CN109843124B - 传感器安装组件 - Google Patents

Abstract

传感器组件(127)，具有传感器主体(100)，其上表面(126)与物品相邻，协助检测所述物品的温度。所述传感器组件(127)包括具有圆盘部分(119)的隔膜和具有所述传感器主体(100)的杆128。所述圆盘部分(119)使得所述上表面(126)能够移动以适应表面(111)的倾斜和位置。弹簧(101)促使所述传感器主体(100)与所述表面(111)相接合。

Description

传感器安装组件

技术领域

本发明涉及传感器的安装，更具体地涉及用于温度传感器的安装组件。

背景技术

在一些装置，特别是在家用电器中，温度传感器设置在装置或器具的外表面上，以允许传感器与物体或容器的外表面接触，从而能够检测或测量所述物体或容器的温度。在某些情况下，传感器必须具有有限的运动自由度，以便实现传感器和容器之间的最佳表面接触。在温度传感器的情况下，不规则或不完美的接触可能导致次优的温度读数，因此可能影响在这些读数基础上进行的测量和处理。

公开号为WO2015042652和WO2016154662的国际专利公开了用于使牛奶在壶中起泡的装置。该装置具有与壶相接合从而协助确定壶中牛奶温度的温度传感器。

现有传感器安装方法的缺点在于这些方法不适于适应调整传感器与其接触表面之间的些许错位。

发明目的

本发明的目的是克服或基本改善上述缺点。

发明内容

本发明公开了一种包括安装在底盘中的温度传感器组件的装置，所述底盘配置成可释放地接收物品，所述组件设置为用于检测所述物品的温度，所述组件包括：

弹性支撑件，用于连接到所述底盘，并包括具有纵向轴线的安装座；

温度传感器，定在所述安装座中并沿其延伸以提供端部部分，所述端部部分相对于所述底盘定位，以便位于所述物品附近以检测其温度；

弹性构件，与所述传感器相关联，并将所述传感器推向相对于所述底盘的预定位置；并且其中

所述弹性支撑件以及弹性构件允许所述传感器沿所述轴线方向的运动，使得所述端部部分能够适应所述物品在所述底盘上的定位，并促使所述传感器组件与所述物品接触。

优选地，所述组件还包括接合构件，所述接合构件在远离所述端部部分的位置处与所述传感器接合。

优选地，所述弹性构件在所述底盘和所述弹性支撑件之间延伸，以将所述传感器推向所述预定位置。

优选地，所述弹性构件在所述接合构件和所述底盘之间延伸，以将所述传感器推向所述预定位置。

优选地，其中所述弹性构件发生弹性形变以将所述传感器推向所述预定位置。

优选地，其中所述弹性构件是弹簧。

优选地，所述弹簧提供将所述传感器推向所述预定位置的力，并且所述力随着弹簧弹性形变的增加而增加。

优选地，其中当所述弹簧被压缩时，所述力以越来越大的速率增加。

优选地，所述弹簧围绕所述纵向轴线缠绕，并且包括具有直径的第一端和第二端，所述第二端的直径大于所述第一端的直径。

优选地，其中所述弹性支撑件和所述弹性构件允许所述传感器的角运动，所述角运动围绕另外的轴线进行，三条轴线相互垂直，所述围绕所述另外的轴线的运动和所述沿纵向轴线方向的运动使得所述端部部分能够适应所述物品在所述底盘上的位置。

优选地，其中所述底盘包括可操作地与所述传感器相关联的引导部分，以限制围绕所述另外的轴线进行的角运动。

优选地，其中所述底盘具有接收所述物品的表面，并且所述接合构件与所述底盘接合，使得当所述传感器处于所述预定位置时，所述纵向轴线大致垂直于所述表面。

优选地，所述传感器具有至少一个槽，并且所述接合构件具有至少一个与所述槽接合的凸缘，从而将所述接合构件固定到所述传感器。

优选地，所述弹性支撑件包括杆，所述传感器位于所述杆内，所述杆具有槽，所述槽与所述传感器的槽设置成使得所述凸缘延伸穿过所述杆中的槽和所述传感器中的槽。

优选地，所述底盘具有支座，并且当所述接合构件处于最远离所述预定位置的位置时，所述接合构件与所述支座接合。

优选地，所述接合构件具有凹槽，所述弹性构件接合到所述凹槽中。

优选地，所述接合构件具有至少一个与所述支座接合的筋条，以协助保持所述纵向轴线大致垂直于所述表面。

附图说明

现将参考附图以实施例的方式描述本发明的优选形式，其中：

图1是传感器安装组件的剖视图和细节；

图2是图1所示的组件的分解立体图；

图3是传感器安装组件的第二实施方式的剖视图和细节；

图4是图3所示组件的分解立体图；

图5是替代传感器安装组件的局部剖视图和细节；

图6是图5所示的传感器夹具的立体图；

图7是替代传感器安装组件的局部剖视图和细节；以及

图8是图7所示组件的立体分解图。

具体实施方式

如图1所示，传感器组件127被示为具有传感器主体100，传感器主体100包括圆柱形部分102，圆柱形部分102内包含传感器，例如NTC热敏电阻101。所述传感器组件被示为设备的一部分。所述部分102和热敏电阻101纵向伸长而沿轴线109纵向延伸。圆柱形部分102具有敞开的下端104，允许热敏电阻101及其引线104位于传感器主体100内。传感器主体100还具有导热且优选为一体的帽105。帽105可具有倒角或圆形外围边缘106。帽105的上表面126可以为平坦或与所要接触的物体或容器的形状相符合。

传感器主体100部分地由具有柔性隔膜108的聚合物防护罩(弹性支撑件)107支撑。隔膜108具有用于接收传感器主体100的中心开口220。隔膜108的柔性允许传感器主体100偏离其正常或静止垂直轴线109。通过这种方式，即使在接触表面111弯曲或者偏离与传感器主体的静止(例如垂直)轴线109正交的平面的情况下，帽105的平坦上表面126也可与容器110的外表面111形成表面对表面的最佳接触。

为了使热敏电阻101和传感器主体100均可以沿轴线109往复运动并保持与容器110的表面接触，压缩弹簧112沿着轴线109垂直向上推动防护罩107的隔膜108和传感器主体100。在本实施例中，弹簧112从最小直径呈锥形，所述最小直径配合在隔膜108的内径下方，邻近围绕传感器主体102的圆柱形部分102的防护罩107的圆柱形部件(杆)128。弹簧112下部区域具有比上部区域更大的直径，并由凹槽113或位于弹簧101下方的静止限制套环118保持和约束。

隔膜108包括圆盘部分119和相对于圆盘部分119横向延伸的安装部件128。部件128提供通道121，主体100安装在通道121内。部件128弹性变形以被推动与主体100接合，从而至少协助将主体100保持在部件128中。

在本实施例中，传感器主体100的垂直向上移动受到夹具(接合构件)114的限制。在本实施例中，夹具114是大体盘状的并且与传感器主体102的圆柱形部分108中的槽211机械地接合。传感器主体100的垂直向下运动受到筋条或支座115的限制，夹具114或传感器主体100在沿轴线109向下垂直移动的极限处与筋条或支座115接触。

在本实施例中，传感器组件126位于具有蒸汽棒116的牛奶蒸汽设备或咖啡机的底部。组件126邻近支撑具有主体110的壶的表面或格栅117，主体110的下侧与头部105接触。来自支撑防护罩107的电枢117的径流流入滴水盘或排水区域312。

图2示出了图1中所示装置更详细的立体分解图。如图2所示，防护罩107有效地夹紧或支撑在两个静止部件之间。在本实施例中，形成在组件127的底盘部分203中的下夹紧面201和直立边缘202与上部部件或防护罩电枢204协作。防护罩电枢204具有中心开口205，至少防护罩107的上部或颈部206和至少传感器主体100的帽105延伸通过该中心开口205。

传感器主体100的圆柱形部分102具有适于与形成在夹具103中的第二槽208的边缘接合的槽207。夹具114中的槽208可具有锥形或扩大的引导件或导向器209以便于组装。防护罩112的下部或圆柱形部件210可具有配合槽211，其允许夹具114进入传感器主体100中的槽207并稳定防护罩107相对于传感器主体100的位置。夹具114具有进入槽207和208的凸缘345。

如图1和图2所示，弹簧112被有效限制在底盘212中的保持部件或凹槽113与防护罩107的下侧之间。如图2所示，与底部或底座212相关联或形成底部或底座212一部分的垂直筋条或支座115通过与夹具103的下侧接触而限制夹具103向下行进。在本实施例中，垂直筋条或支座115具有拱形或弯曲的上边缘213，用于提供夹具103下侧和支座115之间更均匀和稳定的接触。

因此，通过选择具有正确模量的弹簧(弹性构件)112以及具有足够强度和柔韧性的防护罩107，热敏电阻器101和传感器主体100可以垂直且成角度地移位。这样，特别是当接触表面不完全垂直于垂直轴线109时，传感器主体100的帽105将优选地与容器110的外表面111进行表面对表面或至少改善的接触。应当理解，选择弹簧112使得容器110即使在空或接近空的情况下仍将平放在支撑表面120上，帽105在该支撑表面120上方突出并且不会因弹簧112在传感器主体100上的作用而升高或以其它方式受到干扰。或者，可以将防护罩107固定或包覆模制到诸如电枢117的保持部件上。

在上述优选实施方式中，圆盘部分119弹性变形以允许传感器主体100绕轴线500和501的角运动。轴线500和501相互垂直，且均垂直于轴线109。

围绕轴线500和501的角运动受到主体100和底盘部分203之间间隙的限制。凹槽113提供通道，主体100位于所述通道中，所述通道提供主体100和底盘部分203之间的间隙。

沿纵向轴线109的运动在一个方向上受到底盘部分203的接合的限制，而另一个方向上则受到底盘的另一部分即支座115的限制。

围绕轴线500和501的角运动以及沿轴线109的纵向运动使得表面126能够最佳地适应表面118的位置和角度倾斜，从而有助于更精确地感测表面111的温度。

如图2所示，夹具114是盘形的。夹具114被构造成与底盘部分203的末端接合，使得当接合时，轴线109相对于表面120垂直(竖直)。当主体100移位并朝向支座115移动时，夹具114通过邻接其端面而与支座115接合。

图3和图4描绘了第二示例性实施方式。如图3所示，防护罩302的隔膜301的边缘300固定到诸如固定防护罩电枢303的保持部件上，由诸如固定防护罩电枢303的保持部件夹紧，或包覆模制到诸如固定防护罩电枢303的保持部件上。防护罩302还具有保持传感器主体306的圆柱形主体305的圆柱形主体部分304。该装置的底盘340的固定部件具有开口，例如，圆柱形或略呈锥形的圆柱形引导通道307。传感器主体306和防护罩302开槽(如图1和图2所示)以便接收夹具(接合构件)308。夹具308具有保持弹簧309以改善组装的细节。夹具308被压缩弹簧309向上推动并偏置成与引导件307的下边缘接触。压缩弹簧309由夹具308的下侧和弹簧支撑件310保持。弹簧支撑件310也用于限制夹具308的垂直行程。由于在防护罩302的外径与导向装置或通道307的内径之间存在间隙，传感器主体306可能偏离其静止垂直轴线109，也可以垂直往复运动，当其上的负载被移除时，返回到图3所示的平衡位置。通道307还优选地适于通过结合牵伸使下缘直径大于上缘直径，从而使传感器主体306偏离静止垂直轴线109。

如图3所示，间隙311可以形成在支撑表面120和防护罩302的上表面之间。这允许液体落入位于支撑表面120下方的承滴盘或其他液体接收区域312中。

如图4所示，防护罩302及其隔膜301(在本实施例中为凸起)可以被包覆模制到固定的防护罩电枢303。防护罩电枢303由底盘340的一部分保持并且即使在柔性隔膜301弯曲以适应传感器主体305的运动时也保持固定。夹具308具有保持压缩弹簧309的下行周缘400。弹簧309的底部由围绕弹簧支撑柱402的上部形成的直立边缘或柱阵列401保持，弹簧支撑柱402固定到固定底盘部件403或构成固定底盘部件403的一部分。

如图4所示，夹具308是盘形的。夹具308构造成使得在与通道307的341接合时，轴线109对位以大致垂直于表面120。夹具308还配置成接合在柱阵列401中，再次将轴线109布置成大致垂直于表面120。

在图4所示的实施例中，防护罩电枢303形成为单独的部件，然后固定到底盘340或由底盘340保持。防护罩302的隔膜301相对于电枢303的最上表面404凹进。电枢303的上部404对应于支撑表面120或格栅的其余部分的垂直水平(参见图1)。在优选的实施方式中，防护罩电枢303固定到同样支撑导向装置或通道307的模制底盘部件405上。

如图4所示，垂直柱402包括具有垂直刚性筋条407的“C”形通道406。每一筋条407可形成肩部或柱401，用于定位和保持弹簧309。柱401的“C”形横截面内的开口确保传感器主体306和护套302在垂直行进时其最下部不受干扰。

应当理解，防护罩302与传感器主体100密封接触，并且不会突出于传感器主体306的帽343上方。

在本实施方式中，围绕轴线500和501的角运动以及沿轴线109的纵向运动再次使得帽343能够最佳地适应于接合表面111的位置和倾斜度。

参考图5至图8公开了进一步的实施方式。

图5是替代传感器安装组件500的局部剖视图和细节，图6是图5所示的传感器夹具的立体图。

在本实施方式中，温度传感器510由三个元件定位，隔膜(例如，由硅树脂形成)512、弹簧(未示出)以及保持元件(或夹具元件)514。每个元件以不同的方式保持温度传感器510，其作为单一设计，将温度传感器510保持在正确的平衡位置，同时允许温度传感器510在壶(容器)的下侧表面的影响下偏转或移动。隔膜512可以包覆模制在温度传感器510的壳体上。

弹簧(未示出)保持在底盘中的导管和隔膜512之间。弹簧提供将温度传感器510保持在壶的下侧的偏压。弹簧张力优选地被调节为使其在壶和壶内的任何液体的总重量下偏转。弹簧还可以允许温度传感器510横向旋转或移动。

隔膜512将温度传感器定位于底盘的支撑表面中。弹性隔膜512的形式还使温度传感器510在没有压缩或拉伸的情况下移动。

保持元件(保持构件或夹具)514有助于定位处于平衡位置的温度传感器510。弹簧使得保持元件514抵靠引导管的底表面上升，同时保持温度传感器510的顶表面平行于所述支撑表面(或承滴盘格栅)。

保持元件(或夹具)514具有用于接收和保持温度传感器的开口槽520。两个小突起522可位于槽的相对侧上以夹紧所述温度传感器(包括在组装期间)。

保持元件(接合构件或夹具)514还可包括两个同心筋条524，用于保持温度传感器510垂直于保持元件514。

在保持元件(或夹具)514下方，止动元件(未示出)防止热敏电阻过度延伸，这可能导致损坏隔膜512。

如图6中清楚所示，保持元件514通常为盘形，并且再次构造成与端部341接合，以便将轴线109布置成大致垂直于表面120。另外，保持元件514构造成与引导元件614接合，再次将轴线109布置成大致垂直于表面120。

例如参考图5和图6，应当理解：

(a)温度传感器保持元件或夹具514具有在组装期间夹紧温度传感器510的小突起522；以及

(b)温度传感器510保持元件514具有两个同心筋条524，用于保持温度传感器与元件514基本垂直对齐。

图7是替代传感器安装组件600的局部剖视图和细节，图8是该组件600的立体分解图。在本实施方式中，弹簧610位于与底盘601相关联的引导元件614和温度传感器保持元件612的下方。

在本实施方式中，温度传感器620(例如负温度系数电阻元件)由三个元件定位，隔膜(例如，由硅树脂形成)622、弹簧610以及保持元件(或夹具元件)612。每个元件以不同的方式保持温度传感器620，其作为单一设计，将温度传感器620保持在正确的平衡位置，同时允许温度传感器620在壶(容器)的下侧表面的影响下偏转或移动。隔膜622可以包覆模制在温度传感器510的壳体602上。

弹簧610位于由底盘611模制件构造的筋条细节615和保持元件(或夹紧元件)612之间。

隔膜622将温度传感器620定位在底盘的支撑表面中。弹性隔膜622的形式还使温度传感器620在没有压缩或拉伸的情况下移动。

在使用时，弹簧610提供力使温度传感器620偏向壶的下侧。调节弹簧张力使其在水壶和水壶内的任何液体的总重量下偏转。弹簧610还允许温度传感器620移动。

保持元件(或夹紧元件)612在处于初始位置时定位温度传感器620。弹簧610使保持元件612偏向导管的底面，并使温度传感器620的顶面平行于滴盘格栅。围绕边缘的保持元件612为加强筋条细节630，用于保持弹簧610并防止温度传感器620的过度伸展。保持弹簧610有助于在施加与弹簧610的中心线(垂直)成角度的作用力期间辅助装配并防止分离。

保持元件(或夹具)612具有用于接收和保持温度传感器620的开口槽640。两个小突起642可位于槽640的相对侧以夹持温度传感器620(包括在组装期间)。

例如参考图7和图8，应当理解：

(a)温度传感器保持元件(或夹具)612具有在组装期间夹紧温度传感器620的轴625的小突起642；

(b)温度传感器保持元件或夹具612的边缘(相对侧)具有用于保持弹簧610的两个小筋条630；以及

(c)保持弹簧610辅助装配，并且在施加与弹簧行程的中心线(垂直)成角度的作用力期间防止弹簧610从组件中滑出。

再次，在本实施方式中，围绕轴线500和501的角运动以及沿轴线109的纵向运动使得帽604能够在位置和角度倾斜方面处于最佳位置，以便与表面111接合。

尽管已经参考具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，本发明可以以许多其他形式实施。

如本发明所使用的，除非另有说明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同对象，仅仅表示引用了类似对象的不同实例，并不意味着暗示所描述的对象必须在时间、空间、排序、或以任何其他方式符合给定的顺序。

在整个说明书中对“一个实方式”或“实施方式”或“实施例”的引用意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。因此，贯穿本说明书在各处出现的短语“在一个实施方式中”或“在实施例中”不一定都指代相同的实施方式或实施例。此外，如本领域普通技术人员从本公开中显而易见的，在一个或多个实施方式中，特定特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。

类似地，应当理解，在本发明的以上示例性实施方式的描述中，为了简化本公开并帮助理解各发明方面中的一个或多个，本发明的各特征有时在单个实施方式、附图或其描述中组合在一起。然而，该公开方法不应被解释为反映一种意图，即与各项权利要求中明确记载的特征相比，发明要求保护更多的特征。而是，如以下权利要求所反映的，发明方面在于少于单个前述公开实施方式的所有特征。具体实施方式之后的所有权利要求在此明确地并入具体实施方式中，其中每项权利要求自身作为本发明的单独实施方式。

此外，如本领域技术人员将理解的，虽然本发明描述的一些实施方式包括其他实施方式中的一些但不包括其他特征，但是不同实施方式的特征的组合应在本发明的范围内，并且构成不同的实施方式。例如，在以下权利要求中，任何要求保护的实施方式可以以任何组合使用。

因此，尽管已经描述了被认为是本发明的优选实施方式的内容，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行其它和进一步的修改，并且旨在要求保护落入本发明的范围内的所有这些变化和修改。

虽然已经参考结构的特定细节公开了本发明，但是应该理解这些是作为示例提供，并不限制本发明的范围。

Claims (17)

1.一种包括底盘和安装在所述底盘中的温度传感器组件的装置，所述底盘用于可释放地接收物品，所述温度传感器组件用于检测所述物品的温度，所述温度传感器组件包括：

弹性支撑件，连接到所述底盘，并包括具有纵向轴线的安装座；

温度传感器，固定在所述安装座中并沿其延伸，所述温度传感器具有端部部分，所述端部部分相对于所述底盘定位，以便能够位于所述物品附近以检测其温度；

弹性构件，与所述温度传感器相关联，并适于将所述温度传感器推向相对于所述底盘的预定位置；

其中，所述弹性支撑件的安装是能够弹性变形的圆柱形安装部件，包含所述温度传感器的传感器主体被接合在所述圆柱形安装部件中，以及

其中，所述弹性支撑件以及所述弹性构件允许所述温度传感器沿所述纵向轴线方向运动，以使得所述端部部分能够适应所述物品在所述底盘上的定位，并促使所述温度传感器组件与所述物品接触，以及

其中，所述弹性支撑件包括柔性隔膜，所述柔性隔膜具有用于接收所述传感器主体的中心开口，所述隔膜的柔性为所述温度传感器提供角运动，所述角运动围绕另外两个轴线进行，其中所述纵向轴线和所述另外两个轴线相互垂直，围绕所述另外两个轴线的运动和沿所述纵向轴线方向的运动使得所述端部部分能够适应所述物品在所述底盘上的定位。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述温度传感器组件还包括接合构件，所述接合构件适于在远离所述端部部分的位置处与所述温度传感器接合。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述弹性构件适于在所述底盘和所述弹性支撑件之间延伸，以及将所述温度传感器推向所述预定位置。

4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述弹性构件适于在所述接合构件和所述底盘之间延伸，以及将所述温度传感器推向所述预定位置。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述弹性构件能够弹性变形以将所述温度传感器推向所述预定位置。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述弹性构件是弹簧。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述弹簧适于提供将所述温度传感器推向所述预定位置的力，并且所述力随着弹簧弹性变形的增加而增加。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，当所述弹簧被压缩时，所述力以越来越大的速率增加。

9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述弹簧围绕所述纵向轴线缠绕，并且包括具有直径的第一端和第二端，所述第二端的直径大于所述第一端的直径。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，所述隔膜包括圆盘部分并且所述圆柱形安装部件相对于所述圆盘部分横向延伸，所述圆盘部分适于弹性变形以提供用于所述温度传感器围绕所述另外两个轴线的所述角运动。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述底盘包括可操作地与所述温度传感器相关联的底盘部分，以限制围绕所述另外两个轴线的角运动，其中所述角运动受所述温度传感器与所述底盘部分之间间隙的限制。

12.根据权利要求2所述的装置，其中，所述底盘具有接收所述物品的表面，并且所述接合构件适于与所述底盘接合，使得当所述温度传感器处于所述预定位置时，所述纵向轴线大致垂直于所述表面。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述温度传感器具有至少一个槽，并且所述接合构件具有至少一个与所述温度传感器的槽接合的凸缘，从而将所述接合构件固定到所述温度传感器。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述圆柱形安装部件具有槽，所述槽与所述温度传感器的槽设置成使得所述凸缘延伸穿过所述圆柱形安装部件中的槽和所述温度传感器中的槽。

15.根据权利要求12、13或14所述的装置，其中，所述底盘具有支座，并且当所述接合构件处于最远离所述预定位置的位置时，所述接合构件与所述支座接合。

16.根据权利要求2所述的装置，其中，所述接合构件具有凹槽，所述弹性构件接合到所述凹槽中。

17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述接合构件具有至少一个与所述支座接合的筋条，以协助保持所述纵向轴线大致垂直于所述表面。

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