CN100437650C - 一种线型温度感知元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供公开了一种线型温度感知元件。其主要包括两根并行设置的探测导体和并行设置在探测导体之间的可熔融绝缘层及由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层。本发明提供的线型温度感知元件是利用由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层及可熔融绝缘层设置在两根探测导体之间，由于高软化点绝缘材料的软化或熔化点温度高于NTC特性材料的软化或熔化点温度，所以其在响应时间及一致性试验中不会出现软化或熔化，因此能够防止因两根探测导体直接接触而引起的误报警问题，并且即使经过响应时间及一致性试验的线型温度感知元件也能够重复使用，所以可以避免浪费。
Description
技术领域
本发明涉及一种线型温度感知元件，特别是一种能够防止在响应时间及一致性试验中出现的短路误报警问题且能够重复使用的线型温度感知元件。
背景技术
线型感温探测器是一种用途广泛的火灾探测器，通常由线型温度感知元件、连接在线型温度感知元件一端的终端电阻及连接在线型温度感知元件的另一端，能够始终对线型温度感知元件上的报警电参数(或采样值)进行检测，并根据报警电参数(或采样值)的大小或变化值输出火灾报警信号的转换盒组成。由本发明人提出的中国专利申请第200520121813.2号和第200510114820.4号中就公开了一种线型温度感知元件。图1为这种已有技术的线型温度感知元件横向截面结构示意图。如图1所示，这种已有技术的线型温度感知元件包括两根并行设置的探测导体1，2及并行设置在探测导体1，2之间的NTC特性阻隔层3和可熔融绝缘层4。其中探测导体1，2可采用热电偶丝，而NTC特性则是指负温度系数。当该线型温度感知元件的某部位因受热而温度升高并达到可熔融绝缘层4的熔化温度时，该部位内部的可熔融绝缘层4将开始熔化或软化，此时两根探测导体1，2将受其自身变形应力的影响而消除掉位于两根探测导体1，2之间的可熔融绝缘层4，结果该部位就会转化成普通的NTC模拟量或CTTC(或FTLD)连续热电偶型线型温度感知元件，即两根探测导体1，2之间的电阻(或电压)随温度的升高而下降(或上升)，而连接在该线型温度感知元件一端的转换盒则根据电阻(或电压)或由电阻(或电压)变化引起的其它电参数的变化量大小发出火灾报警信号。但是，这种已有技术的线型温度感知元件存在下列问题：当对线型感温探测器进行响应时间及一致性试验时，需要使线型温度感知元件的受热温度升高至响应时间及一致性试验温度，该试验温度通常设定为线型温度感知元件动作温度的1.4倍，即如果动作温度为85℃时，则响应时间及一致性试验温度则为119℃，但此温度早已超过可熔融绝缘层4和NTC特性阻隔层3两种材料的软化点温度，即这两种材料均已产生软化或熔化，此时两根探测导体1，2将受其自身变形应力的影响而同时消除掉位于两根探测导体1，2之间的可熔融绝缘层4和NTC特性阻隔层3，从而直接接触而发生短路，结果致使连接在该线型温度感知元件一端的转换盒误发出故障报警信号。另外，由于在上述试验中线型温度感知元件受热部位中的可熔融绝缘层4和NTC特性阻隔层3的结构均已破坏，因此不能再重复使用，这样就会造成较大的浪费。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够防止在响应时间及一致性试验中出现短路误报警问题且能够重复使用的线型温度感知元件。
为了达到上述目的，本发明提供的线型温度感知元件主要包括两根并行设置的探测导体和并行设置在探测导体之间的可熔融绝缘层及由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层；所述的组合层采用下列三种方式之一制备，其一是将高软化点绝缘材料制成丝材，然后在探测导体上编织成网状，以形成一带孔编织层，之后在带有编织层的探测导体上利用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在上述编织层的网孔内，或利用专用模具或装置将至少三根高软化点绝缘材料丝材以平行或缠绕的方式设置在其中一根探测导体上，同时采用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在高软化点绝缘材料丝材之间的间隙内；其二是将浸有NTC特性材料的高软化点绝缘材料丝或条缠绕在其中一根探测导体上；其三是在丝状导体外浸一层高软化点绝缘材料，然后利用专用模具或装置将至少三根上述已浸好高软化点绝缘材料的丝材以平行或缠绕的方式设置在其中一根探测导体上，同时采用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在上述已浸好高软化点绝缘材料的丝材之间的间隙内；所述的高软化点绝缘材料选自软化点温度高于NTC特性材料的氟塑料、玻璃纤维、绝缘漆、绝缘涂料的一种，其熔化或软化温度范围为100℃～250℃。
所述的探测导体、组合层及可熔融绝缘层的外部包覆有绝缘护套。
所述的组合层的厚度在0.1～5mm的范围内。
所述的组合层中的NTC特性材料选自聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚酞箐中的一种。
所述的可熔融绝缘层选自蜡、萘、蒽、硬脂酸、结晶玫瑰材料中的一种，或者聚氯乙烯、聚乙烯、天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶材料中的一种，其厚度在0.05～10mm的范围间。
所述的两根探测导体中至少一根为记忆合金丝，该记忆合金丝为镍钛记忆合金、铁基记忆合金、铜基记忆合金材料中的一种。
所述的两根探测导体中至少一根为碳素弹簧钢丝。
所述的两根探测导体中至少一根的外部依次包覆有可熔融绝缘层和组合层。
所述的两根探测导体中至少一根的外部依次包覆有组合层和可熔融绝缘层。
所述的两根探测导体中的一根探测导体上包覆有可熔融绝缘层，另一条探测导体上包覆有组合层。
本发明提供的线型温度感知元件是利用由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层及可熔融绝缘层设置在两根探测导体之间，由于高软化点绝缘材料的软化或熔化点温度高于NTC特性材料的软化或熔化点温度，所以其在响应时间及一致性试验中不会出现软化或熔化，因此能够防止因两根探测导体直接接触而引起的误报警问题，并且即使经过响应时间及一致性试验的线型温度感知元件也能够重复使用，所以可以避免浪费。
附图说明
图1为已有技术的线型温度感知元件横向截面示意图。
图2为本发明提供的线型温度感知元件一实施例横向截面示意图。
图3为探测导体采用并行方式设置的本发明提供的线型温度感知元件横向截面示意图。
图4为探测导体采用缠绕方式设置的本发明提供的线型温度感知元件纵向结构示意图。
图5为探测导体采用同轴方式设置的本发明提供的线型温度感知元件横向截面示意图。
图6为安装有本发明提供的线型温度感知元件的线型感温探测器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明提供的线型温度感知元件进行详细说明。
如图2所示，本发明提供的线型温度感知元件包括两根并行设置的探测导体5，9和并行设置在探测导体5，9之间的可熔融绝缘层6及由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层7。所述的探测导体5，9可以是空心导线、实心导线或金属纤维编织导线，而并行设置则包括平行、缠绕及同轴设置几种方式。如图3所示，当两根探测导体5，9平行设置时，可熔融绝缘层6和组合层7平行设置在探测导体5，9之间，并且相互贴紧。如图4所示，当两根探测导体5，9缠绕设置时，可在一根探测导体的外部缠绕设置另一条，也可以螺旋绞合方式将两根探测导体5，9缠绕在一起，同时将可熔融绝缘层6包覆在一根探测导体5的外部，而将组合层7包覆在另一根探测导体9的外部。如图5所示，当两根探测导体5，9同轴设置时，位于中心部位的探测导体9为实心导线，而套在实心导线外部的探测导体5则为空心导线，可在探测导体9，5之间从内向外依次包覆组合层7和可熔融绝缘层6或可熔融绝缘层6和组合层7。另外，所述的组合层7可以采用以下三种方式制备及设置在探测导体上：
方式一：将高软化点绝缘材料制成直径为0.1mm～0.5mm的丝材，然后在探测导体上编织成网状，以形成一带孔编织层。之后在带有编织层的探测导体上利用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在上述编织层的网孔内，从而形成由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层7。
如图4所示，也可以利用专用模具或装置将至少三根高软化点绝缘材料丝材8以平行或缠绕的方式设置在其中一根探测导体上，同时采用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在高软化点绝缘材料丝材8之间的间隙内，从而形成由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层7。
方式二：将浸有NTC特性材料的高软化点绝缘材料丝或条缠绕在其中一根探测导体上。
方式三：在丝状导体外浸一层高软化点绝缘材料，然后利用专用模具或装置将至少三根上述已浸好高软化点绝缘材料的丝材以平行或缠绕的方式设置在其中一根探测导体上，同时采用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在上述已浸好高软化点绝缘材料的丝材之间的间隙内，从而形成由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层7。
所述的组合层7中的高软化点绝缘材料选自软化点温度高于NTC特性材料的氟塑料、玻璃纤维、绝缘漆、绝缘涂料等材料，其熔化或软化温度范围为100℃～250℃。而NTC特性材料则选自聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚酞箐中的一种。另外，组合层7的厚度在0.1～5mm的范围内。
所述的可熔融绝缘层6选自蜡、萘、蒽、硬脂酸、结晶玫瑰材料中的一种，或者聚氯乙烯、聚乙烯、天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶材料中的一种，其厚度在0.05～10mm的范围间。
所述的两根探测导体5，9中的至少一根为记忆合金丝或碳素弹簧钢丝。其中记忆合金丝为镍钛记忆合金、镍钛铜记忆合金、铁基记忆合金、铜基记忆合金材料中的一种，其马氏体逆相变终了温度Af的设计值可以在20℃～140℃范围内进行选择设定。
另外，所述的线型温度感知元件外还可以包覆一绝缘护套，用于与外界绝缘。
图6为安装有本发明提供的线型温度感知元件的线型感温探测器结构示意图。如图6所示，该线型感温探测器包括本发明提供的线型温度感知元件及分别连接在线型温度感知元件两端的终端电阻18和转换盒19。其中线型温度感知元件由两根并行的探测导体5，9及并行设置在探测导体5，9之间的组合层7及可熔融绝缘层6组成。探测导体9上包覆组合层7，探测导体5上包覆可熔融绝缘层6，而且还可以在线型温度感知元件的外部包覆上绝缘护套。
当对本发明提供的线型感温探测器进行响应时间及一致性试验时，即使线型温度感知元件受热时并温度直接升至动作温度的1.4倍，在此过程中线型温度感知元件上受热部位内部的可熔融绝缘层6将出现熔化或软化，此时两根探测导体5，9将依靠其自身的变形应力而消除掉该部位中两根探测导体5，9之间的可熔融绝缘层6；与此同时，组合层7中的NTC特性材料也将出现软化或熔化，但是由于高软化点绝缘材料的熔点相对较高，因而其没有出现熔化或软化。如上所述，由于NTC特性材料和高软化点绝缘材料是间隔分布的，所以高软化点绝缘材料就能够阻止两根探测导体5，9依靠其自身的变形应力而消除掉受热部位中两根探测导体5，9之间的组合层7，即能够防止两根探测导体5，9因直接接触而发生短路，所以受热部位仍是普通NTC特性的线型温度感知元件，这样即使经过响应时间及一致性试验的线型温度感知元件也能够重复使用。
此外，所述的导体及绝缘体为相对导体及相对绝缘体，可以用常温下绝缘体的电阻率与导体的电阻率之比大于108来区分导体和绝缘体。
Claims (10)
1、一种线型温度感知元件，主要包括两根并行设置的探测导体(5，9)和并行设置在探测导体(5，9)之间的可熔融绝缘层(6)，其特征在于：所述的线型温度感知元件还包括一个并行设置在探测导体(5，9)之间且由NTC特性材料和高软化点绝缘材料间隔分布而构成的组合层(7)；所述的组合层(7)采用下列三种方式之一制备，其一是将高软化点绝缘材料制成丝材，然后在探测导体上编织成网状，以形成一带孔编织层，之后在带有编织层的探测导体上利用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在上述编织层的网孔内，或利用专用模具或装置将至少三根高软化点绝缘材料丝材以平行或缠绕的方式设置在其中一根探测导体上，同时采用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在高软化点绝缘材料丝材之间的间隙内；其二是将浸有NTC特性材料的高软化点绝缘材料丝或条缠绕在其中一根探测导体上；其三是在丝状导体外浸一层高软化点绝缘材料，然后利用专用模具或装置将至少三根上述已浸好高软化点绝缘材料的丝材以平行或缠绕的方式设置在其中一根探测导体上，同时采用挤塑工艺挤压上NTC特性材料，使NTC特性材料分布在上述已浸好高软化点绝缘材料的丝材之间的间隙内；所述的高软化点绝缘材料选自软化点温度高于NTC特性材料的氟塑料、玻璃纤维、绝缘漆、绝缘涂料的一种，其熔化或软化温度范围为100℃～250℃。
2、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的探测导体(5，9)、组合层(7)及可熔融绝缘层(6)的外部包覆有绝缘护套。
3、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的组合层(7)的厚度在0.1～5mm的范围内。
4、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的组合层(7)中的NTC特性材料选自聚乙炔、聚苯胺、聚噻吩、聚酞箐中的一种。
5、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的可熔融绝缘层(6)选自蜡、萘、蒽、硬脂酸、结晶玫瑰材料中的一种，或者聚氯乙烯、聚乙烯、天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶材料中的一种，其厚度在0.05～10mm的范围间。
6、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的两根探测导体(5，9)中至少一根为记忆合金丝，该记忆合金丝为镍钛记忆合金、铁基记忆合金、铜基记忆合金材料中的一种。
7、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的两根探测导体(5，9)中至少一根为碳素弹簧钢丝。
8、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的两根探测导体中(5，9)至少一根的外部依次包覆有可熔融绝缘层(6)和组合层(7)。
9、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的两根探测导体中(5，9)至少一根的外部依次包覆有组合层(7)和可熔融绝缘层(6)。
10、根据权利要求1所述的线型温度感知元件，其特征在于：所述的两根探测导体中(5，9)的一根探测导体上包覆有可熔融绝缘层(6)，另一条探测导体上包覆有组合层(7)。
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