一种快速响应温度传感器及其制作方法与流程

本发明涉及一种温度传感器，尤其涉及一种快速响应的温度传感器。

背景技术：

请参阅图1，其为现有技术中的ntc热敏电阻温度传感器，其包括一ntc热敏电阻11，该热敏电阻11固定在两根电子线12的一端，该热敏电阻和电子线的端部包覆在玻璃包封层13内；该电子线采用特氟龙电子线，即以聚四氟乙烯俗称氟塑料为绝缘层，包裹金属导体而成的电子线；还包括一端开放一端封闭的不锈钢外壳14，将该热敏电阻插入填充有导热硅胶15的不锈钢外壳内，并靠近不锈钢外壳的弯曲端面，在不锈钢外壳内的剩余空间灌满高温固化聚酰亚胺胶水16，然后放到烤箱固化；在不锈钢外壳的开放端与从该开放端伸出的铁氟龙电子线处套上铁氟龙热缩管17，并加热固定；在特氟龙电子线的自由端接上连接件18。

该温度传感器具有以下缺陷：由于在热敏电阻外部依次包覆有玻璃包封层、导热硅胶和不锈钢外壳，热敏电阻外三层物质的包覆使传感器的传导速度慢，热反应时间长，需要12～15秒，检测灵敏度低；为了实现热敏芯片所在位置的传感器头部的导热以及两根电子线的端部的绝缘，在不锈钢外壳内填充导热硅胶，同时实现导热和绝缘，但导热硅胶的工作温度为：-60℃～280℃，同时，为了实现两根电子线中部以及另一端部的绝缘，采用了铁氟龙包裹的电子线，其工作温度为：-65℃～250℃，为了保护不锈钢外壳的开放端与铁氟龙电子线的接合处，也为了与铁氟龙电子线更好地结合，采用了铁氟龙的套管，其工作温度为：-80℃～260℃，这些结构以及相应材料的限制使传感器的工作温度收到了限制，不能承受250℃以上的高温。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于，提供一种快速响应的温度传感器。

本发明所采用的技术方案是：

一种快速响应温度传感器，包括热敏电阻、两根电子线、包封层、套管和第一接合部；所述电子线为未包覆绝缘层的金属导电线，所述热敏电阻固定在所述两根电子线的第一端，所述包封层包覆在所述热敏电阻和所述两根电子线的第一端外；所述套管为绝缘套管，其设有两个轴向通孔，所述两根电子线分别插入所述套管的两个轴向通孔中，使所述热敏电阻及包封层位于所述套管的第一端，并使所述两根电子线的第二端露出所述套管的第二端外；所述第一接合部填充在所述套管的第一端与所述包封层的空隙之间，使所述套管与所述包封层熔接固定。

本发明的快速响应温度传感器，通过将两根电子线插入设有两个轴向通孔的绝缘的套管中，以实现电子线的绝缘，摒弃了现有技术中通过硅胶或胶水等液态绝缘胶料进行电子线绝缘，同时摒弃了通过一外壳对该液态绝缘胶料进行容纳和定型的方法，而是直接将仅裹有一包封层的热敏电阻元件固定在套管的一端，避免了热敏电阻外包裹多层物质导致热传导效率低的缺陷。

进一步地，所述包封层为玻璃层；所述第一接合部通过将熔接物料填充在所述套管的第一端与所述包封层的空隙之间并烧结形成，形成所述第一接合部的所述熔接物料为玻璃。

进一步地，还包括固定座，其套设在所述套管的第二端外并与其固定，所述套管上设有安装孔。

进一步地，所述套管为陶瓷管；所述固定座为陶瓷固定座；所述热敏电阻为ntc热敏电阻；所述电子线为杜美丝线。

进一步地，所述固定座包括一圆柱部和在所述圆柱部的第二端处沿径向伸长形成的凸缘；所述圆柱部和凸缘上设有轴向贯穿的套接孔，所述固定座通过所述套接孔套设在所述套管的第二端，并使所述凸缘的底面与所述套管的第二端的端面平齐；所述凸缘上设有所述安装孔。

进一步地，还包括第二接合部，其填充在所述固定座的圆柱部的第一端与所述套管的外表面之间的接合处；所述第二接合部通过填充熔接物料并烧结形成，形成所述第二接合部的熔接物料为玻璃。

一种快速响应温度传感器的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：采用未包覆绝缘层的金属导电线作为电子线，将热敏电阻固定在两根电子线的第一端，将热敏电阻和所述两根电子线的第一端包覆在包覆物料中，形成包封层；

步骤2：将两根电子线分别插入一绝缘的套管的两个轴向通孔中，使所述热敏电阻及包封层位于所述套管的第一端，并使所述两根电子线的第二端露出所述套管的第二端外；

步骤3：将熔接物料填充在所述套管的第一端与所述包封层的空隙之间，形成第一接合部，使所述套管与所述包封层熔接固定。

进一步地，在步骤2中还包括：将固定座套设在所述套管的第二端外并与其固定；所述固定座包括一圆柱部和在所述圆柱部的第二端处沿径向伸长形成的凸缘；所述圆柱部和凸缘上设有轴向贯穿的套接孔，所述固定座通过所述套接孔套设在所述套管的第二端，并使所述凸缘的底面与所述套管的第二端的端面平齐；所述凸缘上设有安装孔。

进一步地，在步骤3中：将熔接物料填充在所述套管的第一端与所述包封层的空隙之间，以及填充在所述固定座的圆柱部的第一端与所述套管的外表面之间的接合处，烧结，分别形成第一接合部和第二接合部，使所述套管分别与所述包封层、固定座熔接固定。

进一步地，形成所述包封层的包覆物料、形成所述第一接合部和第二接合部的熔接物料均为玻璃；所述套管、固定座均为陶瓷制成；所述热敏电阻为ntc热敏电阻；所述电子线为杜美丝线。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为现有技术中的ntc热敏电阻温度传感器的结构示意图；

图2为本发明的快速响应温度传感器的结构示意图；

图3为本发明的热敏电阻、包封层以及电子线的结构示意图；

图4为本发明的套管的结构示意图；

图5为本发明的固定座的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图2，其为本发明的快速响应温度传感器的结构示意图。本发明的快速响应温度传感器，包括热敏电阻21、两根电子线22、包封层23、套管24、第一接合部25、第二接合部26和固定座27。

请参阅图3，其为本发明的热敏电阻、包封层以及电子线的结构示意图。所述热敏电阻21为ntc热敏电阻或ptc热敏电阻，在本实施例中优选高精度金电极ntc热敏电阻；所述电子线22为未包覆绝缘层的金属导电线，具体为耐高温杜美丝线；所述热敏电阻21固定在所述两根电子线22的第一端221，所述包封层23包覆在所述热敏电阻21和所述两根电子线22的第一端221外，所述包封层23具体为玻璃层，所形成的单端玻封ntc热敏电阻元件的工作温度为0℃～500℃。在其他实施方式中，该包封层还可以是树脂等其他耐热、绝缘且防水密封的材料，电子线可采用其他金属导电线。

请参阅图4，其为本发明的套管的结构示意图。所述套管24为绝缘套管，其设有两个轴向通孔243，所述两根电子线22分别插入所述套管24的两个轴向通孔243中，使所述热敏电阻21及包封层23位于所述套管24的第一端241，并使所述两根电子线22的第二端222露出所述套管24的第二端242外，用于与电路进行电连接；所述第一接合部25填充在所述套管24的第一端241与所述包封层23的空隙之间，使所述套管24与所述包封层23熔接固定。具体地，所述套管24为陶瓷管；所述第一接合部25通过将熔接玻璃涂在所述套管24的第一端241与所述包封层23的空隙之间并烧结形成。

请参阅图5，其为本发明的固定座的结构示意图。所述固定座27套设在所述套管24的第二端242外并与其固定。所述固定座27包括一圆柱部271和在所述圆柱部271的第二端处沿径向伸长形成的凸缘272，该凸缘272的横截面为方形；所述圆柱部271和凸缘272上设有轴向贯穿的套接孔273，所述固定座27通过所述套接孔273套设在所述套管24的第二端242，并使所述凸缘272的底面与所述套管24的第二端242的端面平齐；所述凸缘272上设有所述安装孔274，用于通过螺丝将温度传感器进行固定。所述第二接合部26通过将熔接玻璃涂在所述固定座27的圆柱部271的第一端2711与所述套管24的外表面之间的接合处并烧结形成。所述固定座27具体为陶瓷固定座。其中，陶瓷、熔接玻璃的工作温度为500℃以上。在其他实施方式中，套管和固定座也可以是其他耐热且绝缘材料制成，如玻璃；第一接合部和第二接合部可以采用树脂等其他耐热、绝缘且密封的材料。

本发明还提供上述快速响应温度传感器的制作方法，其包括以下步骤：

步骤1：采用未包覆绝缘层的金属导电线作为电子线22，具体采用耐高温杜美丝线；将高精度金电极ntc热敏电阻21固定在两根电子线22的第一端，将热敏电阻21和所述两根电子线22的第一端包覆在玻璃中，形成包封层23；

步骤2：将两根电子线22分别插入一绝缘的套管24的两个轴向通孔243中，使所述热敏电阻21及包封层23位于所述套管24的第一端241，并使所述两根电子线22的第二端222露出所述套管24的第二端242外；将固定座27套设在所述套管24的第二端242外并与其固定；所述固定座27包括一圆柱部271和在所述圆柱部271的第二端处沿径向伸长形成的凸缘272；所述圆柱部271和凸缘272上设有轴向贯穿的套接孔273，所述固定座27通过所述套接孔273套设在所述套管24的第二端242，并使所述凸缘272的底面与所述套管24的第二端242的端面平齐；所述凸缘272上设有安装孔274。

步骤3：将熔接玻璃涂在所述套管24的两端，具体地，熔接玻璃涂在套管24的第一端241与所述包封层23的空隙之间，以及在所述固定座27的圆柱部271的第一端2711与所述套管24的外表面之间的接合处；将涂好熔接玻璃的产品放到网带烧结炉，按照烧玻工艺参数进行烧结，分别形成第一接合部25和第二接合部26，使所述套管24分别与所述包封层23、固定座27熔接固定。

本发明的快速响应温度传感器及其制作方法，通过将两根电子线插入设有两个轴向通孔的绝缘的套管中，以实现电子线的绝缘，摒弃了现有技术中采用铁氟龙作为导线的绝缘包覆层，避免了现有技术中由于电子线绝缘层的存在，限制了传感器工作温度的缺陷；另外，也摒弃了现有技术中通过硅胶或胶水等液态绝缘胶料进行电子线绝缘，同时摒弃了通过一外壳对该液态绝缘胶料进行容纳和定型的方法，而是直接将仅裹有一包封层的热敏电阻元件固定在套管的一端，避免了热敏电阻外包裹多层物质导致热传导效率低的缺陷；进一步地，该套管采用陶瓷制成，陶瓷的工作温度为500℃以上，该热敏电阻外的包封层为玻璃，玻璃的工作温度也达到500℃以上，该套管的第一端通过涂抹熔接玻璃与包封层烧结固定，以实现紧密熔接，传感器的整体工作温度提升到了500℃以上；进一步地，传感器可通过一套设在套管上的陶瓷固定座与其他装置固定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。