CN108225589A - 温度传感器 - Google Patents

Abstract

一种温度传感器，其由热电偶构成，与以往相比，能响应性好地追随测温对象的温度变化。温度传感器(30)是用于检测测定对象的温度的温度传感器，其中，将2种不同的金属线(31、32)彼此相互接合，将接合部位作为温度检测部(33)形成，在前述温度检测部(33)安装了具有比金属线(31、32)的热传导率高的热传导率的热传导体(34)。由此，能响应性好地追随测温对象的温度变化。

Description

温度传感器

技术领域

本发明涉及用于检测测定对象的温度的温度传感器，更详细地说，涉及由热电偶构成的温度传感器。

背景技术

以往，作为测定固体、流体等测定对象的温度的传感器，由热电偶构成的温度传感器是公知的。此种温度传感器将不同的2种金属线彼此相互接合，该接合部位被作为感温部(温度检测部)形成，例如有如专利文献1的那样，前述温度检测部露出到外部的露出型的温度传感器、如专利文献2的那样温度检测部由保护管绝缘的铠装型的温度传感器，根据使用环境等适宜地分开使用。

在使用前述温度传感器对测定对象的温度进行测定的情况下，通过将前述温度检测部配置在测定对象部位，因各金属线中的热电能的差异产生热电动势，基于该电动势算出测定对象的温度。在使用此温度传感器追随测定对象的随着时间的温度变化并检测该测定对象的温度的情况下，需要相对于前述温度检测部有效地传导热。但是，此种温度传感器因为前述金属线本身的热传导性低，所以不能说是温度检测部的感温性良好的温度传感器，存在测定对象的温度测定精度不稳定的情况。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-178973号公报

专利文献2：日本实开昭56-174032号公报

发明内容

发明所要解决的课题

因此，本发明的课题在于提供一种由热电偶构成的温度传感器，其能响应性好地追随测温对象的温度变化。

为了解决课题的手段

为了解决前述课题，根据本发明，提供一种温度传感器，所述温度传感器将2种不同的金属线彼此相互接合，将接合部位作为温度检测部形成，其特征在于，在前述温度检测部安装了具有比前述金属线的热传导率高的热传导率的热传导体。

在本发明中，优选前述热传导体由传热层进行了涂层，前述传热层由金刚石粉末构成。另外，也可以是前述热传导体做成了将空心体在侧面方向压扁而进行扁平化的那样的形状，在该热传导体中以与该热传导体直接接触的方式夹持前述温度检测部。

或者，在本发明中，也可以是前述热传导体呈环状的外形，此热传导体以与前述温度检测部直接接触的状态被嵌装。此时，更优选前述热传导体及温度检测部的前端被形成为平坦的面，这些前端面齐平地对齐。

另外，也可以是前述热传导体前述热传导体由银、铜、金、铝中的任意一种原材料形成。

另外，根据本发明，提供一种焊烙铁用加热器，所述焊烙铁用加热器具有电绝缘性的绕线管、被卷绕在该绕线管的外周的加热器线和用于检测烙铁尖的温度的温度传感器，其特征在于，前述温度传感器是本发明的温度传感器。

发明的效果

根据本发明的温度传感器，因为在温度检测部的外面上安装了具有比前述金属线的热传导率高的热传导率的热传导体，所以能由该热传导体有效地促进向温度检测部的热传导，能响应性好地追随测定对象的温度变化，所以温度测定精度提高。

附图说明

图1是表示将具备本发明的第一实施方式的温度传感器的焊烙铁用加热器安装在焊烙铁上的状态的主要部分剖视图。

图2是表示图1的焊烙铁用加热器的主视图。

图3是绕线管的右侧视图。

图4是前述绕线管的左侧视图。

图5(a)是前述温度传感器的主要部分剖视图，(b)是安装热传导体前的分解立体图。

图6是表示加热器的变形例的主视图。

图7是表示本发明的第二实施方式的温度传感器的示意立体图。

图8是表示将图7的温度传感器装配在绕线管上的状态的示意立体图。

具体实施方式

为了实施发明的方式

下面，使用附图，对有关本发明的温度传感器的实施方式详细地进行说明。

图1是表示将第一实施方式的温度传感器30安装在焊烙铁用加热器10A上，并将此加热器10A内置于焊烙铁1A中的例子。

前述加热器10A，内置在焊烙铁1A的前端部分中，并被构成为通过使该加热器10A发热将处于焊烙铁1A的前端的烙铁尖部2加热，进行软钎焊。另外，本实施方式所示的焊烙铁用加热器10A，也可以内置在用于自动软钎焊装置的焊烙铁中，或者也可以内置在手动操作式的手提焊烙铁中。

前述焊烙铁1A具有由不锈钢等金属构成的筒状的烙铁主干部3、与此烙铁主干部3连结的前述烙铁尖部2和加热烙铁尖部2的前述加热器10A。前述烙铁尖部2具有用于进行软钎焊作业的前端部2a，此前端部2a呈尖逐渐变细的尖端形状。

另外，在烙铁尖部2的内部，设置了用于收容前述加热器10A的收容部4。前述收容部4具有被设置在烙铁主干部3侧的具有圆形的截面形状的第一收容部4a；和与该第一收容部4a相比位于前方(前端部2a侧)，内径比第一收容部4a的内径小的第二收容部4b。前述第二收容部4b的前端被形成为朝向深度方向(在图1中为左侧)呈尖窄状的圆锥面状。另外，在烙铁主干部3，若前述焊烙铁1A是手动的焊烙铁，则安装柄，若为自动式，则安装机械手等。

如图1及2所示，前述加热器10A具有呈柱状地在轴L方向延伸的绕线管11、通过通电发热的前述加热器线20和检测烙铁尖部2的前端部2a的温度的温度传感器30。

前述绕线管11是由陶瓷等具有电绝缘性的单一的原材料一体地形成的部件，具有圆棒状的主体部12和仅在此主体部12的轴L方向的一端侧(前端侧)形成的法兰部13。前述主体部12是在其外周卷绕了前述加热器线20的部分，从该主体部12的前端侧到基端侧形成为相同的直径。另外，前述法兰部13被形成为与主体部12呈同心圆状地配置的薄板圆环状。

进一步说明前述绕线管11的结构，该绕线管11具有从前述法兰部13进一步向前方(图1及图2的左侧)突出的突出部14。前述突出部14被形成为与前述主体部12相比为小径的大致圆棒状，与前述主体部12及法兰部13呈同心圆状地配置。另外，如图2或图3所示，在此突出部14的前端面上，以在直径方向横穿该突出部14的方式形成了截面大致コ字状的凹槽15。此凹槽15的槽宽被形成为大致均匀的宽度，其槽深度成为前述突出部14的轴线L方向长度(从法兰部13开始的突出长度)的大致一半左右。

另外，如图1～图4所示，在绕线管11的内部，形成了在轴L方向贯通该绕线管11的一对传感器安装孔16a、16b。此传感器安装孔16a、16b是用于穿插形成前述温度传感器30的2个金属线31、32的孔，该传感器安装孔16a、16b的一端在前述主体部12的基端侧的端面开口，另一端在突出部14中的前述凹槽15的槽底15a开口。

前述温度传感器30，如图5所示，是将不同的2种金属线31、32的前端侧接合而成的热电偶，将此接合部分作为温度检测部33形成。此温度传感器30的端子(金属线31、32的基端侧)与未图示的控制装置连接，由该控制装置测量前述烙铁尖部2(前端部2a)的温度，并且基于测量到的温度信息控制流过加热器线20的电流，调整烙铁尖部2的前端部2a的温度。

如图1、图2、图5所示，在前述温度检测部33的外面上，安装了具有比前述2种金属线31、32的热传导率高的热传导率的热传导体34。作为此热传导体34，例如使用银、铜、金、铝等那样的热传导率优异的金属。在本实施方式中，在空心状的热传导体34的内部收容了前述温度检测部33，通过在侧面方向推压该热传导体34来进行铆接而压接在温度检测部33。通过这样做，如图2示意性地表示的那样，该热传导体34被压扁而进行扁平化，以相对于温度检测部33直接紧贴的状态被安装，因此，温度检测部33的整体由该热传导体34覆盖。

另外，希望前述热传导体34由传热层进行涂覆，该传热层以由金刚石粉末构成的无机粒子为成分。这样，通过在前述热传导体34的表面上配设具有优异的热传导率的金刚石粉末，能进一步提高该热传导体34的传热性。在将传热层涂覆在热传导体34上的情况下，例如将金刚石粉末拌入乙醇类溶剂中，使混合了金刚石粉末的混合溶液附着在热传导体34上。接着，通过使上述热传导体34在常温下自然干燥，将上述传热层涂覆在该热传导体34的表面上。另外，一般来说，金刚石具有如下的物性，即，从约600℃附近开始石墨化，若温度更高则逐渐碳化，但由于焊烙铁通常在比金刚石的碳化温度低的约500℃以下左右使用，所以不存在金刚石粉末碳化的情况，维持由前述传热层产生的高的热传导性。另外，作为乙醇类溶剂，例如使用混了陶瓷材料的粉末的高耐热陶瓷粘接剂。另外，前述金刚石粉末的粒度、相对于乙醇类溶剂的分配量、混合溶液的干燥时间等，由使用温度传感器30的环境等适宜地决定。

在将前述温度传感器30向绕线管11安装的情况下，如图1及图2所示，将一方的金属线31穿插到在前述凹槽15的槽底15a开口的一方的前述传感器安装孔16a内，使之从主体部12的基端侧的端面延出。与此同样，将另一方的金属线32也穿插到在前述槽底15a开口的另一方的传感器安装孔16b内，使之从主体部12的基端侧的端面延出。而且，通过将由前述热传导体34包覆的温度检测部33配设在前述突出部14的凹槽15内，向前述绕线管11安装温度传感器30。此时，前述热传导体34以从前述凹槽15非突出的状态被收容在该凹槽15内(参照图1及图2)。

接着，对前述加热器线20进行说明。

如图2的那样，前述加热器线20由相互并行的2根线条20A、20B构成。而且，这些2根线条20A、20B相互错开相位地呈螺旋状地卷绕在前述绕线管11的外周，并且在其螺旋的卷绕开始端20a相互连着。前述加热器线20也可以将被切断的2根线条20A和20B连接，但在本实施方式中，うぇ/如图2所示，将单一的线条折曲成对折，将其折曲部作为前述螺旋的卷绕开始端20a配置在前述绕线管11的主体部12的前端侧，在该状态下，朝向该主体部12的基端侧地缠绕成双螺旋状。

另外，如图1或图2所示，前述2根线条20A、20B的卷绕结束端20b，在前述主体部12的外周面上，从在周方向相差大致180°的位置分别向后方侧(烙铁主干部3侧)延伸，在前述绕线管11的外部延伸的通电用的导线21、21在该绕线管11的外部分别与该卷绕结束端20b连接，该卷绕结束端20b通过此导线21、21与未图示的电源连接。作为导线21的相对于前述加热器线20的连接方法，例如，采用激光焊接等点焊接，图1及图2的符号22表示将加热器线20和导线21进行点接合而成的连接部。另外，作为构成前述加热器线20的线材，例如能使用通过电阻发热的镍铬线等。另外，作为前述导线21、21，例如，能使用对以铜线为芯线的线材实施了镀镍的镀镍铜线等。

由于前述加热器线20这样安装在绕线管11上，所以不需要像以往的那样在前述绕线管11贯穿设置用于穿插加热器线20的孔或一面将该加热器线20向这样的孔折曲一面进行穿插的作业，该加热器线20的向绕线管11的安装变得非常简单。

前述加热器线20也可以通过缠绕在绕线管11上安装在该绕线管11上，但在本实施方式中，预先向前述加热器线20赋予螺旋状的卷曲倾向，将前述绕线管11的主体部12向维持了螺旋形状的此加热器线20的螺旋的空心部从其基端侧插入，使折曲部20a相对地移动到与前述法兰部13碰到或接近的位置，由此，将加热器线20安装在绕线管11上。在此情况下，绕线管11中的从卷绕前述加热器线20的部分到基端部为止的外径(即，主体部12的外径)形成得比加热器线20的螺旋的内径小。由此，能节省将前述加热器线20卷绕在绕线管11上的时间劳力，其安装变得进一步容易。

如前所述，在绕线管11上安装了加热器线20和温度传感器30的加热器10A，如图1所示，在前述收容部4的第一收容部4a收容该绕线管11的主体部12及法兰部13，并且在第二收容部4b收容该绕线管11的突出部14，前述突出部14的前端面碰撞到前述第二收容部4b的倾斜的底壁(图1的左侧)。这样，在与第一收容部4a相比形成在更前方的第二收容部4b收容具有前述温度传感器30的突出部14，该温度传感器30被配置在与进行软钎焊作业的前述烙铁尖部2的前端部2a更近的位置，由此，能更正确地响应性良好地检测实际的前端部2a的温度。

另外，在前述收容部4，充填了例如将由陶瓷、氧化镁、氧化铝等构成的做成了粉末状的电绝缘性的充填材料17，以便将前述绕线管11的周围的间隙填埋。由此，螺旋卷绕在主体部12的外周的加热器线20被保持为相对于前述第一收容部4a的内周面非接触的状态。前述充填材料17也流入突出部14的凹槽15内，将前述温度传感器30的温度检测部33及热传导体34的周围填埋。

另外，在收容部4内，在前述主体部12的基端侧安装了用于将该收容部4的开口封闭的电绝缘性的盖材18。盖材18呈圆形的薄板状，具有被贯穿设置在中心部的中心孔18a和被贯穿设置在此中心孔18a的周围的2个通孔18b、18b。而且，主体部12的基端侧通过前述中心孔18a，延伸到烙铁主干部3的内部空间，并且加热器线20的卷绕结束端20b侧的2根线条通过一对通孔18b、18b，延伸到该烙铁主干部3的内部空间。这样，前述加热器10A内置在焊烙铁1A的前端部分中。

另外，因为前述温度传感器30通过在其温度检测部33安装了具有高的热传导率的热传导体34，提高了热的相对于该温度检测部33的传导，所以能响应性好地追随作为测定对象部位的烙铁尖部2(前端部2a)的温度的变化，谋求由前述温度传感器30产生的温度测定精度的提高。

另外，在本实施方式中，在前述绕线管11的突出部14设置了凹槽15，在该凹槽15内部收容了温度传感器30的温度检测部33(热传导体34)，但也可以如图6的那样，不设置凹槽15，而是将前述突出部14的前端面作为平坦的面形成，在此平坦面上配置温度检测部33。在此情况下，虽然也存在通过温度检测部33(热传导体34)与烙铁尖部2接触而在测定温度上产生误差的情况，但能通过前述控制装置的控制回路补偿误差。

接着，使用图7及图8，对有关本发明的温度传感器的第二实施方式进行说明。第二实施方式的温度传感器50，前述热传导体34被形成为环状，并且以相对于前述温度检测部33直接接触的状态嵌装。

具体地说，前述热传导体34具有圆筒状的外形，其轴L方向的两端面被形成为平坦的面。另一方面，前述温度检测部33具有圆柱形状的外形，其直径被形成为与前述热传导体34的内周大致相同的直径。另外，此温度检测部33的前端侧的端面被平坦地形成。而且，在前述热传导体34的前端面和温度检测部33的前端面大致齐平地对齐的状态下，该热传导体34被一体地安装在温度检测部33。另外，希望这些热传导体34和温度检测部33的嵌合部分例如通过激光焊接等适宜的焊接方法接合。热传导体34，例如能使用其轴方向长度(厚度)约1.5mm、直径约5.5mm的热传导体，但其合适的大小因温度传感器的用途等而不同。

在本实施方式中，与图6所示的绕线管11的变形例同样，该绕线管11的前端面被形成为没有凹凸的平的面，该绕线管11的在轴方向延伸的未图示的前述传感器穿插孔在此前端面开口。温度传感器50被配置成二个金属线31、32穿插于在绕线管11的前端面开口的前述传感器穿插孔中，并且温度检测部33及热传导体34与该绕线管11的前端面接触。

上面，对有关本发明的温度传感器进行了说明，但本发明不限定于前述实施方式，当然可在不脱离权利要求书的主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，在第一实施方式中，安装了前述温度传感器30的前述热传导体34，将做成了空心筒状的部件相对于前述温度检测部33铆接安装，但不限于此，例如，也可以通过对金属原材料进行焊接、钎焊等来安装。

进而，本发明的温度传感器30不仅用于焊烙铁1A的烙铁尖的温度检测，当然也可以在半导体装置中的各部的温度测定、研究相关部内、工业生产部内、食品相关部内的各种温度测定等用途中使用。

符号的说明

10A：焊烙铁用加热器；11：绕线管；20：加热器线；30、50：温度传感器；31、32：金属线；33：温度检测部；34：热传导体。

Claims (10)

1.一种温度传感器，所述温度传感器将2种不同的金属线彼此相互接合，将接合部位作为温度检测部形成，其特征在于，

在前述温度检测部安装了具有比前述金属线的热传导率高的热传导率的热传导体。

2.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，前述热传导体由传热层进行了涂层，前述传热层由金刚石粉末构成。

3.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，前述热传导体做成了将空心体在侧面方向压扁而进行扁平化的那样的形状，在该热传导体中以与该热传导体直接接触的方式夹持前述温度检测部。

4.如权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，前述热传导体做成了将空心体在侧面方向压扁而进行扁平化的那样的形状，在该热传导体中以与该热传导体直接接触的方式夹持前述温度检测部。

5.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，前述热传导体呈环状的外形，此热传导体以与前述温度检测部直接接触的状态被嵌装。

6.如权利要求2所述的温度传感器，其特征在于，前述热传导体呈环状的外形，此热传导体以与前述温度检测部直接接触的状态嵌装。

7.如权利要求5所述的温度传感器，其特征在于，前述热传导体及温度检测部的前端被形成为平坦的面，这些前端面齐平地对齐。

8.如权利要求6所述的温度传感器，其特征在于，前述热传导体及温度检测部的前端被形成为平坦的面，这些前端面齐平地对齐。

9.如权利要求1至8中的任一项所述的温度传感器，其特征在于，前述热传导体由银、铜、金、铝中的任意一种原材料形成。

10.一种焊烙铁用加热器，所述焊烙铁用加热器具有电绝缘性的绕线管、被卷绕在该绕线管的外周的加热器线和用于检测烙铁尖的温度的温度传感器，其特征在于，

前述温度传感器是前述权利要求1至8中的任一项所述的温度传感器。