用于進行無接觸的溫度測量以探測熱橋或者說冷橋的方法以及溫度測量儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于進行無接觸的溫度測量的方法、尤其是一種用于探測熱橋或者說冷橋的方法，其中將無接觸地測量的表面溫度與參考值進行比較，以便探測溫度偏差、尤其是熱橋或者說冷橋的危險。在此規(guī)定，所述參考值借助于第二溫度傳感器、尤其是環(huán)境溫度傳感器來測量。除此以外，本發(fā)明涉及一種測量儀、尤其是用于實施所述方法的紅外溫度測量儀。
【專利說明】用于進行無接觸的溫度測量以探測熱橋或者說冷橋的方法以及溫度測量儀

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于進行無接觸的溫度測量的方法，尤其是一種用于對熱橋或者說冷橋進行探測的方法，以及一種用于實施所述方法的溫度測量儀。

【背景技術】
[0002]長時間以來，已知無接觸的溫度測量儀。這些儀器中的一種由所謂的紅外溫度測量儀所構成。這樣的測量儀、也稱為福射溫度計(Strahlungsthermometer)或者高溫計(Pyrometer )，探測由物體放射的熱輻射，所述熱輻射的強度以及放射最大值的位置取決于所述物體的溫度。
[0003]由文獻DE 20 2005 015 397 Ul公開了一種這樣的手持式的輻射溫度計。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的任務是，提供一種用于進行無接觸的溫度測量的方法，尤其是一種用于對熱橋或者說冷橋進行探測的方法，該方法確保了容易的可操作性以及精確的測量。
[0005]除此以外，本發(fā)明的任務是，提供一種相應的測量儀。
[0006]本發(fā)明借助于一種具有權利要求1的特征的方法來解決所述基本的問題。從屬權利要求描述了優(yōu)選的實施方式。
[0007]除此以外，按本發(fā)明的任務通過一種按權利要求9或者說10所述的測量儀得到解決。
[0008]按本發(fā)明的用于進行無接觸的溫度測量的方法，尤其是用于探測熱橋或者說冷橋的方法。對于按本發(fā)明的方法來說，將無接觸地測量的表面溫度與參考值進行比較，用于探測溫度偏差以及尤其是熱橋或者說冷橋的危險。按照本發(fā)明，所述參考值在此借助于第二溫度傳感器、尤其是環(huán)境溫度傳感器來測量。
[0009]熱橋(Warmebriicke)、或者有時候也被稱為冷橋(Kaltebriicke)是建筑物的構件中的一種區(qū)域，通過該區(qū)域比其它的構件快地向外傳送熱量。在熱橋的區(qū)域中，在外部溫度較低時構件的室內側的表面溫度下降得比在室內的“正常區(qū)域”中厲害。在低于露點溫度時，形成露水(冷凝水)。在熱橋上，由此尤其是也存在著形成霉斑的危險。這種危險不是在露水形成時才出現，而是在-通過表面溫度引起的-相對的空氣濕度大約為80%時就已經在構件表面上出現。由于墻體的內部的導熱阻力，在室內空氣的相對的空氣濕度為70%時就已經是這種情況。熱橋導致更高的熱傳導需求并且由此導致更高的加熱熱量需求/加熱成本。
[0010]與已知的、在真正的測量之前必須設置參考值的熱橋探測器相比，在按本發(fā)明的方法中，考慮將環(huán)境溫度用作參考值。
[0011]由此，以有利的方式放棄所述參考值的設置以及隨之由于錯誤地選擇的參考值而產生的易出錯性。
[0012]除此以外，就這樣可以放棄額外的工作步驟或者說方法步驟。相應的測量儀的HMI(人機界面)可以大為簡化，操作友好性可以明顯得到提高。
[0013]但是，在此用于環(huán)境溫度傳感器的附加殼體被集成到所述儀器的測量殼體的殼體輪廓中，從而不會有突出的角或者棱邊在所述測量儀掉落或者碰撞時由于其暴露的位置而受損。
[0014]所述環(huán)境溫度傳感器的附加殼體有利地在至少三側上尤其是在四側上被所述測量儀的儀器殼體所包圍。
[0015]按照本發(fā)明，在所述測量儀上設有一些器件，這些器件保證:所述附加殼體從所述裝置的殼體上熱退耦。
[0016]因此，為了進行熱退耦，所述用于附加的環(huán)境溫度傳感器的附加殼體可以通過較小的接片或者說支腳與所述測量儀的主殼體連接。
[0017]所述用于將附加殼體固定在儀器殼體中的接片可以與所述附加殼體一體地連接。
[0018]作為替代方案，所述用于將附加殼體固定在儀器殼體中的接片可以與所述儀器殼體一體地連接。
[0019]也有利的是，所述附加殼體的材料不同于所述儀器殼體的材料。因此所述附加殼體比如可以構造為金屬殼體。
[0020]也有利的是，將所述環(huán)境溫度傳感器的附加殼體構造為在很大程度上敞開的結構，用于能夠使環(huán)境空氣與所述傳感器進行盡可能高的熱接觸。
[0021]本發(fā)明的可能的方面、優(yōu)點和設計方案已經在前面參照本發(fā)明的各種實施方式得到了描述。說明書、附圖以及權利要求以組合的形式包含大量的特征。本領域的技術人員會對這些特征、尤其是也會對不同的實施例的特征進行單個地研究并且將其概括為其它有意義的組合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面參照附圖對本發(fā)明進行更詳細的描述。在此，參照附圖對本發(fā)明的實施方式以及其中所包含的部分方面進行描述。附圖僅僅是示意圖并且不按比例。附圖中的相同的或者類似的附圖標記表示相同的或者類似的元件。附圖示出:
圖1是關于按本發(fā)明的方法的流程的示意圖；
圖2是用于實施按本發(fā)明的方法的測量儀的透視圖；
圖3是按圖2的測量儀的詳細視圖；并且圖4是按本發(fā)明的測量儀的環(huán)境溫度傳感器的殼體的單個圖示。

【具體實施方式】
[0023]按本發(fā)明的溫度測量儀(參見圖2 )尤其是具有用于對熱橋或者說冷橋進行探測的模式。圖1示出了按本發(fā)明的用于對熱橋或者說冷橋進行探測的方法的一些方法步驟的流程圖。
[0024]與已知的在真正的測量之前必須設置參考值的熱橋探測器相對比，在按本發(fā)明的方法中，將環(huán)境溫度考慮用作參考值。由此放棄所述參考值的設置以及隨之而來的易出錯性。
[0025]在操縱了測量儀的觸發(fā)器比如測量電鈕之后，開始所述無接觸的溫度測量的測量過程。為此，將光信號比如一個或者多個激光點對準一個表面的有待測量的位置。
[0026]也可以在所述測量儀的顯示屏上顯示所瞄準的測量區(qū)域。為此，按本發(fā)明的測量儀可以以有利的方式配設照相機、尤其是數碼照相機，用于拍攝所述無接觸的溫度測量的測量區(qū)域。而后，所述溫度測量的-比如通過計算來求得的-準確的測量位置也可以插入到這種通過所述測量儀的顯示屏來顯示的照相機圖像中。
[0027]對于按本發(fā)明的方法來說，通過IR傳感器來無接觸地測量表面溫度Iawflt5
[0028]此外，測量參考值TKef。在按本發(fā)明的方法中，環(huán)境溫度Tumg用作參考值TKef。為此，按照本發(fā)明要使用附加的溫度傳感器。
[0029]如果所述參考值TKrf = Tumg低于以前所確定的極限值GKrf (比如12°C)，那就可以將相應的警告比如紅色的LED或者閃爍的顯示屏-顯示傳輸給使用者。
[0030]如果在測量過程中測得或者說出現參考值Tltef = Tumg的巨大的偏差或者說波動，那么同樣比如可以借助于紅色LED或者借助于閃爍的顯示屏顯示裝置來將相應的警告?zhèn)鬏斀o使用者。
[0031 ] 可以同時或者先后測量表面溫度和環(huán)境溫度。尤其是可以在測量所述環(huán)境溫度之前或者之后測量所述表面溫度。
[0032]可以輸出所測量的表面溫度，比如通過顯示屏將其通知給使用者并且將其與所述環(huán)境溫度進行比較。
[0033]所述環(huán)境溫度也可以作為數字的數值來輸出。
[0034]將所測量的溫度值傳輸給計算單元，所述計算單元從所測量的數值中求得溫度差
Δ T ( Δ T -1 TEef - Toberfl I 1-1 I Tumg - Toberfl I)。
[0035]所述溫度偏差Λ T是所述參考溫度(這里按照本發(fā)明是環(huán)境溫度)與所測量的表面溫度的差、尤其是差的值。所述偏差可以作為數值在顯示屏上顯示出來和/或可以借助于彩色的顯示來標明。
[0036]如果這種溫度差小于或者等于能夠預先給定的或者說預先給定的極限值G1，那就輸出經過編碼的顏色信號、比如“綠色”，用于向使用者表示，不存在著熱橋或者冷橋的危險。
[0037]如果這種溫度差雖然大于所述能夠預先給定的或者說預先給定的第一極限值G1,但是小于或者等于能夠預先給定的或者說預先給定的第二極限值G2，那就可以輸出以不同的顏色編碼的信號比如“黃色”，用于向使用者表示，可能存在著熱橋或者冷橋的危險。作為第一極限值G1，在此比如可以設置3.5°C的數值，為所述第二極限值G2比如可以設置4.5°C的數值。這些極限值只應該被視為實例并且不限制普遍性。
[0038]如果所述溫度差也大于所述能夠預先給定的或者說預先給定的第二極限值G2，那就可以輸出再次以不同的顏色編碼的信號比如“紅色”，用于向使用者表示，所述表面溫度明顯有別于所述環(huán)境溫度并且由此存在著熱橋或者冷橋。
[0039]也可以連續(xù)地測量所述表面溫度和所述參考溫度，用于由此就熱橋或冷橋對表面進行掃描。在掃描過程中，將所述觸發(fā)器比如保持按撳的狀態(tài)，并且可以使標記性的激光點緩慢地并且連續(xù)地導引到有待測量的表面上面。以如下方式來示出參考值與測量值之間的溫度偏差。
[0040]參考測量值與表面測量值之間的溫度偏差在此比如可以以如下方式來示出: 顏色顯示紅色
測量面之內的表面溫度明顯有別于環(huán)境溫度，即存在著熱橋；
顏色顯示黃色
測量面之內的表面溫度處于極限范圍內，即存在著熱橋的危險；
顏色顯示綠色
較小的溫度差，即不存在熱橋。
[0041]當然也可以使用其它的顏色編碼。
[0042]為了輸出經過編碼的顏色信號，比如可以使用不同顏色的LED或者不過也可以使用顯示屏的背景照明。
[0043]溫度偏差也可以額外地或者單獨地用數字在顯示屏上顯示出來和/或除此以外也以聲學的方式向使用者表不。
[0044]按本發(fā)明的方法能夠消除附加的方法步驟或者說工作步驟并且通過預先給定的參考值來尤其是避免錯誤測量。
[0045]為了能夠將環(huán)境溫度設置為參考值，按本發(fā)明的用于實施上面所說明的方法的測量儀設有附加的環(huán)境溫度傳感器。
[0046]圖1以一覽圖示出了按本發(fā)明的測量儀10。
[0047]按本發(fā)明的測量儀10具有儀器殼體12，該儀器殼體則具有測量頭14以及手柄區(qū)域16。在所述手柄區(qū)域16上構造了測量開關20，用該測量開關可以開始溫度測量。
[0048]在真正的溫度測量的同時或者也在真正的溫度測量之前，可以發(fā)出視覺上看得見的信號，比如激光標記，所述激光標記向使用者顯示，會對剛好被瞄準的表面的哪個區(qū)域在其溫度方面進行測量。為此，按本發(fā)明的測量儀具有光學的標記單元22，該光學的標記單元對準所述熱探測器的觀察區(qū)。
[0049]作為替代方案或者也作為補充方案，所述光學的標記單元22可以包括照相機、尤其是數碼照相機。由此而后能夠做到這一點，即能夠在所述測量儀的顯示屏上面顯示出所瞄準的測量區(qū)域。所述照相機、尤其是數碼照相機，拍攝所述表面-溫度測量的擴展的測量區(qū)域。而后，在這種可以通過所述測量儀的顯示屏顯示出來的照相機圖像中也可以插入所述溫度測量的比如通過計算求得的準確的測量位置，用于向使用者顯示，在哪個位置上剛好測量所述表面溫度。
[0050]在測量頭14中，尤其是布置了在圖2中未進一步示出的紅外傳感器，所述紅外傳感器探測到由測量對象發(fā)射的并且通過透鏡元件24聚束的IR輻射。
[0051]何種波長范圍對于所期望的測量來說為最佳，原則上取決于有待測量的材料及其溫度。對于在室溫左右的溫度來說，考慮處于中等紅外(MIR)范圍內的波長。
[0052]透鏡24或者代替所述透鏡而加入到所述儀器中的窗口可以由玻璃、尤其是由石英玻璃制成。對于中等的IR范圍來說，可能有意義的是，所述透鏡或者說窗口必要時也由晶體、比如鍺、CaF2、ZnS、ZnSe、KRS5或者也由聚乙烯(PE)或者聚丙烯(PP)構成。
[0053]在此探測所積聚的IR輻射，并且從所述IR輻射中確定所述測量對象的表面溫度。為此，按本發(fā)明的測量儀具有計算及測評單元，用于將探測信號轉化為溫度值。
[0054]如此檢測的溫度值可以從輸出單元尤其是顯示屏18中顯示出來，所述顯示屏布置在所述儀器殼體12的背向測量方向的一側上面。
[0055]按照本發(fā)明，所述測量儀具有附加的用于測定環(huán)境溫度的溫度傳感器。所述溫度傳感器布置在單獨的附加殼體26中，該附加殼體在很大程度上在熱方面與所述儀器殼體分開。
[0056]本發(fā)明的核心是，在很好地保護傳感器裝置以防止受到外部的影響比如掉落或者碰撞的影響的同時，降低環(huán)境溫度傳感器與干擾參量(熱物質)之間的相互作用。為此，按照本發(fā)明，放棄暴露的用于所述環(huán)境溫度傳感裝置的殼體部件。
[0057]這也意味著較小的用于印刷電路板(PCB)的熱物質的使用，在所述印刷電路板上面施加了用于環(huán)境溫度的傳感器。因此，比如使用一種印刷電路板，該印刷電路板在其幾何尺寸方面僅僅稍許超過所述傳感器的幾何尺寸。
[0058]此外，所述用于環(huán)境傳感器的印刷電路板包括傳感器盡可能在機械和熱方面從所述測量儀的主殼體上退耦。這一點得以實現，方法是:將所述印刷電路板(PCB)包括傳感器安置在用于所述環(huán)境溫度傳感器的附加殼體26中，該附加殼體再次盡可能地在熱方面從所述主殼體12上退耦，方法是:所述兩個殼體之間的接觸點的數目及其搭接的表面構造得盡可能地小。
[0059]但是在此所述用于環(huán)境溫度傳感器的附加殼體26被集成到所述儀器的測量殼體12的殼體輪廓中，從而在所述測量儀掉落或者碰撞時不會有突出的角或者棱邊由于其暴露的位置而受損。
[0060]圖3以截取區(qū)段示圖示出了所述環(huán)境溫度殼體26的在按本發(fā)明的測量儀的測量頭14中的布置情況。
[0061]按照本發(fā)明，在所述測量儀上設有器件28，所述器件保證，所述附加殼體26從所述裝置的殼體12上熱退耦。
[0062]因此，為了進行熱退耦而可以將所述用于附加的環(huán)境溫度傳感器的附加殼體26僅僅通過較小的接片或者說支腿28與所述測量儀的主殼體12連接。
[0063]所述用于將附加殼體26固定在儀器殼體12中的接片28，可以如在圖4中示出的那樣與所述附加殼體26 —體地連接。作為替代方案，所述用于將附加殼體26固定在所述儀器殼體12中的接片或者說支腿可以與所述儀器殼體12 —體地連接。
[0064]所述環(huán)境溫度傳感器的附加殼體26在此以有利的方式在至少三側上尤其是在四側上被所述儀器殼體12所包圍，并且在此尤其是與按本發(fā)明的測量儀的測量頭的輪廓相匹配。
[0065]所述附加殼體26在此構造為在很大程度上敞開的結構，用于實現與環(huán)境空氣之間的直接交換。所述附加殼體26尤其是在其朝向外面的表面上在很大程度上敞開，或者說僅僅具有保護性的格柵或者條帶結構。
[0066]也可以有利地這樣安排，即所述附加殼體26的材料不同于所述儀器殼體12的材料。因此，所述附加殼體26可以構造為金屬殼體。
[0067]為了反映測量結果，按本發(fā)明的測量儀具有至少一個輸出單元18、尤其是顯示屏，在所述顯示屏上面比如可以顯示所測量的溫度值或者溫度差。
[0068]除此以外，所述儀器10也可以具有附加的LED，所述附加的LED適合于輸出經過編碼的顏色信號。這些LED有利地同樣布置在所述顯示屏18的區(qū)域中。
[0069]作為替代方案，也可以代替所述LED而使用所述顯示屏的不同顏色的背景照明，用于將不同的溫度信息傳輸給使用者。
[0070]按本發(fā)明的測量儀10可以具有不同的測量模式，在這些測量模式中按本發(fā)明的方法僅僅是其中一種。因此，按本發(fā)明的測量儀比如可以在測量模式I中以比如±1度的測量精度來測量墻體和物體的表面溫度。由此比如可以確定，加熱體是否正確地工作。精確的數值可以快速而容易地在背光的顯示屏上面讀出。
[0071]在測量模式2中，按本發(fā)明的測量儀可以測量室內溫度和表面溫度，將數值置于關聯(lián)之中，對數據進行解釋并且通過這種方式來探測熱橋。所述結果可以借助于LED顯示出來。精確的測量值可以在顯示屏上面讀出。
[0072]在測量模式3中，所述熱探測器也可以附加于所述室內溫度及表面溫度而測量空氣濕度。而后借助于這三個數值，也可以定義或者說探測屋內的受霉斑危害的位置。如果存在著嚴重的霉斑危險，那么所述儀器就可以用紅色的LED或者比如也可以用聲音進行警告。在這種測量模式中也能夠在顯示屏中讀出精確的測量結果。
[0073]所述儀器根據所選擇的測量模式來測量室內溫度、墻體和物體的表面溫度或者也測量相對的空氣濕度。
【權利要求】
1.用于進行無接觸的溫度測量的方法、尤其是用于探測熱橋或冷橋的方法，其中將借助于IR傳感器無接觸地測量的表面溫度Tffl3wfl與溫度參考值Tltef進行比較，以便探測溫度偏差Λ Τ、尤其是熱橋或者說冷橋的危險，其特征在于，所述溫度參考值Tltef借助于第二溫度傳感器、尤其是環(huán)境溫度傳感器進行測量。
2.按權利要求1所述的、用于進行無接觸的溫度測量的方法，其特征在于，環(huán)境溫度Tumg作為溫度參考值Tltef使用。
3.用于進行無接觸的溫度測量的方法、尤其是按權利要求1的前序部分所述的用于探測熱橋或者說冷橋的方法，所述方法至少具有以下步驟: 借助于環(huán)境溫度傳感器測量環(huán)境溫度Tumg ； 借助于與所述環(huán)境溫度傳感器不同的表面溫度傳感器測量表面溫度Ttfcrfl ； 計算所述環(huán)境溫度與所述表面溫度之間的溫度差AT (AT = TEef- Toberfl = Tumg-T〇berfl); 根據所測量的溫度差Λ T輸出溫度信息信號(Α、B、C)。
4.按權利要求3所述的方法，其特征在于，所測量的溫度差AT借助于顯示單元(18)作為數值來輸出。
5.按權利要求3或4所述的方法，其特征在于，根據所測量的溫度差AT的大小輸出經過編碼的顏色信號。
6.按權利要求3到5中任一項所述的方法，其特征在于，對于所測量的溫度差AT的值小于或者等于預先給定的或者能夠預先給定的第一極限值G1這種情況來說，輸出第一顏色信號、尤其是綠色的顏色信號。
7.按權利要求3到6中任一項所述的方法，其特征在于，對于所測量的溫度差AT的值大于預先給定的或者能夠預先給定的第一極限值G1、但是小于或者等于預先給定的或者能夠預先給定的第二極限值G2這種情況來說，輸出第二顏色信號、尤其是黃色的顏色信號。
8.按權利要求3到7中任一項所述的方法，其特征在于，對于所測量的溫度差AT的值大于預先給定的或者能夠預先給定的第二極限值G2這種情況來說，輸出第三顏色信號、尤其是紅色的顏色信號。
9.測量儀、尤其是用于實施按權利要求1到8中任一項所述的方法的紅外溫度測量儀(10)。
10.用于進行無接觸的溫度測量的測量儀、尤其是用于探測熱橋或者說冷橋的手持式裝置，其具有儀器殼體(12)以及布置在所述儀器殼體(12)中的紅外傳感器，其特征在于，設有附加的環(huán)境溫度傳感器，如此構造和/或布置所述環(huán)境溫度傳感器，從而使得其測量溫度參考值(U。
11.按權利要求9或10所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)境溫度傳感器從用于進行無接觸的溫度測量的殼體(12)上熱退耦。
12.按權利要求9到11中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)境溫度傳感器定位在所述測量儀(10)的附加殼體(26)中。
13.按權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述裝置設有器件(28)，所述器件確保了所述附加殼體(26)從所述測量儀(10)的殼體(12)上熱退耦。
14.按權利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述附加殼體(26)通過至少兩個接片(28)與所述儀器殼體(12)連接。
15.按權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述接片(28)與所述附加殼體(26)—體地連接。
16.按權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述接片(28)與所述儀器殼體(12)—體地連接。
17.按權利要求12到16中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述附加殼體(26)的材料不同于所述儀器殼體(12)的材料。
18.按權利要求12到17中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述附加殼體(26)是金屬殼體。
19.按權利要求12到18中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述附加殼體(26)在很大程度上敞開地構造。
20.按權利要求12到19中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述附加殼體(26)布置在所述儀器殼體(12 )上、尤其是布置在所述儀器殼體的測量頭(15 )上。
21.按權利要求12到20中至少一項所述的裝置，其特征在于，所述附加殼體(26)在至少三側上、尤其是在四側上由所述儀器殼體(12)包圍。
【文檔編號】G01J5/08GK104254770SQ201380013898
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年2月19日 優(yōu)先權日:2012年3月14日
【發(fā)明者】M.弗蘭克, M.烏利希, P.邁爾 申請人:羅伯特·博世有限公司