專利名稱：可更換的探測(cè)器頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可更換的探測(cè)器頭，更特別地，涉及一種具有傳感器(諸如電極)并具有用于可密封地連接探測(cè)器頭與探測(cè)器本體的連接器的可更換的探測(cè)器頭。
背景技術(shù)：
具有傳感器的探測(cè)器是已知的，但是在過(guò)去，一旦傳感器作廢，特別是當(dāng)電極型傳感器的儲(chǔ)液罐耗盡時(shí)，就丟棄整個(gè)探測(cè)器。在“智能探測(cè)器”之前，這可能還不是太昂貴，但是現(xiàn)在，探測(cè)器(像本文所公開的那些)承載具有存儲(chǔ)器和許多其它功能的板上電路板，直接就扔掉整個(gè)探測(cè)器是昂貴的。為了解決這個(gè)問(wèn)題和滿足這個(gè)盼望已久的需要，申請(qǐng)人已研發(fā)了一種使得探測(cè)器的容納電路板的本體可被重新利用的可更換的探測(cè)器頭。在本文所公開的實(shí)施例中，僅丟棄探測(cè)器頭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是用于與包含電子器件的探測(cè)器本體一起使用的可更換和/或可丟棄的探測(cè)器頭。所述探測(cè)器頭包括殼體，該殼體裝入傳感器和與該傳感器電耦合的電連接器的至少一部分。當(dāng)探測(cè)器頭與探測(cè)器本體可拆卸地連接時(shí)，電連接器將電耦合傳感器與探測(cè)器本體中的電子器件。為了形成可拆卸連接，殼體包括被定位為將殼體與探測(cè)器本體可拆卸地連接的耦合構(gòu)件。耦合構(gòu)件可以是具有扣合特征的柔性開口環(huán)，所述扣合特征例如是從開口環(huán)的外表面突出以用于將探測(cè)器頭與探測(cè)器本體耦合的環(huán)形脊部。所述開口環(huán)可朝向閉合環(huán)位置壓縮以使探測(cè)器頭與探測(cè)器本體耦合，展開以將探測(cè)器頭與探測(cè)器本體互連，并可再次壓縮以解開探測(cè)器頭。本發(fā)明的另一方面是用于監(jiān)測(cè)環(huán)境的至少一個(gè)參數(shù)的、包括可更換的探測(cè)器頭的探測(cè)器。所述探測(cè)器包括探測(cè)器本體，其裝入電子器件，所述電子器件包括第一電連接器，所述第一電連接器與探測(cè)器本體電耦合，并至少部分被探測(cè)器本體裝入；和探測(cè)器頭，其裝入傳感器和與該傳感器電耦合的第二電連接器的至少一部分。探測(cè)器頭或探測(cè)器本體包括被定位為將探測(cè)器頭與探測(cè)器本體彼此可拆卸地連接的耦合構(gòu)件。通過(guò)第一電連接器與第二電連接器連接，耦合構(gòu)件將探測(cè)器頭與探測(cè)器本體可拆卸地連接，以使探測(cè)器頭的傳感器與探測(cè)器本體的電子器件電耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器本體還具有與探測(cè)器本體中的電子器件電耦合的第三電連接器。第三電連接器可與監(jiān)測(cè)設(shè)備(例如，探測(cè)器)連接，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備可操作探測(cè)器(特別是，探測(cè)器本體的電子器件(因此，探測(cè)器頭中的傳感器))和/或與探測(cè)器(特別是，探測(cè)器本體的電子器件(因此，探測(cè)器頭中的傳感器))通訊。第三電連接器可以是可濕式耦配的連接器。


圖1是具有可更換的探測(cè)器頭的探測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。圖2是圖1的探測(cè)器的分解裝配圖。圖3是不具有固定夾的可更換的探測(cè)器頭的側(cè)視圖。圖4是沿著線4-4截取的圖3的可更換的探測(cè)器頭的截面圖。圖5-6是可更換的探測(cè)器頭的可替換實(shí)施例的連接器端視圖。圖7是可更換的探測(cè)器頭的固定夾的俯視圖。圖8是圖7的固定夾的前視圖。圖9是探測(cè)器本體的截面圖。圖10是圖1的探測(cè)器的截面圖。圖11-12是探測(cè)器本體的可替換實(shí)施例的遠(yuǎn)端視圖。圖13是可更換的探測(cè)器頭的另一實(shí)施例的前視圖。圖14是包括圖1的探測(cè)器的探測(cè)器的俯視透視圖。圖15是探測(cè)器的一個(gè)實(shí)施例的分解裝配圖。
具體實(shí)施例方式以下具體描述將示出本發(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，示出了探測(cè)器(總體被指定為100)，其具有遠(yuǎn)端130和近端131，并可包括可移除探測(cè)器頭102、連接器106、連接套環(huán)(collar) 108和具有一個(gè)或多個(gè)窗口 113的防護(hù)裝置112，可移除探測(cè)器頭102可通過(guò)耦合構(gòu)件110與探測(cè)器本體104可移除地耦合。當(dāng)探測(cè)器100通過(guò)連接器106 (可選地，通過(guò)連接套環(huán)108)與另一設(shè)備連接時(shí)，探測(cè)器100可使用容納在探測(cè)器頭102內(nèi)的傳感器114來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境(典型地是探測(cè)器的遠(yuǎn)端130 (BP,探測(cè)器頭)周圍的環(huán)境)的參數(shù)。連接套環(huán)108可帶有用于將探測(cè)器與所述設(shè)備中的端口連接的螺紋。連接器106可包括固定套環(huán)108 (S卩，阻止套環(huán)滑動(dòng))的止動(dòng)環(huán)228。參照?qǐng)D14，在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器100可與被改進(jìn)為包括本文所公開的探測(cè)器的探測(cè)裝置500 (比如，美國(guó)專利6，779，383中所描述的探測(cè)裝置)連接。探測(cè)裝置500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500可包括濁度(turbidity)傳感器510、溶解氧傳感器512、探測(cè)器100、溫度-傳導(dǎo)傳感器516和傳感器518，探測(cè)器100具有可更換的探測(cè)器頭，在一個(gè)實(shí)施例中，可更換的探測(cè)器頭包括PH電極和/或ORP電極，傳感器518可以是葉綠素(chlorophyll)或若丹明(rhodamine)傳感器。探測(cè)裝置500還可包括擦拭元件520，擦拭介質(zhì)(諸如泡沫橡膠擦拭墊)纏繞擦拭元件520，并從其延伸超過(guò)它被安裝在其上的傳感器的直徑，圖14中的濁度傳感器510是用于清潔傳感器的表面的刷子524。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、數(shù)據(jù)記錄器、計(jì)算機(jī)、手持監(jiān)測(cè)單元、或者能夠連接至探測(cè)器并與其中的傳感器通訊以監(jiān)測(cè)傳感器周圍的環(huán)境的任何其它的移動(dòng)或固定數(shù)據(jù)收集平臺(tái)。探測(cè)器100包括容納在殼體118內(nèi)的傳感器114，殼體118限定可更換的探測(cè)器頭102的至少一部分。傳感器114可以接近探測(cè)器100的遠(yuǎn)端130周圍的環(huán)境。在一個(gè)實(shí)施例(比如，圖1中的實(shí)施例)中，傳感器114可從殼體118突出并被防護(hù)裝置112包圍?？筛鼡Q的探測(cè)器頭102可包括殼體118，殼體118可以是中空的、大致圓柱形的管，套管117固定地附接到該管的一端?？筛鼡Q的探測(cè)器頭102還可包括與遠(yuǎn)端130相對(duì)地被定位在套管上的耦合構(gòu)件110。耦合構(gòu)件將可更換的探測(cè)器頭102與探測(cè)器本體104 (具體地，與第二殼體119)可移除地耦合?？筛鼡Q的探測(cè)器頭102 (具體地，其殼體118、套管117和防護(hù)裝置112)可以為塑料材料，諸如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)度有助于使以下所述的窗口 113、插片129、129’、狹槽182、182’和/或環(huán)形溝槽116、120、122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。所述塑料材料還應(yīng)該適合于形成水密殼體，具體地，在鄰接件之間具有水密帶。因?yàn)榭筛鼡Q的探測(cè)器頭102經(jīng)常在具有顯著深度的水下被使用，并且當(dāng)它下降時(shí)經(jīng)歷增大的壓力，所以水密帶是重要的。如果出現(xiàn)間隙，則水可能進(jìn)入可更換的探測(cè)器頭102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(acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer)、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SABIC Innovative Plastics購(gòu)買，市售商標(biāo)名為Ultem 。如圖2的裝配圖所示，可更換的探測(cè)器頭102可被插入到探測(cè)器本體104中(優(yōu)選地，使用線性力)，以通過(guò)水密密封將可更換的探測(cè)器頭102與探測(cè)器本體104耦合?？筛鼡Q的探測(cè)器頭102可能需要被部分插入到探測(cè)器本體104中并被旋轉(zhuǎn)以與下述部件對(duì)準(zhǔn)，所述部件將可更換的探測(cè)器頭102鎖到探測(cè)器本體104，以用于在施加進(jìn)一步的力將可更換的探測(cè)器頭102推壓到探測(cè)器本體104中之前形成適當(dāng)?shù)倪B接?？筛鼡Q的探測(cè)器頭102通過(guò)耦合構(gòu)件110與探測(cè)器本體104可移除地耦合，并可通過(guò)下述方式來(lái)移除，即，致動(dòng)(t匕如，壓縮)耦合構(gòu)件110，并用與用于插入可更換的探測(cè)器頭102的力相反的線性力拉動(dòng)耦合構(gòu)件110。現(xiàn)在參照?qǐng)D1-4，可更換的探測(cè)器頭102具有第一端部184和第二端部186、殼體118、耦合構(gòu)件110和防護(hù)裝置112，殼體118容納傳感器114和與傳感器114電耦合的電連接器171的至少一部分，耦合構(gòu)件110被定位為將殼體118與探測(cè)器本體104可拆卸地連接，防護(hù)裝置112保護(hù)傳感器114的一部分可被定位在其中的第一端部184。在一個(gè)實(shí)施例中，殼體118可以是具有耦合構(gòu)件110的單塊體，耦合構(gòu)件110與該單體塊被一體地形成或者作為單獨(dú)組件被形成。在另一個(gè)實(shí)施例中，殼體118可包括可具有耦合構(gòu)件的套管117，再次，該耦合構(gòu)件與套管117被一體地形成或者作為單獨(dú)組件被形成。殼體118 (在圖3-4中觀看最佳)具有第一端部150和第二端部158，并可以是大致圓柱形的中空殼體。第一端部150限定第一開口 152，并在其鄰近第一開口的外表面上包括第一連接部件156，第一開口 152可包括一個(gè)或多個(gè)端口 199 (圖10)。第一連接部件156可以是連續(xù)或不連續(xù)的突起，諸如夾子、扣合特征、螺紋、或者可將防護(hù)裝置112固定地附接到殼體118的其它連接特征。第一端部150可具有比殼體的中心部分15小的外徑，這方便將防護(hù)裝置112安裝在第一端部150上方。在可替換實(shí)施例中，所述突起可以在防護(hù)裝置112的內(nèi)部，并且第一端部150將替代性地具有鄰近第一開口 152的、被適當(dāng)定位和成形的凹槽。第一端部150還可具有比殼體118的中心部分小的內(nèi)徑，以使得在第一端部150過(guò)渡到殼體的中心部分的位置處形成環(huán)形肩部154。環(huán)形肩部150可用于將一個(gè)或多個(gè)傳感器114安裝在殼體的第一端部150內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，防護(hù)裝置112可安裝在第一端部150的內(nèi)部，而不是它的上方，并且這兩個(gè)組件都將被相應(yīng)地成形和構(gòu)造。如上所述的防護(hù)裝置112可固定地附接到可更換的探測(cè)器頭的殼體118的第一端部150。防護(hù)裝置包括在防護(hù)裝置112的遠(yuǎn)端的一個(gè)或多個(gè)窗口 113。防護(hù)裝置112可以是大致圓柱形的中空套管，其至少部分安裝在殼體118的第一端部150上方，以將一個(gè)或多個(gè)窗口 113定位在防護(hù)裝置112周圍的環(huán)境可以使用可更換的探測(cè)器頭102的傳感器114或電極114’的位置處。第一殼體118的第二端部158限定第二端部中的開口 159，并包括在其鄰近開口159的外表面上的第二連接部件160。第二連接部件160可以是以上所討論的用于第一連接部件156的相同連接部件中的任何一個(gè)，并且可與殼體118上的第一連接部件156相同或不同。第二端部158可具有比殼體118的中心部分小的外徑，這方便第二端部158接納套管117。第二端部158的外徑可與殼體的第一端部150的外徑相同，但是不限于此。在另一個(gè)實(shí)施例中，套管117可安裝在第二端部158的內(nèi)部，并且這兩個(gè)組件將被相應(yīng)地成形和構(gòu)造。套管117具有遠(yuǎn)端162和近端164。遠(yuǎn)端162限定具有比套管117的中心部分176大的內(nèi)徑的第一開口 166。第一環(huán)形臺(tái)階178形成在套管117的內(nèi)部、遠(yuǎn)端162過(guò)渡到中心部分176的位置處。當(dāng)它被插入到套管117的開口的第一端部166中時(shí)，第一環(huán)形臺(tái)階178充當(dāng)用于殼體118的第二端部158的止動(dòng)器或支座。遠(yuǎn)端162可包括正好在第一端部166內(nèi)部的、縮進(jìn)到其壁中的環(huán)形溝槽或者適當(dāng)成形和定位的凹槽。所述溝槽或凹槽接納第一殼體118的第二端部158的用于水密連接的連接部件160。套管117和殼體118優(yōu)選地固定地附接在一起。在可替換實(shí)施例中，套管117可與殼體118形成一體。如果是這樣，則第二連接部件160將不存在。套管117的外部可包括縮進(jìn)在其中的一個(gè)或多個(gè)環(huán)形溝槽116、120、122。第一環(huán)形溝槽116可被定位為最鄰接殼體118，并且其寬度可以足以接納耦合構(gòu)件110。套管117可包括在第一環(huán)形溝槽116與套管的近端164之間的第二環(huán)形溝槽120。第二環(huán)形溝槽120可被成形為接納第一密封構(gòu)件124(例如0形環(huán)等)。在另一個(gè)實(shí)施例中，在第二環(huán)形溝槽120與套管117的近端164之間可存在被成形為接納第二密封構(gòu)件126的第三環(huán)形溝槽122。雖然本文所述的實(shí)施例具有三個(gè)環(huán)形溝槽(其中兩個(gè)溝槽用于接納密封構(gòu)件)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到可使用任何數(shù)量的溝槽和密封構(gòu)件。密封構(gòu)件124、126 (圖2)在可更換的探測(cè)器頭102與探測(cè)器本體104之間提供水密密封。套管117的近端164限定具有比套管117的中心部分176小的內(nèi)徑的第二開口168。就這點(diǎn)而論，第二環(huán)形臺(tái)階179形成在套管117的內(nèi)部、中心部分176過(guò)渡到第二開口 168的位置處。第二環(huán)形臺(tái)階179具有座置在其上的電路板170 (諸如印刷電路板)，其具有從電路板170延伸到第二開口 168中或者從電路板170延伸通過(guò)第二開口 168的電連接器171。電連接器171可以是下述頭部，該頭部具有從第二開口 168延伸的針腳或插孔、卡邊緣連接器、印刷電路板連接器、USB連接器、或者可將傳感器114或電極114’與容納在探測(cè)器本體104內(nèi)的電路或電路板170連接的任何其它已知的或后來(lái)開發(fā)的連接器。在圖3-6中的實(shí)施例中，電連接器171為具有至少一個(gè)有源針腳的凸形頭部。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，并非頭部上的所有針腳都需要與頭部的相對(duì)側(cè)的電路板170連接。雖然所示的頭部具有六個(gè)針腳，但是電連接器不限于此。電路板170可粘附到套管117，以將它固定到位并形成水密密封。填料180可存在于電連接器171與第二開口 168之間。合適的填料180密封套管117的第二開口 168，以使得水不能進(jìn)入并損壞連接器171、電路板170或傳感器114的組件。填料180可以是提供開口的第二端部168的水密防護(hù)密封的粘合劑、聚合物或其它樹脂。例如，填料180可以是環(huán)氧樹脂、硅膠RTV、灌封化合物、或者用于形成水密密封的任何其它合適的填料。與電連接器171相對(duì)地與電路板170連接的是延伸通過(guò)套管117進(jìn)入到殼體118中并將傳感器114和/或其組件與電連接器171連接的至少一根引線174。套管117的近端164還可包括將可更換的探測(cè)器頭102鎖到探測(cè)器本體104的部件。在圖3-5的實(shí)施例中，鎖住可更換的探測(cè)器頭102的部件是從套管117的近端164縱向延伸的一個(gè)或多個(gè)插片129、129’。第一插片129和第二插片129’可具有與圖5中所示的形狀不同的形狀，以使得僅存在用于將可更換的探測(cè)器頭102插入到探測(cè)器本體104中以正確地連接電連接器171與探測(cè)器本體104中的電路板170的一個(gè)方位。因此，如圖11所見，探測(cè)器本體104的接納電連接器171的第一開口 136具有被構(gòu)造為接納第一插片129的第一狹槽214和被構(gòu)造為接納第二插片129’的第二狹槽215。在圖6的實(shí)施例中，鎖住可更換的探測(cè)器頭102的部件可以是切入到套管117的近端164’中的一個(gè)或多個(gè)狹槽182、182’，這些狹槽優(yōu)選地具有不同的形狀。因此，如圖12所見，探測(cè)器本體104的接納電連接器171的第一開口 136具有被構(gòu)造為分別被接納在可更換的探測(cè)器頭102的狹槽182、182'中的第一插片217和第二插片217。將兩個(gè)部分鎖在一起的許多其它手段是已知的，并且在這里可被等同地應(yīng)用。例如，套管117的近端164可具有在其外表面上的突起，該突起剛好放入縮進(jìn)的、使探測(cè)器本體104的接納套管117的端部的內(nèi)壁縱向減小的狹槽中。容納在可更換的探測(cè)器頭102內(nèi)的傳感器114可包括多個(gè)組件，包括電極114’(圖10)、窗口、隔膜、或者被定位在殼體118的第一端部150中或者從殼體118的第一端部150延伸(優(yōu)選地，被定位在第一端部150中的端口 199中或者從第一端部150中的端口 199延伸)的其它表面。電極114’可以是離子選擇電極。任何合適的離子選擇電極或者這樣的電極的組合可被探測(cè)器頭102容納。例如，pH電極、氧化還原電位電極、溶解氧電極、傾向選擇亞硝酸根離子、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。在一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器頭102容納pH電極。在另一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器頭102容納氧化還原電位電極。在又一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器頭102容納pH電極和氧化還原電位電極這二者。圖10中表示了具有兩個(gè)傳感器(具體地，從殼體118的第一端部150延伸的兩個(gè)電極114’ )的探測(cè)器100的實(shí)施例。電極114’具有它們的傳感器組件198，這些傳感器組件198容納在殼體118內(nèi)，并通過(guò)例如傳感器連接器200或者電引線與電引線174連接。傳感器組件198是針對(duì)將被監(jiān)測(cè)的參數(shù)而選擇的特定傳感器或電極通常所需的那些組件。關(guān)于PH電極，傳感器組件198可包括傳感器貯備器，所述貯備器包含在用傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)所消耗的反應(yīng)物，例如，電介質(zhì)填充液(諸如KCl);與貯備器流體連通的pH玻璃電極；導(dǎo)線，諸如浸泡在氯化銀中以將信號(hào)從溶液傳遞到傳感器連接器200的純銀導(dǎo)線；以及單獨(dú)的或者被構(gòu)建到pH電極本身中的參考電極。關(guān)于氧化還原電位電極，傳感器組件198可包括與PH電極類似的組件，諸如浸泡在被包含電解質(zhì)填充液(諸如KCl)的貯備器包圍的氯化銀中的純銀導(dǎo)線，除了貴金屬(諸如鉬、金或銀)、而不是PH玻璃用作測(cè)量元件之外。用于其他類型的電極或傳感器的傳感器組件198是已知的，并可被容納在殼體118內(nèi)。耦合構(gòu)件110可以是使得可通過(guò)可拆卸的水密連接使探測(cè)器頭102與探測(cè)器本體104配合以及它們各自的電連接器171、212配合的任何連接特征?，F(xiàn)在參照?qǐng)D7-8，耦合構(gòu)件110是具有狹槽111的柔性開口環(huán)110。在一個(gè)實(shí)施例中，開口環(huán)110大致為C形。環(huán)110和狹槽111的柔性使得開口環(huán)110可至少壓縮或擠壓到下述程度，即，當(dāng)壓力在狹槽111的兩側(cè)施加于環(huán)110時(shí)，狹槽111可閉合，當(dāng)壓力去除時(shí)，狹槽111將返回到其原始位置。因此，開口環(huán)110可如圖7中的箭頭A所示那樣朝向閉合環(huán)位置壓縮或擠壓(pinchable)。開口環(huán)110還可以展開，以使得它可展開以使狹槽111變寬，具體地，以使得開口環(huán)110可在套管117上方滑動(dòng)到第一環(huán)形溝槽116中。耦合構(gòu)件110的外部(在圖8中觀看最佳)包括上部部分192和下部部分193，上部部分192限定開口的遠(yuǎn)端190，下部部分193限定開口的近端191。上部部分192總體具有比下部部分193大的外徑。環(huán)形臺(tái)階196被限定在上部部分192過(guò)渡到下部部分193的位置處。下部部分193包括扣合特征128。當(dāng)扣合特征128圍繞開口環(huán)110的外周延伸時(shí)，扣合特征128通常為環(huán)形扣合特征?？酆咸卣?28的前緣194可呈小于90°的斜角，以幫助將扣合特征128推壓到探測(cè)器本體104中。扣合特征128優(yōu)選地為如圖8所示的環(huán)形突起，但是不限于此。內(nèi)部和外部扣合特征和/或其它懸臂式扣合特征全都是公知的，并且可應(yīng)用于此。
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開口環(huán)110的優(yōu)點(diǎn)是可更換的探測(cè)器頭102可容易地被任何人移除和更換。這樣的組件通常被稱為“現(xiàn)場(chǎng)可更換的”，這消除了將探測(cè)器發(fā)送到制造商來(lái)更換探測(cè)器頭。柔性開口環(huán)110在被插入時(shí)將探測(cè)器頭102和探測(cè)器本體104可拆卸地鎖在一起。開口環(huán)110在被插入到探測(cè)器本體104中期間被壓縮，并且由于其柔性，一旦被插入，就向外展開到與探測(cè)器本體104嚙合。在圖10的實(shí)施例中，開口環(huán)110的扣合特征128展開到與例如探測(cè)器本體104中的環(huán)形溝槽嚙合。用戶可通過(guò)下述方式來(lái)更容易地插入探測(cè)器頭102，即，在將探測(cè)器頭102插入到探測(cè)器本體104中或者開始將探測(cè)器頭102插入到探測(cè)器本體104中的同時(shí)，朝向閉合環(huán)位置A擠壓開口環(huán)110。當(dāng)準(zhǔn)備更換探測(cè)器頭102時(shí)(S卩，當(dāng)板上貯備器用光，探測(cè)器頭不再工作時(shí)、等等)，用戶朝向閉合環(huán)位置擠壓柔性開口環(huán)110，以使開口環(huán)110脫離探測(cè)器本體104。用戶可在拇指與同一只手的至少一個(gè)手指之間擠壓開口環(huán)110。在擠壓開口環(huán)110的同時(shí)，用戶將探測(cè)器頭102與探測(cè)器本體104拉開，從而脫離它們各自的電連接器171、212?，F(xiàn)在，可丟棄已廢的探測(cè)器頭102，并用新的探測(cè)器頭更換。在圖13中，在可更換頭陣頭部302上示出了耦合構(gòu)件110的可替換實(shí)施例?？筛鼡Q的探測(cè)器頭302具有整體式殼體318，其具有限定第一開口 352的遠(yuǎn)端384和限定第二開口 368的近端386。這里，環(huán)形扣合特征328整體地形成在殼體318的耦合構(gòu)件319上。耦合構(gòu)件319整體具有比殼體318的其余部分小的外徑，以使得環(huán)形臺(tái)階378被限定在從耦合部分319過(guò)渡到殼體318的主體的位置處。耦合構(gòu)件319的外部還可包括縮進(jìn)在其中的一個(gè)或多個(gè)環(huán)形溝槽。第一環(huán)形溝槽320可以在扣合特征328與近端386之間。第一環(huán)形溝槽320可被成形為接納密封構(gòu)件(例如，O形環(huán)等)。耦合構(gòu)件319還可包括在第一環(huán)形溝槽320與近端386之間的、也被成形為接納密封構(gòu)件的第二環(huán)形溝槽322。雖然圖13在耦合部分319中示出了兩個(gè)環(huán)形溝槽，但是實(shí)施例不限于此。本實(shí)施例具有有效的耦合機(jī)制，但是探測(cè)器頭302可能需要由制造商或受過(guò)訓(xùn)練的技術(shù)人員更換。在另一個(gè)實(shí)施例中，耦合構(gòu)件110可以是夾子、按鈕接納孔徑連接、螺紋、或者方便探測(cè)器頭102與探測(cè)器本體104之間的可拆卸連接的其它連接特征。這些可替換耦合構(gòu)件可單獨(dú)使用或者與以上所討論的開口環(huán)110組合使用或者彼此組合使用。這些實(shí)施例中的任何一個(gè)可包括提供探測(cè)器頭102與探測(cè)器本體104之間的水密密封的0形或其它密封構(gòu)件?，F(xiàn)在參照?qǐng)D9，探測(cè)器本體104具有第二殼體119，其優(yōu)選地為中空的、具有遠(yuǎn)端132和近端134的大致圓柱形的管。遠(yuǎn)端132限定第一開口 136，近端134限定第二開口137。殼體119具有基本一致的外徑，但是具有內(nèi)徑不同的三個(gè)內(nèi)部分段。殼體119的內(nèi)部具有在遠(yuǎn)端132處的腔體138、在近端134處的擴(kuò)大開口 146和在它們之間的腔室144。腔體138具有比腔室144小的內(nèi)徑，以使得環(huán)形肩部142被限定在腔體138與腔室144之間的過(guò)渡位置處。腔體138的尺寸通常適于接納包括耦合構(gòu)件110的扣合特征128的可更換的探測(cè)器頭102的第二端部186。正好在第一開口 136的內(nèi)部的是縮進(jìn)到腔體的臂中并圍繞其外周延伸的環(huán)形溝槽140。當(dāng)可更換的探測(cè)器頭102與探測(cè)器本體104連接時(shí)，環(huán)形溝槽140被成形和定位為接納從耦合構(gòu)件110突出的扣合特征128。意識(shí)到，雖然環(huán)形溝槽是優(yōu)選的，但是其它縮進(jìn)部件也是可以的。例如，其它縮進(jìn)部件可包括形成在腔體臂中的多個(gè)凹槽，這些凹槽被布置為與可更換的探測(cè)器頭102的第二端部186的多個(gè)突起一致對(duì)準(zhǔn)。在第二殼體119的近端134處的擴(kuò)大開口 146大致均勻地延伸到殼體119的內(nèi)部中，并與近端134所限定的第二開口 137鄰接。擴(kuò)大開口 146具有比腔室144大的內(nèi)徑，并且甚至可具有比腔體138大的內(nèi)徑。擴(kuò)大開口 146的益處(特別是，與組裝和焊接組裝件相關(guān)的益處)在本申請(qǐng)人的與本申請(qǐng)同一天提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)12/773，995、“PROBEAND PROCESS OF ASSEMBLING SAID PROBE”(“組裝工藝申請(qǐng)”)中進(jìn)行了解釋，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此通過(guò)引用并入本文。第二殼體119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。例如，第二殼體119可以是鈦、不銹鋼、鎳、銅和它們的合金。在一個(gè)實(shí)施例中，第二殼體119是鈦。在另一個(gè)實(shí)施例中，第二殼體119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，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)、燒基酹(alkyl-phenols)、有機(jī)錫化合物(organotin compounds)、抗菌素(antibiotics)或者它們的混合物)的尼龍?，F(xiàn)在參照作為圖1的實(shí)施例的截面的圖10，探測(cè)器100包括以上所討論的可更換的探測(cè)器頭102和探測(cè)器本體104的特征，可更換的探測(cè)器頭102包括作為耦合構(gòu)件110的開口環(huán)，探測(cè)器本體104具有容納電路板220 (諸如印刷電路板)的殼體119。電路板220主要容納在腔室144中，并與具有延伸通過(guò)其的第二電連接器212的平臺(tái)210連接。平臺(tái)210座置在環(huán)形肩部142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)粘附到環(huán)形肩部142。平臺(tái)210和第二連接器212還被示出在從第一開口 136俯看第二殼體119的腔體138的圖11-12的端視圖中。第二電連接器212可與以上所述的第一電連接器171相同，但是其構(gòu)造將與第一電連接器171配合。如圖10所示，第一連接器171是具有六個(gè)針腳的凸形頭部，第二電連接器212是具有接納這些針腳的六個(gè)插孔的凹形頭部。連接器106在與平臺(tái)210相對(duì)的端部通過(guò)引線222與電路板222連接。連接器106包括至少一個(gè)銷釘224和至少一個(gè)插孔225。優(yōu)選地，銷釘224和插孔225是可濕式耦配的連接器。連接器106還可包括外殼226，其包圍連接器106的至少一部分，優(yōu)選地，包圍與第二殼體119的近端134相鄰的部分以提供用于通過(guò)水密密封將連接器106附連到近端134的表面。殼體226可以是金屬和/或防生物污損的材料(諸如以上關(guān)于第二殼體119所討論的那些金屬和材料)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二殼體119和外殼226由相同材料組成,并可例如通過(guò)如焊接方法申請(qǐng)中所公開的激光焊接將彼此固定地附接。為了增強(qiáng)第二殼體119與外殼226之間的附接，縮小環(huán)148可被插入到第二殼體119的擴(kuò)大開口 146中以提供用于焊接的增大的表面積。連接器106可包括在外殼226上的套環(huán)108，套環(huán)108通過(guò)止動(dòng)環(huán)228固定在外殼226上，止動(dòng)環(huán)228與第二殼體119相對(duì)地安裝在縮進(jìn)到外殼228的端部中的環(huán)形溝槽內(nèi)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D15，在另一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器(總體被指定為400)具有探測(cè)器本體404，探測(cè)器本體404包括可插入凸形端部208和耦合構(gòu)件410，在可插入凸形端部208中具有第一電連接器，耦合構(gòu)件410被定位為將探測(cè)器本體404與探測(cè)器頭402可拆卸地耦合。第一電連接器可類似于以上關(guān)于圖3-6所述的那些電連接器?？刹迦胪剐味瞬?08可以是探測(cè)器本體第二殼體419’的一部分，并且在一個(gè)實(shí)施例中，與第二殼體419形成一體。在另一個(gè)實(shí)施例中，可插入凸形端部408是附接到殼體419的單獨(dú)組件?？刹迦胪剐味瞬?08還可包括一個(gè)或多個(gè)密封構(gòu)件，諸如0形環(huán)424和對(duì)準(zhǔn)插片429。如所示的耦合構(gòu)件410是具有狹槽411和扣合特征428的開口柔性環(huán)。開口柔性環(huán)410還可具有上述特征中的任何一個(gè)。類似于上述探測(cè)器，探測(cè)器400還可包括連接器106和帶螺紋的套環(huán)108。探測(cè)器本體404還包括容納在第二殼體419內(nèi)以與探測(cè)器頭402中的傳感器通訊的電子器件(例如，電路板)。探測(cè)器頭402具有容納傳感器和第二電連接器的第一殼體418。第一殼體418包括用于接納探測(cè)器本體404的凸形端部408的凹形端部459。第二電連接器優(yōu)選地被定位在凹形端部459中，以使得探測(cè)器頭402中的傳感器可與探測(cè)器本體404中的電子器件電耦合。凹形端部459和第二電連接器可類似于以上關(guān)于圖10-12的探測(cè)器本體所述的那些端部和電連接器。當(dāng)與圖2和圖15的實(shí)施例進(jìn)行比較時(shí)，圖2的實(shí)施例可以是優(yōu)選的，因?yàn)樗筛子诟鼡Q具有耦合構(gòu)件和0形環(huán)的探測(cè)器頭，而不是更換探測(cè)器本體上的0形環(huán)。0形環(huán)在多次使用之后可能磨損或破裂。0形環(huán)上的磨損可阻止0形環(huán)提供水密密封。因此，在圖15的實(shí)施例中，每次更換探測(cè)器頭時(shí)，就需要更換0形環(huán)。在另一個(gè)實(shí)施例中，探測(cè)器可安裝在多探測(cè)器組裝件或者如美國(guó)專利6，779，383中所示的探測(cè)裝置中，并用擦拭元件進(jìn)行擦拭，所述擦拭元件不僅清潔所公開的探測(cè)器100，而且還清潔其它探測(cè)器中的其它傳感器。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如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種可從包含電子器件的探測(cè)器本體拆卸的探測(cè)器頭，所述探測(cè)器頭包括 殼體，其裝入傳感器和與所述傳感器電耦合的電連接器的至少一部分，所述殼體包括被定位為將所述殼體與所述探測(cè)器本體可拆卸地連接的耦合構(gòu)件； 其中，所述電連接器可與所述探測(cè)器本體中的電子器件電連接，以使所述傳感器與所述探測(cè)器本體的電子器件電耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)器頭，其中，所述探測(cè)器頭是可丟棄的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)器頭，其中，所述耦合構(gòu)件包括柔性開口環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探測(cè)器頭，其中，所述柔性開口環(huán)包括扣合特征。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的探測(cè)器頭，其中，所述扣合特征包括從所述開口環(huán)的外表面突出的環(huán)形脊部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探測(cè)器頭，其中，所述柔性開口環(huán)可壓縮以使所述耦合構(gòu)件脫離所述探測(cè)器本體，以使得所述探測(cè)器頭可從所述探測(cè)器本體拆卸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探測(cè)器頭，其中，壓縮所述柔性開口環(huán)縮小所述環(huán)的直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探測(cè)器頭，其中，所述殼體還包括套管，所述套管具有所述柔性開口環(huán)座置在其上的第一支座。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的探測(cè)器頭，其中，所述套管包括密封環(huán)座置在其上的第二支座。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測(cè)器頭，其中，所述耦合構(gòu)件與所述殼體形成一體。
11.一種用于監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)的探測(cè)器，所述探測(cè)器包括 探測(cè)器本體，其裝有電子器件，所述電子器件具有第一電連接器，所述第一電連接器與所述探測(cè)器本體電耦合，并被所述探測(cè)器本體至少部分地裝入；和 探測(cè)器頭，其裝入傳感器和與所述傳感器電耦合的第二電連接器的至少一部分， 其中，所述探測(cè)器頭或所述探測(cè)器本體包括耦合構(gòu)件，所述耦合構(gòu)件被定位為將所述探測(cè)器頭和所述探測(cè)器本體彼此可拆卸地連接； 其中，通過(guò)所述第一電連接器與所述第二電連接器連接，所述耦合構(gòu)件將所述探測(cè)器頭和所述探測(cè)器本體可拆卸地連接，以使所述探測(cè)器頭的傳感器與所述探測(cè)器本體的電子器件電I禹合。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的探測(cè)器，其中，所述探測(cè)器頭是可丟棄的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的探測(cè)器，其中，所述探測(cè)器頭和所述探測(cè)器本體通過(guò)水密密封可拆卸地連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的探測(cè)器，其中，所述耦合構(gòu)件包括柔性開口環(huán)，所述柔性開口環(huán)包括扣合特征。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的探測(cè)器，其中，所述扣合特征包括從所述開口環(huán)的外表面突出的環(huán)形脊部。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的探測(cè)器，其中，所述柔性開口環(huán)可朝向閉合位置擠壓以使所述耦合構(gòu)件脫離，以使得所述探測(cè)器頭可從所述探測(cè)器本體拆卸。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的探測(cè)器，其中，所述探測(cè)器頭包括所述柔性開口環(huán)，并且所述探測(cè)器本體包括接納所述柔性開口環(huán)的扣合特征的環(huán)形溝槽，并且其中，所述扣合特征被接納在所述環(huán)形溝槽中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的探測(cè)器，其中，所述探測(cè)器頭還包括套管，所述套管具有所述柔性開口環(huán)座置在其上的第一支座。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的探測(cè)器，其中，所述套管包括密封環(huán)座置在其上的第二支座。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的探測(cè)器，其中，所述探測(cè)器本體包括所述柔性開口環(huán)，并且所述探測(cè)器頭包括接納所述柔性開口環(huán)的扣合特征的環(huán)形溝槽，并且其中，所述扣合特征被接納在所述環(huán)形溝槽中。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的探測(cè)器，其中，所述探測(cè)器本體的電子器件還包括與其電耦合的第三電連接器。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的探測(cè)器，其中，所述第三電連接器是可與監(jiān)測(cè)設(shè)備連接的可濕式耦配的連接器。
23.根據(jù)權(quán)利要求11所述的探測(cè)器，其中，所述探測(cè)器頭或所述探測(cè)器本體包括用于所述第一電連接器與所述第二電連接器的單向連接的對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件。
全文摘要
公開了一種可從包含電子器件的探測(cè)器本體拆卸的探測(cè)器頭。所述探測(cè)器頭包括殼體，所述殼體裝入傳感器和與該傳感器電耦合的電連接器的至少一部分。所述殼體具有被定位為將所述殼體與所述探測(cè)器本體可拆卸地連接的耦合構(gòu)件，并且當(dāng)所述探測(cè)器頭和探測(cè)器本體耦合時(shí)，所述電連接器使所述傳感器與探測(cè)器本體中的電子器件電耦合。
文檔編號(hào)G01D11/24GK103038608SQ201180022396
公開日2013年4月10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C·J·帕拉西斯, M·T·詹姆斯 申請(qǐng)人:Ysi公司