CN113588111A - 温度探头及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种温度探头及其制作方法，涉及温度传感器技术领域。该温度探头包括：热敏元件，所述热敏元件用于探测被探测物的温度；针状探头，所述热敏元件位于所述针状探头内部；保护罩，所述针状探头放置于所述保护罩的内部，所述保护罩用于保护针状探头；隔热转换头，所述保护罩与所述隔热转换头的一端连接，所述隔热转换头的另一端与底座螺接，所述隔热转换头的内部具有通孔，所述针状探头的一端位于所述隔热转换头的通孔内。本公开提供的一种温度探头通过使用隔热转换头对针状探头进行加固，提高了热敏元件的响应时间，另外，通过对针状探头加装保护罩，可以使得本公开的温度探头适用于更多场合。
Description
技术领域
本公开涉及温度传感器技术领域，具体而言，涉及一种温度探头及其制作方法。
背景技术
温度传感器是各个领域测量温度不可或缺的一种仪器。现代技术中，温度探头是温度传感器中测温感温的重要元件，温度探头的灵敏程度，极大地影响着温度传感器的响应速度。
目前，温度探头一般常采用铂热电阻或铜热电阻作为主要的测温热敏元件，但由于铂热电阻或铜热电阻等热敏元件需要进行二次加固，而二次加固采用的是金属结构加固形式，由于金属加固结构件的热传导性，会造成热敏元件的响应速度降低。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种温度探头及其制作方法。
本公开的其他特性和有点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开实施例的第一方面，提供了一种温度探头，包括：
热敏元件，所述热敏元件用于探测被探测物的温度；
针状探头，所述热敏元件位于所述针状探头内部；
保护罩，所述针状探头放置于所述保护罩的内部，所述保护罩用于保护针状探头；
隔热转换头，所述保护罩与所述隔热转换头的一端连接，所述隔热转换头的另一端与底座螺接，所述隔热转换头的内部具有通孔，所述针状探头的一端位于所述隔热转换头的通孔内。
在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述隔热转换头的外表面具有螺纹结构，所述保护罩的内表面具有螺纹，所述隔热转换头与所述保护罩通过螺纹连接。
在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述隔热转换头的通孔的直径大于等于两个所述针状探头的直径尺寸之和。
在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述保护罩的罩壁具有半圆环形镂空的结构。
在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述针状探头与所述热敏元件通过导热胶连接。
在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述针状探头与所述隔热转换头通过环氧胶灌封。
在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述隔热转换头的材料为聚四氟乙烯。
根据本公开实施例的第二方面，提供了一种温度探头的制作方法，包括权利要求上述任一项所述的温度探头；
所述温度探头的制作方法包括：
将所述热敏元件插入至所述针状探头内部；使用导热胶将所述针状探头内部灌封填充；所述针状探头穿过所述隔热转换头内部，所述针状探头一端伸出所述隔热转换头的内部，所述针状探头的另一端保持在所述隔热转换头内部；将所述针状探头伸出所述隔热转换头内部的一端插入至所述保护罩内部，并将所述保护罩与所述隔热转换头螺接；将所述隔热转换头与所述底座连接。
在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述温度探头的制作方法还包括：所述针状探头保持在所述隔热转换头内部的一端与所述隔热转换头采用环氧胶灌封。
在本公开的一些实施例中，基于前述方案，所述热敏元件具有引脚，所述引脚上焊接有高温导线。
本公开一方面提供了一种温度探头，该温度探头使用隔热转换头作为加固针状探头的加固结构件，所述隔热转换头连接针状探头和底座，隔热转换头的隔热性能好，具有电气绝缘性，保证了热敏元件连接在温度探头上不会发生短路，本公开采用的隔热转换头缩短了热敏元件的响应时间，提高了热敏元件的响应性能；
此外，本公开的温度探头采用带有镂空结构的保护罩将针状探头保护起来，可以使温度探头在运输过程中得到保护，与此同时，保护罩可以为热敏元件提供保护，可以使温度探头适用于高腐蚀性、具有爆炸环境等多种场合，温度探头的抗震性能好。
本公开的另一方面提供了一种温度探头的制作方法，该温度探头制作方法使用隔热转换头将针状探头加固，并且使用保护罩将热敏元件加以保护，该制作方法简单易行，且使用该制作方法制作的温度探头响应速度快，温度响应性能好。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开示例性实施例中的一种温度探头的结构示意图。
图2为本公开示例性实施例中的一种温度探头的外观示意图。
其中，附图标记说明如下：
1：隔热转换头；
2：针状探头；
3：保护罩；
4：引脚。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
本公开实施方式提供了一种温度探头，如图1示出本公开示例性实施例中的一种温度探头的结构示意图，如图1所示，所述温度探头包括：热敏元件、隔热转换头1、针状探头2、保护罩3以及引脚4。
在一些实施例中，温度探头的响应速度，即温度探头的响应时间，又称为温度传感器的时间常数，是指温度传感器响应温度上的阶跃变化所需要的时间。响应时间通常是在一定的条件下进行定义。响应时间是温度传感器以一定的速度指示温度条件变化的一种比较标准，通常是确定系统响应时间的重要组成因素。
温度探头一般常用铂热电阻或铜热电阻，但由于铂热电阻或铜热电阻等热敏元件需要二次加固，往往都以金属结构加固形式，这种金属结构形式加固，对温度敏感元件加固后，由于金属加固结构件的热传导性，会造成敏感元件响应速度性能降低。因此，需要一种加固方式使得温度探头的响应性能不受影响。本公开提供了一种温度探头，可以提高温度探头的响应性能。
其中，热敏元件用于探测被探测物体的温度。
所述热敏元件位于所述针状探头2的内部，热敏元件放置在所述针状探头2的内部后，将导热胶注入所述针状探头2的内部，使针状探头2的内部和热敏元件的周围充满导热胶，通过导热胶将热敏元件与针状探头连接起来。
所述热敏元件可以是金属热电阻或是半导体热电阻，一般情况下选择的是铂热电阻或是铜热电阻，热敏元件的选用可以根据具体使用场合确定，本公开不做具体限定。
在一些实施例中，本公开提供的热敏元件，可用于测量-200～+850℃范围内的温度，少数情况下，低温可测至1K，高温达1000℃。在一些特殊场合下，例如爆炸或具有高腐蚀性液体中，所述热敏元件都可以用于测量温度，并且测量温度的准确性不受环境影响。
其中，针状探头2用于通过热敏元件探测被测物温度。
所述针状探头2的一端与所述隔热转换头1连接，所述针状探头2的另一端与所述保护罩3连接，所述针状探头2与所述隔热转换头1通过环氧胶灌注连接。
所述针状探头2通常采用金属材料制成，但针状探头2也可采用具有导热性的非金属材料制成。所述针状探头2的形状是针头状，内部是中空结构，所述热敏元件位于所述针状探头2的内部。本公开提供的针状探头2的形状可以是针头状，也可以是条状，针状探头2的形状需根据温度探头的具体使用场合来确定，本公开对针状探头2的形状不做具体的限定。
针状探头2的数量一般为两个，其中一个针状探头2可作为主测温探头，另一个针状探头2可作为备用测温探头，在一个针状探头2出现故障时，另一个针状探头还可以正常工作，保证温度探头的正常使用。通常情况下，两个针状温度探头2的测量数据和精度是一致的。本公开针状探头2的数量也可以是3个或者多个，其数量需满足探测和使用需要，本公开不做具体限定。
在一些实施例中，针状探头2的制作材料要满足热敏元件的测量温度，一般热敏元件的测量温度在-200～+850℃范围内，因此，需要针状探头2的制作材料也要有耐低温和高温的特性。
其中，保护罩3用于保护针状探头2。
所述针状探头2位于保护罩3的内部，所述保护罩3保护针状探头2。保护罩3是具有中空结构的圆柱体，保护罩3的罩壁具有镂空结构。
在一些实施例中，保护罩3主要用于保护针状探头2，由于针状探头2的特殊结构以及形状，针状探头2易被损坏，因此在本公开中设置有保护罩3，保护针状探头2在运输或使用过程中不被损坏，同时，保护罩3还可以防止在一些使用情况下出现的探头伤人情况。
在运输或需要使用保护罩3的场合可以将保护罩3与隔热转换头1连接，保证针状探头2不被损坏，使针状探头2可以正常使用。在一些使用情况下，针状探头2不会在使用过程中出现损坏，可以将保护罩3从隔热转换头1上取下，直接使用针状探头2。
保护罩3通常采用铝镁合金材料，但也可以采用其它类型的金属材料，保护罩3的材料选择要保证不影响针状探头2的温度测量即可，本公开不做具体限定。
保护罩3采用罩体镂空设计，一般采用半圆环的镂空设计，保护罩3的罩体上具有多条半环形镂空条，多条镂空条平行设置。本公开提供的保护罩3的镂空设计，可以是在保护罩3沿圆周方向设置，也可在保护罩3沿进行方向设置，或可以沿任意方向设置，但无论镂空设计采用任一种方向设置，均需要满足保护罩3的强度要求，本公开不做具体限定。
所述保护罩3内部中空的尺寸需要大于等于针状探头2的外径的尺寸，使得针状探头2可以安装在保护罩3的内部。保护罩3的顶部可以设置为圆形镂空状，在使用带有保护罩3的温度探头时可以保证保护罩3内外的的空气流通，提高温度探头的测温精度。
本公开通过在温度探头中增加保护罩，可以在运输或一些特殊场合下保护针状探头，保证了温度探头的有效测温，提高了温度探头的可靠性。
其中，隔热转换头1用于连接针状探头2与底座。
所述隔热转换头1的一端与保护罩3连接，所述隔热转换头1的另一端与底座连接，隔热转换头1具有通孔，针状探头2的一端位于隔热转换头1的内部。
隔热转换头1的外表面具有螺纹结构，其中，隔热转换头1的上部的外表面的螺纹结构与保护罩3内部底端的螺纹结构相匹配，隔热转换头1与保护罩3通过螺纹连接。所述隔热转换头1的下部的外表面的螺纹结构与底座的螺纹结构匹配，隔热转换头1与底座通过螺纹连接。
所述隔热转换头1的内部是具有通孔的结构，隔热转换头1内部通孔直径的尺寸大于等于两个针状探头2的直径尺寸之和，保证两个针状探头可以顺利通过隔热转换头1的内部通孔。但本公开的隔热转换头1的内部通孔尺寸不限于大于等于两个针状探头2的直径尺寸之和，也可以是三个或多个针状探头2的直径尺寸之和，以保证针状探头2在损坏时有备用的针状探头2可以进行替补，并且可以保证需要多个针状探头2的使用场合的温度探头的正常使用，本公开对隔热转换头内部通孔的尺寸不做具体限定。
进一步的，隔热转换头1的内部通孔与针状探头2连接的一端的直径尺寸为两个针状探头2的直径尺寸之和，隔热转换头1通孔另一端的尺寸可以根据引脚4导线的穿出情况确定，隔热转换头1通孔的引脚4导线穿出端的尺寸可以小于另一端的尺寸，具体尺寸的设定可根据实际使用情况选择，本公开不做具体显限定。
另外，在隔热转换头1的外表面设置有螺母形状的凸台结构，该凸台结构位于隔热转换头1与保护罩3连接的螺纹处和隔热转换头1与底座连接的螺纹处之间，该凸台结构的作用是方便隔热转换头1在底座上的拧紧，使隔热转换头1的安装方便。
隔热转换头1优选采用聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯具有隔热性能好，具有电气绝缘性，耐高低温性能好，具有抗腐蚀性，且硬度适中，热敏元件安装在由聚四氟乙烯材料制成的隔热转换头1上不会对热敏元件的测量精度产生影响，而且不会造成短路问题。但本公开隔热转换头1的材料不限于聚四氟乙烯，也可以是具备上述性能的任一种材料，本公开不做具体限定。
针状探头2通过隔热转换头1的通孔安装在隔热转换头1上，通过环氧胶灌注在隔热转换头1于针状探头2之间，使得隔热转换头1与针状探头2固定连接。
本公开提供的隔热转换头采用聚四氟乙烯材料制成，该隔热转换头具有加固热敏元件的作用，使用隔热转换头可以提高热敏元件的测温可靠性，同时设置有隔热转换头的温度探头可适用于多种场合，包括如防爆、高腐蚀性等一些特殊场景。
本公开提供的一种温度探头，通过热敏元件、针状探头、保护罩与隔热转换头的连接，使得该温度探头响应速度快、抗震性能好，同时该温度探头适用于多种场合，包括防爆、高腐蚀性等特殊场合，此外，由于保护罩的设置可以对温度探头起到保护作用，并且保护罩不影响温度探头的响应速度。
本公开另一方面提供了一种温度探头的制作方法，包括：
使用上述温度探头的各个部件。
如图1和图2所示，将热敏元件的引脚4上焊接上高温导线，将所述热敏元件插入至针状探头2的内部；
使用导热胶将针状探头2的内部灌封，使得针状探头2与热敏元件通过导热胶固定连接；
将针状探头2插入隔热转换头1内部的通孔中，针状探头2穿出隔热转换头1的通孔的一端，引脚4上的导线穿出隔热转换头1的通孔的另一端，所述针状探头2的一端穿出隔热转换头1通孔，所述针状探头2的另一端保持在隔热转换头1通孔的内部，保持在隔热转换头1通孔的内部的针状探头2通过环氧胶灌封与隔热转换头1固定连接；
针状探头2穿出隔热转换头1通孔的部分插入到保护罩3中，将保护罩3通过螺纹连接在隔热转换头1的一端上；
将上述穿出隔热转换头1的另一端通过螺纹连接在底座上。
需要说明的是，本公开采用的温度探头的引脚可以2线制热电阻，也可以是3线制热电阻，2线制热电阻配线简单，但不适合A级精度的热电阻且引线和导线都不宜过长，3线制热电阻测量精度较高，适用于作为过程检测元件，应用范围较广，具体的线制选择可根据温度探头的使用场合和使用精度确定，本公开不做具体限定。
本公开提供的一种温度探头的制作方法，隔热转换头对针状探头进行加固连接，同时使用保护罩将针状探头进行保护，本公开提供的温度探头的制作方法，工艺步骤简单，成本低，且提高了温度探头的响应速度，提高了温度探头的性能，此外，使用本公开制作方法制作的温度探头可以适用于多种场合，尤其是防爆、高腐蚀性等特殊场合。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中温度探头的制作方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
Claims (10)
1.一种温度探头，其特征在于，包括：
热敏元件，所述热敏元件用于探测被探测物的温度；
针状探头，所述热敏元件位于所述针状探头内部；
保护罩，所述针状探头放置于所述保护罩的内部，所述保护罩用于保护针状探头；
隔热转换头，所述保护罩与所述隔热转换头的一端连接，所述隔热转换头的另一端与底座螺接，所述隔热转换头的内部具有通孔，所述针状探头的一端位于所述隔热转换头的通孔内。
2.根据权利要求1所述的温度探头，其特征在于，
所述隔热转换头的外表面具有螺纹结构，所述保护罩的内表面具有螺纹，所述隔热转换头与所述保护罩通过螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的温度探头，其特征在于，
所述隔热转换头的通孔的直径大于等于两个所述针状探头的直径尺寸之和。
4.根据权利要求3所述的温度探头，其特征在于，
所述保护罩的罩壁具有半圆环形镂空的结构。
5.根据权利要求1所述的温度探头，其特征在于，
所述针状探头与所述热敏元件通过导热胶连接。
6.根据权利要求1所述的温度探头，其特征在于，
所述针状探头与所述隔热转换头通过环氧胶灌封。
7.根据权利要求1所述的温度探头，其特征在于，
所述隔热转换头的材料为聚四氟乙烯。
8.一种温度探头的制作方法，其特征在于，
所述温度探头的制作方法包括：
将热敏元件插入至针状探头内部；
使用导热胶将所述针状探头内部灌封填充；
将所述针状探头穿过所述隔热转换头内部，所述针状探头一端伸出所述隔热转换头的内部，所述针状探头的另一端保持在所述隔热转换头内部；
将所述针状探头伸出所述隔热转换头内部的一端插入至所述保护罩内部，并将所述保护罩与所述隔热转换头螺接；
将所述隔热转换头与所述底座连接。
9.根据权利要求8所述的温度探头的制作方法，其特征在于，
所述温度探头的制作方法还包括：所述针状探头保持在所述隔热转换头内部的一端与所述隔热转换头采用环氧胶灌封。
10.根据权利要求8所述的温度探头的制作方法，其特征在于，
所述热敏元件具有引脚，所述引脚上焊接有高温导线。
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