專利名稱：溫度傳感器溫度計(jì)恒溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溫度傳感器，用于該溫度傳感器的膨脹式液體溫度計(jì)和使用該溫度傳感器的恒溫裝置。
中國專利G01K5/16 1 02019公開《一種可以自由連斷電路的溫度計(jì)》，它的目的是用于溫度計(jì)量和溫度控制，其結(jié)構(gòu)是在水銀溫度計(jì)殼體上塑鑄數(shù)根導(dǎo)電接頭，當(dāng)水銀柱隨溫度變化升降時(shí)，可以自動(dòng)連通或斷開外部電路，達(dá)到溫控目的，它的不足之處是1、必須使用水銀做溫度計(jì)測溫液體，由水銀的性質(zhì)決定，與水銀電聯(lián)接的導(dǎo)電接頭須用白金做材料，白金價(jià)昂，數(shù)根接頭對白金用量太多。2、需要與之配套的較多的外部電路。3、不能隨意調(diào)節(jié)。4、導(dǎo)電接頭加工和連接都不方便，容易損壞。
公知的電接點(diǎn)溫度計(jì)，同上述溫度計(jì)構(gòu)造及工作原理類似，不同之處是有一個(gè)可調(diào)節(jié)的電接點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)這個(gè)電接點(diǎn)在溫度計(jì)內(nèi)的位置，實(shí)現(xiàn)對控制溫度的調(diào)節(jié)，它的不足之處是1、以貴金屬白金做電接點(diǎn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制做困難，成本高。2、受到振動(dòng)倒置容易斷節(jié)失靈。3、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)容易損壞。4、只能對一個(gè)溫度點(diǎn)實(shí)現(xiàn)控制。
以上兩種溫度計(jì)都有毛細(xì)管較細(xì)、顯示效果不好的不足，對水銀柱的接觸檢測導(dǎo)致必須使用白金、水銀。
本發(fā)明旨在提供一種1、具有計(jì)量，傳感和控制溫度，但可以不接觸檢測的無極可調(diào)的溫度傳感控制器。2、為該溫度傳感器設(shè)計(jì)的宜于檢測和制作的低成本溫度計(jì)。3、使用該溫度傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，檢測靈敏，恒溫裝置。
本發(fā)明可以通過以下措施達(dá)到以液位位移傳感器檢測膨脹式液體溫度計(jì)的液柱的液位高度和升降變化。把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過控制電路控制用電器的工作狀態(tài)，達(dá)到控制溫度的目的。
把膨脹式液體溫度計(jì)的液柱作為電容液位傳感器中電容兩極間的介質(zhì)，由于溫度計(jì)毛細(xì)管內(nèi)的物質(zhì)乙醇，空氣水銀等的介電常數(shù)差異很大，溫度計(jì)液柱升降時(shí)，相當(dāng)于電容介質(zhì)改變，從而電容量改變，使電容傳感器輸出相應(yīng)電信號(hào)，控制用電器工作狀態(tài)，達(dá)到控溫目的，還可以在溫度計(jì)殼體上塑鑄一根電極，它的端與測溫液體相連，另一端與電容傳感器相連，使該溫度計(jì)液柱作為電容傳感器的一個(gè)極板，液柱升降，相當(dāng)于電容極板面積大小的改變，從而電容量改變，以上述同樣原理達(dá)到控溫目的。
以電磁波和機(jī)械波發(fā)射接收傳感器檢測溫度計(jì)液柱。液柱升降改變電磁波和機(jī)械波傳播路徑，比如導(dǎo)改光電斷路器光路通或斷，輻射光線是否被反射，折射，將導(dǎo)致光敏器件受光狀態(tài)的改變，使光敏器件阻值改變，由此通過控制電路控制用電器工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。
使用光纖傳感器，可以使光路更容易控制，安裝調(diào)試更方便，控制精度更高，具有較強(qiáng)抗干擾作用。
超聲波傳感器是一種機(jī)械波傳感器，通過超聲液位傳感器對溫度計(jì)液位檢測，同樣可以實(shí)現(xiàn)對溫度的控制。
常用的光電輻射源有發(fā)光二極管，白熾燈，光量子發(fā)生器，激光器，氣體放電脈沖燈，電熒光發(fā)光體，常用的光敏器件有光敏電阻，光敏二極三極管，硅光電池，光電倍增管，光陰極等，電磁波機(jī)械疲發(fā)射接收器應(yīng)光譜匹配，分別把接收器布置在發(fā)射器的透射線上，反射線上，折射線上，通過對溫度計(jì)材料的選擇和形狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使溫度計(jì)殼體透射率盡可能大，殼體與測溫液體，輻射波，接收器具有波譜匹配關(guān)系，即對于透射式液位傳感器，殼體應(yīng)順利通過輻射光線，測溫液體應(yīng)具有遮擋光線通過的能力，對于反射式，測溫液體對輻射光線具有反射能力，對于折射式、測溫液體應(yīng)具有對輻射光的折射能力。
使用一套上述的溫度傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對一個(gè)溫度點(diǎn)的恒溫控制，也可以使用幾套，把溫度控制在一個(gè)或幾個(gè)范圍之內(nèi)或增加其它如報(bào)警控制功能，設(shè)置一能使溫度計(jì)和傳感器探測頭產(chǎn)生相對位移的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，溫度計(jì)殼體外壁加工有螺紋或軸向的槽，傳感器檢測頭塑鑄在材料上，這種材料可以是絕緣體和透明的，材料內(nèi)壁有與溫度計(jì)殼體外壁的螺紋和槽相應(yīng)的螺紋或凸起，螺紋配合可使檢測頭圍繞溫度計(jì)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)和上下位移，槽和凸起配合可使檢測頭順溫度計(jì)殼上下滑動(dòng)，二者摩擦力較大，可相對固定，調(diào)整二者相對位置，可實(shí)現(xiàn)對傳感控溫的調(diào)節(jié)，電感線圈可以順溫度計(jì)的螺紋纏繞，也可以把檢測頭塑鑄在溫度計(jì)殼體上。
在使用如電感線圈的某些液位傳感器時(shí)，可能會(huì)遮擋溫度計(jì)殼體上的刻度，因此在殼體上另外有一套可以直接觀察到的刻度和指示機(jī)構(gòu)，溫度計(jì)尺寸較大，測溫液體使用便于傳感器檢測的物質(zhì)，溫度計(jì)殼體選用對液位傳感器檢測不敏感的物質(zhì)制造，毛細(xì)管斷面為長方形，一字形，若干毛細(xì)管的組合或類似形狀，可以提高液位傳感器對液柱的檢測，同時(shí)具有顯示效果好和藝術(shù)觀賞價(jià)值。溫度計(jì)加工為L型，或其它非直棒的異形體，便于感溫包伸入測溫區(qū)，同時(shí)液面和刻度部分便于布置在器具，如電冰箱的面板上，便于觀察同時(shí)起到裝飾美化的作用，為了便于顯示和檢測，測溫液體可以是熒光物質(zhì)。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、通過對液柱液位檢測不但能實(shí)現(xiàn)對溫度的無接觸檢測和控制，同時(shí)可直觀顯示，無級(jí)可調(diào)，調(diào)節(jié)方便，易于附加報(bào)警等多種功能。
2、對溫度的控制和調(diào)節(jié)誤差很小，基本上等于溫度計(jì)的測量誤差。
3、溫度計(jì)尺寸較大，毛細(xì)管斷面的形狀不但使溫度計(jì)量顯示和調(diào)節(jié)控制誤差更小，而且具有藝術(shù)觀賞效果，適合公共豪華場所制作巨型的溫度顯示和控制裝置。
4、不接觸檢測，工作可靠，壽命長，不易損壞。
5、結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，成本較低。
6、L型等類似形體的非直棒形溫度計(jì)，容易根據(jù)用電器具有實(shí)際狀況布置，兼顧溫度計(jì)量外部顯示和控制多種功能。


圖1是環(huán)形和U型液位傳感器與玻璃液體溫度計(jì)組成的溫度傳感器。
圖2是由電感式接近開關(guān)同玻璃液體溫度計(jì)組成的溫度傳感器工作原理示意圖。
圖3是螺管式電感傳感器同玻璃液體溫度計(jì)組成的溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是渦流傳感器與玻璃液體溫度計(jì)組成的溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5圖6分別是差動(dòng)變壓器式電感傳感器同溫度計(jì)組成的溫度傳感器一個(gè)結(jié)構(gòu)圖一個(gè)原理圖。
圖7圖8是電容傳感器檢測玻璃液體溫度計(jì)液柱的原理圖和電路框圖。
圖9是用兩套光電傳感器把溫度控制在一個(gè)范圍內(nèi)的恒溫裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖10是超聲傳感器和光纖傳感器與溫度計(jì)組成的溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11圖12分別是圖中各種溫度傳感器控制的制冷加熱的恒溫裝置的工作結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖13是互感式液位傳感器與溫度計(jì)組成的溫度傳感順原理圖。
實(shí)施例1分別以圖1所示的UYB-13型和CE1-10型電容液位傳感器和水銀溫度計(jì)，有機(jī)液體溫度計(jì)組成溫度傳感器，電聯(lián)接于圖11、12的電路中，實(shí)現(xiàn)溫度檢測和控制。
實(shí)施例2以權(quán)利要求3的溫度傳感器電接于圖11、12電路中，檢測電極是弧型，包圍溫度計(jì)殼體，但不遮擋溫度計(jì)刻度。
實(shí)施例3分別以U05型、HEL型、5CB40型電感式位移傳感器和玻璃液體溫度計(jì)組成溫度傳感器，電接于圖11、12電路中，以圖9原理工作。
實(shí)施例4以日產(chǎn)渦流差動(dòng)變壓器式液位傳感器與膨脹式液體溫度計(jì)組成溫度傳感器，電聯(lián)接圖11、12電路中，以圖9原理工作。
實(shí)施例5如圖10所示，以透射式光電傳感器和反射式光纖傳感器與水銀溫度計(jì)組成溫度傳感器，電聯(lián)接于圖11、12電路中，以圖9原理控溫，用電器是電熱器，溫度達(dá)上限時(shí)，電熱器停止工作。溫度達(dá)下限時(shí)，電熱器工作。
實(shí)施例6分別以501E、621S型超聲液位傳感器與乙醇溫度計(jì)組成溫度傳感器按圖9原理控溫，用電器是制冷器，溫度高于溫控點(diǎn)，制冷器工作。
實(shí)施例7紅外發(fā)射接收管布置在乙醇溫度計(jì)兩側(cè)，該溫度計(jì)殼體用透射紅外光的鍺玻璃制作，溫度計(jì)毛細(xì)管斷面為長方形，長為1厘米，寬為1毫米，殼體鍍以增透膜，構(gòu)成透射式溫度開關(guān)，液柱上升，遮擋光路，接收管沒有光照，阻值不變，液柱隨溫度下降，接收管受光照，阻值變小，使圖11、12電路有不同工作狀態(tài)，控制用電器工作。
實(shí)施例8紅外接收器布置在紅外發(fā)射器光線通過尺寸較大的溫度計(jì)毛細(xì)管液體柱的折射線上，發(fā)射接收器固定在一環(huán)型體上，該環(huán)形體內(nèi)壁螺紋，與溫度計(jì)殼體外壁螺紋配合，相互旋轉(zhuǎn)，調(diào)整相互間位置，達(dá)到調(diào)整溫控點(diǎn)。
實(shí)施例9圖2是一種電感式接近開關(guān)，它由高頻振蕩器、檢波器、放大器、施密特電路及輸出電路組成，工作原理是振蕩器2產(chǎn)生交變磁場，玻璃液體溫度計(jì)液柱3隨溫度升降，使液柱內(nèi)渦流量值改變，必致吸收振蕩能量的改變，使振蕩檢測線圈1振蕩強(qiáng)弱改變，由電路轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號(hào)，按圖9控制用電器工作狀態(tài)。
實(shí)施例10圖5圖6是螺管式差動(dòng)變壓器式溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖和原理圖，它由初級(jí)線圈2和二組次級(jí)線圈1和絕緣框架3組成，溫度計(jì)液住下降時(shí)，下邊次級(jí)線圈內(nèi)磁通比上邊線圈多些，互感也大些，反之則相反，通過次級(jí)線圈的不同輸出控制用電器工作，達(dá)到溫控目的。也可以把輸出接成圖6的反向串連方式。
實(shí)施例11圖10是電磁波和機(jī)械波透射式，反射式溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖。超聲發(fā)射器1和超聲接收器2布置在尺寸較大的溫度計(jì)兩側(cè)，光纖反射式光電傳感器4對液柱3檢測。溫度傳感器電聯(lián)接于圖11、12中，用電器控制門窗開關(guān)，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。
實(shí)施例12電容液位傳感器的檢測頭由兩塊導(dǎo)體和兩塊透明絕緣體組成，它們間隔連接，膠接成塑鑄成與溫度計(jì)殼體吻合的一個(gè)整體。內(nèi)壁有與溫度計(jì)殼體外壁螺紋或槽配合的螺紋或凸起，可以與溫度計(jì)相對固定，并可以順螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)或槽向滑動(dòng)，做相對位置的調(diào)節(jié)。
實(shí)施例13自感線圈順溫度計(jì)殼體外壁螺紋繞在溫度計(jì)殼體上，線圈兩端電聯(lián)接于圖11、12電路中。
實(shí)施例14互感線圈在溫度計(jì)殼體上，線圈兩端電聯(lián)接于圖13電路中。
實(shí)施例15自藕線圈繞在溫度計(jì)殼體上，按圖9原理控溫。
權(quán)利要求
1.一種溫度傳感器，其特征在于它由膨脹式液體溫度計(jì)和對溫度計(jì)液柱液位具有檢測能力的液位位移傳感器組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的溫度傳感器，其特征在于它的液位位移傳感器根據(jù)工作原理分別是電容液位傳感器，電感液位傳感器，渦流液位傳感器，電磁波機(jī)械波發(fā)射接收式液信傳感器，光電液位傳感器，超聲液位傳感器，磁性液位傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的溫度傳感器，其特征在于膨脹式液體溫度計(jì)的殼克體上塑鑄一根電極，它的一端與測溫液體電連接，另一端可與外部電路電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的溫度傳感器，其特征在于它由權(quán)利要求3的溫度計(jì)作為權(quán)利要求2的電容液位傳感器的一個(gè)電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的溫度傳感器，其特征在于為了便于權(quán)利要求2的液位傳感器的檢測，膨脹式液體溫度計(jì)的毛細(xì)管尺寸較大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5的溫度傳感器，其特征在于膨脹式液體溫度計(jì)的毛細(xì)管斷面為長方形，一字形，若干毛細(xì)管排列或類似形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6的溫度傳感器，其特征在于它有一個(gè)能使溫度計(jì)和傳感器檢測頭產(chǎn)生相對位移的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，它的膨脹式液體溫度計(jì)殼體外壁有螺紋或軸向的槽，與傳感器檢測頭的螺紋或凸起配合，檢測頭與溫度計(jì)可以產(chǎn)生相對位移的效果。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6的溫度傳感器，其特征在于它的溫度計(jì)多一套刻度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5或6或7或8的溫度傳感器，其特征在于它的溫度計(jì)呈L型。
10.一種恒溫裝置，它由溫度傳感器，控制電路，用電器組成，其特征在于它的溫度傳感器是權(quán)利要求1的溫度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明是一種溫度傳感器，為該溫度傳感器設(shè)計(jì)的膨脹式玻璃液體溫度計(jì)以及使用該溫度傳感器的恒溫裝置。本發(fā)明之溫度傳感器由玻璃液體溫度計(jì)與對該溫度計(jì)液柱具有識(shí)別和間接控制能力的液位傳感器組成。通過對溫度計(jì)液柱的檢測，自動(dòng)控制用電器工作狀態(tài)，達(dá)到對溫度的自動(dòng)控制。本發(fā)明特別適用于電冰箱、冰柜、烤箱、化驗(yàn)室、病房、賓館等的制冷、電熱器具和室內(nèi)恒溫控制，以及公共場所的溫度顯示和溫度控制。
文檔編號(hào)G01K5/16GK1097250SQ9311534
公開日1995年1月11日 申請日期1993年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月31日
發(fā)明者王國璋 申請人:王國璋