CN108681346A - 温度电子开关及其开关方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关技术领域，特别涉及一种温度电子开关及其开关方法。温度电子开关包括发光器件、光敏器件和液晶块，所述发光器件与所述光敏器件之间设有光通道，所述液晶块设于所述光通道中；所述液晶块为根据温度变化而改变其透光率的液晶块；所述光敏器件根据是否接收到所述发光器件发出的、且透过所述液晶块的光信号，实现开/关控制。通过液晶感应温度改变自身的透光状态，决定光敏器件能否接收到光通道中的光信号，以使温度电子开关处于开路或闭路，液晶在温度变化0.2℃能够呈现透明与不透明的可逆变化，旨在解决现有的温度开关的动作温度和恢复温度相差很大，动作温度与恢复温度温差超过10℃，而且机械动作可靠性不高的问题。

Description

温度电子开关及其开关方法

技术领域

本发明涉及开关技术领域，特别涉及一种温度电子开关及其开关方法。

背景技术

温度控制应用广泛，基本的逻辑是“温度感测-判断当前温度与设定温度之间的差异-根据差异控制调节加热或制冷”，其中温度感测是实现温度控制的关键。

现有的温度开关比较简单，如双金属片温度开关，但是其动作温度和恢复温度相差很大，动作温度与恢复温度温差超过10℃，而且机械动作可靠性不高，用其作为温度感测和控制会导致最终的可控温度在较大范围内波动，严重制约其应用。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提出一种温度电子开关及其开关方法，通过液晶感应温度改变自身的透光状态，让光敏器件是否接收到光通道中的光信号，以使温度电子开关处于开路或闭路，旨在解决现有的温度开关的动作温度和恢复温度相差很大，动作温度与恢复温度温差超过10℃，而且机械动作可靠性不高的问题。

本发明提出的技术方案是：

一种温度电子开关，包括发光器件、光敏器件和液晶块，所述发光器件与光敏器件之间设有光通道，所述液晶块设于所述光通道中；

所述液晶块为根据温度变化而改变其透光率的液晶块；

所述光敏器件根据是否接收到所述发光器件发出的、且透过所述液晶块的光信号，实现开/关控制。

进一步地，所述液晶块设于所述发光器件与所述光敏器件之间的直射光路中，所述液晶块根据自身的透光率，在所述光通道中阻挡所述发光器件发出的光信号穿过，或者在所述光通道中让所述发光器件发出的光信号透过所述液晶块射向所述光敏器件。

进一步地，所述光通道具有反光面，所述液晶块设于所述反光面上，所述液晶块根据自身的透光率，在所述光通道中阻挡所述发光器件发出的光信号在所述反光面上反射，或者在所述光通道中让所述发光器件发出的光信号透过所述液晶块在所述反光面反射射向所述光敏器件。

进一步地，所述液晶块由覆盖在所述反光面的液晶形成。

进一步地，当所述液晶块的感应温度高于其相变温度时，所述液晶块处于透明状态，导通所述光通道；

当所述液晶块的感应温度低于或者等于其相变温度时，所述液晶块处于不透明状态，闭合所述光通道。

进一步地，在所述光通道导通时，所述发光器件发出的光信号传播到所述光敏器件，当所述光敏器件接收到光信号时，所述光敏器件自身呈低阻抗处于闭路状态，使所述温度电子开关处于闭路；

在所述光通道闭合时，所述发光器件发出的光信号未传播到所述光敏器件；

当所述光敏器件未接收到光信号时，所述光敏器件自身呈高阻抗处于开路状态，使所述温度电子开关处于开路。

进一步地，所述液晶块的液晶为热致相变液晶。

进一步地，当所述发光器件为可调光源时，所述发光器件发出稳定强度的光信号。

本发明还提供一种温度电子开关的开关方法，所述方法包括：

通过发光器件发出的光信号在光通道中传播；

通过设于所述光通道中的液晶块感应温度改变其透光率，导通或者闭合所述光通道；

通过所述光敏器件是否接收到所述发光器件发出的、且透过所述液晶块的光信号，实现开/关控制。

进一步地，在所述通过设于所述光通道中的液晶块感应温度改变其透光率，导通或者闭合所述光通道的步骤中，包括：

当所述液晶块的感应温度高于其相变温度时，通过所述液晶块处于透明状态，导通所述光通道；

当所述液晶块的感应温度低于或者等于其相变温度时，通过所述液晶块处于不透明状态，闭合所述光通道。

根据上述的技术方案，本发明有益效果：通过液晶感应温度改变自身的透光状态，使光敏器件是否接收到光通道中的光信号，以使温度电子开关处于开路或闭路，液晶在温度相差0.2℃能够呈现透明与不透明的可逆变化，为此温度电子开关的开与关的变化温度可以控制在0.2℃范围内，旨在解决现有的温度开关的动作温度和恢复温度相差很大，动作温度与恢复温度温差超过10℃，而且机械动作可靠性不高的问题。

附图说明

图1是应用本发明实施例提供的温度电子开关的光路示意图；

图2是应用本发明实施例提供的温度电子开关的另一光路示意图；

图3是应用本发明实施例提供的温度电子开关的开关方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例还提出一种温度电子开关1，温度电子开关1包括发光器件11、液晶块12和光敏器件13。

发光器件与光敏器件之间设有光通道14，液晶块设于光通道14中。

发光器件11用于发出的光信号在光通道14中传播。

在本实施例中，发光器件11包括发光二极管、白炽灯、EL发光器件11或者激光二极管。

光通道14设于发光器件11与光敏器件13之间，并且发光器件11发出的光信号通过光通道14能够传播到光敏器件13。

液晶块12为根据温度变化而改变其透光率的液晶块。

在本实施例中，光通道14具有反光面141，液晶块12设于反光面141上，液晶块12根据自身的透光率，在光通道14中阻挡发光器件11发出的光信号在反光面141上反射，或者在光通道14中让发光器件11发出的光信号透过液晶块12在反光面141反射射向光敏器件。在本实施例中，液晶块12贴于反光面141上，反光面141的另一侧贴于待测物体上，从而使液晶块12感应待测物体的温度。

在一些实施例中，如图2所示，液晶块12设于发光器件11与光敏器件13之间的直射光路中，液晶块12根据自身的透光率，在光通道14中阻挡发光器件11发出的光信号穿过，或者在光通道14中让发光器件11发出的光信号透过液晶块12射向光敏器件13。进一步地，液晶块12的下端贴于待测物体上，从而使液晶块12感应待测物体的温度。

进一步地，液晶块12用于感应温度改变其透光率，导通或者闭合光通道14。

液晶块12设于光通道14中，液晶块12通过感应温度改变自身的透光率，根据液晶块12透光状态不同，使光通道14处于导通或者闭合。

具体地，液晶块12感应温度为第一温度，其透光状态为可透光状态，使光通道14导通，光信号能够经光通道14传播至光敏器件13。

液晶块12感应温度为第二温度，其透光状态为不可透光状态，使光通道14闭合，光信号不能够经光通道14传播至光敏器件13。

当液晶块12的感应温度高于其相变温度时，液晶块12处于透明状态，导通光通道14。

当液晶块12的感应温度低于或者等于其相变温度时，通过液晶块12处于不透明状态，闭合光通道14。

相变温度指物质在不同相之间转变时的临界温度。

本实施例中，液晶块12的透明状态为可透光状态，液晶块12的不透明状态为不可透光状态。

当液晶块12的感应温度高于相变温度时，液晶块12处于透明状态，透明状态的液晶块12能够让光通过，即是导通光通道14，发光器件11发出的光信号经过光通道14能够传播到光敏器件13。

当液晶块12的感应温度低于相变温度时，液晶块12处于不透明状态，不透明状态的液晶块12不能够让光通过，即是闭合光通道14，发光器件11发出的光信号经过光通道14不能够传播到光敏器件13。

当液晶块12的感应温度等于相变温度时，液晶块12处于不透明状态，不透明状态的液晶块12不能够让光通过，即是闭合光通道14，发光器件11发出的光信号经过光通道14不能够传播到光敏器件13。

在本实施例中，在液晶块12处于不透明状态时，液晶块12呈黑色。

在本实施例中，液晶块12的液晶为温度敏感液晶，具体地，液晶块12的液晶为热致液晶。

在本实施例中，液晶在温度相差0.2℃能够呈现透明与不透明的可逆变化。

温度电子开关通过覆盖于光通道14中反光面的液晶块12感应温度改变其透光状态，导通或者闭合光通道14。

光通道14具有反光面，液晶块12由覆盖在反光面的液晶形成。液晶块12改变其透光状态，使反光面是否能够反射光信号，以导通或者闭合光通道14。

液晶块12处于透明状态，透明状态的液晶块12能够让光通过，光信号通过透明状态的液晶块12传播到反光面，反光面将光信号进行反射，即是导通光通道14，发光器件11发出的光信号经过光通道14能够传播到光敏器件13。

液晶块12处于不透明状态，不透明状态的液晶块12不能够让光通过，光信号经过不透明状态的液晶块12，被不透明状态的液晶块12阻挡，传播不到反光面，反光面不能将光信号进行反射，即是闭合光通道14，发光器件11发出的光信号经过光通道14不能够传播到光敏器件13。

光敏器件13根据是否接收到发光器件11发出的、且透过液晶块12的光信号，实现开/关控制。

光敏器件13用于是否接收到光通道14中的光信号，开或者关温度电子开关，其中，该光信号是发光器件11发出的，并且是透过液晶块12的。

在光通道14导通时，光敏器件13接收到光通道14中的光信号，开温度电子开关，即温度电子开关处于闭路。

在光通道14闭合时，光敏器件13接收不到光通道14中的光信号，关温度电子开关，即温度电子开关处于开路。

在光通道14导通时，发光器件11发出的光信号传播到光敏器件13，当光敏器件13接收到光信号时，光敏器件13自身呈低阻抗处于闭路状态，使温度电子开关处于闭路。

在光通道14闭合时，发光器件11发出的光信号未传播到光敏器件13；当光敏器件13未接收到光信号时，光敏器件13自身呈高阻抗处于开路状态，使温度电子开关处于开路。

在光通道14导通时，发光器件11发出的光信号经光通道14能够传播到光敏器件13，当光敏器件13接收到光信号时，光敏器件13将光信号转换为电信号，使光敏器件13自身呈低阻抗处于闭路状态，从而使温度电子开关处于闭路。

在光通道14闭合时，发光器件11发出的光信号经光通道14不能够传播到光敏器件13，当光敏器件13未接收到光信号时，光敏器件13未进行光信号转换，使光敏器件13自身呈高阻抗处于开路状态，从而使温度电子开关处于开路。

在本实施例中，当发光器件11为可调光源时，发光器件发出固定强度的光信号。

综上所述，通过液晶感应温度改变自身的透光状态，使光敏器件13是否接收到光通道14中的光信号，以使温度电子开关处于开路或闭路，液晶在相差0.2℃能够呈现透明与不透明的可逆变化，为此温度电子开关的开与关的变化温度可以控制在0.2℃范围内，旨在解决现有的温度开关的动作温度和恢复温度相差很大，动作温度与恢复温度温差超过10℃，而且机械动作可靠性不高的问题。

如图3所示，本发明实施例还提出一种温度电子开关的开关方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S101、通过发光器件发出的光信号在光通道中传播。

发光器件与光敏器件之间设有光通道，液晶块设于光通道中。

在本实施例中，发光器件包括发光二极管、白炽灯、EL发光器件或者激光二极管。

光通道设于发光器件与光敏器件之间，并且发光器件发出的光信号通过光通道能够传播到光敏器件。

液晶块为根据温度变化而改变其透光率的液晶块。

在本实施例中，光通道具有反光面，液晶块设于反光面上，液晶块根据自身的透光率，在光通道中阻挡发光器件发出的光信号在反光面上反射，或者在光通道中让发光器件发出的光信号透过液晶块在反光面反射射向光敏器件。在本实施例中，液晶块贴于反光面上，反光面的另一侧贴于待测物体上，从而使液晶块感应待测物体的温度。

在一些实施例中，如图2所示，液晶块设于发光器件与光敏器件之间的直射光路中，液晶块根据自身的透光率，在光通道中阻挡发光器件发出的光信号穿过，或者在光通道中让发光器件发出的光信号透过液晶块射向光敏器件。进一步地，液晶块的下端贴于待测物体上，从而使液晶块感应待测物体的温度。

步骤S102、通过设于光通道中的液晶块感应温度改变其透光率，导通或者闭合光通道。

液晶块设于光通道中，液晶块通过感应温度改变自身的透光率，根据液晶块透光状态不同，使光通道处于导通或者闭合。

具体地，液晶块感应温度为第一温度，其透光状态为可透光状态，使光通道导通，光信号能够经光通道传播至光敏器件。

液晶块感应温度为第二温度，其透光状态为不可透光状态，使光通道闭合，光信号不能够经光通道传播至光敏器件。

在步骤S102中，包括：

当液晶块的感应温度高于其相变温度时，通过液晶块处于透明状态，导通光通道；

当液晶块的感应温度低于或者等于其相变温度时，通过液晶块处于不透明状态，闭合光通道。

相变温度指物质在不同相之间转变时的临界温度。

本实施例中，液晶块的透明状态为可透光状态，液晶块的不透明状态为不可透光状态。

当液晶块的感应温度高于相变温度时，液晶块处于透明状态，透明状态的液晶块能够让光通过，即是导通光通道，发光器件发出的光信号经过光通道能够传播到光敏器件。

当液晶块的感应温度低于相变温度时，液晶块处于不透明状态，不透明状态的液晶块不能够让光通过，即是闭合光通道，发光器件发出的光信号经过光通道不能够传播到光敏器件。

当液晶块的感应温度等于相变温度时，液晶块处于不透明状态，不透明状态的液晶块不能够让光通过，即是闭合光通道，发光器件发出的光信号经过光通道不能够传播到光敏器件。

在本实施例中，在液晶块处于不透明状态时，液晶块呈黑色。

在本实施例中，液晶块的液晶为温度敏感液晶，具体地，液晶块的液晶为热致液晶。

在本实施例中，液晶在温度相差0.2℃能够呈现透明与不透明的可逆变化。

在步骤S102中，包括：

通过覆盖于光通道中反光面的液晶块感应温度改变其透光状态，导通或者闭合光通道。

光通道具有反光面，液晶块由覆盖在反光面的液晶形成。液晶块改变其透光状态，使反光面是否能够反射光信号，以导通或者闭合光通道。

液晶块处于透明状态，透明状态的液晶块能够让光通过，光信号通过透明状态的液晶块传播到反光面，反光面将光信号进行反射，即是导通光通道，发光器件发出的光信号经过光通道能够传播到光敏器件。

液晶块处于不透明状态，不透明状态的液晶块不能够让光通过，光信号经过不透明状态的液晶块，被不透明状态的液晶块阻挡，传播不到反光面，反光面不能将光信号进行反射，即是闭合光通道，发光器件发出的光信号经过光通道不能够传播到光敏器件。

步骤S103、通过光敏器件是否接收到发光器件发出的、且透过液晶块的光信号，实现开/关控制。光敏器件根据是否接收到发光器件发出的、且透过液晶块的光信号，实现开/关控制。

光敏器件用于是否接收到光通道中的光信号，开或者关温度电子开关，其中，该光信号是发光器件发出的，并且是透过液晶块的。

在光通道导通时，光敏器件接收到光通道中的光信号，开温度电子开关，即温度电子开关处于闭路。

在光通道闭合时，光敏器件接收不到光通道中的光信号，关温度电子开关，即温度电子开关处于开路。

在步骤S103中，包括：

在光通道导通时，通过发光器件发出的光信号传播到光敏器件；

当光敏器件接收到光信号时，通过光敏器件自身呈低阻抗处于闭路状态，使温度电子开关处于闭路；

在光通道闭合时，通过发光器件发出的光信号未传播到光敏器件；

当光敏器件未接收到光信号时，通过光敏器件自身呈高阻抗处于开路状态，使温度电子开关处于开路。

在光通道导通时，发光器件发出的光信号经光通道能够传播到光敏器件，当光敏器件接收到光信号时，光敏器件将光信号转换为电信号，使光敏器件自身呈低阻抗处于闭路状态，从而使温度电子开关处于闭路。

在光通道闭合时，发光器件发出的光信号经光通道不能够传播到光敏器件，当光敏器件未接收到光信号时，光敏器件未进行光信号转换，使光敏器件自身呈高阻抗处于开路状态，从而使温度电子开关处于开路。

在本实施例中，当发光器件为可调光源时，发光器件发出固定强度的光信号。

综上所述，通过液晶感应温度改变自身的透光状态，使光敏器件是否接收到光通道中的光信号，以使温度电子开关处于开路或闭路，液晶在相差0.2℃能够呈现透明与不透明的可逆变化，为此温度电子开关的开与关的变化温度可以控制在0.2℃，旨在解决现有的温度开关的动作温度和恢复温度相差很大，动作温度与恢复温度温差超过10℃，而且机械动作可靠性不高的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温度电子开关，其特征在于，包括发光器件、光敏器件和液晶块，所述发光器件与所述光敏器件之间设有光通道，所述液晶块设于所述光通道中；

所述液晶块为根据温度变化而改变其透光率的液晶块；

所述光敏器件根据是否接收到所述发光器件发出的、且透过所述液晶块的光信号，实现开/关控制。

2.根据权利要求1所述的温度电子开关，其特征在于，所述液晶块设于所述发光器件与所述光敏器件之间的直射光路中，所述液晶块根据自身的透光率，在所述光通道中阻挡所述发光器件发出的光信号穿过，或者在所述光通道中让所述发光器件发出的光信号透过所述液晶块射向所述光敏器件。

3.根据权利要求1所述的温度电子开关，其特征在于，所述光通道具有反光面，所述液晶块设于所述反光面上，所述液晶块根据自身的透光率，在所述光通道中阻挡所述发光器件发出的光信号在所述反光面上反射，或者在所述光通道中让所述发光器件发出的光信号透过所述液晶块在所述反光面反射射向所述光敏器件。

4.根据权利要求3所述的温度电子开关，其特征在于，所述液晶块由覆盖在所述反光面的液晶形成。

5.根据权利要求2或者3所述的温度电子开关，其特征在于，当所述液晶块的感应温度高于其相变温度时，所述液晶块处于透明状态，导通所述光通道；

当所述液晶块的感应温度低于或者等于其相变温度时，所述液晶块处于不透明状态，闭合所述光通道。

6.根据权利要求5所述的温度电子开关，其特征在于，在所述光通道导通时，所述发光器件发出的光信号传播到所述光敏器件，当所述光敏器件接收到光信号时，所述光敏器件自身呈低阻抗处于闭路状态，使所述温度电子开关处于闭路；

在所述光通道闭合时，所述发光器件发出的光信号未传播到所述光敏器件；

当所述光敏器件未接收到光信号时，所述光敏器件自身呈高阻抗处于开路状态，使所述温度电子开关处于开路。

7.根据权利要求1所述的温度电子开关，其特征在于，所述液晶块的液晶为热致相变液晶。

8.根据权利要求1所述的温度电子开关，其特征在于，当所述发光器件为可调光源时，所述发光器件发出稳定强度的光信号。

9.一种温度电子开关的开关方法，其特征在于，所述方法包括：

通过发光器件发出的光信号在光通道中传播；

通过设于所述光通道中的液晶块感应温度改变其透光率，导通或者闭合所述光通道；

通过所述光敏器件是否接收到所述发光器件发出的、且透过所述液晶块的光信号，实现开/关控制。

10.根据权利要求9所述的温度电子开关的开关方法，其特征在于，在所述通过设于所述光通道中的液晶块感应温度改变其透光率，导通或者闭合所述光通道的步骤中，包括：

当所述液晶块的感应温度高于其相变温度时，通过所述液晶块处于透明状态，导通所述光通道；

当所述液晶块的感应温度低于或者等于其相变温度时，通过所述液晶块处于不透明状态，闭合所述光通道。