[發明專利]一種條形溫度分布測試元件及其制作方法

無效

• 申請號: 201310231300.6
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN104236740A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 廖波
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及溫度測試領域，尤其是一種溫度分布測試元件。

背景技術

目前用于溫度測試的方法及相應的傳感元件有很多種，根據接觸方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，常用的接觸式溫度計有常用的溫度計有雙金屬溫度計、玻璃液體溫度計、壓力式溫度計、電阻溫度計、熱敏電阻和溫差電偶等；如今應用比較廣泛的紅外成像儀是一種典型的非接觸式二維溫度測試傳感儀器。

在工程及室內實驗中，溫度測試是常用的一個必須環節，如凍結法隧道施工時對凍結溫度的監測；室內實驗中溫度場的測試等。在這些工程及實驗中，目前應用較多的主要是電阻溫度計和熱敏電阻等，如測試土體中的溫度分布，通常的方法是將諸多熱敏電阻或熱電偶埋設于土體中，進行逐個點的溫度測試，以獲得溫度分布；紅外成像儀雖可以測試得到二維的溫度分布，但是只能對結構體表面的溫度分布進行測試，對材料結構內部的溫度分布卻是無能無力。熱電偶和熱敏電阻溫度計雖可以得到內部的溫度分布，但需要埋設多個溫度溫度計比較麻煩，而且熱敏電阻和熱電偶由于尺寸限制不能制作的太小，精度要求過高的溫度分布測試也無法完成。在溫度分布測試中，大多是需要獲得線性一維的溫度分布便可，而且由多個一維溫度分布組合也可獲得二維溫度分布。為此，研制一種新型的溫度分布測試元件，為工程及室內實驗中溫度測試提供新的手段。

發明內容

技術問題：本發明的目的是為解決上面所述的溫度測試問題，提供一種條形溫度分布測試元件及其制作方法。

技術方案：本發明的條形溫度分布測試元件，包括導電聚合物復合材料薄膜、上層印刷銅板及下層聚酯絕緣薄膜組成；上層印刷銅板上包括電極、導電線路及接頭三部分。

所述的導電聚合物復合材料薄膜由導電材料填充聚合物復合材料制作而成，其中導電填料可以是導電炭黑或導電碳納米管，聚合物可以是硅橡膠或環氧樹脂等；這種薄膜具有熱-阻敏感特性，其電阻隨溫度的變化而變化。上層印刷銅板利用電子技術中的電路板印刷技術制作而成，包括電極、導電線路及接頭三部分。最后將上層印刷銅板、導電聚合物復合材料薄膜及聚酯絕緣薄膜三者組裝在一起，其中導電聚合物復合材料薄膜夾于中間，利用密封膠密封。

發明的條形溫度分布測試元件在使用時，首先將測試元件埋設在被測體中，將電阻測試儀器通過導線與印刷銅板上的接頭焊接連接；啟動測試儀器，測試印刷銅板上電極之間導電聚合物復合材料薄膜的電阻值；最后根據測試的電阻值和導電聚合物復合材料薄膜的電阻-溫度函數關系式便可計算出各電極之間的溫度值，得到被測試區域的溫度分布。

有益效果：制作的條形溫度分布測試元件，可實現線性溫度分布的測試，主要優點有：

1、結構簡單，只包含3個部分，組裝起來也比較方便。

2、目前的電路印刷技術可以將電極做的很小(寬度很窄)，間距做的很窄，可實現線性溫度分布測試較高的精度。

3、制作的測試元件在測試時埋設方便，只用埋設一次便可實現多點溫度的測試。

附圖說明：

圖1為本發明的條形溫度分布測試元件的平面結構示意圖。

圖2為本發明的條形溫度分布測試元件的截面結構示意圖。

圖中(1)為印刷銅板；(2)為導電聚合物復合材料薄膜；(3)為電極；(4)為導電線路；(5)為接點；(6)為聚酯絕緣薄膜。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明的實施例作進一步的描述：

實施例1

如圖1與圖2所示，本發明的條形溫度分布測試元件為長方形，它包括上層印刷銅板1、中間層炭黑填充硅橡膠導電復合材料薄膜2及下層的聚酯絕緣薄膜6；其中上層印刷銅板1由電極3、導電線路4及接點5組成。上層印刷銅板1、炭黑填充硅橡膠導電復合材料薄膜2及下層的絕緣薄膜6通過密封膠密封成一體。上層印刷銅板1上共有100個電極，電極長10mm、寬0.5mm、間距1mm；測試元件總長250mm、寬70mm。炭黑填充硅橡膠導電復合材料薄膜2厚0.1mm，下層的聚酯絕緣薄膜6厚0.2mm。利用密封膠將上層印刷銅板1、中間層炭黑填充硅橡膠導電復合材料薄膜2及聚酯絕緣薄膜6密封成一體，獲得條形溫度分布測試元件。

實施例2

如圖1與圖2所示，本發明的條形溫度分布測試元件為長方形，它包括上層印刷銅板1、中間層碳納米管填充硅橡膠導電復合材料薄膜2及下層的聚酯絕緣薄膜6；其中上層印刷銅板1由電極3、導電線路4及接點5組成。上層印刷銅板1、炭黑填充硅橡膠導電復合材料薄膜2及下層的絕緣薄膜6通過密封膠密封成一體。上層印刷銅板1上共有50個電極，電極長10mm、寬0.5mm、間距2mm；測試元件總長130mm、寬50mm。碳納米管填充硅橡膠導電復合材料薄膜2厚0.1mm，下層的聚酯絕緣薄膜6厚0.2mm。利用密封膠將上層印刷銅板1、中間層碳納米管填充硅橡膠導電復合材料薄膜2及聚酯絕緣薄膜6密封成一體，獲得條形溫度分布測試元件。