CN102706468A - 带有支承板的温度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有支承板的温度传感器。该温度传感器(1)包括传感元件(2)、具有贴靠面的支承板(4)和至少一个馈电线(3)，该馈电线从所述传感元件(2)出发被引导穿过所述支承板(4)中的开口(5)，其中，在所述支承板(4)的与所述贴靠面对置的那侧上或者在所述支承板(4)的正面设置有引导元件(8)，所述馈电线(3)被如此地引导穿过该引导元件，即，使得所述馈电线的受引导部段的至少朝向所述传感元件的端部与所述支承板的每个部段在垂直于所述贴靠面的方向上间隔开，并且被防止在所述馈电线(3)的延伸方向以外的任何方向上发生偏移。

Description

带有支承板的温度传感器

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的带有支承板的温度传感器。这种温度传感器通常用于测量被加热构件的接近表面的温度。对此典型的是将设置在支承板上的传感元件引入构件的空隙中并且通过设置于所述支承板上的固定元件而固定在所述构件上。为了给传感元件供电和/或为了读出测量结果，所述传感元件与馈电线相连接，该馈电线从所述传感元件出发，穿过支承板，被引到所述支承板的背离被监测构件的一侧，并且从那里起与所述支承板的延伸走向基本上平行地被继续引导。

背景技术

在这种带有支承板的温度传感器的运行中已经证明，该设计方案中的馈电线常常被折弯而可能导致其损坏。由CH 689 875 A5已知一种带有支承板的温度传感器，在该温度传感器中，这种影响通过采用具有在两个相互错开的平面内延伸的部段的支承板而被削弱。所述支承板的部段之一构成贴靠面，另一个部段同馈电线一起被引导元件环绕，该引导元件然后为了固定馈电线而被压在支承板上。

在那里所阐述的装置中却会产生如下问题，即，在该装置中，馈电线在支承板的平面内，特别是在支承轴(Haltedorn)的范围内的移动没有被充分可靠地排除，因此重新产生馈电线的负荷。另外，引导元件不得不被构造得相对较大，因为它不仅要环绕馈电线，而且还要环绕支承板的一个部段，所以这特别是与原本所期待的紧凑结构很难协调一致，因为与此相应地还需要较大的防折弯弹簧。最后，这种构造的生产效率也很差，因为一般情况下支承板的最佳几何形状随着被监测的构件的不同而不同。已知的带有支承板的温度传感器构造却对于支承板的构造的每种变型，特别是鉴于其厚度，同样要求引导元件适应各自的情况，诸如馈电线使用的材料和几何形状的变化，这都与高效生产相悖。

发明内容

本发明的目的是，提供一种生产效率高而成本低的、设置有支承板的温度传感器，该温度传感器的几何形状能够简单地适配相应的各种装配条件，该温度传感器具有紧凑的结构，并且在该温度传感器中，馈电线受到更好的防弯折保护和防止在支承板平板面中偏移的保护。

这个目的通过具备权利要求1特征的带有支承板的温度传感器得以实现。本发明的有益的构造设计是各从属权利要求的主题内容。

本发明的温度传感器设置有传感元件、具有贴靠面的支承板和至少一个馈电线，该馈电线从所述传感元件出发被引导穿过所述支承板中的开口。本发明的要点在于，在支承板的与贴靠面对置的那侧上或者在所述支承板的正面设置有引导元件，馈电线被如此地引导穿过该引导元件，即，使得所述馈电线的受引导部段的至少朝向所述传感元件的端部与所述支承板的每个部段在垂直于所述贴靠面的方向上间隔开(例如，若所述受引导部段的这个端部与所述支承板贴靠，则不是这种情况)，并且在所述馈电线的延伸方向以外的任何方向上的偏移被防止。优选的是，对于馈电线的远离传感元件的端部，这种间隔条件也同样得到满足。

例如，若引导元件为金属块，该金属块设有且作为导向部的、平行于支承板贴靠面的延伸方向穿通所述金属块的孔，并且馈电线被引导穿过这个孔，这个条件便得到满足。例如，所述条件当然也可在使用导向槽的情况下得以实现。

这样，如此被引导的馈电线在某些的情况下还可以在两个方向上偏移，就是说向支承板的开口的方向和从所述支承板的所述开口离去的方向，这说明有两个延伸方向与电线相关联。

为了说明清楚而明确指出的是，馈电线的受引导部段与支承板之间沿垂直于支承板的贴靠面方向的距离可以随着所述馈电线受引导部段的不同区域而不同。虽然优选馈电线的受引导部段基本上平行于所述支承板的贴靠面的延伸方向延伸，但是这并不是绝对要求的。

由于这样构造的引导元件在支承板背离受监测的、被加热的构件的表面之间具有最小距离并且预先给定了馈电线的被引导的区域，因此确保了馈电线在其穿过支承板的位置处的弯折受到限制。同时特别有效地避免了馈电线的运动，该运动可能导致馈电线在折弯位置的摩擦，因为引导所述馈电线穿过的开口可完全匹配于其直径，而支承板的部段不须一同被引入这个开口。

同时这个距离一方面提供了设置馈电线固定方式的可能性，该固定方式此外不环绕支承板部段，并且另一方面还提供了设置具有较小半径的、可以加设防折弯弹簧的可能性，这两点都有助于实现更加紧凑的结构。

另外，本发明的带有支承板的温度传感器中引导单元的具体的设计方式与支承板的几何形状完全无关，这样同一构件能够应用于所有实施方式，这有助于特别高效率和低成本的生产。简单地通过对孔或者槽的延伸路线走向和直径进行匹配，就能够在形状和延伸路线方面对馈电线的各个所期待的构造设计进行匹配。

在温度传感器的一种特别有益的实施方式中，引导元件中馈电线的受引导部段还被防止在馈电线的延伸方向上发生偏移。这样不仅防止了开口边上馈电线的增高的负荷，通过该开口，馈电线被引导穿过支承板，而且还避免了在这个位置弯折角或者弯曲角的反复变化，该变化可导致馈电线的疲劳断裂。

实际上，这种防护例如通过受引导部段的固定成为可能，该固定当馈电线的受引导部段被套以绝缘软管时是特别能够得以实现的，该绝缘软管如此地扩大馈电线的直径，即，受引导部段在引导元件中被夹紧地引导。当然还存在其他的实现固定的可能性，例如压紧、夹紧或者粘贴。

在本发明的一个特别优选的变型方案中规定：馈电线的在支承板中的开口与引导元件之间延伸的部段具有第一分段和第二分段，在该第一分段的延伸路线中，馈电线与支承板之间的距离在朝着引导元件那边的方向上增大，在该第二分段中，馈电线与支承板之间的距离在朝着引导元件那边的方向上减小。在这种设计中，确保有效避免馈电线被引导穿过支承板中的开口的位置处的弯曲应力和拉应力。

如果进一步确保馈电线与支承板之间的最大距离小于引导元件相对所述支承板的高度的话，所述引导元件能够为所述馈电线提供至少局部抵抗可能的压力负荷的保护，该保护再次降低馈电线被引导穿过支承板中的开口的位置处的弯曲负荷的风险。

在温度传感器的另一个有益的设计中，该设计提高了其热稳定性并因此还提高了其可靠性和耐用性，规定：馈电线至少在传感元件与引导元件之间的区域内是矿物绝缘的。特别是，在此方面，如下的温度传感器被证明是适宜的，按照该温度传感器，传感元件设置有由不同材料组成的两个热偶支臂(Thermoschenkel)的一接触点，该热偶支臂至少部分地在馈电线中延伸，并且其中，所述馈电线至少在所述热偶支臂之间的区域内是矿物绝缘的。

在一个特别优选的设计中，如前述权利要求之一所述的温度传感器设置有这样的引导元件，该引导元件具有构造为管状的、用于套装上一防折弯弹簧的凸起。因此防止了从引导元件引出时弯曲负荷对馈电线的影响。

附图说明

下文将参照附图进一步阐述本发明的示范性的设计方案。附图中：

图1为本发明的实施例；和

图2为图1所示实施例的去掉防折弯弹簧的剖视图。

相同实施方式的相同构件在所有附图中都被标注同样的附图标记。

具体实施方式

图1示出的是带有支承板4的温度传感器1的实施例。支承板4宜设置有固定件，通过该固定件温度传感器1能够固定在未被示出的、温度应该受到监测的构件上。作为并非绝对是温度传感器的组成部分的这种固定件的示例，图1示出一个螺栓7，该螺栓能够穿过仅在图2中能够看到的、设置在支承板4中的长孔6，被旋入未被示出的构件的相应的螺纹中，该构件的温度应该受到监测。

另外支承板4上设置有贯穿的开口5，该开口从在温度传感器1使用时所述温度传感器1面向被监测的构件的一侧、即支承板4的贴靠面通向与该贴靠面对置的一侧。在温度传感器1使用时开口5面向被监测的构件的一侧上设置有传感元件2，该传感元件通过被引导穿过所述开口5的馈电线3与用于所述传感元件的未示出的控制装置和/或读出装置相连接。

在支承板4上设置有引导元件8，该引导元件例如可以被焊接，钎焊或者粘接在那里。如在图2中特别清晰地看到的那样，引导元件8具有中心孔13，馈电线3被引导穿过该中心孔，这样，所述馈电线3基本上与支承板4的贴靠面的延伸方向平行地、并且与所述支承板4保持间隔地延伸，并且在所述馈电线3延伸方向以外的任何方向上的偏移得以防止。

特别是，在两个附图中清楚可见，馈电线3的受引导部段的朝向传感元件2的端部与支承板4的每个部段在垂直于贴靠面的方向上被间隔开。为了说明这个基本特征的意义，在馈电线3的受导引部段的朝向传感元件2的端部与支承板4的每个部段之间，垂直于贴靠面方向的距离在图2中被标注为附图标记d。为了避免弯折问题而在馈电线3的传感元件侧的端部部段相对于贴靠在被监测构件上的支承板部段的水平所需的水平差，通过设置在支承板4处或者上的引导元件8得以实现，在该引导元件中仅仅固定馈电线，馈电线必要时用收缩软管包套。

此外，在图1和2中所示的本发明的实施方式中，设置有在图2中可以看到的绝缘软管11，该绝缘软管将特别是孔13范围内的馈电线3的端部部段包住，并且在这个范围内产生夹紧作用，该夹紧作用还起到防止馈电线3在延伸方向上发生偏移的作用。结果是，引导元件8的背离传感元件2的一侧的馈电线3部段被所述引导元件夹紧，并且使传感元件2与引导元件8之间的部段中的馈电线3的延伸路线不发生变动。

在图1和2中所示的实施方式中，如特别是借助图2能够看到的那样，这个部段具有第一分段R1和第二分段R2，在第一分段的延伸路线中馈电线3与支承板4之间的距离在朝着引导元件8那边的方向上增大，在第二分段中，馈电线3与支承板4之间的距离在朝着引导元件8那边的方向上减小。由此能够保障消除应力地、不弯折地引导馈电线3。

如在图2中特别清楚地看到的那样，另外引导元件8在其背离传感元件2的一侧具有管状的凸起9，仅在图1中示出的防折弯弹簧10可通过套装被固定在该凸起上，以防止馈电线3在其从引导元件8引出时突然折断。

在图2中，另外还可以看到关于传感元件2的有益布局的进一步细节。传感元件2具有一变细的区域12，所述传感元件以该区域被引入支承板4的开口5中，并且该区域具有与开口5相同的直径。传感元件2与支承板4之间的机械连接例如可以通过三点激光焊实现，当然例如也可以是其他种类的焊接或者钎焊、夹紧、螺纹旋入连接或者粘接。带有在这个实施例中可选设置的绝缘软管11的馈电线3被引导穿过开口5，并且被引入传感元件2中的空隙中，在该空隙内，馈电线3的导体14与传感元件2电接触。

附图标记表

1    温度传感器

2    传感元件

3    馈电线

4    支承板

5    开口

6    长孔

7    螺栓

8    引导元件

9    管状凸起

10   防折弯弹簧

11   绝缘软管

12   变细的区域

13   孔

14   导体

R1   第一分段

R2   第二分段

d    馈电线与支承板之间的垂直距离

Claims (8)

1.温度传感器(1)，其包括传感元件(2)、具有贴靠面的支承板(4)和至少一个馈电线(3)，该馈电线从所述传感元件(2)出发被引导穿过所述支承板(4)中的开口(5)；其特征在于：在所述支承板(4)的与所述贴靠面对置的那侧上或者在所述支承板(4)的正面设置有引导元件(8)，所述馈电线(3)被如此地引导穿过该引导元件，即，使得所述馈电线的受引导部段的至少朝向所述传感元件的端部与所述支承板的每个部段在垂直于所述贴靠面的方向上间隔开，并且被防止在所述馈电线(3)的延伸方向以外的任何方向上发生偏移。

2.如权利要求1所述的温度传感器(1)，其特征在于：所述引导元件(8)为带有孔的金属块，所述馈电线(3)的所述受引导部段被引导通过该孔。

3.如权利要求1或2所述的温度传感器(1)，其特征在于：所述引导元件(8)中所述馈电线(3)的受引导部段还被防止在所述馈电线(3)的延伸方向上发生偏移。

4.如权利要求2所述的温度传感器(1)，其特征在于：所述馈电线(3)的在所述支承板(4)中的开口(5)与所述引导元件(8)之间延伸的部段具有第一分段(R1)和第二分段(R2)，在该第一分段的延伸路线中，馈电线(3)与支承板(4)之间的距离在朝着所述引导元件(8)那边的方向上增大，在该第二分段中，馈电线(3)与支承板(4)之间的距离在朝着所述引导元件(8)那边的方向上减小。

5.如权利要求2或3所述的温度传感器(1)，其特征在于：馈电线(3)与支承板(4)之间的最大距离小于所述引导元件(8)相对所述支承板的高度。

6.如前述权利要求之任一项所述的温度传感器(1)，其特征在于：所述馈电线(3)至少在传感元件(2)与引导元件(8)之间的区域内是矿物绝缘的。

7.如前述权利要求之任一项所述的温度传感器(1)，其特征在于：所述传感元件(2)具有由不同材料组成的两个热偶支臂的一接触点，所述热偶支臂至少部分地在所述馈电线(3)中延伸，并且，所述馈电线至少在热偶支臂之间的区域内是矿物绝缘的。

8.如前述权利要求之任一项所述的温度传感器(1)，其特征在于：所述引导元件(8)具有用于套装上一防折弯弹簧(10)的管状凸起(9)。

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