CN109540323A - 一种通用型管体表面测温温度传感器 - Google Patents

一种通用型管体表面测温温度传感器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通用型管体表面测温温度传感器，该温度传感器包括夹子、两个弹片和至少一个热敏电阻；所述夹子是由两个夹片和弹簧组成，所述夹片的一端为弧形部，另一端为调节部，所述弧形部与调节部之间设有枢接部，所述两个夹片的弧形部的弧口相对，形成夹持口，所述两个弧形夹片的枢接部通过一转轴枢接，所述弹簧套设于所述转轴外，且其两端分别抵住所述两个弧形夹片的调节部；所述两个弹片分别封住所述两个夹片的弧形部的弧口；所述热敏电阻设于所述弹片与夹片之间形成的空腔内，并与所述弹片接触。本发明所述的温度传感器具有使用方便、通用性强、响应速度快、检测灵敏、机械强度高的优点。

Description

一种通用型管体表面测温温度传感器
技术领域
本发明涉及温度测量技术领域，特别是涉及一种通用型管体表面测温温度传感器。
背景技术
由热敏芯片作为核心部件，采取不同封装形式构成的热敏电阻和温度传感器广泛应用于各种温度探测、温度补偿、温度控制电路，其在电路中起到将温度的变量转化成所需的电子信号的核心作用。
随着电子技术的发展，各种电子进一步多功能化和智能化，热敏芯片在各种需要对温度进行探测、控制、补偿等场合的应用日益增加，同时，对温度传感器结构提出了越来越高的要求，为了达到高灵敏、快速探测，温度传感器结构设计必须符合被测试物体的结构要求。
然而，现有的管体温度传感器一般由其弹片凸起面与管体的圆弧表面进行接触，造成两者之间的接触面积比较小，热传递使热非常慢，导致温度传感器感温速度较慢，温度从管体传递到温度传感器内部核心的热敏芯片需要较长的时间，热时间常数一般为10～20秒，这种反应速度不能满足对温度探测的高灵敏度的要求，而且会出现测温不准现象。
另外，现有的管体温度传感器的外壳结构只能适应于单一尺寸的管道测温，不能通用各种尺寸的管道，其通用性较差，需要针对特定管道来定制温度传感器，且其安装复杂、不便于操作。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，提供一种通用型管体表面测温温度传感器，其具有使用方便、通用性强、响应速度快、检测灵敏、机械强度高的优点。
本发明采取的技术方案如下：
一种通用型管体表面测温温度传感器，包括夹子、两个弹片和至少一个热敏电阻；所述夹子是由两个夹片和弹簧组成，所述夹片的一端为弧形部，另一端为调节部，所述弧形部与调节部之间设有枢接部，所述两个夹片的弧形部的弧口相对，形成夹持口，所述两个弧形夹片的枢接部通过一转轴枢接，所述弹簧套设于所述转轴外，且其两端分别抵住所述两个弧形夹片的调节部；所述两个弹片分别封住所述两个夹片的弧形部的弧口；所述热敏电阻设于所述弹片与夹片之间形成的空腔内，并与所述弹片接触。
本发明利用常规结构的夹子以及弹片作为外壳，将至少一个热敏电阻置于夹子与弹片之间的空腔中；通过设置可调节的夹子，本发明的温度传感器可以夹持在多种不同管径尺寸的管体外使用，操作方便快速，通用性强；而且，弹片在压紧被测管体时，能够发生形变从而与被测管体的外壁面配合，同时夹子中弹簧的张力，使弹片与被测管体的外壁面之间紧密贴合而具有较大的接触面积，实现充分接触，因此与弹片接触的热敏电阻能够很快地接收到从被测管体内流体传来的温度，其响应速度非常快，可实现高灵敏检测，本发明所述的温度传感器的热时间常数为2～3秒，仅为现有传感器的五分之一，其导热速度远高于现有温度传感器；另外，夹子和弹片能够对热敏电阻形成保护，故本发明所述的温度传感器机械强度高。
进一步地，还包括封装料，所述封装料设于所述弹片与夹片之间形成的空腔内，其与所述弹片粘接，并将所述热敏电阻封装。
进一步地，所述封装料与所述夹片之间留有空隙，为弹片形变留出空间，有利于弹片与不同管径大小的被测管体配合，提高通用性，保证两者充分接触。
进一步地，所述封装料采用具有弹性的封装材料，有利于随弹片发生形变，避免弹片形变时封装料从弹片上脱落而导致热敏电阻位移，保证温度测量准确性。
进一步地，所述封装料为硅橡胶胶粘剂。
进一步地，所述弹片中靠近所述夹片的弧形部端面的部分呈锯齿状。
设置锯齿状的部分，一方面能够增加弹片与被测管体之间的接触点从而增大接触面积，进而提高温度测量的灵敏度，另一方面能够增加弹片与被测管体之间的摩擦力，保证弹片夹紧被测管体，避免被测管体外壁面过于光滑而使两者发生相对滑动，有效防止被测管体松脱，特别是防止管径比较大的被测管体松脱。另外，所述弹片的中部平整而不设置锯齿状的部分，这能够保证内部的热敏电阻与被测管体之间的距离最短，保证管体内流体的温度能最快地传导给热敏电阻。
进一步地，还包括电子线，所述电子线的一端与所述热敏电阻连接，另一端通过所述夹片引出至所述夹子外部。
进一步地，所述电子线与所述热敏电阻的连接处外设有绝缘套管，形成绝缘保护。
进一步地，还包括连接器，所述连接器与所述电子线中引出所述夹子外部的一端连接。
本发明还提供上述任一项所述的通用型管体表面测温温度传感器的制作方法。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明的通用型管体表面测温温度传感器的结构示意图；
图2为本发明的通用型管体表面测温温度传感器的垂直弹片方向的示意图；
图3为夹子与弹片的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1-3，本发明的通用型管体表面测温温度传感器包括夹子1、两个弹片2、至少一个热敏电阻3、封装料4、电子线5和连接器6。
所述夹子1是由两个夹片10和弹簧11组成，所述夹片10的一端为弧形部100，另一端为调节部101，所述弧形部100与调节部101之间设有枢接部，所述两个夹片10的弧形部100的弧口相对，形成夹持口12，所述两个弧形夹片10的枢接部通过一转轴13枢接，所述弹簧11套设于所述转轴13外，且其两端分别抵住所述两个弧形夹片10的调节部101。所述弹簧11保持撑开所述两个调节部101，通过调节通过两个调节部101之间的角度可调整所述夹持口12的大小，
所述两个弹片2分别封住所述两个夹片10的弧形部100的弧口，分别形成两个空腔，且所述两个弹片2分别通过粘结剂或螺丝等与所述两个夹片10实现连接。作为进一步优选，所述弹片2中靠近所述夹片10的弧形部100端面的部分21呈锯齿状，且所述两个弹片2的呈锯齿状的部分21相互配合，如图3所示。所述弹片2采用弹性材料制作，例如是碳钢及合金钢金属或PU、EVA塑料等弹性材料，使其易于形变和回弹。
所述热敏电阻3设于所述弹片2与夹片10之间形成的空腔内，并与所述弹片2接触。所述热敏电阻3可采用热敏电阻芯片。
所述封装料4设于所述弹片2与夹片10之间形成的空腔内，其与所述弹片2粘接，并将所述热敏电阻3封装。所述热敏电阻3通过所述封装料4粘接在所述弹片2的中部。具体地，所述封装料4与所述夹片10之间留有空隙。优选地，所述封装料4采用具有弹性的封装材料，例如硅胶、硅橡胶胶粘剂等。
所述电子线5的一端与所述热敏电阻3连接，另一端通过所述夹片10开设的一小孔引出至所述夹子1外部。更优地，所述电子线5与所述热敏电阻3的连接处外设有绝缘套管50。
所述连接器6与所述电子线5中引出所述夹子1外部的一端连接。
所述夹子1、弹片2和电子线5都采用耐高温材料制作。
图1-3仅示出具有一个热敏电阻3的通用型管体表面测温温度传感器的实施例，该热敏电阻3设于其中一个弹片2与其对应的夹片10之间形成的空腔中，并通过封装料4与该弹片2粘接在一起。除该实施例以外，本发明中的所述热敏电阻3的数量还可多于一个，其可以都设于其中一个空腔中，还可分别设于两个空腔中，实现多点测量，并将多点测量信号传输给所述连接器6，减少温度测量误差。另外，所述夹子还可以为其他常规的夹具结构，只要具有两个弧口，并可以夹持于管体上即可，其大小尺寸视需要测量温度的几种管体的管径而定。
本发明所述的通用型管体表面测温温度传感器的工作过程为：
需要对被测管体A进行温度测量时，通过调整两个夹片10的调节部101之间的角度，将夹持口12打开，然后把夹子1夹持于被测管体A上，使两个弹片2夹住被测管体A的外管壁，并与被测管体A的外管壁充分接触，如图1所示，从而热敏电阻3检测快速测量被测管体A的温度，并将测温信号传输至连接器6，完成温度测量，所述夹子1可以一直夹持在被测管体A上，则热敏电阻3对被测管体A的温度进行实时测量；不需要测量温度时，通过调整两个夹片10的调节部101之间的角度，将夹持口12打开，然后把夹子1从被测管体A上取走。
本发明所述的通用型管体表面测温温度传感器的制作方法如下：
(1)分别制作两个夹片10和弹簧11，然后用转轴13组装成夹子1，并制作弹片2；
(2)用封装料4将至少一个热敏电阻3粘接并封装于弹片2上，同时将电子线5的一端与所述热敏电阻3连接，并用绝缘套管50将电子线5与热敏电阻3的连接处进行绝缘保护，再将电子线5的另一端穿过夹片10上开设的小孔与连接器6连接；
(3)将粘接好热敏电阻3的弹片2与夹片10连接，使热敏电阻3置于弹片2与夹片10之间形成的空腔中；
(4)将封装好的温度传感器中的封装料4固化凝结，完成制作；
(5)对制作好的温度传感器进行电阻值测试和绝缘耐压测试。
分别测试本发明的通用型管体表面测温温度传感器与现有管体测温的温度传感器产品的热时间常数，测试对比结果如下表1所示：
表1
由上表可知，本发明的通用型管体表面测温温度传感器的响应速度更快、灵敏度更高，其热时间常数可达到仅为现有管体测温的温度传感器的1/5，最小仅为2秒。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：包括夹子、两个弹片和至少一个热敏电阻；所述夹子是由两个夹片和弹簧组成，所述夹片的一端为弧形部，另一端为调节部，所述弧形部与调节部之间设有枢接部，所述两个夹片的弧形部的弧口相对，形成夹持口，所述两个弧形夹片的枢接部通过一转轴枢接，所述弹簧套设于所述转轴外，且其两端分别抵住所述两个弧形夹片的调节部；所述两个弹片分别封住所述两个夹片的弧形部的弧口；所述热敏电阻设于所述弹片与夹片之间形成的空腔内，并与所述弹片接触。
2.根据权利要求1所述的通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：还包括封装料，所述封装料设于所述弹片与夹片之间形成的空腔内，其与所述弹片粘接，并将所述热敏电阻封装。
3.根据权利要求2所述的通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：所述封装料与所述夹片之间留有空隙。
4.根据权利要求2所述的通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：所述封装料采用具有弹性的封装材料。
5.根据权利要求4所述的通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：所述封装料为硅橡胶胶粘剂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：所述弹片中靠近所述夹片的弧形部端面的部分呈锯齿状。
7.根据权利要求1所述的通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：还包括电子线，所述电子线的一端与所述热敏电阻连接，另一端通过所述夹片引出至所述夹子外部。
8.根据权利要求7所述的通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：所述电子线与所述热敏电阻的连接处外设有绝缘套管。
9.根据权利要求7或8所述的通用型管体表面测温温度传感器，其特征在于：还包括连接器，所述连接器与所述电子线中引出所述夹子外部的一端连接。
10.权利要求1-9任一项所述的通用型管体表面测温温度传感器的制作方法。
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