CN109839020B - 一种机械式滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械式滤波器，包括蓄能部和翅片部，所述蓄能部和翅片部固定，所述蓄能部上设置适于温度测量的测温部。流体被加热、制冷等施热处理，温度分布不均匀，在重力作用下，流体内形成自然对流流场，流体的流动对温度检测产生扰动信号，特别是周期高达数分钟量级的超低频扰动信号，且电子滤波器难以滤除上述的超低频扰动信号，而本发明的机械式滤波器可滤除所述超低频扰动信号，装配有该滤波器的温度传感器精确检测流体的温度，则在施热处理过程中，无扰动信号干扰影响，则流体温度的波动幅度极小，更易于将流体温度稳定在设定值处，温度稳定所需时间更短。

Description

一种机械式滤波器

技术领域

本发明涉及一种滤波器，尤其涉及一种应用于温度检测的适于滤除超低频扰动信号的机械式滤波器，属于信号处理领域。

背景技术

温度分布不均匀流体，在重力的作用下，产生自然对流流场，流体内部存在大量的平流、湍流、紊流区，流体温度的位形分布犹 如山丘地貌，高高低低，非常不平滑，温度分布不均匀。温度分布不均匀的流体流动，对温度的检测产生扰动信号干扰，形成周期高达到数分钟量级的超低频扰动信号，而电子滤波器又难以滤除，无法精确测量流体的温度。在施热处理过程中，扰动信号的干扰影响，使得加热器、空调等施热装置超调将扰动信号放大，而导致流体温度的大幅波动，难以稳定在设定值处。因此，亟需开发一种应用于温度检测的适于滤除超低频扰动信号的机械式滤波器，滤除超低频扰动信号以精确测温。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种应用于温度检测的适于滤除超低频扰动信号的机械式滤波器，滤除超低频扰动信号，使温度传感器精确检测流体温度。

本发明的技术方案如下：

一种机械式滤波器，其设计要点在于：包括蓄能部和翅片部，所述蓄能部和翅片部固定，所述蓄能部上设置适于检测其内部温度的测温部。

在应用中，本发明还有如下进一步可选的技术方案。

作为可选地，所述测温部为设置在蓄能部上的适于温度传感器测温的凹陷部。

作为可选地，所述凹陷部为设置在蓄能部上的适于装配温度传感器测温的盲孔；或者，

所述凹陷部为设置在蓄能部的凸起部内的适于装配温度传感器测温的盲孔；进一步地，所述凸起部贯穿畜能部，温度传感器装配于盲孔内，温度传感器的检测部与蓄能部相对。

作为可选地，所述翅片部与蓄能部的表面相垂直布置；或者，所述翅片部与蓄能部的表面相倾斜布置。

作为可选地，所述翅片部为平面状的片状；或者，所述翅片部为曲面状的片状。

作为可选地，所述翅片部的自由边侧相对固定边侧转动预设的角位移形成呈扭曲状的片状，增加翅片部在蓄能部上的正投影面的面积。

作为可选地，所述翅片部围绕测温部均匀分布，或者，所述翅片部相互平行布置，且均匀分布。

作为可选地，所述翅片部上设置狭缝，进一步地，相邻翅片部上的狭缝相互错位布置。

作为可选地，所述滤波器的材料为银、铜、铝、碳化硅中的任一种或至少两种组合。

本发明的另一种技术方案如下：

一种测温装置，包括温度传感器，其设计要点在于：还包括上述的各种技术方案中所述的任一种机械式滤波器；所述温度传感器与所述滤波器的测温部相装配，检测蓄能部的内部温度。

在应用中，本发明还有如下进一步可选的技术方案。

作为可选地，所述测温部为设置在蓄能部上的适于温度传感器测温的凹陷部。

作为可选地，所述凹陷部为设置在蓄能部上的适于装配温度传感器测温的盲孔；或者，

所述凹陷部为设置在蓄能部的凸起部内的适于装配温度传感器测温的盲孔；进一步地，所述凸起部贯穿畜能部，温度传感器装配于盲孔内，温度传感器的检测部与蓄能部相对。

作为可选地，所述翅片部与蓄能部的表面相垂直布置；或者，所述翅片部与蓄能部的表面相倾斜布置。

作为可选地，所述翅片部为平面状的片状；或者，所述翅片部为曲面状的片状。

作为可选地，所述翅片部的自由边侧相对固定边侧转动预设的角位移形成呈扭曲状的片状，增加翅片部在蓄能部上的正投影面的面积。

作为可选地，所述翅片部围绕测温部均匀分布，或者，所述翅片部相互平行布置，且均匀分布。

作为可选地，所述翅片部上设置狭缝，进一步地，相邻翅片部上的狭缝相互错位布置。

作为可选地，所述滤波器的材料为银、铜、铝、碳化硅中的任一种或至少两种组合。

与现有技术相比，本发明取得了如下的有益效果：

温度分布不均匀的流体中形成自然对流流场，流体的流动对温度检测产生扰动干扰信号，特别是周期高达数分钟量级的超低频扰动信号，本发明的机械式滤波器可滤除流体流动所产生的扰动信号，温度传感器通过机械式滤波器精确检测流体的温度。

测温装置的温度传感器装配机械式滤波器，滤波器滤除流体流动产生的超低频扰动信号，精确检测流体的温度，无扰动信号的干扰影响，有效避免施热装置将扰动信号放大导致流体温度产生大幅波动，施热装置易于将流体的温度稳定在设定值，温度稳定耗时短，还有利节省能源消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。为了体现附图的局部细节，其中部分附图中的部件未按比例绘制。

图1实施方式中的一种机械式滤波器。

图2为图1中的机械式滤波器的剖视示意图。

图3实施方式中的另一种机械式滤波器。

图4为图3中的机械式滤波器的俯视示意图。

图5实施方式中的又一种机械式滤波器。

图6为图5中的机械式滤波器的局部剖视示意图。

图7实施方式中的再一种机械式滤波器。

图8为图7中的机械式滤波器的局部剖视示意图。

图9为图7中的机械式滤波器的俯视示意图。

图10实施方式中的一种测温装置的结构示意图。

图11温度传感器检测的温度信号曲线。

图12装配滤波器的温度传感器检测的温度信号曲线。

其中，10-滤波器，11-蓄能部，12-翅片部，13-测温部，14-凸起部，15- 狭缝，20-温度传感器，30-电路板，40-显示屏，50-按键板，60-壳体。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本发明实施例中有关方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

作为本发明的第一种实施方式，一种机械式滤波器，如图1所示，所述滤波器10包括蓄能部11和翅片部12，所述翅片部12和蓄能部11固定，所述蓄能部11上设置适于检测其内部温度的测温部13。上述滤波器的材料选用铝，其中，翅片部12为呈平面状的薄的片状，蓄能部11为呈长方体状的块状，沿水平面方向布置，如图1所示，可理解为蓄能部11的俯视图呈长方形状。蓄能部11上被设置测温部13，如图2所示，测温部13为设置在蓄能部 11上的凹陷部，位于蓄能部11下表面的中部处，如位于蓄能部11的对称中心处，有利提高滤波效果，该凹陷部为呈方形的块状的凹坑。上述作为测温部13的凹陷部的底部(即图2所示测温部13的顶部)位于蓄能部11的内部，适于温度传感器检测该底部处的温度，即蓄能部内部的温度，作为被测流体的温度。蓄能部11的厚度远大于翅片部12的厚度，具有更强的蓄热能力，所述蓄能部11与翅片部12通过储热和放热等传热过程消除流体流动所引起的热量涨落，滤波器重建温度场，使蓄能部11内部，如凹陷部的底部，的温度保持稳定，不发生温度波动，消除超低频扰动信号的影响，实现滤波，精确检测流体的温度。蓄能部11的上表面上被设置多个翅片部12，该多个翅片部12和蓄能部11的上表面相贴合，翅片部12和蓄能部11的上表面充分热接触，翅片部12和蓄能部11的上表面相固定，固定方式可选为焊接固定；此外，所述翅片部12和蓄能部11也可以一体成型。翅片部12在蓄能部11 的上表面上相互平行布置，且均匀分布，可理解为等间距分布，即任两相邻的翅片部12之间的距离相等。翅片部12和蓄能部11相贴合处的表面相垂直，如图1所示，翅片部12垂直于蓄能部11的上表面。另外，翅片部12也可以倾斜于蓄能部11的表面，翅片部12和蓄能部11的上表面间相夹一定角度，如夹角10-20度，可以理解为翅片部12的面方向与蓄能部11上表面的面方向的夹角，即两面法线的夹角(图中未画出，为两面夹角的常用表示方法)。温度传感器可以选用被封装为片状/厚膜状的呈方形的块状结构，与构成测温部13的呈方形块状结构的凹陷部相适配。温度传感器嵌装入上述的测温部13 内，温度传感器的位于上表面的检测部与测温部13的顶端部相贴合，此装配方式检测蓄能部11内部的温度，有利提高滤波效果。为了获得更好的滤波效果，应减少该实施方式滤波器的下表面与流体的接触，如将滤波器的下表面与测温装置的壳体相固定，可减小下表面受外界流体的影响。

流体被施热，如加热、制冷等，流体的温度分布不均匀，在重力的作用下，流体产生自然对流，如此流体内部形成大量的平流区、湍流区、紊流区，流体温度场的位形分布犹 如山丘地貌，非常不平滑。流体的流动对温度检测产生扰动信号，特别是周期达到数分钟量级的超低频扰动信号，而电子滤波器又难以滤除，使得温度传感器所检测的温度信号中包含有扰动信号，无法精确地测量到流体的温度。

上述机械式滤波器的工作原理是：蓄能部11用于储蓄热能量，滤波器10 通过吸热、蓄热、放热等复杂的传热过程，吸收流体流动所产生的温度扰动信号，特别是周期高达数分钟量级的超低频扰动信号。例如，流体向机械式滤波器缓慢流动，随着流体的流动，当温度波峰流体抚过滤波器，较高温度的流体与滤波器的翅片部12接触并换热，翅片部12吸收热量，翅片部12端部的温度升高，向蓄能部11传递热量，蓄能部11吸收热量，与翅片部12相连处局部温度升高，由于蓄能部11具有储热能力，吸储波峰流体带来的热量，滤波器10外部的温度升高，滤波器温度场被重新建立，则作为测温部13的凹陷部底部的温度无明显升高，该处的温度仍处于稳定状态；当温度波谷流体抚过滤波器，较低温度的流体与滤波器的翅片部12接触并换热，翅片部12 释放热量，翅片部12端部的温度降低，蓄能部11经翅片部12向流体传输热量，与翅片部12相连处局部温度降低，由于蓄能部11储有热能，随着波谷流体的到来逐渐释放热量，滤波器10外部的温度降低，滤波器温度场被重新建立，则作为测温部13的凹陷部底部的温度无明显降低，该处的温度仍处于稳定状态；如此循环，滤波器通过吸热、蓄热、放热等热过程反复重建温度场，但作为测温部13的凹陷部底部的温度无明显变化，滤波器通过吸热、蓄热、放热等复杂的传热过程，滤除温度分布不均流体流动时产生的扰动温度信号，达到滤波效果，实现精确检测流体的温度。上述的滤波器具有一定的体积，蓄能部11、翅片部12的体积大小与材料比热容、流体流动导致的温度波动幅度、扰动信号的频率相关联，一般来说，比热容越小、波动幅度越大、扰动信号的频率越低，则蓄能部11的体积相应较大，反之蓄能部11的体积相应较小。滤波器的总体积、蓄能部、翅片部的结构均可通过实验方式测得，在达到滤波要求的前提下，所需材料最少，体积最小，其不是本发明需要保护的技术方案，在此不再详述。

为了更直观地显示滤波效果，发明人设计了模拟温度场，来表明本滤波器的滤波性能。在实验台上沿水平面方向均匀布置多个相互平行布置的加热棒，各加热棒的加热功率相同。加热棒加热空气流体，当空气流体的温度分布稳定后，形成稳定的温度场，温度传感器在该加热棒的上方沿着与加热棒相垂直的水平方向均速缓慢移动，以模拟空气流体向温度传感器的检测点流动，对检测点产生扰动信号。该温度传感器所检测的温度信号的曲线，如图 11所示，其中包括空气流体的温度信号、温度的扰动信号。温度扰动信号的波动幅度高达3.9℃，波动幅度非常大；温度扰动信号的周期高达1.6分钟，属于上述的超低频扰动信号，为电子滤波器难以滤除。将上述的滤波器与温度传感器相装配，温度传感器在距离加热棒相同的高度处，并以相同的速度沿相同的方向均匀运动，温度传感器检测的温度信号的曲线，如图12所示，从该图上可知，温度信号的波动幅度极小，小于0.5℃，因而本发明的滤波器对超低频扰动信号具有很强的滤除效果，使温度传感器精确检测流体的温度。另外，还可以采用实验方式对滤波器进行优化设计，使滤波器与所需滤除的超低频扰动信号相适配，如与其波动幅度、周期相匹配，则滤波器所检测的温度信号几乎不包括温度的扰动信号，有利更精确检测流体的温度，滤波器的优化设计不是本发明的保护点，不再详述。

作为一种可选的方案，与上述技术方案的区别在于，上述的蓄能部11的侧表面上被设置多个翅片部12，如图1、图2所示，翅片部12沿水平面方向布置。该翅片部12和蓄能部11的侧表面相贴合，如图1所示，翅片部12和蓄能部11的侧表面充分热接触，翅片部12和蓄能部11的侧表面固定。所述翅片部12呈平面状的片状，其与蓄能部11的侧表面相垂直设置。如此改进，可以提高滤波器的滤波效果，有利滤波器的轻型化。需要说明的是，上述的位于蓄能部11侧表面的翅片部12还可以绕蓄能部11的侧表面环绕一周，如图1所示，形成呈环状的翅片部12。需要再说明的是，上述侧表面的翅片部 12还可以垂直与侧表面、且与蓄能部11的上表面相倾斜设置(图中未画出)，改变流体的路径，优化滤波器的滤波效果。

作为一种可选的方案，与上述技术方案的区别在于，上述的蓄能部11的下表面上被设置翅片部12，该翅片部12和蓄能部11的下表面相贴合，如图 1、图2所示，翅片部12和蓄能部11的下表面充分热接触，翅片部12和蓄能部11的下表面固定，翅片部12垂直于蓄能部11的下表面。蓄能部11下表面上的多个翅片部12相互平行设置，如图2所示，在蓄能部11的下表面上均匀分布。因此，蓄能部11位于翅片部12的外边界所构成空间的中部，则作为测温部13的凹陷部位于所述空间的中部处，凹陷部的底部位于蓄能部 11的中心部。如此设计，不但提高了机械式滤波器的滤波效果，更重要的使得滤波器的装配方式更加灵活，装配方式对其滤波效果的影响更小，方便于装配操作。

作为一种可选的方案，与上述技术方案的区别在于，上述的翅片部12上被设置有一个或多个细长的狭缝15，如图3、图4所示，可理解为狭缝的长度远远大于其宽度，如长宽比大于10倍以上。此外，还可以在翅片部12上设置缺口，可理解为缺口的长宽比相当，如比值在1-2等；还可以设置介于狭缝与缺口之间的豁口。任意相邻两翅片部12上的狭缝15，如图3、4所示，相互错位设置，可理解为其中一翅片部12上的狭缝15在另一相邻翅片部12 上的正投影，不与该另一相邻翅片部12上的任一狭缝15发生重合。翅片部 12上的狭缝15有利提高滤波器的温度检测响应及提高滤波效果，特别是对超低频的扰动信号的滤除。

作为一种可选的方案，与上述技术方案的区别在于，将位于蓄能部11上表面的翅片部12被扭曲设置，可以理解为翅片部12的位于上端自由边侧相对位于下端固定边侧转动预设的角位移形成呈扭曲状的片状，如角位移5度，形成边界光滑形变的呈扭曲状的片状(图中未画出)，增加翅片部12在蓄能部的上表面的正投影面积，如其正投影面积覆盖蓄能部11的上表面。增加流向蓄能部流体的流经路程，增强流体与翅片部的热作用过程，提高测温响应及滤波器的滤波效果。

此外需要说明是，所述翅片部12还可以为呈曲面状的片状，如弧面状、不规则曲面状等，该翅片部12与蓄能部11的表面垂直，可理解为，与蓄能部11相固定的曲面面元的切平面与蓄能部11的表面垂直。

作为本发明的第二种实施方式，一种机械式滤波器，如图5、图6所示，所述滤波器10包括蓄能部11和翅片部12，所述翅片部12和蓄能部11固定，所述蓄能部11上设置适于检测其内部温度的测温部13。上述滤波器的材质为铜，其中，蓄能部11为呈圆柱状结构，被直立设置，如图6所示，可理解为圆柱状的蓄能部11的轴线被直立布置，其轴线垂直于水平面；圆柱状的蓄能部11也可以被呈多棱柱状的蓄能部所替代。翅片部12为平板面状的薄的片状。蓄能部11的内部被设置沿其轴线方向从其顶部内侧起向下延伸的盲孔，作为测温部13。作为测温部13盲孔的底部(即图6所示的测温部13的顶部) 作为温度检测的位置点。蓄能部11具有较强的蓄热能力，所述蓄能部11与翅片部12通过储热和放热等传热过程消除流体流动所引起的热量涨落，滤波器重建温度场，使蓄能部11内部的温度保持稳定，不发生温度波动，消除超低频扰动信号的影响，实现滤波，精确检测流体的温度。温度传感器选用被封装为柱状的结构，与作为测温部13盲孔的结构相配适配，温度传感器的检测部位于其端部。该温度传感器和作为测温部13的盲孔装配，温度传感器的顶端部与盲孔的底部相贴合，检测蓄能部11内部的温度，将该温度作为流体的温度。

所述蓄能部11的上端表面上被设置多个翅片部12，该多个翅片部12沿蓄能部11的轴线方向布置，如图5所示，翅片部12与蓄能部11的上表面垂直，翅片部12和蓄能部11的上表面热接触，翅片部12和蓄能部11固定。上述的多个翅片部12绕蓄能部11的轴线环绕一周均匀布置，如呈辐射状均匀布置，则翅片部12沿蓄能部11的径向分布。呈辐射状均匀布置可理解为等角间距分布，即任两相邻的翅片部12之间相对于蓄能部11的轴线的角距离相等。进一步地，蓄能部11的侧表面上被设置多个翅片部12，如图5、图 6所示，该多个翅片部12沿蓄能部11的轴线方向布置，上述多个翅片部12 绕蓄能部11的轴线环绕蓄能部11侧表面一周布置，翅片部12呈辐射状均匀分布，则翅片部12沿蓄能部11的径向分布。上述多个翅片部12和蓄能部11 的侧表面热接触，翅片部12和蓄能部11的侧表面固定，则翅片部12与蓄能部11的侧表面垂直。上述的蓄能部11和第一翅片部12固定的方式可选地一体成型，也可焊接固定

作为一种可选的方案，蓄能部11的侧表面上设置呈水平面方向布置的翅片部12，翅片部12沿着蓄能部11的侧表面环绕一周，如图5所示，形成呈圆环状的翅片部12，该环状的翅片部12贯穿位于蓄能部11侧表面沿其轴线方向直立布置的翅片部12，圆环状的翅片部12和直立设置的翅片部12相热接触，并固定。上述圆环状的翅片部12位于蓄能部11侧表面的中部偏上的位置，如圆环状的翅片部12与作为测温部13盲孔的底部相对，有利提高滤波效果。进一步地，呈圆环状的翅片部12上设置多个细长的狭缝15，如图5 所示，任一个直立布置的翅片部12之间至少设有一条上述的狭缝15，以方便流体流通，提高温度检测的灵敏度。

作为一种可选的方案，上述的蓄能部11的下表面上被设置多个翅片部12，如图6所示，该多个翅片部12绕蓄能部11的轴线环绕一周呈辐射状均匀布置，该翅片部12和蓄能部11的下表面充分热接触，翅片部12和蓄能部11 固定，翅片部12垂直于蓄能部11的下表面。因而，蓄能部11位于翅片部12 的外边界所构成空间的中部，则测温部13位于所述空间的中部处，测温部13 的盲端部位于蓄能部11的中心部。如此设计，不但提高了滤波器的滤波效果，更重要的使得滤波器的装配方式更加灵活，装配方式对其滤波效果的影响非常的小，方便滤波器装配安装。

作为一种可选的方案，将位于蓄能部11上表面的翅片部12被扭曲设置，可以理解为翅片部12的位于顶部的自由边侧相对于位于其底部的固定边侧转动预设的角位移，如角位移5度，形成呈扭曲状的片状(图中未画出)，增加翅片部12在蓄能部的上表面的正投影面积，根据地需要，可以使该正投影面覆盖蓄能部11的上表面。又如，还可以将位于蓄能部11侧表面的翅片部12 被扭曲设置，可以理解为翅片部12的位于外边侧的自由边侧相对于位于其内边侧的固定边侧转动预设的角位移，如角位移6度，形成呈扭曲状的片状(图中未画出)，增加翅片部12在蓄能部11侧表面上的正投影面积，根据设计需要，可以使该正投影面覆盖蓄能部11的侧表面。如此设置，改变流向蓄能部流体的流经路径，增强流体与翅片部及蓄能部的热作用过程，优化滤波器的滤波效果。

作为本发明的第三种实施方式，一种机械式滤波器，如图7-图9所示，所述滤波器10包括蓄能部11、翅片部12，所述蓄能部11和翅片部12固定，所述蓄能部11的凸起部14内设置适于检测蓄能部内部温度的测温部13。上述滤波器的蓄能部的材质为铝，翅片部的材质为铜，其中，所述的蓄能部11 呈圆盘状，如图8所示，沿水平面方向布置。蓄能部11上的凸起部14，如图 8所示，所述凸起部14由蓄能部11的上表面沿着蓄能部11轴线方向向上延伸，凸起部14的上表面高于蓄能部11的上表面。为了提高滤波效果及方便滤波器装配，进一步地，凸起部14还由蓄能部11的下表面沿着蓄能部11轴线方向向下方延伸，凸起部14的下表面低于蓄能部11的下表面。因而，凸起部14突出于蓄能部11的上下表面，可理解为凸起部14贯穿于蓄能部11。所述凸起部14可选为圆柱状结构，以与圆盘状的蓄能部11相适应，凸起部 14与蓄能部11共轴线，形成轴对称结构，凸起部14与蓄能部11一体成型。蓄能部11的内部设置与其共轴线的向下延伸的且贯穿凸起部14下端面的盲孔，该盲孔的底部(即图8示的测温部13的顶部)位于蓄能部11上表面的上方，如图8所示，上述盲孔作为设置在蓄能部内的测温部13。翅片部12为呈平板面状的薄片状，蓄能部11的厚度远大于翅片部12的厚度，如大于13倍以上。蓄能部11具有较强的蓄热能力，所述蓄能部11与翅片部12通过储热和放热等传热过程消除流体流动所引起的热量涨落，滤波器重建温度场，使蓄能部11内部的温度保持稳定，不发生温度波动，消除超低频扰动信号的影响，实现滤波，精确检测流体的温度。温度传感器选用其检测部被封装在中部的封装结构，温度传感器和测温部13装配，温度传感器的检测部和蓄能部11相对，如正相对，有助于提高滤波效果及提高温度检测的灵敏性。

蓄能部11的上表面上被设置多个翅片部12，该多个翅片部12和蓄能部 11的上表面热接触，翅片部12和蓄能部11的上表面固定；其中与凸起部14 相交会的上述翅片部12与凸起部14的表面热接触，并与凸起部14的外表面 (如顶表面、侧表面)固定。上述的多个翅片部12绕蓄能部11的轴线环绕一周均匀布置，如图7所示，如呈辐射状均匀分布，翅片部12沿测温部13 的径向布置，则任两相邻的翅片部12之间相对于蓄能部11的轴线的角距离相等。所述蓄能部11、翅片部12和凸起部14一体成型固定。

进一步地，蓄能部11的侧表面上被设置多个翅片部12(图中未画出)，该多个翅片部12沿蓄能部11的轴线方向布置，上述多个翅片部12绕蓄能部 11的轴线环绕一周均匀布置，翅片部12沿蓄能部11的径向分布，呈辐射状布置，该多个翅片部12和蓄能部11的侧表面热接触，翅片部12和蓄能部11 固定，则翅片部12与蓄能部11的侧表面垂直。上述的蓄能部11和翅片部12 固定的方式可选地一体成型固定。

作为一种可选的方案，与上述滤波器10的区别在于，上述的蓄能部11 的下表面上被设置多个翅片部12，如图7、图8所示，该多个翅片部12绕蓄能部11的轴线环绕一周布置，如呈辐射状均匀分布，该翅片部12和蓄能部 11的下表面相贴合，翅片部12和蓄能部11的下表面充分热接触，翅片部12 和蓄能部11的下表面固定，翅片部12垂直于蓄能部11的下表面。其中，与凸起部14相交会的上述翅片部12与凸起部14的表面热接触，翅片部12与凸起部14的位于蓄能部11下方的表面相固定。因而，蓄能部11位于翅片部12的外边界所构成空间的中部，则测温部13位于所述空间的中部处，作为测温部13的盲端部位于蓄能部11的中心部。如此设计，不但提高了滤波器的滤波效果，更重要是装配方式对其滤波效果的影响更小，方便滤波器的装配。

作为一种可选的方案，与上述滤波器10的区别在于，上述的蓄能部11 的侧表面上被设置沿水平面方向布置的翅片部12(图中未画出)，该翅片部 12围绕蓄能部11的轴线沿其侧表面环绕一周形成呈环状的片状结构，如圆环状的翅片部。呈环状的翅片部12依次贯穿设置在蓄能部11侧表面上的各个直立布置的翅片部12，该各个直立翅片部12与呈环状的翅片部12热接触，并相固定。呈环状的翅片部12和蓄能部11的侧表面热接触，呈环状的翅片部12和蓄能部11的侧表面固定。所述呈环状的翅片部12与蓄能部11的侧表面相垂直分布。如此改进，可以提高滤波器的滤波效果。

作为一种可选的方案，与上述技术方案的区别在于，所述翅片部12上被设置多个细长的狭缝15，狭缝15可以沿直立方向布置，如图7所示，即于蓄能部11的轴线平行。任两片相邻的翅片部12上的狭缝15相互错开，可理解为，该任两相邻的翅片部12上的狭缝15距离蓄能部11的轴线各不同，也就是说，其中任一翅片部12上的狭缝15在另一相邻翅片部12上的正投影，不与该另一相邻翅片部12上的任一个狭缝15相重合。狭缝15的设置有利提高滤波器的测温灵敏度，提高滤波效果。进一步地，翅片部12上的狭缝15从该翅片部的外边界向蓄能部11轴线侧的分布密度越来越大，如图9所示，即两相邻的狭缝15之间的间距从外边界侧向蓄能部11轴线侧逐步减小，位于蓄能部11轴线侧的两狭缝15间的间距最小，各个翅片部12在位于蓄能部11 轴线侧处各不相接触，有利于流动的流体流通，进一步地提高滤波器滤波灵敏度，提高滤波效果。

需要说明的是，上述的滤波器的材料也可以选用铜、银、铝、碳化硅中的任一种，或两种或多种组合。

作为本发明的第四种实施方式，一种测温装置，如图10所示，包括机械式滤波器10、温度传感器20和测温装置本体；所述测温装置本体包括电路板30、显示屏40、按键板50和壳体60；电路板30上被设置控制电路。所述控制电路30、按键板50被装配在壳体60的内部，所述显示屏40被装配在壳体 60的前壳部上，按键板50的按键从壳体60的位于下方的前壳部上预留的通孔伸出，并突出于该前壳部，如图10所示。所述温度传感器20选用被封装为片状的结构，其检测部被封装于该片状结构的上表面处，如图10所示，温度传感器20选用与测温部13结构相适配的封装结构，温度传感器20和滤波器10的测温部13装配，温度传感器20检测蓄能部11内部的温度，作为被测流体的温度。温度传感器20和滤波器10相固定，温度传感器20和电路板 30通过导线电连接。

根据需要，所述滤波器10可以选用上述的第一种实施方式的滤波器，有关滤波器10的结构构造及相适配结构的温度传感器20在此不在详述，可以参见第一种实施方式中的有关描述。

根据需要，机械式滤波器10可以和测温装置本体相装配并固定，构成整体单元，可理解为一体式结构。例如，室温控制：测温装置与空调机的控制器电连接，检测室温，将室温维持在设定值。在此种情况，装配有滤波器10 的测温装置安装在室内，检测室内空气的温度，空调机的控制器获取该温度并控制空调机运转，如制冷。当室温高于设定值时，空调机运转吹出冷风，室内空气被降温，空气的温度分布不均匀，产生大量的平流、湍流、紊流区，形成对流流场，该对流流场对温度检测产生温度扰动信号，若温度传感器直接检测空气的温度，则检测到包含上述扰动信号的温度信号，所检测的温度信号的波动幅度较大。空调机的控制器若基于温度传感器直接检测的温度信号，操纵空调机运转制冷，由于空调系统热惯性延时，将对所检测的扰动信号进行放大，使室内空气产生较大的温度波动幅度，如产生3-6℃的温度波幅，使室内空气的温度难以稳定在设定值，温度稳定在设定值处需要较长的时间，如3-5分钟，增加了能源消耗。采用本发明的测温装置采集室内空气的温度，温度传感器装配滤波器10，滤波器10滤除空气对流产生扰动信号，精确检测空气的温度，空调机的控制器基于测温装置所检测的温度信号操纵空调机运转，无扰动信号干扰影响，空调机平稳运转，空气温度的波动幅度小，更易于被稳定在设定值处，所耗费的时间更短，也有利节省能源消耗。

需要说明的是，空调机相对于测温点的位置、空调机的送风方式、送风大小、室内物体、室内空间大小等对室内温度场均产生扰动影响，使室内空气中产生大量的平流场区、湍流场区、紊流场区，导致室内空气的温度场分布不均匀，温度场的位形犹 如山丘地貌，非常不平滑。上述位形温度场的空气流动，对固定位置的检测点产生温度干扰信号，该温度干扰信号的周期与空气的流速相关联，其周期为几秒到数分钟，频率非常低，被标称为超低频温度扰动信号，且电子滤波器极难滤除。而本发明的测温装置可以很好地滤除上述的超低频干扰信号，实现精确测温，避免空调机超调导致室温产生较大的波动幅度，温度更易于被稳定在设定值，所耗时间更短，有利及时为人们提供舒适的室温。

根据需要，所述滤波器10还可以选用上述的第二种实施方式的滤波器，有关滤波器10的结构构造及相适配结构的温度传感器20在此不在详述，可以参见第二种实施方式中的有关描述。

根据需要，机械式滤波器10可被安装在需要测温的流体中，其和测温装置本体相分离设置，可理解为分体式结构。例如，加热液体：测温装置和加热器的控制器电连接，加热液体，使液体的温度维持在设定值。在此种情况，将测温装置本体设置在液体外，装配有滤波器10的温度传感器设置在液体中，检测液体的温度。液体被加热后，温度分布不均匀，产生对流流场，液体流动对温度检测产生扰动信号，若温度传感器直接检测温度，则检测到该扰动信号，所检测的温度信号的波动幅度较大，加热器的控制器基于温度传感器直接检测的温度信号操纵加热器加热，由于系统热惯性延时，对扰动信号进行放大，使液体产生较大的温度波动幅度，如2-4℃波幅，导致液体的温度难以稳定在设定值，需要较长的时间，如2-3分钟，增加能源消耗；而本发明的测温装置的温度传感器上装配滤波器10，滤波器10可以滤除液体流动产生的超低频扰动信号，精确检测液体的温度，加热器的控制器基于测温装置所检测的温度信号，操纵加热器加热，无扰动信号干扰，加热器平稳产出热量，液体的温度波动幅度极小，方便液体的温度稳定在设定值处，耗时短，如需要0.3-0.5分钟，有利节省能源消耗。

需要说明的是，上述加热器的形状、被安装的位置、容器的形状等对液体温度场均产生扰动影响，使液体中产生平流场区、湍流场区和紊流场区，导致液体的温度场分布不均匀，非常不平滑，形成液体流场。上述位形温度场的液体流动，对液体中的检测点产生温度干扰信号，该温度干扰信号的周期与液体的流速相关联，其周期为几秒到数分钟，频率非常低，被称为超低频扰动信号，且电子滤波器极难滤除，而本发明的测温装置可以很好地滤除，实现精确测温，避免加热器超调导致液体产生较大的温度波幅，使液体温度更易于稳定在设定值处，达到控制目标，温度更容易控制。

在此需要说明的是，该实施方式中的滤波器10还可以选用上述的第三种实施方式的滤波器，有关滤波器10的结构构造在此不在详述，可以参见第三种实施方式中的有关描述。根据测温需要，滤波器10与测温装置本体可以离设置，也可以一体化设置。

在重力的作用下，温度分布不均匀流体产生自然对流，流体内部形成大量的平流区、湍流区、紊流区，流体温度场的位形分布犹 如山丘地貌，高高低低，非常不平滑。流体的流动对温度检测产生扰动信号，特别是周期达到数分钟量级的超低频扰动信号，而电子滤波器又难以滤除，无法精确地测量流体的温度。超低频扰动信号为加热器、空调机等施热装置所响应，将其放大为更大波动幅度的温度波动，导致流体温度难以稳定在设定值，为使温度稳定在设定值处需要耗费较长的时间。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的技术进步性。

温度分布不均匀的流体中形成自然对流流场，流体的流动对温度检测产生扰动干扰信号，特别是周期高达数分钟量级的超低频扰动信号，本发明的机械式滤波器可滤除流体流动所产生的扰动信号，温度传感器通过机械式滤波器精确检测流体的温度。

测温装置的温度传感器装配机械式滤波器，滤波器滤除流体流动产生的超低频扰动信号，精确检测流体的温度，无扰动信号的干扰影响，有效避免施热装置将扰动信号放大导致流体温度产生大幅波动，施热装置易于将流体的温度稳定在设定值，温度稳定耗时短，还有利节省能源消耗。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种机械式滤波器，其特征在于：包括蓄能部和翅片部，所述蓄能部呈块状、翅片部呈片状，蓄能部和翅片部固定，所述蓄能部上设置测温部，该测温部为设置在蓄能部上的凹陷部，凹陷部的底部位于蓄能部的内部，适于温度传感器检测所述底部处的温度。

2.根据权利要求1所述的机械式滤波器，其特征在于：

所述测温部为设置在蓄能部上的适于温度传感器测温的凹陷部。

3.根据权利要求2所述的机械式滤波器，其特征在于：

所述凹陷部为设置在蓄能部上的适于装配温度传感器测温的盲孔；或者，

所述凹陷部为设置在蓄能部的凸起部内的适于装配温度传感器测温的盲孔；进一步地，所述凸起部贯穿蓄 能部，温度传感器装配于盲孔内，温度传感器的检测部与蓄能部相对。

4.根据权利要求1所述的机械式滤波器，其特征在于：所述翅片部与蓄能部的表面相垂直布置；或者，所述翅片部与蓄能部的表面相倾斜布置。

5.根据权利要求4所述的机械式滤波器，其特征在于：所述翅片部为平面状的片状；或者，所述翅片部为曲面状的片状。

6.根据权利要求1所述的机械式滤波器，其特征在于：所述翅片部的自由边侧相对固定边侧转动预设的角位移形成呈扭曲状的片状，增加翅片部在蓄能部上的正投影面的面积。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的机械式滤波器，其特征在于：所述翅片部围绕测温部均匀分布，或者，所述翅片部相互平行布置，且均匀分布。

8.根据权利要求1-6任一权利要求所述的机械式滤波器，其特征在于：所述翅片部上设置狭缝，进一步地，相邻翅片部上的狭缝相互错位布置。

9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的机械式滤波器，其特征在于：所述滤波器的材料为银、铜、铝、碳化硅中的任一种或至少两种组合。

10.一种测温装置，包括温度传感器，其特征在于：还包括权利要求1-9任一权利要求所限定的机械式滤波器；所述温度传感器与所述滤波器的测温部相装配，检测蓄能部的内部温度。

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