CN103107775B - 发热器件以及包含其的恒温晶体振荡器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发热器件，包括封装环，封装环具有封装环侧壁，封装环侧壁中心具有封装环中心孔，在封装环侧壁内设置用于对晶体加热的发热丝和用于检测发热丝温度的测温器件。本发明还公开一种恒温晶体振荡器，包括晶体，在晶体外围环形设置上述发热器件。通过将固定为一体的发热丝和测温器件采用注塑或者直接置放在封装环侧壁内，形成发热器件，并且将此发热器件套设在恒温晶体振荡器的晶体的外围，不仅可以降低晶体的热突变，保证晶体的频率稳定，还可利用测温器件对发热丝的热量进行实时的检测，保证传到晶体上的温度恒定，进一步保证整个恒温晶体振荡器的正常使用。

Description

发热器件以及包含其的恒温晶体振荡器

技术领域

本发明涉及晶体振荡器，尤其涉及一种发热器件，以及包含该发热器件的恒温晶体振荡器。

背景技术

晶体振荡器即石英晶体振荡器，石英晶体振荡器的应用已有几十年的历史，因其具有频率稳定度高这一特点，故在电子技术领域中一直占有重要的地位。尤其是信息技术产业的高速发展，更使这种晶体振荡器焕发出勃勃生机。石英晶体振荡器在远程通信、卫星通信、移动电话系统、全球定位系统、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中，作为标准频率源或脉冲信号源，提供频率基准，是目前其它类型的振荡器所不能替代的。石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿式晶体振荡器、电压控制晶体振荡器、恒温晶体振荡器和数字化/μρ补偿式晶体振荡器等几种类型。其中，恒温晶体振荡器是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器，它在老化率、温度稳定性、长期稳定度和短期稳定度等方面的性能都非常好，因此常作为精密时频信号源被广泛应用于全球定位系统、通信、计量、遥测遥控、频谱及网络分析仪等电子仪器中。

目前，业内一般常用的恒温晶体振荡器的发热器件一般使用MOS管、单三极管、达林顿管等加热管。

如图1所示，此晶体振荡器包括内电路板100、外电路板200、晶体300、加热槽400、内加热管500以及外加热管600，外电路板200上设置加热槽400，在加热槽400外围、外电路板200上设置外加热管600，在加热槽400内且平行于外电路板200设置内电路板100，内电路板100采用引针与该外电路板200电连接，在内电路板100远离外电路板200的一侧固定设置晶体300，在晶体300一侧、内电路板100上设置内加热管500。

此晶体振荡器具有以下缺陷：

1、晶体振荡器内的加热器件包括内加热管500和外加热管600，此内加热管500和外加热管600均需要采用防静电敏感材料制成，对防静电的要求非常高，这样使得整个晶体振荡器的成本增高；

2、生产工序复杂，生产速度慢，效率低，不利于批量生产和安装；

3、在整个晶体振荡器热量发生突变时，热量会由空气直接传给晶体300，传热速度加快容易产生发热突变，发热突变导致晶体300温度突变，而晶体300温度突变使晶体300的频率发生突变，最终降低晶体300的稳定性。

纵观现有技术的晶体振荡器，其存在共同的缺陷，即，生产工序复杂、生产速度慢、效率低、生产成本高，并且容易使晶体产生热突变，导致晶体的频率发生突变，最终影响晶体的稳定性。

发明内容

本发明的一个目的，在于提供一种发热器件，其具有结构简单、生产工序少、生产速度快、效率高、生产成本低的优点，其采用的非金属封装环可以减少晶体的热突变和频率突变，保证晶体的稳定性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种发热器件，包括环形设置于恒温晶体振荡器的晶体外围的封装环，所述封装环具有封装环侧壁，所述封装环侧壁中心具有供所述晶体穿过的封装环中心孔，在所述封装环侧壁内设置用于对所述晶体加热的发热丝和用于检测所述晶体温度的测温器件。将发热丝和测温器件均设置在封装环侧壁内，一方面可以使发热丝与测温器件直接接触，并利用测温器件实时的检测出发热丝的温度，保证温度检测的准确性，另一方面可以在发热丝的热量发生突变时，利用封装环降低热量传递至晶体的速度，减少晶体的发热突变，进一步减少由于晶体的温度突变而产生的频率突变，提升发热器件的温控能力。

作为发热器件的一种优选方案，所述发热丝围绕所述晶体外围绕制规定匝数，在所述发热丝上固定设置所述测温器件，并且所述发热丝和测温器件均封装在所述封装环侧壁内，所述发热丝具有延伸出所述封装环的第一引脚和第二引脚，所述测温器件具有延伸出所述封装环的测温引脚。

作为发热器件的一种优选方案，所述封装环、加热丝和测温器件采用一体式结构。将发热器件设置为一体式结构，这样可以极大的减少加工工序，提升生产效率，并且一体式的发热器件在组装过程中节约组装时间，保证组装精度。

优选的，所述封装环、加热丝和测温器件采用灌封、注塑或者其它工艺固化为一体。

作为发热器件的一种优选方案，所述封装环侧壁包括靠近所述封装环中心孔设置的内侧壁和远离所述封装环中心孔设置的外侧壁，所述外侧壁和所述内侧壁之间具有容纳所述发热丝和测温器件的置放槽。将固定为一体的发热丝和测温器件可拆卸式的设置在封装环侧壁的置放槽内，不仅可以有效防止发热丝的温度突变而引起晶体的发热突变，同样也能减少加工工序，提升生产效率，而且其可拆卸式设置，还能在发热丝出现问题时及时的更换，节约生产和维护成本。

作为发热器件的一种优选方案，所述发热丝围绕所述晶体外围至少缠绕一圈。

优选的，所述发热丝围绕所述晶体外围缠绕四圈。

作为发热器件的一种优选方案，所述封装环采用非金属材料。

作为发热器件的一种优选方案，所述封装环采用环氧树脂胶材料。

环氧树脂是一类重要的热固性塑料，广泛用于黏合剂，涂料等用途。其又称作人工树脂、人造树脂、树脂胶等。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。环氧树脂的特点概括：固化方便，附着力强，收缩性低，化学性稳定，耐霉菌。工艺简单，无需施加过高的压力，具有良好的绝缘性，耐化学腐蚀，具有较好的耐油性和耐溶剂性。

作为发热器件的一种优选方案，所述发热丝采用合金材料。

优选的，所述发热丝采用0Cr25A15、0Cr21A14、Cr20Ni80中的任意一种材料制成。

优选的，所述封装环为圆形环、方型环或者异型环，对应的，所述发热丝缠绕为圆形、方形或者异形。封装环和发热丝的形状是与晶体的形状相配合的，当晶体呈圆柱形时，封装环则制作成与之相匹配的圆形环，发热丝缠绕成与之相匹配的圆形，当晶体呈方柱形时，封装环则制作成与之相匹配的方形环，发热丝缠绕成与之相匹配的方形。

一种恒温晶体振荡器，包括晶体，在所述晶体外围环形设置如上述所述的发热器件。通过将发热丝、测温器件封装在封装环侧壁内的发热器件套设在晶体外围，可以使晶体的温度能被测温器件实时的检测出来，检测结果准确，还可以在发热丝的热量发生突变时，利用封装环降低热量传递至晶体的速度，减少晶体的发热突变，进一步减少由于晶体的温度突变而产生的频率突变，提升发热器件的温控能力。

对比现有技术，本发明的有益效果为：通过将固定为一体的发热丝和测温器件采用注塑或者直接置放在封装环侧壁内，形成发热器件，并且将此发热器件套设在恒温晶体振荡器的晶体的外围，可以降低晶体的热突变，保证晶体的频率稳定，不仅如此，还可以利用直接固定于发热丝上的测温器件对发热丝的热量进行实时的检测，保证传到晶体上的温度恒定，保证晶体的正常使用，进一步保证整个恒温晶体振荡器的正常使用。

附图说明

图1为现有的晶体振荡器的结构示意图；

图2为实施例一所述的发热器件的结构示意图；

图3为图2的A向示意图；

图4为实施例一所述的恒温晶体振荡器的结构示意图；

图5为图4的爆炸示意图；

图6为实施例二所述的发热器件的结构示意图；

图7为图6的B向示意图；

图8为图6中封装环的结构示意图；

图9为图8的C-C向剖视示意图；

图10为实施例二所述的恒温晶体振荡器的爆炸示意图。

图1中：

100、内电路板；200、外电路板；300、晶体；400、加热槽；500、内加热管；600、外加热管。

图2至5中：

1、封装环；11、封装环侧壁；12、封装环中心孔；

2、发热丝；21、第一引脚；22、第二引脚；

3、测温器件；31、测温引脚；

4、晶体。

图6至10中：

5、封装环；51、封装环侧壁；511、外侧壁；512、内侧壁；513、置放槽；52、封装环中心孔；

6、发热丝；61、第一引脚；62、第二引脚；

7、测温器件；71、测温引脚；

8、晶体。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

如图2至5所示，此实施例中的发热器件包括环形设置于恒温晶体振荡器的晶体4外围的封装环1，封装环1具有封装环侧壁11，封装环侧壁11中心具有供晶体4穿过的封装环中心孔12，在封装环侧壁11内设置用于对晶体4加热的发热丝2和用于检测晶体4温度的测温器件3。

发热丝2围绕晶体4外围绕制四圈，在发热丝2上固定设置测温器件3，并且发热丝2和测温器件3均封装在封装环侧壁11内，发热丝2具有延伸出封装环1的第一引脚21和第二引脚22，测温器件3具有延伸出封装环1的测温引脚31。

在本实施例中，封装环1、加热丝2和测温器件3采用注塑方式加工为一体。

封装环1采用环氧树脂胶材料制成，在注塑成型后，封装环1的封装环侧壁11的厚度为1.5mm。

在本实施例中，发热丝2采用0Cr25A15材料制成。

此实施例中还涉及一种恒温晶体振荡器，此恒温晶体振荡器包括晶体4，在晶体4外围套设一个上述发热器件，首先可以防止晶体4发生热突变，保证晶体的频率稳定，其次通过封装环1将晶体4封装在一个非静电环境内，保证晶体4的正常使用，不仅如此，还可以利用直接固定于发热丝2上的测温器件3对发热丝2的热量进行实时的检测，保证传到晶体4上的温度恒定，保证晶体4的正常使用，进一步保证整个恒温晶体振荡器的正常使用。

组装步骤如下：

第一步：将一根发热丝2按照略大于晶体4外围半径绕制四圈后，再将两端分别折弯到发热丝2的一侧，形成第一引脚21和第二引脚22；

第二步：将测温器件3粘接在发热丝2的外围，并且将测温器件3的测温引脚31安装在与第一引脚21的同侧；

第三步:将固定为一体的发热丝2和测温器件3利用环氧树脂胶注塑为一个空心的圆柱体，即将发热丝2和测温器件3封装在封装环1的封装环侧壁11内；

第四步：将注塑为一体的发热器件套设在晶体4外围，最后送入下一道工序，以便完成整个恒温晶体振荡器的安装。

实施例二：

如图6至10所示，此实施例中的发热器件包括环形设置于恒温晶体振荡器的晶体8外围的封装环5，封装环5具有封装环侧壁51，封装环侧壁51中心具有供晶体8穿过的封装环中心孔52，在封装环侧壁51内设置用于对晶体8加热的发热丝6和用于检测晶体8温度的测温器件7。

封装环5侧壁包括靠近封装环中心孔52设置的内侧壁512和远离封装环中心孔52设置的外侧壁511，外侧壁511和内侧壁512之间具有容纳发热丝6和测温器件7的置放槽513。

发热丝6围绕晶体8外围绕制四圈，在发热丝6上固定设置测温器件7，并将固定为一体的发热丝6和测温器件7置放于置放槽513内，发热丝6具有延伸出封装环5的第一引脚61和第二引脚62，测温器件7具有延伸出封装环5的测温引脚71。

封装环5采用环氧树脂胶材料制成，在注塑成型后，封装环5的封装环侧壁51的厚度为2mm，即外侧壁511、内侧壁513以及置放槽513的厚度之和为2mm。

在本实施例中，发热丝6采用Cr20Ni80材料制成。

此实施例中还涉及一种恒温晶体振荡器，此恒温晶体振荡器包括晶体8，在晶体8外围套设一个上述发热器件，首先可以防止晶体8发生热突变，保证晶体的频率稳定，其次通过封装环5将晶体8封装在一个非静电环境内，保证晶体8的正常使用，不仅如此，还可以利用直接固定于发热丝6上的测温器件7对发热丝6的热量进行实时的检测，保证传到晶体8上的温度恒定，保证晶体8的正常使用，进一步保证整个恒温晶体振荡器的正常使用。

组装步骤如下：

第一步：将一根发热丝6按照略大于晶体8外围半径绕制四圈后，再将两端分别折弯到发热丝6的一侧，形成第一引脚61和第二引脚62；

第二步：将测温器件7粘接在发热丝6的外围，并且将测温器件7的测温引脚71安装在与第一引脚61的同侧；

第三步:按照图7和图8将环氧树脂胶注塑为一个空心圆柱体，并且在侧壁上形成置放槽513，将发热丝6和测温器件7置放在封装环5的置放槽513内；

第四步：将安装完成的发热器件套设在晶体8外围，最后送入下一道工序，以便完成整个恒温晶体振荡器的安装。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种发热器件，其特征在于，包括环形设置于恒温晶体振荡器的晶体外围的封装环，所述封装环具有封装环侧壁，所述封装环侧壁中心具有供所述晶体穿过的封装环中心孔，在所述封装环侧壁内设置用于对所述晶体加热的发热丝和用于检测所述晶体温度的测温器件；所述封装环、加热丝和测温器件采用一体式结构，或，所述封装环侧壁包括靠近所述封装环中心孔设置的内侧壁和远离所述封装环中心孔设置的外侧壁，所述外侧壁和所述内侧壁之间具有容纳所述发热丝和测温器件的置放槽；所述发热丝围绕所述晶体外围绕制规定匝数，在所述发热丝上固定设置所述测温器件，并且所述发热丝和测温器件均封装在所述封装环侧壁内，所述发热丝具有延伸出所述封装环的第一引脚和第二引脚，所述测温器件具有延伸出所述封装环的测温引脚。

2.根据权利要求1所述的发热器件，其特征在于，所述发热丝围绕所述晶体外围至少缠绕一圈。

3.根据权利要求2所述的发热器件，其特征在于，所述发热丝围绕所述晶体外围缠绕四圈。

4.根据权利要求1至3任一所述的发热器件，其特征在于，所述封装环采用非金属材料。

5.根据权利要求4所述的发热器件，其特征在于，所述封装环采用环氧树脂胶材料。

6.根据权利要求1至3任一所述的发热器件，其特征在于，所述发热丝采用合金材料。

7.一种恒温晶体振荡器，包括晶体，其特征在于，在所述晶体外围环形设置如权利要求1至6任一所述的发热器件。