CN117330201A - 耐高压5000v的新能源温度传感器及制备方法和实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及温度传感器领域，尤其是耐高压5000V的新能源温度传感器及制备方法和实验方法。其中耐高压5000V的新能源温度传感器，包括：二极管式正温度系数LPTC热敏电阻，该二极管式正温度系数LPTC热敏电阻表面具有玻璃封装层；高耐压PE电线，该高耐压PE电线内具有线芯部；所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻的引脚两端分别与高耐压PE电线的线芯部焊接；所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻和所述玻璃封装层的表面包裹有包裹层，RNB端子，所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻、所述玻璃封装层及所述包裹层分别处于所述RNB端子内；所述包裹层外部还设有封装层，该封装层处于所述RNB端子内。

Description

耐高压5000V的新能源温度传感器及制备方法和实验方法

技术领域

本发明涉及温度传感器领域，尤其是耐高压5000V的新能源温度传感器及制备方法和实验方法。

背景技术

传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。它由敏感元器件(感知组件和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。②化学类，基于化学反应的原理。③生物类，基于酶、抗体和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏组件、光敏组件、气敏组件、力敏组件、磁敏组件、湿敏组件、声敏组件、放射线敏感组件、色敏组件和味敏组件等。

由于温度传感器种类繁多，应用场景及需求不同，因此不同的行业或应用场景制造温度传感器的要求不同；对于特殊应用的高要求温度传感器，如：耐压达5000V的工作环境，其装配及工作环境对传感器电气性能如耐压等有严格的要求，并且同时要求温度传感器防潮性能要好，而现目前市场上对于这种特殊应用的温度传感器，现目前业内通常是采用玻封或环氧树脂封装热敏电阻与线材焊接导通后，进行环氧树脂的包封；在这个过程中，若需要增加产品密封性，包封次数会多达两至三次，虽然防水性能可以勉强达到要求，但是在耐压仅仅只能达到1800V-2500V左右，这在现目前已经是属于耐高压的范围了，无法运用在要求耐压达3000V的工作环境中，进一步的更加无法耐压5000V。

发明内容

本发明的目的是至少解决以上部分现有问题并带来相应的技术效果。

为解决上述技术问题，本发明耐高压5000V的新能源温度传感器，包括：

二极管式正温度系数LPTC热敏电阻，该二极管式正温度系数LPTC热敏电阻表面具有玻璃封装层；

高耐压PE电线，该高耐压PE电线内具有线芯部；所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻的引脚两端分别与高耐压PE电线的线芯部焊接；

所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻和所述玻璃封装层的表面包裹有包裹层，

RNB端子，所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻、所述玻璃封装层及所述包裹层分别处于所述RNB端子内；

所述包裹层外部还设有封装层，该封装层处于所述RNB端子内。

作为本发明耐高压5000V的新能源温度传感器的一种优选实施方案，所述包裹层包括PVDF外层和EVA内层。

作为本发明耐高压5000V的新能源温度传感器的一种优选实施方案，所述封装层为黑色环氧树脂灌封形成。

本发明耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法，包括：

将二极管式正温度系数LPTC热敏电阻用玻璃封装；

封装后的所述二极管式负温度系数NTC热敏电阻的引脚两端分别与高耐压PE电线的线芯部焊接连接，使二者导通；

使用包裹层对高耐压PE电线的线芯部以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻进行包裹；其中包裹层采用PVDF外层和EVA内层；

将包裹后的高耐压PE电线的至少线芯部以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻装配在RNB端子中；

在其中所述RNB端子的内部灌封封装层，封装层将高耐压PE电线的线芯端以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻完全包裹封装，使其耐压强度最大可达到5000V。

作为本发明耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法的一种优选实施方案，其中所述封装层采用黑色环氧树脂。

作为本发明耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法的一种优选实施方案，其中由玻璃管封装而成的所述二极管式负温度系数NTC热敏电阻，其直径仅在2mm之内。

本发明实验方法，包括：获取任一段所述的耐高压5000V的新能源温度传感器或耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法所制造的产品；

还包括下列步骤：

一、冷热冲击测试；

二、检验方法：

1.使用仪器：

冷热冲击试验箱(编号：FAC0270520015)、万用表(编号：MY53215394)；测试方法：供DC5V电压，串接240Ω限流电阻，放到-30℃空气中静置5min，之后放到95℃空气中静置5min，以此循环10000次；

2.初始要求：

(1).感温头外观无可见损失；(2).⊿R/R25≤±5％⊿B/B25/50≤±2.5％(相对初始值)；(3).绝缘、耐压OK(钢珠中AC5000V 10mA 3sec无击穿等不良现象；电压DC500V，绝缘电阻≥100MΩ)；

三、判定标准：

R25变化率≦3％(同初始值比较)；2.耐压(钢珠中)AC5000V 10mA 3sec无击穿等不良现象；3.绝缘(水中)：DC500V≥100MΩ；

四、耐压测试：测试标准为AC5000V，10mA，3sec，观察击穿和/或不良现象。

有益效果

本发明解决了以上现有问题及以上未一一提及的其他现有问题并相应至少带来以下创新优点：

1.在本申请中，由玻璃管封装的二极管负正温度系数NTC热敏电阻，其密封效果极好。所述温度传感器适用于多种应用场景，特别是对于感温头密封及耐压要求更为苛刻的温度传感器装配环境，更加具有安装方便及成本优势；

2.同时通过玻璃外壳的保护，其内部芯片稳定，有效寿命可达10年以上，，满足在恶劣的环境下长期正常使用的需求；

3.本申请中间二极管式负温度系数NTC热敏电阻的两端分别与高耐压PE电线的线芯端焊接；然后通过包裹层的PVDF外层和EVA内层对其进行包裹，将高耐压PE电线的线芯端以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻进行热缩密封；随后将其装配在所述RNB端子中，最后使用黑色环氧树脂对其进行整体的灌封封装，可极大提高产品的耐压能力并能有效的适应各种恶劣的装配环境。

附图说明

图1是新能源耐高压温度传感器的结构示意图；

图2是新能源耐高压温度传感器的剖面示意图；

图3是图2中“A”区域的局部放大图；

图4是新能源耐高压温度传感器局部示意图；

图5是耐压测试流程图。

附图说明：1.二极管式负温度系数NTC热敏电阻，2.高耐压PE电线，3.包裹层，4.RNB端子，5.封装层，6.线芯部，7.PVDF外层，8.EVA内层，

具体实施方式

为了使得本公开的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本公开具体实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

实施例1

参见图1至图2，本发明耐高压5000V的新能源温度传感器，其核心配件主要包括二极管式负温度系数NTC热敏电阻1、高耐压PE电线2、包裹层3、RNB端子4、封装层5，以及线芯部6、PVDF外层7和EVA内层8；

二极管式正温度系数LPTC热敏电阻，该二极管式正温度系数LPTC热敏电阻表面具有玻璃封装层；

高耐压PE电线2，该高耐压PE电线2内具有线芯部6；所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻的引脚两端分别与高耐压PE电线2的线芯部6焊接；

所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻和所述玻璃封装层的表面包裹有包裹层3，

RNB端子4，所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻、所述玻璃封装层及所述包裹层3分别处于所述RNB端子4内；

所述包裹层3外部还设有封装层5，该封装层5处于所述RNB端子4内。

所述包裹层3包括PVDF外层7和EVA内层8。

所述封装层5为黑色环氧树脂灌封形成；整体可简化生产工艺提高生产效率并能有效适应各种高压装配环境。

本发明，首先由玻璃管封层封装的负温度系数二极管式负温度系数NTC热敏电阻，其密封效果极好；同时通过玻璃外壳的保护，其内部芯片稳定，有效寿命可达10年以上，满足在恶劣的环境下长期正常使用的需求；从而使本发明温度传感器适用于多种应用场景，特别是对于感温头密封及耐压要求更为苛刻的温度传感器装配环境，更加具有安装方便及成本优势。

实施例2

本实施例2耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法，包括：

将二极管式正温度系数LPTC热敏电阻用玻璃封装；

封装后的所述二极管式负温度系数NTC热敏电阻1的引脚两端分别与高耐压PE电线2的线芯部6焊接连接，使二者导通；

使用包裹层3对高耐压PE电线2的线芯部6以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻1进行包裹；其中包裹层3采用PVDF外层7和EVA内层8；

将包裹后的高耐压PE电线2的至少线芯部6以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻1装配在RNB端子4中；

在其中所述RNB端子4的内部灌封封装层5，封装层5将高耐压PE电线2的线芯端以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻1完全包裹封装，使其耐压强度最大可达到5000V。

其中封装层5采用黑色环氧树脂。

其中由玻璃管封装而成的所述二极管式负温度系数NTC热敏电阻1，其直径仅在2mm之内。

进一步的，上述实施例1及实施例2中，由玻璃封装的二极管式热敏电阻元件1是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料，采用陶瓷工艺制造而成的。这些金属氧化物材料都具有半导体性质，因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。温度低时，这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少，所以其电阻值较高；随着温度的升高，载流子数目增加，所以电阻值降低。

参见图3，根据上述实施例1及实施例2所对应的实物产品，其整体玻封长度c＝Max4mm，其直径b＝Max2mm，其镀镁丝引线(1)a＝0.5±0.03mm，d＝28±1mm，在确保了小于1.5S的响应速度，同时通过玻璃外壳的保护，其内部芯片稳定，有效寿命可达10年以上，满足在恶劣的环境下长期正常使用的需求；在二极管式负温度系数NTC热敏电阻1的引脚折弯剪脚后两端分别与高耐压PE电线2的线芯部6焊接后形成导通；其次使用包裹层3对高耐压PE电线2的线芯部6以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻1进行收缩包裹，经过此工序后的产品耐压可达到5000V,能适应于各种高压装配环境，最后将其装配在RNB端子4中、并使用封装层5(黑色环氧树脂)对其进行灌封封装，可简化生产工艺提高生产效率，使产品可以适应各种高压工作环境。

进一步的；为了检验本申请此温度传感器的性能，故对以上实施例1及实施例2对应的实物产品进行以下实验，并具体论述其实验数据：

1.冷热冲击测试

1.1检验方法：

1.1.1使用仪器：冷热冲击试验箱(编号：FAC0270520015)、万用表(编号：MY53215394)

1.1.2测试方法：供DC5V电压，串接240Ω限流电阻，放到-30℃空气中静置5min，之后放到95℃空气中静置5min，以此循环10000次。；

1.1.3初始要求：：1.感温头外观无可见损失；2.⊿R/R25≤±5％

⊿B/B25/50≤±2.5％(相对初始值)；3.绝缘、耐压OK(钢珠中AC5000V 10mA3sec无击穿等不良现象；电压DC500V，绝缘电阻≥100MΩ)；

1.2判定标准：

R25变化率≦3％(同初始值比较)；2.耐压(钢珠中)AC5000V 10mA 3sec无击穿等不良现象；3.绝缘(水中)：DC500V≥100MΩ；

1.3实验数据：

耐压测试标准：耐压(钢珠中)AC5000V 10mA 3sec无击穿等不良现象。

具体耐压测试情况见图5。

综上所述，通过上述冷热冲击测试可证明本申请的温度传感器具备高耐压5000V、高可靠性、耐高温、耐潮湿的优秀性能。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据附图获取其他的实施例，以及任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.耐高压5000V的新能源温度传感器，其特征在于，包括：

二极管式正温度系数LPTC热敏电阻，该二极管式正温度系数LPTC热敏电阻表面具有玻璃封装层；

高耐压PE电线，该高耐压PE电线内具有线芯部；所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻的引脚两端分别与高耐压PE电线的线芯部焊接；

所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻和所述玻璃封装层的表面包裹有包裹层；

RNB端子，所述二极管式正温度系数LPTC热敏电阻、所述玻璃封装层及所述包裹层分别处于所述RNB端子内；

所述包裹层外部还设有封装层，该封装层处于所述RNB端子内。

2.根据权利要求1所述的耐高压5000V的新能源温度传感器，其特征在于，所述包裹层包括PVDF外层和EVA内层。

3.根据权利要求1所述的耐高压5000V的新能源温度传感器，其特征在于，所述封装层为黑色环氧树脂灌封形成。

4.实验方法，其特征在于，包括：

获取权利要求1至3任一项所述的耐高压5000V的新能源温度传感器；

还包括下列步骤：

一、冷热冲击测试；

二、检验方法：

1.使用仪器：

冷热冲击试验箱(编号：FAC0270520015)、万用表(编号：MY53215394)；测试方法：供DC5V电压，串接240Ω限流电阻，放到-30℃空气中静置5min，之后放到95℃空气中静置5min，以此循环10000次；

2.初始要求：

(1).感温头外观无可见损失；(2).⊿R/R25≤±5％⊿B/B25/50≤±2.5％(相对初始值)；(3).绝缘、耐压OK(钢珠中AC5000V 10mA 3sec无击穿等不良现象；电压DC500V，绝缘电阻≥100MΩ)；

三、判定标准：

R25变化率≦3％(同初始值比较)；2.耐压(钢珠中)AC5000V 10mA 3sec无击穿等不良现象；3.绝缘(水中)：DC500V≥100MΩ；

四、耐压测试：测试标准为AC5000V，10mA，3sec，观察击穿和/或不良现象。

5.耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法，其特征在于，包括：

将二极管式正温度系数LPTC热敏电阻用玻璃封装；

封装后的所述二极管式负温度系数NTC热敏电阻的引脚两端分别与高耐压PE电线的线芯部焊接连接，使二者导通；

使用包裹层对高耐压PE电线的线芯部以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻进行包裹；其中包裹层采用PVDF外层和EVA内层；

将包裹后的高耐压PE电线的至少线芯部以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻装配在RNB端子中；

在其中所述RNB端子的内部灌封封装层，封装层将高耐压PE电线的线芯端以及二极管式负温度系数NTC热敏电阻完全包裹封装，使其耐压强度最大可达到5000V。

6.根据权利要求5所述的耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法，其特征在于，其中所述封装层采用黑色环氧树脂。

7.根据权利要求5所述的耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法，其特征在于，其中由玻璃管封装而成的所述二极管式负温度系数NTC热敏电阻，其直径仅在2mm之内。

8.实验方法，其特征在于，包括：

获取权利要求5至7任一项所述的耐高压5000V的新能源温度传感器制造方法所制造的产品；

还包括下列步骤：

一、冷热冲击测试；

二、检验方法：

1.使用仪器：

冷热冲击试验箱(编号：FAC0270520015)、万用表(编号：MY53215394)；测试方法：供DC5V电压，串接240Ω限流电阻，放到-30℃空气中静置5min，之后放到95℃空气中静置5min，以此循环10000次；

2.初始要求：

(1).感温头外观无可见损失；(2).⊿R/R25≤±5％⊿B/B25/50≤±2.5％(相对初始值)；(3).绝缘、耐压OK(钢珠中AC5000V 10mA 3sec无击穿等不良现象；电压DC500V，绝缘电阻≥100MΩ)；

三、判定标准：

R25变化率≦3％(同初始值比较)；2.耐压(钢珠中)AC5000V 10mA 3sec无击穿等不良现象；3.绝缘(水中)：DC500V≥100MΩ；

四、耐压测试：测试标准为AC5000V，10mA，3sec，观察击穿和/或不良现象。