RU105366U1

RU105366U1 - TEMPERATURE SENSOR

Info

Publication number: RU105366U1
Application number: RU2011108346/28U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Владимирович Кобыляцкий; Алексей Николаевич Семин; Андрей Степанович Педченко
Original assignee: Дмитрий Владимирович Кобыляцкий; Алексей Николаевич Семин; Андрей Степанович Педченко
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2011-06-10

Abstract

Датчик температуры, содержащий корпусной элемент, термочувствительный элемент с проводниками и электрическими контактами, теплопередающий элемент и соединительную часть, причем корпусной элемент содержит последовательно соединенные измерительную часть, установочную часть и внешнюю часть, при этом внешняя часть со стороны, противоположной установочной части, соединена с соединительной частью, внутри измерительной части размещен термочувствительный элемент, соединенный посредством проводников, размещенных внутри корпусного элемента, с электрическими контактами, выведенными наружу корпусного элемента со стороны соединительной части, термочувствительный элемент окружен теплопередающим элементом, размещенным внутри корпусного элемента по крайней мере в измерительной части, отличающийся тем, что корпусной элемент и теплопередающий элемент выполнены из теплопроводной пластмассы, при этом корпусной элемент и теплопередающий элемент выполнены заодно. A temperature sensor comprising a housing element, a heat-sensitive element with conductors and electrical contacts, a heat transfer element and a connecting part, the housing element comprising a series-connected measuring part, a mounting part and an external part, while the external part from the side opposite to the mounting part is connected to the connecting part part, inside the measuring part there is a thermosensitive element connected by means of conductors placed inside the housing element the one with electrical contacts brought out of the housing element from the side of the connecting part, the heat-sensitive element is surrounded by a heat transfer element located inside the housing element at least in the measuring part, characterized in that the housing element and the heat transfer element are made of heat-conducting plastic, while the housing element and the heat transfer element is integral.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля температуры в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.The utility model relates to test equipment and can be used to control the temperature in the cooling system of an internal combustion engine.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство - датчик температуры охлаждающей жидкости автомобильного двигателя (патент РФ №33438). Датчик температуры охлаждающей жидкости автомобильного двигателя содержит чувствительный элемент, размещенный в корпусе, снабженном элементом с резьбой, а также средство подсоединения чувствительного элемента к измерительному блоку. Корпус выполнен шестигранным с резьбовой частью для монтажа на двигателе. Чувствительный элемент выполнен в виде термистора и изолирован от корпуса изоляционной прокладкой и установлен в измерительной части корпуса. Внутренняя полость измерительной части корпуса заполнена теплопроводной пастой. Термистор снабжен двумя выводами, прикрепленными к штырям электрических контактов.A known device is a temperature sensor of a coolant of an automobile engine (RF patent No. 33438). The temperature sensor of the coolant of an automobile engine contains a sensing element located in a housing provided with a threaded element, as well as means for connecting the sensing element to the measuring unit. The housing is hexagonal with a threaded portion for mounting on an engine. The sensitive element is made in the form of a thermistor and is isolated from the housing by an insulating gasket and installed in the measuring part of the housing. The internal cavity of the measuring part of the housing is filled with heat-conducting paste. The thermistor is equipped with two terminals attached to the pins of the electrical contacts.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, за счет выполнения отдельных элементов из различных материалов, а также сбора этих элементов в единую конструкцию.A disadvantage of the known technical solution is the complexity of the design, due to the implementation of individual elements from various materials, as well as the collection of these elements in a single design.

Целью предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции.The purpose of the proposed utility model is to simplify the design.

Поставленная цель достигается за счет того, что датчик температуры содержит корпусной элемент, термочувствительный элемент с проводниками и электрическими контактами, теплопередающий элемент и соединительную часть, причем корпусной элемент содержит последовательно соединенные измерительную часть, установочную часть и внешнюю часть, при этом внешняя часть, со стороны противоположной установочной части, соединена с соединительной частью, внутри измерительной части размещен термочувствительный элемент, соединенный посредством проводников, размещенных внутри корпусного элемента, с электрическими контактами, выведенными наружу корпусного элемента со стороны соединительной части, термочувствительный элемент окружен теплопередающим элементом, размещенным внутри корпусного элемента по крайней мере в измерительной части, отличающийся тем, что корпусной элемент и теплопередающий элемент выполнены из теплопроводной пластмассы, при этом корпусной элемент и теплопередающий элемент выполнены заодно.This goal is achieved due to the fact that the temperature sensor contains a housing element, a heat-sensitive element with conductors and electrical contacts, a heat transfer element and a connecting part, the housing element comprising a series-connected measuring part, an installation part and an external part, the external part being on the side opposite mounting part, connected to the connecting part, a thermosensitive element connected by means of wire is placed inside the measuring part sensors placed inside the housing element, with electrical contacts brought out of the housing element from the side of the connecting part, the heat-sensitive element is surrounded by a heat transfer element located inside the housing element at least in the measuring part, characterized in that the housing element and the heat transfer element are made of heat-conducting plastic while the housing element and the heat transfer element are made integral.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан разрез устройства.The utility model is illustrated in the drawing, which shows a section of the device.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

На чертеже обозначены: соединительная часть 1, электрический контакт 2, проводник 3, корпусной элемент 4, термочувствительный элемент 5, теплопередающий элемент 6, контактная поверхность 7, измерительная часть 8, установочная часть 9, боковая поверхность 10, внешняя часть 11.The drawing shows: the connecting part 1, the electrical contact 2, the conductor 3, the housing element 4, the heat-sensitive element 5, the heat transfer element 6, the contact surface 7, the measuring part 8, the mounting part 9, the side surface 10, the outer part 11.

Устройство состоит из нескольких функциональных частей: соединительной части 1, внешней части 11, установочной части 9 и измерительной части 8, расположенных последовательно.The device consists of several functional parts: the connecting part 1, the outer part 11, the installation part 9 and the measuring part 8 arranged in series.

В частном измерительная часть 8 устройства имеет размеры, в направлении перпендикулярном проводникам 3, меньше, чем размеры установочной части 9 устройства, в направлении перпендикулярном проводникам 3. Установочная часть 9 устройства имеет размеры, в направлении перпендикулярном проводникам 9, меньше, чем размеры внешней части 11 устройства, в направлении перпендикулярном проводникам 3. Соединительная часть 1 устройства имеет размеры, в направлении перпендикулярном проводникам 3, меньше, чем размеры внешней части 11 устройства, в направлении перпендикулярном проводникам 3.In particular, the measuring part 8 of the device has dimensions, in the direction perpendicular to the conductors 3, smaller than the dimensions of the mounting part 9 of the device, in the direction perpendicular to the conductors 3. The mounting part 9 of the device has dimensions, in the direction perpendicular to the conductors 9, smaller than the dimensions of the outer part 11 devices, in the direction perpendicular to the conductors 3. The connecting part 1 of the device has dimensions, in the direction perpendicular to the conductors 3, smaller than the dimensions of the outer part 11 of the device, in the direction and perpendicular to the conductors 3.

Соединительная часть 1 представляет собой часть устройства, выполненную с обеспечением возможности соединения с ответной частью (гнездом) измерительного блока. Соединительная часть 1 выполнена из теплопроводной пластмассы, например пластмассы серии D5108 фирмы Cool Polymers, Inc, США. Соединительная часть 1 с расположенными в ней электрическими контактами 2 представляет собой электромеханическую часть устройства, предназначенную для быстрого электрического соединения (разъединения) электрической цепи (устройства с измерительным блоком). Соединительная часть 1 выполнена с обеспечением возможности доступа соответствующих контактов (электрических) измерительного блока к электрическим контактам 2 устройства со стороны, противоположной соединению соединительной части 1 с внешней частью 11, т.е. с отверстием в котором размещены электрические контакты 2, выполненным в соединительной части 1 со стороны, противоположной соединению соединительной части 1 с внешней частью 11.The connecting part 1 is a part of the device made with the possibility of connection with the mating part (socket) of the measuring unit. The connecting part 1 is made of heat-conducting plastic, for example, D5108 series plastic from Cool Polymers, Inc, USA. The connecting part 1 with the electrical contacts 2 located therein is the electromechanical part of the device, designed for quick electrical connection (disconnection) of the electrical circuit (device with a measuring unit). The connecting part 1 is configured to allow the corresponding contacts of the (electrical) measuring unit to access the electrical contacts 2 of the device from the side opposite to the connection of the connecting part 1 to the external part 11, i.e. with a hole in which the electrical contacts 2 are located, made in the connecting part 1 from the side opposite to the connection of the connecting part 1 with the outer part 11.

Внешняя часть 11 предназначена для облегчения установки устройства в отверстии в емкости. Под емкостью понимаются различные емкости или трубопроводы, в которые устанавливают устройство в процессе эксплуатации, в данных емкостях находится среда, температуру которой необходимо измерить. Внешняя часть 11 после установки устройства располагается снаружи емкости. В сечении перпендикулярном проводникам 3, описанным далее, в случае установки устройства посредством резьбового соединения (выполненного на боковой поверхности 10, описанной далее), внешняя часть 11 может быть выполнена, например четырехугольной или шестиугольной, для удобства захвата внешней части 11 соответствующим гаечным ключом.The outer part 11 is designed to facilitate installation of the device in the hole in the tank. The capacity is understood as various capacities or pipelines in which the device is installed during operation, in these capacities there is a medium, the temperature of which must be measured. The external part 11 after installation of the device is located outside the tank. In a cross section perpendicular to the conductors 3 described later, when the device is installed by means of a threaded connection (made on the side surface 10 described later), the outer part 11 can be made, for example, quadrangular or hexagonal, for the convenience of gripping the outer part 11 with a suitable wrench.

Установочная часть 9 предназначена для установки устройства в отверстии в емкости. Поверхность корпусного элемента 4 в установочной части 9 устройства, наиболее удаленная от проводников 3 названа боковой поверхностью 10. Боковая поверхность 10 выполнена с обеспечением возможности фиксации устройства в отверстии, выполненном в емкости. В частном случае установочная часть 9 выполнена цилиндрической, с круглым сечением в плоскости, перпендикулярной проводникам 3. В частном случае на боковой поверхности 10 может быть выполнена резьба, ответная часть которой выполнена в отверстии, выполненном в емкости.The installation part 9 is designed to install the device in the hole in the tank. The surface of the housing element 4 in the installation part 9 of the device, the farthest from the conductors 3 is called the side surface 10. The side surface 10 is made with the possibility of fixing the device in the hole made in the tank. In the particular case, the mounting part 9 is made cylindrical, with a circular cross section in a plane perpendicular to the conductors 3. In the particular case, a thread can be made on the side surface 10, the counterpart of which is made in an opening made in the container.

Измерительная часть 8 предназначена для измерения температуры среды. Под средой понимается газообразная или жидкая среда, температуру которой необходимо измерить, например охлаждающей жидкости в двигателе. Измерительная часть 8, по крайней мере частично (контактной поверхностью 7, описанной далее) контактирует с указанной средой. В частном случае измерительная часть 8 выполнена цилиндрической.The measuring part 8 is designed to measure the temperature of the medium. By medium is meant a gaseous or liquid medium, the temperature of which must be measured, for example, coolant in an engine. The measuring part 8, at least in part (contact surface 7, described later) is in contact with the specified medium. In the particular case, the measuring part 8 is made cylindrical.

Основными элементами устройства являются термочувствительный элемент 5, проводники 3, электрические контакты 2, теплопередающий элемент 6, соединительная часть 1 и корпусной элемент 4.The main elements of the device are heat-sensitive element 5, conductors 3, electrical contacts 2, heat transfer element 6, connecting part 1 and housing element 4.

Термочувствительный элемент 5 предназначен для измерения температуры. В качестве термочувствительного элемента 5 может быть использован, например термистор, термопара, термобатарея или боломегр. Термочувствительный элемент 5 расположен внутри теплопередающего элемента 6, который размещен в корпусном элементе 4 в измерительной части 8 устройства. Термочувствительный элемент 5 снабжен двумя проводниками 3.The temperature-sensitive element 5 is designed to measure temperature. As the heat-sensitive element 5 can be used, for example, a thermistor, thermocouple, thermopile or bolomera. The heat-sensitive element 5 is located inside the heat transfer element 6, which is placed in the housing element 4 in the measuring part 8 of the device. The temperature-sensitive element 5 is equipped with two conductors 3.

Проводники 3 представляют собой твердое тело, в котором имеются свободные носители заряда, то есть заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться внутри этого тела. В частном случае в качестве проводников 3 может быть использована, например металлическая проволока. Проводники 3 расположены внутри корпусного элемента 4. Проводники 3 соединяют термочувствительный элемент 5 с электрическими контактами 2.Conductors 3 are a solid body in which there are free charge carriers, that is, charged particles that can freely move inside this body. In the particular case, as conductors 3 can be used, for example, metal wire. Conductors 3 are located inside the housing element 4. Conductors 3 connect the heat-sensitive element 5 to the electrical contacts 2.

Электрические контакты 2 предназначены для замыкания электрической цепи посредством взаимодействия указанных электрических контактов 2 с соответствующими контактами (электрическими) измерительного устройства, при присоединении устройства к измерительному блоку. Электрические контакты 2 расположены в соединительной части 1 устройства. Электрические контакты 2 соединены с проводниками 3. Электрические контакты 2 расположены снаружи корпусного элемента 4.Electrical contacts 2 are designed to close the electrical circuit by the interaction of these electrical contacts 2 with the corresponding contacts (electrical) of the measuring device, when connecting the device to the measuring unit. Electrical contacts 2 are located in the connecting part 1 of the device. Electrical contacts 2 are connected to the conductors 3. Electrical contacts 2 are located outside the housing element 4.

Теплопередающий элемент 6 предназначен для передачи температуры среды, по крайней мере, через контактную поверхность 7, описанную далее, к термочувствительному элементу 5. Теплопередающий элемент 6 расположен между термочувствительным элементом 5 и корпусным элементом 4, по крайней мере в измерительной части 8 устройства. Теплопередающий элемент 6 может быть выполнен из любой теплопроводной пластмассы, например пластмасс серии D5108 фирмы Cool Polymers, Inc, США.The heat transfer element 6 is designed to transmit the temperature of the medium, at least through the contact surface 7, described below, to the heat-sensitive element 5. The heat transfer element 6 is located between the heat-sensitive element 5 and the housing element 4, at least in the measuring part 8 of the device. The heat transfer element 6 may be made of any thermally conductive plastic, for example, D5108 series plastics from Cool Polymers, Inc, USA.

Корпусной элемент 4 представляет собой элемент внешней части 11, установочной части 9 и измерительной части 8 устройства, внутри которой расположены основные элементы устройства (термочувствительный элемент 5, Теплопередающий элемент 6 и проводники 3). Корпусной элемент 4 может быть выполнен полым, т.е. расположенным по периметру устройства и имеющим свободную внутреннюю полость, или полным, т.е. заполненным материалом корпусного элемента 4 по всему внутреннему объему и не имеющим свободной внутренней полости. Корпусной элемент 4 выполнен из теплопроводной пластмассы, например пластмасс серии D5108 фирмы Cool Polymers, Inc, США.The housing element 4 is an element of the outer part 11, the mounting part 9 and the measuring part 8 of the device, inside which the main elements of the device are located (heat-sensitive element 5, heat transfer element 6 and conductors 3). The housing element 4 may be hollow, i.e. located around the perimeter of the device and having a free internal cavity, or full, i.e. filled with the material of the housing element 4 throughout the internal volume and not having a free internal cavity. The housing element 4 is made of heat-conducting plastic, for example, plastics series D5108 company Cool Polymers, Inc, USA.

Корпусной элемент 4 в измерительной части 8 устройства снабжен контактной поверхностью 7. Контактная поверхность 7 расположена противоположно электрическим контактам 2. Контактная поверхность 7 предназначена для контакта со средой.The housing element 4 in the measuring part 8 of the device is provided with a contact surface 7. The contact surface 7 is located opposite the electrical contacts 2. The contact surface 7 is intended for contact with the medium.

Корпусной элемент 4, соединительная часть 1 и теплопередающий элемент 6, в частном случае, выполнены как одна деталь.The housing element 4, the connecting part 1 and the heat transfer element 6, in the particular case, are made as one part.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Полезная модель реализуется следующим образом.The utility model is implemented as follows.

Пользователь подсоединяет к термочувствительному элементу 5 проводники 3 с электрическими контактами 2. Пользователь размещает термочувствительный элемент 5 с проводниками 3 и электрическими контактами 2 в форме для отливки корпусного элемента 4, соединительной части 1 и теплопередающего элемента 6 как одной детали. Форма выполнена повторяющей конфигурацию соединительной части 1, внешней части 11, установочной части 9 и измерительной части 8. Пользователь размещает термочувствительный элемент 5 с проводниками 3 и электрическими контактами 2 в форме таким образом, чтобы электрические контакты 2 располагались снаружи формы в районе будущей соединительной части 1. Пользователь заливает в форму теплопроводную пластмассу в нагретом текучем состоянии. После затвердевания теплопроводной пластмассы пользователь извлекает устройство из формы.The user connects conductors 3 with electrical contacts 2 to the heat-sensitive element 5. The user places the heat-sensitive element 5 with conductors 3 and electrical contacts 2 in the mold for casting the housing element 4, the connecting part 1 and the heat transfer element 6 as one part. The form is made repeating the configuration of the connecting part 1, the outer part 11, the mounting part 9 and the measuring part 8. The user places the heat-sensitive element 5 with conductors 3 and electrical contacts 2 in the form so that the electrical contacts 2 are located outside the form in the region of the future connecting part 1 The user fills the mold with thermally conductive plastic in a heated flowing state. After the thermally conductive plastic has solidified, the user removes the device from the mold.

Пользователь устанавливает устройство в отверстие в необходимом месте, например в емкости с охлаждающей жидкостью для двигателя внутреннего сгорания. Для этого пользователь пропускает устройство через отверстие измерительной частью 8 в емкость. Пользователь удерживает устройство за внешнюю часть 11, например при помощи гаечного ключа. Пользователь закрепляет устройство в отверстии, например при помощи клеящего вещества или резьбового соединения, выполненного на боковой поверхности 10 и поверхности отверстия. При этом боковая поверхность 10 прилегает к поверхности отверстия. Внешняя часть 11 и соединительная часть 1 с электрическими контактами 2 расположены снаружи емкости. Измерительная часть 8, по крайней мере частично расположена внутри емкости. Возможно расположение измерительной части 8 в отверстии, при этом контактная поверхность 7 расположена заподлицо с внутренней поверхностью стенки емкости вокруг отверстия. Пользователь соединяет устройство с измерительным блоком, т.е. размещает соединительную часть 1 в ответной части (гнезде) измерительного блока, при этом происходит замыкание электрической цепи вследствие замыкания электрических контактов 2 с соответствующими контактами (электрическими) измерительного блока.The user installs the device in the hole in the desired location, for example in a container with coolant for an internal combustion engine. To do this, the user passes the device through the opening of the measuring part 8 into the container. The user holds the device by the outer part 11, for example with a wrench. The user secures the device in the hole, for example using an adhesive or threaded connection made on the side surface 10 and the surface of the hole. While the side surface 10 is adjacent to the surface of the hole. The outer part 11 and the connecting part 1 with electrical contacts 2 are located outside the tank. The measuring part 8 is at least partially located inside the tank. The location of the measuring part 8 in the hole is possible, while the contact surface 7 is flush with the inner surface of the vessel wall around the hole. The user connects the device to the measuring unit, i.e. places the connecting part 1 in the counterpart (socket) of the measuring unit, while the circuit is closed due to the closure of the electrical contacts 2 with the corresponding contacts (electrical) of the measuring unit.

При изменении температуры среды (охлаждающей жидкости в двигателе) в результате соприкосновения, по крайней мере контактной поверхности 7, со средой, изменение температуры передается через теплопроводную пластмассу (материал корпусного элемента 4 в измерительной части 8 устройства и теплопередающего элемента 6, выполненных как одна деталь) термочувствительному элементу 5, например термистору. Сопротивление термочувствительного элемента 5 изменяется и передается через проводники 3 и электрические контакты 2 измерительному блоку, где происходит преобразование полученных данных в показания температуры в соответствии с заданной характеристикой.When the temperature of the medium (coolant in the engine) changes due to the contact of at least the contact surface 7 with the medium, the temperature change is transmitted through heat-conducting plastic (material of the housing element 4 in the measuring part 8 of the device and heat transfer element 6, made as one part) heat sensitive element 5, for example a thermistor. The resistance of the heat-sensitive element 5 is changed and transmitted through the conductors 3 and the electrical contacts 2 to the measuring unit, where the received data is converted to temperature readings in accordance with a given characteristic.

Таким образом, выполнение устройства из термочувствительного элемента, проводников, электрических контактов, теплопередающего элемента, соединительной части и корпусного элемента обеспечивает упрощение конструкции, за счет выполнения соединительной части, корпусного элемента и теплопередающего элемента из теплопроводной пластмассы, а также за счет выполнения соединительной части, корпусного элемента и теплопередающего элемента в виде одной детали.Thus, the implementation of the device from a heat-sensitive element, conductors, electrical contacts, a heat transfer element, a connecting part and a housing element provides simplification of the design, due to the execution of the connecting part, the housing element and the heat transfer element from heat-conducting plastic, as well as due to the implementation of the connecting part element and heat transfer element in the form of one part.

Claims

A temperature sensor comprising a housing element, a heat-sensitive element with conductors and electrical contacts, a heat transfer element and a connecting part, the housing element comprising a series-connected measuring part, a mounting part and an external part, while the external part from the side opposite to the mounting part is connected to the connecting part part, inside the measuring part there is a thermosensitive element connected by means of conductors placed inside the housing element the one with electrical contacts brought out of the housing element from the side of the connecting part, the heat-sensitive element is surrounded by a heat transfer element located inside the housing element at least in the measuring part, characterized in that the housing element and the heat transfer element are made of heat-conducting plastic, while the housing element and the heat transfer element is integral.