加强型柔性温度传感器的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请权利要求要求2012年9月26日申请的、申请号为61/705, 975的美国临时 专利申请以及2013年3月15日申请的、申请号为61/790, 751的美国临时专利申请的权益， 在这里通过引用的方式将上述两个申请的内容包括到本申请中，以用于所有目的。
技术领域
[0003] 本发明涉及温度传感器，更具体地，涉及对马达和发电机定子绕组执行健壮温度 测量的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 基于电阻的温度传感器或电阻温度检测器（RTD)可用于大量应用中，从而在传感 器的一个或多个导线中检测到的电阻变化基础上，测量系统环境的运行温度。当CTD与定 子连接时，例如，马达、发电机以及辅助设备中使用的定子，CTD可用于检测定子绕组中的温 度以及相关的空气和气体流的温度。
[0005] 当将RTD连接到定子时，RTD通常被安装在定子铁芯内部。这可以通过将RTD完 全安装在定子绕组或定子铁芯之间的开口或凹槽中来实现，且只有传感器关联的绝缘线凸 出定子铁芯的边缘。通常地，这种类型的CTD包括一薄的刚性主体（例如，玻璃纤维主体）， 以用于封装检测部。用于构造到检测部的比较大的电引出导线通常不适合安装在玻璃纤维 主体内部。因此，这些结构需要构造"引线台阶"，该构造包括在引出导线连接到玻璃纤维主 体的引出导线末端沉积玻璃纤维。该引线台阶使得CTD安装过程以及其在定子或发电机中 的定位比其他应用更加困难，且在马达或发电机生产期间更易受到损害。
[0006] 而且，在安装和生产期间，由于RTD摩擦适配在（例如）定子绕组中，在定子以及 空间存在限制的其他应用中的CTD通常会发生拉力毁坏。这些毁坏的原因与安装过程中 RTD检测导线上的压力相关，该压力包括橡皮锤的压迫、敲打以及位于定子铁芯边缘的RTD 引出导线头/引线台阶的弯曲。
[0007] 因此，需要更坚固的定子绕组温度传感器。
【发明内容】
[0008] 在本发明的一实施例中，提供了用于检测定子温度和将检测到的温度传送给外部 监控装置的温度传感器。该传感器包括至少一检测导线，以用于安装到定子中。传感器进 一步包括刚性主体，例如，玻璃纤维主体，该刚性主体包括内层芯板以及位于内层芯板上的 环氧树脂层压材料，其中，内层芯板包括聚酰亚胺基体，酰亚胺基体具有包围检测导线的至 少一部分的丙烯酸粘合剂。在这里还提供了用于连接到外部监控装置的引出导线。引线台 阶被定义，在该引线台阶部分，检测导线电连接到引出导线上。在这里还提供了在引出导线 和检测导线之间延伸的导电连接片，该导电连接片包围引线台阶的至少一部分。该导电连 接片用于保护定子末端上延伸的传感器所在区域中的引线台阶和检测导线。
[0009] 在一优选实施例中，传感器包括一柔性区。该柔性区可包围在引出导线和检测导 线之间延伸的导电连接片。连接片可被层压在内层芯板层之间，内层芯板包括抗高温聚酰 亚胺基体，该基体包括带状部或条状部。粘合剂也可以被使用，以用于将导线和连接片固持 在带状部上。在一实施例中，柔性区不包括环氧树脂层或玻璃纤维，因此，柔性区不是刚性 的。
[0010] 在本发明的另一实施例中，提出了检测定子温度的温度传感器的制造方法。该方 法包括：将检测导线安装到定子中，以检测定子的温度。使用内层芯板包围检测导线的至少 一部分，该内层芯板包括具有丙烯酸粘合剂的聚酰亚胺基体。内层芯板被环氧树脂层压材 料包围，以形成一玻璃纤维主体。引出导线被电连接到外部监控装置。在一引线台阶将检 测导线电连接到引出导线，该引线台阶具有一玻璃纤维主体，该玻璃纤维主体包围一细长 连接片的至少一部分，该连接片被具有丙烯酸粘合剂的聚酰亚胺基体层压；细长连接片从 引出导线延伸并包围引线台阶，以保护定子末端上延伸的传感器所在区域中的引线台阶和 检测导线。
[0011] 该
【发明内容】
部分仅为本申请部分内容的概述，并不是对本申请主题排外的或详尽 的描述。关于本申请主题的进一步描述可参考后续更详细的描述和随附的权利要求。本发 明的范围由随附的权利要求及其法律等价体定义。
【附图说明】
[0012] 图IA示出了定子绕组温度传感器的示意图；
[0013] 图IB示出了根据本发明一实施例的定子绕组温度传感器的俯视示意图；
[0014] 图IC示出了根据本发明一实施例的定子绕组温度传感器的侧视示意图；
[0015] 图2A示出了定子绕组温度传感器的示意图，图中示出了该传感器区域的结构强 度；
[0016] 图2B示出了根据本发明一实施例的定子绕组温度传感器的示意图，图中示出了 传感器区域的结构强度；
[0017] 图3A示出了定子绕组温度传感器的主体部示意图；
[0018] 图3B示出了根据本发明一实施例的定子绕组温度传感器的主体部的示意图；
[0019] 图4示出了根据本发明一实施例的系统的端视图，该系统包括一定子绕组温度传 感器；
[0020] 图5示出了根据本发明一实施例的系统的侧视图，该系统包括一定子绕组温度传 感器；
[0021] 图6A示出了根据本发明一实施例的定子绕组温度传感器的俯视图；
[0022] 图6B示出了根据本发明一实施例的定子绕组温度传感器的侧视图。
【具体实施方式】
[0023] 下面将参考附图中的主题对本发明进行详细描述，附图中通过示例方式示出了特 定方面和实施例，在这些特定方面和实施例中可实现本发明。这些实施例的详细描述足以 使得本领域技术人员实施本发明主题。本发明引用的"一（an)"、"一（one)"或"各种"实 施例并不一定指相同的实施例，这种引用参考可涉及多于一个实施例。接下来的描述仅为 示例性的，而不是限制性的。本发明的范围由与法律等价体的全范围一起的、随附的权利要 求定义，其中，该法律等价体的全范围为这些权利要求被赋予的保护范围。
[0024] 如上所述，（例如）在马达和发电机的定子绕组中测量温度的RTD会因为许多因 素导致持续失效。这些因素可包括（例如）不利的安装过程以及CTD本身结构的不合适。 图IA示出了对测量定子绕组温度传感器有益的定子绕组温度传感器或RTD100的示意图， 该传感器或RTD可能会受到前述缺陷的影响。RTD100包括检测导线130(例如，包括用于 检测的薄线圈的被绘制组件），其中，检测导线130通过导电连接片110与引出导线135连 接。连接片110可包括铜片或至少包括传导导电线路的组件，以用于将引出导线135电连 接到检测导线130。图中示出了主失效区105,该主失效区包括引线台阶120,引线台阶120 使用检测导线130与连接片110和引出导线135连接。在该示出的实施例中，连接片110 不对引线台阶120进行保护，也不对主失效区105的其他重要部分进行保护。
[0025] 图2A示出了定子绕组温度传感器或与图IA中RTD100类似的RTD200的示意 图，图中示出了传感器各个区域的结构强度（和结构性弱点）。例如，已知包括检测导线的 组件导线部205在70-80镑每平方英寸（PSI)时会失效，而邻近引线台阶的组件导线部215 和220仅在60PSI时就会失效。刚性部（例如，覆盖检测导线的玻璃纤维部210)倾向于在 80PSI失效，而玻璃纤维部230在60PSI失效。如前所述，片状部240不适用于保护组件导 线部215。
[0026] 图3A为定子绕组温度传感器或RTD(例如，图IA的RTD100)的主体部300的示 意图。检测导线或被绘制组件305可能与图中示出的类似，在这里结合图IA中的检测导线 130被描述。具体地，检测导线305可包括一个或多个线圈，以用于基于电阻变化检测环境 的运行温度。在示出的实施例中，检测导线305被一层内层芯板320包围。内层芯板320 被（例如）环氧树脂层压材料310 (例如，如玻璃纤维的复合层）包围，或嵌入在环氧树脂 层压材料310之间。在实施例中，主体部的总厚度330为.030英寸。当该.030英寸厚的 玻璃纤维主体与（例如）18号导线引线台阶（未示出）一起使用时，可使得CTD易被损坏。 更具体地，当传感器在安装和运行期间围绕定子线圈边缘弯曲时，以及当传感器和定子线 圈层叠放置时，小直径检测导线305会被损坏。
[0027] 本发明的实施例包括改进的温度传感器或RTD，温度传感