CN105904936B - 设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置，包括设于两侧的空调控制面板壳体墙壁内的表面温度传感器，还包括在空调主PCB板上设置的非吸入型温度传感器，所述非吸入型温度传感器与表面温度传感器进行固体间热传递。所述表面温度传感器与传热层连接，所述非吸入型温度传感器与设于非吸入型温度传感器PCB板上的隔热封胶层连接。本发明通过使表面温度传感器和非吸入型温度传感器进行固体间热传递，并且设有表面温度传感器在阳光及物体碰触的情况下和在损坏的情形下的容错装置，采用传热学算法，高精度识别车内温度，减少在有噪音或风速小时的偏差，使空调控制系统控制更加精确，确保用户在车内的舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及温度传感器技术领域，具体涉及一种设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置。
背景技术
随着人们对出行便利性的需求越来越高，购买汽车的人也越来越多，并且人们不再将汽车仅仅当作能够载人载货行驶的交通工具，而开始更关注汽车的安全性和舒适性，由于车内的温度、湿度等因素影响着人体体温、脉搏、呼吸、血压等身体上的变化，所以控制好车内温度，使用户达到舒适的感觉对人们在车内的健康是十分重要的。控制车内温度与车内温度传感装置相关，传统的车内温度传感装置有带风扇吸入式温度传感器、文丘里管负压吸入式温度传感器，但上述传感器具有在有噪音或风速小时造成偏差过大的不足，不能准确地识别车内温度，从而造成空调控制系统控制不够精确，影响用户在车内的舒适度。
发明内容
本发明的目的是提供一种设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置，通过表面温度传感器和非吸入型温度传感器的组合，采用传热学算法，高精度识别车内温度，减少在有噪音或风速小时的偏差，使空调控制系统控制更加精确。
本发明通过以下技术方案实现：
本发明提供一种设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置，包括设于两侧的空调控制面板壳体墙壁内的表面温度传感器，还包括在空调主PCB板上设置的非吸入型温度传感器，所述非吸入型温度传感器与表面温度传感器进行固体间热传递。
进一步地，所述表面温度传感器与传热层连接，所述非吸入型温度传感器与设于非吸入型温度传感器PCB板上的隔热封胶层连接。
更进一步地，所述表面温度传感器和非吸入型温度传感器的信号输出端连接主控模块，所述主控模块用于根据温度传感器的输出信号进行传热学运算，求取车内空气温度。
又进一步地，所述表面温度传感器、传热层、非吸入型温度传感器PCB板及隔热封胶层形成拆分式结构。
进一步地，所述主控模块连接滤波器，所述滤波器用于对车内空气温度变化率较大的异常信号进行滤波。
进一步地，在表面温度传感器异常出现短路或开路时，所述主控模块通过车内出风温度、风速、车速、外温、时间及非吸入型温度传感器的输出信号，计算总的热量交换对非吸入型温度传感器的作用，从而计算出车内空气温度。
本发明设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置的有益效果在于：通过使表面温度传感器和非吸入型温度传感器进行固体间热传递，并且设有表面温度传感器在阳光及物体碰触的情况下和在损坏的情形下的容错装置，采用传热学算法，高精度识别车内温度，减少在有噪音或风速小时的偏差，使空调控制系统控制更加精确，确保用户在车内的舒适度。
附图说明
图1是本发明非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置的结构示意图；
图2是传热学原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
如图1所示，本实施例涉及一种设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置，包括设于两侧的空调控制面板壳体墙壁1、2内的表面温度传感器3，所述表面温度传感3与传热层4连接，还包括与隔热封胶层5连接的非吸入型温度传感器6，非吸入型温度传感器6设置在空调主PCB板7上，所述隔热封胶层5设于非吸入型温度传感器6PCB板上，所述非吸入型温度传感器6与表面温度传感器3进行固体间热传递。
所述表面温度传感3与传热层4被设置为高出空调控制面板壳体墙壁1mm或以上，以便良好地识别车内空气温度，即表面温度传感器3周围的温度。
由于隔热材料的传递存在延迟性，因此，在空调主PCB板7上增加一个非吸入型温度传感器6；在表面温度传感器3和非吸入型温度传感器6之间使用隔热封胶层5密封，保证两个传感器进行固体之间传热。
在本实施例中，所述表面温度传感器3和非吸入型温度传感器6的信号输出端连接主控模块，所述主控模块用于根据温度传感器的输出信号进行传热学运算，求取车内空气温度。
在本实施例中，所述表面温度传感器3、传热层4、非吸入型温度传感器6PCB板、隔热封胶层5形成拆分式结构，可以直接拔出。
在本实施例中，主控模块根据温度传感器的输出信号进行传热学运算的过程为：如图2所示，组合表面温度传感器和非吸入型温度传感器，根据傅里叶传热学公式和牛顿冷却定理求取车内空气温度。其中，傅里叶传热学公式和牛顿冷却定理公式分别为：
其中Φ为导热量，单位为W；
λ为导热系数，表征材料导热性能的物性参数(λ越大，导热性能越好)；
A为传热面积，单位为m^2
t为温度，单位为K
x为在导热面上的坐标，单位为m
q是沿x方向传递的热流密度(严格地说热流密度是矢量，所以q应是热流密度矢量在x方向的分量)单位为W/m^2
dt/dx是物体沿x方向的温度变化率；
q＝h(t2-t1)
其中，h为对流换热系数；
从非吸入型温度传感器6传递给表面温度传感器3的热量Qpcb为：
公式1：Qpcb＝K(Tpcb-Tsf)；
其中K为非吸入式的PCB板的导热传热系数，K与材质和结构有关；
表面温度传感器3传递给空气的热量Qair为：
公式2：Qair＝hA(Tsf-Tair)；
其中h为表面温度传感器3和车内空气之间的对流换热系数，h与空气流速有关；A为表面温度传感器3和车内空气的换热面积。
根据傅里叶传热学公式可知：
公式3：Qpcb＝-λdTsf/t+Qair；
Tpcb:非吸入型温度传感器6的温度Tsf:表面温度传感器3的温度
Tair:空气温度
从上述公式1-3可以求解空气温度Tair的温度，推导的空气温度Tair的计算公式为：
Tair＝((K+hA)Tsf-λdTsf/t-K Tpcb)/hA
在本实施例中，关于阳光及物体碰触的容错装置：
如图2所示，表面温度传感器3的表面很容易受到外界的干扰，例如：阳光照射，手指触碰等，这种异常情况如果不处理可能导致温度迅速上升或下降，导致车内温度剧变，当阳光和物体触碰时要进行滤波处理。当t1时太阳照射，温度T1急速上升，通过变化率的判断，有干扰产生，此时，将主控模块连接滤波器，对车内空气温度变化率较大的异常信号进行滤波，从而将阳光照射的异常现象处理掉，手触摸或冷热物体触碰是同样道理，都是采用求取变化率，对其滤波，实现温度的稳定性。
在本实施例中，关于表面温度传感器损坏的容错装置：
当表面温度传感器异常出现短路或开路时，所述主控模块通过车内出风温度、风速、车速、外温、时间及非吸入型温度传感器的输出信号，计算总的热量交换对非吸入型温度传感器的作用，从而计算出车内空气温度。如下公式：
车厢内温度＝出风温度、风速、外温的函数关系+车速与外温的函数关系+时间积分关系。
在上述实施例中，由于本发明的拆分式车内温度传感装置由多个元件组成，存在固体热量传递现象，安装在最前面的表面温度传感器3无法正确识别传感器周围的空气温度(即车内空气温度)，所以在后方增加一个非吸入型温度传感器6，再通过隔热胶隔离掉空气对非吸入型温度传感器6的影响，让表面温度传感器3和非吸入型温度传感器6只存在固体热传递关系，使用双温度传感器组合结构和传热学的原理，准确识别出表面温度传感器周围的空气温度，即车内空气温度。
如上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置，包括设于两侧的空调控制面板壳体墙壁内的表面温度传感器，其特征在于：还包括在空调主PCB板上设置的非吸入型温度传感器，所述非吸入型温度传感器与表面温度传感器进行固体间热传递；所述表面温度传感器与传热层连接，所述非吸入型温度传感器与设于非吸入型温度传感器PCB板上的隔热封胶层连接；所述表面温度传感器、传热层、非吸入型温度传感器PCB板及隔热封胶层为拆分式结构；
所述表面温度传感器和非吸入型温度传感器的信号输出端连接主控模块，所述主控模块用于根据温度传感器的输出信号进行传热学运算，求取车内空气温度Tair：
Tair＝((K+hA)Tsf-λdTsf/t-KTpcb)/hA；其中，Tpcb为非吸入型温度传感器的温度，Tsf为表面温度传感器的温度，λ为空气与表面温度传感器之间的导热系数，K为非吸入式的PCB板的导热传热系数，h为表面温度传感器和车内空气之间的对流换热系数，A为表面温度传感器和车内空气的换热面积。
2.根据权利要求1所述的设有非吸入型温度传感器的拆分式车内温度传感装置，其特征在于：所述主控模块连接滤波器，所述滤波器用于对车内空气温度变化率较大的异常信号进行滤波。
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