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      高級(jí)射頻感測(cè)探針的制作方法_3

      文檔序號(hào):9932505閱讀:來(lái)源:國(guó)知局
      [0069 ]首先,剝離同軸纜線20 2以露出內(nèi)部組件,即同軸編織物210、內(nèi)部介電材料2 20、和內(nèi)部導(dǎo)體206。在一個(gè)實(shí)施方案中,剝離同軸纜線202,使得內(nèi)部導(dǎo)體206暴露,并使內(nèi)部導(dǎo)體206具有足夠的長(zhǎng)度,該長(zhǎng)度等于或略長(zhǎng)于天線的期望內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312。內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312可以是銅、鋁、不銹鋼、鋼、鐵銀、或金、因科鎳合金或任何其它合適的材料。內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312可以是管,并且可以或可以不導(dǎo)電。接下來(lái),內(nèi)部套筒212(其可以或可以不進(jìn)行滾花或表現(xiàn)出紋理表面)滑到暴露的內(nèi)導(dǎo)體206和內(nèi)部介電材料220上方但在同軸編織物210下方,使得同軸編織物210覆蓋所有或幾乎所有的內(nèi)部套筒212。
      [0070]在接下來(lái)的步驟中,如圖3B所示,天線的內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312滑到同軸纜線202的內(nèi)部導(dǎo)體206上方。在一個(gè)實(shí)施方案中,內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312為金屬管(由合適的金屬合金,諸如不銹鋼類(lèi)型或任何其他合適的合金組成),其可以或可以不在其一端處封閉,并且內(nèi)徑與內(nèi)部導(dǎo)體206的外徑類(lèi)似。內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312可以或可以不通過(guò)在一端或兩端或沿內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312的長(zhǎng)度的任何位置處進(jìn)行卷曲而緊固到內(nèi)部導(dǎo)體206。在另一個(gè)實(shí)施方案中,使用高溫焊料、銅焊、或焊接使內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312接合到內(nèi)部導(dǎo)體206。在另一個(gè)實(shí)施方案中,在使內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312滑到內(nèi)部導(dǎo)體206上方之前,可以通過(guò)首先加熱內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312以借助熱膨脹的方式增大內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312的內(nèi)徑,來(lái)促進(jìn)內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312和內(nèi)部導(dǎo)體206的連接。許多其他方法可用于接合內(nèi)部導(dǎo)體206和內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312。
      [0071 ]在另一個(gè)實(shí)施方案中,內(nèi)部導(dǎo)體206可完全通過(guò)內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312延伸,使得內(nèi)部導(dǎo)體206從內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312的遠(yuǎn)端伸出。在本實(shí)施方案中,內(nèi)部導(dǎo)體206可以折疊、壓扁、或以其他方式形成為一個(gè)形狀或在一個(gè)位置上形成,以阻止內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312從內(nèi)部導(dǎo)體206滑落。
      [0072]在內(nèi)部導(dǎo)體206上方添加內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312用于增加內(nèi)部導(dǎo)體206的剛性并且還用作保護(hù)性護(hù)套,從而阻止內(nèi)部導(dǎo)體206受惡劣環(huán)境的影響。另外,通過(guò)由內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312形成的保護(hù)性護(hù)套完全包圍內(nèi)部導(dǎo)體206提供了大量的表面積,從而確保內(nèi)部導(dǎo)體206與內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312之間的良好電接觸。
      [0073]在圖3C所示的以下步驟中,外部套筒204滑到內(nèi)部導(dǎo)體206上方并且滑動(dòng)到暴露的同軸編織物210上方。在另一個(gè)實(shí)施方案(未示出)中,可將內(nèi)部套筒212集成到外部套筒204中,使得圖3A中所示的兩個(gè)獨(dú)立組件形成單個(gè)組件,該單個(gè)組件表現(xiàn)出兩個(gè)獨(dú)立組件的相同功能和特征。圖3B示出被定位在同軸編織物210下方但在內(nèi)部介電材料220上方的內(nèi)部套筒212。內(nèi)部套筒212可以或可以不連接到外部套筒204。
      [0074]在圖3C中,外部套筒204被示出為定位在暴露的同軸編織物210上方,但是可以或可以不在外部絕緣夾套208的一部分上方延伸。在第一步驟中,參考圖3C,外部套筒204借助一個(gè)或多個(gè)壓接連接固定到同軸纜線202,其中至少一個(gè)壓接連接216定位在暴露的同軸編織物210和內(nèi)部套筒212上方,以創(chuàng)建同軸纜線202與外部套筒204之間的固定機(jī)械連接,并且以創(chuàng)建同軸編織物210與外部套筒204之間的導(dǎo)電路徑。可以或可以不應(yīng)用粘合劑、密封劑、或其他類(lèi)型的粘結(jié)材料以將外部套筒204進(jìn)一步固定到同軸纜線202。
      [0075]應(yīng)注意,在一些實(shí)施方案中,外部套筒204不延伸越過(guò)暴露的同軸編織物210。在具體的實(shí)施方案(未示出)中,暴露的同軸編織物210和內(nèi)部介電材料220可以延伸通過(guò)外部套筒204的整個(gè)長(zhǎng)度。在本實(shí)施方案中,外部套筒204的內(nèi)徑可以是標(biāo)稱(chēng)上等于或稍大于同軸編織物210的外徑的直徑。內(nèi)部套筒212可以或可以不用于本實(shí)施方案中或用于前述實(shí)施方案中的任一個(gè)中。在另一個(gè)實(shí)施方案中,同軸編織物210可以在外部套筒204的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸,但是內(nèi)部介電材料220不可以。圖3中所描繪的實(shí)施方案的這些特定變化,即不具有外部套筒204的同軸編織物210和內(nèi)部介電材料220的長(zhǎng)度變化在某些情況下是優(yōu)選的。
      [0076]完全裝配的射頻探針在圖3C中示出,其包括牢固地緊固到同軸編織物210和外部絕緣夾套208的外部套筒204、以及被完全包覆在內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312中的內(nèi)部導(dǎo)體206。當(dāng)同軸編織物210和內(nèi)部介電材料220不延伸到外部套筒204的端部時(shí),在內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312的外徑和外部套筒204的內(nèi)徑之間形成的空隙腔體可以或可以不用介電、絕緣、或密封材料完全或部分地填充。另外,圖3所示探針組件的幾何結(jié)構(gòu),具體是外部套筒204的內(nèi)徑、內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套312的外徑、以及包含在由上述兩個(gè)直徑界定的區(qū)域(如果存在的話(huà))中的介電、絕緣、或密封材料的選擇,應(yīng)當(dāng)被選擇以匹配將要使用天線探針和纜線組件的系統(tǒng)的阻抗。在一個(gè)實(shí)施方案中,使用50歐姆的阻抗,但是可以使用任何阻抗,使得其匹配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)格。
      [0077]圖4A和圖4B展示根據(jù)本發(fā)明的射頻探針的具體實(shí)施方案的附加細(xì)節(jié)。該實(shí)施方案包括同軸纜線402、外部密封組件404、外部套筒406、暴露的同軸外部編織物408、內(nèi)部套筒410、密封或粘合劑化合物412、配合組件414和416以及內(nèi)部導(dǎo)體418??梢曰蚩梢圆皇褂猛獠棵芊饨M件404。在一個(gè)實(shí)施方案中,外部密封組件404為熱縮管、密封帶、或用于在同軸纜線402和外部套筒406周?chē)纬擅芊獾钠渌线m組件。外部密封組件404可以或可以不促進(jìn)熱傳遞??梢曰蚩梢圆皇褂脙?nèi)部密封或粘合劑化合物412。在一個(gè)實(shí)施方案中,內(nèi)部密封或粘合劑化合物412可為單部分或多部分的環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、聚合物、或類(lèi)似材料,用于增強(qiáng)同軸纜線(未示出)的內(nèi)部導(dǎo)體與內(nèi)部導(dǎo)體418之間的過(guò)渡的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
      [0078]還示出由兩個(gè)配合組件414和416組成的接口,其實(shí)現(xiàn)射頻探針到測(cè)量系統(tǒng)的連接。在一個(gè)實(shí)施方案中,配合組件414和416可形成常規(guī)的壓縮接頭。在另一個(gè)實(shí)施方案中,配合組件414和416可形成常規(guī)的螺紋接頭。在另一個(gè)實(shí)施方案中,配合組件414和416可能并沒(méi)有螺紋,而允許使用任何數(shù)量的常規(guī)裝置的牢固連接。在另一個(gè)實(shí)施方案中,可以不使用配合組件414和416,并且外部套筒406可通過(guò)釬焊、焊接或任何其他方式固定到表面420。
      [0079]在一個(gè)實(shí)施方案中,配合組件416可以永久性地固定到測(cè)量系統(tǒng),諸如表面420??稍试S配合組件414圍繞外部套筒406自由旋轉(zhuǎn)。凸緣、套圈(諸如常規(guī)的壓縮接頭)、或其他剛性安裝的止動(dòng)件也可以附接到外部套筒406或者集成在接收配合組件416中,以確保正確的天線對(duì)齊和插入深度。在另一個(gè)實(shí)施方案中,配合組件416可包含具有兩個(gè)不同直徑的通孔,以提供內(nèi)部止動(dòng)件。此類(lèi)特征的集成阻止由錯(cuò)誤的天線安裝或不適當(dāng)?shù)財(cái)Q緊連接所引起的誤差。僅使用簡(jiǎn)單的螺紋連接無(wú)法容易地避免此類(lèi)誤差。此外,允許配合組件414圍繞外部套筒406自由旋轉(zhuǎn)阻止了外部套筒406和同軸纜線402在探針移除和安裝期間轉(zhuǎn)動(dòng)。
      [0080]圖5A為具有集成的輔助傳感器514的探針,其包括外部絕緣夾套502、同軸編織物506、第一轉(zhuǎn)接環(huán)(adapter ring)504和第二轉(zhuǎn)接環(huán)516、外部套筒508、內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套510、內(nèi)部導(dǎo)體512,其中集成的輔助傳感器514纏繞在內(nèi)部導(dǎo)體512周?chē)⑶野趦?nèi)部導(dǎo)體護(hù)套510內(nèi)。集成的輔助傳感器514可以是任何類(lèi)型的傳感器。圖5B示出不具有集成的輔助傳感器但具有第一轉(zhuǎn)接環(huán)504和第二轉(zhuǎn)接環(huán)516的類(lèi)似探針。將輔助傳感器514纏繞在內(nèi)部導(dǎo)體512周?chē)_保了與內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套510的緊密且連續(xù)的接觸,從而增強(qiáng)機(jī)械剛性和配合。雖然輔助傳感器514被示出為纏繞在內(nèi)部導(dǎo)體512周?chē)?,但其他?shí)施方案也是可能的,其中輔助傳感器514設(shè)置為靠近內(nèi)部導(dǎo)體512。
      [0081]具有集成的溫度傳感器的射頻探針在圖6A中示出。所述探針能夠發(fā)射并接收射頻信號(hào)并且測(cè)量在探針尖端附近的溫度。探針包括同軸纜線602、與同軸編織物618的暴露部分電接觸的外部套筒604、一系列同心間隔環(huán)606和608、絕緣覆蓋物610、輔助傳感器612(諸如熱電偶或其他傳感器)、內(nèi)部導(dǎo)體614、以及內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616。
      [0082]可以或可以不需要同心間隔環(huán)606和608。同心間隔環(huán)606和608實(shí)現(xiàn)從同軸纜線602到具有比同軸編織物618大的內(nèi)徑的外部套筒604的過(guò)渡,同時(shí)仍然維持同軸編織物與外部套筒604之間的電接觸。另外,同心的外部間隔環(huán)608包含縫隙,以允許輔助傳感器絕緣護(hù)套610和輔助傳感器612通過(guò)。一個(gè)或多個(gè)輔助傳感器612可以這種方式集成到圖6A所示的射頻探針中。同心間隔環(huán)606和608的直徑和厚度可以被適當(dāng)?shù)剡x擇,以形成從同軸編織物618的外徑到外部套筒604的內(nèi)徑的所需過(guò)渡。在一些實(shí)施方案中,可以只需要一個(gè)間隔環(huán),并且在其他實(shí)施方案中,可以不需要間隔環(huán)。
      [0083]在圖6A所示的實(shí)施方案中,同心間隔環(huán)606被壓接在同軸編織物618上。未示出的是在編織物下方的內(nèi)部套筒,諸如圖3中的內(nèi)部套筒212,其可以或可以不需要。同心的外部間隔環(huán)608包含縫隙,該縫隙允許輔助傳感器絕緣護(hù)套610通過(guò)。外部套筒604被示出為壓接到同心的外部間隔環(huán)608上。
      [0084]輔助傳感器絕緣護(hù)套610用于阻止金屬輔助傳感器612(在一個(gè)實(shí)施方案中,諸如熱電偶或RTD護(hù)套,其具體示例為具有介于0.0.1”至0.125”之間的外部護(hù)套直徑的K型熱電偶)與同軸編織物618或外部套筒604之間的電接觸。輔助傳感器絕緣護(hù)套610可以是常規(guī)的熱縮管、玻璃纖維羊毛、聚合物涂層、或任何其他合適的絕緣材料。
      [0085]輔助傳感器612可包括包含用于任何類(lèi)型的熱電偶的熱電偶導(dǎo)線(未示出)的單個(gè)護(hù)套,優(yōu)選類(lèi)型為K型,并且優(yōu)選的護(hù)套材料為因科鎳合金(或任何合適的合金),然而可以使用任何類(lèi)型的合適熱電偶和護(hù)套。在一個(gè)實(shí)施方案中,輔助傳感器612的直徑在0.01-
      0.062英寸的范圍內(nèi),但是在其他情況中可以更大或更小。該傳感器的示例為由歐米茄公司(Omega)出售的KMQXL-020-12熱電偶,但是可以使用類(lèi)似設(shè)計(jì)的任何合適的熱電偶。在另一個(gè)實(shí)施方案中,輔助傳感器612為RTD傳感器、熱敏電阻、壓力感測(cè)元件、應(yīng)變儀、或任何其他輔助傳感器。
      [0086]輔助傳感器612可以纏繞在包含于內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616內(nèi)的內(nèi)部導(dǎo)體614的周?chē)?。輔助傳感器612可延伸至內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616的端部或延伸至在內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616內(nèi)的任何期望的中間位置。就熱電偶或RTD而言,輔助傳感器612中的感測(cè)接點(diǎn)或位置位于輔助傳感器612的尖端或端部處或者位于任何其他優(yōu)選位置處。輔助傳感器612、內(nèi)部導(dǎo)體614以及內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616可通過(guò)在一端或兩端處或其他中間位置處壓接,或者通過(guò)其他機(jī)械或化學(xué)方式(諸如通過(guò)膠水、焊料、釬焊)或其他合適方式進(jìn)行接合??梢曰蚩梢圆挥貌牧贤耆虿糠值靥畛鋬?nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616以增強(qiáng)內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616、輔助傳感器612、以及內(nèi)部導(dǎo)體614之間的粘接。
      [0087]在另一個(gè)實(shí)施方案中,輔助傳感器612不需要包含在內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616內(nèi),而是可以纏繞在內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616的外表面周?chē)蛘咂叫杏趦?nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616布置。在另一個(gè)實(shí)施方案中,輔助傳感器612可以完全不接觸內(nèi)部導(dǎo)體614或內(nèi)部導(dǎo)體護(hù)套616,而是在沿外部護(hù)套604的內(nèi)表面的任何位置處附接。當(dāng)輔助傳感器612被定位成沿著或者從外部套筒604的內(nèi)表面延伸時(shí),可以不需要輔助傳感器絕緣護(hù)套610和同心間隔環(huán)606和608,從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)。
      [0088]在一個(gè)實(shí)施方案中,從天線組件延伸的輔助傳感器612的端部可以連接至任何類(lèi)型的合適連接器或纜線組件(未示出)。在另一個(gè)實(shí)施方案中,連接至輔助傳感器612的纜線可以纏繞在同軸纜線602周?chē)孕纬杉傻妮o助傳感器和同軸纜線組件(也未示出),或者可以使用多導(dǎo)體纜線。
      [0089]外部套筒60
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