CN103674301B - 多功能复合结构线型感温传感器 - Google Patents
多功能复合结构线型感温传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103674301B CN103674301B CN201210322437.8A CN201210322437A CN103674301B CN 103674301 B CN103674301 B CN 103674301B CN 201210322437 A CN201210322437 A CN 201210322437A CN 103674301 B CN103674301 B CN 103674301B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thermo
- sensitive material
- coated
- outside
- temperature sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
一种多功能复合结构线型感温传感器，它包括一第一功能线芯，该第一功能线芯内设有一对第一热电偶线，该第一热电偶线之间填充有第一热敏材料且其在该第一功能线芯长度方向上的填充浓度呈梯度变化。本发明还可以包括一根金属功能导线，或者一个第二功能线芯，进而具有热点温度、热点位置，热点区域大小、局部过热温差的探测功能。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种新型多功能复合结构线型感温传感器（感温电缆）。
背景技术
线型感温传感器（感温电缆）是一种能够测量传感器沿线上最高温度点（热点）温度的一种传感器。该种传感器广泛应用于对一个较大区域的温度监测。
目前，现有的线型感温传感器（感温电缆）从原理上可分为以下3种：
1、开关量型感温电缆：开关量型感温电缆，结构为两根相互缠绕的钢丝，钢丝中间包裹有可熔融的绝缘材料，不同的熔融绝缘材料具有不同的软化温度点，当传感器受热到绝缘材料的软化温度时，绝缘材料变软，使得受热点的钢丝搭接在一起，形成了短路信号，通过判断短路信号，可以判断出受热点温度达到了特定的温度。开关量型感温电缆的缺点在于其无法进行实时地温度监测，只有温度上升到了绝缘材料的软化温度点时，感温电缆才会出现温度报警信号。
2、模拟量电阻型感温电缆：一些热敏材料的电阻与温度有一定的关系，如NTC（负温度系数特性）热敏材料、PTC（正温度系数特性）热敏材料。模拟量电阻型感温电缆，就是根据热敏材料的这些特性，通过测量热敏材料的电阻得出温度值。模拟量电阻型感温电缆可以分为2种：通过测量感温电缆中热敏合金线的电阻的串联阻抗信号的模拟量电阻型感温电缆；通过测量具有NTC特性绝缘材料的电阻的并联阻抗信号的模拟量电阻型感温电缆。现有的模拟量电阻型感温电缆的温度测量需要预设许多参数（如受热长度等），而在实际的应用中这些预设参数都是无法估算的，因此，也导致了模拟量电阻型感温电缆的测量精度不是很高，温度测量的范围也不是很大。
3、模拟量热电偶型感温电缆：模拟量热电偶型感温电缆，结构为一组（2根）平行（同轴、绞合）的热电偶导线，中间填充有NTC（负温度系数特性）热敏材料，当感温电缆受热时，受热电缆区域中的NTC热敏材料的电阻值会减小，从而在受热区域形成了一个热电偶结点，通过测量该节点的毫伏值，即可以得到该受热区域的温度。
可以看出，现有的线型感温传感器技术，均只能够测量传感器沿线上的热点温度，有些不能实时监测，有些测量误差较大，没有如热点位置、热点区域大小、局部过热温差等功能。而在一些实际应用中，不但需要对较大区域的热点温度进行测量，而且还同时需要对热点位置、热点区域大小、局部过热温差等参数进行测量，并且要求有较好的温度测量精度，如煤气化炉表面温度监测、石油储罐温度监测、煤仓温度监测等。
具有能够探测受热点位置、热点位置、热点区域大小、局部过热温差等功能的线型感温传感器至今在各种文献中鲜有提及，在中国发明专利“热电偶型连续测温电缆”（专利申请号03140326.3）中，曾经设计了一种复合结构，能够进行温度校正和位置的测量，但是该发明专利中使用的技术方案接线较复杂，也不能够测量热点区域大小和局部过热温差。因此现有技术仍有进一步改进的必要。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种多功能复合结构线型感温传感器（感温电缆）结构及其接线方式，这种结构和相应的接线方式，能够提高线型感温传感器（感温电缆）测量精度，并且能够对热点位置、热点区域大小、局部过热温差等参数进行测量。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种多功能复合结构线型感温传感器，它包括一第一功能线芯，该第一功能线芯内设有一对第一热电偶线，该第一热电偶线之间填充有第一热敏材料且其在该第一功能线芯长度方向上的填充浓度呈梯度变化。
所述的多功能复合结构线型感温传感器，还包括一根金属功能导线，与所述第一热电偶线之间通过第一热敏材料进行两两隔离，该第一热敏材料在该金属功能导线长度方向上填充浓度一致或呈梯度变化。
所述第一热敏材料外面包覆有第一管体；该第一管体外面包覆有起屏蔽作用的第二管体，该第二管体外面包覆有起保护作用的第三管体。
所述第一热敏材料在所述第一功能线芯长度方向上的填充浓度一致，与所述第一功能线芯平行设有一第二功能线芯，该第二功能线芯内设有一对第二热电偶线，该第二热电偶线之间填充有第二热敏材料；该第二热敏材料与所述第一热敏材料的特性相同时，其在该第二功能线芯长度方向上的填充浓度呈梯度变化；该第二热敏材料与所述第一热敏材料的特性不同时，其在该第二功能线芯长度方向上的填充浓度一致或呈梯度变化。
所述第一热敏材料和所述第二热敏材料外面包覆有第一管体；该第一管体外面包覆有起屏蔽作用的第二管体，该第二管体外面包覆有起保护作用的第三管体。
所述第一热敏材料和所述第二热敏材料外面均分别包覆有所述第一管体；该第一管体外面包覆有起屏蔽作用的第二管体，该第二管体外面包覆有起保护作用的第三管体。
所述第一热敏材料和所述第二热敏材料外面均分别包覆有所述第一管体；各该第一管体外面均分别包覆有起屏蔽作用的第二管体，各该第二管体外面均分别包覆有起保护作用的第三管体，各该第三管体外面包覆有起增强保护作用的第四管体。
所述多功能复合结构线型感温传感器的两端接入到数据采集模块中，进行信号处理。
本发明的有益效果是：本发明多功能复合结构线型感温传感器（感温电缆）采用多探测功能线的复合组成结构方式，配合与其相应的信号采集模块接线实现方法，使得该线型感温传感器（感温电缆）能够实现较大区域温度监测中的温度相关参数的测量，如热点温度、热点位置、热点区域大小、局部过热温差等，为高精度、多功能的温度监测提供了一个可行方案，该方案结构简单，适用性强。
附图说明
图1是本发明多功能复合结构线型感温传感器第一实施例的结构示意图。
图2是本发明多功能复合结构线型感温传感器第一实施例与信号采集模块的接线示意图。
图3是本发明多功能复合结构线型感温传感器第二实施例的结构示意图。
图4是本发明多功能复合结构线型感温传感器第三实施例的结构示意图。
图5是本发明多功能复合结构线型感温传感器第三实施例的第一实施方式的结构示意图。
图6是本发明多功能复合结构线型感温传感器第三实施例的第二实施方式的结构示意图。
图7是本发明多功能复合结构线型感温传感器第三实施例的第三实施方式的结构示意图。
图8是本发明多功能复合结构线型感温传感器第三实施例与信号采集模块的接线示意图。
图9是本发明多功能复合结构线型感温传感器长度方向热敏材料的填充浓度一致的工艺说明示意图。
图10是本发明多功能复合结构线型感温传感器长度方向热敏材料的填充浓度呈梯度变化的工艺说明示意图。
具体实施方式
以下将以具体实施例结合附图来说明本发明的结构和所欲达到的技术效果，但所选用的实施例仅用于说明解释，并非用以限制本发明的范围。
如图1所示，为本发明多功能复合结构线型感温传感器（感温电缆）的第一实施例，它包括一第一功能线芯1，该第一功能线芯1内设有一对第一热电偶线11，该第一热电偶线11之间填充有第一热敏材料12且其在该第一功能线芯长度方向上的填充浓度呈梯度变化。该第一热敏材料12外面包覆有第一管体13（如金属管或塑料层）。该第一管体13外面包覆有起屏蔽电磁干扰作用的第二管体14（如金属屏蔽层），该第二管体14外面包覆有起保护作用的第三管体15（如金属或者塑料保护套）。采用该种结构的线型感温传感器（感温电缆）能够具有热点温度、热点位置探测的功能。
如图2所示，线型感温传感器（感温电缆）的一端，共三根引出线，分别为一对第一热电偶线11和一根屏蔽层线111，这三根功能线接到信号采集模块3的第一通道31上；线型感温传感器（感温电缆）的另一端，共有2根引出线112、113，这两根功能线接到信号采集模块3的第二通道32上。
当该线型感温传感器（感温电缆）局部（或全体）受热时，线第一功能线芯中的第一热敏材料的电阻变小，第一功能线芯中产生了类似热电偶测量节点的临时测量端，从而使第一功能线芯中的第一热电偶线产生了电信号，这些电信号通过信号采集模块进行采集、比较处理，就能够得到受热区域的热点温度、热点位置等参数。
如图3所示，为本发明多功能复合结构线型感温传感器的第二实施例，其与第一实施例的区别在于，还包括一根金属功能导线114，与该第一热电偶线之间通过第一热敏材料进行两两隔离，该第一热敏材料在该金属功能导线长度方向上填充浓度一致或呈梯度变化。其接线方法同图2。采用该种结构的线型感温传感器（感温电缆）能够具有热点温度、局部过热温差探测的功能。
当该线型感温传感器（感温电缆）局部（或全体）受热时，第一功能线芯中的第一热敏材料的电阻变小，第一功能线芯中产生了类似热电偶测量节点的临时测量端，从而使第一功能线芯中的第一热电偶导线、金属功能导线产生了电信号，这些电信号通过信号采集模块进行采集、比较处理，就能够得到受热区域的热点温度、局部过热温差等参数。
如图4所示，为本发明多功能复合结构线型感温传感器的第三实施例，其第一热敏材料12在该第一功能线芯1长度方向上的填充浓度一致，另外，与该第一功能线芯1平行设有一第二功能线芯2，该第二功能线芯2内设有一对第二热电偶线21，该第二热电偶线21之间填充有第二热敏材料22。该第二功能线芯2可以为以下三种情况：（1）该第二热敏材料与第一热敏材料特性相同，其在第二功能线芯长度方向的填充浓度呈梯度变化；（2）该第二热敏材料与第一热敏材料特性不相同，其在第二功能线芯长度方向的填充浓度一致；（3）该第二热敏材料与第一热敏材料特性不相同，其在第二功能线芯长度方向的填充浓度呈梯度变化。总结起来，即该第二热敏材料与该第一热敏材料的特性相同时，其在该第二功能线芯长度方向上的填充浓度呈梯度变化；该第二热敏材料与该第一热敏材料的特性不同时，其在该第二功能线芯长度方向上的填充浓度一致或呈梯度变化。采用该种结构的线型感温传感器（感温电缆）能够具有热点温度、热点位置，热点区域大小探测的功能。下面揭露几个具有该功能的具体实施例：
如图5所示，为本发明第三实施例的第一实施方式，第一热敏材料12和该第二热敏材料22外面包覆有第一管体13（如金属管或塑料层），即该第一功能线芯和第二功能线芯均位于第一管体13内部。该第一管体13外面包覆有起屏蔽电磁干扰作用的第二管体14（如金属屏蔽层），该第二管体14外面包覆有起保护作用的第三管体15（如金属或者塑料保护套）。
如图6所示，为本发明第三实施例的第二实施方式，该第一热敏材料和该第二热敏材料外面均分别包覆有该第一管体13（如金属管或塑料层）。该第一管体13外面包覆有起屏蔽电磁干扰作用的第二管体14（如金属屏蔽层），该第二管体14外面包覆有起保护作用的第三管体15（如金属或者塑料保护套）。
如图7所示，为发明第三实施例的第三实施方式，该第一热敏材料和该第二热敏材料外面均分别包覆有该第一管体13（如金属管或塑料层）。各该第一管体13外面均分别包覆有起屏蔽电磁干扰作用的第二管体14（如金属屏蔽层），各该第二管体14外面均分别包覆有起保护作用的第三管体15（如金属或者塑料保护套），各该第三管体15外面包覆有起增强保护作用的第四管体16（如金属或塑料保护套管）。
如图8所示，为本发明第三实施例与信号采集模块的接线方法。线型感温传感器（感温电缆）的一端，共六根引出线，分别为2对热电偶导线（第一热电偶线11和第二热电偶线22）和两根屏蔽层线111和211，这六根引出线接到信号采集模块3的第一通道31和第二通道32上；线型感温传感器（感温电缆）的另一端，共有4根引出线112、113、212、213，这四根引出线接到信号采集模块3的第三通道33和第四通道34上。
当该线型感温传感器（感温电缆）局部（或全体）受热时，第一功能线芯和第二功能线芯中的两种热敏材料的电阻变小，第一功能线芯和第二功能线芯均产生了类似热电偶测量节点的临时测量端，从而使第一功能线芯和第二功能线芯中的第一、第二热电偶线产生了不同的电信号，这些电信号通过信号采集模块进行采集、比较处理，就能够得到受热区域的热点温度、位置、受热区域大小等参数。
如图9、图10所示，在本实施例提出的多功能复合结构线型感温传感器（感温电缆）中采用了两种热敏材料填充工艺，分别为：
（1）传感器长度方向热敏材料的填充浓度一致。图9为采用该工艺的传感器的“热敏材料填充浓度和长度关系曲线图”，可以看出传感器从1m位置到100m位置的热敏材料的填充浓度是相同的。按照该种工艺制作出来的线型感温传感器（感温电缆）在传感器的不同位置受热时，其产生的信号是一致的。
（2）传感器长度方向热敏材料的填充浓度呈梯度变化。图10为采用该工艺的传感器的“热敏材料填充浓度和长度关系曲线图”，可以看出传感器从1m位置到100m位置的热敏材料的填充浓度是不同的，是按照梯度变化的。按照填充浓度梯度变化工艺制作出来的线型感温传感器（感温电缆）受热时，可以产生与位置和受热区域大小相关的信号。
前述较佳实施例仅举例说明本发明及其技术特征，该实施例的技术仍可适当进行各种实质等效修饰及/或替换方式予以实施；因此，本发明的权利范围须视后附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (7)
1.一种多功能复合结构线型感温传感器，其特征在于，它包括一第一功能线芯，该第一功能线芯内设有一对第一热电偶线，该第一热电偶线之间填充有第一热敏材料且其在该第一功能线芯长度方向上的填充浓度呈梯度变化；
所述多功能复合结构线型感温传感器的两端接入到数据采集模块中，进行信号处理。
2.根据权利要求1所述的多功能复合结构线型感温传感器，其特征在于，还包括一根金属功能导线，与所述第一热电偶线之间通过第一热敏材料进行两两隔离，在该金属功能导线长度方向上，该金属功能导线与所述第一热电偶线之间的第一热敏材料的填充浓度一致或呈梯度变化。
3.根据权利要求1或2所述的多功能复合结构线型感温传感器，其特征在于：所述第一热敏材料外面包覆有第一管体；该第一管体外面包覆有起屏蔽作用的第二管体，该第二管体外面包覆有起保护作用的第三管体。
4.根据权利要求1所述的多功能复合结构线型感温传感器，其特征在于：与所述第一功能线芯平行设有一第二功能线芯，该第二功能线芯内设有一对第二热电偶线，该第二热电偶线之间填充有第二热敏材料；该第二热敏材料与所述第一热敏材料的特性相同时，其在该第二功能线芯长度方向上的填充浓度呈梯度变化；该第二热敏材料与所述第一热敏材料的特性不同时，其在该第二功能线芯长度方向上的填充浓度一致或呈梯度变化。
5.根据权利要求4所述的多功能复合结构线型感温传感器，其特征在于：所述第一热敏材料和所述第二热敏材料外面包覆有第一管体；该第一管体外面包覆有起屏蔽作用的第二管体，该第二管体外面包覆有起保护作用的第三管体。
6.根据权利要求4所述的多功能复合结构线型感温传感器，其特征在于：所述第一热敏材料和所述第二热敏材料外面均分别包覆有第一管体；该第一管体外面包覆有起屏蔽作用的第二管体，该第二管体外面包覆有起保护作用的第三管体。
7.根据权利要求4所述的多功能复合结构线型感温传感器，其特征在于：所述第一热敏材料和所述第二热敏材料外面均分别包覆有第一管体；各该第一管体外面均分别包覆有起屏蔽作用的第二管体，各该第二管体外面均分别包覆有起保护作用的第三管体，各该第三管体外面包覆有起增强保护作用的第四管体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210322437.8A CN103674301B (zh) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | 多功能复合结构线型感温传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210322437.8A CN103674301B (zh) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | 多功能复合结构线型感温传感器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103674301A CN103674301A (zh) | 2014-03-26 |
| CN103674301B true CN103674301B (zh) | 2017-07-28 |
Family
ID=50312546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210322437.8A Active CN103674301B (zh) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | 多功能复合结构线型感温传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103674301B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106197712A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-12-07 | 浙江泰索科技有限公司 | 自动捕捉高温信号的铠装热电偶温度传感器 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0644410A1 (fr) * | 1993-09-21 | 1995-03-22 | Centre De Recherche En Machines Thermiques C.R.M.T. | Thermocouple-capteur et son procédé de fabrication |
| CN1590977A (zh) * | 2003-08-29 | 2005-03-09 | 邢力谦 | 热电偶型连续测温电缆 |
| CN1987944A (zh) * | 2005-12-19 | 2007-06-27 | 李刚进 | 一种复合线型感温火灾探测器及其数据融合的报警方法 |
| CN201000663Y (zh) * | 2006-12-05 | 2008-01-02 | 张陈 | 可恢复式缆式线型定温、差定温火灾探测器 |
| CN202793631U (zh) * | 2012-09-03 | 2013-03-13 | 詹姆斯·P·辛格 | 多功能复合结构线型感温传感器 |
-
2012
- 2012-09-03 CN CN201210322437.8A patent/CN103674301B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0644410A1 (fr) * | 1993-09-21 | 1995-03-22 | Centre De Recherche En Machines Thermiques C.R.M.T. | Thermocouple-capteur et son procédé de fabrication |
| CN1590977A (zh) * | 2003-08-29 | 2005-03-09 | 邢力谦 | 热电偶型连续测温电缆 |
| CN1987944A (zh) * | 2005-12-19 | 2007-06-27 | 李刚进 | 一种复合线型感温火灾探测器及其数据融合的报警方法 |
| CN201000663Y (zh) * | 2006-12-05 | 2008-01-02 | 张陈 | 可恢复式缆式线型定温、差定温火灾探测器 |
| CN202793631U (zh) * | 2012-09-03 | 2013-03-13 | 詹姆斯·P·辛格 | 多功能复合结构线型感温传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103674301A (zh) | 2014-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104776938B (zh) | 基于电缆表面温度的电缆接头缆芯温度反演方法及系统 | |
| CN106556629A (zh) | 一种高温电容层析成像传感器及其制备方法 | |
| CN102539964A (zh) | Xlpe电力电缆在线绝缘特性判断方法 | |
| CN108008245B (zh) | 基于光电复合海缆温度场的海缆绝缘故障监测方法 | |
| CN204214566U (zh) | 一种温度测量装置 | |
| CN107422215A (zh) | 一种基于分布式光纤测温技术的电缆载流量监测方法及系统 | |
| CN203337269U (zh) | 温度传感器的封装结构和测温探头 | |
| CN102169029B (zh) | 两线制在线测量粮堆多层粮食温度、水分的数字传感装置 | |
| CN104634477B (zh) | 一种使用光纤Bragg光栅温度传感器测量干式空芯电抗器温度的方法 | |
| CN103674301B (zh) | 多功能复合结构线型感温传感器 | |
| CN104458037A (zh) | 电缆导体温度测量装置及其测量方法 | |
| CN100495455C (zh) | 一种可恢复缆式线型差温感温探测器 | |
| CN102519625B (zh) | 一种利用光纤Bragg光栅温度传感器测量瓷质绝缘子温度的方法 | |
| CN101368850A (zh) | 多温度阻抗特性传感电缆与使用该传感电缆的感温探测器 | |
| CN202793631U (zh) | 多功能复合结构线型感温传感器 | |
| CN101329203A (zh) | 一种交直流避雷器温度测量装置 | |
| CN105258764A (zh) | 一种实时连续测量液位的方法 | |
| US4388267A (en) | Temperature profile detector | |
| CN110319952A (zh) | 基于有限元分析法的电缆接头温度检测方法 | |
| CN206819772U (zh) | 一种光缆内置式全阻水电缆 | |
| CN201569513U (zh) | 一种煤层测温装置 | |
| CN107945981A (zh) | 一种基于光纤光栅的智能双丝环绕式温度监控单芯电缆 | |
| CN104596669A (zh) | 分布式电缆导体温度测量装置 | |
| CN107945984A (zh) | 一种基于光纤光栅的智能中心式温度监控单芯电缆 | |
| CN206387511U (zh) | 一种高精度体表温度快速感应传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |