Термодатчик Смыслова Советский патент 1991 года по МПК G01K1/16 

Фиг.1

Изобретение относится к области температурных измерений.

Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений температуры. На фиг. 1 показан предлагаемый термодатчик, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку: на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. А - часть термодатчика, разрез.

Термодатчик содержит корпус, выполненный в виде сердечника 1 из полиамида с наполнителем из стекловолокна, являющегося термоэлектроизолятором, с металлической оболочкой 2, дополняющей сердечник 1 по форме до болта, термочувствительный элемент 3, например, таблеточный терморезистор, расположенный в зоне тепловоспринимающей поверхности А корпуса термодатчика, два медных тепловода 5, прикрепленных (припаянных) к торцам терморезистора 3 и оканчивающихся радиаторами 6 без выхода из сердечника 1, и электрические выводы 7, присоединенные к периферии радиаторов 6,

Тепловоды 5 направлены в сторону тепловоспринимающей поверхности А и переходят в радиаторы б, выполненные в виде лепестков, расположенных эквидистантно торцу 8 сердечника 1 так, что между радиаторами б и торцом 8 остается тонкий торцовый слой 9, толщина которого равна минимальному технологически допустимому расстоянию для исключения электрического контакта между радиаторами-6 и дном 10 оболочки 2.

Для изготовления сердечника 1 в литьевой машине в форме, например, болта при- меняют сборочный стержень 1t из теплоэлектроизолятора, в который вставляют терморезистор 3. При этом предварительно облуженные тепловоды 5 вставляют через отверстия в нижнем фланце 12 и спаивают их с торцами терморезистора 3. Концы электрических выводов 7 фиксируют в верхнем фланце 13 стержня 11. На нижнюю поверхность радиаторов 6 наносится диэлектрическое покрытие, имеющее адгезию с полимером, из которого отливается сердечник 1.

Для размещения сердечника 1 в оболочке 2 его изготавливают в виде усеченного конуса литьем или из составных частей, вставляют в оболочку 2 и закрепляют полимеризацией предварительно налитого в оболочку достаточного количества жидкого компаунда, например, эпоксидного. Полимер сердечника 1 должен иметь хорошую адгезию к металлическим деталям, особенно к радиаторам 6 и электрическим выводам 7. Для увеличения противодействия отслаиванию в радиаторах 6 и фланце 12

могут быть выполнены отверстия, которые при литье заполняются полимером с образованием заклепок, скрепляющих торцовый слой 9 с основной частью сердечника 2.

Термодатчик работает следующим образом,

При повышении температуры контролируемой среды возникает тепловой поток от тепловоспринимающей поверхности А

0 внутрь термодатчика к терморезистору 3. Этот поток распространяется по следующей тепловой цепи: тепловоспринимающая поверхность 4, дно 10 оболочки, торцовый слой 9, радиаторы 6, тепловоды 5 и термо5 резистор 3. При этом торцовый слой 9, радиаторы 6 и тепловоды 5 имеют небольшое тепловое сопротивление. Так как оттоком тепла от терморезистора 3 по сердечнику 1 и сборочному стержню 11 практически

0 можно пренебречь, ввиду их низкой теплопроводности, то терморезистор 3 принимает температуру контролируемой среды без статической погрешности и с минимальной динамической погрешностью. Тепловой по5 ток по электрическим выводам 7 термодатчика сравнительно мал, так как их тепловое сопротивление больше теплового сопротивления тепловодов 5 из-за меньшего поперечного сечения и большей длины, и

0 направлен по параллельной ветви, начало которой находится на периферии радиаторов 6, т.е. на наибольшем расстоянии от тепловодов 5, и наличие электрических выводов 7. следовательно, не уменьшает теп5 левого потока по тепловодам 5. Если размеры радиаторов б невелики, то уменьшить тепловое влияние электрических выводов 7 на тепловоды 5 можно при помощи прорезей, которые следует сделать в радиа0 торах 6 на кратчайшем расстоянии между тепловодами 5 и электрическими выводами 7. В этом случае увеличивается тепловое сопротивление между злектричесхими выводами 7 и тепловодами 5.

5 При изменении температуры окружающей среды изменяется тепловой поток в электрических выводах 7. Однако при этом температура основной части радиаторов 6 не изменяется, так как она определяется

0 только температурой контролируемой среды. Поэтому изменений температуры терморезистора 3 от изменений температуры окружающей среды нет, а следовательно, нет и температурной погрешности,

5 обусловленной указанными изменениями температуры окружающей среды. Оболочка 2 термодатчика не вносит значительных искажений, так как ее стенка находится непосредственно в контролируемой среде.

Формула изобретения Термодатчик, содержащий термочувствительный элемент, размещенный в корпусе вблизи его тепловоспринимающей поверхности, электропроводящий радиатор, соединенный через электропроводящий тепловод с одной из сторон термочувствительного элемента, и два электрических вывода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения темпе

ратуры, он снабжен вторым радиатором и вторым тепловодом, выполненными из электропроводящего материала, при этом второй радиатор соединен через второй тепловод с другой стороны термочувствительного элемента, оба радиатора расположены в корпусе эквидистантно его тепловоспринимающей поверхности, а каждый электрический вывод присоединен к периферийной части соответствующего радиатора.

Изобретение относится к температурным измерениям, может быть использовано AL преимущественно в системах смазки и охлаждения автомобильных двигателей и позволяет повысить надежность и точность- измерения температуры. К терморезистору 3, утопленному в сердечнике 1 из теплоизо- лятора, присоединены тепловоды 5, направленные в сторону тепловоспринимающей поверхности 4, Радиаторы 6, к периферийной части которых присоединены электрические выводы 7. размещены эквидистантно тепловоспринимающей поверхности 4. Благодаря тому, что терморезистор 3 находится в нетеплопроводной среде, а тепловоды 5 направлены только в сторону измерительной среды, терморезистор 3 быстро принимает температуру контролируемой среды. 4 ил. ON 4 CJ о СЛ W

А-А

Фаг.З

Фиг. 2