CN212378919U - 温度传感器装置及温度传感器安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种温度传感器装置及温度传感器安装结构，所述温度传感器装置包括印制电路板以及温度检测元件；所述温度检测元件焊接固定在所述印制电路板的底层的下表面；所述印制电路板上具有多个外接焊盘，所述温度检测元件的多个引脚分别与多个所述外接焊盘导电连接；所述印制电路板上还设置有固定部，并通过所述固定部将所述印制电路板以底层的下表面朝向被测物体表面的方式固定在被测物体上。本实用新型通过将温度检测元件焊接在印制电路板上，使温度检测元件能够通过印制电路板固设在被测物体上，固定方式牢固可靠，且无需设置OT端子，能够有效降低制造成本。

Description

温度传感器装置及温度传感器安装结构

技术领域

本实用新型涉及温度检测技术领域，更具体地说，涉及一种温度传感器装置及温度传感器安装结构。

背景技术

在工控行业和输配电系统中，对于设备结构(即被测物体，例如散热器、驱动电机等等)的温度检测通常采用热传导原理，将被测物体的表面热量传导至温度检测器件上，由温度检测器件检测获取被测物体的温度。

目前，现有的温度检测器件主要通过螺栓固定、及绝缘胶固定这两种方式与被测物体相连接，以使被测物体的热量能够传递至温度检测器件上、及温度传感器与被测物体之间的固定连接。

采用螺栓固定的温度检测器件一般设有OT端子，通过螺栓将OT端子固定到被测物体的表面实现与被测物体的固定连接，然后由OT端子将被测物体的表面温度传导至温度检测器件的检测部，以检测获取被测物体的温度。但是，该结构的温度检测器件的OT端子背向被测物体的一面会暴露于空气中(与空气直接接触)，因此会受风冷散热的影响，使得OT端子上的部分热量传递至空气中，即OT端子的温度会低于被测物体的温度，从而导致温度检测器件所检测到的温度与被测物体的实际温度存在偏差，进而增大检测误差，影响检测精度。

此外，目前用于温度检测器件的OT端子的加工难度相对较高，且加工工艺较复杂，由此使得采用OT端子的温度检测器件的制造成本相对较高。并且，由于温度检测器件固定时OT端子直接与被测物体直接接触，因此OT端子需要具备较好的绝缘性能，特别是在耐高压等级需求场合中，需要具备较高绝缘等级的OT端子，从而造成现有采用OT端子的温度检测器件需要较高的制造成本，不利于提高市场竞争力。

另外地，采用绝缘胶固定的温度传感器主要通过绝缘胶固定连接在被测物体的表面上，并由绝缘胶将被测物体的表面热量直接传导至温度传感器的检测部，以检测获取被测物体的温度。但是，由于目前绝缘胶的导热系数不高，因此绝缘胶的传导温度需要较长时间的接触才能接近于被测物体的实际温度，影响温度检测效果。并且，绝缘胶在一定时间之后会发生老化，性能降低，从而会导致温度检测器件脱落，且由于绝缘胶的耐压等级低，装配时容易挤压绝缘胶，使得温度检测器件与被测物体之间的绝缘胶的厚度较小(绝缘胶的厚度越大，绝缘等级越高)，导致绝缘等级不高。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述现有采用OT端子的温度检测器件的检测存在误差、检测精度不高且需要较高的制造成本以及现有采用绝缘胶固定的温度检测器件的绝缘等级低、检测效果受影响且容易脱落的问题，提供一种温度传感器装置及温度传感器安装结构。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种温度传感器装置，包括印制电路板以及温度检测元件；所述温度检测元件焊接固定在所述印制电路板的底层的下表面；所述印制电路板上具有多个外接焊盘，所述温度检测元件的多个引脚分别与多个所述外接焊盘导电连接；所述印制电路板上还设置有固定部，并通过所述固定部将所述印制电路板以底层的下表面朝向被测物体表面的方式固定在被测物体上。

优选地，所述温度传感器装置还包括导热硅胶片，所述导热硅胶片的面积大于所述温度检测元件的顶面的面积，且在所述温度传感器装置固定到被测物体时，所述导热硅胶片垫于所述温度检测元件的顶面与被测物体之间。

优选地，所述固定部由所述印制电路板上的通孔构成，所述通孔贯穿所述印制电路板底层的下表面和顶层的上表面，且所述通孔避开所述外接焊盘和温度检测元件所在区域。

优选地，所述温度传感器装置还包括支撑件，且在所述温度传感器装置固定到被测物体时，所述支撑件位于所述印制电路板的底层的下表面，并与所述温度检测元件相隔分布。

优选地，所述支撑件突出于所述印制电路板底层的下表面的高度大于所述温度检测元件突出于所述印制电路板底层的下表面的高度，且所述支撑件突出于所述印制电路板底层的下表面的高度小于所述温度检测元件突出于所述印制电路板底层的下表面的高度与所述导热硅胶片的厚度之和。

优选地，所述温度传感器装置还包括信号输出件，所述信号输出件为输出端子件或者外接导线，且所述输出端子件或外接导线焊接在所述外接焊盘上。

优选地，所述外接焊盘及信号输出件位于所述印制电路板的顶层的上表面；

或者所述外接焊盘位于所述印制电路板的底层的下表面，且所述外接导线与被侧物体之间的部分通过所述导热硅胶片相隔。

优选地，所述温度检测元件与所述印制电路板上的固定部之间的距离大于预设的安规距离和爬电距离。

本实用新型实施例还提供一种温度传感器安装结构，包括待测物体和如上任一项所述的温度传感器装置，所述印制电路板固定在所述待测物体的表面，且所述印制电路板的底层的下表面朝向所述待测物体。

优选地，所述待测物体的表面具有凹槽，且所述凹槽的横截面的面积大于所述温度检测元件的顶面的面积。

本实用新型实施例的温度传感器装置及温度传感器安装结构具有以下有益效果：通过在印制电路板设置固定部，并将温度检测元件焊接在印制电路板上，因此温度检测元件能够通过印制电路板固设在被测物体上，固定方式牢固可靠，且无需设置OT端子，能够有效降低制造成本。

此外，本实用新型实施例的温度传感器装置及温度传感器安装结构还通过设置导热硅胶片，并使导热硅胶片垫设在温度检测元件和被测物体之间，因此温度检测元件能够通过该导热硅胶片导热检测被测物体的温度，达成温度检测功能；由于导热硅胶片的导热性能高，因此温度检测元件能够直接且高效的检测被测物体的温度，不仅能够提高检测的精准度，还能提高检测效率，使得温度检测元件具有更高的检测效果；另外，由于温度检测元件通过印制电路板固设在被测物体上，因此可通过印制电路板调整增大温度检测元件与被测物体之间的距离，进而增大导热硅胶片的厚度，使得温度传感器具备高绝缘等级。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的温度传感器装置正面的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例提供的温度传感器装置背面的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的温度传感器安装结构的透视结构示意图；

图4是本实用新型第二实施例提供的温度传感器装置正面的结构示意图；

图5是本实用新型第三实施例提供的温度传感器安装结构的透视的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的温度传感器装置的结构示意图，该温度传感器装置可应用于温度检测技术领域，特别是工控行业中对于设备结构(例如散热器、驱动电机等等)的表面的温度检测。结合图2所示，本实施例中的温度传感器装置包括印制电路板1以及温度检测元件2，其中温度检测元件2焊接固定在印制电路板1的底层的下表面，且印制电路板1上具有多个外接焊盘11。上述温度检测元件2的多个引脚分别与多个外接焊盘11导电连接，因此温度检测元件2能够通过外接焊盘11与外部设备(具体为上位机)进行导电连接。当然，印制电路板1上的外接焊盘11的数量可根据温度检测元件2的引脚数量进行调整。

进一步地，印制电路板1上还设置有固定部12，并通过该固定部12将印制电路板1以底层的下表面朝向被测物体表面的方式固定在被测物体上，即是将温度检测元件2设于印制电路板1与被测物体之间，使温度检测元件2朝向被测物体，以保证能够进行对被测物体的温度检测。

上述现有温度传感器装置通过在印制电路板1设置固定部12，并将温度检测元件2焊接在印制电路板1上，因此温度检测元件2能够通过印制电路板1固设在被测物体上，即温度检测元件2通过印制电路板1与被测物体固定连接，该结构简单合理，且固定方式牢固可靠。区别于现有采用OT端子固定的温度检测器件，上述温度传感器装置无需设置OT端子，能够有效降低制造成本。

结合图3所示，为确保温度检测元件2能够有效对被测物体6进行温度检测，上述温度传感器装置还包括有导热硅胶片4，并将该导热硅胶片4在温度检测元件2通过印制电路板1固定到被测物体6上时，垫设在温度检测元件2的顶面与被测物体6之间，从而能够通过导热硅胶片4高效传导被测物体6对应表面的热量，以便于温度检测元件2对被测物体6进行温度检测，从而达成温度传感器装置的温度检测功能。

由于导热硅胶片4的导热性能高，所以温度检测元件2能够直接且高效的检测被测物体6的温度，不仅能够提高检测的精准度，还能有效提高检测效率，区别于现有采用绝缘胶固定的温度检测器件，上述温度传感器装置通过设置导热硅胶片4能够使得温度检测元件2具有更高的检测效果，提高使用的实用性。

另外地，由于温度检测元件2通过印制电路板1固设在被测物体6上，因此可通过印制电路板1调整增大温度检测元件2与被测物体6之间的距离，进而增大导热硅胶片4的厚度，使得温度传感器具备高绝缘等级。并且，导热硅胶片4 具备弹性，从而具有良好的减震缓冲功能，因此将导热硅胶片4垫设于温度检测元件2与被测物体6之间，既无需设置固定结构固定导热硅胶片4，由温度检测元件2与被测物体6配合挤压使导热硅胶片4发生弹性形变，即可完成导热硅胶片4的固定，此外还能够由导热硅胶片4对温度检测元件2进行有效减震，从而保护温度检测元件2，避免温度检测元件损坏或影响温度检测元件2检测的稳定性。

在实际应用中，优选将导热硅胶片4的面积以大于温度检测元件2的顶面的面积设置，这样不仅能够提高导热硅胶片4固定的稳定性和可靠性，还能够在导热硅胶片4垫设在温度检测元件2与被测物体6之间时包裹温度检测元件2的整个外周表面，使得温度检测元件2与被测物体6之间完全间隔分开，由此保证绝缘效果。

具体地，上述固定部12由印制电路板1上的通孔构成，且该通孔贯穿印制电路板1底层的下表面和顶层的上表面。使用时，只需通过螺栓穿过该通孔螺纹连接到被测物体6表面上的螺纹孔，即可将印制电路板1固定连接在被测物体 6上，拆装方便快捷，有利于维护操作。当然，印制电路板1上的通孔数量及通孔的位置可根据实际情况进行调整。为满足安规设计需求，提高安全性能，优选使通孔以避开外接焊盘11和温度检测元件2所在区域的方式设置，以增大外接焊盘11和温度检测元件2与通孔之间的距离(防止外接焊盘11和温度检测元件2经由通孔上的螺栓与被测物体6连接)，提高绝缘安全性。

上述温度传感器装置还包括由支撑件5，且在温度传感器装置固定到被测物体6时，该支撑件5支撑于印制电路板1的底层的下表面，即位于印制电路板1 与被测物体6之间，从而可用于间隔印制电路板1和被测物体6，使印制电路板1 以预设距离(即为支撑件5的厚度)设于被测物体6上，进而可使设于印制电路板1上的温度检测元件2与被测物体6间接设置，以防止温度检测元件2与被测物体6之间发生硬碰硬方式的触碰挤压而造成损伤、损坏，因此能够有效保护温度检测元件2。在实际应用中，为避免支撑件5影响温度检测元件2，提高温度检测元件2的检测稳定性，应该将支撑件5以与温度检测元件2间隔分布的方式设置。

为保证温度检测元件2不与被测物体6直接接触，上述支撑件5突出于印制电路板1底层的下表面的高度(即支撑件5的厚度)应大于温度检测元件2突出于印制电路板1底层的下表面的高度，即在温度传感器装置固定到被测物体6 时，支撑件5限制了印制电路板1与被测物体6之间距离，使得温度检测元件2 的顶面不会触碰到被测物体6的表面。

并且，由于支撑件5突出于印制电路板1底层的下表面的高度小于温度检测元件2突出于印制电路板1底层的下表面的高度与导热硅胶片4的厚度之和(即在温度传感器装置固定到被测物体6时，温度检测元件2的顶面与被测物体6的表面之间的距离小于导热硅胶片4的厚度)，因此在导热硅胶片4垫设到温度检测元件2与被测物体6之间时，温度检测元件2与被测物体6能够挤压导热硅胶片4发生弹性形变，以保证导热硅胶片4固定的稳定性和可靠性。并且，使用时，可通过更换支撑件5以调整温度检测元件2与被测物体6之间的距离，进而更换不同厚度的导热硅胶片4(导热硅胶片4厚度越大，绝缘性能越好)，可有效实现对温度检测元件2与被测物体6之间的绝缘等级的调整，提高上述温度传感器装置的可调节性。

当然，在实际应用中，温度检测元件2应该以靠近被测物体6表面的方式设置(具体可通过控制支撑件5的厚度实现)，避免温度检测元件2距离被测物体 6表面的距离过大而影响检测的精准度。

在本实用新型的一个实施例中，支撑件5由阻容类板载焊接器件构成，成本低且能够满足于印制电路板1与被测物体6之间的间隔设计，只需将阻容类板载焊接器件焊接在印制电路板1上即可，操作方便快捷。当然，支撑件5也可由其他半导体器件构成，但这将会提高整个方案的成本。

结合图4所示，在本实用新型的另一实施例中，支撑件5由呈圆形的垫圈构成(当然，其他形状也可以，例如方形或者椭圆等，材质可以为金属、PCB或者橡胶垫等)，通过将垫圈焊接在印制电路板1上、或者在锁螺丝的时候插入电路板1和被测物体6之间即可起对印制电路板1的支撑作用。使用时，可使印制电路板1的固定部12设于垫圈的内孔中，不仅能够控制成本，还能有效提高印制电路板1固设在被测物体6上的稳定性，确保温度检测元件2的稳定性，保证检测效果。

另外，本实施例的温度传感器装置还可包括信号输出件，具体地，该信号输出件可以为输出端子件或如图1所示的外接导线3。当信号输出件由输出端子件构成时，该输出端子件焊接在外接焊盘11上。当信号输出件由多根外接导线 3构成时，每一外接导线3的一端焊接在一个外接焊盘11上，以确保能够有效与温度检测元件2进行导电连接，并将温度检测元件2的检测信号输出。

具体地，外接焊盘11和信号输出件可位于印制电路板1的顶层的上表面，不仅能够通过印制电路板1与温度检测元件2间隔分离，避免干扰，还便于进行信号输出件与外接焊盘11之间的装配操作，提高维护操作的方便性。

当然，在实际应用中，外接焊盘11也可设于印制电路板1的底层的下表面，但这样需要将外接导线与被侧物体之间的部分通过导热硅胶片4进行相隔，以保证绝缘性。

为提高温度传感器装置与和被测物体6的使用稳定性，温度检测元件2与印制电路板1上的固定部12之间的距离应大于预设的安规距离和爬电距离，以避免相互干扰，提高安全性能。

结合图5所示，本实用新型实施例还提供一种温度传感器安装结构，该温度传感器安装结构包括待测物体7和上述温度传感器装置，具体地，印制电路板1固定在待测物体7的表面，且印制电路板1的底层的下表面朝向待测物体7，以便于设于印制电路板1上的温度检测元件2能够对待测物体7进行温度检测。

在本实用新型的又一实施例中，待测物体7的表面具有凹槽71，且凹槽71 的横截面的面积大于温度检测元件2的顶面的面积，以保证温度检测元件2能够嵌设在凹槽71内。并且，该结构无需进行用于印制电路板1与待测物体7间隔设置的支撑设计，从而使得温度传感器装置的结构更加简单化。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种温度传感器装置，其特征在于，包括印制电路板以及温度检测元件；所述温度检测元件焊接固定在所述印制电路板的底层的下表面；所述印制电路板上具有多个外接焊盘，所述温度检测元件的多个引脚分别与多个所述外接焊盘导电连接；所述印制电路板上还设置有固定部，并通过所述固定部将所述印制电路板以底层的下表面朝向被测物体表面的方式固定在被测物体上。

2.根据权利要求1所述的温度传感器装置，其特征在于，所述温度传感器装置还包括导热硅胶片，所述导热硅胶片的面积大于所述温度检测元件的顶面的面积，且在所述温度传感器装置固定到被测物体时，所述导热硅胶片垫于所述温度检测元件的顶面与被测物体之间。

3.根据权利要求1所述的温度传感器装置，其特征在于，所述固定部由所述印制电路板上的通孔构成，所述通孔贯穿所述印制电路板底层的下表面和顶层的上表面，且所述通孔避开所述外接焊盘和温度检测元件所在区域。

4.根据权利要求2所述的温度传感器装置，其特征在于，所述温度传感器装置还包括支撑件，且在所述温度传感器装置固定到被测物体时，所述支撑件位于所述印制电路板的底层的下表面，并与所述温度检测元件相隔分布。

5.根据权利要求4所述的温度传感器装置，其特征在于，所述支撑件突出于所述印制电路板底层的下表面的高度大于所述温度检测元件突出于所述印制电路板底层的下表面的高度，且所述支撑件突出于所述印制电路板底层的下表面的高度小于所述温度检测元件突出于所述印制电路板底层的下表面的高度与所述导热硅胶片的厚度之和。

6.根据权利要求2所述的温度传感器装置，其特征在于，所述温度传感器装置还包括信号输出件，所述信号输出件为输出端子件或者外接导线，且所述输出端子件或外接导线焊接在所述外接焊盘上。

7.根据权利要求6所述的温度传感器装置，其特征在于，所述外接焊盘及信号输出件位于所述印制电路板的顶层的上表面；

或者所述外接焊盘位于所述印制电路板的底层的下表面，且所述外接导线与被侧物体之间的部分通过所述导热硅胶片相隔。

8.根据权利要求1所述的温度传感器装置，其特征在于，所述温度检测元件与所述印制电路板上的固定部之间的距离大于预设的安规距离和爬电距离。

9.一种温度传感器安装结构，其特征在于，包括待测物体和如权利要求1-8中任一项所述的温度传感器装置，所述印制电路板固定在所述待测物体的表面，且所述印制电路板的底层的下表面朝向所述待测物体。

10.根据权利要求9所述的温度传感器安装结构，其特征在于，所述待测物体的表面具有凹槽，且所述凹槽的横截面的面积大于所述温度检测元件的顶面的面积。

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