CN108917949B - 一种用于温度报警的信号控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于温度报警的信号控制器，包括：密封的温感本体，相对的设置于温感本体的内侧壁上的光发射器和信号控制本体，以及设置在光发射器与信号控制本体之间的固体化学物质；信号控制本体包括：光接收器和与光接收器电连接的报警信号触发器；报警信号触发器还外接报警器；光接收器和光发射器设置在同一水平高度位置处，报警信号触发器基于光接收器接收的光束的强度大小向报警器发送报警提示信息；当温感本体内的温度达到固体化学物质的升华温度时，固体化学物质升华为有色气体。本发明中该用于温度报警的信号控制器根据有色气体对光散射的原理，可以使得光线遮挡效果更加突出，并且克服光线入射角度的局限性。

Description

一种用于温度报警的信号控制器

技术领域

本发明涉及温度监测技术领域，尤其涉及一种用于温度报警的信号控制器。

背景技术

在相关技术中，基于液体的热胀冷缩效应对光线遮挡设计遮挡式温度计，包括顺序连接的温度计、光发射器、光接收器和信号控制本体，温度计包括刻度板和盛装液体的玻璃管，在玻璃管的两侧垂直于对应刻度板高温目标刻度位置设置光发射器和光接收器，在液体遮挡从光发射器发射的光束时，在遮挡后光接收器从光发射器接收光束中的光线量会减少，信号控制模块对应遮挡前后的光线变化输出导通信号，以控制与信号控制模块连接的外接设备报警。

由于上述光发射器的发射方向具有较强的方向性，信号控制模块才能较准确区分光接收器光线变化，但是液体遮挡光线的原理是对光线反射后改变传播方向，受限于光束的入射角度改变传播方向存在局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于温度报警的信号控制器，包括：密封的温感本体110，相对的设置于所述温感本体110的内侧壁上的光发射器120和信号控制本体130，以及设置在所述光发射器120与所述信号控制本体130之间的固体化学物质140；

所述信号控制本体130包括：光接收器131和与所述光接收器131电连接的报警信号触发器132；所述报警信号触发器132还外接报警器；所述光接收器131和所述光发射器120设置在同一水平高度位置处，所述报警信号触发器132基于所述光接收器131接收的光束的强度大小向所述报警器发送报警提示信息；

当所述温感本体110内的温度达到所述固体化学物质140的升华温度时，所述固体化学物质140升华为有色气体。

本发明的有益效果是：通过在温感本体110的内侧壁相对设置光发射器120和信号控制本体130，并且在两者之间封装固体化学物质140，以此保证三者在温感本体110内占据相互独立的空间，在此基础上，在信号控制本体130上集成相互电连接的光接收器131和报警信号触发器132，便于组装信号控制器，并且外接报警器的报警信号触发器132基于光接收器131接收的光束的强度大小向报警器发送报警提示信息，利用光束强度转换得到报警提示信息的控制报警器报警对温感本体110内的温度报警；以温度本体110感应信号控制器内外部环境中的温度，在温度本体110内的温度升高至升华温度时固体化学物质140升华为有色气体，该有色气体遮挡光发射器120在同一水平高度上向光接收器13发射的光束，使光接收器13接收的光束强度减小，如此基于有色气体对光线的散射原理遮挡光束，可以突破光束入射角度的限制，增强对光束的遮挡效果。

进一步，所述温感本体110由吸光材料制成，所述固体化学物质140为碘。

上述进一步方案的有益效果是：通过温感本体100吸收信号控制器的外部环境中的光线，使温感本体100内的温度升高，并且利用碘在温度持续升高时易升华的特性，使信号控制器更适用于一些特定领域，例如：车载温度监控领域。

进一步，所述信号控制本体130还包括：光敏传感器133和与所述光敏传感器133电连接的磁传感器134；所述光敏传感器133还电连接所述光接收器131，所述磁传感器134还电连接所述报警信号触发器132。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置光接收器131和磁传感器134，以光信号转换电信号的方式检测光束的强度变化，由于光敏传感器131和磁传感器134较好的温度稳定性、灵敏度等特点，有利于信号控制本体130灵敏地检测光束的强度，提升触发报警提示信息的可靠性。

进一步，所述报警信号触发器132还当所述光接收器131接收的光束的强度超过预设强度值时向所述报警器发送停止报警提示信息。

上述进一步方案的有益效果是：通过预设强度值限制光接收器131接收的光束的强度，使报警信号触发器132触发停止报警提示信息，利用停止报警提示信息控制报警器中断报警，避免温度本体100内持续高温时报警器也持续报警。

进一步，所述用于温度报警的信号控制器还包括：设置于所述温感本体内所述光发射器和所述信号控制本体之间位置处的封闭的透光容器(150)；所述固态化学物质(140)设置于所述透光容器(150)内。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置透光容器140且在其中填充固体化学物质140，可以减小固体化学物质140升华后有色气体的扩散空间，是有色气体相对集中，增强光发射器120发射的光束的遮挡效果。

进一步，所述透光容器150与所述光接收器131之间的水平间距大于与所述光发射器120之间的水平间距。

上述进一步方案的有益效果是：透光容器150与光接收器131之间的间距大于与光发射器120之间的间距，可以确保相比于光接收器131，透光容器150距离光发射器120更近，光发射器120发射的光束传播至透光容器150的距离更短，有利于克服光束中光能在该水平间距上的消耗，以克服有色气体冷凝过程中继续遮挡光束。

进一步，所述固体化学物质140的体积大于所述透光容器150的一半体积。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置固体化学物质140的体积大于透光容器的一半体积，有色气体可扩散空间相对固体化学物质140占据透光容纳的空间更小，有色气体相对集中，有利于增强光束的遮挡效果。

进一步，所述透光容器150和所述温感本体110的顶板111分别可拆卸固定在所述温感本体110上。

上述进一步方案的有益效果是：透光容器150和顶板111均可拆卸固定在温感本体110的内侧壁上，便于更换透光容器，方便装配和维护温感本体100。

进一步，所述顶板111外表面的从所述信号控制本体130到所述光发射器120所在区域对应的位置处设置有吸光层。

上述进一步方案的有益效果是：吸光层吸收入射在其表面的外部光线(例如：太阳光)，以隔离信号控制本体130到光发射器120所在区域对应的外部光线，避免外部光线对光发射器120发射的光束的干扰。

进一步，所述顶板111的从所述信号控制本体130到所述光发射器120所在区域对应的位置处的材料为吸光材料，所述透光容器150的顶部与所述吸光材料接触。

上述进一步方案的有益效果是：通过以吸光材料制成的温感本体110顶板111吸收信号控制本体130到光发射器120所在区域对应的外部环境中的光线，在隔离该光线的基础山，将该光线转换为热量，并且透光容器150的顶部与吸光材料接触，吸光材料将热量直接传递给透光容器150，加快升高透光容器150内的温度。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种用于温度报警的信号控制器的爆炸示意图；

图2为图1对应的设置于用于温度报警的信号控制器中信号控制本体内的电路示意图；

图3为本发明另一个实施例中用于温度报警的信号控制器的爆炸示意图；

图4为本发明的另一个实施例中对应于用于温度报警的信号控制器的剖面示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

110-温感本体，120-光发射器，130-信号控制本体，140-固体化学物质，150-透光容器；

111-顶板，131-光接收器，132-报警信号触发器，133-光敏传感器，134-磁传感器，151-第一空间，152-第二空间。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围，相同部件的附图标记保持一致。

结合图1及图2所示，一种用于温度报警的信号控制器，包括：密封的温感本体110，相对的设置于温感本体110的内侧壁上的光发射器120和信号控制本体130，以及设置在光发射器120与信号控制本体130之间的固体化学物质140。

其中，信号控制本体130包括：光接收器131和与光接收器131电连接的报警信号触发器132；报警信号触发器132还外接报警器；光接收器131和光发射器120设置在同一水平高度位置处，报警信号触发器132基于光接收器131接收的光束的强度大小向报警器发送报警提示信息。

当温感本体110内的温度达到固体化学物质140的升华温度时，固体化学物质140升华为有色气体。

本实施例中，温感本体110为呈长方体的密闭容器，在两个沿着长度方向相对的侧壁内分别固定光发射器120和信号控制本体130，以及在该密闭容器内封装固体化学物质140；其中，信号控制本体130上镶嵌光接收器131，光接收器131接收由光接收器131发射的光束，例如：激光、红外线等光束。

信号控制本体130与前述侧壁相互对接的位置处分别开设通孔，通过该通孔连接处于信号控制器外部的报警器。

前述温感本体110在其内部温度低于外部环境中的温度时，从外部环境中吸收热量使其内部温度升高，以此方式感应温度。

固体化学物质140随着温感本体110(例如：铁制容器)中的温度升高而逐渐升华为有色气体，在温度升高至一定温度时升华完成，对应开始升华的温度为起始温度，对应完成升华的温度为结束温度，起始温度到结束温度之间的范围即为升华温度。

在温感本体110中的温度低于前述起始温度时，光接收器131从光发射器120处正常接收光束；在前述升华温度内，该光束被有色气体遮挡，光接收器131接收光束中的光强度相比于光束正常被接收时有所减弱，其中，有色气体对光束的遮挡原理为：有色气体以固体细小颗粒形态对光进行漫反射和吸收，在封装固体化学物质140的容纳空间内，大量细小颗粒对多次漫发射，使光束的发射方向发生多次改变，透过容纳空间的光线量和强度大量减少，并且随着温度的升高有限空间内的有色气体浓度加大，对光束的遮挡作用更加突出。

报警信号触发器132可以周期性接收光接收器131的光束强度，判断前后两次接收光束的强度关系触发报警提示信息，该报警提示信息用于启动电连接于报警信号触发器132的报警器对温感本体110内的温度报警，报警器如：光报警器、语音报警器、蜂鸣器等；或者，报警信号触发器132与无线通信模块电连接，将报警提示信息输入至无线通信模块，无线通信模块与移动终端无线通信将报警提示信息传输给移动终端，移动终端显示报警提示信息。

当后一次接收光束的强度小于前一次接收光束的强度时，表示光发射器120发射的光束被有色气体遮挡，则触发报警提示信息；当后一次接收光束的强度不小于前一次接收光束的强度时，表示光发射器120发射的光束未被有色气体遮挡，则报警信号触发器132不触发报警提示信息。

或者，判断报警信号触发器132每次接收光束的强度与预设强度值的大小关系；当前述强度大于预设光强度时，表示光发射器120发射的光束被有色气体遮挡，则触发报警提示信息；当前述强度小于或等于预设光强度时，表示光发射器120发射的光束未被有色气体遮挡，则报警信号触发器132不动作，即：不触发报警提示信息；其中，预设强度值可以设置为零。

其中，报警信号触发器132接收光束的强度大小对应于升华温度中的温度值，对应起始温度至升华温度中某一临界温度触发报警提示信息，临界温度例如：50摄氏度。

通过在温感本体110的内侧壁相对设置光发射器120和信号控制本体130，并且在两者之间封装固体化学物质140，以此保证三者在温感本体110内占据相互独立的空间，在此基础上，在信号控制本体130上集成相互电连接的光接收器131和报警信号触发器132，便于组装信号控制器，并且外接报警器的报警信号触发器132基于光接收器131接收的光束的强度大小向报警器发送报警提示信息，利用光束强度转换得到报警提示信息的控制报警器报警对温感本体110内的温度报警；以温度本体110感应信号控制器内外部环境中的温度，在温度本体110内的温度升高至升华温度时固体化学物质140升华为有色气体，该有色气体遮挡光发射器120在同一水平高度上向光接收器13发射的光束，使光接收器13接收的光束强度减小，如此基于有色气体对光线的散射原理遮挡光束，可以突破光束入射角度的限制，增强对光束的遮挡效果。

报警信号触发器132基于光接收器131接收的光束的强度大小向报警器发送报警提示信息可以根据现有程度设计实现，本领域技术人员应当理解，此处不再赘述。

需要说明的是，温感本体110可以吸收其外部环境中的热量且用于提高内部温度的连接体，以供固体化学物质140在其内外形成温差时从固态升华为气态；光发射器120可以与按钮开关电连接，且根据该按钮开关的电平信号控制光束的发射。

优选地，温感本体110由吸光材料制成，固体化学物质140为碘。

温感本体110为吸光材料可以对入射在其上的环境光进行吸收，将光能转化为热能，使得温感本体110内部温度与外部环境中的温度差增大，相对于反光材料可以更灵敏的感应外部温度；其中，吸光材料例如：黑色油漆、黑色碳纳米管等；另外，碘的升华温度在45度至77度之间，两者结合适用于一些特定领域，例如：车载温度监控领域。

通过温感本体100吸收信号控制器的外部环境中的光线，使温感本体100内的温度升高，并且利用碘在温度持续升高时易升华的特性，使信号控制器更适用于一些特定领域，例如：车载温度监控领域。

优选地，在温感本体110上还可以胶粘固定导热片，导热片连接温感本体110和固体化学物质140，以将温感本体上的热量加快传导至固体化学物质140，加快升华固体化学物质140。

优选地，信号控制本体130还包括：光敏传感器133和与光敏传感器133电连接的磁传感器134；光敏传感器133还电连接光接收器131，磁传感器134还电连接报警信号触发器132。

光敏传感器133可以采用光敏电阻、光敏二极管或者基于IC的单片光电二极管，根据光接收器131输出与对应光束的光信号对应电流信号，该电流信号引起光敏传感器133的磁场变化；磁传感器134根据该磁场变化转换电信号；报警信号触发器132根据该电信号触发报警提示信息。

以上述方式可以通过设置光接收器131和磁传感器134，以光信号转换电信号的方式检测光束的强度变化，由于光敏传感器131和磁传感器134较好的温度稳定性、灵敏度等特点，有利于信号控制本体130灵敏地检测光束的强度，提升触发报警提示信息的可靠性。

优选地，报警信号触发器132还当光接收器131接收的光束的强度超过预设强度值时向报警器发送停止报警提示信息。

为了避免温度持续较高时报警提示信息也持续触发，报警信号触发器对应在升华温度中的临界温度停止报警提示信息，以避免与其连接的报警器持续报警；其中，升华温度对应光接收器131接收光束的强度的大小，临界温度对应前述预设强度值。

临界温度可以在46度到48度之间，例如：47度，或者，根据经验预设临界温度，当然也可以根据实际环境不同设置不同的临界值。

通过预设强度值限制光接收器131接收的光束的强度，使报警信号触发器132触发停止报警提示信息，利用停止报警提示信息控制报警器中断报警，避免温度本体100内持续高温时报警器也持续报警。

优选地，用于温度报警的信号控制器还包括：设置于温感本体100内光发射器131和信号控制本体130之间位置处的透光容器150；固态化学物质140设置于透光容器150内。

结合图3及图4所示，温感本体110可以是一块黑色板，在其一侧表面上固定光发射器120、信号控制本体130和透光容器150，透光容器150可以为玻璃容器；以封闭的透光容器150形成封装固体化学物质140的容纳空间，在固体化学物质140与透光容器150内表面紧密接触时，固体化学物质140的水平高度低于光发射器120所在的水平高度，这样可以保证在水平高度上固体化学物质140与光发射器120存在间隙，避免固体化学物质140升华前遮挡光接收器131发射的光束。

通过设置透光容器140且在其中填充固体化学物质140，可以减小固体化学物质140升华后有色气体的扩散空间，是有色气体相对集中，增强光发射器120发射的光束的遮挡效果。

优选地，透光容器150与光接收器131之间的水平间距大于与光发射器120之间的水平间距。

如图4所示，温感本体110可以为单侧开口的长形体，如：长方体或圆柱体，沿着温感本体110的长度方向固定光发射器120和信号控制本体130，光发射器120镶嵌于温感本体110的一内侧壁上，并且在前述内侧壁相对的另一个内侧壁上以螺钉固定信号控制本体130，以及沿着卡固透光容器150，透光容器150卡固于温感本体110上沿着高度方向相对的内主壁，如此可以使光发射器120、透光容器150和信号控制本体130的位置稳定，避免相互碰撞。

在前述有色气体在冷凝的过程中，在透光容器150内重新冷凝为固体化学物质140，该固体化学物质140会均匀附着在透光容器150的内表面，对光发射器120发射的光束有遮挡作用，该光束蕴含的光能可以让在其光路上一直处于升华状态，使有色气体在偏离该光路的空间内凝华为固体化学物质140。

透光容器150与光接收器131之间的间距大于与光发射器120之间的间距，可以确保相比于光接收器131，透光容器150距离光发射器120更近，光发射器120发射的光束传播至透光容器150的距离更短，有利于克服光束中光能在该水平间距上的消耗，以克服有色气体冷凝过程中继续遮挡光束。

优选地，固体化学物质140的体积大于透光容器150的一半体积。

如图4所示，透光容器150的容纳空间中以光发射器120发射的光束分隔为不相等的两部分空间，该两部分空间分别为与固体化学物质140直接接触的第一空间151和与固体化学物质140不接触的第二空间152，第一空间151和固体化学物质140处于光束的相同侧，第二空间152和固体化学物质140处于光束的异侧。

第一空间151保证固体化学物质140与前述光束之间存在间距，在升华前固体化学物质140不会遮挡光束；通过设置固体化学物质140的体积大于透光容器150的一半体积，使第一空间151与第二空间152的体积之和小于透光容器150的一半体积，以在起始温度到临界温度的时段内有色气体在较小空间内扩散，更灵敏地遮挡光束，有利于增强光束的遮挡效果。

优选地，透光容器150和温感本体110的顶板111分别可拆卸固定在温感本体110上。

在透光容器150的内侧壁上一体化形成凸起且在温感本体110上开设凹槽，或者，在透光容器150的内侧壁上设置凹槽且在温感本体110上设置凸起；在透光容器150装配在温感本体110内部时，凸起卡固在凹槽内，可以在保证透光容器150的完整性基础上，实现透光容器150与温感本体100可拆卸固定；温感本体100的内侧壁与温感本体110顶板111以卡扣或者螺钉固定，实现两者的可拆卸固定，方便装配和维护温感本体100，本领域技术人员应当理解，此处不再赘述。

优选地，顶板111外表面的从信号控制本体130到光发射器120所在区域对应的位置处设置有吸光层。

结合图3及图4所示，温感本体110包括底板与底板相对的顶板111，以及分别与底板和顶板111垂直连接的内侧壁，在顶板的外表面胶粘或卡扣固定吸光层，吸光层可以为涂覆黑色油漆的金属板(例如：铁、合金板等)，以此可拆卸固定吸光层，便于对用于温度报警的信号控制器维护和装配

其中，吸光层吸收入射在其表面的外部光线(例如：太阳光)，以隔离信号控制本体130到光发射器120所在区域对应的外部光线，吸光层的面积也可以大于信号控制本体130到光发射器120所在区域的面积，可以避免外部光线对光发射器120发射的光束的干扰。

优选地，顶板111的从信号控制本体130到光发射器120所在区域对应的位置处的材料为吸光材料，透光容器150的顶部与吸光材料接触。

温感本体110顶板111、底板和侧壁均由吸光材料制成，通过以吸光材料制成的温感本体110顶板111吸收信号控制本体130到光发射器120所在区域对应的外部环境中的光线，在隔离该光线的基础山，将该光线转换为热量，并且透光容器150的顶部与吸光材料接触，吸光材料将热量直接传递给透光容器150，加快升高透光容器150内的温度。

需要说明的是，固体化学物质140也可以是钨、三氯化铁等易升华的化学物质，其对光束的遮挡原理类似，针对固体化学物质140的升华温度不同，可以对温感本体110、光发射器120、信号控制本体130和/或透光容器150以及相应部件的材质、固定结构做适应性改进，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，包括：密封的温感本体(110)，相对的设置于所述温感本体(110)的内侧壁上的光发射器(120)和信号控制本体(130)，以及设置在所述光发射器(120)与所述信号控制本体(130)之间的固体化学物质(140)；

所述信号控制本体(130)包括：光接收器(131)和与所述光接收器(131)电连接的报警信号触发器(132)；所述报警信号触发器(132)还外接报警器；所述光接收器(131)和所述光发射器(120)设置在同一水平高度位置处，所述报警信号触发器(132)基于所述光接收器(131)接收的光束的强度大小向所述报警器发送报警提示信息；

所述用于温度报警的信号控制器还包括：设置于所述温感本体(110)内所述光发射器(120)和所述信号控制本体(130)之间位置处的封闭的透光容器(150)；所述固体化学物质(140)设置于所述透光容器(150)内；

当所述温感本体(110)内的温度达到所述固体化学物质(140)的升华温度时，所述固体化学物质(140)升华为有色气体。

2.根据权利要求1所述的一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，所述温感本体(110)由吸光材料制成，所述固体化学物质(140)为碘。

3.根据权利要求1所述的一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，所述信号控制本体(130)还包括：光敏传感器(133)和与所述光敏传感器(133)电连接的磁传感器(134)；所述光敏传感器(133)还电连接所述光接收器(131)，所述磁传感器(134)还电连接所述报警信号触发器(132)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，所述报警信号触发器(132)还当所述光接收器(131)接收的光束的强度超过预设强度值时向所述报警器发送停止报警提示信息。

5.根据权利要求1所述的一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，所述透光容器(150)与所述光接收器(131)之间的水平间距大于与所述光发射器(120)之间的水平间距。

6.根据权利要求1所述的一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，所述固体化学物质(140)的体积大于所述透光容器(150)的一半体积。

7.根据权利要求5-6任一所述的一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，所述透光容器(150)和所述温感本体(110)的顶板(111)分别可拆卸固定在所述温感本体(110)上。

8.根据权利要求7所述的一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，所述顶板(111)外表面的从所述信号控制本体(130)到所述光发射器(120)所在区域对应的位置处设置有吸光层。

9.根据权利要求7所述的一种用于温度报警的信号控制器，其特征在于，所述顶板(111)的从所述信号控制本体(130)到所述光发射器(120)所在区域对应的位置处的材料为吸光材料，所述透光容器(150)的顶部与所述吸光材料接触。

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