CN201242464Y - 自加热热敏元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自加热热敏元件，包括有发热电阻、导热介质、热敏元件，导热介质分别与发热电阻与热敏元件紧密接触。其热敏元件可以是热敏电阻、二极管、三极管。该自加热热敏元件是用于液位检测的专用元件，可在较宽的温度范围内可靠地工作，使液位检测电路变得简单、灵活。

Description

自加热热敏元件

技术领域

本实用新型是一种液位传感专用元件。

背景技术

利用热敏元件检测液位，成本低，无机械磨损，因此应用广泛。它主要利用的是热敏元件在液体中的耗散常数与在空气中或是蒸汽中不同的特性，当热敏元件沉浸在液体中时，其耗散常数增加，温度下降，热敏元件两端的电压上升(负温度系数热敏元件)或下降(正温度系数热敏元件)。利用热敏元件的这种特性就可以在某一确定位置准确的检测出液体的存在或是不存在。

小功率型的热敏元件，不能自发热，仅能被动接受环境热量，当遇到液体温度与气体温度接近时，则无法实现上述检测液体的功能。

功率型的热敏元件，通过的电流大，可以自发热，可靠性更高，但存在的问题是：要实现上述检测液体的功能，就要保证任何时刻气体中的热敏元件温度都高于液体可能达到的最高温度，所以热敏电阻长期工作于较高温度状态下。在液体实际温度降低时，就不必要地增加了系统功耗，此时如果热敏元件突然接触液体，温度急剧变化，可能对液体产生不利影响(某些液体存在品质或物态变化的临界温度)。当然也可以增设另一液体温度检测电路，根据检测值调整热敏元件的电流，从而降低发热量，但这又让热敏元件两端的电压也发生变化。为处理好热敏元件发热与温度检测的双重功能，会使电路变得很复杂。

因此，可以这样考虑检测方案：将热敏元件专用于检测，而另外设置对其加热的电阻，该电阻的电流可以通过单独的温度控制电路控制，仅把热敏元件加热到适当高于液体温度的状态即可。此方案不仅精度高，易于实施，还降低了成本。但是在这种方案中，如何保证加热电阻与热敏元件之间稳定的热耦合以及加热电阻和/或热敏元件与液体之间良好的热耦合未能有效解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种自加热热敏元件，能够有效保证加热电阻与热敏元件之间稳定的热耦合以及加热电阻和/或热敏元件与液体之间良好的热耦合，同时具有发热和温度检测两种功能。

基于上述目的，本实用新型表述一种自加热热敏元件，其关键在于：包括有发热电阻、导热介质、热敏元件，所述导热介质分别与发热电阻和热敏元件紧密接触。

紧密接触可以保证加热电阻与热敏元件之间达到稳定的热耦合，而且本方案中的加热电阻、热敏元件、导热介质也可与液体充分接触，所以，它们与液体之间的热耦合是良好的。

所述导热介质为固体，该导热介质将发热电阻和热敏元件连接为一体。所述发热电阻、导热介质和热敏元件封装或粘结于一体；为了加工生产方便，可以先将发热电阻、热敏元件固定在连接板上，再以导热介质进行紧密接触、填充或粘结。

所述导热介质可以位于发热电阻和热敏元件之间、侧面或者四周。

所述导热介质为气体或液体，该导热介质位于发热电阻和热敏元件之间，所述发热电阻和热敏元件固定在连接板上。

所述热敏元件可以是热敏电阻或二极管或三极管。该二极管、三极管包括热敏型的、以及非热敏型的普通半导体元件，利用半导体元件自身的温度特性，同样可以达到检测目的。

所述发热电阻和热敏元件的结合部构成导热介质。当热敏元件和发热电阻紧密接触时，其自身结构的表层即充当了导热介质。

本实用新型的显著效果是：提供一种结构简单的自加热热敏元件，能够有效保证加热电阻与热敏元件之间稳定的热耦合以及加热电阻和/或热敏元件与液体之间良好的热耦合，同时具有发热和温度检测两种功能，它能在较宽的温度范围内可靠的工作，极大的简化液位检测电路的结构。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的结构示意图；

图4是本实用新型实施例4的结构示意图；

图5是本实用新型实施例5的结构示意图；

图6是本实用新型实施例6的结构示意图；

图7是本实用新型实施例7的结构示意图；

图8是本实用新型实施例8的结构示意图；

图9是本实用新型实施例9的结构示意图；

图10是本实用新型实施例10的结构示意图；

图11是本实用新型实施例11的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示：一种自加热热敏元件，包括有发热电阻1、导热介质2、热敏元件3，所述导热介质2是固体，位于发热电阻1和热敏元件3之间，并将发热电阻1和热敏元件3连接为一体。

所述热敏元件3可以是热敏电阻，也可以是二极管或三极管。

其工作原理如下：

浸入液体中的情况：当发热电阻1通电发热时，其热量通过导热介质2向热敏元件3传递，同时，也通过发热电阻1自身的表层以及导热介质2向液体传递，由于液体的导热系数高，发热电阻1的大部分热量被液体耗散，小部分热量使热敏元件的温度上升，从而达到温度T1。

在气体中的情况：当发热电阻1通电发热时，其热量通过导热介质2向热敏元件3传递，同时，也通过发热电阻1自身的表层以及导热介质2向气体传递，由于流动性不强的气体导热系数低，发热电阻1只有小部分热量被耗散，大部分热量使热敏元件的温度上升，从而达到温度T2。

T2大于T1，从而引起检测电路中两个热敏元件两端的电压值呈现一大一小，即可检测出哪一个浸入了液体中。

本实用新型可以在较宽的温度范围内可靠地工作，使液位检测电路变得简单、灵活。

实施例2：

如图2所示：本实施例结构与实施例1大致相同，其不同之处在于：所述导热介质2是气体或液体，发热电阻1和热敏元件3安装在连接板4上。

本实施例工作原理与实施例1相同。

实施例3：

如图3所示：本实施例结构与实施例1大致相同，其不同之处在于：所述热敏元件3环绕发热电阻1。

本实施例工作原理与实施例1相同。

实施例4：

如图4所示：本实施例结构与实施例3大致相同，其不同之处在于：所述发热电阻1环绕热敏元件3。

其工作原理与实施例1相同。

实施例5：

如图5所示：本实施例结构与实施例1大致相同，其不同之处在于：所述发热电阻1与热敏元件3错位布置。

其工作原理与实施例1相同。

实施例6：

如图6所示：本实施例结构与实施例1大致相同，其不同之处在于：所述导热介质2位于发热电阻1和热敏元件3的同侧侧面。

其工作原理与实施例1相同。

实施例7：

如图7所示：本实施例结构与实施例1大致相同，其不同之处在于：所述导热介质2位于发热电阻1和热敏元件3的相邻侧面。

其工作原理与实施例1相同。

实施例8：

如图8所示：本实施例结构与实施例2大致相同，其不同之处在于：所述导热介质2为固体。

其工作原理与实施例1相同。

实施例9：

如图9所示：本实施例结构与实施例1大致相同，其不同之处在于：所述导热介质2位于发热电阻1和热敏元件3四周。

其工作原理与实施例1相同。

实施例10：

如图10所示：本实施例结构与实施例9大致相同，其不同之处在于：所述发热电阻1和热敏元件3之间留有空隙或有阻热介质5，以避免热量对热敏元件3产生冲击。

其工作原理与实施例1相同。

实施例11：

如图11所示：本实施例结构与实施例1大致相同，其不同之处在于：所述发热电阻1和热敏元件3的结合部构成导热介质2。

其工作原理与实施例1相同。

Claims (8)

1、一种自加热热敏元件，其特征在于：包括有发热电阻(1)、导热介质(2)、热敏元件(3)，所述导热介质(2)分别与发热电阻(1)和热敏元件(3)紧密接触。

2、根据权利要求1所述自加热热敏元件，其特征在于：所述导热介质(2)为固体，该导热介质(2)将发热电阻(1)和热敏元件(3)连接为一体。

3、根据权利要求2所述自加热热敏元件，其特征在于：所述导热介质(2)位于发热电阻(1)和热敏元件(3)之间。

4、根据权利要求2所述自加热热敏元件，其特征在于：所述导热介质(2)位于发热电阻(1)和热敏元件(3)的侧面。

5、根据权利要求2所述自加热热敏元件，其特征在于：所述导热介质(2)位于发热电阻(1)和热敏元件(3)四周。

6、根据权利要求1所述自加热热敏元件，其特征在于：所述导热介质(2)为气体或液体，该导热介质(2)位于发热电阻(1)和热敏元件(3)之间，所述发热电阻(1)和热敏元件(3)固定在连接板(4)上。

7、根据权利要求1所述自加热热敏元件，其特征在于：所述热敏元件(3)可以是热敏电阻或二极管或三极管。

8、根据权利要求1所述自加热热敏元件，其特征在于：所述发热电阻(1)和热敏元件(3)的结合部构成导热介质(2)。

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