CN110440941A - 一种测温装置及其恒压介质容器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测温装置的恒压介质容器，包括容器壳，容器壳内部形成有容腔，容器壳上设置有内端连通至容腔、外端连通至外界的推杆筒腔，推杆筒腔中设置有推杆，推杆的内端设置有聚四氟乙烯微孔薄膜，微孔薄膜的内侧面与测温流体介质相接触，推杆上设置有连通聚四氟乙烯微孔薄膜外侧面与外界的导气槽。当容腔内的测温流体介质受热产生体积膨胀时，将容腔内多余的空气压缩，压强增大至大气压强以上，气体通过聚四氟乙烯微孔薄膜后沿上的导气槽排出至外界，测温流体介质再驱动推杆做直线运动。这样，在进行温度测量时，可对容器腔内吸入的空气进行排除，维持容器腔压强的稳定，维持温度测量值的准确性。本发明还公开了一种测温装置。
Description
技术领域
本发明属于温度测量的技术领域，具体涉及一种测温装置及其恒压介质容器。
背景技术
目前，体温测量设备主要物理式温度计和数字式温度计两类，其中，物理式温度计主要有水银温度计、酒精温度计等，数字式温度计主要有红外体温枪、热电偶数显体温计等。
在众多的体温计中，物理式温度计以它成本低、准确性高得到了人们的广泛认可，但物理式温度计的测量时间偏长且在数字化应用方面有很大的局限性。数字式体温计虽然在使用便捷性、数字化应用扩展性方面有了很大进步，但由于其测量准确度易受到环境因素方面的影响而不尽如人意。
相关技术中，有一种采用机械式机构来检测测温流体介质的体积变化，从而获取温度信号的温度测量装置，其具有不易受到环境因素影响的优点，但是，在测试时，介质体积的变化导致介质容器吸入空气，从而产生气压，对推杆的位移产生偏差，影响温度测量装置的测量值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种测温装置及其恒压介质容器。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一方面，本发明提供一种测温装置的恒压介质容器，包括容器壳，所述容器壳内部形成有用于填充测温流体介质的容腔，所述容器壳上设置有内端连通至容腔、外端连通至外界的推杆筒腔，所述推杆筒腔中设置有可沿推杆筒腔轴向移动的推杆，所述推杆的内端的外周与推杆筒腔的壁面之间滑动密封配合，所述推杆的内端设置有聚四氟乙烯微孔薄膜，所述聚四氟乙烯微孔薄膜的内侧面与所述测温流体介质相接触，所述推杆上设置有连通聚四氟乙烯微孔薄膜外侧面与外界的导气槽。
作为进一步的改进，所述推杆的内端套设有与所述推杆筒腔的壁面之间滑动密封配合的套筒，所述套筒的底面设置有通气孔，所述聚四氟乙烯微孔薄膜设置在所述套筒的内底面上。
作为进一步的改进，所述推杆的内端设置有位于套筒内的轴瓦，所述导气槽开设于所述轴瓦上，所述推杆的外径小于所述推杆筒腔的直径。
本发明提供的测温装置的恒压介质容器，包括容器壳，所述容器壳内部形成有用于填充测温流体介质的容腔，所述容器壳上设置有内端连通至容腔、外端连通至外界的推杆筒腔，所述推杆筒腔中设置有可沿推杆筒腔轴向移动的推杆，所述推杆的内端的外周与推杆筒腔的壁面之间滑动密封配合，所述推杆的内端设置有聚四氟乙烯微孔薄膜，所述聚四氟乙烯微孔薄膜的内侧面与所述测温流体介质相接触，所述推杆上设置有连通聚四氟乙烯微孔薄膜外侧面与外界的导气槽。本发明在工作时，当容腔内的测温流体介质受热产生体积膨胀时，将容腔内多余的空气压缩，压强增大至大气压强以上，气体通过聚四氟乙烯微孔薄膜后沿上的导气槽排出至外界，测温流体介质再驱动推杆做直线运动。这样，在进行温度测量时，可对容器腔内吸入的空气进行排除，维持容器腔压强的稳定，维持温度测量值的准确性。
另一方面，本发明还提供一种测温装置，包括如上所述的恒压介质容器，所述容腔中填充有测温流体介质，所述推杆连接有使推杆向内端移动的弹性复位机构和用于检测推杆的位移量的位移传感器，所述位移传感器连接有用于将位移量转化为温度变化信号的温度转换模块，所述温度转换模块连接有用于输出温度信号的温度输出模块。
本发明提供的测温装置由于设置有上述恒压介质容器，其具有相应的有益效果，因此不再进行详细描述。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的恒压介质容器剖面结构示意图。
图2是本发明的推杆、轴瓦、聚四氟乙烯微孔薄膜、套筒的立体装配图。
图3是本发明的推杆、轴瓦、聚四氟乙烯微孔薄膜、套筒装配后的剖面结构示意图。
图4是本发明的测温装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
结合图1至图4所示，本发明实施例提供一种测温装置的恒压介质容器，包括容器壳1，所述容器壳1为金属容器壳，容器壳1采用金属材质，优选材料为导热效率高的合金钢如不锈钢，由于金属材质的导热性远远大于玻璃材质，可实现高效的热传导，保证快速测量。所述容器壳1内部形成有用于填充测温流体介质的容腔2，所述容器壳1上设置有内端连通至容腔2、外端连通至外界的推杆筒腔3，所述推杆筒腔3中设置有可沿推杆筒腔3轴向移动的推杆4，所述推杆4的内端的外周与推杆筒腔3的壁面之间滑动密封配合，所述推杆4的内端设置有聚四氟乙烯微孔薄膜5。所述聚四氟乙烯微孔薄膜5的内侧面与所述测温流体介质相接触，所述推杆4上设置有连通聚四氟乙烯微孔薄膜5外侧面与外界的导气槽6。聚四氟乙烯微孔薄膜(PTFE膜)是以聚四氟乙烯为原料，采用特殊工艺，经压延、挤出、双向拉伸等方法制成的微孔性薄膜。PTFE膜具有原纤维状微孔结构，孔隙率85％以上，每平方厘米有14亿个微孔，孔径范围0.02μm-15μm。聚四氟乙烯微孔薄膜可透气但不允许测温流体介质通过。
在工作时，当容腔内的测温流体介质受热产生体积膨胀时，将容腔内多余的空气压缩，压强增大至大气压强以上，气体通过通气孔、聚四氟乙烯微孔薄膜后沿着轴瓦上的导气槽中排出至外界，测温流体介质再挤压套筒，套筒受到压力，驱动推杆做直线运动。这样，在进行温度测量时，可对容器腔内吸入的空气进行排除，维持容器腔压强的稳定，维持温度测量值的准确性。
作为进一步优选的实施方式，所述推杆4的内端套设有与所述推杆筒腔3的壁面之间滑动密封配合的套筒7，所述套筒7的底面设置有通气孔8，所述聚四氟乙烯微孔薄膜5设置在所述套筒7的内底面上，聚四氟乙烯微孔薄膜通过通气孔与测温流体介质相接触。为便于导气槽的设置，在所述推杆4的内端设置有位于套筒7内的轴瓦9，所述导气槽6开设于所述轴瓦9上，导气槽与通气孔的位置相对应，所述推杆4的外径小于所述推杆筒腔3的直径。在工作时，当容腔内的测温流体介质受热产生体积膨胀时，将容腔内多余的空气压缩，压强增大至大气压强以上，气体通过通气孔、聚四氟乙烯微孔薄膜后沿着轴瓦上的导气槽中排出至外界，测温流体介质再挤压套筒，套筒受到压力，驱动推杆做直线运动。这样，在进行温度测量时，可对容器腔内吸入的空气进行排除，维持容器腔压强的稳定，维持温度测量值的准确性。
如图4所示，本发明实施例还提供一种测温装置，包括如上所述的恒压介质容器。所述容器壳1的主体形状为扁平状的六面体，优选为扁平长方体结构，这样在相同的体积下尽可能的提高与被测物体的接触面积，提高热传导效率。所述容器壳的内部形成有导热栅格，导热栅格将容腔划分为多个相互连通的子容腔，将通过在所述容器壳的内部形成栅格，可进一步增加热传导速率，同时导热栅格结构可以增强该容器的刚度，进一步提升结构安全性。所述容腔2中填充有测温流体介质，测温流体介质为液态金属或液态金属合金，如汞或者镓铟合金等，液态金属的热体积膨胀系数在常用的温度范围内极其稳定，可保证测量精度。所述推杆4连接有使推杆4向内端移动的弹性复位机构10以及用于检测推杆4的位移量的位移传感器11。所述位移传感器11连接有用于将位移量转化为温度变化信号的温度转换模块12，所述温度转换模块12连接有用于输出温度信号的温度输出模块13，所述位移传感器11、温度转换模块12、温度输出模块13连接有电源14，电源14对位移传感器、温度转换模块、温度输出模块进行供电。其中，温度输出模块可为显示器如点阵LED屏或液晶屏，以显示温度；温度输出模块也可以为语音提示器如扬声器等，以进行语音播报温度，温度输出模块还可以通过无线传输的方式将温度信号发送给第三方设备。+
本实施例的测温装置在工作时，由于温度的变化会使测温流体介质产生热胀冷缩效应，当测温流体介质的体积膨胀，测温流体介质经推杆筒腔推出推杆，当测温流体介质的体积收缩，弹性复位机构使推杆缩回，这样温度的变化会使推杆产生相应的位移变化，再通过位移传感器精确检测推杆的位移量，温度转换模块将位移量转化为温度变化信号，再通过温度输出模块输出温度信号。本发明提供的测温装置采用机械式机构来检测测温流体介质的体积变化，从而获取温度信号，不易受到环境因素影响，性能稳定，可靠性高，安全性高。
所述位移传感器为容栅传感器或光栅传感器或磁栅传感器。容栅传感器、光栅传感器、磁栅传感器的测量精度可达到0.01mm-0.001mm，可以采用相对式容栅传感器测量微小的位置变化，也可以采用绝对式容栅传感器测量绝对位置。当所用位移传感器为增量式的相对容栅传感器或光栅传感器或磁栅传感器时，当断电后，位移传感器无法测量断电后液位高度变化，此时如果要重新进行温度测量，需重新设定液位高度与某一初始温度的对应关系，优选的，初始温度为最大量程对应温度，复位对应位置为最大液位高度。为此，所述位移传感器设置有当所述推杆位于推杆筒腔最内端或最外端时可被触发的复位校准键。由于所述位移传感器具有一个复位校准键，当机械结构触碰该复位校准键时，即可产生一个复位校准信号，由内置控制程序进行初始温度重置，实现复位。本实施例设定为当所述推杆位于推杆筒腔最外端时，复位校准键可被触发以传递复位校准信号。
所述容栅传感器为绝对式容栅传感器；或者，所述光栅传感器为绝对式光栅传感器；或者，所述磁栅传感器为绝对式磁栅传感器。位移传感器采用绝对式容栅传感器或绝对式光栅传感器或绝对式磁栅传感器，可以直接测量出位移高度值，不再需要复位校准结构，也不需要传感器持续通电，仅在需要测量时通电，可极大的节省电池电量，延长使用时间。
上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种测温装置的恒压介质容器，其特征在于：包括容器壳(1)，所述容器壳(1)内部形成有用于填充测温流体介质的容腔(2)，所述容器壳(1)上设置有内端连通至容腔(2)、外端连通至外界的推杆筒腔(3)，所述推杆筒腔(3)中设置有可沿推杆筒腔(3)轴向移动的推杆(4)，所述推杆(4)的内端的外周与推杆筒腔(3)的壁面之间滑动密封配合，所述推杆(4)的内端设置有聚四氟乙烯微孔薄膜(5)，所述聚四氟乙烯微孔薄膜(5)的内侧面与所述测温流体介质相接触，所述推杆(4)上设置有连通聚四氟乙烯微孔薄膜(5)外侧面与外界的导气槽(6)。
2.根据权利要求1所述的测温装置的恒压介质容器，其特征在于：所述推杆(4)的内端套设有与所述推杆筒腔(3)的壁面之间滑动密封配合的套筒(7)，所述套筒(7)的底面设置有通气孔(8)，所述聚四氟乙烯微孔薄膜(5)设置在所述套筒(7)的内底面上。
3.根据权利要求2所述的测温装置的恒压介质容器，其特征在于：所述推杆(4)的内端设置有位于套筒(7)内的轴瓦(9)，所述导气槽(6)开设于所述轴瓦(9)上，所述推杆(4)的外径小于所述推杆筒腔(3)的直径。
4.一种测温装置，其特征在于，包括如权利要求1至3中任一项所述的恒压介质容器，所述容腔(2)中填充有测温流体介质，所述推杆(4)连接有使推杆(4)向内端移动的弹性复位机构和用于检测推杆(4)的位移量的位移传感器，所述位移传感器连接有用于将位移量转化为温度变化信号的温度转换模块，所述温度转换模块连接有用于输出温度信号的温度输出模块。
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