專利名稱：探測(cè)器和組裝所述探測(cè)器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種探測(cè)器和組裝該探測(cè)器的方法。
背景技術(shù)：
具有傳感器的探測(cè)器是已知的，特別是可與水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器連接的探測(cè)器，例如，監(jiān)測(cè)所述儀器周圍的環(huán)境的參數(shù)的探測(cè)裝置，諸如以下美國(guó)專利中所公開(kāi)的探測(cè)裝置Lizotte 等人的 No. 6，779，383 ；Dickey 等人的 No. 5，821，405 ；Saffell 的 No. 5，235，526 ；Henry 等人的 No. 6，677，861,6, 798，347,6, 928，864,6, 938，506,7, 007，541 和 7，138，926。因?yàn)樯暾?qǐng)人的探測(cè)器的本體容納具有多個(gè)組件的電路板，所以這些探測(cè)器是“智 能探測(cè)器”。電路板是探測(cè)器的最貴組件之一，并且關(guān)鍵是能夠組裝探測(cè)器，而不損傷電路板。因?yàn)樘綔y(cè)器通常在水下使用，所以能夠?qū)⑻綔y(cè)器組裝到水密殼體中也是關(guān)鍵的。申請(qǐng)人已開(kāi)發(fā)了組裝探測(cè)器的新方法，該新方法解決了這兩個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，此外，有利地使得電路板在組裝在水密殼體中之前可操作，以使得在最終組裝之前可對(duì)該板進(jìn)行編程、以及/或者可測(cè)試和/或校準(zhǔn)該板和/或傳感器的功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是組裝探測(cè)器的方法，該方法包括提供可與傳感器連接并與第一電連接器連接的電路板；在電路板上方滑動(dòng)具有第一端部和第二端部的殼體。所述方法包括通過(guò)水密密封將殼體的第一端部與第一電連接器密封地連接，并通過(guò)水密密封來(lái)密封殼體的第二端部。將殼體的第一端部與第一電連接器密封地連接的步驟優(yōu)選地包括將它們通過(guò)激光焊接在一起。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電連接器是用于將電路板與監(jiān)測(cè)設(shè)備連接的濕式耦合連接器。第一電連接器可包括圍繞其一部分(優(yōu)選地，離電路板最近的端部)的外殼。在存在外殼的情況下，殼體的第一端部和第一電連接器的激光焊接包括將殼體通過(guò)激光焊接到外殼。在另一個(gè)實(shí)施例中，殼體還包括被激光焊接到開(kāi)口的第二端部的縮小環(huán)。在存在縮小環(huán)的情況下，殼體的開(kāi)口的第二端部的激光焊接包括將所述縮小環(huán)通過(guò)激光焊接到外殼。在另一個(gè)實(shí)施例中，電路板可操作為在電路板上方滑動(dòng)殼體之前操作傳感器。因?yàn)殡娐钒褰M裝件是可操作的，所以所述方法可包括測(cè)試電路板組裝件以確定傳感器正在運(yùn)轉(zhuǎn)、和/或校準(zhǔn)傳感器。這些測(cè)試和/或校準(zhǔn)步驟可在在電路板組裝件上方滑動(dòng)殼體之前被執(zhí)行。在一個(gè)方面，所述方法包括容納在與電路板連接的探測(cè)器頭內(nèi)的傳感器。在探測(cè)器頭與電路板連接的情況下，密封第二端部的步驟包括將殼體的第二端部與探測(cè)器頭密封地連接在一起，該步驟優(yōu)選地通過(guò)將這兩個(gè)組件通過(guò)激光焊接在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器頭包括限定用于殼體的第二端部的支座的頸部。本發(fā)明的另一方面是一種組裝用于具有可更換探測(cè)器頭的探測(cè)器的探測(cè)器本體的方法。該方法包括相同的基本步驟，但是容納傳感器的探測(cè)器頭可與電路板連接，并且密封第二端部的步驟包括將與電路板連接的第二電連接器與殼體密封地連接以提供水密密封。第二電連接器可與探測(cè)器頭內(nèi)的傳感器連接，并可通過(guò)在第二電連接器與殼體之間涂覆密封劑來(lái)與殼體密封地連接。本發(fā)明的另一方面是通過(guò)所公開(kāi)的任一公開(kāi)方法制成的探測(cè)器。本發(fā)明的另一方面是包括通過(guò)任一公開(kāi)方法制成的探測(cè)器的探測(cè)裝置。


圖I是將通過(guò)新方法組裝的探測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例的組件的分解的前透視圖。圖2A是具有濁度頭的組裝探測(cè)器的側(cè)透視圖。圖2B是圖2A的濁度探測(cè)器的連接器的端視圖。 圖3是具有導(dǎo)電性頭的組裝探測(cè)器的側(cè)透視圖。圖4是具有溶解氧頭的組裝探測(cè)器的側(cè)透視圖。圖5是圖I的殼體的截面圖。圖6是圖3的導(dǎo)電性頭的前視圖。圖7是圖I的縮小環(huán)的前透視圖。圖8是將連接器組裝到殼體的近端的部分截面圖。圖9A是被構(gòu)造為接納可更換探測(cè)器頭的探測(cè)器本體和探測(cè)器頭的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)透視圖。圖9B是圖9A的探測(cè)器本體的端視圖，該端視圖示出用于將探測(cè)器本體與可更換探測(cè)器頭連接的連接器的電路連接器。圖10是圖9A的探測(cè)器本體的截面圖。圖11是具有與傳感器適配器連接的組裝探測(cè)器的部分截面的側(cè)視圖。圖12是組裝圖I的探測(cè)器的方法的一個(gè)實(shí)施例的示圖。圖13是組裝圖9A的探測(cè)器本體的方法的一個(gè)實(shí)施例的示圖。圖14是包括所公開(kāi)的探測(cè)器中的至少一個(gè)的探測(cè)裝置的俯視透視圖。
具體實(shí)施例方式以下具體實(shí)施方式
將示出本發(fā)明的總原理，本發(fā)明的例子在附圖中另外示出。在附圖中，相似的標(biāo)號(hào)指示相同的或者在功能上類似的元件。參照?qǐng)D1，按分解的部分組裝構(gòu)造示出了探測(cè)器(總體被指定為101)的組件。該探測(cè)器的組件包括探測(cè)器頭102、電路板120、電連接器106、殼體119、以及縮小環(huán)或焊接環(huán)148，電路板120具有第一端部130和第二端部131，殼體119具有遠(yuǎn)端132和近端134。探測(cè)器頭102包含可以接近探測(cè)器頭周圍的環(huán)境以監(jiān)測(cè)該環(huán)境的至少一個(gè)參數(shù)的傳感器。該傳感器可包括被定位在探測(cè)器頭102中或者從探測(cè)器頭102突出的、從電極、窗口、隔膜或者其它表面和/或它們的組合中選擇的多個(gè)組件。探測(cè)器頭102限定用于傳感器的殼體，并包括與電路板120的第一端部130相鄰的頸部103 (參見(jiàn)例如圖6)。頸部103具有比探測(cè)器頭102的其余部分小的外徑，并限定環(huán)形支座116，在環(huán)形支座116中，頸部過(guò)渡到探測(cè)器頭102的其余部分。探測(cè)器頭102還可包括用于與電路板120連接的、從頸部103延伸的一根或多根弓丨線。這些引線可被直接焊接到電路板120，或者可接入到電路板120上的組件(諸如凹形頭、卡邊緣連接器、印刷電路板連接器、USB連接器、或者任何其它已知的或后來(lái)開(kāi)發(fā)的連接器)中。探測(cè)器頭102 (具體地，它所限定的殼體)可以是金屬和/或防生物污損的材料。所述金屬可以是防水的且耐腐蝕的。合適的材料包括鈦、不銹鋼、鎳、銅、石墨和它們的合金。在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器頭是鈦。在另一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器頭是具有高銅含量的防污銅-鎳合金。例如，所述防污銅-鎳合金可以是90-10CuNi合金或70-30CuNi合金。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述殼體可以是防污塑料，例如，聚乙烯、聚丙烯、或者可包括防污化合物(諸如辣椒素(capsaicin)、辣椒屬(capsicum)、呋喃化合物(furan compounds)、銅化合物、內(nèi)酯(lactones)、燒基酌'(alkyl-phenols)、有機(jī)錫化合物(organotincompounds)、抗菌素(antibiotics)或者它們的混合物)的尼龍。在圖2A-4的實(shí)施例中，探測(cè)器頭102是濁度頭110 (圖2A)、導(dǎo)電性或組合導(dǎo)電性/溫度頭112 (圖3)、或者溶解氧頭114 (圖4)(更優(yōu)選地，光學(xué)溶解氧頭)。然而，探測(cè)器 頭102不限于這些類型的傳感器。在另一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器頭102可包括電極，諸如離子選擇電極。探測(cè)器頭102可容納任何合適的離子選擇電極或者多個(gè)離子選擇電極，例如pH電極、氧化還原電位電極、溶解氧電極、傾向于選擇亞硝酸根離子、硝酸根離子、氨、氟離子、鈉離子、氯離子、鉀離子、鈣離子、溴離子或錳(II)離子的電極、或者這些電極的組合。這些探測(cè)器頭102均具有用于其在上座置殼體119的頸部103?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6，與申請(qǐng)人于2010年6月14日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)12/814，520、“可擦拭導(dǎo)電性探測(cè)器及其制作方法(WIPEABLECONDUCTIVITY PROBE ANDMETHOD OF MAKING SAME)”(其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文)中詳細(xì)描述的導(dǎo)電性頭類似地，導(dǎo)電性頭112優(yōu)選地是在每個(gè)握臂516、517中具有一組同心電極的叉形電極支承件512。叉形電極支承件可通過(guò)下述方式來(lái)制作，即，將預(yù)成型電極元件裝入塑料材料562中，其后，移除預(yù)成型電極元件和塑料的一部分來(lái)形成叉形支承件512，叉形支承件512具有在其之間限定狹槽514的第一電極握臂516和第二電極握臂517。電極支承件512可包括被定位在狹槽514中的溫度傳感器530和從第一電極握臂516和第二電極握臂517中的電極延伸的多根引線531、以及用于溫度傳感器530的溫度引線532。在本實(shí)施例中，塑料材料562被模壓到縮小環(huán)565上，優(yōu)選地，被外模壓(over-mold)到縮小環(huán)565上。連接環(huán)565包括頸部566和環(huán)形支座568。連接環(huán)565可以是金屬和/或防生物污損的材料，比如上面所描述的那些材料。其它探測(cè)器頭可像導(dǎo)電性頭112那樣具有被外模壓到連接環(huán)上的塑料殼體或本體。所述塑料材料可以是合適的具有良好的材料強(qiáng)度的工程熱塑性材料，所述良好的材料強(qiáng)度有助于使傳感器或探測(cè)器頭的窗口、狹槽和/或環(huán)形溝槽或其它特征形成在其中。所述熱塑性塑料可以是防水的、耐腐蝕的和/或耐化學(xué)腐蝕的，并且是電絕緣的。因?yàn)樘綔y(cè)器頭通常在有效深度的水下使用，并且當(dāng)它下降時(shí)經(jīng)歷增大的壓力，所以水密結(jié)合是重要的。如果出現(xiàn)間隙，則水可能進(jìn)入探測(cè)器頭并損壞其組件。所述熱塑性材料可以是醒縮醇(acetal)、丙烯酸(acrylic)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三兀共聚物(acrylonitri I e-butadi ene-styreneterpo Iymer )、聚酉先胺(polyamide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚醚酰亞胺(polyetherimide)、聚苯醚(polyphenyleneether)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚諷(polysulfone)、聚乙烯醇(polyvinylalcohol)或熱塑性聚酯(thermoplastic polyester)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述熱塑性材料是酰亞胺(imide);優(yōu)選地,非填充型酰亞胺，諸如聚醚酰亞胺(polyetherimide)。聚醚酰亞胺可從SABICInnovative Plastics購(gòu)買，市售商標(biāo)名為(Jltem'參照?qǐng)D1，電路板120將探測(cè)器頭102中的傳感器與電連接器106連接。電路板120可包括多個(gè)組件，諸如存儲(chǔ)器、電容器、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器、以及操作傳感器、收集數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到與電連接器106連接的設(shè)備所需的任何其它組件。在一個(gè)實(shí)施例中，電路板120可包括壓力傳感器190。壓力傳感器190提供用于檢測(cè)水密殼體119中的泄漏或破裂的一種手段。該傳感器可用于在將殼體焊接到其它組件之后的制造期間測(cè)試探測(cè)器，或者在監(jiān)測(cè)環(huán)境之前、期間和/或之后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試探測(cè)器。與電路板120的第二端部131連接的電連接器106可以是電連接器，優(yōu)選地，包括至少一個(gè)銷釘122和至少一個(gè)插孔124的電連接器，優(yōu)選地，銷釘和插孔是濕式耦合連接器。在圖2A-4的實(shí)施例中，電連接器106包括具有兩個(gè)銷釘122和兩個(gè)插孔124的濕式耦合連接器。電連接器106包括包圍其至少一部分(優(yōu)選地，與電路板120的第二端部131相·鄰的部分)的外殼126。外殼126提供用于將電連接器106附連到殼體119 (優(yōu)選地，通過(guò)水密密封)的一個(gè)表面或多個(gè)表面，并且在相對(duì)端，可包括用于接納止動(dòng)環(huán)(類似于圖10中所示的止動(dòng)環(huán)204)的環(huán)形溝槽128。外殼126可以是金屬和/或防生物污損的材料，諸如以上所討論的那些。在一個(gè)實(shí)施例中，夕卜殼126是與殼體119相同的材料。電連接器106還可包括將電連接器106與電路板120耦合的電引線129。引線129可被焊接到電路板120，或者可插入到電路板120上的組件(諸如凹形頭、卡邊緣連接器、印刷電路板連接器、USB連接器、或者任何其它已知的或后來(lái)開(kāi)發(fā)的連接器)中。殼體119是中空的大致圓柱形的管，該管具有限定第一開(kāi)口端136的遠(yuǎn)端132和限定第二開(kāi)口端137的近端134。殼體119的內(nèi)徑總體比電路板120的內(nèi)徑大，以使得殼體119易于以足夠的空隙在電路板120上方滑動(dòng)，以避免碰撞殼體119上的電路板120以及可能損傷電路板120或者其組件之一。殼體119具有基本均勻的外徑；然而，如圖5中最佳地所見(jiàn)，具有多個(gè)不同的內(nèi)徑。殼體119的內(nèi)部具有環(huán)形唇部142、擴(kuò)大開(kāi)口 146和在它們之間的腔室144，環(huán)形唇部142縮進(jìn)到殼體119的正好在第一開(kāi)口端136內(nèi)部的內(nèi)壁中，擴(kuò)大開(kāi)口 146縮進(jìn)到殼體119的正好在第二開(kāi)口端137內(nèi)部的內(nèi)壁中。殼體119可以是金屬和/或防生物污損的材料，諸如以上所討論的那些。環(huán)形唇部142具有比腔室144大的內(nèi)徑，并基本均勻地延伸到殼體119的內(nèi)部，并與第一開(kāi)口端136鄰接。環(huán)形唇部142的寬度與探測(cè)器頭102的頸部103的寬度成比例，以使得頸部103的端部座置在環(huán)形唇部142上，并且第一開(kāi)口端136抵靠探測(cè)器頭102的環(huán)形支座116座置。在殼體119的近端134處的擴(kuò)大開(kāi)口 146基本均勻地延伸到殼體119的內(nèi)部，并與第二開(kāi)口端137鄰接。擴(kuò)大開(kāi)口 146具有比腔室144大的內(nèi)徑，并可具有比環(huán)形唇部142大的內(nèi)徑。擴(kuò)大開(kāi)口 146提供接納縮小環(huán)148的優(yōu)點(diǎn)，這增大了用于將殼體119與電連接器106 (具體地，電連接器106上的外殼126)連接的表面積。增大的表面積提供更強(qiáng)固的結(jié)合，具體地，組件之間更強(qiáng)固的焊接結(jié)合以及改進(jìn)的水密密封。現(xiàn)在參照?qǐng)D7-8，縮小環(huán)148具有穿過(guò)其的中心孔150，并具有頭152和頸部154。頸部154具有比頭152小的外徑，就這點(diǎn)而論，在環(huán)周圍限定檐口(eave) 156。縮小環(huán)148(具體地，頭152)限定縮小環(huán)148的頂部158，并且頸部154限定底部164。頭152還限定環(huán)的外表面，該外表面包括圓周側(cè)壁160和在圓周側(cè)壁160與頂部158之間的肩部162。探測(cè)器100 (比如，圖2A、圖3和圖4中的那些探測(cè)器)使用圖12的公開(kāi)的新方法來(lái)組裝。所述方法包括步驟602，該步驟提供與第一電連接器106連接的電路板120或120’。電路板120可與傳感器連接。所述方法包括步驟604、步驟606和步驟608，步驟604在電路板120或120’上方滑動(dòng)殼體119或219，步驟606通過(guò)水密密封將殼體的第一端部與第一電連接器106密封地連接，步驟608通過(guò)水密密封來(lái)密封殼體的第二端部。將殼體的第一端部與第一電連接器密封地連接的步驟606可包括將這兩個(gè)組件焊接在一起。所述焊接可以是任何已知的技術(shù)，優(yōu)選地，可在組件之間形成水密密封并且將不損傷探測(cè)器的任一部分(特別是電路板)的技術(shù)。所述焊接可以是弧焊、MIG、TIG、 激光、電子束、電阻、超聲或等離子體焊接過(guò)程。一些焊接技術(shù)可對(duì)與電路板焊接貼近的地方提供太多熱量。優(yōu)選地，所述焊接是激光焊接。激光焊接是需要僅從正被焊接的零部件的一側(cè)進(jìn)入焊接區(qū)的非接觸式方法。隨著強(qiáng)激光快速地加熱材料(通常僅花費(fèi)幾毫秒)，形成焊接。激光焊接提供的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在處理期間添加的熱量最少。該優(yōu)點(diǎn)使激光焊接對(duì)于需要在電子器件附近進(jìn)行焊接的薄切片或產(chǎn)品是理想的。低熱量輸入與光學(xué)方法(而不是電方法)組合還意味著工裝設(shè)計(jì)和材料中的更大的靈活性。激光焊接的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是一般不添加填充材料。無(wú)論它是整個(gè)零部件設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)還是這兩者的組合，成功的激光焊接的一個(gè)要素都是組件沿著焊接區(qū)保持緊密接觸。理想的焊接結(jié)合應(yīng)該在組件之間不具有間隙。在搭接焊接結(jié)合構(gòu)造中尤其如此。即使零部件之間的最細(xì)小空間也可以是持續(xù)強(qiáng)固的焊接與根本沒(méi)有焊接之間的差異。對(duì)接焊接結(jié)合或滾焊焊接結(jié)合的容限稍微大一點(diǎn)。因?yàn)榧す夂附邮窃跊](méi)有填充金屬的益處下最常進(jìn)行的，所以形成填角(fillet)的材料必須從正被焊接的部分“抽出”。在圖1-4的實(shí)施例中，傳感器容納在與電路板120連接的探測(cè)器頭102內(nèi)，并且通過(guò)水密密封來(lái)密封殼體119的第二端部131的步驟608包括將第二端部131與探測(cè)器頭102密封地連接在一起，優(yōu)選地，通過(guò)使用激光焊接。探測(cè)器頭102可包括限定用于殼體119的第二端部131的環(huán)形支座116的頸部103，以使得將這兩個(gè)組件通過(guò)激光焊接在一起的步驟包括將殼體119的第二端部131焊接到探測(cè)器頭102的頸部103。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括提供縮小環(huán)148并優(yōu)選地通過(guò)激光焊接將縮小環(huán)148與中空殼體119的開(kāi)口端137密封地連接的步驟。將縮小環(huán)148與殼體119密封地連接的步驟優(yōu)選地在插入電路板120的步驟之前發(fā)生。其后，密封地連接開(kāi)口端137的步驟包括優(yōu)選地通過(guò)激光焊接將縮小環(huán)148焊接到電連接器106的外殼126?？s小環(huán)148被設(shè)計(jì)成為了更強(qiáng)固的焊接而填充殼體119的開(kāi)口端137的擴(kuò)大開(kāi)口 146與電連接器106之間的間隙?？s小環(huán)148還提供形成焊接的“填角”的附加材料。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)在電連接器106上方滑動(dòng)遠(yuǎn)端132并滑動(dòng)到與探測(cè)器頭102接合來(lái)在電路板120上方滑動(dòng)殼體119。在另一個(gè)實(shí)施例中，在電路板上方從探測(cè)器頭102開(kāi)始滑動(dòng)殼體119。一旦所述方法完成，就形成了探測(cè)器100 (例如，類似于圖2A、圖3和圖4中的那些探測(cè)器)。探測(cè)器100包括在縮小環(huán)148與殼體119的近端134之間的第一焊接180、在探測(cè)器頭102的頸部103與殼體119的遠(yuǎn)端132之間的第二焊接183、以及在縮小環(huán)148與電連接器106的外殼126之間的第三焊接184。第一焊接180和第二焊接182在圖8中可被更清楚地查看；其中，縮小環(huán)148被示出為被插入到擴(kuò)大開(kāi)口 146中，此時(shí)頸部154與擴(kuò)大開(kāi)口 146的內(nèi)表面相鄰，并且檐口 156抵靠殼體119的近端134座置。這些表面提供更大的表面積，縮小組件之間的間隙，并提供用于放置第一焊接180的附加材料。同樣，縮小環(huán)148的中心孔150位于與電連接器106的外殼126相鄰以提供更大的表面積，縮小組件之間的間隙，并提供用于第三焊接184的附加材料。外殼126的端部可包括加厚部分或端部127，該加厚部分或端部127通過(guò)附加材料加固以增強(qiáng)焊接和/或保護(hù)下面的電連接器106以免暴露到來(lái)自焊接方法的熱的影響。電路板120與電連接器106連接，并且探測(cè)器頭102優(yōu)選地且有利地在被插入到殼體119中之前是可操作單元?？刹僮鲉卧ú僮鱾鞲衅?、測(cè)試傳感器和/或電路板的功能、校準(zhǔn)傳感器、和/或?qū)﹄娐钒暹M(jìn)行編程的能力。因此，所述方法可包括測(cè)試電路板120 以確定傳感器正在運(yùn)轉(zhuǎn)和/或在將電路板120插入到殼體119中之前校準(zhǔn)傳感器的附加步驟。所述方法還可包括將探測(cè)器頭102與電路板120的第一端部130連接的步驟，該步驟可包括將引線129從探測(cè)器頭102焊接到電路板120。在另一個(gè)實(shí)施例中，連接探測(cè)器頭102的步驟可包括將探測(cè)器頭102接入到電路板120的第一端部130上的連接器(諸如以上所討論的那些連接器)中。所述方法還可包括將電連接器106與電路板120的第二端部131連接的步驟。像探測(cè)器頭102那樣，電連接器106的連接可包括將電連接器106的引線129焊接到電路板120、或者將探測(cè)器頭102接入到電路板120的第二端部131上的電連接器106 (諸如以上所討論的那些連接器)中?，F(xiàn)在參照?qǐng)D13，探測(cè)器100可通過(guò)包括以下步驟的方法來(lái)組裝(I)提供電路板的步驟622，所述電路板與電連接器連接，并與容納在探測(cè)器頭內(nèi)的傳感器連接；(2)在所述電路板上方滑動(dòng)具有第一端部和第二端部的殼體的步驟624 ; (3)通過(guò)水密密封將殼體的第一端部與電連接器密封地連接的步驟626 ;和(4)通過(guò)水密密封將殼體的第二端部與探測(cè)器頭密封地連接的步驟628。所述電路板可操作為操作傳感器，并且優(yōu)選地在電路板上方滑動(dòng)殼體之前是可操作的。當(dāng)被組裝時(shí)，探測(cè)器100可監(jiān)測(cè)環(huán)境(通常為探測(cè)器頭102周圍的環(huán)境)的參數(shù)，尤其是當(dāng)通過(guò)電連接器106與另一個(gè)設(shè)備連接時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器100可與探測(cè)裝置300連接，探測(cè)裝置300被構(gòu)造為接納本文所公開(kāi)的探測(cè)器的電連接器106 (圖14)。在另一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器100可連接至傳感器適配器290 (圖11)、數(shù)據(jù)記錄器、計(jì)算機(jī)、手持監(jiān)測(cè)單元、或者能夠與探測(cè)器連接并與其中的傳感器通訊以監(jiān)測(cè)傳感器周圍的環(huán)境的任何其它設(shè)備。在另一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器100可安裝在多探測(cè)器組裝件或者如美國(guó)專利6，779，383中所示的、用擦拭元件擦拭的探測(cè)裝置中，所述擦拭元件不僅清潔所公開(kāi)的探測(cè)器100，而且還清潔其它探測(cè)器中的其它傳感器。現(xiàn)在參照?qǐng)D9A-10，公開(kāi)了具有殼體219、縮小環(huán)148、第一電連接器106 (比如上述那些電連接器)、電路板120’的探測(cè)器本體200，殼體219優(yōu)選地是中空的大致圓柱形的管，該管具有限定開(kāi)口 236的遠(yuǎn)端232和限定開(kāi)口 237的近端234，電路板120’容納在與第一電連接器106連接的殼體219內(nèi)，并在與第一電連接器106相對(duì)的端部處與第二電連接器212連接。殼體219可以是金屬和/或防生物污損的材料，諸如以上所討論的那些。殼體219具有基本均勻的外徑，但是具有多個(gè)不同的內(nèi)徑。殼體219的內(nèi)徑總體大于電路板120’，以使得殼體219易于以足夠的空隙在電路板120’上方滑動(dòng)，以避免碰撞殼體219上的電路板120’以及可能損傷電路板120’或者其組件之一。殼體219的內(nèi)部(在圖10中查看最佳)具有在遠(yuǎn)端232處的腔體238、在近端234處的擴(kuò)大開(kāi)口 246和在它們之間的腔室244。分離腔體238與腔室244的可以是用于座置平臺(tái)210的環(huán)形肩部242，平臺(tái)210具有在其中的或者從其延伸的第二電連接器212。腔體238的大小一般能接納可更換探測(cè)器頭(未示出)，但是在申請(qǐng)人于本申請(qǐng)同一天提交的專利申請(qǐng)序號(hào)12/774，081、“可更換探測(cè)器頭(REPLACEABLE PROBE HEAD)”(其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文)中詳細(xì)描述了腔體238。腔體238包括正好在開(kāi)口 236內(nèi)部的環(huán)形溝槽240，環(huán)形溝槽240縮進(jìn)到腔體的臂中，并圍繞其外圍延伸。環(huán)形溝槽240被成形和定位為接納從可更換探測(cè)器頭的耦合構(gòu)件突出的連接部件(例如，扣合特征)。意識(shí)到，雖然環(huán)形溝槽是優(yōu)選的，但是其它部件是可 以的。在殼體219的近端234處的擴(kuò)大開(kāi)口 246基本均勻地延伸到殼體219的內(nèi)部，并與開(kāi)口 237鄰接。擴(kuò)大開(kāi)口 246具有比腔室244大的內(nèi)徑，并且甚至可具有比腔體238大的內(nèi)徑。擴(kuò)大開(kāi)口 246有利地接受縮小環(huán)148的頸部154，以為將組件焊接在一起提供更大的表面積。電路板120’主要容納在腔室244中，并與具有第二電連接器212的平臺(tái)210連接。平臺(tái)210 (在圖9B和圖10中查看最佳)座置在環(huán)形肩部242上，優(yōu)選地，平臺(tái)210通過(guò)水密密封(例如，通過(guò)環(huán)氧粘合劑、硅膠RTV、灌封(potting)化合物、或者用于形成水密密封的任何其它合適的填料)粘附到環(huán)形肩部242。平臺(tái)210還可包括將可更換探測(cè)器頭250鎖到探測(cè)器本體200的部件；例如，第一插片216和第二插片217是不同的形狀，以使得僅存在用于將可更換探測(cè)器頭250插入到腔體238中并與第二電連接器212連接的一個(gè)方位。如“可更換探測(cè)器頭”專利申請(qǐng)中所解釋的，將可更換探測(cè)器頭250鎖到探測(cè)器本體200的可替換手段是可應(yīng)用的。第二電連接器212可以是電連接器，例如，具有從平臺(tái)210遠(yuǎn)離電路板120’延伸的針腳或插孔的凹形頭、卡邊緣連接器、印刷電路板連接器、USB連接器、或者任何其它已知的或后來(lái)開(kāi)發(fā)的、可將可更換探測(cè)器頭250中的傳感器與探測(cè)器本體200中的電路板120’連接的連接器。如圖9B所示，第二電連接器212是具有六個(gè)插孔的凹形頭。然而，這些插孔中的一個(gè)或多個(gè)可被連線到電路板；例如，它可具有未使用的插孔。在電路板120’與平臺(tái)210相對(duì)的端部，電路板120’通過(guò)引線129與電連接器106連接。電連接器106可以是電連接器，優(yōu)選地，該電連接器包括至少一個(gè)插銷122和至少一個(gè)插孔124，優(yōu)選地，插銷122和插孔124是濕式耦合連接器。電連接器106可包括外殼126，外殼126包圍電連接器106的至少一部分(優(yōu)選地，與殼體219的近端234相鄰的部分)，以提供用于通過(guò)水密密封將連接器附連到近端234的表面。外殼126可以是金屬和/或防生物污損的材料，諸如以上所討論的那些。在一個(gè)實(shí)施例中，殼體219和外殼126由相同材料組成，并可例如通過(guò)激光焊接來(lái)被彼此固定地附接。為了增強(qiáng)殼體219與外殼126之間的附接，可將縮小環(huán)418插入到殼體219的擴(kuò)大開(kāi)口 246中，以提供用于焊接的更大的表面積。電連接器106可包括連接卡圈108，連接卡圈108被可滑動(dòng)地接納在外殼126上，以用于將探測(cè)器本體200與另一個(gè)設(shè)備(例如，探測(cè)裝置)中的端口連接。卡圈108可以是帶螺紋的卡圈。電連接器106可包括在環(huán)形溝槽128中的、縮進(jìn)到外殼126的與殼體219相對(duì)的端部中的止動(dòng)環(huán)204，其將卡圈108固定在電連接器106上。圖9A-10的探測(cè)器可根據(jù)圖12的方法來(lái)組裝。與圖9A-10的探測(cè)器類似的探測(cè)器包括容納在可與電路板120’連接的探測(cè)器頭250 (例如，可更換探測(cè)器頭250)內(nèi)的傳感器。電路板120’包括與其連接的第二電連接器212，第二電連接器212可與探測(cè)器頭250內(nèi)的傳感器連接。這里，密封殼體的第二端部232的步驟608包括通過(guò)水密密封將第二電連接器212與殼體219密封地連接，例如，通過(guò)在第二電連接器212與殼體219之間涂覆密 封劑。如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，第二電連接器212從殼體的第二端部232內(nèi)部被定位在殼體219內(nèi)。電連接器212可包括包圍它的平臺(tái)210，并且密封地連接電連接器212的步驟可包括通過(guò)水密密封將殼體219內(nèi)的平臺(tái)210粘附到例如環(huán)形肩部242。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括提供縮小環(huán)148并將縮小環(huán)148通過(guò)激光焊接到殼體219的開(kāi)口 237的步驟。將縮小環(huán)148通過(guò)激光焊接到殼體219的步驟優(yōu)選地在插入電路板120’的步驟之前發(fā)生。其后，通過(guò)激光焊接開(kāi)口 237的步驟包括將縮小環(huán)148通過(guò)激光焊接到電連接器106的外殼。縮小環(huán)148在本實(shí)施例中提供以上所討論的相同優(yōu)點(diǎn)。所述方法還可包括例如通過(guò)下述方式將電連接器106與電路板120’的第二端部232連接的步驟，S卩，將引線129焊接到電路板120’，或者將引線129接入到電路板120’的第二端部232上的電連接器106 (諸如凹形頭、卡邊緣連接器、印刷電路板連接器、USB連接器、或者任何其它已知的或后來(lái)開(kāi)發(fā)的連接器)中。一旦探測(cè)器本體200被組裝，探測(cè)器本體200就包括在縮小環(huán)148與殼體219的近端234之間的第一焊接280以及在縮小環(huán)148與電連接器106的外殼126之間的第二焊接282。圖10示出了被插入到擴(kuò)大開(kāi)口 246中的縮小環(huán)148，此時(shí)頸部154與擴(kuò)大開(kāi)口的內(nèi)表面相鄰，并且檐口 156抵靠殼體219的端部座置，中心孔150與電連接器106的外殼126相鄰。本文所公開(kāi)的組裝探測(cè)器無(wú)論是像探測(cè)器100的探測(cè)器，還是具有與其連接的可更換探測(cè)器頭的探測(cè)器本體200，都可監(jiān)測(cè)環(huán)境(通常，探測(cè)器頭周圍的環(huán)境)的參數(shù)。所述探測(cè)器可通過(guò)電連接器106與另一個(gè)設(shè)備連接，以用于環(huán)境和/或水監(jiān)測(cè)應(yīng)用，例如，如圖14所示的探測(cè)裝置300。參照?qǐng)D14，在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器100或具有可更換探測(cè)器頭102的探測(cè)器200可與探測(cè)裝置300 (比如被改進(jìn)為包括本文所公開(kāi)的探測(cè)器的美國(guó)專利6，779，383中所述的探測(cè)裝置)連接。探測(cè)裝置300包括具有各種感測(cè)能力的多個(gè)探測(cè)器。例如，探測(cè)裝置300可包括濁度傳感器310、溶解氧傳感器312、具有可更換探測(cè)器頭102的探測(cè)器200，可更換探測(cè)器頭102在一個(gè)實(shí)施例中包括pH電極和/或ORP電極、溫度-導(dǎo)電性傳感器318和傳感器318，傳感器318可以是葉綠素或若丹明傳感器。探測(cè)裝置300還可包括擦拭元件320，擦拭材料(諸如泡沫橡膠擦拭墊)纏繞擦拭元件320，并從其延伸超過(guò)傳感器的直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，擦拭件安裝在例如濁度傳感器310上。擦拭介質(zhì)可以是用于清潔傳感器的表面的刷子324。在另一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器100可連接至傳感器適配器290、數(shù)據(jù)記錄器、計(jì)算機(jī)、手持監(jiān)測(cè)單元、或者能夠與探測(cè)器連接并與其中的傳感器通訊以監(jiān)測(cè)傳感器周圍的環(huán)境的任何其它設(shè)備。傳感器周圍的環(huán)境可以是，但不限于，空氣、氣體、蒸汽、水和/或分析物。對(duì)于探測(cè)器100和探測(cè)器本體200的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是殼體219可在一個(gè)或多個(gè)焊接結(jié)合處被切割。焊接結(jié)合的位置足夠遠(yuǎn)離電路板120’，以使得這樣的切割不損傷電路板120，并可通過(guò)重新焊接來(lái)重新組裝。殼體219的可移除性使得可修復(fù)電路板120’、或者更換電路板120’的組件、或者更換電連接器106或探測(cè)器頭102。因此， 可修復(fù)探測(cè)器，而不是簡(jiǎn)單地丟棄探測(cè)器，這為制造商和用戶提供了成本節(jié)省。再次，所述焊接優(yōu)選地是激光焊接。將意識(shí)到，雖然已參照特定實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是可進(jìn)行許多修改和變更而不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種組裝探測(cè)器的方法，所述方法包括 提供與第一電連接器連接的電路板，所述電路板可與傳感器連接； 在所述電路板上方滑動(dòng)殼體，所述殼體包括第一端部和第二端部； 通過(guò)水密密封將所述殼體的第一端部與所述第一電連接器密封地連接；和 通過(guò)水密密封來(lái)密封所述殼體的第二端部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，將所述第一端部與所述第一電連接器密封地連接的步驟包括將它們通過(guò)激光焊接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述第一電連接器是用于將所述電路板與監(jiān)測(cè)設(shè)備連接的濕式耦合連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述傳感器容納在可與所述電路板連接的探測(cè)器頭內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述電路板與第二電連接器連接，所述第二電連接器可與所述探測(cè)器頭內(nèi)的傳感器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，密封所述殼體的第二端部的步驟包括通過(guò)水密密封將所述第二電連接器與所述殼體密封地連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，密封地連接所述第二電連接器的步驟包括在所述第二電連接器與所述殼體之間涂覆密封劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第二電連接器從所述第二端部?jī)?nèi)部被定位在所述殼體內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述傳感器容納在探測(cè)器頭內(nèi)，所述探測(cè)器頭與所述電路板連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，密封所述第二端部的步驟包括將所述殼體的第二端部與所述探測(cè)器頭密封地連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，將所述第二端部與所述探測(cè)器頭密封地連接的步驟包括將它們通過(guò)激光焊接在一起。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述探測(cè)器頭包括限定用于所述殼體的第二端部的支座的頸部，并且所述激光焊接包括將所述殼體的第二端部與所述探測(cè)器頭的頸部焊接在一起。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在所述電路板上滑動(dòng)所述殼體的步驟包括在所述第一電連接器上方滑動(dòng)所述殼體的第二端部并滑動(dòng)到與所述探測(cè)器頭接合。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述第一電連接器包括外殼，并且將所述殼體的第一端部與所述第一電連接器密封地連接的步驟包括將所述殼體的第一端部與所述外殼連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括提供縮小環(huán)，并且在將所述殼體與所述第一電連接器密封地連接之前將所述縮小環(huán)與所述殼體的第一端部密封地連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述縮小環(huán)與所述殼體密封地連接的步驟包括將所述縮小環(huán)和所述殼體通過(guò)激光焊接在一起，并且將所述殼體與所述第一電連接器密封地連接的步驟包括將所述殼體的所述縮小環(huán)與所述第一電連接器通過(guò)激光焊接在一起。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述電路板可操作為在所述電路板上方滑動(dòng)所述殼體之前操作所述傳感器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括 在所述電路板上方滑動(dòng)所述殼體之前，測(cè)試所述傳感器或者校準(zhǔn)所述傳感器。
19.一種組裝探測(cè)器的方法，所述方法包括 提供與電連接器連接并與容納在探測(cè)器頭內(nèi)的傳感器連接的電路板； 在所述電路板上滑動(dòng)殼體，所述殼體包括第一端部和第二端部； 通過(guò)水密密封將所述殼體的第一端部與所述電連接器密封地連接；和 通過(guò)水密密封將所述殼體的第二端部與所述探測(cè)器頭密封地連接； 其中，所述電路板可操作為在所述電路板上方滑動(dòng)所述殼體之前操作所述傳感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述探測(cè)器頭包括限定用于所述殼體的第二端部的支座的頸部，并且將所述殼體的第二端部與所述探測(cè)器頭密封地連接的步驟包括將所述殼體的第二端部與所述探測(cè)器頭的頸部通過(guò)激光焊接在一起。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括提供縮小環(huán)，并在將所述殼體與所述第一電連接器密封地連接之前將所述縮小環(huán)與所述殼體的第一端部密封地連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，將所述縮小環(huán)與所述殼體密封地連接的步驟包括將所述縮小環(huán)與所述殼體通過(guò)激光焊接在一起，并且將所述殼體的第一端部與所述第一電連接器密封地連接的步驟包括將所述殼體的縮小環(huán)與所述第一電連接器通過(guò)激光焊接在一起。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述第一電連接器包括外殼，并且將所述殼體的第一端部與所述第一電連接器密封地連接的步驟包括將所述殼體的第一端部與所述外殼連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括 在所述電路板上滑動(dòng)所述殼體之前，測(cè)試所述傳感器或者校準(zhǔn)所述傳感器。
全文摘要
一種組裝探測(cè)器的方法包括提供可與傳感器連接并與第一電連接器連接的電路板，并在電路板上方滑動(dòng)具有第一端部和第二端部的殼體。所述方法包括通過(guò)水密密封將殼體的第一端部與第一電連接器密封地連接，并通過(guò)水密密封來(lái)密封殼體的第二端部。還公開(kāi)了一種通過(guò)所公開(kāi)的方法制成的探測(cè)器和包括通過(guò)所公開(kāi)的方法制成的探測(cè)器的探測(cè)裝置。
文檔編號(hào)G01D11/24GK102884402SQ201180022391
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者R·A·麥茲格爾 申請(qǐng)人:Ysi公司