tienen respectivamente una sección transversal cuya anchura es más del cuádruple que la altura de la sección transversal.

4. Termómetro de resistencia eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la sección transversal del soporte, y también preferentemente la sección transversal de los circuitos impresos, es esencialmente rectangular, transcurriendo paralelamente los laterales largos de la sección transversal del soporte y los conductores eléctricos.

5. Termómetro de resistencia eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que los circuitos impresos están compuestos de cobre, con una sección transversal de al menos ,2 mm2

6. Termómetro de resistencia eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el elemento de resistencia está sellado, conjuntamente con el soporte, con silicona y/o una pasta (13) conductora del calor.

7. Termómetro de resistencia eléctrica según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el soporte y el elemento de resistencia están envueltos por una manguera encogióle o por una carcasa.