一种抗电磁干扰的温度传感装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种抗电磁干扰的温度传感装置，包括一接地的屏蔽外壳，屏蔽外壳内设有依次连接的高频滤波器、低频滤波器以及温度记录仪；温度传感装置还包括一传感探头，传感探头通过连接线接入到屏蔽外壳内，并与高频滤波器连接。本实用新型具有以下有益效果：在物理屏蔽的基础上，进一步采用滤波器对电磁干扰信号进行滤除，通过屏蔽与滤波的协同作用，大大提升了温度传感装置的抗电磁干扰效果；本实用新型采用两级滤波器进行滤波，高频滤波器滤除高强度的高频骚扰信号，低频滤波器则对高频滤波产生的杂波和低频骚扰信号进行进一步的滤除，进一步提升了抗电磁干扰效果。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于温度传感设备【技术领域】，具体涉及一种抗电磁干扰的温度传感装 置。 一种抗电磁干扰的温度传感装置
【背景技术】
[0002] 温度传感类产品的大量地采用了变频器、电子振荡电路、电磁感应线圈等电气元 件，而这些电子装置在工作状态下会产生宽频电磁骚扰，从而导致了热电偶等类似温度传 感器在温度数据的采集上会受到相应的影响，往往会造成最终记录下来的实验数据存在较 大的误差。现有的温度传感器通常采用物理屏蔽的方式对电磁干扰进行屏蔽，然而，当高频 电磁骚扰信号在传输线中沿导线传输时，部分信号会沿导线表面向空间辐射，若产生上百 KHz甚至千MHz以上的高频射频骚扰（RFI)，仅通过这样的物理的电磁屏蔽手段是远远不能 达到完全屏蔽效果。因此，有必要提供一种具有更好抗电磁干扰效果的温度传感装置。 实用新型内容
[0003] 为了克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种新型的抗电磁干扰的温度 传感装置。本实用新型具体的技术方案如下：
[0004] -种抗电磁干扰的温度传感装置，包括一接地的屏蔽外壳，屏蔽外壳内设有依次 连接的高频滤波器、低频滤波器以及温度记录仪；温度传感装置还包括一传感探头，传感探 头通过连接线接入到屏蔽外壳内，并与高频滤波器连接；
[0005] 其中，传感探头包括钼电阻以及包裹在钼电阻外的第一金属屏蔽层，钼电阻与第 一金属屏蔽层之间设有第一绝缘保护层；
[0006] 高频滤波器包括一射频发射导体，射频发射导体呈弯折状；射频发射导体的一端 为高频滤波器的输入端，射频发射导体的另一端为高频滤波器的输出端，输入端设有一接 地的滤波电容；射频发射导体的外部依次包裹有第二绝缘保护层和第二金属屏蔽层，射频 发射导体与第二绝缘保护层之间填充有高频吸收介质；
[0007] 低频滤波器包括两个用于过滤高频骚扰信号的第一电容、一个用于阻止低频共模 骚扰信号的第一电感以及一个用于过滤低频差模骚扰信号的第二电容；其中，两个第一电 容均接地。
[0008] 作为优化方案，高频吸收介质为软磁材料。
[0009] 作为优化方案，温度记录仪包括型号为MX110-UNV-H04的输入模块和型号为 MX100的主模块，输入模块与低频滤波器的输出端连接。
[0010] 作为优化方案，连接线为四线制引线，四线制引线包括两条电源线和两条信号线， 两条信号线相互绞合；引线外包裹有第三金属屏蔽层，第三金属屏蔽层接地。
[0011] 作为优化方案，传感探头与连接线的连接处设有铜箔屏蔽层。
[0012] 与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
[0013] (1)在物理屏蔽的基础上，进一步采用滤波器对电磁干扰信号进行滤除，通过屏蔽 与滤波的协同作用，大大提升了温度传感装置的抗电磁干扰效果；
[0014] (2)本实用新型采用两级滤波器进行滤波，高频滤波器滤除高强度的高频骚扰信 号，低频滤波器则对高频滤波产生的杂波和低频骚扰信号进行进一步的滤除，进一步提升 了抗电磁干扰效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型提供的温度传感装置的结构框图；
[0016] 图2为本实用新型提供的温度传感装置的结构示意图；
[0017] 图3为传感探头及连接线的结构示意图；
[0018] 图4为高频滤波器的纵剖面的结构示意图；
[0019] 图5为高频滤波器的横截面的结构示意图；
[0020] 图6为高频滤波器的等效电路原理图；
[0021] 图7为低频滤波器的电路原理图。
[0022] 上图中序号为：1-屏蔽外壳、11-连接线入口、12-电源线入口、2-传感探头、 21-钼电阻、22-第一绝缘保护层、23-第一金属屏蔽层、24-铜箔屏蔽层、3-连接线、4-低频 滤波器、5-高频滤波器、51-射频发射导体、52-高频吸收介质、53-第二绝缘保护层、54-第 二金属屏蔽层、55-输入导线、56-输出导线、57-滤波电容、6-温度记录仪、7-操作终端。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图以实施例的方式详细描述本实用新型。
[0024] 实施例1 :
[0025] 如图1所示，一种抗电磁干扰的温度传感装置，包括一接地的屏蔽外壳1，屏蔽外 壳1内设有依次连接的高频滤波器5、低频滤波器4以及温度记录仪6 ;温度传感装置还包 括一传感探头2,传感探头2通过连接线3接入到屏蔽外壳1内，并与高频滤波器5连接。
[0026] 如图2所示，屏蔽外壳1可设计为方形盒体，采用镀锌钢板材料将内部的所有元器 件完全屏蔽，有助于防止电磁干扰。在图2中，将屏蔽外壳1的顶部设计为可打开的上盖， 便于内部元器件的装配。屏蔽外壳1的表面设有连接线入口 11以及电源线入口 12。其中， 连接线入口 11用于接入连接线3,使得屏蔽外壳1外部的传感探头2与屏蔽外壳1内部的 高频滤波器5连接；电源线入口 12则用于接入电源线，为温度记录仪6供电。各元器件在 屏蔽外壳1内的具体布置可根据实际情况进行调整，不局限与图2中所示的安装位置。
[0027] 如图3所示，传感探头2包括钼电阻21以及包裹在钼电阻21外的第一金属屏蔽 层23,钼电阻21与第一金属屏蔽层23之间设有第一绝缘保护层22。其中，钼电阻21可采 用PT100钼电阻（即它在0°C时阻值为100欧姆)。在具体应用中，第一金属屏蔽层23可根 据情况制作为圆柱状或扁平状，其中，圆柱状的传感探头适用于电磁灶、电饭锅等能效热效 率检测试验中，此种形状可充分与水接触；扁平状的传感探头适用于受电磁环境影响的安 全温升试验中，诸如电磁线圈，电机绕组等表面，此种形状的探头在充分保证绝缘的情况下 可与线圈表面紧密贴合，不易受到空气隔离层的影响。在本实施例中，传感探头2与连接线 3的连接处设有铜箔屏蔽层24,进一步加强屏蔽效果。
[0028] 在本实施例中，连接线3采用四线制引线，四线制引线包括两条电源线和两条信 号线，两条信号线相互绞合；引线外包裹有第三金属屏蔽层，第三金属屏蔽层接地。其中，通 过双绞线结构在低频下利用自身绞合抵抗外来干扰及线对间串音；在高频情况下，利用第 三金属屏蔽层对电缆进行屏蔽处理用以抵抗外界干扰。
[0029] 对于高强度的高频骚扰信号，低频滤波器4无法滤除，因此，在进行低频滤波之 前，需要通过高频滤波器5先将高强度的高频骚扰信号的滤除。如图4和图5所示，高频滤 波器5包括一射频发射导体51，射频发射导体51在水平方向上呈弯折状。射频发射导体51 的一端为高频滤波器5的输入端，射频发射导体51的另一端为高频滤波器5的输出端，输 入端设有一接地的滤波电容57 ;射频发射导体51的外部依次包裹有第二绝缘保护层53和 第二金属屏蔽层54,射频发射导体51与第二绝缘保护层53之间填充有高频吸收介质52。 第二金属屏蔽层54接地。将高频吸收介质52包覆在射频发射导体51上形成了一高频电 阻，该高频电阻能够阻止高强度的高频骚扰信号的传输。如图6所示，该高频电阻等效于一 个电阻R1和一个电感L1串联，电阻值和电感值都随频率变化。
[0030] 其中，射频发射导体51的作用是在传输电流的同时辐射射频骚扰，该射频发射导 体51由金属材料构成，常用的材料为铜、铝、铁等金属合金。在本实施例中，射频发射导体 51的形状在一个平面内呈并行弯曲开环结构，该弯折结构能够减小分布电容和分布电感。 在实际应用中，可根据通过的电流大小确定射频发射导体51的截面积，电流大，则截面积 大；电流小，则截面积小。
[0031] 其中，高频吸收介质52的作用是吸收高频骚扰信号，主要成份是软磁材料。高频 吸收介质52的厚度越大，吸收效果越好，越不易饱和，但本实用新型对高频吸收介质52的 厚度不做特殊限制，可根据实际需要进行选择。此外，不同的软磁材料，有不同的最佳吸收 频率范围，通常磁导率越高，抑制的频率下限越低，可根据实际需要选择合适的软磁材料。 在本实施例中，高频吸收介质52选用磁导率大、饱和磁化强度高的材料，如铁氧体磁粉、羰 基铁粉等。对于高频段(这里指大于1MHz)的骚扰信号，随着频率升高，高频介质52的磁导 率降低，电感量减小，高频吸收介质52的损耗增加，高频电阻成分增加，能在相当宽的频率 范围内保持较高的阻抗。当高频信号通过高频介质52时，射频骚扰被吸收并转换成热能的 形式耗散掉，从而实现对高强度高频骚扰信号的抑制效果。
[0032] 如图7所示，低频滤波器4包括两个用于过滤高频骚扰信号的第一电容C1、一个用 于阻止低频共模骚扰信号的第一电感L以及一个用于过滤低频差模骚扰信号的第二电容 C2 ;其中，两个第一电容C1均接地。经由高频滤波器5滤除高强度高频骚扰信号后的温度 信号，先由两个第一电容C1过滤高频骚扰信号，再由第一电感L滤除低频共模骚扰信号，最 后由第二电容C2过滤低频差模骚扰信号。
[0033] 在本实施例中，温度记录仪6包括型号为MX110-UNV-H04的输入模块和型号为 MX100的主模块，输入模块与低频滤波器4的输出端连接。低频滤波器4输出的温度信号经 由输入模块进入主模块，输入模块具有噪声抑制功能。
[0034] 本实用新型的工作流程及技术原理如下：
[0035] 传感探头2对温度进行实时采集，将采集到的温度信号通过连接线3传输到高频 滤波器5。传感探头2和连接线3已做物理屏蔽处理，能初步屏蔽一部分干扰信号。
[0036] 高频滤波器5对高频的干扰信号进行滤除，并将滤除后的温度信号发送给低频滤 波器4。高频滤波器5在低频滤波之前对高强度的高频骚扰信号进行滤除。
[0037] 低频滤波器4对低频的干扰信号进行滤除，再将滤除后的温度信号发送给温度记 录仪6。低频滤波器4主要对一般的高频骚扰信号、低频共模骚扰信号以及低频差模骚扰信 号进行对滤。
[0038] 温度记录仪6对温度信号进行存储和处理，温度记录仪6的输入模块对噪声进行 抑制后，再将温度信号送入主模块，监控人员可通过外部的操作终端7对温度记录仪6记录 的温度信息进行监控。
[0039] 本实施例提供的温度传感装置在温度信号的传输路径上设置了多重抗电磁干扰 保护措施，使得监控人员能够获取到精确的温度数据。
[0040] 以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此任何本领域的 技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种抗电磁干扰的温度传感装置，其特征在于，包括一接地的屏蔽外壳，所述屏蔽 外壳内设有依次连接的高频滤波器、低频滤波器以及温度记录仪；所述温度传感装置还包 括一传感探头，所述传感探头通过连接线接入到所述屏蔽外壳内，并与所述高频滤波器连 接； 其中，所述传感探头包括钼电阻以及包裹在所述钼电阻外的第一金属屏蔽层，所述钼 电阻与所述第一金属屏蔽层之间设有第一绝缘保护层； 所述高频滤波器包括一射频发射导体，所述射频发射导体呈弯折状；所述射频发射导 体的一端为所述高频滤波器的输入端，所述射频发射导体的另一端为所述高频滤波器的输 出端，所述输入端设有一接地的滤波电容；所述射频发射导体的外部依次包裹有第二绝缘 保护层和第二金属屏蔽层，所述射频发射导体与所述第二绝缘保护层之间填充有高频吸收 介质； 所述低频滤波器包括两个用于过滤高频骚扰信号的第一电容、一个用于阻止低频共模 骚扰信号的第一电感以及一个用于过滤低频差模骚扰信号的第二电容；其中，两个第一电 容均接地。
2. 根据权利要求1所述的温度传感装置，其特征在于，所述高频吸收介质为软磁材料。
3. 根据权利要求1所述的温度传感装置，其特征在于，所述温度记录仪包括型号为 MX110-UNV-H04的输入模块和型号为MX100的主模块，所述输入模块与所述低频滤波器的 输出端连接。
4. 根据权利要求1所述的温度传感装置，其特征在于，所述连接线为四线制引线，所述 四线制引线包括两条电源线和两条信号线，两条信号线相互绞合；所述引线外包裹有第三 金属屏蔽层，所述第三金属屏蔽层接地。
5. 根据权利要求1所述的温度传感装置，其特征在于，所述传感探头与所述连接线的 连接处设有铜箔屏蔽层。
【文档编号】G01K7/18GK203908698SQ201420219948
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】张甘霖, 刘成, 倪斌, 成诚 申请人:上海出入境检验检疫局机电产品检测技术中心