温度传感器带的制作方法
【专利说明】温度传感器带
[0001]本申请是基于提交于2013年5月10日，题目为“温度传感器带”的美国临时申请N0.61/821,959的正式申请，本申请全篇地援引于此作为参考。
【背景技术】
[0002]本发明总体涉及温度传感器，并更尤其地涉及可在焊接操作过程中使用的温度传感器带。
[0003]焊接是在各种行业和应用中的利用日益增长的工艺。此类工艺在某些情况下可以是自动化的，尽管大量用于手动焊接操作的应用继续存在。在这两种情况下，此类焊接操作依赖各种类型的设备以保证焊接耗材(例如，送丝，保护气体等)的供应，以合适的量在所需的时间提供给焊接。
[0004]焊接操作在各种不同的材料上进行。例如，工件可由碳钢或耐蚀合金形成，例如不锈钢。某些工件可能对热——例如在焊接操作中产生的热——敏感。因此，工件上的焊接质量可取决于工件暴露在焊接操作期间的温度。不幸的是，在焊接操作发生在接缝上时，可能很难检测接缝附近的工件的温度。因此，可能很难确定在焊接操作期间工件暴露在中的温度。
【发明内容】
[0005]在一个实施例中，温度传感器带包括至少一个温度传感器。温度传感器被配置为提供表征工件的温度的指示。温度传感器带还包括设置在至少一个温度传感器之上的支撑材料。支撑材料被配置为将至少一个温度传感器支撑在传感器带上。温度传感器带还包括至少部分地围绕至少一个温度传感器的隔离材料，其中隔离材料配置为热隔离至少一个温度传感器。
[0006]在另一个实施例中，温度传感器带包括多个温度传感器，每个温度传感器配置为提供表征温度的指示。温度传感器带还包括具有隔离材料的第一层，其中第一层至少部分地热隔离多个温度传感器。此外，温度传感器带包括有保护材料的第二层，其中第一层被设置在多个温度传感器和第二层之间。
[0007]在又一个实施例中，温度传感器带包括一个或多个配置为检测工件表面上的温度的温度传感器。温度传感器带还包括具有设置在一个或多个温度传感器之上的支撑材料的带。支撑材料被配置为支撑一个或多个温度传感器。
【附图说明】
[0008]在整个附图中，附图标记中类似的字符代表相似的部件，当阅读下面的详细说明并结合附图标记，本发明的这些和其他特征，方面和优点将被更好地理解，其中:
[0009]图1是根据本公开的方面，包括可由碳钢或耐蚀合金形成的工件的焊接系统的实施例的图解；
[0010]图2是根据本公开的方面，具有温度传感器带的焊接系统的实施例的图解；
[0011]图3是根据本公开的方面，温度传感器带的实施例的横截面图；
[0012]图4是根据本公开的方面，有温度传感器外壳的温度传感器带的实施例的立体图；
[0013]图5是根据本公开的方面，有温度传感器外壳的温度传感器带的另一实施例的立体图；以及
[0014]图6是根据本公开的方面，图5中有温度传感器插入其中的外壳的实施例的立体图。
【具体实施方式】
[0015]本发明的实施例可用于可检测一个或多个温度的任何应用。例如，图1示出了弧焊系统10。如图所示，弧焊系统10可包含电源12，电源12产生焊接功率并通过导管16供应焊接功率至电极14。直流电(DC)或交流电(AC)可用于连同消耗或非消耗电极14 一起传送电流到焊接点。在这样一个焊接系统10中，操作者18可通过定位电极14及触发电流流动的启动和停止以控制电极14的位置和操作。如图所示，头盔组件20由焊接操作者18佩戴。头盔组件20包括头盔外壳22和可被变暗的目镜组件24以防止或限制暴露于焊接电弧26产生的光。
[0016]当操作者18通过从电源12到电极14施加功率开始焊接操作(或例如等离子切割的其它操作)时，焊接电弧26在电极14和工件28之间形成，例如图示的管道。工件28可由碳钢或耐蚀合金形成，如不锈钢，或其它金属和合金(例如，铝、钛、锆、铌、钽、镍合金)。非金属(例如塑料、聚合物、橡胶)工件28也可被焊接或以其它方式结合，例如，通过搅拌焊接。
[0017]通常地，本文描述的技术使某些操作(例如，焊接、切割、研磨、感应加热、测试)通过施加由电源12供应的功率在工件28上进行。工件28可设置在工业设施(例如，工业厂房，造船厂)内，但也可设置在住宅设施内，如车库或家中。工件28可包括管状件(例如管)，平板(例如，金属或塑料薄板和板材)，成角度的工件28 (例如，角铁)，或可例如通过使用由电源12传送的功率被焊接、切割、研磨、感应加热或测试的任何其它零件。
[0018]电极14和导管16由此传送足够的电流和电压以生成在电极14和工件28之间的焊接电弧26。焊接电弧26在电极14与工件28之间的点熔化金属(基材和添加的少许填充材料)，从而在金属冷却时提供接缝。焊接系统10可配置为通过任何合适的技术形成焊缝，包括手工电弧焊(SMAW)(即焊条焊接)、钨极气体保护电弧焊(GTAW)，气体保护金属电弧焊(GMAW)，药芯焊丝电弧焊(FCAW)，惰性气体保护焊(MIG)，钨极惰性气体保护焊(TIG)，气焊(例如，氧乙炔焊)，亚弧焊(SAW)，和/或电阻焊。如可以理解的，保护气体可用于某些应用中，例如，GTAW，GMAW和FCAW。焊接过程中所使用的波形可包括调节的金属沉积(RMD)型波形，此外还有，表面张力传送(STT)、冷金属转移(CMT)。
[0019]如下所述，施加至工件28的热可通过使用温度传感器带被检测(例如，感应)。通过使用温度传感器带，在焊接施加位置附近的工件28的温度可被检测和/或监测，以确定焊接操作的质量和/或控制在进行中的焊接操作的温度。如可以理解的，这样的温度传感器带可用于需要温度检测的任何应用，例如焊接，切割，研磨，感应加热，测试，等等。
[0020]图2是有温度传感器带的焊接系统10的实施例的图解。工件28有一个接缝30，在那里要进行结合(例如焊接)。温度传感器带32被定位在邻近于接缝30的位置，以检测接缝30被焊接之前，期间和/或之后工件28的一个或多个温度。例如，在某些实施例中，温度传感器带32可被定位在离接缝301至4英寸以内的位置。第二温度传感器带34被定位在邻近于接缝30的位置，在接缝30相对于温度传感器带32的相反侧上。如可以理解的，温度传感器带32和34大体上是相同的。尽管示出两个温度传感器带32和34，然而焊接系统10可包括I个，2个，3个，4个，5个，或更多个温度传感器带。此外，在一些实施例中，两个或更多个温度传感器带可以是在接缝30的一侧上彼此邻近的。温度传感器带32和34可以由任何合适的材料形成，所述合适的材料使带32和34能够缠绕在工件28周围(例如围绕工件28的外表面)，例如弹性材料、柔性材料，耐热性材料，布，具有钩和环形紧固件的材料(例如，魔术贴(Velcro?))，等等。而在如图所示的实施例中，工件28具有圆形的外表面，在其它实施例中，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标准的或非标准形状。如可以理解的，两个或更多个温度传感器带32和34可与任何合适的构造连接以允许对任何形状的接缝30的温度测量。例如，两个或更多个温度传感器带32和34可串连连接在一起。
[0021 ] 温度传感器带32和34，包括附连于，安装在其中，安装在其上和/或以其他方式与之结合的温度传感器36。温度传感器36可附连于温度传感器带32，34，使得温度传感器36与工件28的表面(例如，外表面，内表面，或温度传感器可经由与温度传感器带32，34的传导来检测温度)接触。在某些实施例中，温度传感器36可在不与工件28的表面接触的情况下检测温度。温度传感器36可以是能提供对应于温度的指示的任何合适的装置。例如，一个或多个温度传感器36可以是热电偶、双金属开关，电阻温度检测器(RTD)，热敏电阻，蜡马达(例如，适用于通过蜡的相变行为将热能转换成机械能的致动器装置)，和/或红外传感器。表征工件28的温度的指示可包括信号，例