CN103792014A - 温度传感器 - Google Patents

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本发明为一种温度传感器，包含有一中空套管、一温度传导件及一感温元件，该温度传导件设置于套管的其中一端用来与待测物体的表面接触，该感温元件中的一温度感测元件如热敏电阻，设置在该温度传导件内部而间接量测该待测物体的温度数据；其中，该温度传导件具有体积小、构成材料少的优点，因此具有温度传递快速、低热能吸收的特性，令其内部的温度感测元件能迅速测出更加精确的温度数据。

Description

温度传感器
技术领域
本发明是一种温度传感器(temperature sensor)，特别涉及一种通过与待测物体表面接触而检测温度数据的温度传感器。
背景技术
传感器(sensor,detector)广泛运用在众多工业技术领域，特别是涉及自动控制方面的应用，依据其感测的物理参数类别而定义不同种类的传感器，例如温度、压力、红外线、液体等。请参考图5所示，现有的其中一种温度传感器结构主要包括有一感温元件60与一固定套管70。
该固定套管70是一个管径一致的长直筒形管件，其内部形成有一中空的容置室71，在固定套管70的一端为封闭端72；该感温元件60完全设置在该容置室71的内部，且感温元件60的前端直接与容置室71顶端内侧面接触。
在实际应用温度传感器检测待测物体的温度时，该固定套管70的封闭端72与待测物体的表面互相接触，而感温元件60再间接从固定套管70检测出温度而产生该待测物体的温度感应数据。
依据前述温度传感器的结构来看，由于感温元件60属于较精密的电子元件，该固定套管70的作用是让感温元件60可以稳固的设置在其内部，保护该感温元件60避免受到外在环境因素而影响温度测量；因此，该固定套管70的整体大小必须具有足够长度以完全容纳该感温元件60。
但是在实际进行温度感测时，因为固定套管70与待测物体直接接触，热能必须先均匀传导到整个固定套管70，然后才会传递至感温元件60。如前段所述，该固定套管70完全包覆整个感温元件，固定套管70相对体积较大，热能要均匀传导至整体固定套管70需要较长的时间，该感温元件60的测温时间也受到延迟，因此温测灵敏度不佳；除此之外，若固定套管70本身已经吸收过多热能，该感温元件60所测量出的温度数据无法反映待测物体的实际温度，导致测温精准度降低，温度误差的幅度可能会提高。
发明内容
鉴于现有温度传感器利用固定套管作为温度传导媒介，具有温度传递效率不佳、吸收较多热能而导致量测误差的缺点，本发明主要目的是提供一种可提升温度传递效率且降低由传递媒介所吸收的热能的温度传感器。
为达成前述目的，本发明温度传感器包含有：
一套管，其内部形成一通道，且套管两端分别具有与该通道相连通的一第一贯孔与一第二贯孔；
一温度传导件，其内部形成一容置室，该温度传导件的一端形成封闭状的一感温部，另一端形成连通该容置室的一开口，在温度传导件的外表面内缩形成有至少一内凹部，其中，该温度传导件设于套管内部且其感温部封闭住套管的第一贯孔，该感温部可供与待测物体表面接触；
一感温元件，设于套管内部，该感温元件包含有一温度感测元件及一接地片，其中，该温度感测元件置于该温度传导件的容置室，该接地片结合于该温度传导件的内凹部。
本发明利用设置在套管一端的温度传导件作为导热媒介，该温度传导件与待测物体表面接触，并将待测物体的温度传导到该温度感测元件；相对于套管，该温度传导件具有体积小、构成材料少的优点，热传递效率自然提高，并能降低本身的热能吸收量而降低量测误差，设于其内部的温度感测元件可通过该温度传导件而更加快速的感测出待测物体的温度数据，获得更精准的量测结果。
优选的，该温度传导件的表面内缩形成一第一内凹部及一第二内凹部，该第一内凹部邻近该感温部，该第二内凹部邻近该开口，在第一内凹部与第二内凹部之间相对形成一环状凸部，该环状凸部抵靠在套管的通道表面；其中，该接地片结合在该第二内凹部。
优选的，该温度传感器的开口周围形成一凸缘；该接地片为一金属弧形片，夹设在该温度传感器的第二内凹部且抵顶在该环状凸部及凸缘之间。
优选的，该感温元件包含有：
一导线座，设于该套管的通道内部，导线座表面形成有多个线槽；
该温度感测元件具有接脚，该接脚设置于该线槽内部且与信号线电性连接，该导线座上具有封装胶，以包覆前述接脚与信号线的连接处；
该接地片连接一接地线。
优选的，进一步包含有一第一固定片及一第二固定片，该第一固定片及第二固定片相对结合而形成一容置空间；该套管穿设该第一固定片及第二固定片且可伸缩地设置在该容置空间中。
优选的，该第一固定片及第二固定片分别形成一凹槽，两凹槽的底面中央分别形成贯穿的第一通孔与第二通孔，两凹槽为对向设置而形成该容置空间；
在该套管的限位部与第二贯孔之间的外表面上绕设一弹簧；
其中，该套管的两端分别延伸出该第一固定片与第二固定片的第一通孔与第二通孔；该弹簧的一端抵顶在套管的限位部，另一端抵顶在第二凹槽的内底面。
优选的，该第一固定片的凹槽内径大于该第二固定片的凹槽内径，该套管的限位部外径尺寸介于两凹槽的内径尺寸之间；
该第一固定片及该第二固定片上形成有多个装设孔。
附图说明
图1为本发明温度传感器的立体分解图。
图2为本发明温度传感器的组合剖面图。
图3为本发明温度传感器中的感温元件的平面图。
图4为本发明温度传感器的应用示意图。
图5为现有温度传感器的分解平面图。
主要元件符号说明
10套管                    11第一贯孔
12第二贯孔                13限位部
20温度传导件              21容置室
22感温部                  23开口
230凸缘                   24第一内凹部
25第二内凹部              26环状凸部
30感温元件                31温度感测元件
310接脚                   311信号线
32导线座                  320线槽
33接地片                  330接地线
34封装胶                  41第一固定片
410凹槽                   411第一通孔
412固接孔                 42第二固定片
420凹槽                   421第二通孔
422固接孔                 50弹簧
60感温元件                70固定套管
71容置室                  72封闭端
100待测物体               101基板。
具体实施方式
请参考图1及图2所示，本发明温度传感器主要包含有一套管10、一温度传导件20及一感温元件30；依据实际感测使用的方式，本发明可进一步包含有一第一固定片41、一第二固定片42及一弹簧50。
该套管10内部形成一通道，而两端分别形成与该通道相连通的一第一贯孔11与一第二贯孔12，该套管10的外表面形成一凸出的限位部13，本实施例的限位部13为一环状凸缘。
该温度传导件20设置在前述套管10的第一贯孔11，该温度传导件20的内部形成一容置室21，该温度传导件20的其中一端是封闭状的感温部22，该感温部22卡合在该第一贯孔11的边缘，而温度传导件20另一端则形成与容置室21连通的开口23，该开口23的外周围形成凸缘230；本发明在温度传导件20上形成有一个或多个内凹部，在一较佳实施例中，在靠近该感测部22的温度传导件20表面内缩形成一第一内凹部24，而在另一端靠近该开口23的温度传导件20表面内缩形成一第二内凹部25。在第一内凹部24与第二内凹部25之间相对构成一环状凸部26，该环状凸部26的边缘抵靠在套管10的通道表面，可提高该温度传导件20在套管10内的稳定度，避免因外力影响而产生晃动。
该感温元件30包含有一温度感测元件31、一导线座32及一接地片33。该温度感测元件31通过温度传导件20的开口23而设置在容置室21内部，与该温度传导件20直接接触。该温度感测元件31可以是一负温度系数热敏电阻(NTC)或一正温度系数热敏电阻(PTC)，该温度感测元件31具有传递信号的接脚310。
如图3所示，该导线座32位于套管10的内部，表面形成有多个供放置接脚310的线槽320，各接脚310的末端与一信号线311电性连接，感测得到的温度信号可由信号线311向外传输，为了提高接脚310与信号线311之间的连接强度，本发明在该导线座32上涂布封装胶34以包覆该接脚310与信号线311的连接点，待封装胶34固化后，即可提高该感温元件30的抗拉力强度。
该接地片33是由一弧形的金属导电片体形成，其剖面略呈C形，可受外力撑开而夹持在该温度传导件20的第二内凹部25，同时抵顶在环状突部26与突缘230之间以防止脱落，该接地片33连接有一接地线330。
该第一固定片41及第二固定片42分别形成一凹槽410、420，两凹槽410、420的底面中央分别形成贯穿状的第一通孔411与第二通孔421，在本实施例中，两凹槽410、420的内径不相等，第一凹槽410的内径大于该第二凹槽420的内径，但是前述套管10的限位部13外径尺寸介于两内径之间；在第一固定片41、第二固定片42的两端可形成有固接孔412、422。
该弹簧50套设在前述套管10的限位部13与第二贯孔12之间的外部表面上。
本发明温度传感器组装后如图2所示，当前述套管10、温度传导件20及感温元件30组装完成后，套管10一端通过第一固定片41的第一通孔411由内向外延伸出，另一端通过第二固定片42的第二通孔421由内向外延伸出，该套管10的限位部13可抵靠在第一固定片41的凹槽410内底面，而弹簧50的一端抵顶在限位部13，另一端抵顶在第二固定片42的凹槽420底面。该第一固定片41与第二固定片42的两凹槽410、420为对向设置，可形成一容置空间以容纳套管10，固接孔412、422则相互对齐。
如图4所示，当本发明用于感测一待测物体100的温度数据时，该温度传导件20的感温部22平贴接触在待测物体100的表面；利用固接元件(图中未示)穿过已对齐的固接孔412、422而将第一固定片41、第二固定片42稳定结合在一基板101，如箭号所示。套管10因为抵靠在待测物体100而以远离待测物体100的方向内缩移动，最终以其限位部13抵靠在第二固定片42而停止内缩，此时弹簧50受到压缩而对该限位部13提供一反向弹力，此反向弹力施加在套管10上而使前端的感温部22能够更紧密接触在待测物体100的表面，提升温度感测的效果，使温度感测效果更加精确。
相比于背景技术的结构，本发明利用该温度传导件20作为热能传递媒介，其体积尺寸相对更为短小，且表面内缩形成第一内凹部24、第二内凹部25可进一步减少构成该温度传导件20的材料。由于该温度传导件20的体积尺寸及材料皆缩减，热能传递速度会相对提高，且本身吸收的热能会减少而降低可能发生的误差，位于其内部的温度感测元件31可迅速测得待测物体的温度数据，所获得的温度数据将更加精准，在较佳实施例中，该温度传导件20的材料是以导热良好的铝材构成，可提高热传导速率，令温度感测元件31更快速感测出温度数据。
上述实施例是用于例示性说明本发明的原理及其功效，但是本发明并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种温度传感器，包含：
一套管，其内部形成一通道，且套管两端分别具有与该通道相连通的一第一贯孔与一第二贯孔；
一温度传导件，其内部形成一容置室，该温度传导件的一端形成封闭状的一感温部，另一端形成连通该容置室的一开口，在温度传导件的外表面内缩形成有至少一内凹部，其中，该温度传导件设于套管内部且其感温部封闭住套管的第一贯孔，该感温部可供与待测物体表面接触；
一感温元件，设于套管内部，该感温元件包含有一温度感测元件及一接地片，其中该温度感测元件置于该温度传导件的容置室，该接地片结合于该温度传导件的内凹部。
2.如权利要求1所述的温度传感器，该温度传导件的表面内缩形成一第一内凹部及一第二内凹部，该第一内凹部邻近该感温部，该第二内凹部邻近该开口，在第一内凹部与第二内凹部之间相对形成一环状凸部，该环状凸部抵靠在套管的通道表面；其中，该接地片结合在该第二内凹部。
3.如权利要求2所述的温度传感器，该温度传感器的开口周围形成一凸缘；该接地片为一金属弧形片，夹设在该温度传感器的第二内凹部且抵顶在该环状凸部及凸缘之间。
4.如权利要求1、2或3所述的温度传感器，该感温元件包含有：
一导线座，设于该套管的通道内部，导线座表面形成有多个线槽；
该温度感测元件具有接脚，该接脚设置于该线槽内部且与信号线电性连接，该导线座上具有封装胶，以包覆前述接脚与信号线的连接处；
该接地片连接一接地线。
5.如权利要求1、2或3所述的温度传感器，进一步包含有一第一固定片及一第二固定片，该第一固定片及第二固定片相对结合而形成一容置空间；该套管穿设该第一固定片及第二固定片且可伸缩地设置在该容置空间中。
6.如权利要求4所述的温度传感器，进一步包含有一第一固定片及一第二固定片，该第一固定片及第二固定片相对结合而形成一容置空间；该套管穿设该第一固定片及第二固定片且可伸缩地设置在该容置空间中。
7.如权利要求5所述的温度传感器，该第一固定片及第二固定片分别形成一凹槽，两凹槽的底面中央分别形成贯穿的第一通孔与第二通孔，两凹槽为对向设置而形成该容置空间；
在该套管的限位部与第二贯孔之间的外表面上绕设一弹簧；
其中，该套管的两端分别延伸出该第一固定片与第二固定片的第一通孔与第二通孔；该弹簧的一端抵顶在套管的限位部，另一端抵顶在第二凹槽的内底面。
8.如权利要求6所述的温度传感器，该第一固定片及第二固定片分别形成一凹槽，两凹槽的底面中央分别形成贯穿的第一通孔与第二通孔，两凹槽为对向设置而形成该容置空间；
在该套管的限位部与第二贯孔之间的外表面上绕设一弹簧；
其中，该套管的两端分别延伸出该第一固定片与第二固定片的第一通孔与第二通孔；该弹簧的一端抵顶在套管的限位部，另一端抵顶在第二凹槽的内底面。
9.如权利要求7所述的温度传感器，该第一固定片的凹槽内径大于该第二固定片的凹槽内径，该套管的限位部外径尺寸介于两凹槽的内径尺寸之间；
该第一固定片及该第二固定片上形成有多个装设孔。
10.如权利要求8所述的温度传感器，该第一固定片的凹槽内径大于该第二固定片的凹槽内径，该套管的限位部外径尺寸介于两凹槽的内径尺寸之间；
该第一固定片及该第二固定片上形成有多个装设孔。
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