Die Erfindung betrifft eine Temperaturmesssonde mit einer hohlen Aussenhülle, die aus einem elektrisch leitfähigen Abschnitt dem Temperaturmessspieß und einen elektrisch isolierten Abschnitt mit dem Griff besteht, mit mindestens einem als Resonator ausgebildeten, im elektrisch leitfähigen Temperaturmessspieß angeordneten Temperatursensor, welche/r elektrisch leitend mit einer Kommunikationseinheit, zur drahtlosen Übermittlung der Temperaturinformation, wie z.B. mit einer Antenne, verbunden ist/sind.

In der DE 10 2004 047 756 B4 wird eine Temperaturmesssonde zur Erfassung einer Temperaturinformation vorbeschrieben, welche von mindestens zwei Innentemperaturen in verschiedenen Bereichen des Gargutes abhängig ist. Bei dieser Lösung sind Schwingquarze mittels eines hochtemperaturtauglichen, leitfähigen Klebstoffs auf einem aus einer Dickschichtkeramik gefertigten Schaltungsträger verklebt.

Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass Schwingquarze lediglich für den Temperaturbereich von - 40° C bis + 120° C eingesetzt werden können. Zudem erschwert die stark nicht lineare Temperatur-Frequenz-Kennlinie der Schwingquarze sehr stark den Kalibrierprozess.

Gleichzeitig führt der zwingend Anwendung findende leitfähige Klebstoff gerade in Verbindung mit dem Einsatz von Schwingquarzen, mit zunehmender Lebensdauer des Temperaturmessspießes, zu Frequenzänderungen und so zu einer Verfälschung der Temperaturkennlinie.

Daneben weisen die eingesetzten Schwingquarze zudem eine alterungsbedingte, durch Oxidation hervorgerufene Frequenzdrift auf, die mit zunehmender Lebensdauer zu einer Änderung der Eigenfrequenz, und damit über die Einsatzzeit zu nicht zu vernachlässigenden Messfehlern führt.

Um nun zumindest die durch korrosive Fremdgase oxidationsbedingte Frequenzdrift zu behindern, wird bei der Lösung nach der DE 10 2004 047 756 B4 der Innenraum des Temperaturmessspießes, mit den dort angeordneten Schwingquarzen, mittels einer Glaslotdurchführung hermetisch abgedichtet, so dass ein während eines Herstellungsprozesses erzeugtes Vakuum, oder ein während der Befüllung des Innenraumes des Temperaturmessspießes mit einem Edelgas, beispielsweise mit Argon, erzeugter definierter Unterdruck Bestand hat.

Daher ist das für die Herstellung der Temperaturmesssonde nach der DE 10 2004 047 756 B4 benötigte Herstellungsverfahren sehr material- und fertigungsintensiv und daher auch sehr kostenaufwendig.

Daneben hat der aus Dickschichtkeramik gefertigte Schaltungsträger den Nachteil, dass dieser sehr leicht durch äußerer Belastungen, wie Schlag-, Stoßoder Biegebeanspruchung zerbrochen werden kann, so dass zudem der aus Dickschichtkeramik gefertigte Schaltungsträger auch noch im Temperaturmessspieß sehr exakt lagepositioniert werden muss.

Zur Lagesicherung des aus Dickschichtkeramik gefertigten Schaltungsträgers müssen im Inneren des Temperaturmessspießes, den Schwingquarzen jeweils zugeordnet, Baugruppenträger aus Blech angeordnet werden.

Auch diese im Innern des Temperaturmessspießes zwingend zu positionierenden Baugruppenträger erhöhen zwangsläufig nochmals den Fertigungsaufwand und haben auch noch weitere zusätzliche Herstellungskosten zur Folge.

Eine andere mit einer Außenhülle versehene Temperaturmesssonde ist aus der DE 10 2005 015 028 A1 bekannt. Auch bei dieser Lösung weist die Außenhülle einen elektrisch leitfähigen Abschnitt, den Temperaturmessspieß, und einen elektrisch isolierten Abschnitt, den Griff, auf.

In der hohlen Außenhülle des Temperaturmessspießes, dem elektrisch leitfähigen Abschnitt sind mehrere als Resonatoren ausgebildete Temperatursensoren mit jeweils separaten Zuleitungen angeordnet.

In der Serienfertigung ist die exakte Positionierung dieser mit separaten Zuleitungen versehenen Resonatoren im Temperaturmessspieß sehr fertigungsintensiv und kostenaufwendig.

Um nun die im elektrisch isolierten Abschnitt angeordnete, mit den Zuleitungen elektrisch leitend verbundene, als verkürzter Monopol ausgebildete Antenne, wie in der Antennentechnik zur Erzielung einer größtmöglichen Leistungsübertragung üblich, hinsichtlich der Impedanz besser an den Resonator anzupassen, weist diese Lösung eine Verlängerungsspule auf.

Dies ist bei verkürzten Monopolen erforderlich, da diese im allgemeinen eine sehr geringe Impedanz aufweisen und dadurch die Leistungsübertragung vom und zum Resonator deutlich eingeschränkt wird.

Um nun die in der Antennentechnik übliche Impedanzanpassung der Antenne an den Resonator platzsparender zu gestalten, stellte man sich in der DE 10 2007 019 403 B3 nun die Aufgabe bei einer Temperaturmesssonde für Haushaltsgeräte die Antenne kompakter auszubilden.

Dies wird in der Lösung nach der DE 10 2007 019 403 B3 in Verbindung mit einer als verkürzter Monopol ausgebildeten Antenne durch die Nutzung der Außenhülle, insbesondere des elektrisch isolierenden Abschnitts zur Impedanzanpassung, d.h. durch eine reproduzierbare Nutzung der Dachkapazität, erreicht.

Diese Dachkapazität wird zwischen der Antennenspitze und dem elektrisch leitenden Abschnitt der Außenhülle und einem dazwischen angeordneten, geeignet ausgewählten Dielektrikum gebildet.

Als Dielektrikum dient der elektrisch isolierende Abschnitt der Außenhülle, das Griffstück. Die Antenne und der elektrisch isolierende Abschnitt der Außenhülle, das Griffstück, werden gemäß dieser Lösung nach der DE 10 2007 019 403 B3 im Bezug auf Material und Ausdehnung derart aufeinander abgestimmt, dass, wie in der Antennentechnik zwischen Verbraucher (Antenne) und Generator (Sender) zur Erzielung einer größtmöglichen Leistungsübertragung stets angestrebt, deren Wirkwiderstand etwa dem des als Resonator ausgebildeten Temperatursensors der Temperaturmesssonde in dessen Arbeitsfrequenzbereich entspricht.

Dabei ist auf Grund der aus den, aus der Lösung nach der 10 2007 019 403 B3 resultierenden Beschränkungen in der Gestaltung der Griffgeometrie eine freie anwendungsorientierte Gestaltung der Temperaturmesssonde nicht möglich.

Zur elektrischen Verbindung ist, bei der letztgenannten Lösung, zwischen der Antenne und dem Temperatursensor eine Koaxialleitung angeordnet, deren Wirkwiderstand dem des Sensors entspricht. Dadurch ist einerseits eine gute und sichere Reproduzierbarkeit der Impedanzanpassung gegeben, doch hat diese Lösung auch den sehr wesentlichen Nachteil, und zwar, dass die Verbindung zwischen Antenne und Leitung, insbesondere zwischen der Koaxilaleitung und dem Sensor stets manuell hergestellt werden muss.

Jede manuelle Bearbeitung von Verbindungsstellen durch Löten ist nicht nur zeitaufwendig und erfordert einen sehr hohen Fertigungsaufwand, sondern erfordert gleichzeitig gerade bei solch sehr kleinen Bauteilen mit noch kleineren Lötpads sehr erfahrene hochqualifizierte Mitarbeiter, da um den Sensor am Kabel anzulöten, zunächst Anlöthilfen (z.B. "Gäbelchen") an das Kabel angelötet werden müssen. Diese verändern dann den Wellenwiderstand der Koaxialleitung und damit deren Wirkwiderstand. Dadurch wird jedoch die am "Idealmodell" ermittelte Impedanzanpassung vom jeweiligen manuellen Lötprozess beeinflusst und dies führt zwangsläufig zu einer Verschlechterung der theoretisch ermittelten, optimalen Sende- und Empfangsleistung der Temperaturmesssonde. Dabei erfordern diese Arbeiten nicht nur eine sehr ruhige Hand, sondern sie stellen auch eine hohe Belastung für die Augen der Bearbeiter dar.

Wobei in der Serienfertigung, aufgrund der manuell zu bearbeitenden, filigranen Lötstellen, weder mögliche Kurzschlüsse, mögliche kalte Lötstellen, oder auch Sensorbeschädigungen beim Anlöten keinesfalls ausgeschlossen werden können.

Doch nicht zuletzt sind diese Arbeitsplätze nicht nur mit einer hohen Belastung für die Augen verbunden, zudem ist der an diesen manuellen Lötarbeitsplätzen trotz modernster Absaugvorrichtungen, unvermeidbar auftretende Flussmitteldampf auch noch gesundheitsschädlich.

Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die Lösung nach der DE 10 2007 019 403 B3 für den Einsatz von mehrerern Sensoren in einem Temperaturmeßspieß ungeeignet ist, da gemäß dieser Lösung jeder Sensor mit einem separaten Koaxialkabel verbunden sein muss.

Die Anordnung mehrerer Sensoren erfordert bei dieser vg. Lösung daher zwangsläufig auch stets mehrere Koaxialkabel, wobei sich mit jedem Sensor dann der erforderliche, diese Koaxialkabel aufnehmende Mindestinnendurchmesser des jeweils benötigten Temperaturmessspießes vergrößert.

Diese mit jedem weiteren Sensor im Temperaturmessspieß zwangsläufig verbundene stetige Vergrößerung des Außendurchmessers des Temperaturmessspießes hat bei mehreren Sensoren auf Grund des erforderlichen Messspießaußendurchmessers zwangsläufig dann eine nachhaltiger Beschädigung des Messgutes (z.B. Braten) zur Folge, so dass derartige Meßspießdurchmesser dann nicht mehr für Temperaturmessungen in Back- oder Bratgut geeignet sind.

Hinzu kommt, dass bei mehreren Kabeln dann die Verbindung der Kabel mit der Antenne auch fertigungstechnische Schwierigkeiten bereitet.

Somit können mittels der in der DE 10 2007 019 403 B3 vorgestellten Lösung keine anwendungsoptimierten Mehrpunkttemperaturmesssonden hergestellt werden. Nachteil der in der DE 10 2007 019 403 B3 vorgestellten Lösung ist auch, dass in Verbindung mit der Einsatz findenden Lösung mit Monopolantenne ein großes Bezugspotential benötigt wird, so dass der Messspieß zwangsläufig tief in das Messgut eingestochen werden muss. Dies wiederum setzt großvolumiges Gargut, d.h. Gargut goßer Dicke, voraus.

Dabei ist bei Monopolantennen die Übertragungsweite so begrenzt, dass diese Lösung, wie in der Patentschrift, einschränkend auch angegeben, unter den oben genannten Einschränkungen zuverlässig auch nur in Haushaltsgeräte eingesetzt werden kann.

In großvolumigen Backöfen, wie beispielsweise in Industriebacköfen, ist diese Lösung keinesfalls zuverlässig einsetzbar.

Selbst eine Temperaturmessung am Backgut mit nur geringer, möglicher Einstechtiefe, ist mit der DE 10 2007 019 403 B3 vorgestellten Lösung wegen des Fehlens des zwingend erforderlichen großen Bezugspotentials nicht möglich.

Dabei kann die in der DE 10 2007 019 403 B3 vorgestellten Lösung, auf Grund der im Rahmen der Impedanzanpassung Anwendung findenden Werkstoffe, zudem auch nicht für die in Industriebacköfen üblichen Temperaturmeßbereiche von dauerhaft 250° C und kurzzeitig bis zu 310 °C eingesetzt werden.

In der DE 10 2007 018 245 A1 wird eine Temperatursonde für einen Ofen, ein Ofen und das Verfahren zum Betrieb eines Ofens beschrieben bei der die Positionierung der Temperaturmesssonde eine wesentliche Rolle spielt. Die benötigte Energie für die Sendemittel der Temperaturmesssonde wird bei dieser Lösung durch einen, zusätzlichen Bauraum benötigenden, wie auch die Ergonomie der Temperaturmesssonde beeinträchtigenden, Thermogenerator erzeugt, welcher während der Temperaturmessung, um Energie zu erzeugen , immer eine Temperaturdifferenz zwischen dem Inneren des Ofens und dem Backgut benötigt.

Bei zu geringen Temperaturdifferenzen kann daher der Fall eintreten, dass die erzeugte Energie für das Senden des Signals nicht mehr ausreicht. Aus der DE 29 35 282 A1 ist weiterhin eine drahtlose Temperaturüberwachungseinrichtung bekannt bei der das sensitive Element der Temperaturmesssonde ein Kristalloszillator ist, der seine Resonanzfrequenz mit der Temperatur ändert, so dass im Gegensatz zu monolithisch integrierten Resonatoren, bei dieser in der DE 29 35 282 A1 vorbeschriebenen Lösung, weitere Bauelemente für den Resonanzschwingkreis benötigt werden die einerseits die Fertigungskosten und andererseits den Bauraum, insbesondere den erforderlichen Durchmesser der Umhüllung, erhöhen und die dann unter hohen Temperaturen noch zudem in ihrer Funktion beeinträchtigt sein können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Temperaturmesssonde zu entwickeln, die im Aufbau der Temperaturmesssonde, selbst in der Griffgeometrie, eine nicht von einer Impedanzanpassung beeinflusste, d.h. einer variable den jeweiligen Bedürfnissen des Anwenders gerecht werdende Gestaltung ermöglichen soll, dabei robust schlag- und stoßunempfindlich aufgebaut sein soll, und selbst unter extremen Einsatzbedingungen bei hoher Zuverlässigkeit, d.h. ohne Änderungen der Temperaturkennlinie, eine hohe Lebensdauer gewährleisten soll, dabei eine von der jeweils Einsatz findenden Antennenbauform, wie auch von der Anordnung des/der Sensors/Sensoren im Messspieß unabhängige, kostengünstige und fertigungstechnisch einfache Impedanzanpassung ermöglichen soll, und die es ermöglicht die mit einer hohen Belastung für die Augen verbundenen, mit Absaugvorrichtungen für den Flussmitteldampf ausgestatteten manuellen Lötarbeitsplätzen, durch eine vollautomatisierte Fertigung zu ersetzen, so dass die aus der manuellen Fertigung resultierenden Kurzschlüsse, kalte Lötstellen, oder auch beim Anlöten auftretenden Sensorbeschädigungen ausgeschlossen werden können, wobei die erfindungsgemäße Lösung gleichzeitig eine fertigungstechnisch einfache Positionierung des/der Sensors/Sensoren gewährleisten soll, und die zudem im Mindestdurchmesser eines sehr schlanken Temperaturmessspießes, der von seinem Durchmesser her bei herkömmlicher Fertigung mit Koaxialkabeln die Integration von nur einen Sensor/Resonator ermöglichen soll, und ohne Vergrößerung des Innendurchmessers des Temperaturemessspießes über dessen Länge auch die Integration von mehreren Sensoren/Resonatoren (Mehrpunktsensoren mit unterschiedlichen Frequenzen) ermöglicht werden sollen, wobei die erfindungsgemäße Lösung bei entsprechender Materialauswahl selbstverständlich auch in höheren Temperaturbereichen eingesetzt werden soll, und zur Meßwertübertragung in speziellen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung, an Stelle der zumeist üblichen Monopolantennen, diese auch durch Dipolantennen ersetzt werden soll, wobei diese Ausführungsformen dann auch in Industriebacköfen, mit großen Innenräumen, eine sehr exakte Temperaturerfassung bei hoher Zuverlässigkeit und langer Lebensdauer gewährleisten sollen, und dabei die Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung mit Dipolantennen ein wesentlich geringes Bezugspotential aufweisen sollen, so dass Temperaturmesssonden mit Dipolantennen auch bei kleinvolumigem Gargut mit geringer möglicher Einstechtiefe des Messspießes sehr zuverlässige Meßergebnisse liefern soll, wobei für alle möglichen Ausführungsformen der zu entwickelnden Temperaturmesssonde charakteristisch sein soll, dass sie stets fertigungstechnisch einfach gefertigt und montiert, wie auch vollautomatisiert in Serie hergestellt werden können, und dabei selbst unter robusten Einsatzbedingungen bei hoher Zuverlässigkeit stets eine lange Lebensdauer gewährleisten sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Temperaturmesssonde nach den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zu den Ausführungsbeispielen gehörigen Darstellungen der möglichen Bauformen der erfindungsgemäßen Lösung.

Die Darstellungen zeigen dabei in der

Figur 1 : die Darstellung einer möglichen Bauform der erfindungsgemäßen

Temperaturmesssonde 1 ;

Figur 2 : die räumliche Explosivdarstellung der erfindungsgemäßen

Temperaturmesssonde 1 gemäß Figur 1 ;

Figur 3 : die räumliche Explosivdarstellung der erfindungsgemäßen in der

Figur 2 dargestellten Messtransfereinheit 31 in einer Bauform mit Monopolantenne 24 in der Draufsicht;

Figur 4 : die räumliche Darstellung / Zusammenbauzeichnung der in der

Figur 3 explosiv dargestellte erfindungsgemäßen Messtransfereinheit 31 in der Draufsicht;

Figur 5 : die Einzelheit B gemäß der Figur 4 ;

Figur 6 : die Einzelheit C gemäß der Figur 4 ;

Figur 7: die Schnittdarstellung der Einzelheit A gemäß Figur 1 (rechwinklig zur Schnittebene der Figur 6);

Figur 8 : die räumliche Darstellung der in der Figur 4 dargestellten

Messtransfereinheit 31 in der Rückansichtsicht;

Figur 9 die Einzelheit D gemäß der Figur 8 ; Figur 10 : die räumliche Darstellung des in den Figuren 2 bis 6 im eingebauten Zustand dargestellten Resonators 6 als Einzelteil in der Rückansicht;

Figur 1 1 : die räumliche Darstellung einer anderen Bauform eines

Resonators 6 (als Einzelteil) in der Rückansicht;

Figur 12 A : die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 mit einer

Monopolantenne 24 in monolithischer Bauform in der Seitenansicht;

Figur 12 B : die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 mit einer

Monopolantenne 24 in monolithischer Bauform in der Draufsicht mit mäanderförmig ausgebildeter Antennenleiterbahn 27;

Figur 12 C : die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 mit einer

Monopolantenne 24 inmonolitischer Bauform in der Draufsicht mit spiralförmig ausgebildeter Antennenleiterbahn 27;

Figur 12 D : die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 mit einer

Monopolantenne 24 in monolithischer Bauform in der Unteransicht;

Figur 13 A : die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 in einer Bauform mit einer Dipolantenne 25 in der Draufsicht;

Figur 13 B : die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 in der Bauform mit einer Dipolantenne 25 gemäß Figur 13 B in der Unteransicht; Figur 14 A : eine mögliche Bauform der Temperaturmesssonde 1 mit Dipolantenne 25 im Endmontagezustand;

Figur 14 B : eine weitere mögliche Bauform der Temperaturmesssonde 1 mit

Dipolantenne 25 im Endmontagezustand.

Die in der Figur 1 im Zusammenbau und in der Figur 2 räumlich und explosiv dargestellte Temperaturmesssonde 1 , besteht aus einer hohlen Aussenhülle 2, die aus einem elektrisch leitfähigen, aus einem metallischen Material gebildeten Abschnitt, dem Temperaturmessspieß 3, und einen elektrisch isolierten, aus einem nichtmetallischen Material gebildeten Abschnitt, dem Griff 4, gebildet wird.

In dem elektrisch leitfähigen Temperaturmessspieß 3 mit einer Spitze 5 sind mindestens ein oder auch mehrere, in der Bauform gemäß Figur 2 drei, als Resonatoren 6 ausgebildeten Temperatursensoren angeordnet.

Diese sind einerseits mit dem elektrisch leitfähigen Temperaturmessspieß 3 über den Masseleiter 7 und andererseits mit der im elektrisch isolierten Griff 4 angeordneten Antenne 8 über den Signalleiter 9 elektrisch leitend verbunden. Der Griff 4 wird von einer, insbesondere der Aufnahme der Antenne 8 dienenden, aus einem nicht elektrisch leitfähigen Hartstoff gebildeten Griffhülse 20 gebildet, auf der ein elastischen Griffstück 21 angeordnet ist, welches am freien Ende durch einen Deckel 22 verschlossen wird.

Die Figuren 3 bis 9 zeigen nun den Innenaufbau der erfindungsgemäßen Temperaturmesssonde 1 , die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 , mit den Details der erfindungsgemäßen Anordnung der einzelnen Bauteile und Baugruppen.

Diese erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 kann maschinell vorgefertigt werden und ermöglicht zudem eine fertigungstechnisch einfache, schnelle und exakte maschinelle Endmontage der erfindungsgemäßen Temperaturmesssonde 1. Erfindungswesentlich ist dabei, dass in der Temperaturmesssonde 1 ein plattenförmiger, aus einem elektrisch isolierendem Kunststoff bestehender Sensorträger 10 angeordnet ist, der als Grundkörper selbst unter hohen Temperaturbeanspruchungen langlebig ist und unter extremen Beanspruchungen über lange Zeit eine hohe, zuverlässige Biege- und Bruchsicherheit gewährleistet, dabei gut zu bearbeiten und zuverlässig mit leitfähigen Materialien zu beschichten ist.

Kennzeichnend ist weiterhin, dass auf den gegenüberliegenden Oberflächen 1 1 des Sensorträgers 10 beidseitig Massenleiterflächen 3 angeordnet sind, die in ihrer Gesamtheit als Masseleiter 7 dienen und mittels Durchkontakte 12 elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

Diese beidseitigen Massenleiterflächen 13 ermöglichen einerseits eine optimale Bestückung der Messtransfereinheit 31 und bewirken gleichzeitig, wie in Verbindung mit Figur 13 noch näher erläutert, dass der Wirkwiderstand des Sensorträger 10 unabhängig von der Anordnung des Sensorträgers 10 im Temperaturmessspieß 3, d.h. unabhängig vom Abstand zwischen dem Sensorträger 10 und der Innenwandung des Temperaturmessspießes 3, ist. Gleichzeitig bewirkt die beidseitige Anordnung der Massenleiterflächen 13, am Sensorträger 10 im Zusammenhang mit deren mechanischen Verbindung mittels der Durchkontakte 12 einerseits eine hoch zuverlässigen, biegestabilen Befestigung der Massenleiterflächen 13 am Sensorträger 10 und gleichzeitig eine Erhöhung der Biegesteifigkeit des erfindungsgemäßen Verbindungsbauteils, wodurch dieses sehr robust, schlag- und stoßunempfindlich wird und so selbst extremen Einsatzbedingungen gerecht werden kann.

Wesentlich ist in diesem Zusammenhang weiterhin, dass in den Massenleiterflächen 13 ein- oder beidseitig des Sensorträgers 10 Freiflächen

14 derart angeordnet sind, dass mittig in diesen Freiflächen 14 von der/den Massenleiterflächen 13 elektrisch isolierend beabstandet, Signalleiterbahnen

15 angeordnet sind, welche sofern sie beidseitig auf den gegenüberliegenden Oberflächen 1 1 des Sensorträger 10 angeordnet sind, untereinander mittels Durchkontakte 12 elektrisch leitend verbunden sind, und damit in ihrer Gesamtheit den Signalleiter 9 ausbilden.

Die Figur 6 zeigt die Einzelheit C gemäß der Figur 4 mit einem Abschnitt des Sensorträgers 10 mit der Masseleiterfläche 13, der innerhalb der Masseleiterfläche 13 angeordneten Freifläche 14 mit der Freiflächenbreite a, und der mittig in der Freifläche 14 angeordneten die Signalleiterbahn 15 mit der Signalleiterbahnbreite b.

Die zwischen der Masseleiterfläche 13 und der Signalleiterbahn 15 verbleibenden Bereiche der Freifläche 14 bilden die Isolationsschicht zwischen der Masseleiterfläche 13 und der Signalleiterbahn 15.

Der Wirkwiderstand des Sensorträges 10 ist bei der erfindungsgemäßen beidseitigen Anordnung von Masseleiterflächen 13 am Sensorträger 10 nur von der Freiflächenbreite a, der Signalleiterbahnbreite b und der Materialdicke d des Sensorträgers abhängig.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist auch, dass den jeweiligen Kontaktanordnungen am/an den eingesetzten Resonator/en 6 zugeordnet, in der resonatorseitigen Massenleiterfläche 13 eine/mehrere weitere, d.h. zusätzliche, Freifläche/n 14 angeordnet sein können, in der/den wiederum von der/den Massenleiterfläche/n 13 beabstandet, d.h. elektrisch isoliert Signalkontaktflächen 16 angeordnet sind, die mittels Durchkontakten 12 elektrisch leitend mit dem auf der gegenüberliegenden Oberfläche 1 1 des Sensorträgers 10 verlaufenden Signalleiter 9 verbunden sind.

Die Figur 7 zeigt die Einzelheit A gemäß der Figur 1 (rechwinklig zur Schnittebene der Figur 6) im Schnitt, mit einer Seitenansicht eines in einem (an sich beliebigen) Temperaturmessspieß 3 angeordneten erfindungsgemäßen Sensorträgers 10.

Die Wandabstände und h ₂ beschreiben den Abstand zwischen der Innenwandung des Temperaturmessspießes 3 und der jeweils benachbarten, sowohl auf der oberen als auch auf der unteren Oberfläche 1 1 des Sensorträgers 10 angeordneten Massenleiterfläche 13.

Der Parameter d ist die Materialdicke des Sensorträgers 10. Aufgrund der erfindungsgemäßen beidseitig am Sensorträger 10 angeordneten Massenleiterfläche 13 ist, wie bereits in Verbindung mit der Darstellung in Figur 6 erläutert der Wirkwiderstand des Sensorträges 10 bei der erfindungsgemäßen Lösung nur von der Freiflächenbreite a, der Signalleiterbahnbreite b und der Materialdicke d des Sensorträgers abhängig, d.h. der Wirkwiderstand des Sensorträgers 10 ist auf Grund der erfindungsgemäßen Lösung unabhängig von den jeweiligen Wandabständen hi und h ₂ .

Auf Grund der erfindungsgemäßen beidseitigen Anordnung von Massenleiterflächen 13 am Sensorträger 10 wird der Wirkwiderstand erfindungsgemäß unabhängig von den Wandabständen hi und h ₂ , zwischen der Innenwandung des Messspießes 3 und der auf der jeweils benachbarten Oberfläche des Sensorträgers 10 angeordneten Massenleiterfläche 13.

Dadurch kann der Wirkwiderstand am Sensorträger 10 unabhängig von seiner Anordnung im Temperaturmessspieß 3 entworfen und auf den/die Resonator/en 6 abgestimmt werden.

Dies hat fertigungstechnisch zur Folge, dass der Sensorträger 10 einfach, ohne die Einhaltung von montageintensiven Toleranzen in den Temperaturmessspieß 3 eingeschoben werden kann, ohne dass sich der Wirkwiderstand des Sensorträgers 10 verändert und dadurch das Messergebnis verfälscht wird.

Kennzeichnend ist auch, dass der/die Resonator/en 6 am Sensorträger 10 derart angeordnet sind, dass dieser/diese elektrisch leitend einerseits mit der/den Massenleiterflächen 13 und andererseits entweder direkt mit den Signalleiterbahnen 15 oder mit den Signalkontaktflächen 16 verbunden ist/sind. Für die industrielle Fertigung ist die durch die erfindungsgemäße Lösung bewirkte, exakte definierte Beabstandung/Anordnung der Signalleiterbahnen 15 und der Signalkontaktflächen 16 zu den Masseleiterflächen 13 ausschlaggebend dafür, dass einerseits die, an den in den Figuren 10 und 1 1 dargestellten Resonatoren 6, angeordneten Signallötpads 29 maschinell mit den Signalkontaktflächen 16 elektrisch leitend verbunden/verlötet, und andererseits die ebenfalls den an den Resonatoren 6 angeordneten, in den Figuren 10 und 1 1 dargestellten, Masselötpads 28 mit der Massen leiterfläche 13 ebenfalls maschinell elektrisch leitend verbunden/verlötet werden können, wodurch eine sehr exakte, fertigungstechnisch einfache Montage des/der Resonators/en 6 (Sensors/Sensoren) gewährleistet ist.

Infolge der erfindungsgemäße Lösung möglichen Automatisierung wird eine schnelle, exakte, funktionell sehr zuverlässige, maschinelle Fertigung der erfindungsgemäßen Messtransfereinheit 31 gewährleister, die eine kostengünstige und fertigungstechnisch einfache Herstellung und Montage des bisher von manueller Arbeit dominierten Produktionsprozesse ermöglicht.

Erfindungsgemäß ist am Sensorträger 10 eine mit den Signalleiterbahnen 15 verbundene Antenne 8 angeordnet.

Erfindungswesentlich ist, dass am Sensorträger 10, zwischen der Antenne 8 und dem/den Resonator/en 6, eine Impedanzanpassungseinheit 30 angeordnet ist, die aus einem Kondensator 18 und einer Induktivität 19 besteht, wobei im Bereich der Anordnung des Kondensators 18 in der Signalleiterbahn 15 eine Unterbrechung 32 angeordnet ist, die von dem im Bereich dieser Unterbrechung 32 angeordneten Kondensator 18 elektrisch überbrückt wird, indem dieser mit den beiden der Unterbrechung 32 beabstandet benachbarten Endstücken der Signalleiterbahn 15, oder mit den beiden dort voneinander beabstandet angeordneten Signalkontaktflächen 16, elektrisch leitend verbunden ist, wobei die diesem Kondensator 18 benachbart angeordnete Induktivität 19 einerseits mit der Signalleiterbahn 15, oder einer dort angeordneten Signalkontaktfläche 16, und andererseits mit der/den Massenleiterfläche/n 13 des Masseleiters 7 elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Impedanzanpassungseinheit 30 so ausgelegt/bemessen ist, dass der Wirkwiderstand der Antenne 8 etwa dem Wirkwiderstand des/der Resonators/Resonatoren 6 in dessen/deren Arbeitsfrequenzbereich entspricht. Diese im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung, zwischen der Antenne 8 und dem/den Resonator/en 6, angeordnete Impedanzanpassungseinheit 30 ermöglicht eine vom Material des Griffes 4, der Antennenbauform aber auch vom Temperaturmessspieß 3 und der Anordnung des/der Sensors/Sensoren im Temperaturmessspieß 3 unabhängige, kostengünstige und insbesondere exakt dem jeweiligen Bautyp optimal angepasst auszuführende, fertigungstechnisch einfach zu gestaltende Impedanzanpassung die zudem mit beliebiger, gestalterisch frei wählbarer Griffgeometrie auch vollautomatisiert in Serie gefertigt werden kann.

Erfindungsgemäß ist am Sensorträger 10 eine mit der/den Massen leiterfläche/n 13 verbundene Massekontaktfeder 17 derart angeordnet, dass diese im Endmontagezustand der Temperaturmesssonde 1 an der Innenwandung des elektrisch leitfähigen Temperaturmessspießes 3 elektrisch leitend anliegt.

Wesentlich ist auch, dass wie in den Figuren 3, 4 und 8 dargestellt, zur Aufnahme der Antenne/n 8, hier einer Monopolantenne 24, in einer antennenseitigen Freifläche 14 am Sensorträger 10 ein mit der Signalleiterbahn 15 elektrisch leitend verbundenes Antennenaufnahmeelement 23 angeordnet ist.

Dieses am Sensorträger 10 angeordnete Antennenaufnahmeelement 23 ist eine optimale Antennenbefestigung unter Beachtung der Erfordernisse einer vollautomatischen industriellen Fertigung.

Mittels der erfindungsgemäße Lösung ist es somit gelungen in einem für einen sehr schlanken Temperaturmessspieß ausgelegten Mindestdurchmesser, der von seinem Durchmesser her gerade einmal die Integration von nur einen Sensor/Resonator, des jeweils Einsatz findenden Sensor-/Resonatortyps, ausreicht, ohne Vergrößerung des Innendurchmessers des Temperaturmessspießes auch mehrere Sensoren/Resonatoren (Mehrpunktsensoren mit unterschiedlichen Frequenzen über die Länge des Temperaturmessspießes so zu integrieren, dass die Herstellung dieser Lösung voll automatisiert erfolgen kann.

Die Figur 11 zeigt in der Rückansicht die räumliche Darstellung einer gegenüber den in den bisherigen Darstellungen anderen Bauform eines Resonators 6 (als Einzelteil). Auch diese in der Figur 1 1 dargestellte Bauform eines Resonators 6, mit einer gegenüber der Darstellung des Resonators 6 in der Figur 10 abweichenden Anordnung der Masselötpads 28 und der Signallötpads 29, kann, mit einer entsprechend angepassten Anordnung der Massenleiterflächen 13 und der Signalkontaktflächen 16 an einem dieser Resonatorbauform zugeordneten Sensorträger 10, optimal auf einer erfindungsgemäßen Messtransfereinheit 31 angeordnet werden.

Kennzeichnend ist auch, dass, wie in den Figuren 12 A bis 12 D dargestellt, unmittelbar am Sensorträger 10 eine Antennenträgerplatte 26 angeordnet ist, d.h. dass der Sensorträger 10 zusammen mit der Antennenträgerplatte 26 einstückig/monolithisch ausgebildet ist, wobei auf der Antennenträgerplatte 26 eine elektrisch leitend mit der Signalleiterbahn 15 verbundene Antennenleiterbahn 27 angeordnet ist.

Diese einstückigen / monolithischen Bauformen von Messtransfereinheiten 31 mit integrierter Monopolantenne 24 sind sehr kostengünstig zu fertigen.

In der Figur 12 A ist nun eine solche Bauform einer erfindungsgemäßen Messtransfereinheit 31 mit Monopolantenne 24 in monolitischer Bauform in der Seitenansicht dargestellt.

Die Figur 12 B zeigt die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 mit Monopolantenne 24 in monolitischer Bauform in der Draufsicht mit mäanderförmig ausgebildeter Antennenleiterbahn 27.

Die Figur 12 C zeigt eine weitere mögliche Bauform der erfindungsgemäßen Messtransfereinheit 31 mit Monopolantenne 24 in monolitischer Bauform in der Draufsicht mit einer spiralförmig ausgebildeten Antennenleiterbahn 27.

In der Figur 12 D ist die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 mit Monopolantenne 24 in monolitischer Bauform in der Unteransicht dargestellt. Die in den bisherigen Ausführungsbeispielen dargestellten Monopolantenne 24 hat jedoch noch den Nachteil einer für großvolumige Industriebacköfen zu geringen Reichweite, die auf Grund fehlender Symmetrieeigenschaften aus einer ungleichmäßigen Feldverteilung bei schlechter Strahlcharakteristik resultiert. Zudem benötigen Monopolantennen stets ein großes Bezugspotential, d.h. eine große Masse, wodurch es erforderlich ist, dass bei den im Stand der Technik üblichen Bauformen, bei denen der Außenleiter des Koaxialkabels mit der Edelstahlhülle des Temperaturmeßspießes fest verpresst ist, der Temperaturmessspieß stets tief in das Gargut eingestochen werden muss, um dieses großes Bezugspotential zu gewährleisten.

Daher können Temperaturmesssonden mit Monopolantennen eine zuverlässige Innentemperaturmessung in "dünnwandigeren" Gar- oder Backgüter nicht gewährleisten.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung, sowie aufgrund der erfindungsgemäß, fertigungstechnisch sehr einfach zu realisierenden Impedanzanpassung ist es mittels der erfindungsgemäßen Lösung, erstmals problemlos möglich, in Verbindung mit einer etwas anderen Gestaltung des an der Temperaturmesssonde angeordneten Griffes, Monopolantennen durch Dipolantennen mit besseren Symmetrieeigenschaften, besserer Strahlcharakteristik und gleichmäßiger Feldverteilung und daraus resultiuerenden höheren Reichweiten zu ersetzten.

Ein weiterer Vorteil des Einsatzes von Dipolantennen in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung ist das bei Dipolantennen benötigte wesentlich geringe Bezugspotential, so dass diese mit Dipolantennen ausgestatteten Temperaturmesssonden auch bei kleinvolumigem Gargut mit geringer möglicher Einstechtiefe des Messspießes sehr zuverlässige Meßergebnisse liefern.

Diese erfindungsgemäßen, mit Dipolantennen 25 ausgestatteten Bauformen von Temperaturmesssonden 1 sind in den Figuren 13 und 14 dargestellt.

Die Figur 13 A zeigt eine erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 mit einer Dipolantenne 25 in der Draufsicht.

In der Figur 13 B ist die erfindungsgemäße Messtransfereinheit 31 mit Dipolantenne 25 in der Unteransicht dargestellt.

Dabei sind wie in den Figuren 13A und 13B dargestellt, an dem am Sensorträger (10) angeordneten Antennenaufnahmeelement (23) beispielsweise an einer Seite des Sensorträgers (10) einer der beiden Pole der Dipolantenne (25) elektrisch leitend mit der Signalleiterbahn (15) verbunden, wobei an der anderen Seite des Sensorträgers (10) der andere der beiden Pole der Dipolantenne (25) elektrisch leitend mit der/den Massen leiterfläche/n (13) verbunden ist.

Diese mit Dipolantennen 25 ausgestatteten Bauformen der erfindungsgemäßen Lösung sind daher auch für den Einsatz in Industriebacköfen, mit großen Innenräumen, geeignet und ermöglichen auch dort bei hoher Zuverlässigkeit und langer Lebensdauer eine sehr exakte Temperaturerfassung.

Die Figur 14 A zeigt eine der möglichen Bauformen der erfindungsgemäßen Temperaturmesssonde 1 mit einer Dipolantenne 25 im Endmontagezustand. In der Figur 14 B ist eine weitere mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperaturmesssonde 1 mit einer Dipolantenne 25 im Endmontagezustand dargestellt.

Bei entsprechender Materialauswahl beispielsweise PTFE für den Sensorträgers 10, und PEEK für den Griff 4, kann die erfindungsgemäße Temperaturmessonde auf Dauer im Temperaturmeßbereich bis 250 ° C und Kurzzeitg selbst im Temperaturbereich bis 310 ⁰ C eingesetzt werden.

Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit gelungen eine Temperaturmesssonde zu entwickeln, die in der Gestaltung den Bedürfnissen des Benutzers variabel, d.h. beliebig angepasst werden kann, dabei robust, schlag- und stoßunempfindlich aufgebaut ist, in speziellen Ausführungsformen auch in Industriebacköfen eingesetzt werden kann, und stets selbst unter sehr extremen Einsatzbedingungen über die gesamte Einsatzzeit ohne Änderungen in der Temperaturkennlinie eine hoher Zuverlässigkeit bei hoher Lebensdauer, gewährleistet, und dabei in all den möglichen Ausführungsformen stets fertigungstechnisch einfach (insbesondere ohne die gegenwärtig noch benötigten manuellen Lötarbeitsplätze) gefertigt und montiert, wie auch vollautomatisiert in Serie hergestellt werden kann, und dabei selbst unter robusten Einsatzbedingungen bei hoher Zuverlässigkeit stets eine lange Lebensdauer auch unter extremen Einsatzbedingungen gewährleisten. Bezugszeichenzusammenstellung

1 Temperaturmesssonde

2 Außenhülle

3 Temperaturmessspieß

4 Griff

5 Spitze

6 Resonator

7 Masseleiter

8 Antenne

9 Signalleiter

10 Sensorträger

1 1 Oberfläche

12 Durchkontakt

13 Massenleiterfläche

14 Freifläche

15 Signalleiterbahn

16 Signalkontaktfläche

17 Massekontaktfeder

18 Kondensator

19 Induktivität

20 Griff hülse

21 Griffstück

22 Deckel

23 Antennenaufnahmeelement

24 Monopolantenne

25 Dipolantenne

26 Antennenträgerplatte

27 Antennenleiterbahn

28 Masselötpad

29 Signallötpad 30 Impedanzanpassungseinheit

31 Messtransfereinheit

32 Unterbrechung

a Freiflächenbreite

b Signalleiterbahnbreite d Materialdicke

hi Wandabstand 1

h ₂ Wandabstand 2