CN104155704B

CN104155704B - 传感器探头

Info

Publication number: CN104155704B
Application number: CN201410200775.3A
Authority: CN
Inventors: 杰弗里·N·阿伦斯迈尔
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Cxiii; Gulun LP
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2018-01-16
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: CN203949695U; CN104155704A; US20140334525A1; US9593984B2

Abstract

本发明公开一种传感器探头，其可以包括细长本体和温度传感器。细长本体可以包括第一通道、第二通道以及至少一个第一孔。第一通道可以与第一孔连通并且可以沿细长本体的纵向轴线延伸。第二通道可以与第一通道连通并且可以从第一通道延伸。温度传感器可以布置在第一通道内并且可以包括延伸通过第一通道的一部分和第二通道的线缆。线缆可以包括小于第一通道的直径的直径使得第一通道限定围绕线缆的压力路径。

Description

传感器探头

相关申请的交叉引用

本申请主张于2013年5月13日提交的申请号为61/822,606的美国临时申请的权益。上述申请的整个公开通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种传感器探头。

发明内容

本部分提供本公开的大致概述，而并非其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本公开提供一种用于气候控制系统的传感器组件，该传感器组件可以包括压差传感器以及与该压差传感器通信的第一和第二传感器探头。第一和第二传感器探头中的每个均可以包括细长本体和温度传感器。细长本体可以包括第一通道、第二通道以及至少一个第一孔。第一通道可以与第一孔连通并且可以沿细长本体的纵向轴线延伸。第二通道可以与第一通道连通并且可以从第一通道延伸。温度传感器可以布置在第一通道内并且可以包括延伸通过第一通道的一部分和第二通道的线缆。线缆可以包括小于第一通道的直径的直径使得第一通道限定围绕线缆的压力路径。

在一些实施方式中，传感器组件可以用于控制和/或监测气候控制系统(例如，制冷系统、空调系统或热泵系统)的运行。另外地或可选择地，传感器组件可以用于诊断气候控制系统的故障。

在一些实施方式中，线缆密封地接合第二通道。

在一些实施方式中，至少一个第一孔提供了周围环境与温度传感器之间的连通。

在一些实施方式中，细长本体包括提供了周围环境与温度传感器之间的连通的多个第一孔。

在一些实施方式中，细长本体包括提供了第一孔之间的连通的沟槽。

在一些实施方式中，细长本体包括与第一通道连通并且布置在温度传感器与第二通道之间的至少一个第二孔。

在一些实施方式中，细长本体包括尖端。

在一些实施方式中，第一和第二传感器探头中的每个均包括基座，细长本体从该基座延伸。第一和第二通道可以延伸穿过该基座。

在一些实施方式中，第一和第二传感器探头中的每个均包括导管配件，该导管配件从该基座沿与细长本体相对的方向延伸。

在一些实施方式中，第一通道延伸穿过导管配件。

在一些实施方式中，传感器组件可以包括第一和第二导管，第一和第二导管流体联接到压差传感器并且分别流体联接到第一和第二传感器探头的导管配件。

在一些实施方式中，第二通道包括在基座中形成的出口。

在一些实施方式中，细长本体由通过搭扣配合彼此附接的第一和第二壳体部限定。

在一些实施方式中，该基座由第一和第二壳体部的第一和第二基部限定。

在一些实施方式中，该配件由第一和第二壳体部的第一和第二配件部限定。

在一些实施方式中，温度传感器包括热敏电阻。

从本文提供的说明使其他应用范围将变得显而易见。在该概述中的说明和具体示例仅意于为了阐述的目的而并不意于限制本公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅是为了所选择的实施方式而并非所有可能的实行方式的说明性的目的，并且并非意于限制本公开的范围。

图1是包括根据本公开原理的传感器探头的气候控制系统的示意性表示；

图2是图1的其中一个传感器探头的立体图；

图3是传感器探头的分解视图；

图4是传感器探头的第一壳体部的立体图；

图5是传感器探头的第二壳体部的立体图；

图6是其中接纳有热敏电阻和线缆的第一壳体部的立体图；以及

图7是第一壳体部、热敏电阻以及线缆的平面图。

在附图的多个视图中对应的附图标记表示对应的零件。

具体实施方式

现在将参照附图更加全面地描述示例性实施方式。

提供示例性实施方式使得对于本领域的普通技术人员来说本公开将是完全的并且将完整地表达范围。描述诸如具体部件、装置和方法的示例的多个具体细节以提供本公开的实施方式的完全理解。对于本领域的普通技术人员将是显而易见的是，没有必要采用具体细节，示例性实施方式可以以许多不同的形式体现，并且具体细节和示例性实施方式均不应该解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方式中，公知的过程、公知的装置结构以及公知的技术不再详细描述。

本文中使用的术语仅为了描述特定示例性实施方式的目的并且并不意于限制。如本文中所使用的，单数形式“一”和“这”也可以意于包含复数的形式，除非上下文另外清楚地说明。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是开放性的并且因此列举所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一个或多个其他的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或附加。本文中描述的方法步骤、过程和操作并不解释为它们的实施必须以所讨论或图示的特定的顺序进行，除非具体确定为实施的顺序。也可以理解的是，可以应用另外的或选择的步骤。

当元件或层被称为“在…上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另外的元件或层时，其可以直接在其他元件或层上、接合到、连接到或联接到其他元件或层，或者可以存在介于中间的元件或层。与之相比，当元件被称为“直接在…上”、“直接接合到”、“直接连接到”、或“直接联接到”另外的元件或层时，不存在介于中间的元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以相似的方式解释(例如，“在…之间”对“直接地在…之间”、“邻近”对“直接邻近”等等)。如在本文中使用的，术语“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部的组合。

尽管本文中术语第一、第二、第三等等可以用于描述各种元件、部件、区域、层和/或段，但是这些元件、部件、区域、层和/或段不应当受这些术语限制。这些术语可以仅用于使一个元件、部件、区域、层或段区别于另一区域、层或段。除非上下文中清楚地表示，否则术语如“第一”、“第二”和其他的数字术语在本文中使用时并不意味着序列或顺序。因此，在不偏离示例性实施方式的教导的情况下，下文论述的第一元件、部件、区域、层或段能够被称为第二元件、部件、区域、层或段。

空间相关的术语如“内部”、“外部”、“在…下方”、“在下面”、“下部的”、“在上面，”“上部的”等在本文中可以使用以便于对如附图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系的描述。空间相关的术语可以意于除了附图中描述的方位之外还包括使用或运行中的装置的不同的方位。例如，如果附图中的装置倒转，描述为在其他元件或特征的“下面”或“下方”的元件因而会定向在该其他元件或特征的“上面”。因此，该示例性术语“在…下方”能够包含在上方和在下方的两种方位。该装置可以另外地定向(旋转90度或以其他的方位)并且本文中使用的空间相关描述符相应地进行解释。

参照图1，系统10设置为可以包括压缩机12、室外热交换器14、膨胀装置16以及室内热交换器18。压缩机12能够是涡旋式压缩机，例如，或者任何其他类型的压缩机，并且压缩机12可以使得工作流体(例如，制冷剂)在室外热交换器14和室内热交换器18之间循环。在一些实施方式中，系统10可以包括换向阀(未图示)，该换向阀是可操作的以控制工作流体流动通过系统10的方向。控制模块19可以使换向阀在对应于冷却模式的第一位置与对应于加热模式的第二位置之间切换。在一些实施方式中，系统10可以是空调系统或仅在冷却模式下可操作的制冷系统。

在冷却模式中(如图1所示)，例如，室外热交换器14可以作为冷凝器或者作为气体冷却器操作并且通过将热量从工作流体传递到环境空气可以冷却从压缩机12接收的排放压力工作流体。在加热模式中，室外热交换器14可以作为蒸发器操作。

在冷却模式中，室内热交换器18可以作为蒸发器操作并且可以将热量从待冷却的空间(例如，房屋或建筑内的房间)传递到在室内热交换器18中的工作流体。在加热模式中，室内热交换器18可以作为冷凝器或者作为气体冷却器操作并且可以将从压缩机12排放的工作流体的热量传递到待加热的空间。

在系统10的运行期间，风扇20可以通过回气管道22从待加热或待冷却的空间吸入空气并且驱使空气穿过室内热交换器18以在室内热交换器18中的工作流体与空气之间传递热量。可以驱使加热后的或冷却后的空气从室内热交换器18通过供气管道24到待加热或待冷却的空间。

如图1所示，系统10也可以包括传感器组件30，其测量流动通过回气管道22的空气和流动通过供气管道24的空气的温度以及回气管道22与供气管道24之间的空气压差。传感器组件30可以将这些值通信至控制模块19。另外地或可选择地，系统10可以包括传感器组件30，其测量流动通过系统10的制冷剂线路的制冷剂的温度和压差(例如，热交换器14、18中的一者或膨胀装置16的上游和下游的制冷剂的温度和压差)。控制模块19可以基于从传感器组件30接收的数据来控制和/或监测系统10的运行。另外地或可选择地，控制模块19可以基于从传感器组件30接收的数据来诊断系统10的故障。

每个传感器组件30均可以包括压差传感器34和一对传感器探头32。传感器探头32可以安装到回气管道22和供气管道24(例如经由紧固件、粘合剂和/或磁体)。如随后所要描述的，传感器探头32可以提供压差传感器34与回气管道22之间的以及压差传感器34与供气管道24之间的流体连通。压差传感器34可以测量回气管道22中的空气与供气管道24中的空气之间的压差并且可以将该压差传送到控制模块19。在一些实施方式中，传感器组件30可以包括连接到测量给定流体压力的压力传感器(未图示)的单个传感器探头32，而不是如上所述的连接到压差传感器34的两个传感器探头32。

每个传感器探头32均可以包括热敏电阻36(图6和图7)或者任何其他适合的温度传感器以测量对应的空气管道22、24中的空气的温度。例如，热敏电阻36可以通过线缆38和/或通过无线传输器(未图示)将所测得的温度值通信到控制模块19。

现在参照图2至图7，传感器探头32可以包括探头外壳40，外壳40容纳线缆38的一部分和热敏电阻36。探头外壳40可以包括例如经由搭扣配合或者任何其他适合的紧固方法彼此接合的第一和第二壳体部42、44。虽然探头外壳40在这里描述为通过将独立模制的第一和第二壳体部42、44彼此附接而形成，然而将要理解的是，探头外壳40能够例如形成为单一整块本体，或者以任何其他适合的方式形成。

第一壳体部42可以包括彼此一体形成的第一细长本体46、第一配件部47以及第一基部48。第一细长本体46可以从第一基部48沿第一方向延伸并且可以包括尖端49和多个倒钩突起51。第一配件部47可以从第一基部48沿与第一方向相反的第二方向延伸。

如图4、图6和图7所示，第一细长通路50可以形成在第一细长本体46和配件部47中，配件部47沿第一细长本体46的纵向轴线延伸，并且第一细长通路50可以延伸通过第一细长本体46的至少一部分、配件部47和第一基部48。第一细长通路50的第一部分52可以包括延伸穿过第一细长本体46的多个孔54和多个不完全孔56。沟槽58可以形成在第一部分52中以提供邻近的孔54与不完全孔56之间的连通。如图6和图7所示，第一部分52可以定尺寸为部分地接纳热敏电阻36。

细长通路50的第二部分60可以具有比第一部分52小的直径，因而在第一部分52与第二部分60之间形成阶梯部。第二部分60可以包括一个或多个孔62以及一个或多个不完全孔64。细长通路50的第三部分65可以在第二部分60与配件部47的远侧端之间延伸。在一些实施方式中，第三部分65可以包括比第二部分60的直径更小的直径。

第二部分60和第三部分65的直径可以定尺寸为大于线缆38的直径。如图6和图7所示，线缆38从热敏电阻36延伸通过第二部分60并且通过第三部分65的一部分。线缆38也可以延伸通过形成在第一基部48和第一细长本体46中的第一线缆通路66。第一线缆通路66可以具有基本上等于线缆38的直径的直径。

第二壳体部44可以包括第二细长本体70、第二配件部72以及第二基部74，第二细长本体70、第二配件部72以及第二基部74彼此一体形成并且构造为分别与第一细长本体46、第一配件部47以及第一基部48匹配地接合。第二壳体部44可以包括与第一细长通路50和第一线缆通路66基本上类似的第二细长通路76和第二线缆通路78。

如上所述，第二细长通路76可以包括带有多个孔84和多个不完全孔86的第一部分80。沟槽88可以形成在第一部分80中以提供邻近的孔84与不完全孔86之间的连通。如图2所示，当第一和第二壳体部42、44固定在一起时，不完全孔86与第一壳体部42的不完全孔56对准，因而形成孔87。

第二细长通路76的第二部分90可以具有比第一部分80小的直径并且可以包括一个或多个孔92以及一个或多个不完全孔94。如图2所示，当第一和第二壳体部42、44固定在一起时，不完全孔94与第一壳体部42的不完全孔64对准，因而形成孔95。

第二细长通路76的第三部分96可以在第二部分90与第二配件部72的远侧端之间延伸。在一些实施方式中，第三部分96可以包括比第二部分90的直径更小的直径。

第二部分90和第三部分96的直径可以定尺寸为大于线缆38的直径。线缆38从热敏电阻36延伸通过第二部分90并且通过第三部分96的一部分。线缆38也可以延伸通过第二线缆通路78，第二线缆通路78可以具有基本上等于线缆38的直径的直径。

如上所述，第一和第二壳体部42、44可以通过搭扣配合而彼此匹配地接合。也就是说，第一壳体部42的倒钩突起51可以与形成在第二壳体部44中的对应的凹槽98搭扣接合。类似地，第一和第二基部48、74可以彼此搭扣接合。以这种方式，第一和第二细长通路50、76配合以形成第一封闭通道110，并且第一和第二线缆通路66、78配合以形成从第一封闭通道110延伸的第二封闭通道112。第一封闭通道110在孔95与由配件部47、72形成的配件97的远侧端之间提供流体压力路径。线缆38延伸通过第一封闭通道110并且通过第二封闭通道112离开传感器探头32。线缆38密封第二通道112以限制或防止空气从第二通道112中的线缆周围泄漏。

当第一和第二壳体部42、44固定在一起时(如图2所示)，传感器探头32能够安装进入空气导管22、24(如图1所示)中的对应的一者中。传感器探头32安装进入对应的空气导管22、24能够包括：在空气导管22、24中形成孔口；并且使细长本体46、70穿过孔口使得细长本体46、70的远侧端布置在流动通过空气导管22、24的空气流中。在一些实施方式中，空气导管22、24可以由相对柔软的聚合物材料或纤维材料形成。在这些实施方式中，传感器探头32的尖端49可以允许传感器探头32插入通过导管22、24的壁而不用预先钻出孔口。

第一和第二基部48、74可以保持抵靠导管22、24的外壁，并且可以驱动螺丝钉或其他的紧固件通过基部48、74中的孔102且进入导管22、24的外壁。如图5所示，第二壳体部44的基部74可以包括凸轮脊104，凸轮脊104在驱动螺丝钉通过孔102并且进入空气导管22、24的壁时用作支点以驱使细长本体46、70进入空气导管22、24。这允许使用单个螺丝钉将传感器探头32紧固固定到空气导管22、24。在一些实施方式中，例如，传感器探头32可以通过任何另外的或选择的方式——诸如粘合剂结合和/或磁性吸引——而固定到空气导管22、24的壁。在一些实施方式中，可以采用垫圈以提供传感器探头32与导管22、24的壁中的孔口之间的密封，其中传感器探头32延伸通过导管22、24的壁中的孔口。

在将传感器探头32固定到各个空气导管22、24之后，软管114(图1)可以连接到两个传感器探头32的配件97。软管114可以流体联接到压差传感器34。孔62、92、95使各个传感器探头32的第一封闭通道110暴露于对应的导管22、24内的流体压力下，因而形成延伸通过第一封闭通道110并且通过软管114到压差传感器34的压力路径。同时，孔54、84、87使热敏电阻36暴露于流动通过对应的导管22、24的空气的温度下。表示空气温度的电流通过线缆38从热敏电阻36传送到控制模块19，线缆38延伸通过第一封闭通道110的一部分(使得压力路径与线缆38同轴)并且通过第二封闭通道112。

在一些实施方式中，例如，传感器组件30能够是由服务技术人员或系统安装人员携带的便携式工具。在这样的实施方式中，压差传感器34能够临时连接到控制模块19以用于其间的信号通信(例如，通过有线或无线连接)，并且传感器探头32能够临时安装至对应的空气导管22、24中。以这种方式，如上所述，传感器组件30能够获取适当的测量数据并且将该数据传送到控制模块19。在获取这些测量时，例如，服务技术人员或安装人员可以用手或通过可移除的夹子或磁体将传感器探头32相对于空气导管22、24保持在适当的位置。在将数据传送到控制模块19之后，服务技术人员或安装人员能够将压差传感器34与控制模块19断开并且从空气导管22、24移除传感器探头32，使得传感器组件30能够重复使用以有助于不同系统的安装和/或诊断。

虽然传感器组件30如上描述能够获取温度数据和压力数据，然而将要理解的是，传感器组件30能够用于获取仅温度数据或仅压力数据。

在本申请中，术语“模块”可以替换成术语“电路”。术语“模块”可以指的是专用集成电路(ASIC)、属于专用集成电路的一部分或者包括专用集成电路；数字的、模拟的或混合模拟/数字分立电路；数字的、模拟的或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共享的、专用的或成组的)；存储由处理器执行的代码的存储器(共享的、专用的或成组的)；提供期望的功能的其他适合的硬件部件；或者例如在系统芯片中，上述器件的一些或全部的组合。

已经提供实施方式的前述说明以用于图示和说明的目的。并不意于穷举或限制本公开。特定实施方式的个体元件或特征一般并不受限于那个特定实施方式，而是在适用的情况下可互换并且能够用于选择的实施方式，即使没有特别示出或说明。个体元件或特征也可以以多种方式变化。这样的变化并不认为偏离本公开，并且所有修改意于包含在本公开的范围内。

Claims

1.一种传感器探头，包括：

细长本体，所述细长本体包括第一通道、第二通道、至少一个第一孔以及至少一个第二孔，所述第一通道与所述第一孔连通，并且所述第一通道沿所述细长本体的纵向轴线延伸，所述第二通道与所述第一通道连通并且从所述第一通道延伸；

温度传感器，所述温度传感器布置在所述第一通道内邻近所述第一孔并且包括延伸通过所述第一通道的一部分和所述第二通道的线缆，所述线缆具有小于所述第一通道的直径的直径使得所述第一通道限定围绕所述线缆的压力路径，所述第二孔与所述第一通道连通并且布置在所述温度传感器与所述第二通道之间。

2.根据权利要求1所述的传感器探头，其中所述线缆密封地接合所述第二通道。

3.根据权利要求1所述的传感器探头，其中所述至少一个第一孔提供周围环境与所述温度传感器之间的连通。

4.根据权利要求3所述的传感器探头，其中所述细长本体包括提供了所述周围环境与所述温度传感器之间的连通的多个第一孔。

5.根据权利要求4所述的传感器探头，其中所述细长本体包括提供了所述第一孔之间的连通的沟槽。

6.根据权利要求1所述的传感器探头，还包括基座，所述细长本体从所述基座延伸，所述第一和第二通道延伸穿过所述基座。

7.根据权利要求6所述的传感器探头，还包括从所述基座沿与所述细长本体相对的方向延伸的导管配件，其中所述第一通道延伸穿过所述导管配件。

8.根据权利要求7所述的传感器探头，其中所述第二通道包括形成在所述基座中的出口。

9.根据权利要求8所述的传感器探头，其中所述细长本体由通过搭扣配合彼此附接的第一和第二壳体部限定。

10.根据权利要求9所述的传感器探头，其中所述基座由所述第一和第二壳体部的第一和第二基部限定。

11.根据权利要求10所述的传感器探头，其中所述导管配件由所述第一和第二壳体部的第一和第二配件部限定。

12.根据权利要求1所述的传感器探头，其中所述温度传感器包括热敏电阻。

13.一种用于气候控制系统的传感器组件，包括：

压差传感器；以及

与所述压差传感器通信的第一和第二传感器探头，所述第一和第二传感器探头中的每个均包括：

细长本体，所述细长本体包括第一通道、第二通道、至少一个第一孔以及至少一个第二孔，所述第一通道与所述第一孔连通，并且所述第一通道沿所述细长本体的纵向轴线延伸，所述第二通道与所述第一通道连通并且从所述第一通道延伸；以及

14.根据权利要求13所述的传感器组件，其中所述至少一个第一孔提供周围环境与所述温度传感器之间的连通。

15.根据权利要求13所述的传感器组件，其中所述第一和第二传感器探头中的每个均包括基座，所述细长本体从所述基座延伸，所述第一和第二通道延伸穿过所述基座。

16.根据权利要求15所述的传感器组件，其中所述第一和第二传感器探头中的每个均包括导管配件，所述导管配件从所述基座沿与所述细长本体相对的方向延伸。

17.根据权利要求16所述的传感器组件，其中所述第一通道延伸穿过所述导管配件。

18.根据权利要求17所述的传感器组件，还包括第一和第二导管，所述第一和第二导管流体联接到所述压差传感器并且分别流体联接到所述第一和第二传感器探头的所述导管配件。