CN110849498A - 温度传感器 - Google Patents

Abstract

公开了一种温度传感器，包括：NTC热敏电阻，分别与所述NTC热敏电阻两端键合的两条平行导线，所述两条平行导线被第一绝缘材料隔离；第二绝缘材料层，至少覆盖所述NTC热敏电阻和所述第一绝缘材料。

Description

温度传感器

技术领域

本发明涉及一种温度传感器，尤其是一种高温或低温深水温度传感器。

背景技术

现有的NTC(Negative Temperature Coefficient)温度传感器通过下列工艺获得的：首先将电线裁成所需长度，剥皮后，焊接上NTC热敏电阻芯片，然后对焊有NTC热敏电阻芯片的电线头部进行环氧树脂封装。有些插入各种外壳内再度进行环氧树脂封装。这就带来一个问题，由于环氧树脂与电线的塑胶不是同一种物质，其两种物质相溶性始终存在问题。所以市面上大多数NTC温度传感器在潮湿环境中，用不了几个月就会因NTC温度传感器被水侵入而导致失效。

发明内容

考虑到现有技术中的一个或多个问题，提出了一种温度传感器。

在本发明的一个方面，提出了、一种温度传感器，包括：NTC热敏电阻；分别与所述NTC热敏电阻两端键合的两条平行导线，所述两条平行导线被第一绝缘材料所隔离；第二绝缘材料层，至少覆盖所述NTC热敏电阻和所述第一绝缘材料。

根据本发明的一些实施例，第一绝缘材料包括胶水、塑胶、纤维、PCB板、橡胶、电木、薄膜中的至少之一，所述第二绝缘材料层包括PVC (Poly Vinyl Chioride聚氯乙烯)、XLPVC(交联PVC)、XLPE(交联PE)、PE(聚乙烯)、PU(聚醚酯、聚氨酯)、TPE(热塑胶性弹性体)、PP(聚丙烯)、PO(环氧丙烷)、硅胶、橡胶或聚四氟乙烯中的至少之一。

根据本发明的一些实施例，所述NTC热敏电阻包括单端玻封热敏电阻、二极管型热敏电阻、裸片型热敏电阻或贴片型热敏电阻。

根据本发明的一些实施例，第二绝缘材料层的厚度为：0.1mm～4mm。

根据本发明的一些实施例，所述NTC热敏电阻所覆盖的第二绝缘层上有电镀金属层，或套有金属管，或粘有金属贴纸。

在本发明的另一方面，提出了一种温度传感器，包括：第一NTC热敏电阻；第二NTC热敏电阻；彼此平行的第一导线、第二导线和第三导线，其中所述第一NTC热敏电阻的一端键合到第一导线，所述第一NTC热敏电阻的另一端和第二NTC热敏电阻的一端一起键合到第二导线，所述第二NTC热敏电阻的另一端键合到第三导线，所述第一导线、第二导线和第三导线被第一绝缘材料所隔离；第二绝缘材料层，至少覆盖所述第一NTC热敏电阻、第二NTC热敏电阻和所述第一绝缘材料。

根据本发明的一些实施例，所述第一绝缘材料包括胶水、塑胶、纤维、PCB板、橡胶、电木、薄膜中的至少之一，所述第二绝缘材料层包括PVC(Poly Vinyl Chioride聚氯乙烯)、XLPVC(交联PVC)、XLPE(交联PE)、PE(聚乙烯)、PU(聚醚酯、聚氨酯)、TPE(热塑胶性弹性体)、PP(聚丙烯)、PO(环氧丙烷)、硅胶、橡胶或聚四氟乙烯中的至少之一。

根据本发明的一些实施例，所述第一NTC热敏电阻和第二NTC热敏电阻的任一个包括单端玻封热敏电阻、二极管型热敏电阻、裸片型热敏电阻或贴片型热敏电阻。

根据本发明的一些实施例，第二绝缘材料层的厚度为：0.1mm～4mm。

根据本发明的一些实施例，所述第一NTC热敏电阻和第二NTC热敏电阻所覆盖的第二绝缘层上有电镀金属层，或套有金属管，或粘有金属贴纸。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

为了更好地理解本发明，将根据以下附图对本发明进行详细描述：

图1A和图1B是根据本发明实施例的采用NTC二级管玻封型热敏电阻、单支线的示意图；

图2A和图2B是根据本发明实施例的采用NTC裸片型热敏电阻、平行线的示意图；

图3A和图3B是根据本发明实施例的采用NTC裸片型、导线打印喷涂在PCB板上的示意图；

图4A和图4B是根据本发明实施例的采用NTC单端玻封型热敏电阻、绝缘材料隔离平行导线的示意图；

图5A和图5B是根据本发明实施例的采用NTC二级管玻封型热敏电阻、NTC裸片型热敏电阻、两条双并线两组深水温度传感器示意图；

图6A和图6B是根据本发明实施例的采用NTC单端玻封型热敏电阻、NTC二极管玻封型热敏电阻，一条双并线和一条单支线形成的两组深水温度传感器示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

NTC温度传感器可以通过下列工艺获得的：首先将电线裁成所需长度，剥皮后，焊接上NTC热敏电阻芯片，然后对焊有NTC热敏电阻芯片的电线头部进行环氧树脂封装。有些插入各种外壳内再度进行环氧树脂封装。但是，上述工艺带来一个问题，由于环氧树脂与电线的塑胶不是同一种物质，其两种物质相溶性始终存在问题。所以市面上大多数NTC温度传感器在潮湿环境中，用不了几个月就会因NTC温度传感器被水侵入而导致失效；而市场上的常见解决的方法就是加长外壳长度，或者外壳与导线之间添加带胶的热缩套管热缩，或者选用与PVC材料相溶较好的环氧树脂胶，以期望将水侵入的时间延长，从而延长NTC温度传感器的寿命。(NTC热敏电阻连上导线并通过耐压测试和性能测试即为NTC温度传感器)

本发明的发明人曾经试验过，让两条平行的导线焊上NTC热敏电阻，切断后分别进入注塑机注塑。结果发现：由于注塑机内强大的压力，两条平行的导线根本无法在注塑机注塑后依旧保持平行，因此针对上述问题，本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种全新的方法。

根据本发明的实施例，一种高温深水型NTC温度传感器，包括若干条至少焊有单个NTC热敏电阻、一定长度的的平行线，逐次经导向结构进入注塑机再度注塑，用同一种融化后的PVC(Poly Vinyl Chioride聚氯乙烯)、XLPVC(交联PVC)、XLPE(交联PE)、PE(聚乙烯)、PU(聚醚酯、聚氨酯)、TPE(热塑胶性弹性体)、PP(聚丙烯)、PO(环氧丙烷)、硅胶、橡胶和或聚四氟乙烯中任一种塑胶对NTC热敏电阻以及与此相连一定长度的的平行线完全包裹住，通过水冷却后经牵引、剥皮、打端子、插孔座等后道工序作业后与外部电路连接。

在其他实施例中提供一种低温深水型NTC温度传感器，包括若干条至少焊(键合)有单个NTC热敏电阻、一定长度的平行线，逐次经导向结构进入注塑机再度注塑，用同一种融化后的PVC(Poly Vinyl Chioride聚氯乙烯)、XLPVC(交联PVC)、PVC(Poly VinylChioride聚氯乙烯)、XLPVC(交联PVC)中任一种塑胶对NTC热敏电阻以及与此相连一定长度的的平行线完全包裹住，通过水冷却后经牵引、剥皮、打端子、插孔座等后道工序作业后与外部电路连接。

在其他实施例中，提供一种优先方案是所述塑胶的厚薄依据需要达到的防水等级来决定再度注塑深水型NTC温度传感器上的塑胶最薄厚度以及塑胶材料特性来决定；一般来讲，防水等级越高，塑胶厚度越厚。所述深水型NTC温度传感器指的是对水完全止水的NTC温度传感器。

在其他实施例中提供一种优先方案是所述平行线的导线是导电金属固体或经化学腐蚀后的金属连接线，以及通过印刷或喷镀后金属连接线。

在其他实施例中提供一种优先方案是所述平行线是在两条平行导线之间用绝缘材料隔开，或者有两条单支导线经过绝缘材料隔离后保持始终平行。其绝缘材料包括胶水、塑胶、纤维、PCB板、橡胶、电木、薄膜等材料。

在其他实施例中提供一种优先方案是所述NTC热敏电阻为单端玻封热敏电阻、二极管型热敏电阻、裸片型热敏电阻或贴片型热敏电阻。

在其他实施例中提供一种优先方案是所述深水型NTC温度传感器在含有NTC热敏电阻注塑表面位置有电镀金属层，或套有金属管，或粘有金属贴纸。

由于本发明中覆盖NTC热敏电阻以及平行线上是用同一种塑胶经热溶注塑、冷却后形成，不存在两种物质。而目前市场上的塑胶防水性能十分优异，因此只要控制好再次注塑的塑胶厚度，就能直接控制NTC温度传感器的防水等级。对于防水等级要求很严的温度传感器，本发明称为深水型温度传感器。

高温深水型温度传感器和低温深水型温度传感器是NTC温度传感器全新的新产品，对于它的用途将会产生许多全新的用途。也就是说不光它覆盖目前市场上的普通NTC温度传感器的基本用途，而且会带来很多意想不到的突破。

目前用于制造普通电线的塑胶，其防水等级本身已经是十分了得，本发明的发明人做过下列实验：用环氧树脂封装的NTC温度传感器在煮水实验中，煮水时间一般超不过300小时，其绝缘电阻就已经小于1兆；而用26#PVC电线，它的煮水实验中，煮水时间超过1000小时，其绝缘电阻依旧大于100兆。因此如我们还需要防水等级更高的温度传感器，只需将焊有单个NTC热敏电阻、一定长度的的平行线经导向结构进入注塑机再度注塑，使覆盖在深水温度传感器上的塑胶最薄厚度加厚，就可以轻松满足要求。

在本发明中，可以通过耐高温电焊、激光焊，同时玻封NTC热敏电阻芯片可以通过300℃的高温，而电线又有常低温的PVC电线和耐高温铁氟龙线、硅胶线，因此不仅得到防水等级极高的常低温深水温度传感器，也可以得到防水等级极高的高温深水温度传感器。而这两项NTC温度传感器是整个行业的空白。

例如，众所周知，由于高温铁氟龙线与其他材料不溶，所以无论是环氧树脂还是胶水对高温线始终不粘，但是按照本专利的方案，我们就可以轻易地获得真正意义上的防水等级极高的高温深水温度传感器。其耐温可达到200℃以上。

由于平行线之间有绝缘材料支撑着导线保持始终平行，当若干条焊有NTC热敏电阻的平行线经导向结构进入注塑机再度注塑，虽然注塑模具内强大的压力仍然使平行线中的导线保持平行，同时新的、融化的塑胶料把NTC热敏电阻以及以此相连的平行线重新覆盖，通过水冷却后经牵引、剥皮、打端子，插孔座等后道工序作业后与外部电路连接。这里的重点是：经导向结构进入注塑机再度注塑是只焊有一个NTC热敏电阻的很多条平行线，还有平行线之间有绝缘材料支撑着导线保持始终平行，这样，经导向结构进入注塑机再度注塑出来的是连续的、一整条的，但经过水冷却后经牵引、剥皮、打端子，插孔座等后道工序作业后，多个深水温度传感器就诞生了。

图1A和图1B是根据本发明实施例的采用NTC二级管玻封型热敏电阻、单支线的示意图。如图1A和图1B所示，将NTC二极管玻封型热敏电阻11用激光焊接在两条单支线12(平行的第一导线和第二导线并且被绝缘材料塑胶或者橡胶隔离)上，形成焊点13。两条单支线12呈平行状态，通过机械手或导轨引入注塑机的注塑模具中再次注塑，就形成深水温度传感器。平行线12中的单支线尾部经再次注塑后，通过剥皮，或打端子孔座与外部电路连接。图1B中再次注塑的塑胶表示为14，它可以为耐高温塑胶。这样就形成了高温深水温度传感器，防水等级的高低根据完全覆盖在深水温度传感器塑胶的最薄厚度来决定，防水等级越高，塑胶厚度越厚。

图2A和图2B是根据本发明实施例的采用NTC裸片型热敏电阻、平行线的示意图。如图2A和图2B所示，将NTC裸片型热敏电阻21用锡焊在双并线22(平行的第一导线和第二导线并且被绝缘材料塑胶或者橡胶隔离)上，通过机械手或导轨引入注塑机的注塑模具中再次注塑，形成深水温度传感器。图2B中示出了再次注塑的塑胶24，本例采用了NTC裸片型热敏电阻21，使用了锡焊技术，所以再次注塑的塑胶24不可以是耐高温的塑胶，只能是常温塑胶或低温塑胶。

图3A和图3B是根据本发明实施例的采用NTC裸片型、导线打印喷涂在PCB板上的示意图。如图3A和图3B所示，PCB板36上的铜线35(平行的第一导线和第二导线并且被绝缘材料PCB板材隔离)是通过打印呈现在PCB板36上的，将NTC裸片型热敏电阻31用超声波焊接在导线35上，形成焊点33，通过机械手或导轨引入注塑机的注塑模具中再次注塑，就形成深水温度传感器。图3B示出了再次注塑的塑胶34。

图4A和图4B是根据本发明实施例的采用NTC单端玻封型热敏电阻、绝缘材料隔离平行导线的示意图。如图4A和图4B所示，两条平行导线45用绝缘材料胶水47隔开，将NTC单端玻封型热敏电阻41用超声波焊接在导线45上，形成焊点43，通过机械手或导轨引入注塑机的注塑模具中再次注塑，就形成深水温度传感器，图4B示出了再次注塑的塑胶44。

图5A和图5B是根据本发明实施例的采用NTC二级管玻封型热敏电阻、NTC裸片型热敏电阻、两条双并线两组深水温度传感器示意图。如图5A和5B所示，将NTC二极管玻封型热敏电阻51用激光焊接在两条单支线52上，形成焊点53，两条单支线52中的导线呈平行状态(平行的第一导线和第二导线并且被绝缘材料塑胶或者橡胶隔离)。将NTC裸片型热敏电阻56用锡焊在平行线55上，将这两组半成品通过机械手或导轨引入注塑机的注塑模具中再次注塑，就形成了两组深水温度传感器，其尾部的单支线52、平行线55经再次注塑后，通过剥皮，或打端子孔座与外部电线连接。

图5B示出了再次注塑的塑胶54。因为本例采用了NTC裸片型热敏电阻56，并且使用了焊接技术，所以再次注塑的塑胶54不可以是耐高温的塑胶，只能是常温塑胶或低温塑胶。

图6A和图6B是根据本发明实施例的采用NTC单端玻封型热敏电阻、NTC二极管玻封型热敏电阻，一条双并线(平行的第一导线和第二导线并且被绝缘材料塑胶或者橡胶隔离)和一条单支线(第三导线)形成的两组深水温度传感器示意图。如图6A和6B所示，将NTC二级管玻封型热敏电阻61的一支引脚用电焊接在一条单支线62上，另一支引脚用电焊接在一条平行线65上，将NTC单端玻封型热敏电阻66用电焊在平行线65上，平行线65中的一条线成为公共焊点63，将这组半成品通过机械手或导轨引入注塑机的注塑模具中再次注塑，就形成了共用一条线的两组深水温度传感器。

图6B示出了再次注塑的塑胶64，它可以为耐高温塑胶，由于采用耐高温的玻封型热敏电阻61、66，同时采用耐高温的电焊方式，那么第六实施例形成了高温深水温度传感器，其尾部的单支线62、双并线65经再次注塑后通过剥皮，或打端子孔座与外部电路连接。高温深水温度传感器耐多少温度决定于耐高温塑胶的耐温温度，因为本例采用耐高温的NTC玻封热敏电阻以及耐高温的电焊方式，第六实施例是大于200℃，其防水等级根据包覆和封装深水温度传感器塑胶的最薄厚度，以及塑胶材料特性来决定，一般来讲防水等级越高，塑胶厚度越厚。

在以上的第一到第六实施例中，外层塑胶(第二绝缘层)的厚度为0.1mm～4mm，优选为0.5-2mm。具体地，外层塑胶的厚度为0.1mm，0.2mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm，0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.1mm，1.2mm，1.3mm，1.4mm，1.5mm，1.6mm，1.7mm，1.8mm，1.9mm，2.0mm，2.1mm，2.2mm，2.3mm，2.4mm，2.5mm，2.6mm，2.7mm，2.8mm，2.9mm，3.0mm，3.1mm，3.2mm，3.3mm，3.4mm，3.5mm，3.6mm，3.7mm，3.8mm，3.9mm，4.0mm。本领域的技术人员可以根据不同的防水等级选择相应的塑胶厚度。

另外，本发明上述实施例中，“低温”或“常温”指零下30度到零上50度，“高温”指零上100度到250度。

另外，虽然上述实施例中以塑胶或者PCB材料作为第一绝缘材料来进行描述，但是本领域技术人员可以想到利用其它的绝缘材料，例如绝缘材料包括绝缘纤维、橡胶、电木、薄膜等材料。类似地，虽然上述实施例中以塑胶为第二绝缘层的材料，但是本领域技术人员可以想到利用其它的材料，例如PVC(Poly Vinyl Chioride聚氯乙烯)、XLPVC(交联PVC)、XLPE(交联PE)、PE(聚乙烯)、PU(聚醚酯、聚氨酯)、TPE(热塑胶性弹性体)、PP(聚丙烯)、PO(环氧丙烷)、硅胶、橡胶和或聚四氟乙烯中任一种。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种温度传感器，包括：

NTC热敏电阻；

分别与所述NTC热敏电阻两端键合的两条平行导线，所述两条平行导线被第一绝缘材料所隔离；

第二绝缘材料层，至少覆盖所述NTC热敏电阻和所述第一绝缘材料。

2.如权利要求1所述的NTC温度传感器，其中所述第一绝缘材料包括胶水、塑胶、纤维、PCB板、橡胶、电木、薄膜中的至少之一，所述第二绝缘材料层包括PVC(Poly VinylChioride聚氯乙烯)、XLPVC(交联PVC)、XLPE(交联PE)、PE(聚乙烯)、PU(聚醚酯、聚氨酯)、TPE(热塑胶性弹性体)、PP(聚丙烯)、PO(环氧丙烷)、硅胶、橡胶或聚四氟乙烯中的至少之一。

3.如权利要求1所述的温度传感器，其中所述NTC热敏电阻包括单端玻封热敏电阻、二极管型热敏电阻、裸片型热敏电阻或贴片型热敏电阻。

4.如权利要求1所述的温度传感器，其中第二绝缘材料层的厚度为：0.1mm～4mm。

5.如权利要求1所述的温度传感器，其中所述NTC热敏电阻所覆盖的第二绝缘层上有电镀金属层，或套有金属管，或粘有金属贴纸。

6.一种温度传感器，包括：

第一NTC热敏电阻；

第二NTC热敏电阻；

彼此平行的第一导线、第二导线和第三导线，其中所述第一NTC热敏电阻的一端键合到第一导线，所述第一NTC热敏电阻的另一端和第二NTC热敏电阻的一端一起键合到第二导线，所述第二NTC热敏电阻的另一端键合到第三导线，所述第一导线、第二导线和第三导线被第一绝缘材料所隔离；

第二绝缘材料层，至少覆盖所述第一NTC热敏电阻、第二NTC热敏电阻和所述第一绝缘材料。

7.如权利要求6所述的温度传感器，其中所述第一绝缘材料包括胶水、塑胶、纤维、PCB板、橡胶、电木、薄膜中的至少之一，所述第二绝缘材料层包括PVC(Poly Vinyl Chioride聚氯乙烯)、XLPVC(交联PVC)、XLPE(交联PE)、PE(聚乙烯)、PU(聚醚酯、聚氨酯)、TPE(热塑胶性弹性体)、PP(聚丙烯)、PO(环氧丙烷)、硅胶、橡胶或聚四氟乙烯中的至少之一。

8.如权利要求6所述的温度传感器，其中所述第一NTC热敏电阻和第二NTC热敏电阻的任一个包括单端玻封热敏电阻、二极管型热敏电阻、裸片型热敏电阻或贴片型热敏电阻。

9.如权利要求6所述的温度传感器，其中第二绝缘材料层的厚度为：0.1mm～4mm。

10.如权利要求6所述的温度传感器，其中所述第一NTC热敏电阻和第二NTC热敏电阻所覆盖的第二绝缘层上有电镀金属层，或套有金属管，或粘有金属贴纸。

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