CN101571425B - 温度感测装置 - Google Patents

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Abstract

一种温度感测装置，包括一夹具及一对温度感测件，该夹具包括一对夹头，用以提供温度感测装置的两感温部与具导电性的被测物之间的紧密热接触；该对温度感测件设于夹具的两夹头之间并分别固设于该夹具的两夹头上以形成温度感测装置的感温部，每一温度感测件至少包括一感温元件，所述感温元件包括一条感温线，该对温度感测件的两感温线之间具不同极性，用以准确量测具导电性的被测物的温度，每一温度感测件还包括一载体，该两温度感测件的载体分别设于夹具的两夹头的内侧面，每一温度感测件的载体朝向另一温度感测件设有一承载面，温度感测件的感温元件的感温线设于承载面上并沿该夹头的延伸方向延伸设置，且所述感温线至少有一部分凸出于该承载面。

Description

温度感测装置
技术领域
本发明是关于一种温度感测装置，特别是关于一种用于对具导电性的物体进行温度量测的温度感测装置。
背景技术
传统温度感测装置包括热电偶线(thermocouple wire)、被覆式(sheathed)热电偶探针、电阻式温度探针(Resistance Temperature Detector，RTD)等，上述温度感测装置的温度量测均必须在感温部(hotjunction)与被测物接触良好的条件下，当该感温部与被测物达热平衡后才能使该温度感测装置显示正确的被测物温度，因此降低该感温部与被测物之间的接触热阻是确保上述温度感测装置准确量测温度的关键；然而在实际的应用中，往往因为温度感测装置与被测物之间的有限空间、感温部形状、被测物形状、以及感温部与被测物的接触方式等限制，而使该接触热阻无法有效降低，导致量测温度的失真。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能有效降低接触热阻的温度感测装置。
一种温度感测装置，包括一夹具及一对温度感测件，该夹具包括一对夹头，用以提供温度感测装置的两感温部与具导电性的被测物之间的紧密热接触；该对温度感测件设于夹具的两夹头之间并分别固设于该夹具的两夹头上以形成温度感测装置的感温部，每一温度感测件至少包括一感温元件，所述感温元件包括一条感温线，该对温度感测件的两感温线之间具不同极性，用以准确量测具导电性的被测物的温度，每一温度感测件还包括一载体，该两温度感测件的载体分别设于该夹具的两夹头的内侧面，每一温度感测件的载体朝向另一温度感测件设有一承载面，该温度感测件的感温元件的感温线设于该承载面上并沿该夹头的延伸方向延伸设置，且所述感温线至少有一部分凸出于该承载面。
该温度感测装置使用时，只需将该夹具的夹头夹住被测物，即可使夹头上的两感温部与具导电性的被测物紧密热接触，使被测物与两感温部上不同极性的一对感温线同时电连接而导通，达到准确量测被测物的温度及讯号输出的功能。
本发明的优点在于提供一种具有夹具的温度感测装置，以克服因温度感测装置与被测物之间的有限空间、感温部形状、被测物形状与尺寸、以及感温部与被测物的接触方式等限制造成不易准确量测温度的困难。
本发明的另一优点在于提供一种具有夹具的温度感测装置，达到方便使两感温部与被测物紧密热接触，以有效降低接触热阻，确保快速准确量得被测物的温度。
附图说明
下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明温度感测装置第一实施例的组装示意图。
图2是图1中温度感测件的立体组装图。
图3是图2中感温元件的立体图。
图4是图1所示温度感测装置中温度感测件的另一实施例的立体组装图。
图5是图4中感温元件的立体图。
图6是本发明温度感测装置第二实施例的组装剖面示意图。
图7是图6所示温度感测装置的另一组装剖面示意图。
图8是本发明温度感测装置第三实施例的组装剖面示意图。
图9是图8中第一温度感测件的局部立体示意图。
具体实施方式
图1是本发明温度感测装置第一实施例的组装示意图，图2是图1中温度感测件的立体组装图，图3是图2中感温元件的立体图；该温度感测装置100包括一夹具10及一对温度感测件20a、20b。其中：
该夹具10由一对夹持件11及至少一弹簧12组成，该对夹持件11的中部由一枢轴111结合并于一端形成一对细长形夹头112a、112b及于另一端对应形成一对把手113，该对夹头112a、112b用以提供温度感测件20a、20b与具导电性的被测物(例如：金属物)之间紧密热接触；在所述夹持件11上至少设置一穿设于枢轴111内的弹簧12以提供该对夹头112a、112b之间的夹持力，该弹簧12的两端分别抵紧两夹持件11的把手113的内侧面而将两把手113撑开并同时使两夹头112a、112b关闭；当施力将两把手113压近以抵抗弹簧12的张力时可使两夹头112a、112b张开，以夹持被测物。
该两温度感测件20a、20b设于夹具10的两夹头112a、112b之间并分别固设于两夹头112a、112b上，该两温度感测件20a、20b的结构相同，其具体组成如图2及图3所示，均包括一载体22及一感温元件21；该两温度感测件20a、20b之间的不同之处仅在于两者中感温元件的极性不同，即温度感测件20a的感温元件21所采用的感温材料与温度感温件20b的感温元件21所采用的感温材料不相同，因此以下仅对温度感测件20a作详细说明。
如图2及图3所示，该温度感测件20a包括一载体22及一感温元件21，该感温元件21是由一条感温线211及与该感温线211具相同极性(相同感温材料)的感温讯号线212构成，其中感温线211是由一感温裸线(例如：热电偶线)构成，感温讯号线212是由与所述感温线211具相同极性的感温裸线包覆一层电绝缘层213构成，并与具相同极性(相同感温材料)的感温线211电连接，同样地，温度感测件20b的感温元件21也是由一根感温线及与该感温线具相同极性的感温讯号线构成，只不过温度感测件20b的感温线所采用的感温材料与温度感测件20a的感温线211所采用的感温材料不相同，也即该两温度感测件20a、20b中的两感温线具不同极性；所述感温元件21依附于载体22上以形成温度感测装置100的感温部，该感温线211也可通过将感温讯号线212上对应于感温部的电绝缘层213剥离形成；该载体22是由具有热、电绝缘的材质制成，用以使感温部与夹具10之间形成电绝缘以及使感温部与被测物之间形成热绝缘，所述载体22固设于该对夹具10其中的一夹头112a上以形成一夹持面24(如图1所示)，该夹持面24是由感温元件21的感温部的表面形成，作为夹持被测物时的接触面。
组装该温度感测件20a时，如图2与图3所示，载体22设于夹具10其中的一夹头112a的内侧面，其中该载体22于背向该夹头112a设有一承载面221，于该承载面221的两端分别设置一凹槽222，并在该承载面221上布设感温元件21的感温线211，以形成该温度感测件20a的感温部，并使该感温部至少有一部分感温线211凸出于该承载面221；又在该承载面221的两端分别将感温线211朝两端延伸的感温讯号线212埋设或容置于上述凹槽222中，其中朝把手113方向延伸的感温讯号线212用以与温度显示器(图未示)连接。温度感测件20b的组装方法及步骤与温度感测件20a相同。
具有上述特征的温度感测装置100，只需将该夹具10的两夹头112a、112b夹住具导电性的被测物，即可使该两夹头112a、112b上的感温部与被测物紧密热接触，使被测物与两感温部上具有不同极性的一对感温线211同时电连接而导通，只要被测物(例如热导管、良导热金属等)在夹持点之间的温度相同即可达到准确量得被测物的温度及讯号输出的功能。
图4是图1所示温度感测装置中温度感测件的另一实施例的立体组装图，图5是图4中感温元件的立体图；本实施例中的温度感测件20c与温度感测件20d同样具有相同的结构，因此也仅对温度感测件20c作详细说明；本实施例中的温度感测件20c同样包括一感温元件31及一载体32，与图2所示温度感测件20a的不同之处在于感温元件31与载体32的组装方式；本实施例中，组装该温度感测件20c时，首先，在该载体32的承载面321预设两个沿夹头112a的延伸方向排列的通孔322a、322b，并将感温元件31的一端预留一定长度的感温线311，该温度感测件20c的载体32背向另一温度感测件20d设有一凹槽323；接着，将该感温线311自承载面321的背面由靠近把手113的通孔322a穿出承载面321，并使至少有一部分感温线311凸出于该承载面321，从而形成一微量凸出于承载面321的感温部；然后，用黏剂将埋入通孔322b中的感温线311的端部313固定，同时将朝把手113方向延伸的感温讯号线312埋入预设于承载面321的背面(即温度感测件20c的载体32朝向温度感测件20d的一表面)的凹槽323中，从而形成一温度感测件20c；最后，将温度感测件20c固接于该夹具10其中的一夹头112a上，并将对应延伸的感温讯号线312沿夹具10的把手113方向引出以便与温度显示器(图未示)连接。上述组装方法也可应用于另一不同极性的温度感测件20d。
图6是本发明温度感测装置第二实施例的组装剖面示意图，图7是图6所示温度感测装置的另一组装剖面示意图；本实施例与第一实施例的差异在于温度感测装置400中的夹具40是由一中空的外套件41的内部容置一中心件42组成，外套件41与中心件42的一端分别设置一轴向施力的把手43，外套件41与中心件42另一端则分别设置一对能相互咬合的夹头44；所述夹头44包括一固定夹头441与一活动夹头442，其中，该固定夹头441设置于外套件41的一端部，该活动夹头442设置于中心件42与固定夹头441相同的一端部并可沿轴向移动；该中心件42及外套件41的截面形状可为圆形、扁形、矩形等，中心件42可为中空管或实心柱，也可为配合外套件41的形状；该对把手43是由设于外套件41的另一端的扩管411及设于中心件42的另一端的帽罩45所构成，通过外套件41的扩管411内壁所设定位结构如定位凹槽(或定位凸柱)(图未示)与具有较大施力面积的帽罩45的外壁对应所设定位结构如定位凸柱(或定位凹槽)(图未示)沿轴向滑动匹配，再以帽罩45内壁所设定位凹槽(图未示)卡扣于中心件42端部的一凸耳421的顶端，使帽罩45与该凸耳421结为一体，因此，活动夹头442沿轴向的允许线性位移是由帽罩45外壁能在扩管411内壁沿轴向滑动的长度决定；通过上述滑动匹配的方式可确保活动夹头442只允许沿轴向的线性移动，有效防止活动夹头442与固定夹头441之间的错位，亦即夹持动作只随帽罩45沿轴向的推或拉来完成该对夹头44的开启或关闭。
上述夹持动作是由外套件41与中心件42之间所设驱动弹簧46的舒张或压缩达成，该弹簧46套设于中心件42外，并以设置于中心件42靠近帽罩45的一端的一套环422及外套件41靠近固定夹头441的一端的一缩口段412抵紧该弹簧46，该缩口的外套件41再向外伸长除可通过套环422与该缩口的外套件41限制中心件42的位移呈线性外，并使该夹具40更能适用于空间受限制的夹持式温度量测需求；当沿轴向施力于帽罩45以压缩该弹簧46时，中心件42即被推向外使活动夹头442脱离固定夹头441，并形成一可夹持的空间(如图7所示)；反之，当释放该施力则中心件42被该弹簧46推回而使该对夹头44夹紧被测物；上述夹持空间的大小是由该帽罩45外壁能在扩管411内壁沿轴向滑动的长度决定。
该温度感测装置400中，温度感测件可为均采用图2所示结构或均采用图4所示结构，也可为其中一温度感测件采用图2所示结构，而另一温度感测件采用图4所示结构；当将两不同极性的温度感测件20a(20c)、20b(20d)分别固着于固定夹头441及活动夹头442的内侧面，一旦夹持具导电性的被测物，将立即使温度感测件20a(20c)的感温部上所设的感温线211(311)与温度感测件20b(20d)的感温部上所设另一不同极性的感温线导通，由于弹簧46的夹持力可使被测物与该对感温线211(311)达到紧密接触，因此可确保该温度感测装置400能有效降低温度量测的接触热阻，从而量得准确的被测物温度。
导引上述两温度感测件20a(20c)、20b(20d)分别所设的不同极性的感温讯号线212(312)方式，可先将感温讯号线212(312)导入外套件41与中心件42之间的空隙并穿过该套环422沿轴向所设的通孔或开口(图未示)，再由帽罩45侧边的开孔451引出，从而将该对不同极性的感温讯号线212(312)与温度显示器(图未示)连接；上述成对感温讯号线212(312)的导引也可依附于外套件41的外壁。
图8是本发明温度感测装置第三实施例的组装剖面示意图，图9是图8中第一温度感测件的局部立体示意图；该温度感测装置包括第一温度感测件50a与第二温度感测件50b，该第一、第二温度感测件50a、50b分别设于温度感测装置的活动夹头542及固定夹头441上，本实施例与第二实施例的主要差异在于活动夹头542的结构，且夹具40的中心件42为一容置该第一温度感测件50a的感温讯号线512的中空管；其中该活动夹头542的成型方式是将中心件42端部的一定长度折弯，并将该活动夹头542朝固定夹头441一侧的局部管壁去除，再将露出的感温讯号线512朝固定夹头441一侧所被覆的绝缘层剥离，使该感温线511外露，然后以填充材料(例如：环氧树酯、硅胶等)填实并固定于尚存留的管壁空间内以形成一载体513，该载体513是由具有热、电绝缘的材质制成，用以使感温部与夹具40之间形成电绝缘以及使感温部与被测物之间形成热绝缘，并使感温线511附着于该载体513上且至少有一部分感温线511微量凸出于载体513的表面，以形成一固化于该活动夹头542的小巧的第一温度感测件50a，固定夹头441上所设第二温度感测件50b则为一具上述图2或图4所示结构的温度感测件，通过该夹具40的夹持力使第一、第二温度感测件50a、50b与具导电性的被测物之间紧密接触以达到准确量得被测物的温度；由于本实施例提供一种内建于活动夹头542并朝向固定夹头441的一小巧感温部，从而可克服因温度感测装置与被测物之间的有限空间、被测物形状与尺寸、以及感温部与被测物的接触方式等限制造成不易准确量得被测物温度的困难。另外，也可于固定夹头441上设置一固化于该固定夹头441的小巧的温度感测件，其成型方法为先将外套件41端部的一定长度折弯，并将固定夹头441朝向活动夹头542的一侧的管壁经切除形成一管壁空间，以填充材料(例如：环氧树酯、硅胶等)填实并固定于尚存留的管壁空间内以形成一载体，并使感温线附着于该载体上且至少有一部分感温线微量凸出于载体的表面，以形成一固化于该固定夹头441的小巧的温度感测件。
以上所举出的各温度感测装置实施例均是在夹具通常由具导电性材质(例如：金属)制成，以便获得较佳的夹持力；惟，在实际应用中，夹具也可采用非导电性材质(例如：塑料、电木等)制成，此时只要可使两夹头上的感温部与被测物紧密热接触，使被测物与两感温部上具有不同极性的一对感温线同时与被测物在夹持点之间电连接而导通，即可达到准确量得被测物的温度及讯号输出的功能，在此状况下，该两温度感测件的感温部及其讯号输出部可分别只用一根不同极性的感温线(感温裸线)构成，并可直接依附于两夹头上，也不需要在两夹头与对应的感温部之间以具有热、电绝缘材质制成的载体隔离；另外，所述感温部的感温线也可由其它形式(例如：薄片、板、条、柱、弧形等)构成，以便与被测物相匹配而达到更佳的夹持与紧密接触的效果。
由上述的实施方式已进一步清楚说明本发明的技术特征及达成的功效，包括：
本发明提供一种具有夹具的温度感测装置，其是通过在夹具的一对夹头之间分别固设一相对的温度感测件，以该温度感测件上分别具不同极性的感温部与具导电性的被测物紧密接触，确保快速准确量得被测物温度的功效。
本发明又提供一种具有夹具的温度感测装置，以克服因温度感测装置与被测物之间的有限空间、感温部形状、被测物形状与尺寸、以及感温部与被测物的接触方式等限制造成不易准确量得被测物温度的困难。
本发明再提供一种于一对活动与固定夹头的一的内侧固化一小巧的温度感测件的温度感测装置，且该活动夹头的位移是沿轴向施力，进一步确保应用于狭小空间以及不同被测物形状与尺寸的弹性，并通过夹具所提供的夹持力达到准确量得具导电性的被测物温度的功效。
另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种温度感测装置，包括：
一夹具，该夹具包括一对夹头，用以提供温度感测装置的两感温部与具导电性的被测物之间的紧密热接触；以及
一对温度感测件，该对温度感测件设于夹具的两夹头之间并分别固设于该夹具的两夹头上以形成温度感测装置的感温部，每一温度感测件至少包括一感温元件，所述感温元件包括一条感温线，该对温度感测件的两感温线之间具不同极性，用以准确量测具导电性的被测物的温度，每一温度感测件还包括一载体，该两温度感测件的载体分别设于该夹具的两夹头的内侧面，每一温度感测件的载体朝向另一温度感测件设有一承载面，该温度感测件的感温元件的感温线设于该承载面上并沿该夹头的延伸方向延伸设置，且所述感温线至少有一部分凸出于该承载面。
2.如权利要求1所述的温度感测装置，其特征在于：该夹具包括一对夹持件、一枢轴及一弹簧，所述枢轴设于该对夹持件的中部并将该对夹持件相结合，所述两夹头形成于该对夹持件的一端，所述夹持件的另一端形成有一对把手以控制该对夹头的开启与关闭，所述弹簧穿设于枢轴内，该弹簧的两端分别抵紧于所述夹持件的两把手相对的两内侧面以提供所述夹头之间的夹持力。
3.如权利要求1所述的温度感测装置，其特征在于：每一温度感测件还包括一载体，该两温度感测件的载体分别设于该夹具的两夹头的内侧面，每一温度感测件的载体朝向另一温度感测件设有一承载面，该承载面的两端分别设有一凹槽，该温度感测件的感温元件的感温线设于该承载面上且至少有一部分凸出于该承载面，所述感温线两端分别设有与感温线电连接的感温讯号线，所述感温讯号线分别收容于载体的两端所设的凹槽内。
4.如权利要求1所述的温度感测装置，其特征在于：该承载面设有沿夹具的夹头的延伸方向分布的两个通孔，该感温线的一端固设于载体上远离把手的一通孔内，该感温线的另一端设于载体上靠近把手的一通孔内，该温度感测件的载体背向另一温度感测件设有一凹槽，所述凹槽内设有与所述感温线的另一端电连接的感温讯号线。
5.如权利要求3或4所述的温度感测装置，其特征在于：所述感温线由感温裸线构成，所述感温讯号线由感温裸线包覆一层电绝缘层构成。
6.如权利要求3或4所述的温度感测装置，其特征在于：所述载体是由具有热、电绝缘的材质制成。
7.如权利要求1所述的温度感测装置，其特征在于：该夹具包括一中空的外套件及容置于该外套件内的一中心件，所述夹头包括一固定夹头与一活动夹头，该对温度感测件包括第一温度感测件与第二温度感测件，该第一、第二温度感测件分别设于活动夹头与固定夹头上，该固定夹头设于外套件的一端，该活动夹头设于中心件与固定夹头相同的一端。
8.如权利要求7所述的温度感测装置，其特征在于：所述中心件为一中空管，该活动夹头是由中心件的一端部弯折形成，所述活动夹头朝向固定夹头的一侧的管壁经切除形成一管壁空间，该管壁空间内填入填充材料以形成第一温度感测件的载体。
9.如权利要求7或8所述的温度感测装置，其特征在于：该固定夹头是由外套件的一端部弯折形成，所述固定夹头朝向活动夹头的一侧的管壁经切除形成一管壁空间，该管壁空间内填入填充材料以形成第二温度感测件的载体。
10.如权利要求7所述的温度感测装置，其特征在于：所述夹具还包括一穿设于中心件上的弹簧，该中心件上设有一套环，该外套件靠近固定夹头的一端设有一缩口段，该弹簧设于所述套环与缩口段之间以提供所述固定夹头与活动夹头之间的夹持力。
11.如权利要求7所述的温度感测装置，其特征在于：该外套件的另一端设有一扩管，该中心件的另一端设有一帽罩，通过所述扩管与帽罩控制活动夹头沿轴向移动以实现该对夹头的开启与关闭。
12.如权利要求11所述的温度感测装置，其特征在于：该帽罩的一端插设于该扩管内并与中心件的端部相固定，该帽罩的侧边设有一开口，所述感温线的一端延伸设有感温讯号线，所述感温讯号线设于外套件内并由帽罩所设的开口引出。
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