CN201145943Y - 温差无线红外温度传感器 - Google Patents
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Abstract
一种温差无线温度传感器，涉及一种直接利用温差发电结合红外转换的测温装置。提供一种无需现场供电，将温差信号转换成红外信号的温度传感器，设有半导体温差发电装置、保护热电阻、红外发射管和散热装置。半导体温差发电装置由半导体温差模块加热端导热底壳和热端散热铜板组成，在散热铜板上设有散热器，相互之间由聚四氟乙烯绝缘紧固为一体。散热器顶部设有电光转换红外发射管。热保护电阻设置在散热器内部，与半导体温差模块和红外发射管相连接。可推广应用到国民经济的各个领域，如电力设备温控报警，分散多点温度监控，设备保护和遥测遥控等。
Description
涉及领域
本实用新型涉及一种指示温度的装置，尤其是能在无外加电源的情况下通过红外信号发送温度信息。
背景技术
目前，通常的温度传感器均需要供电线路和测量线路配套使用，即使个别发电式温度传感器无需外加电源，但也仍然需要与测量电路之间用导线连接，抗干扰能力差，且传感部分结构复杂、体积庞大、使用不便。另一方面，目前的红外测温仪虽能远距离遥测，但设备造价昂贵，通常需人工手持逐点测量或扫描，对于测温点多且分散、要求实时监控的场合，显然也不能很好的满足要求。
发明内容
本实用新型旨在提供一种既无需外供电源，也无内置电池，以无线光波形式(可见光或红外)传输信号的测温装置。可在强电磁干扰、高压、高湿度等恶劣环境中长期稳定的工作。广泛应用于环境检测，仪器设备保护，电厂、变电站安全监控，企业和工程现场的安全报警，工业自动化等领域。
本实用新型设有半导体温差发电装置、保护热电阻、红外发射管和散热装置。所述的半导体温差发电装置设有一铜制底壳与半导体温差模块的热端紧密接触，半导体温差模块的冷端与铜板及散热器连在一起，相互间由聚四氟乙烯紧固绝缘；所述的红外发射管安装在散热器顶部；所述的保护热电阻与红外发射管、半导体温差发电模块串接，安装在散热器内部。
本实用新型是这样实现温度传感的：传感器的铜制底壳与被测高温体相连接，将热能高效的传送给半导体温差发电模块的热端，为其提供热源，温差发电模块的冷端采用铜板加铝制散热器自然冷却，利用半导体温差模块冷热两端的温度差即可实现温差发电。通过对半导体模块的串联温差电偶对数的选择、并联块数的选择以及外形尺寸的设计，便能获得供红外发射二极管正常工作的电压范围1.2V～3V，以及适合的供电电流范围10mA～100mA。温差大小经由半导体温差发电模块转换成电压信号并加载到红外发射管，使之发出强度随温差变化的红外信号，通过远处的红外摄像机接收，给出设限报警和温度等级显示。保护热电阻的作用是将红外管的工作电压钳制在上限值以下。
本实用新型的有益效果是：适用于测温现场供电受限场合，要求测温信号无线传输的场合，强电磁干扰环境恶劣的测温场合，测温点多且分散的场合，尤其适合于高温监控报警和要求低成本非高精度的温度测量应用，可长期置于户外。根据初步试验表明，最高测量温度低于150℃，若选用耐高温型LED，可提高测温上限。
附图说明
图1为本实用新型实施例平面图。
图2为图1中，I-I位置的剖视图。
图3为电路图。
具体实施方式
如图1所示，该装置外部由散热器、铜制底壳和安装在顶部的红外管组成，外形呈立方体结构，尺寸大小由所选择的散热器和半导体温差模块的体积决定。本例为散热器外形40mm×40mm×30mm，半导体温差发电模块外形40mm×40mm×5mm，红外发射二极管采用直径5mm的圆柱形，本装置外形为40mm×40mm×35mm的立方体。
参见图2，本装置内部由半导体温差发电模块(2)置于散热器底座铜板(3)与铜制底壳(1)之间，通过聚四氟乙烯(8)将三者绝缘紧固在一起。通过金属铜的导热性，使得温差模块的热端尽量贴近被测发热体的温度，同时将温差模块的冷端热量快速传递到处于外部的散热器表面，使温差模块冷热端之间获得最大温度差。由温差发电模块提供的温差电势，经导线(7)加载到由红外发射二极管(5)和保护热电阻(6)串联组成的电路两端，连接导线加装聚四氟乙烯套管进行耐高温绝缘，红外发射二极管(5)与散热器(4)结合部进行放水密封处理。
参见图3，半导体温差模块STM输出的电压经由保护热电阻RT加到红外发射二极管LED上，LED向外发射强度随被测体温度变化的红外信号，LED选择具有一定耐高温特性、850nm波长大功率发射管，该波长一方面可避开可见光和其他谱线的干扰，另一方面又可使用普通红外摄像机接收测量信号，替代了使用高成本热成像仪作为红外信号接收设备。适当的选择热电阻RT，使得当温度过高，LED工作电流接近100mA时，RT的阻值随温度的增加变化同步于温差模块输出电压的变化幅度，以钳制LED工作电压和电流，起到保护作用。
以下给出图3中器件的型号与参数：
·温差半导体模块SMT：TECI-12704-35mm×35mm×5mm，共126对PN结
·红外LED：TL-10-350IR-850
·PTC热敏电阻RTO：2.5Ω(25℃)，型号是B59940C0080A070
Claims (3)
1、一种温差无线红外温度传感器，其特征是：半导体温差发电模块作为传感器的工作电源，一个面与散热器通过外壳和聚四氟乙烯压接在一起作为冷端，另一个面与被测温度体接触作为热端，保护热电阻置于散热器内部，红外发射管安装在散热器顶部，整个部件的所有连接处均作密封防水处理。
2、根据权利要求1所述的温差无线红外温度传感器，其特征是：设有半导体温差发电装置、保护热电阻、红外发射管和散热装置，半导体温差发电装置设有一铜制底壳与半导体温差模块的热端紧密接触，半导体温差模块的冷端与铜板及散热器连在一起，相互间由聚四氟乙烯紧固绝缘；红外发射管安装在散热器顶部；保护热电阻与红外发射管、半导体温差发电模块串接，安装在散热器内部。
3、根据权利要求1所述的温差无线红外温度传感器，其特征是：温差无线红外温度传感器外部由散热器、铜制底壳和安装在顶部的红外管组成，外形呈立方体结构，整体作密封防水处理，尺寸大小由所选择的散热器和半导体温差模块的体积决定。
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| CN (1) | CN201145943Y (zh) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2007
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