[發明專利]溫度傳感器

有效

• 申請號: 201680087117.5
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN109416965B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: K·P·戴坎姆;T·L·韋伯;S·沙芬斯
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: H01C7/02
• 分類號: H01C7/02;G01K7/16;B33Y10/00;B33Y80/00;B29C64/10;B29C64/153
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬蔚鈞;楊思捷

溫度傳感器可包括電阻器、在電阻器的第一端的第一電觸點、在電阻器的第二端的第二電觸點和測量電阻的設備。電阻器可由與熔融的熱塑性聚合物顆粒的基體互鎖的燒結的元素過渡金屬顆粒的基體形成。測量電阻的設備可連接至第一電觸點和第二電觸點，以測量電阻器的電阻。

背景技術

某些類型的溫度傳感器可基于材料的電阻的改變來測量溫度。該材料通常稱為“熱敏電阻”或熱靈敏電阻器。熱敏電阻通常由半導體材料，比如金屬氧化物或硅制造。取決于材料，熱敏電阻可具有正或負溫度系數。在正溫度系數熱敏電阻中，材料的電阻隨著溫度的升高而增加。相反地，在負溫度系數熱敏電阻中，材料的電阻隨著溫度的升高而下降。熱敏電阻可用于比如溫度傳感器、電路中的限流器、自動調節加熱元件等的應用中。典型的熱敏電阻可包括由溫度靈敏材料制造的熱敏電阻芯片、通向熱敏電阻芯片兩側的電線，和封裝熱敏電阻芯片的絕緣小珠。

附圖說明

圖1是根據本公開的示例的三維打印的溫度傳感器的俯視圖；

圖2是根據本公開的示例的具有整合的溫度傳感器的三維打印的部件的俯視圖；

圖3是根據本公開的示例的具有導電熔融劑組合物和第二熔融劑組合物的熱塑性聚合物粉末的層的特寫側截面圖；

圖4是導電熔融劑組合物和第二熔融劑組合物已經沉積在層上之后，圖3的層的特寫側截面圖；

圖5是圖4的層已經熔融之后，層的特寫側截面圖；

圖6是闡釋制造根據本公開的示例的具有整合的溫度傳感器的三維打印的部件的方法的流程圖；和

圖7是根據本公開的示例的三維打印的溫度傳感器在各種溫度下電阻和時間的圖。

附圖描繪了目前公開技術的數個示例。但是，應理解，本技術不限于描繪的示例。

具體實施方式

本公開涉及溫度傳感器和3D打印的領域。更具體而言，本公開提供了三維打印的溫度傳感器、具有整合的溫度傳感器的三維打印的部件，以及打印部件的方法。

熱敏電阻通常為分立的組件，其可通過，比如焊接在印刷電路板上而連接至電路。相反，本技術提供了熱靈敏電阻器，其可被嵌入作為三維打印的部件的一部分。通過排除熱敏電阻作為分開的組件，可降低使用熱敏電阻的系統的復雜性和成本。潛在的成本效率包括消除了制造步驟和材料成本。本技術也可通過減少由于熱敏電阻的損壞或分離造成的故障情況，而改善系統的可靠性和耐久性。將溫度傳感器整合為三維打印的對象的一部分，也允許在部件的任何內部位置測量內部溫度。這可提供相對于表面安裝的溫度傳感器(其測量附接傳感器的表面上的溫度)的優勢。另外，在對象內部安裝傳感器，通常通過鉆孔或以其他方式在對象內部形成插入傳感器的孔隙空間來完成。對象的這種修飾可損害表面光澤度或使對象的結構完整性變弱。相反，本文描述的溫度傳感器可為三維打印的對象的組成部件。因此，溫度傳感器可在對象中的任何內部位置形成，而基本上不使對象變弱。

在本技術的一些示例中，具有整合的溫度傳感器的三維打印的部件可使用涉及熱塑性聚合物顆粒、導電熔融劑組合物和第二熔融劑組合物的粉末床的工藝形成。在該工藝中，分散聚合物粉末的薄層，以形成粉末床。然后，使用打印頭，比如噴墨打印頭，將熔融劑組合物打印在對應于待形成的三維對象的薄層的粉末床的部分上。對于每個層，可將導電熔融劑組合物打印在其中期望形成用于溫度傳感器的導電電阻器的區域中，并且可將第二熔融劑組合物打印在其他區域中。然后，可將床，例如，通常整個床，暴露于輻射源。熔融劑組合物比未打印的粉末從輻射源吸收更多的能量。然后，吸收的輻射可轉化成熱能，使得粉末的打印部分熔化和聚結。這形成固體層。在形成第一層之后，可將聚合物粉末的新薄層分散在粉末床上，并且重復該工藝，以形成另外的層，直到打印了完整的三維部件。這種三維打印工藝可以以良好的精確性實現快的吞吐量。