CN115077732B - 一种方便拆装的温度传感器组件及测温设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方便拆装的温度传感器组件及测温设备，能被用于PCB上，其特征在于：包括温度传感器和探头固定模组，所述探头固定模组包含支架和用导热材料制作的探头容纳件；所述温度传感器的探头固定于所述探头容纳件内；所述支架被设置为能卡入PCB上预设的通孔，以实现探头固定模组与PCB的卡接以及探头固定模组相对于PCB和被测物的固定，同时使得探头容纳件经由所述通孔抵接至位于PCB下方的所述被测物的表面。本发明提供的温度传感器组件及测温设备，温度监测可靠，结构设计简单，安全可靠，占用空间小，安装、拆卸方便，效率高，可以降低生产成本。

Description

一种方便拆装的温度传感器组件及测温设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及温度传感器领域，特别涉及一种方便拆装的温度传感器组件及测温设备。

背景技术

PCB（Printed Circuit Board，印制电路板），又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。通常PCB的颜色都是绿色或是棕色，这是阻焊（solder mask）的颜色，是绝缘的防护层，可以保护铜线，也防止波焊时造成的短路，并节省焊锡之用量。在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面（silk screen）。通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面（legend）。

传感器（transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。温度是自然界中和人类打交道最多的物理参数之一，无论是在生产实验场所，还是在居住休闲场所，温度的采集或控制都十分频繁和重要，而且，网络化远程采集温度并报警是现代科技发展的一个必然趋势。由于温度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温度传感器就会相应产生。温度传感器是一种能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，一般用于测温或者监控设备的工作温度，如今已成为一种使用十分普遍的传感器。温度传感器（temperaturetransducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

现有的一些电子器件，如逆变器、储能电源等，内部设有多块PCBA（PrintedCircuit Board Assembly），PCBA由PCB上设置电子元器件（如：CPU、电阻、电容、电感等）所形成，PCBA上发热器件多且发热量大，为了避免热量聚集降低器件寿命甚至损坏器件，常常需要配备散热器，同时设置温度传感器进行散热器表面的温度监控。对于被测物体（例如散热器）的温度监测，通常采用热传导的原理，测量过程通常包括：首先将被测物体的表面热量传导至温度传感器上，再由温度传感器检测获取被测物体的温度。目前较为常用的温度传感器安装方式如图14所示，先将温度传感器灌封在“线鼻子”铝制件500内，再通过螺丝直接将灌封有温度传感器探头的“线鼻子”锁在被测物体上。但这种方案存在以下缺陷：

一、“线鼻子”铝制件是通过螺丝固定在被测物体上，拧螺丝之后可能会使所述“线鼻子”铝制件翘起，进而导致所述“线鼻子”铝制件与PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）上布置的带电体发生接触，造成漏电事故，具有极大的安全隐患；

二、因为在拧螺丝的过程中，“线鼻子”铝制件会跟随螺丝一起旋转，所以在温度传感器的周围都不能布置插针类器件，导致器件布局受到了极大的限制；

三、PCB与被测物体之间需要预留足够的安全空间用于布置温度传感器，导致空间布局利用率低；

四、温度传感器设计安装在PCB下面，所有操作都需要在PCB与被测物之间的狭小空间内进行，导致维护时非常不直观，安装和拆卸也很不方便，降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种方便拆装的温度传感器组件及测温设备，以解决现有的温度传感器维护、安装和拆卸不方便的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种方便拆装的温度传感器组件，能被用于PCB上，包括温度传感器和探头固定模组，所述探头固定模组包含支架和用导热材料制作的探头容纳件，所述支架被设置为能套在所述探头容纳件上；所述温度传感器的探头固定于所述探头容纳件内；所述支架被设置为能卡入PCB上预设的通孔，以实现探头固定模组与PCB的卡接以及探头固定模组相对于PCB和被测物的固定，同时使得探头容纳件经由所述通孔抵接至位于PCB下方的所述被测物的表面。

更进一步地，所述支架被设置为能可拆卸地卡入所述通孔。

更进一步地，所述支架包括环状顶部、由环状顶部向下延伸出的可按压的卡扣以及设于所述卡扣外侧的按压部，所述环状顶部环套于所述探头容纳件上，所述卡扣用于卡入所述通孔，所述按压部可供按压以从所述通孔中取出所述卡扣。

更进一步地，所述探头固定模组还包括弹簧，套设于所述探头容纳件的外周；当所述支架卡入所述通孔后，所述弹簧处于被压缩状态，且弹簧上端抵接所述支架、下端将所述探头容纳件抵压至所述被测物的上表面。

更进一步地，所述探头固定模组还包括卡簧；所述探头容纳件底部外周设有凸缘，上部设有环状凹槽；所述卡簧卡入所述环状凹槽，使得所述支架被限位于卡簧与弹簧上端之间，同时弹簧被限位于支架与探头容纳件的所述凸缘之间。

更进一步地，所述探头容纳件的内部形成有上部开口的空腔，所述温度传感器的探头灌封于所述空腔内。

更进一步地，所述探头容纳件为铝制件。

此外，本发明还提出以下一种技术方案：

一种测温设备，包括PCB、布置于PCB上的电路以及上述的温度传感器组件。

在一些实施例中，所述测温设备还包括连接组件，用于将所述PCB与被测物连接固定，使被测物间隔地固定于PCB下方。

在一些实施例中，所述连接组件包括相互配合的螺柱和螺丝。

与现有技术中的方案相比，本发明前述提出的技术方案至少具有如下有益效果：

本发明前述提供的温度传感器组件，采用了导热性能较好的铝制件材料做探头容纳件，且探头容纳件能与被测物表面紧密连接，能保证温度监测可靠；该组件通过支架实现了探头固定模组与PCB的卡接以及探头固定模组相对于PCB和被测物的固定，结构设计简单，降低了生产成本；该组件避免了与PCB上布置的带电体接触，安全可靠；该组件只需要在PCB设计一个通孔，就可以实现一步卡入安装、一步拆卸，无需借助工具，占用空间小，安装、拆卸方便，效率高。

附图说明

图1为本发明实施例中一种温度传感器组件应用场景的示意图；

图2为本发明实施例中一种温度传感器组件的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种温度传感器组件的立体装配图；

图4为本发明实施例中温度传感器组件的支架结构示意图；

图5为本发明实施例中温度传感器组件应用场景的立体装配图；

图6为本发明实施例中第二种温度传感器组件应用场景的示意图；

图7为本发明实施例中第二种温度传感器组件的结构示意图；

图8为本发明实施例中第二种温度传感器组件的立体装配图；

图9为本发明实施例中第二种温度传感器组件的支架结构示意图；

图10为本发明实施例中第三种温度传感器组件应用场景的示意图；

图11为本发明实施例中第三种温度传感器组件的结构示意图；

图12为本发明实施例中第三种温度传感器组件的立体装配图；

图13为本发明实施例中第三种温度传感器组件的支架结构示意图；

图14为现有的温度传感器安装场景示意图。

附图标记说明：1、温度传感器；2、探头固定模组；11、探头；12、端子线；13、端子；21、支架；22、探头容纳件；23、弹簧；24、卡簧；100、PCB；101、通孔；200、被测物；211、环状顶部；212、卡扣；213、按压部；214、限位部；221、凸缘；222、环状凹槽；300、螺丝；400、螺柱。

具体实施方式

为使本发明提出的技术方案得以清楚地呈现，以及使本领域技术人员能够据以实施，下面结合附图和具体的实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。应该强调的是，下述的说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的保护范围及其应用。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在介绍本发明的具体实施方式之前，先简单介绍一下本发明的思路：本发明提出一种温度传感器组件，先将温度传感器的探头灌封于一个导热性能较好的探头容纳件的空腔内，再将探头容纳件可拆卸地卡接在PCB预设的通孔上，从而实现温度传感器的便捷安装与拆卸；此外，借助弹簧的弹力可保证探头容纳件与被测物体表面之间紧密接触，从而使得探头容纳件内的温度传感器探头能够通过探头容纳件获取物体的热能；再者，因铝制件导热性好，探头容纳件采用铝制件可保证温度监测更可靠。

参阅图1至图5，为本发明一实施例提供的温度传感器组件示意图。其中，图1为本发明实施例中一种温度传感器组件应用场景的示意图，图2为本发明实施例中一种温度传感器组件的结构示意图，图3为本发明实施例中一种温度传感器组件的立体装配图，图4为本发明实施例中温度传感器组件的支架结构示意图，图5为本发明实施例中温度传感器组件应用场景的立体装配图。本发明实施例提供的温度传感器组件，包括温度传感器1和探头固定模组2；温度传感器1包括探头11、端子线12，以及与PCB的电路连接的端子13；探头固定模组2包含支架21、用导热材料制作的探头容纳件22、弹簧23和卡簧24。温度传感器1的探头11固定于探头容纳件22内；支架21被设置为能卡入PCB 100上预设的通孔101，以实现探头固定模组2与PCB 100的卡接以及探头固定模组2相对于PCB 100和被测物200的固定，同时使得探头容纳件22经由所述通孔101抵接至位于PCB 100下方的被测物200的表面。继续参考图3。所述探头容纳件22底部外周设有凸缘221，上部设有环状凹槽222；所述探头容纳件22的内部形成有上部开口的空腔，所述温度传感器1的探头11灌封于所述空腔内。如图4所示，支架21包含环状顶部211，环状顶部211向下延伸设置的用于卡入PCB的卡扣212，以及为了安装之后便于进行拆卸而设计的按压部213。在进行装配时，先将弹簧23套在探头容纳件22的外周，再将支架21压到弹簧23上，支架的环状顶部211环套于所述探头容纳件22上，然后将所述卡簧24卡入所述环状凹槽222，使得所述支架21被限位于卡簧24与弹簧23上端之间，以防止在安装之前支架21被弹簧23弹出，同时弹簧23被限位于支架21与探头容纳件22的所述凸缘221之间，装配完成后，所述弹簧23处于被压缩状态，弹簧23上端抵接所述支架21、下端通过抵接凸缘221而将所述探头容纳件22抵压至所述被测物200的上表面。所述探头容纳件22选用导热性好的材料以保证温度监测更可靠、更准确，优选地，探头容纳件22为铝制件；应当理解的是，除了采用铝制件，也可以采用其它导热性能好的材料来制作探头容纳件，本发明不对探头容纳件的材质作专门的限定，铝制件的探头容纳件并不用于限定本发明的保护范围。

本发明实施例的一应用场景如图1所示，在安装所述温度传感器组件时，仅需在PCB 100上合适位置预先开设一个与支架21的卡扣212相适配的通孔101，然后，将温度传感器组件的支架21卡入该通孔101即可完成安装，安装过程非常快速、便捷，安装完成后所述弹簧23处于被压缩状态，可实现探头固定模组2与PCB 100的卡接以及探头固定模组2相对于PCB 100和被测物200的固定；在拆卸温度传感器组件时，只需通过按压所述按压部213，便可取出该温度传感器组件。与现有技术的温度传感器安装方式相比，本实施例只需要在PCB设计一个通孔，就可以实现一步卡入安装、一步拆卸，无需借助工具，使用方便，占用空间小，对温度传感器进行维护时仅需按压所述按压部213取出支架21，即可将温度传感器组件整体拆卸，进行更换、维护。反观现有技术，需要从PCB与被测物之间的狭小空间内拆卸螺丝，拆卸和维护等显然非常困难。

参阅图6至图9，本发明实施例提供另一种温度传感器组件，为便于说明，与前述图1-图5所示实施例的温度传感器组件相同的部件采用相同的附图标记。该温度传感器组件包括温度传感器1和探头固定模组2。所述温度传感器1包括探头11、端子线12，与PCB的电路连接的端子13；所述探头固定模组2包含支架21、探头容纳件22、弹簧23以及卡簧24。所述探头容纳件22底部外周设有凸缘221，上部设有环状凹槽222；所述探头容纳件22的内部形成有上部开口的空腔，所述温度传感器1的探头11灌封于所述空腔内。支架21包含环状顶部211，以及由环状顶部211向下延伸出的可按压的卡扣212，与前述图1-图5实施例相比，卡扣212上可以不设置按压部，此种设计针对不考虑方便拆卸的情况而作出。所述卡簧24卡入所述环状凹槽222，使得所述支架21被限位于卡簧24与弹簧23上端之间，以防止在安装之前支架21被弹簧23弹出，同时弹簧23被限位于支架21与探头容纳件22的所述凸缘221之间。所述弹簧23套设于所述探头容纳件22的外周。所述环状顶部211环套于所述探头容纳件22上。所述探头容纳件22选用导热性好的材料以保证温度监测可靠，优选地，探头容纳件22为铝制件。

本实施例的应用场景如图6所示，在安装温度传感器组件时，只需将温度传感器组件的支架21卡入PCB 100上预设的通孔101，此时所述弹簧23处于被压缩状态，可实现探头固定模组2与PCB 100的卡接以及探头固定模组2相对于PCB 100和被测物200的固定。

参阅图10至图13为本发明另一实施例提供的温度传感器组件，包括温度传感器1和探头固定模组2。如图12所示，所述温度传感器1包括探头11、端子线12，与PCB的电路连接的端子13；所述探头固定模组2包含支架21、探头容纳件22、弹簧23和卡簧24。所述探头容纳件22底部外周设有凸缘221，上部设有环状凹槽222；所述探头容纳件22的内部形成有上部开口的空腔，所述温度传感器1的探头11灌封于所述空腔内。如图13所示，支架21包含环状顶部211、由环状顶部211向下延伸出的可按压的卡扣212、设于所述卡扣212外侧的按压部213以及由环状顶部211向下延伸出的限位部214；所述按压部213可供按压以从所述通孔101中取出所述卡扣212，以从PCB上拆卸探头固定模组2；当支架21卡入PCB 100上预设的通孔101时，所述限位部214底部抵接PCB 100上表面，可进一步稳固探头固定模组2与PCB 100的卡接。所述卡簧24卡入所述环状凹槽222，使得所述支架21被限位于卡簧24与弹簧23上端之间，以防止在安装之前支架21被弹簧23弹出，同时弹簧23被限位于支架21与探头容纳件22的所述凸缘221之间。所述弹簧23套设于所述探头容纳件22的外周。所述环状顶部211环套于所述探头容纳件22上。所述探头容纳件22选用导热性好的材料以保证温度监测可靠，优选地，探头容纳件22为铝制件。

本实施例的应用场景如图10所示，在安装温度传感器组件时，只需将温度传感器组件的支架21卡入PCB 100上预设的通孔101，此时所述弹簧23处于被压缩状态，且所述限位部214底部与PCB 100相接，此时，探头固定模组2与PCB 100稳固卡接，且探头固定模组2相对于PCB 100和被测物200是固定的；在拆卸温度传感器组件时，只需通过按压所述按压部213，便可轻易取出该温度传感器组件。

在另一些实施例中，还提出一种测温设备，包括PCB 100、布置于PCB上的电路、连接组件以及前述任一实施例中所述的温度传感器组件。参考图1、图5、图6、图10，所述连接组件用于将所述PCB 100与被测物200连接固定，使被测物200间隔地固定于PCB 100下方。优选地，参考图5，连接组件采用相互配合的螺柱400和螺丝300。

本发明实施例提供的温度传感器组件，可以用于具备温度测量功能的电路中，获取被测物表面温度。一种典型的应用场景是，被测物固定在PCB下方，与PCB间隔一定的空间距离，PCB上合适的位置开设通孔，只需要将本发明实施例的温度传感器组件的探头固定模组通过带有卡扣的支架卡入该通孔，即完成温度传感器的安装固定。由于探头固定模组是从PCB上方卡入通孔并抵接到下方的被测物，并且在一些实施例中设计了可操作的按压部，因此在使用过程中维护拆卸时不需要将PCB和被测物分开，直接按压即可取出探头固定模组，实现一步拆卸，可为结构简单、操作方便。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (9)

1.一种方便拆装的温度传感器组件，应用于PCB（100）上，其特征在于：包括温度传感器（1）和探头固定模组（2），所述探头固定模组（2）包含支架（21）和用导热材料制作的探头容纳件（22），所述支架（21）被设置为能套在所述探头容纳件（22）上；所述温度传感器（1）的探头（11）固定于所述探头容纳件（22）内；所述支架（21）被设置为能从PCB上方卡入PCB（100）上预设的通孔（101），以实现探头固定模组（2）与PCB（100）的卡接以及探头固定模组（2）相对于PCB（100）和被测物（200）的固定，以及实现探头固定模组（2）从PCB（100）上方卡入通孔（101），并使得探头容纳件（22）经由所述通孔（101）抵接至位于PCB（100）下方的所述被测物（200）的表面；所述支架（21）被设置为能可拆卸地卡入所述通孔（101），且所述支架上设计了可操作的按压部，在使用过程中维护拆卸时不需要将PCB和被测物分开，直接按压即可取出探头固定模组。

2.如权利要求1所述的温度传感器组件，其特征在于：所述支架（21）包括环状顶部（211）、由环状顶部（211）向下延伸出的可按压的卡扣（212）以及设于所述卡扣（212）外侧的按压部（213），所述环状顶部（211）环套于所述探头容纳件（22）上，所述卡扣（212）用于卡入所述通孔（101），所述按压部（213）可供按压以从所述通孔（101）中取出所述卡扣（212）。

3.如权利要求1所述的温度传感器组件，其特征在于：所述探头固定模组（2）还包括弹簧（23），套设于所述探头容纳件（22）的外周；当所述支架（21）卡入所述通孔（101）后，所述弹簧（23）处于被压缩状态，且弹簧（23）上端抵接所述支架（21）、下端将所述探头容纳件（22）抵压至所述被测物（200）的上表面。

4.如权利要求3所述的温度传感器组件，其特征在于：所述探头固定模组（2）还包括卡簧（24）；所述探头容纳件（22）底部外周设有凸缘（221），上部设有环状凹槽（222）；所述卡簧（24）卡入所述环状凹槽（222），使得所述支架（21）被限位于卡簧（24）与弹簧（23）上端之间，同时弹簧（23）被限位于支架（21）与探头容纳件（22）的所述凸缘（221）之间。

5.如权利要求1所述的温度传感器组件，其特征在于：所述探头容纳件（22）的内部形成有上部开口的空腔，所述温度传感器（1）的探头（11）灌封于所述空腔内。

6.如权利要求1所述的温度传感器组件，其特征在于：所述探头容纳件（22）为铝制件。

7.一种测温设备，其特征在于：包括PCB、布置于PCB上的电路以及如权利要求1-6任一项所述的温度传感器组件。

8.如权利要求7所述的测温设备，其特征在于：还包括连接组件，用于将所述PCB与被测物连接固定，使被测物间隔地固定于PCB下方。

9.如权利要求8所述的测温设备，其特征在于：所述连接组件包括相互配合的螺柱和螺丝。

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