CN106918402A - 小型化温度传感器模块及制作方法 - Google Patents

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杨克明
范光华
王利真
李丽
范砚坤
孙志
崔增菊
崔瑛
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer

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Abstract

一种小型化温度传感器模块及制作方法，该模块，包括内部的不锈钢铠装PT1000热探头、外部的不锈钢固定套，固定套内部直径大于热探头的外部直径，在热探头和固定套之间填充有聚四氟乙烯隔热层，不锈钢探头伸出固定套一段长度。上述模块通过①切削加工；②选取热探头；③注塑成型制成，该发明的一体式小型化温度传感器模块能够快速的检测各种环境温度，精度A级，其响应速度更快，抗振动、冲击性能更好，测温范围更宽。

Description

小型化温度传感器模块及制作方法
技术领域
本发明涉及汽车电路中传感器的技术领域，特别是涉及一种小型化温度传感器模块及制作方法。
背景技术
温度是表征物体冷热程度的物理量,它可以通过物体随温度变化的某些特性（如电阻、电压变化等特性）来间接测量，通过研究发现，金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性，利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器，通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为1000Ω，电阻变化率为3.851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广。目前市场流行的是铠装铂电阻，铠装铂电阻由电阻体、引线、绝缘氧化镁及保护套管整体拉制而成，顶部焊接铂电阻，304和316（316L）是用得最为广泛的不锈钢保护管材料，这类温度传感器直接使用到汽车等运动的物体上时其抗冲击性能差，另外由于缺少隔热材料，从传感器套管上导出的热量会对测量结果造成误差。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提出一种小型化温度传感器模块及制作方法。
本发明的技术方案如下：一种小型化温度传感器模块，包括内部的不锈钢铠装PT1000热探头、外部的不锈钢固定套，其特征是：固定套内部直径大于热探头的外部直径，在热探头和固定套之间填充有聚四氟乙烯隔热层，不锈钢探头伸出固定套一段长度。
优选的，所述的不锈钢探头的位于隔热层内的部分设有限位环。
优选的，所述的固体套靠近探头端部的一端设有内外折边，其内折边用于对隔热层限位。
优选的，所述的不锈钢固定套采用316L不锈钢制作。
一种小型化温度传感器模块的制作方法，包括如下方法
①通过切削加工制作不锈钢固定套，采用采用316L不锈钢；
②同时选取合适的不锈钢铠装PT1000热探头；
③注塑成型
将不锈钢铠装PT1000热探头置入到上述固定套中心部位，将融化是聚四氟乙烯注入到二者的间隙中形成隔热层；
④冷却至隔热层凝固，通过切削工具修整隔热层后完成制作。
优选的，所述的步骤①中的固定套的一端切削加工出内外折边。
优选的，所述的步骤②中的不锈钢铠装PT1000热探头的外部设置限位环，在进行步骤③时，将限位环置入到固定套内。
本发明的技术效果是：
该发明的一体式小型化温度传感器模块能够快速的检测各种环境温度，精度A级，其响应速度更快，抗振动、冲击性能更好，测温范围更宽。
附图说明
图1为该一体式小型化温度传感器模块剖面结构示意图；
图中1.热探头、2.隔热层、3.固定套、4.导线、5.限位环、6.内外翻边。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：参见图1，图中一种小型化温度传感器模块，包括内部的不锈钢铠装PT1000热探头、外部的不锈钢固定套，其特征是：固定套内部直径大于热探头的外部直径，在热探头和固定套之间填充有聚四氟乙烯隔热层，不锈钢探头伸出固定套一段长度。 所述的不锈钢探头的位于隔热层内的部分设有限位环。避免不锈钢探头在热胀冷缩后沿轴向窜动。所述的固体套靠近探头端部的一端设有内外折边，其内折边用于对隔热层限位。所述的不锈钢固定套采用316L不锈钢制作。
实施例二：一种小型化温度传感器模块的制作方法，包括如下方法
①通过切削加工制作不锈钢固定套，采用采用316L不锈钢；
②同时选取合适的不锈钢铠装PT1000热探头；
③注塑成型
将不锈钢铠装PT1000热探头置入到上述固定套中心部位，将融化是聚四氟乙烯注入到二者的间隙中形成隔热层；
④冷却至隔热层凝固，通过切削工具修整隔热层后完成制作如图1中所示的小型化温度传感器模块；
所述的步骤①中的固定套的一端切削加工出内外折边。外折边在安装后用于对模块本身轴向的定位；
所述的步骤②中的不锈钢铠装PT1000热探头的外部设置限位环，在进行步骤③时，将限位环置入到固定套内。
在固定套外表面还可以设置螺纹，这样可以在使用是拧入安装固定。
该小型化温度传感器模块的特点如下：
1.响应时间短：
该温度传感器模块核心器件铠装PT1000热探头壳体厚度仅为0.2mm，外界温度通过铠装壳体传导到感温元件的时间极短；且铠装PT1000热探头和外固定套之间为导热性能较差的聚四氟注塑层，可以很好的隔绝PT1000热探头的热量传导到外界，使热量集中于感温元件。以上结构可以使传感器的热响应时间大大缩短。
2.抗冲击振动性能：
该温度传感器模块整体尺寸为φ9*20，总体重量约5g，惯量很小；而且铠装热探头和外固定套中间有注塑层填充，在一定程度上可以吸收振动冲击对热探头的影响。以上结构特点保证了传感器模块可以满足70g加速度的冲击以及5～500Hz的振动试验。
3.耐温性能：
温度传感器模块的感温器件为316L不锈钢壳体铠装的PT1000铂电阻，铂电阻本身可测温度范围为-200～850℃；导线为聚四氟表皮铜芯导线，聚四氟表皮耐温范围为-192℃～260℃；其注塑层为聚四氟乙烯材质，耐温范围为-192℃～260℃；由此可知，该温度传感器模块可承受的温宽范围为-192℃～260℃，完全满足一般车辆温度检测的需求。
4.耐压性能：
温度传感器模块的铠装PT1000热探头壳体为316L不锈钢为拉伸成型，外径为φ3壁厚为0.25mm；外固定套材质为316L不锈钢加工成型，外径为φ7.5壁厚为0.7mm；聚四氟乙烯注塑层外径为φ5壁厚为1mm；可以算出铠装PT1000热探头耐压为515kgf/cm^2；外固定套耐压为600kgf/cm^2；聚四氟乙烯注塑层耐压为6537kgf/cm^2；由上计算结果可知该温度传感器模块具备承受高压要求。
5.耐腐蚀性能：
温度传感器模块材质由聚四氟乙烯和316L不锈钢复合而成；聚四氟乙烯具有良好的耐蚀性能，物理性能稳定，适用于水、油、酸溶液、碱溶液等环境中；316L不锈钢因添加Mo元素，其耐腐蚀性大大提高，具有良好的耐油及耐氯化物侵蚀等性能。

Claims (7)

1.一种小型化温度传感器模块，包括内部的不锈钢铠装PT1000热探头、外部的不锈钢固定套，其特征是：固定套内部直径大于热探头的外部直径，在热探头和固定套之间填充有聚四氟乙烯隔热层，不锈钢探头伸出固定套一段长度。
2.根据权利要求1所述的小型化温度传感器模块，其特征是：所述的不锈钢探头的位于隔热层内的部分设有限位环。
3.根据权利要求1所述的小型化温度传感器模块，其特征是：所述的固体套靠近探头端部的一端设有内外折边，其内折边用于对隔热层限位。
4.根据权利要求1所述的小型化温度传感器模块，其特征是：所述的不锈钢固定套采用316L不锈钢制作。
5.一种小型化温度传感器模块的制作方法，包括如下方法
①通过切削加工制作不锈钢固定套，采用采用316L不锈钢；
②同时选取合适的不锈钢铠装PT1000热探头；
③注塑成型
将不锈钢铠装PT1000热探头置入到上述固定套中心部位，将融化是聚四氟乙烯注入到二者的间隙中形成隔热层；
④冷却至隔热层凝固，通过切削工具修整隔热层后完成制作。
6.根据权利要求5所述的一种小型化温度传感器模块的制作方法，其特征是：所述的步骤①中的固定套的一端切削加工出内外折边。
7.根据权利要求5所述的一种小型化温度传感器模块的制作方法，其特征是：所述的步骤②中的不锈钢铠装PT1000热探头的外部设置限位环，在进行步骤③时，将限位环置入到固定套内。
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