一種溫度檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種溫度檢測(cè)裝置，其具有：感溫部件，該感溫部件用于將待測(cè)物的熱量傳導(dǎo)至感溫部件內(nèi)部并將所獲得的熱量轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的壓力后傳導(dǎo)至壓電轉(zhuǎn)換部件；壓電轉(zhuǎn)換部件，該壓電轉(zhuǎn)換部件連接所述感溫部件，用于將所述感溫部件傳導(dǎo)的壓力轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)后發(fā)送至電流檢測(cè)單元；電流檢測(cè)單元，該電流檢測(cè)單元連接所述壓電轉(zhuǎn)換部件，用于測(cè)量并顯示所述電流信號(hào)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量及顯示，有效提高了溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度、靈敏度以及便攜度；且價(jià)格低廉，特別適用于高靈敏度、低溫大量程和惡劣環(huán)境下的溫度測(cè)量使用。
【專利說明】
一種溫度檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于涉及溫度測(cè)量領(lǐng)域，具體的說是涉及一種新型的溫度檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度是物質(zhì)的一個(gè)重要狀態(tài)參數(shù)，其測(cè)量對(duì)于人們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域都有著十分重要的意義，因此，溫度測(cè)量裝置和方法也一直被人們廣為關(guān)注，其應(yīng)用也已經(jīng)從生活和一般工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域擴(kuò)展到了船舶與海洋工程、航空航天、石油、化工等環(huán)境復(fù)雜的特種應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]目前，用于測(cè)量溫度的方法主要有以下幾種形式:
[0004]I)膨脹式:該方法是利用物質(zhì)的熱脹冷縮原理即根據(jù)物體體積或幾何形變與溫度的關(guān)系進(jìn)行溫度測(cè)量;其中典型的膨脹式溫度檢測(cè)裝置，如熱脹冷縮式溫度計(jì)包括玻璃液體溫度計(jì)、雙金屬膨脹式溫度計(jì)和壓力式溫度計(jì)等;其優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，可直接讀數(shù)，使用方便，非電量測(cè)量方式，適用于防爆場(chǎng)合;缺點(diǎn)是準(zhǔn)確度比較低，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且容易損壞。
[0005]2)熱敏電阻式:該方法是利用熱敏電阻阻值隨溫度變化會(huì)造成大的阻值改變進(jìn)行溫度測(cè)量。其優(yōu)點(diǎn)是原理簡單，生產(chǎn)成本低，在船舶上獲得了較為普遍的應(yīng)用。但其缺點(diǎn)是很不結(jié)實(shí)，大電流會(huì)造成自熱，造成自熱誤差;此外，如果熱敏電阻暴露在高熱中，將導(dǎo)致永久性的損壞。
[0006]3)熱電偶式:該方法是利用“熱電效應(yīng)”:兩種不同的導(dǎo)體組成一個(gè)回路，連接兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同將導(dǎo)致回路中產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān);其缺點(diǎn)是靈敏度低，對(duì)污染非常敏感，價(jià)格昂貴。
[0007]4)紅外式:在自然界中，當(dāng)物體的溫度高于絕對(duì)零度時(shí)，由于它內(nèi)部熱運(yùn)動(dòng)的存在，就會(huì)不斷地向四周輻射電磁波，其中就包含了波段位于0.75?ΙΟΟμπι的紅外線，紅外溫度傳感器就是利用這一原理制作而成的；該方法為非接觸式測(cè)溫，但其準(zhǔn)確度不高，容易受環(huán)境因素干擾。
[0008]5)光電式:該方法通過接觸被測(cè)對(duì)象，將溫度變化引起的熱輻射或其他光電信號(hào)引出，通過光電轉(zhuǎn)換器件檢測(cè)該信號(hào)，從而獲得測(cè)溫結(jié)果。這種方法不像電量式測(cè)量方法容易受到電磁的干擾，可以在電磁環(huán)境下進(jìn)行溫度測(cè)量;缺點(diǎn)是會(huì)干擾被測(cè)對(duì)象的溫度，帶來接觸式測(cè)溫方法引起的一些誤差。
[0009]綜上所述，目前應(yīng)用的溫度測(cè)量裝置及其溫度測(cè)量方法都具有一定的局限性，不能很好的適用于高靈敏度、低溫大量程和惡劣環(huán)境下的溫度測(cè)量需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是要提供一種新型的溫度檢測(cè)裝置，該裝置有效提高了溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度、靈敏度，其適用于高靈敏度、低溫大量程和惡劣環(huán)境下的溫度測(cè)量使用。[0011 ]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0012]一種溫度檢測(cè)裝置，其特征在于:
[0013]具有
[0014]感溫部件，該感溫部件用于將待測(cè)物的熱量傳導(dǎo)至感溫部件內(nèi)部并將所獲得的熱量轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的壓力后傳導(dǎo)至壓電轉(zhuǎn)換部件；
[0015]壓電轉(zhuǎn)換部件，該壓電轉(zhuǎn)換部件連接所述感溫部件，用于將所述感溫部件傳導(dǎo)的壓力轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)后發(fā)送至電流檢測(cè)單元；
[0016]電流檢測(cè)單元，該電流檢測(cè)單元連接所述壓電轉(zhuǎn)換部件，用于測(cè)量并顯示所述電流?目號(hào)O
[0017]進(jìn)一步的，所述感溫部件具有:
[0018]用于與待測(cè)物進(jìn)行熱量傳導(dǎo)的感溫探頭，且該感溫探頭內(nèi)部充裝有制冷劑；
[0019]—端連通所述感溫探頭，另一端連通所述壓電轉(zhuǎn)換部件的壓力傳導(dǎo)管；
[0020]所述感溫探頭接觸待測(cè)物進(jìn)行熱量傳導(dǎo)時(shí)，感溫探頭內(nèi)部充裝的制冷劑蒸發(fā)產(chǎn)生的氣態(tài)制冷劑經(jīng)由所述壓力傳導(dǎo)管將各自對(duì)應(yīng)的壓力傳導(dǎo)至壓電轉(zhuǎn)換部件，且內(nèi)部充裝的制冷劑能夠因當(dāng)前待測(cè)物測(cè)量的溫度不同進(jìn)行不同程度的蒸發(fā)。
[0021]優(yōu)選的，所述感溫探頭、壓力傳導(dǎo)管選用銅質(zhì)材料，所述制冷劑選用制冷劑Κ-? 34a ο
[0022]進(jìn)一步的，所述壓電轉(zhuǎn)換部件為微流控芯片，其具有:
[0023]底片以及與所述底片封接為一體的刻有微通道的有機(jī)玻璃芯片，其包括
[0024]兩端分別通過儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ)液孔B與所述電流檢測(cè)單元構(gòu)成檢測(cè)回路的主通道；
[0025]以及通過儲(chǔ)液孔C與所述壓力傳導(dǎo)管連接的檢測(cè)通道，且所述檢測(cè)通道與所述主通道垂直相連通于所述主通道中間位置處，以構(gòu)成用于進(jìn)行電流信號(hào)檢測(cè)的檢測(cè)區(qū)域；
[0026]其中，所述檢測(cè)通道內(nèi)充裝有油液，儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ)液孔B、主通道以及檢測(cè)區(qū)域內(nèi)均充裝有PBS溶液。
[0027]優(yōu)選的，所述儲(chǔ)液孔C與所述壓力傳導(dǎo)管通過螺紋接頭連接，所述螺紋接頭包括:
[0028]用于與所述壓力傳導(dǎo)管螺紋連接的連接部；
[0029]以及與所述儲(chǔ)液孔C過盈配合連接的基座。
[°03°]進(jìn)一步的，所述電流檢測(cè)單元具有:
[0031]與所述儲(chǔ)液孔A連接，用于為檢測(cè)回路提供回路電壓的直流電源；
[0032]與所述儲(chǔ)液孔B連接，用于測(cè)量并顯示當(dāng)前檢測(cè)回路的電流值的電流檢測(cè)元件；
[0033]以及分別與所述直流電源、電流檢測(cè)元件連接的可變電阻元件。
[0034]優(yōu)選的，所述電流檢測(cè)元件采用皮安表。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果:
[0036]本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量及顯示，有效提高了溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度、靈敏度以及便攜度;且價(jià)格低廉，特別適用于高靈敏度、低溫大量程和惡劣環(huán)境下的溫度測(cè)量使用。
【附圖說明】
[0037]圖1為本實(shí)用新型所述溫度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2為本實(shí)用新型所述溫度檢測(cè)裝置的感溫部件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3為本實(shí)用新型所述溫度檢測(cè)裝置的壓電轉(zhuǎn)換部件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4為本實(shí)用新型所述溫度檢測(cè)裝置的螺紋接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖中:1、感溫部件，11、感溫探頭，12、壓力傳導(dǎo)管，13、制冷劑，2、壓電轉(zhuǎn)換部件，21、主通道，22、檢測(cè)區(qū)域，23、檢測(cè)通道，24、連接部，25、基座，3、電流檢測(cè)單元。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0043]如圖1所示，一種溫度檢測(cè)裝置，其具有感溫部件1、壓電轉(zhuǎn)換部件2以及電流檢測(cè)單元3;
[0044]感溫部件I用于將待測(cè)物的熱量傳導(dǎo)至感溫部件內(nèi)部并將所獲得的熱量轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的壓力后傳導(dǎo)至壓電轉(zhuǎn)換部件2;
[0045]壓電轉(zhuǎn)換部件2連接所述感溫部件I，用于將所述感溫部件傳導(dǎo)的壓力轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)并發(fā)送至電流檢測(cè)單元3;
[0046]電流檢測(cè)單元3連接所述壓電轉(zhuǎn)換部件2，用于測(cè)量并顯示所述電流信號(hào)。
[0047]進(jìn)一步的，如圖2，所述感溫部件I具有:
[0048]用于與待測(cè)物進(jìn)行熱量傳導(dǎo)的感溫探頭11，且該感溫探頭內(nèi)部充裝有制冷劑13(該制冷劑能夠因當(dāng)前待測(cè)物測(cè)量的溫度不同進(jìn)行不同程度的蒸發(fā)，從而使得當(dāng)該感溫探頭檢測(cè)的物質(zhì)的溫度不同時(shí)，氣態(tài)制冷劑經(jīng)壓力傳導(dǎo)管傳導(dǎo)給所述壓電轉(zhuǎn)換部件檢測(cè)通道的壓力不同)，所述感溫探頭接觸待測(cè)物時(shí)，兩者進(jìn)行熱量傳導(dǎo)，感溫探頭內(nèi)部充裝的制冷劑受到所傳導(dǎo)的熱量影響部分轉(zhuǎn)化為氣態(tài)制冷劑；同時(shí)優(yōu)選的，所述感溫探頭采用空心圓柱體結(jié)構(gòu)；需要說明的是本實(shí)用新型所述裝置存在一定的溫度檢測(cè)范圍，不能應(yīng)用于檢測(cè)溫度過高的物質(zhì)。
[0049]以及一端連通所述感溫探頭11，另一端連通所述壓電轉(zhuǎn)換部件的壓力傳導(dǎo)管12;
[0050]所述壓力傳導(dǎo)管12將制冷劑蒸發(fā)產(chǎn)生的氣態(tài)制冷劑傳導(dǎo)至壓電轉(zhuǎn)換部件，對(duì)與其連接的壓電轉(zhuǎn)換部件產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的壓力。
[0051]優(yōu)選的，所述感溫探頭11、壓力傳導(dǎo)管12選用銅質(zhì)材料，所述制冷劑選用制冷劑R-134a ο
[0052]進(jìn)一步的，如圖3所示，所述壓電轉(zhuǎn)換部件為微流控芯片，其具有:
[0053]底片以及與所述底片封接為一體的刻有微通道的有機(jī)玻璃芯片，其包括
[0054]兩端分別通過儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ)液孔B與所述電流檢測(cè)單元構(gòu)成檢測(cè)回路的主通道21;以及通過儲(chǔ)液孔C與所述壓力傳導(dǎo)管連接的檢測(cè)通道23，且所述檢測(cè)通道23與所述主通道21垂直相連通于所述主通道中間位置處，以構(gòu)成用于進(jìn)行電流信號(hào)檢測(cè)的檢測(cè)區(qū)域22; SP所述檢測(cè)區(qū)域左右兩側(cè)連通主通道，下側(cè)則與檢測(cè)通道連通，從而構(gòu)成了一個(gè)“T”形檢測(cè)結(jié)構(gòu)且該“T”形檢測(cè)結(jié)構(gòu)的三個(gè)端點(diǎn)分別與充裝有PBS溶液的儲(chǔ)液孔A、充裝有PBS溶液的儲(chǔ)液孔B以及儲(chǔ)液孔C連接；同時(shí)主通道以及檢測(cè)區(qū)域內(nèi)也充裝有PBS溶液;而所述檢測(cè)通道內(nèi)則充裝有油液且其內(nèi)的油液盡量延伸至儲(chǔ)液孔C，以保證承接壓力傳導(dǎo)管傳導(dǎo)的壓力，在壓力進(jìn)行變化時(shí)，對(duì)檢測(cè)通道內(nèi)的油液產(chǎn)生影響即當(dāng)壓力傳導(dǎo)管傳導(dǎo)過來的氣態(tài)制冷劑壓力作用在檢測(cè)通道的油液上時(shí)，油水交界面發(fā)生移動(dòng)，從而改變了檢測(cè)區(qū)域的等效電阻，在回路電壓不變的情況下進(jìn)而改變了回路電流。依據(jù)此原理，只要測(cè)量出回路電流大小就可以求得所測(cè)物質(zhì)溫度大小。
[0055]由于壓電轉(zhuǎn)換部件內(nèi)的各個(gè)通道和檢測(cè)區(qū)域尺寸都是微米級(jí)的，因此在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)檢測(cè)回路的電壓為20V時(shí)，檢測(cè)區(qū)域油水界面每移動(dòng)Ιμπι，則對(duì)應(yīng)的回路電流就會(huì)變化0.ΙΙμΑ，因此可以說有效提高了檢測(cè)溫度的靈敏度。
[0056]優(yōu)選的，如圖4所示，所述儲(chǔ)液孔C與所述壓力傳導(dǎo)管通過螺紋接頭連接，所述螺紋接頭包括:
[0057]用于與所述壓力傳導(dǎo)管螺紋連接的連接部24;
[0058]以及與所述儲(chǔ)液孔C過盈配合連接的基座25。
[°°59]進(jìn)一步的，所述電流檢測(cè)單元3具有:
[0060]與所述儲(chǔ)液孔A連接，用于為檢測(cè)回路提供定值回路電壓的直流電源；
[0061]與所述儲(chǔ)液孔B連接，用于測(cè)量并顯示當(dāng)前檢測(cè)回路的電流值的電流檢測(cè)元件；
[0062]以及分別與所述直流電源、電流檢測(cè)元件連接的用于保護(hù)回路的可變電阻元件。
[0063]優(yōu)選的，所述電流檢測(cè)元件采用皮安表。
[0064]具體工作過程為:可將本實(shí)用新型放置于物質(zhì)表面或內(nèi)部，以測(cè)量物質(zhì)的溫度。
[0065]本實(shí)用新型有如下兩種工作狀態(tài):
[0066]—、當(dāng)外界溫度下降時(shí)，感溫部件的感溫探頭內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)量減少，從而導(dǎo)致經(jīng)壓力傳導(dǎo)管傳導(dǎo)的氣態(tài)制冷劑壓力下降，進(jìn)而導(dǎo)致檢測(cè)區(qū)域油水交界面向檢測(cè)通道側(cè)發(fā)生移動(dòng)，因此壓電轉(zhuǎn)換部件內(nèi)的檢測(cè)區(qū)域等效電阻減小，最后在檢測(cè)回路電壓不變的情況下，導(dǎo)致檢測(cè)回路電流增大;通過皮安表即可進(jìn)行對(duì)應(yīng)的溫度檢測(cè)及顯示。
[0067]二、當(dāng)外界溫度升高時(shí)，感溫部件的感溫探頭內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)量增加，從而導(dǎo)致經(jīng)壓力傳導(dǎo)管傳導(dǎo)的氣態(tài)制冷劑壓力增大，進(jìn)而導(dǎo)致檢測(cè)區(qū)域油水交界面向檢測(cè)區(qū)域側(cè)發(fā)生移動(dòng)，因此壓電轉(zhuǎn)換部件的檢測(cè)區(qū)域等效電阻增大，最后在檢測(cè)回路電壓不變的情況下，導(dǎo)致檢測(cè)回路電流減小;通過皮安表即可進(jìn)行對(duì)應(yīng)的溫度檢測(cè)及顯示。
[0068]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溫度檢測(cè)裝置，其特征在于:具有 感溫部件，該感溫部件用于將待測(cè)物的熱量傳導(dǎo)至感溫部件內(nèi)部并將所獲得的熱量轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的壓力后傳導(dǎo)至壓電轉(zhuǎn)換部件； 壓電轉(zhuǎn)換部件，該壓電轉(zhuǎn)換部件連接所述感溫部件，用于將所述感溫部件傳導(dǎo)的壓力轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)后發(fā)送至電流檢測(cè)單元； 電流檢測(cè)單元，該電流檢測(cè)單元連接所述壓電轉(zhuǎn)換部件，用于測(cè)量并顯示所述電流信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述感溫部件具有: 用于與待測(cè)物進(jìn)行熱量傳導(dǎo)的感溫探頭，且該感溫探頭內(nèi)部充裝有制冷劑； 一端連通所述感溫探頭，另一端連通所述壓電轉(zhuǎn)換部件的壓力傳導(dǎo)管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述感溫探頭及壓力傳導(dǎo)管選用銅質(zhì)材料，所述制冷劑選用制冷劑R_134a。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述壓電轉(zhuǎn)換部件為微流控芯片，其具有: 底片以及與所述底片封接為一體的刻有微通道的有機(jī)玻璃芯片，該有機(jī)玻璃芯片包括 兩端分別通過儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ)液孔B與所述電流檢測(cè)單元構(gòu)成檢測(cè)回路的主通道； 以及通過儲(chǔ)液孔C與所述壓力傳導(dǎo)管連接的檢測(cè)通道，且所述檢測(cè)通道與所述主通道垂直相連通于所述主通道中間位置處，以構(gòu)成用于進(jìn)行電流信號(hào)檢測(cè)的檢測(cè)區(qū)域； 其中，所述檢測(cè)通道內(nèi)充裝有油液，儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ)液孔B、主通道以及檢測(cè)區(qū)域內(nèi)均充裝有PBS溶液。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述儲(chǔ)液孔C與所述壓力傳導(dǎo)管通過螺紋接頭連接，所述螺紋接頭包括: 用于與所述壓力傳導(dǎo)管螺紋連接的連接部； 以及與所述儲(chǔ)液孔C過盈配合連接的基座。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述電流檢測(cè)單元具有: 與所述儲(chǔ)液孔A連接，用于為檢測(cè)回路提供回路電壓的直流電源； 與所述儲(chǔ)液孔B連接，用于測(cè)量并顯示當(dāng)前檢測(cè)回路的電流值的電流檢測(cè)元件； 以及分別與所述直流電源、電流檢測(cè)元件連接的可變電阻元件。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述電流檢測(cè)元件采用皮安表。
【文檔編號(hào)】G01K7/00GK205642658SQ201620300870
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】劉士恒, 王鵬程, 江佳威, 宋永欣, 潘新祥
【申請(qǐng)人】大連海事大學(xué)