一種溫度傳感器及溫度調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溫度傳感器及溫度調(diào)節(jié)器，所述溫度傳感器包括金屬外殼，所述金屬外殼內(nèi)設(shè)有一活塞，所述活塞將所述金屬外殼分為相互隔離的第一腔室和第二腔室，所述第二腔室內(nèi)填充有感溫石蠟，所述第一腔室內(nèi)設(shè)有推桿，所述推桿穿過所述第一腔室伸出所述金屬外殼。本發(fā)明利用感溫石蠟的熱脹冷縮原理，在受冷或受熱時(shí)體積產(chǎn)生變化，并最終將感溫石蠟的體積變化轉(zhuǎn)化為推桿的位移變化進(jìn)行輸出，本發(fā)明采用材料物理原理與機(jī)械裝置，不受內(nèi)外部環(huán)境的影響，且不易損壞。
【專利說明】一種溫度傳感器及溫度調(diào)節(jié)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種溫度傳感器及溫度調(diào)節(jié)器。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前的溫度傳感器，多數(shù)是利用PCT等熱敏材料的導(dǎo)電性，其依賴于材料的電阻 對(duì)溫度的敏感；另一種是利用紅外線或電磁波測(cè)量溫度，但其只能測(cè)量物體表面的溫度，且 測(cè)量的準(zhǔn)確度受環(huán)境影響較大；還有一種是玻璃水銀溫度傳感器，這種溫度傳感器易損壞， 且損壞后會(huì)揮發(fā)有毒氣體，污染環(huán)境。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種溫度傳感器及溫度調(diào)節(jié)器，以解決上述技術(shù)問題。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種溫度傳感器，包括金屬外殼，所述金屬外殼 內(nèi)設(shè)有一活塞，所述活塞將所述金屬外殼分為相互隔離的第一腔室和第二腔室，所述第二 腔室內(nèi)填充有感溫石蠟，所述第一腔室內(nèi)設(shè)有推桿，所述推桿穿過所述第一腔室伸出所述 金屬外殼。
[0005] 較佳地，所述感溫石蠟內(nèi)混合有金屬粉末。
[0006] 較佳地，所述推桿的一端固定有限位滑塊，所述限位滑塊限位于所述第一腔室內(nèi)， 且能夠沿一條直線方向滑動(dòng)。
[0007] 較佳地，所述限位滑塊上設(shè)有若干流動(dòng)孔。
[0008] 較佳地，所述第一腔室內(nèi)填充有油或水。
[0009] 較佳地，所述推桿伸出所述金屬外殼的一端與力傳遞裝置相連。
[0010] 較佳地，所述力傳遞裝置為滾珠螺桿。
[0011] 較佳地，所述滾珠螺桿包括頂桿、套筒以及滾珠，所述頂桿外側(cè)帶有第一螺旋導(dǎo) 軌，所述套筒內(nèi)側(cè)帶有第二螺旋導(dǎo)軌，所述第一螺旋導(dǎo)軌和第二螺旋導(dǎo)軌組成完整的軌道， 所述滾珠限位于所述軌道內(nèi)，所述推桿與所述頂桿的一端固定連接。
[0012] 較佳地，還包括第二齒輪和第三齒輪，所述套筒外部帶有第一齒輪，所述第一齒輪 與第二齒輪、第三齒輪分別嚙合，所述第二齒輪與溫度儀表盤相連；所述第三齒輪與閥門相 連。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種溫度調(diào)節(jié)器，包括控制擋板、圓錐齒輪以及如上所述的溫度 傳感器，所述溫度傳感器安裝于盛有液體的容器內(nèi)，所述圓錐齒輪的輸入軸與所述溫度傳 感器的推桿相連，所述圓錐齒輪的輸出軸與所述控制擋板相連，所述控制擋板的位置與所 述容器的出水口對(duì)應(yīng)，所述控制擋板上設(shè)有流出孔。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的溫度傳感器具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0015] 1.本發(fā)明提供的溫度傳感器無(wú)需額外的動(dòng)力源，可以在無(wú)電情況下使用；
[0016] 2.還可以在水等導(dǎo)電溶液或密閉惡劣環(huán)境中使用；
[0017] 3.測(cè)量溫度準(zhǔn)確，不受內(nèi)外部環(huán)境影響，如：氣候、粉塵等；
[0018] 4.利用材料的物理原理及機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量，不易損壞，使用壽命長(zhǎng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的溫度傳感器中滾珠螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明一【具體實(shí)施方式】的溫度調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖中：10_溫度傳感器、11-金屬外殼、12-活塞、13-感溫石蠟、14-油或水、15-推 桿、16-限位滑塊、17-流動(dòng)孔；
[0023] 20-滾珠螺桿、21-頂桿、22-套筒、23-滾珠；
[0024] 30-圓錐齒輪、40-控制擋板、41-流出孔、50-容器、51-出水口。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了更詳盡的表述上述發(fā)明的技術(shù)方案，以下列舉出具體的實(shí)施例來證明技術(shù)效 果；需要強(qiáng)調(diào)的是，這些實(shí)施例用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。
[0026] 本發(fā)明提供的溫度傳感器10,如圖1所示，包括金屬外殼11，所述金屬外殼11內(nèi) 設(shè)有一活塞12,所述活塞12將所述金屬外殼11分為相互隔離的第一腔室和第二腔室，所述 第二腔室內(nèi)填充有感溫石蠟13,所述第一腔室內(nèi)設(shè)有推桿15,所述推桿15穿過所述第一腔 室伸出所述金屬外殼11。本實(shí)施例中，所述金屬外殼11為銅管，當(dāng)外界溫度變化時(shí)，所述感 溫石蠟13由于熱脹冷縮原理，受熱時(shí)膨脹，而從推動(dòng)活塞12向第一腔室的方向擠壓，而第 一腔室內(nèi)的壓強(qiáng)增大，從而推動(dòng)推桿15向外滑動(dòng)；當(dāng)溫度下降時(shí)，感溫石蠟13體積縮小，整 個(gè)金屬外殼11外側(cè)的大氣壓推動(dòng)推桿16向內(nèi)滑動(dòng)，同時(shí)推動(dòng)活塞12向第二腔室的方向活 動(dòng)。
[0027] 需要說明的是，由于材料固有的物理膨脹特性，溫度變化與所述推桿15的位移， 有著明確的線性關(guān)系。
[0028] 物體的體積熱膨脹系數(shù)公式如下：
[0029] r=%l^Jp
[0030] 而石蠟的體積熱膨脹系數(shù)為〇.76(1(Γ3/Κ)，即溫度每變化1°C，體積變化 0· 76ΧΚΓ3。
[0031] 具體地，所述感溫石蠟13的主要成分是烷烴，伴隨溫度變化產(chǎn)生體積的變化是由 分子間距離變化引起的，異構(gòu)烷烴膨脹率一般低于同碳數(shù)的正構(gòu)烷烴，由于石蠟具有在相 變過程中體積變化大的特性，所以常通過幾種熔點(diǎn)不同的石蠟的調(diào)配來得到所需要的相 變溫度區(qū)間的感溫石蠟13。
[0032] 較佳地，為了加強(qiáng)感溫石蠟13對(duì)熱傳遞的敏感性，可以在感溫石蠟13內(nèi)添加金屬 粉末，如銅粉末，雖然金屬粉末的添加對(duì)石蠟復(fù)合材料的膨脹率有一定影響，但不會(huì)改變 石蠟復(fù)合材料的膨脹特性。
[0033] 請(qǐng)重點(diǎn)參考圖1，本實(shí)施例中，所述金屬外殼11為圓柱狀的殼體，第一腔室的長(zhǎng)度 為1，第二腔室的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為D，則感溫石蠟13的初始體積％為（D/2) 2X π XL，當(dāng)所 述感溫石蠟13受熱膨脹時(shí)，半徑D/2無(wú)法變化，所以體積的變化即表現(xiàn)為第二腔室的長(zhǎng)度L 的變化。若金屬外殼11內(nèi)裝入感溫石蠟13的長(zhǎng)度L為100mm，當(dāng)體積變化1 %時(shí)，其長(zhǎng)度 變化Λ L為1mm。
[0034] 較佳地，為了使上述的長(zhǎng)度變化Λ L更加明顯，可以加入了內(nèi)油缸結(jié)構(gòu)，即在所述 第一腔室內(nèi)填充油或水14,由于圖中左側(cè)油或水14的體積受溫度變化的影響較小，與感 溫石蠟13相比，可忽略不計(jì)，因此，感溫石蠟13的體積變化先轉(zhuǎn)化為第二腔室的長(zhǎng)度變化 Λ L，最終轉(zhuǎn)化為推桿15伸出或縮進(jìn)第一腔室內(nèi)的長(zhǎng)度變化Λ 1，所以L變化時(shí)按照如下公 式：
[0035] (D/2)2X π X AL = (d/2)2X π X Λ 1，其中 d 為推桿 15 的直徑，
[0036] 得到Λ 1/ Λ L = (D/d)2,也就是說，當(dāng)推桿15的直徑d為金屬外殼11的直徑D 的1/5時(shí)，推桿15的位移能放大25倍，即感溫石蠟13發(fā)生1_的膨脹位移變化，轉(zhuǎn)移到推 桿15上的位移變化是25mm。
[0037] 雖然感溫石蠟13在不同溫度下的膨脹百分比是不一致的，但其不同溫度的膨脹 率是固定不變的，即可以實(shí)現(xiàn)特定的溫度對(duì)應(yīng)特定的位移，且由于位移的放大，對(duì)溫度的敏 感度增加。
[0038] 較佳地，請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，所述推桿15的一端固定有限位滑塊16,所述限位滑塊16 限位于所述第一腔室內(nèi)，且能夠沿一條直線方向滑動(dòng)，使得推桿15能夠順利地在第一腔室 內(nèi)沿直線方向滑動(dòng)，較佳地，所述限位滑塊16上設(shè)有若干流動(dòng)孔17,避免限位滑塊16在第 一腔室內(nèi)滑動(dòng)后，造成限位滑塊16兩側(cè)的壓力不同，進(jìn)而影響溫度傳感器的準(zhǔn)確性。
[0039] 較佳地，所述推桿15伸出所述金屬外殼11的一端與力傳遞裝置相連，以把不同溫 度影響下產(chǎn)生的不同的直線位移改變?yōu)榕ち蛩轿灰频绕渌鬟f模式，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè) 功能。本實(shí)施例中，所述力傳遞裝置為滾珠螺桿20,請(qǐng)重點(diǎn)參考圖2,所述滾珠螺桿20包括 頂桿21、套筒22以及滾珠23,所述頂桿21外側(cè)帶有第一螺旋導(dǎo)軌，所述套筒22內(nèi)側(cè)帶有 第二螺旋導(dǎo)軌，所述第一螺旋導(dǎo)軌和第二螺旋導(dǎo)軌組成完整的軌道，所述滾珠23限位于所 述軌道內(nèi)，所述推桿15與所述頂桿21的一端固定連接。具體地，帶第一螺旋導(dǎo)軌的頂桿21 的直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠23在軌道內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)套筒22做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且套筒22 在旋轉(zhuǎn)過程中保持位置不變，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)方式的改變，把直線運(yùn)動(dòng)，改變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0040] 較佳地，套筒22還可以連接第二齒輪和第三齒輪，具體地，所述套筒22外部帶有 第一齒輪，所述第一齒輪與第二齒輪、第三齒輪分別哨合，所述第二齒輪與溫度儀表盤相 連，在旋轉(zhuǎn)作用下，可以實(shí)時(shí)觀看被測(cè)物體的溫度；所述第三齒輪與閥門相連，所述閥門為 控制與調(diào)節(jié)裝置，在不同溫度下，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)大小或者開關(guān)的關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng) 控制。當(dāng)然，所述頂桿21可直接連接溫度保護(hù)開關(guān)，當(dāng)被測(cè)溫度達(dá)到危險(xiǎn)溫度時(shí)，頂桿21 沿直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)溫度保護(hù)開關(guān)，使電路斷電，起保護(hù)作用。
[0041] 本發(fā)明還提供了一種溫度調(diào)節(jié)器，請(qǐng)重點(diǎn)參考圖3,包括控制擋板40、圓錐齒輪30 以及如上所述的溫度傳感器10,所述溫度傳感器10安裝于盛有液體的容器50內(nèi)，所述圓錐 齒輪30的輸入軸與所述溫度傳感器10的推桿15相連，所述圓錐齒輪30的輸出軸與所述 控制擋板40相連，所述控制擋板40的位置與所述容器50的出水口 51對(duì)應(yīng)，所述控制擋板 40上設(shè)有流出孔41。所述溫度傳感器10安裝于盛有液體的容器50內(nèi)，當(dāng)容器50內(nèi)的液 體溫度發(fā)生變化時(shí)，溫度傳感器10的推桿15發(fā)生垂直方向的位移，在圓錐齒輪30的作用 下，將垂直方向的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成水平方向的位移，進(jìn)而推動(dòng)控制擋板40移動(dòng)，當(dāng)控制擋板40 上的流出孔41與所述容器50的出水口 51剛好對(duì)應(yīng)時(shí)，容器50內(nèi)的液體才能通過，也就是 說，只能在特定溫度范圍內(nèi)，液體才能通過，允許通過的范圍寬度W = W1+W2,其中，W1為流 出孔41的寬度，W2為出水口 51的寬度，從而實(shí)現(xiàn)智能化的溫度控制，可用于實(shí)施保護(hù)或特 殊環(huán)境下。
[0042] 綜上所述，本發(fā)明提供的溫度傳感器及溫度調(diào)節(jié)器，所述溫度傳感器10包括金屬 外殼11，所述金屬外殼11內(nèi)設(shè)有一活塞12,所述活塞12將所述金屬外殼11分為相互隔 離的第一腔室和第二腔室，所述第二腔室內(nèi)填充有感溫石蠟13,所述第一腔室內(nèi)設(shè)有推桿 15,所述推桿15穿過所述第一腔室伸出所述金屬外殼11。本發(fā)明利用感溫石蠟13的熱脹 冷縮原理，在受冷或受熱時(shí)體積產(chǎn)生變化，并最終將感溫石蠟13的體積變化轉(zhuǎn)化為推桿15 的位移變化進(jìn)行輸出，本發(fā)明采用材料物理原理與機(jī)械裝置，不受內(nèi)外部環(huán)境的影響，且不 易損壞。
[〇〇43] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神 和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之 內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種溫度傳感器，其特征在于，包括金屬外殼，所述金屬外殼內(nèi)設(shè)有一活塞，所述活 塞將所述金屬外殼分為相互隔離的第一腔室和第二腔室，所述第二腔室內(nèi)填充有感溫石 蠟，所述第一腔室內(nèi)設(shè)有推桿，所述推桿穿過所述第一腔室伸出所述金屬外殼。
2. 如權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述感溫石蠟內(nèi)混合有金屬粉末。
3. 如權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述推桿的一端固定有限位滑塊，所 述限位滑塊限位于所述第一腔室內(nèi)，且能夠沿一條直線方向滑動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求3所述的溫度傳感器，其特征在于，所述限位滑塊上設(shè)有若干流動(dòng)孔。
5. 如權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述第一腔室內(nèi)填充有油或水。
6. 如權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征在于，所述推桿伸出所述金屬外殼的一端 與力傳遞裝置相連。
7. 如權(quán)利要求6所述的溫度傳感器，其特征在于，所述力傳遞裝置為滾珠螺桿。
8. 如權(quán)利要求7所述的溫度傳感器，其特征在于，所述滾珠螺桿包括頂桿、套筒以及滾 珠，所述頂桿外側(cè)帶有第一螺旋導(dǎo)軌，所述套筒內(nèi)側(cè)帶有第二螺旋導(dǎo)軌，所述第一螺旋導(dǎo)軌 和第二螺旋導(dǎo)軌組成完整的軌道，所述滾珠限位于所述軌道內(nèi)，所述推桿與所述頂桿的一 端固定連接。
9. 如權(quán)利要求8所述的溫度傳感器，其特征在于，還包括第二齒輪和第三齒輪，所述套 筒外部帶有第一齒輪，所述第一齒輪與第二齒輪、第三齒輪分別嚙合，所述第二齒輪與溫度 儀表盤相連；所述第三齒輪與閥門相連。
10. -種溫度調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括控制擋板、圓錐齒輪以及如權(quán)利要求1?9中任 一項(xiàng)所述的溫度傳感器，所述溫度傳感器安裝于盛有液體的容器內(nèi)，所述圓錐齒輪的輸入 軸與所述溫度傳感器的推桿相連，所述圓錐齒輪的輸出軸與所述控制擋板相連，所述控制 擋板的位置與所述容器的出水口對(duì)應(yīng)，所述控制擋板上設(shè)有流出孔。
【文檔編號(hào)】G01K5/50GK104111125SQ201410381311
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】陸文康, 周榮, 吳金炳 申請(qǐng)人:蘇州路之遙科技股份有限公司