CN105806502B - 一种热量采集装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种热量采集装置，包括：壳体、以及设置于所述壳体中的导热部和隔热部；所述壳体其中一端面构成热量采集工作面，所述导热部设置于所述壳体热量采集工作面侧的内壁，在所述导热部以外的所述壳体区域设置所述隔热部；所述导热部的外廓沿垂直且靠近于所述热量采集工作面的内壁方向上呈渐扩状，所述隔热部包覆于导热部的外壁，从而能够快速、无损耗并不受环境局限的采集到热源热量。

Description

一种热量采集装置

技术领域

本申请涉及检测领域，特别涉及一种热量采集装置。

背景技术

自然界中几乎所有的物理化学过程都与温度紧密相关，因此，温度是工农业生产、科学试验以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量。

目前使用的温度计品种繁多，应用范围较广，从工作原理上大致包括以下几种：

一、是利用该物体热膨胀冷缩原理支撑的温度计，其包括：玻璃温度计，利用玻璃感温包内的测温物质(水银、酒精、甲苯、煤油等)受热膨胀，遇冷收缩的原理来进行温度检测；双金属温度计，采用膨胀系数不同的两种金属牢固粘合在一起的双金属片作为感温元件，当温度变化时，一端固定的双金属片，由于两种金属膨胀系数不同而产生弯曲，自由端的位移通过传动机构带动指针指示出相应的温度；压力式温度计，由感温物质(氮气、水银、二甲苯、甲苯、甘油和低沸点液体如氯甲烷、氯乙烷等)随温度变化而压力发生相应变化，用弹簧管压力表测出他的压力值，也就是被测介质的温度值。

二、是利用热电效应技术制成的热量采集元件，利用此技术制成热量采集元件主要是热电偶，热电偶是发展较早，比较成熟，至今仍为应用最广泛的检测元件。

三、利用热阻效应技术制成的温度计，包括：热电阻测温元件，利用感温元件的电阻值随温度变化而变化的性质，将电阻的变化值用显示仪表反映出来，从而达到测温的目的；半导体测温元件，其与热电阻的温组特性刚好相反，即有很大的负温度系统，即：温度升高，其阻值降低；陶瓷热敏元件，利用半导体电阻的正温特性，半导体陶瓷材料制作而成的热敏元件。

其中，日常生活中常用的是玻璃体温计属于玻璃温度计的一种，其用来检测人体体温变化，玻璃体温计可使随体温升高的水银柱保持原有位置，便于使用者随时观测。由于玻璃的结构比较致密，水银的性能非常稳定，所以玻璃体温计具有示值准确、稳定性高的特点，还有价格低廉、不用外接电源的优点。但玻璃体温计易破碎，存在水银污染的问题；以及，玻璃体温计需要测量时间比较长，需将检测触头包裹方可测量到准确的数据，对于急重病患者、老人、婴幼儿等带来使用不便的问题。

基于上述玻璃体温计存在缺陷，现有技术提供一种电子式体温计，电子式体温计利用某些物质的物理参数(如电阻、电压、电流等)与环境温度之间存在的确定关系，将体温以数字的形式显示出来，读数清晰，携带方便，克服玻璃体温计的不足之处。但是，其示值准确度受电子元件及电池供电状况等因素影响，使用时受到一定局限。

另外，有些温度计在获取温度数据时，通常情况下需要将温度计的触头浸入至待测物质中或者部分浸入至待测物质中采集热量，从而获取采集到热量的温度数据，该种采集方式以及温度测量方式受检测方法及环境的限制，并且速度以及准确较低。

基于上述内容，如何提供一种热量采集装置，能够不受使用环境局限，快速、无损耗的的采集到热源热量，并获得热源精准的温度数值，成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请提供一种量采集装置，以解决现有技术的上述问题。

本申请同时提供一种热量采集装置，包括：壳体、以及设置于所述壳体中的导热部和隔热部；

所述壳体其中一端面构成热量采集工作面，所述导热部设置于所述壳体热量采集工作面侧的内壁，在所述导热部以外的所述壳体区域设置所述隔热部；

所述导热部的外廓沿垂直且靠近于所述热量采集工作面的内壁方向上呈渐扩状，所述隔热部包覆于导热部的外壁。

优选的，所述导热部包括：柱状导热区，设置于所述导热部内。

优选的，包括：所述柱状导热区的直径等于或小于所述导热部的渐缩端侧的端面直径。

优选的，当所述柱状导热区的直径等于所述导热部的渐缩端侧的端面直径时，所述柱状导热区的侧壁与所述导热部渐缩面之间的夹角满足通过所述热量采集工作面进入的热量被导向至所述导热部和所述柱状导热区内；当所述柱状导热区的直径小于所述导热部的渐缩端侧的端面直径时，所述导热部渐缩面与所述导热部渐缩端侧之间的夹角满足通过所述热量采集工作面进入的热量被导向至所述导热部和所述柱状导热区内。

优选的，当所述柱状导热区的直径等于所述导热部的渐缩端侧的端面直径时，渐缩面之间的夹角为小于90度，大于0度；当所述柱状导热区的直径小于所述导热部的渐缩端侧的端面直径时，所述导热部的渐缩面与其渐缩端侧之间的夹角为大于90度，小于180度；且所述渐缩面与所述柱状导热区，或者所述渐缩面与所述渐缩端侧之间的角度，在所述渐缩方向上相等或者不等。

优选的，包括：隔热层，覆盖于所述导热部、所述隔热部和所述柱状导热区的上方。

优选的，所述隔热层中填充的隔热材料与所述隔热部中填充的隔热材料相同，所述导热部与所述柱状导热区中填充的导热材料不同。

优选的，包括：设置于所述柱状导热区内的温度传感器，将所述柱状导热区内的热量经所述温度传感器转化为数字信号输出。

优选的，包括：设置于所述导热部内的温度传感器，将所述柱状导热区内的热量经所述温度传感器转化为数字信号输出。

优选的，在所述导热部的内壁上设置有热量反射层。

与现有技术相比，本申请具有以下优点:

本申请提供的一种热量采集装置，通过在壳体的热量采集工作面的内壁上形成导热部，且所述导热部在垂直且朝向所述热量采集工作面的方向上呈渐扩状，因此，热源的热量能够被所述导热部快速吸收。

由于在导热部以外的壳体区域内设置隔热部，且在所述隔热部内填充隔热材料，进而能够限制吸收进入到隔热部内的热量，并能够将热量引导至导热部内，从而使得导热部能够快速，无损耗的采集到热源的热量，并且采集热量时，仅需将热量采集装置的热量采集工作面靠近或放置于热源上方即可，无需将热量采集装置全浸入或部分浸入至热源中，不受使用方式及环境限制。

附图说明

图1是本申请提供的一种热量采集装置的结构示意图；

图2是图1中第一实施例的B-B向剖视图；

图3是本申请提供的一种热量采集装置的第二实施例的剖视图；

图4是本申请提供的一种热量采集装置的第三实施例的剖视图。

图号说明

热量采集装置10，壳体101，热量采集工作面1011，导热部102，隔热部103，柱状导热区104，热敏电阻105，引脚1051，隔热层106。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

参考图1所示，图1本申请提供一种热量采集装置的结构示意图，该热量采集装置10包括：壳体101、以及设置于所述壳体101中的导热部102和隔热部103。

结合图1参考图2所示，图2是图1中第一实施例的B-B向剖视图。

所述壳体101其中一端面构成热量采集工作面1011，所述导热部102设置于所述壳体101的热量采集工作面侧内壁。所述导热部102的外廓沿垂直且靠近于所述热量采集工作面的内壁1011方向上呈渐扩状，也就是说，所述导热部102朝向靠近所述热量采集工作面1011的方向上可以呈喇叭形；也可以是说，所述导热部102的外廓沿垂直且远离于所述热量采集工作面的方向上呈渐缩状。如图2所示，也可以理解为，在朝向所述热量采集工作面1011的方向上的纵向截面为梯形结构，梯形结构下底为热量采集工作面1011。

由于导热部102朝向热量采集工作面1011的方向呈渐扩状，因此，热源大部分热量能够进入到导热部102内，从而避免热源热量由于发散无序而导致在采集过程中的流失损耗

在所述导热部102内设置有导热材料，该导热材料可以为金属或非金属，金属类如：银，铜、金、铝或者合成金属等；非金属如：金刚石，硅等。在本实施例中，所述导热部102内的导热材料可以选用铜。

请结合图1和图2，参考图3所示，图3是本申请提供的一种热量采集装置的第二实施例的剖视图。在本实施中，为提高热量采集装置采集速度，在所述导热部102内设置有柱状导热区104，在本实施例中所述柱状导热区104的一端位于所述导热部102的渐缩端，所述柱状导热区104的另一端位于所述导热部102的渐扩端，即：位于所述热量采集工作面上；也就是说，所述柱状导热区104的高度等于所述导热部102朝向热量采集工作面1011渐扩的高度。

可以理解的是，所述柱状导热区104的高度也可以低于所述导热部102的渐扩高度，所述柱状导热区104底部能够贴合或靠近所述热量采集工作面1011即可，保证热源的热量能够经热量采集工作面进入至所述柱状导热区104内即可。

在本实施中，所述柱状导热区104的直径可以等于或小于所述导热部102渐缩端侧的端面直径。

如图3所示，当所述柱状导热区104的直径小于所述导热部102渐缩端侧的端面直径时，所述导热部102的渐扩面与其渐缩端侧的端面之间形成一定夹角，所述夹角角度满足通过所述热量采集工作面1011进入的热量能够被所述导热部102导向至所述导热部102和所述柱状导热区104内。所述夹角的范围可以是大于90度小于180度。

参考图4所示，图4是本申请提供的一种热量采集装置的第三实施例的剖视图。

当所述柱状导热区104的直径等于所述导热部102渐缩端侧的端面直径时，所述导热部102的渐扩面与所述柱状导热区104的侧壁之间形成一定夹角，所述夹角角度满足通过所述热量采集工作面1011进入的热量能够被所述导热部102导向至所述导热部102和所述柱状导热区104内。所述夹角的范围可以是小于90度，大于0度。

可以理解的是，所述导热部102的渐扩面与所述柱状导热区104之间所形成的夹角相等或者不等，也就是说，所述导热部102的渐扩面在不同的方向上渐扩角度可以不同也可以相同，进而使导热部102的渐扩面与所述柱状导热区104之间形成夹角可以有不同的角度值或者相同的角度值；或者是，所述导热部102的渐扩面与其自身渐扩高度之间的夹角在任意一个渐扩方向上的角度可以是相同或不同的。

需要说明的是，所述导热部102内未设置柱状导热区104时，所述导热部102的渐扩方向与其渐缩端面之间的夹角范围可以是大于90度小于180度的范围内。

可以理解的是，为使采集能够达到快速、精准，所述柱状导热区104内填充的导热材料性能更优于所述导热部102内填充的导热材料，因此，柱状导热区104内填充的导热材料与所述导热部102内填充的导热材料不同。

本实施中，在所述导热部102外沿所述壳体101工作面侧内壁设置所述隔热部103，所述隔热部103包覆于所述导热部102的外壁周围，也就是说，在所述导热部102以外的壳体101区域填充隔热材料，形成所述隔热部103。

所述隔热部103内填充具有能够阻滞热流传递的隔热材料，也可以称为热绝缘材料，例如：泡棉，玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、气凝胶毡、真空板等。

由于隔热部103内填充有隔热材料，进而能够降低对热源热量的吸收，也就是，隔热部103能够将热源热量进一步引导至导热部102内。

在采集到热源热量后，可以通过与所述热源输出转换机构配合，将热源的热量转换为数字信息输出。

在本实施中，可以通过在所述导热部或者所述柱状导热区内设置温度传感器，通过所述温度传感器将采集到的热量转换为数字信息输出。例如：可以选用热敏电阻105，所述热敏电阻105的两个引脚1051向所述导热部102的渐缩端伸出，当所述导热部102内设置有柱状导热区104时，所述热敏电阻105设置于所述柱状导热区104内。

可以理解的是，通过热敏电阻105将热源热量转换我数字信息输出，仅为一种实现方式，实际上热源热量的表现实行可以有多种方式，并不受上述内容限制。

为避免热源的热量在进入导热部102以及隔热部103后，热源热量通过工作面相对侧流失，本实施中，在所述导热部102、所述隔热部103和所述柱状导热部102的上方设置隔热层106，所述隔热层106内填充隔热材料，其与所述隔热部103内填充的隔热材料可以相同。所述隔热层106的厚度可根据待测热源的温度要求设定。设置于所述柱状导热区104内的所述热敏电阻105的引脚1051向所述隔热层106伸出。

在本实施中，为减少待测热源的热量被所述隔热部103消耗，在所述导热部102设置有热量反射层(图未示出)，所述热量反射层设置于所述导热部102的渐扩面上，从而待测热源的热量在进入导热部102后，部分热量将会被热量反射层反射至所述导热部102内，而且进入隔热部103的热量也会因为隔热材料降低热量的吸收能力，从而待测热源的大部分热量被限制在所述导热部102内提高热量采集的准确度。

在本申请提供的热量采集装置中，所述壳体101可以采用不锈钢材质制成。

以上是对本申请提供的一种热量采集装置的结构的说明，下面结合上述结构，对本申请提供的一种热量采集装置的工作原理进行说明，具体如下：

本申请提供的热量采集装置可以适用于人体热量采集，将热量采集装置的热量采集工作面1011贴合于热源上，或者放置于靠近热源的方向上，在本实施中，以热源相对热量采集工作面1011正向位置为较佳的检测位置，可以理解的是，检测位置并不限于上述。

由于导热部102在朝向所述热量采集工作面1011的方向上呈渐扩状，因此，进入所述导热部102的大部分热量能够被导热部102以及在其内设置的柱状导热区104吸收，并且由于在所述导热部102的周围设置有隔热部103，使得热源热量在渐扩以外的方向上损耗降低，以及由于在所述导热部102、所述隔热部103和所述柱状导热区104上方设置有隔热层106，所以进一步减少热量由壳体101顶部的流失损耗。

热源热量被引导至所述导热部102和柱状导热区104内，而在所述柱状导热区104内填充的导热材料更利于热量的吸收，使得热源的热量能够更加快速、准确被采集，并通过设置的热敏电阻将热量转换为数字化，以供参考。

由于本申请提供的热量采集装置，只需要将热量采集工作面1011放置于热源上方，对测量的环境没有要求，无需全浸入或部分浸入热源即可获得快速、无损耗的获得热源的热量，并基于获得的热量转化为需要的热量表现形式，需要说明的是，所述全浸入或部分浸入，也可以理解为半包围或者全包围的使用环境，例如：体温表则需夹裹在腋下或含入口中方可采集到热源热量，本申请提供的热量采集装置则无需受使用环境的限制。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种热量采集装置，其特征在于，包括：壳体、以及设置于所述壳体中的导热部和隔热部；

所述壳体其中一端面构成热量采集工作面，所述热量采集工作面与人体热源相对，所述导热部设置于所述壳体热量采集工作面侧的内壁，且所述导热部内设置有导热材料，在所述导热部以外的所述壳体区域设置所述隔热部；

所述导热部的外廓沿垂直且靠近于所述热量采集工作面的内壁方向上呈渐扩状，所述隔热部包覆于所述导热部的外壁。

2.根据权利要求1所述的热量采集装置，其特征在于，所述导热部包括：柱状导热区，设置于所述导热部内。

3.根据权利要求2所述的热量采集装置，其特征在于，包括：所述柱状导热区的直径等于或小于所述导热部的渐缩端侧的端面直径。

4.根据权利要求2所述的热量采集装置，其特征在于：当所述柱状导热区的直径等于所述导热部的渐缩端侧的端面直径时，所述柱状导热区的侧壁与所述导热部渐缩面之间的夹角满足通过所述热量采集工作面进入的热量被导向至所述导热部和所述柱状导热区内；当所述柱状导热区的直径小于所述导热部的渐缩端侧的端面直径时，所述导热部渐缩面与所述导热部渐缩端侧之间的夹角满足通过所述热量采集工作面进入的热量被导向至所述导热部和所述柱状导热区内。

5.根据权利要求4所述的热量采集装置，其特征在于：当所述柱状导热区的直径等于所述导热部的渐缩端侧的端面直径时，渐缩面之间的夹角为小于90度，大于0度；当所述柱状导热区的直径小于所述导热部的渐缩端侧的端面直径时，所述导热部的渐缩面与其渐缩端侧之间的夹角为大于90度，小于180度；且所述渐缩面与所述柱状导热区，或者所述渐缩面与所述渐缩端侧之间的角度，在渐缩方向上相等或者不等。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的热量采集装置，其特征在于，包括：隔热层，覆盖于所述导热部、所述隔热部和所述柱状导热区的上方。

7.根据权利要求6所述的热量采集装置，其特征在于：所述隔热层中填充的隔热材料与所述隔热部中填充的隔热材料相同，所述导热部与所述柱状导热区中填充的导热材料不同。

8.根据权利要求7所述的热量采集装置，其特征在于，包括：设置于所述柱状导热区内的温度传感器，将所述柱状导热区内的热量经所述温度传感器转化为数字信号输出。

9.根据权利要求1所述的热量采集装置，其特征在于，包括：设置于所述导热部内的温度传感器，将所述导热部的热量经所述温度传感器转化为数字信号输出。

10.根据权利要求1所述的热量采集装置，其特征在于：在所述导热部的内壁上设置有热量反射层。