[實用新型]多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)線型感溫傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220446176.6
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN202793631U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹姆斯·P·辛格
• 申請（專利權(quán)）人: 詹姆斯·P·辛格
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K3/08
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 胡福恒

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種新型多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)線型感溫傳感器（感溫電纜）。

背景技術(shù)

線型感溫傳感器（感溫電纜）是一種能夠測量傳感器沿線上最高溫度點（熱點）溫度的一種傳感器。該種傳感器廣泛應(yīng)用于對一個較大區(qū)域的溫度監(jiān)測。

目前，現(xiàn)有的線型感溫傳感器（感溫電纜）從原理上可分為以下3種：

1、開關(guān)量型感溫電纜：開關(guān)量型感溫電纜，結(jié)構(gòu)為兩根相互纏繞的鋼絲，鋼絲中間包裹有可熔融的絕緣材料，不同的熔融絕緣材料具有不同的軟化溫度點，當(dāng)傳感器受熱到絕緣材料的軟化溫度時，絕緣材料變軟，使得受熱點的鋼絲搭接在一起，形成了短路信號，通過判斷短路信號，可以判斷出受熱點溫度達(dá)到了特定的溫度。開關(guān)量型感溫電纜的缺點在于其無法進(jìn)行實時地溫度監(jiān)測，只有溫度上升到了絕緣材料的軟化溫度點時，感溫電纜才會出現(xiàn)溫度報警信號。

2、模擬量電阻型感溫電纜：一些熱敏材料的電阻與溫度有一定的關(guān)系，如NTC（負(fù)溫度系數(shù)特性）熱敏材料、PTC（正溫度系數(shù)特性）熱敏材料。模擬量電阻型感溫電纜，就是根據(jù)熱敏材料的這些特性，通過測量熱敏材料的電阻得出溫度值。模擬量電阻型感溫電纜可以分為2種：通過測量感溫電纜中熱敏合金線的電阻的串聯(lián)阻抗信號的模擬量電阻型感溫電纜；通過測量具有NTC特性絕緣材料的電阻的并聯(lián)阻抗信號的模擬量電阻型感溫電纜?，F(xiàn)有的模擬量電阻型感溫電纜的溫度測量需要預(yù)設(shè)許多參數(shù)（如受熱長度等），而在實際的應(yīng)用中這些預(yù)設(shè)參數(shù)都是無法估算的，因此，也導(dǎo)致了模擬量電阻型感溫電纜的測量精度不是很高，溫度測量的范圍也不是很大。

3、模擬量熱電偶型感溫電纜：模擬量熱電偶型感溫電纜，結(jié)構(gòu)為一組（2根）平行（同軸、絞合）的熱電偶導(dǎo)線，中間填充有NTC（負(fù)溫度系數(shù)特性）熱敏材料，當(dāng)感溫電纜受熱時，受熱電纜區(qū)域中的NTC熱敏材料的電阻值會減小，從而在受熱區(qū)域形成了一個熱電偶結(jié)點，通過測量該節(jié)點的毫伏值，即可以得到該受熱區(qū)域的溫度。

可以看出，現(xiàn)有的線型感溫傳感器技術(shù)，均只能夠測量傳感器沿線上的熱點溫度，有些不能實時監(jiān)測，有些測量誤差較大，沒有如熱點位置、熱點區(qū)域大小、局部過熱溫差等功能。而在一些實際應(yīng)用中，不但需要對較大區(qū)域的熱點溫度進(jìn)行測量，而且還同時需要對熱點位置、熱點區(qū)域大小、局部過熱溫差等參數(shù)進(jìn)行測量，并且要求有較好的溫度測量精度，如煤氣化爐表面溫度監(jiān)測、石油儲罐溫度監(jiān)測、煤倉溫度監(jiān)測等。

具有能夠探測受熱點位置、熱點位置、熱點區(qū)域大小、局部過熱溫差等功能的線型感溫傳感器至今在各種文獻(xiàn)中鮮有提及，在中國實用新型專利“熱電偶型連續(xù)測溫電纜”（專利申請?zhí)?3140326.3）中，曾經(jīng)設(shè)計了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)行溫度校正和位置的測量，但是該實用新型專利中使用的技術(shù)方案接線較復(fù)雜，也不能夠測量熱點區(qū)域大小和局部過熱溫差。因此現(xiàn)有技術(shù)仍有進(jìn)一步改進(jìn)的必要。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實用新型的目的是提供一種多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)線型感溫傳感器（感溫電纜）結(jié)構(gòu)及其接線方式，這種結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的接線方式，能夠提高線型感溫傳感器（感溫電纜）測量精度，并且能夠?qū)狳c位置、熱點區(qū)域大小、局部過熱溫差等參數(shù)進(jìn)行測量。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案：

一種多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)線型感溫傳感器，它包括一第一功能線芯，該第一功能線芯內(nèi)設(shè)有一對第一熱電偶線，該第一熱電偶線之間填充有第一熱敏材料且其在該第一功能線芯長度方向上的填充濃度呈梯度變化。

所述的多功能復(fù)合結(jié)構(gòu)線型感溫傳感器，還包括一根金屬功能導(dǎo)線，與所述第一熱電偶線之間通過第一熱敏材料進(jìn)行兩兩隔離，該第一熱敏材料在該金屬功能導(dǎo)線長度方向上填充濃度一致或呈梯度變化。

所述第一熱敏材料外面包覆有第一管體；該第一管體外面包覆有起屏蔽作用的第二管體，該第二管體外面包覆有起保護(hù)作用的第三管體。

所述第一熱敏材料在所述第一功能線芯長度方向上的填充濃度一致，與所述第一功能線芯平行設(shè)有一第二功能線芯，該第二功能線芯內(nèi)設(shè)有一對第二熱電偶線，該第二熱電偶線之間填充有第二熱敏材料；該第二熱敏材料與所述第一熱敏材料的特性相同時，其在該第二功能線芯長度方向上的填充濃度呈梯度變化；該第二熱敏材料與所述第一熱敏材料的特性不同時，其在該第二功能線芯長度方向上的填充濃度一致或呈梯度變化。

所述第一熱敏材料和所述第二熱敏材料外面包覆有第一管體；該第一管體外面包覆有起屏蔽作用的第二管體，該第二管體外面包覆有起保護(hù)作用的第三管體。