溫度傳感器帶的制作方法
【專利說明】溫度傳感器帶
[0001]本申請是基于提交于2013年5月10日，題目為“溫度傳感器帶”的美國臨時申請N0.61/821,959的正式申請，本申請全篇地援引于此作為參考。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明總體涉及溫度傳感器，并更尤其地涉及可在焊接操作過程中使用的溫度傳感器帶。
[0003]焊接是在各種行業(yè)和應(yīng)用中的利用日益增長的工藝。此類工藝在某些情況下可以是自動化的，盡管大量用于手動焊接操作的應(yīng)用繼續(xù)存在。在這兩種情況下，此類焊接操作依賴各種類型的設(shè)備以保證焊接耗材(例如，送絲，保護(hù)氣體等)的供應(yīng)，以合適的量在所需的時間提供給焊接。
[0004]焊接操作在各種不同的材料上進(jìn)行。例如，工件可由碳鋼或耐蝕合金形成，例如不銹鋼。某些工件可能對熱——例如在焊接操作中產(chǎn)生的熱——敏感。因此，工件上的焊接質(zhì)量可取決于工件暴露在焊接操作期間的溫度。不幸的是，在焊接操作發(fā)生在接縫上時，可能很難檢測接縫附近的工件的溫度。因此，可能很難確定在焊接操作期間工件暴露在中的溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，溫度傳感器帶包括至少一個溫度傳感器。溫度傳感器被配置為提供表征工件的溫度的指示。溫度傳感器帶還包括設(shè)置在至少一個溫度傳感器之上的支撐材料。支撐材料被配置為將至少一個溫度傳感器支撐在傳感器帶上。溫度傳感器帶還包括至少部分地圍繞至少一個溫度傳感器的隔離材料，其中隔離材料配置為熱隔離至少一個溫度傳感器。
[0006]在另一個實施例中，溫度傳感器帶包括多個溫度傳感器，每個溫度傳感器配置為提供表征溫度的指示。溫度傳感器帶還包括具有隔離材料的第一層，其中第一層至少部分地?zé)岣綦x多個溫度傳感器。此外，溫度傳感器帶包括有保護(hù)材料的第二層，其中第一層被設(shè)置在多個溫度傳感器和第二層之間。
[0007]在又一個實施例中，溫度傳感器帶包括一個或多個配置為檢測工件表面上的溫度的溫度傳感器。溫度傳感器帶還包括具有設(shè)置在一個或多個溫度傳感器之上的支撐材料的帶。支撐材料被配置為支撐一個或多個溫度傳感器。
【附圖說明】
[0008]在整個附圖中，附圖標(biāo)記中類似的字符代表相似的部件，當(dāng)閱讀下面的詳細(xì)說明并結(jié)合附圖標(biāo)記，本發(fā)明的這些和其他特征，方面和優(yōu)點將被更好地理解，其中:
[0009]圖1是根據(jù)本公開的方面，包括可由碳鋼或耐蝕合金形成的工件的焊接系統(tǒng)的實施例的圖解；
[0010]圖2是根據(jù)本公開的方面，具有溫度傳感器帶的焊接系統(tǒng)的實施例的圖解；
[0011]圖3是根據(jù)本公開的方面，溫度傳感器帶的實施例的橫截面圖；
[0012]圖4是根據(jù)本公開的方面，有溫度傳感器外殼的溫度傳感器帶的實施例的立體圖；
[0013]圖5是根據(jù)本公開的方面，有溫度傳感器外殼的溫度傳感器帶的另一實施例的立體圖；以及
[0014]圖6是根據(jù)本公開的方面，圖5中有溫度傳感器插入其中的外殼的實施例的立體圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明的實施例可用于可檢測一個或多個溫度的任何應(yīng)用。例如，圖1示出了弧焊系統(tǒng)10。如圖所示，弧焊系統(tǒng)10可包含電源12，電源12產(chǎn)生焊接功率并通過導(dǎo)管16供應(yīng)焊接功率至電極14。直流電(DC)或交流電(AC)可用于連同消耗或非消耗電極14 一起傳送電流到焊接點。在這樣一個焊接系統(tǒng)10中，操作者18可通過定位電極14及觸發(fā)電流流動的啟動和停止以控制電極14的位置和操作。如圖所示，頭盔組件20由焊接操作者18佩戴。頭盔組件20包括頭盔外殼22和可被變暗的目鏡組件24以防止或限制暴露于焊接電弧26產(chǎn)生的光。
[0016]當(dāng)操作者18通過從電源12到電極14施加功率開始焊接操作(或例如等離子切割的其它操作)時，焊接電弧26在電極14和工件28之間形成，例如圖示的管道。工件28可由碳鋼或耐蝕合金形成，如不銹鋼，或其它金屬和合金(例如，鋁、鈦、鋯、鈮、鉭、鎳合金)。非金屬(例如塑料、聚合物、橡膠)工件28也可被焊接或以其它方式結(jié)合，例如，通過攪拌焊接。
[0017]通常地，本文描述的技術(shù)使某些操作(例如，焊接、切割、研磨、感應(yīng)加熱、測試)通過施加由電源12供應(yīng)的功率在工件28上進(jìn)行。工件28可設(shè)置在工業(yè)設(shè)施(例如，工業(yè)廠房，造船廠)內(nèi)，但也可設(shè)置在住宅設(shè)施內(nèi)，如車庫或家中。工件28可包括管狀件(例如管)，平板(例如，金屬或塑料薄板和板材)，成角度的工件28 (例如，角鐵)，或可例如通過使用由電源12傳送的功率被焊接、切割、研磨、感應(yīng)加熱或測試的任何其它零件。
[0018]電極14和導(dǎo)管16由此傳送足夠的電流和電壓以生成在電極14和工件28之間的焊接電弧26。焊接電弧26在電極14與工件28之間的點熔化金屬(基材和添加的少許填充材料)，從而在金屬冷卻時提供接縫。焊接系統(tǒng)10可配置為通過任何合適的技術(shù)形成焊縫，包括手工電弧焊(SMAW)(即焊條焊接)、鎢極氣體保護(hù)電弧焊(GTAW)，氣體保護(hù)金屬電弧焊(GMAW)，藥芯焊絲電弧焊(FCAW)，惰性氣體保護(hù)焊(MIG)，鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)，氣焊(例如，氧乙炔焊)，亞弧焊(SAW)，和/或電阻焊。如可以理解的，保護(hù)氣體可用于某些應(yīng)用中，例如，GTAW，GMAW和FCAW。焊接過程中所使用的波形可包括調(diào)節(jié)的金屬沉積(RMD)型波形，此外還有，表面張力傳送(STT)、冷金屬轉(zhuǎn)移(CMT)。
[0019]如下所述，施加至工件28的熱可通過使用溫度傳感器帶被檢測(例如，感應(yīng))。通過使用溫度傳感器帶，在焊接施加位置附近的工件28的溫度可被檢測和/或監(jiān)測，以確定焊接操作的質(zhì)量和/或控制在進(jìn)行中的焊接操作的溫度。如可以理解的，這樣的溫度傳感器帶可用于需要溫度檢測的任何應(yīng)用，例如焊接，切割，研磨，感應(yīng)加熱，測試，等等。
[0020]圖2是有溫度傳感器帶的焊接系統(tǒng)10的實施例的圖解。工件28有一個接縫30，在那里要進(jìn)行結(jié)合(例如焊接)。溫度傳感器帶32被定位在鄰近于接縫30的位置，以檢測接縫30被焊接之前，期間和/或之后工件28的一個或多個溫度。例如，在某些實施例中，溫度傳感器帶32可被定位在離接縫301至4英寸以內(nèi)的位置。第二溫度傳感器帶34被定位在鄰近于接縫30的位置，在接縫30相對于溫度傳感器帶32的相反側(cè)上。如可以理解的，溫度傳感器帶32和34大體上是相同的。盡管示出兩個溫度傳感器帶32和34，然而焊接系統(tǒng)10可包括I個，2個，3個，4個，5個，或更多個溫度傳感器帶。此外，在一些實施例中，兩個或更多個溫度傳感器帶可以是在接縫30的一側(cè)上彼此鄰近的。溫度傳感器帶32和34可以由任何合適的材料形成，所述合適的材料使帶32和34能夠纏繞在工件28周圍(例如圍繞工件28的外表面)，例如彈性材料、柔性材料，耐熱性材料，布，具有鉤和環(huán)形緊固件的材料(例如，魔術(shù)貼(Velcro?))，等等。而在如圖所示的實施例中，工件28具有圓形的外表面，在其它實施例中，工件28可具有外表面，所述外表面是三角形，方形，矩形，平坦的或外表面的任何其他標(biāo)準(zhǔn)的或非標(biāo)準(zhǔn)形狀。如可以理解的，兩個或更多個溫度傳感器帶32和34可與任何合適的構(gòu)造連接以允許對任何形狀的接縫30的溫度測量。例如，兩個或更多個溫度傳感器帶32和34可串連連接在一起。
[0021 ] 溫度傳感器帶32和34，包括附連于，安裝在其中，安裝在其上和/或以其他方式與之結(jié)合的溫度傳感器36。溫度傳感器36可附連于溫度傳感器帶32，34，使得溫度傳感器36與工件28的表面(例如，外表面，內(nèi)表面，或溫度傳感器可經(jīng)由與溫度傳感器帶32，34的傳導(dǎo)來檢測溫度)接觸。在某些實施例中，溫度傳感器36可在不與工件28的表面接觸的情況下檢測溫度。溫度傳感器36可以是能提供對應(yīng)于溫度的指示的任何合適的裝置。例如，一個或多個溫度傳感器36可以是熱電偶、雙金屬開關(guān)，電阻溫度檢測器(RTD)，熱敏電阻，蠟馬達(dá)(例如，適用于通過蠟的相變行為將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的致動器裝置)，和/或紅外傳感器。表征工件28的溫度的指示可包括信號，例