具有限定了传感器的导电材料层的物体制造技术

一种物体包括具有电绝缘外表面部分的主体部分，以及设置在外表面部分上的第一层。该第一层由一种或多种的导电材料形成并且在外表面部分的第一区域和外表面部分的第二区域之间限定出一条或多条的导电通路。从而可以在第一和第二区域部分之间传递电信号。该层还限定了嵌入该物体中的传感器。该物体设置有限定外螺纹的螺纹部分。从而可以容易地将该物体安装到具有匹配的内螺纹的开口中。该物体可以是其中具有嵌入表面部分的传感器的普通螺栓的形式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有形成在电绝缘表面部分的导电材料层的物体，该导电层形成了传感器。从而该传感器嵌入物体中。该物体设置有限定外螺纹的螺纹部分，并且从而适合连接到设置了匹配的内螺纹的另一物体。
技术介绍
经常期望在不容易到达的场所进行各种测量，如温度测量、压力测量、应变测量、湿度测量等等。例如，这样的场所可以是电动机或者封闭的容器或器皿例如包含液压液体如油的容器/器皿的内部，或者包括压缩机内部的冷却系统中，或者HVAC系统中，或者反渗透系统中，或者熔炉中例如燃烧器部件或锅炉中。因此希望具有在这些场所供相关传感器定位用的共用技术，并且为了取回测量结果而能够与传感器通信。其结果是比较困难，部分是由于在一些情况下传感器必须克服温度、压力、腐蚀促进物质等方面的相对不利环境，部分是由于用于传递信号到传感器/从传感器传递信号的导线等必须通过包围相关传感器的场所的外壁，这很难以成本有效且充分密封的方式做到。US4,419,652公开了一种具有形成了电阻温度传感元件、热电偶或电阻温度器件的厚或薄膜的温度传感器，电阻温度传感元件、热电偶或电阻温度器件应用在电介质的圆柱形支柱一端的外表面，电介质的圆柱形支柱具有其中可以通过金属紧固壳接合的围绕其中间部分的连续圆周突起。该温度传感器与在其上形成了温度传感器的基底的长度上延伸的一对导电的导线结合。由于需要圆周突起与金属紧固壳之间的接合以定位温度传感器，所以US4,419,652的温度传感器不能容易地以充分密封的方式在期望的场所定位。US5,573,335公开了用于测量切削工具如钻床的工作温度的薄膜温度传感器。直接温度传感工具直接地传感并提供其切削环境的温度的反馈。该工具包括限定了工具的至少一个切削边缘的基体。保护性涂层包围基体和切削边缘，该保护性涂层为工具提供了摩擦减小的表面。薄膜温度传感器，例如热电偶，与切削边缘隔一段距离设置在基体上。温度传感器封装在保护性涂层内。电接线限定经过保护性涂层与温度传感器电通信。因此可以将信号提供给温度传感器/由温度传感器提供信号。明显地，US5,573,335不能容易地以充分密封的方式在期望的位置定位。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供可以容易地在不容易到达的场所定位的传感器。另一目的是提供可以形成标准元件的一体部分的传感器。本专利技术的更进一步的目的是提供其中具有嵌入的传感器的物体。本专利技术的更进一步的目的是提供在后期可以容易地改进或适合现存单元的传感单元。根据本专利技术，通过提供物体实现以上和其它目的，该物体包括-具有电绝缘的外表面部分的主体部分，-设置在外表面部分的第一层，所述第一层由一种或多种的导电材料形成，并且在外表面部分的第一区域和外表面部分的第二区域之间限定了一条或多条的导电通路，该层还限定了传感器，其中该物体提供了限定外螺纹的螺纹部分，从而该物体适合安装到提供了相应的内螺纹的开口中。第一层在外表面部分的第一区域和外表面部分的第二区域之间限定了一条或多条的导电通路。从而可以在第一部分和第二部分之间经导电通路传递信号。优选地，在第一(第二)部分或其附近限定传感器，而且第二(第一)部分位于其中定位了传感器的基本封闭的容积的外侧。从而可能在这种基本封闭的容积内部定位的传感器和在这种容积外部定位的装置例如处理装置或数据采集装置之间传递信号。优点是该层限定了传感器。从而该传感器嵌在物体的表面中，即，它形成了物体的一体部分。因为避免了通过密封材料覆盖传感器的需要，所以这是有利的，而且从而提供了抗磨损的传感器而没有涉及密封材料的已知缺点。该物体提供了限定外螺纹的螺纹部分。使用该螺纹，可以将物体旋进提供了相应内螺纹的另一物体中。从而很容易地将具有传感器的物体安装到合适的开口中。而且，给该物体提供了密封方式，例如普通的O环、铜垫片等，使得至少基本密封地将物体安装到开口中而没有损害经导电通路与传感器通信的可能性是可能的。最后，该物体可以是标准尺寸的普通螺栓的形式，但是具有导电通路和应用其中的传感器，例如依靠各种涂覆技术。因此，该物体可以完全替换目前已经用于紧固目的的普通螺栓。从而传感器不占有额外的空间。因此，给该物体提供螺纹部分是非常有利的。使用普通螺栓的另外的优点是在应用传感器时与初始的螺栓相比该物体不会变弱。因此，该物体拥有初始螺栓的强度，而且进一步地，像上面描述的没有额外的密封手段而将物体密封地安装到开口中甚至是可能的。可以将螺纹部分设置在第一区域部分和第二区域部分之间。在这种情况下，将导电通路设置为跨过定位螺纹部分的物体部分。因此，可以将导电通路设置为跨过外螺纹。可替换地，定位螺纹部分的物体部分可以包括中断螺纹的一个或更多的子部分，所述子部分在至少基本与螺纹的旋转轴平行的方向延伸。子部分限定了跨越螺纹区域的“移除”了螺纹的一个或更多的区域，即，一个或更多的基本光滑的部分。子部分应该足够大以提供有用的“光滑”表面，从而提供至少基本平坦的布线部分。另一方面，子部分应该足够小以保证螺纹部分仍然可以作为螺纹起作用，即，将物体旋进具有匹配的内螺纹的开口中仍然应该是可能的。例如，子部分可以通过移除如通过打磨先前形成了螺纹部分的基本呈圆柱形的螺纹部的部分来形成。可替换地，子部分可以通过将螺纹应用到有棱的物体如具有多边形截面的细长物体来形成。从而只将螺纹应用在物体的边缘和其附近，从而笔直的部分形成子部分。例如，多边形截面可以是正方形、矩形、六边形、八角形等。在优选的实施例中，第一层的通路可以设置在一个或更多的子部分中。因为螺纹限定了表面的“丘陵”和“山谷”，将涂层设置在相对光滑的表面比设置在螺纹表面容易得多，所以这是非常有利的。将基本连续的涂层应用到这种表面是非常困难的。由于认为第一层在第一区域和第二区域之间限定了一条或更多的导电通路，所以第一层限定了这/这些导电通路的部分至少基本连续是重要的。因此，在子部分中设置通路是有利的。主体部分可以包括由导电材料制作的核心部分，以及可以由电绝缘材料的第二层形成的外表面部分。这种情况下，第二层在导电核心部分和也导电的第一层之间提供了电绝缘。电绝缘材料的第二层可以至少基本包覆核心部分。这种情况下，可以由第二层包覆整个物体。可替换地，可以只包覆物体的部分，例如带有螺纹部的部分，或者只与第一层的位置对应的区域。在后者的情况中，为了保证核心部分和第一层之间的电绝缘，可以在一条或更多的相对窄的带状物中应用第二层，并且随后在这/这些带状物的顶部上，在稍微更窄的带状物中应用第一层。可以至少由第一和第二导电材料形成第一层，并且形成通路以使在第一导电材料形成的通路部分和第二导电材料形成的通路部分之间限定接触区域，所述接触区域限定了传感器。接触区域可以有利地限定温度传感器，优选热电偶。从而设置了嵌入物体如螺栓中的热电偶。由于这种热电偶可以容易地定位在基本封闭的容积内，例如电动机的内部，而且温度测量的在线结果容易经第一层限定的导电通路传递到封闭的容积的外部，所以这是有利的。为了控制依靠热电偶进行的温度测量，有时将电桥例如惠斯通电桥连接到形成热电偶的导线。根据本专利技术，这种惠斯通电桥可以与传感器嵌入物体类似的方式嵌在物体中。而且，通过在传感器中嵌入惠斯通电桥的另一电阻，有可能取得一阶温度补偿。可替换地，物体可进一步包括可变形的电介质材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物体，包括：－具有电绝缘外表面部分的主体部分，－设置在外表面部分上的第一层，所述第一层由一种或多种的导电材料形成，并且在外表面部分的第一区域和外表面部分的第二区域之间限定了一条或多条的导电通路，该层还限定了传感器，其中物体设置有限定了外螺纹的螺纹部分，从而适于将物体安装到设置有相应的内螺纹的开口中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尼基韦佩纳尔，肯A马赛厄森，拉斯P尼尔森，马兹K汉森，
申请(专利权)人：索尔丹佛斯公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]