带自检功能的压敏电阻及其浪涌保护器的制作方法

本发明涉及保护电器技术领域，特别涉及带自检功能的压敏电阻及其浪涌保护器。

背景技术：

压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，常作为过压保护器件使用，当压敏电阻在承受过压能量时，其温度持续上升，到达压敏电阻的承受极限时，压敏电阻出现热破坏故障情况，需要进行更换后才能继续起到保护作用。

但是，现有的压敏电阻自身并不能显示热破坏情况，导致压敏电阻热破坏后，使用者不能及时的发现并更换压敏电阻，影响对采用压敏电阻的敏感器件的保护。

现有的浪涌保护器中一般就设置有压敏电阻，现有的浪涌保护器一般通过机械结构的热脱离机构用于指示出故障信号，该热脱离机构通过施压于通过焊料焊接的导电板和发热芯片，使当发热芯片发热，熔融与导电板之间的焊料时，发热芯片与导电板脱离，通过机械结构的弹性推杆组件的移动指示出故障信号。

但是，由于导电板与发热芯片引出脚之间由于焊锡拉丝粘连等因素影响，容易出现脱离不彻底的情况，导致浪涌保护器内机械结构的弹性推杆组件无法准确及时的指示出故障，而如果热破坏的压敏电阻不能及时的更换，其不仅容易导致浪涌保护器的损坏，而且容易导致火灾等安全事故。

所以，目前需要设计一种能够准确、及时的显示热破坏情况的压敏电阻及浪涌保护器。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有压敏电阻和浪涌保护器存在的上述不足，提供了带自检功能的压敏电阻及其浪涌保护器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

带自检功能的压敏电阻，包括压敏电阻本体和至少一个变色体，所述变色体与所述压敏电阻本体热传导连接，所述变色体感温变色，标识压敏电阻本体的温度情况。

本发明的带自检功能的压敏电阻，通过设置具有感温变色功能的变色体与压敏电阻热传导连接，使得当压敏电阻的温度变化时，所述变色体颜色发生变化，实现压敏电阻的自检功能，使工作人员根据变色体颜色的变化情况判断压敏电阻热破坏的情况，实现对热破坏后的压敏电阻的及时更换，实现对采用该结构的压敏电阻的敏感器件的保护。

作为本发明的优选方案，所述变色体包括感温变色材料涂层。通过采用印刷或涂覆的方式形成感温变色材料涂层作为变色体，使变色体的设置较容易，方便该结构的压敏电阻的制备，使压敏电阻发热时，与压敏电阻热传导连接或接触的感温变色材料涂层部位的颜色变化，实现压敏电阻的自检功能。

作为本发明的优选方案，所述感温变色材料为不可逆感温变色材料。所述不可逆感温变色材料是被加热到一定温度后颜色发生变化，在冷却过程中颜色不能恢复也不发生变化的感温变色材料，不可逆感温变色材料在升温过程中发生了不可逆的物理变化和化学变化，生产了新物质，实现其颜色的不可逆，由于其颜色变化是不可逆的，所以使得采用该不可逆感温变色材料的压敏电阻能够通过颜色记忆其承受过的最高温度，进一步方便工作人员根据颜色的变化判断压敏电阻的热破坏情况，可根据压敏电阻的热破坏极限温度选择温度适宜的、颜色适合的不可逆感温变色材料，实现对不同型号、不同工作环境的压敏电阻的自检功能的适应。

作为本发明的优选方案，所述感温变色材料涂层为文字、图案或图形中的一种或多种。可根据压敏电阻的实际使用情况，为同一个压敏电阻设置一种或多种感温变色材料涂层的变色体，当为同一个压敏电阻设置多种感温变色材料涂层的变色体时，每一种感温变色涂层的变色温度或变色颜色可设置为不同，也可根据实际情况，采用将感温变色材料涂层涂覆为文字、图案或图形中的一种或多种，使得不仅从颜色变化上实现压敏电阻的自检功能，还能够从变色后的涂层的形状上实现压敏电阻的自检功能，使更醒目的为工作人员提供判断压敏电阻热破坏情况的依据。

作为本发明的优选方案，所述感温变色材料涂层上设置有防护层。通过防护层对感温变色材料涂层的变色体起到防护作用和隔热作用，避免感温变色材料涂层受外界环境影响而变色，确保压敏电阻的自检功能的真实性和准确性。

作为本发明的优选方案，所述感温变色材料涂层设置在压敏电阻本体表面。使感温变色材料涂层与压敏电阻本体直接接触，紧贴于压敏电阻，使其能够受热后及时的发生变色，指示压敏电阻的热破坏情况。

作为本发明的优选方案，所述变色体还包括与所述压敏电阻本体导热连接的导热片，所述导热片上设置有所述感温变色材料涂层。通过采用导热片传导压敏电阻发热热量，实现感温变色材料涂层的变色指示，避免由于压敏电阻在极端情况下，由于内部高功率损耗而无法通过自身对流耗散热量的情况，使从压敏电阻内部直接将热量热交换到导热片上，实现导热片上感温变色材料涂层的指示，进一步确保压敏电阻的自检功能的准确性和及时性。

作为本发明的优选方案，当所述变色体的数量为两个或两个以上时，两变色体的变色颜色和/或变色温度和/或形状不同。可根据实际情况，调整变色体的具体结构、颜色、不同变色温度等相关参数，使变色体的设置与压敏电阻的自身结构、工作环境等适应，进一步确保压敏电阻的自检功能的准确性和及时性。

作为本发明的优选方案，所述压敏电阻本体热传导连接有温敏元件。所述温敏元件用于在压敏电阻本体温度升高到温敏元件的动作温度时发出故障信号，当温敏元件连接有控制电路时，所述温敏元件及时的为采用压敏电阻的控制电路发出故障信号，提示压敏电阻热破坏情况，当相应控制电路根据该故障信号动作时，还可实现对敏感器件的保护，使该结构的压敏电阻不仅具有及时显示热破坏情况的功能，还具有提示保护敏感器件的功能。

浪涌保护器，包括壳体，所述壳体内设置有至少一个如上所述的带自检功能的压敏电阻。

本发明的浪涌保护器，通过采用上述的带自检功能的压敏电阻，使得能够及时的通过压敏电阻的变色体的颜色变化实现对压敏电阻的实时自检监控，有利于热破坏后的压敏电阻的及时更换，保证浪涌保护器的正常使用，同时，当浪涌保护器内采用上述的连接有温敏元件的压敏电阻时，所述温敏元件与导热片热传导连接，并与壳体内的温控开关连接，使得通过温敏元件为浪涌保护器内的温控开关发出动作信号，使压敏电阻热破坏时，温控开关及时的断开触点，切断电路，达到控温保护的作用，克服了现有技术采用机械实现故障指示的缺陷，故障率更低，提高了浪涌保护器的使用安全性，另外，可根据实际情况，将温敏元件连接自锁电路，使得在压敏电阻热破坏后，通过热传导的方式触发温敏元件产生浪涌保护器电路断开的动作信号，并通过自锁电路实现温敏元件恢复后对电路断开状态的锁定和维持，进一步保证浪涌保护器的安全使用。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的带自检功能的压敏电阻的有益效果是：

1、通过设置具有感温变色功能的变色体与压敏电阻热传导连接，使得当压敏电阻的温度变化时，所述变色体颜色发生变化，实现压敏电阻的自检功能，使工作人员根据变色体颜色的变化情况判断压敏电阻热破坏的情况，实现对热破坏后的压敏电阻的及时更换，实现对采用该结构的压敏电阻的敏感器件的保护。

本发明的浪涌保护器的有益效果是：

1、通过采用上述的带自检功能的压敏电阻，使得能够及时的通过压敏电阻的变色体的颜色变化实现对压敏电阻的实时自检监控，有利于热破坏后的压敏电阻的及时更换，保证浪涌保护器的正常使用；

2、当浪涌保护器内采用上述的连接有温敏元件的压敏电阻时，所述温敏元件与导热片热传导连接，并与壳体内的温控开关连接，使得通过温敏元件为浪涌保护器内的温控开关发出动作信号，使压敏电阻热破坏时，温控开关及时的断开触点，切断电路，达到控温保护的作用，克服了现有技术采用机械实现故障指示的缺陷，故障率更低，提高了浪涌保护器的使用安全性；

3、可根据实际情况，将温敏元件连接自锁电路，使得在压敏电阻热破坏后，通过热传导的方式触发温敏元件产生浪涌保护器电路断开的动作信号，并通过自锁电路实现温敏元件恢复后对电路断开状态的锁定和维持，进一步保证浪涌保护器的安全使用。

附图说明

图1是实施例1的带自检功能的压敏电阻的结构示意图；

图2是实施例2的带自检功能的压敏电阻的结构示意图；

图3是实施例3的带自检功能的压敏电阻的结构示意图；

图4是实施例4的浪涌保护器的结构示意图。

附图标记

1-压敏电阻本体，2-变色体，3-感温变色材料涂层，4-防护层，5-导热片，6-温敏元件，7-壳体，8-指示窗口，9-温控开关。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，带自检功能的压敏电阻，包括压敏电阻本体1和至少一个变色体2，所述变色体2包括感温变色材料涂层3，所述感温变色材料为不可逆感温变色材料，所述感温变色材料涂层3设置在压敏电阻本体1表面，与所述压敏电阻本体1热传导连接，所述变色体2感温变色，标识压敏电阻本体1的温度情况。

本实施例的带自检功能的压敏电阻，优选采用在压敏电阻本体1上涂覆不可逆感温变色材料，与压敏电阻本体1直接接触，形成感温变色材料涂层3，当压敏电阻本体1持续发热达到不可逆感温变色材料的变色温度时，所述感温变色材料涂层3产生颜色变化，指示压敏电阻的热破坏情况，实现压敏电阻的自检功能，指示工作人员即使的根据颜色变化更换压敏电阻，实现对采用该结构的压敏电阻的敏感器件的保护，不可逆感温变色材料种类繁多，常用的有铅、锰、铬、锌、铁、钴、镍、镉、锶、镁、钡、钼等的磷酸盐、硫酸盐、硝酸盐、氧化物、硫化物以及甲基紫，苯酚化合物，酸性白土、偶氮颜料、芳基甲烷颜料等，其感温变色范围一般在30～1200℃之间，例如，ninh4po4·6h2o在受热120℃时，颜色由亮绿变为灰蓝，nh4·vo3在受热150℃时，颜色由白变为棕，cd(oh)2在受热200℃时，颜色由白变为黄，fe4［fe(cn)6］2在受热250℃时，颜色由黄变为棕，pbco3在受热290℃时，颜色由白变为黄，coc2o4在受热300℃时，颜色由粉变为黑，可根据压敏电阻的热破坏极限温度选择温度适宜的、颜色适合的不可逆感温变色材料，实现对不同型号、不同工作环境的压敏电阻的自检功能的适应。

进一步的，本实施例以采用丝网印刷的方式，将温度变化值为300℃的不可逆感温变色材料印刷在压敏电阻本体1上，形成变色体2结构为例，该涂层的初始状态为无色，当温度达到300℃时，不可逆感温变色材料变色为黑色，使得当压敏电阻由于雷击等原因温度超过300℃时，压敏电阻本体1表面的不可逆感温变色材料涂层3发生化学反应变为黑色，指示压敏电阻损坏，实现压敏电阻的自检功能，提示工作人员进行及时更换。

优选的，所述感温变色材料涂层3为文字、图案或图形中的一种或多种。本实施例优选采用印刷的方式在压敏电阻本体1上印刷例如“故障”的文字样式形成感温变色材料涂层3，使当压敏电阻热破坏后，不仅从颜色变化上指示压敏电阻热破坏情况，而且以文字形状的形式更醒目的指示工作人员更换压敏电阻，使压敏电阻的更换更及时。

进一步的，本实施例优选在同一个压敏电阻本体1上，设置具有不同变色温度、不同变色颜色、不同形状结构的多个相互独立的不可逆感温变色材料涂层3。使不可逆感温变色材料涂层3的设置与压敏电阻的自身结构、工作环境等适应，适应性更好，且能够通过不同感温变色材料对应的变色温度和变色颜色实现对压敏电阻温度变化的阶段性自检监控，进一步确保压敏电阻的自检功能的准确性和及时性，具体的，优选在压敏电阻本体上设置150℃、200℃、250℃、300℃四条色环或色带，使得当压敏电阻本体1的温度变化时，对应温度的色环或色带即可显示，使得通过色环或色带的依次变化得到压敏电阻本体1达到过的最高温度值。

优选的，所述感温变色材料涂层3上设置有防护层4。本实施例优选在感温变色材料涂层3上涂抹一层保护油，避免涂层掉落，对感温变色材料涂层3起到防护作用，同时，防护层4具有一定的隔热作用，一方面避免外界环境温度的变化影响感温变色材料涂层3的颜色变化，另一方面也将压敏电阻本体1散发的热量限制在防护层4以内，与感温变色材料涂层3热传导效果更好，进一步确保压敏电阻的自检功能的真实性和准确性。

实施例2

如图1-2所示，本实施例的带自检功能的压敏电阻，结构与实施例1相同，区别在于：所述变色体2还包括与所述压敏电阻本体1导热连接的导热片5，所述导热片5上设置有所述感温变色材料涂层3。

本实施例的带自检功能的压敏电阻，通过与压敏电阻本体1直接相连的导热片5与压敏电阻本体1热交换，将压敏电阻本体1产生的热量传导出来，并在导热片5上采用丝网印刷的方式形成感温变色材料涂层3，实现在导热片5上指示压敏电阻的热破坏情况，避免压敏电阻本体1由于内部高功率损耗而无法通过自身对流耗散热量，进一步确保压敏电阻的自检功能的准确性和及时性。

实施例3

如图1-3所示，本实施例的带自检功能的压敏电阻，结构与实施例2相同，区别在于：所述压敏电阻本体1热传导连接有温敏元件6。

本实施例的带自检功能的压敏电阻，优选采用连接有导热片5的压敏电阻，使导热片5与所述温敏元件6热传导连接，所述温敏元件6包括温控开关、热敏半导体器件、热电阻、热电偶中的一种或多种，本实施例以常闭型温控开关为例，常闭型温控开关采用双金属片作为感温组件，将常闭型温控开关的感温金属片紧贴在导热片5上，实现导热片5与常闭型温控开关的热传导连接，为确保感温效果，本实施例进一步优选在导热片5与常闭型温控开关的接触面上涂覆导热硅脂或其他性能类似的导热介质，使压敏电阻正常工作时，常闭型温控开关的感温组件处于自由状态，触点处于闭合状态，当压敏电阻温度升高到达热破换极限时，设置在压敏电阻本体1上和/或导热片5上不可逆感温变色材料涂层3发生颜色变化，指示工作人员更换压敏电阻，并将温度传导至常闭型温控开关内，双金属片受热产生内应力而迅速动作，断开触点，切断电路，从而达到控温保护的作用，使该结构的压敏电阻不仅具有及时显示热破坏情况的功能，还具有保护敏感器件的功能。

进一步的，本实施例优选将温敏元件6电气连接自锁电路，使温敏元件6恢复导通后，维持被切断的电路保持断开状态，待更换压敏电阻后，需要手动恢复电路工作，进一步实现通过该结构的压敏电阻对敏感器件的保护功能。

实施例4

如图1-4所示，浪涌保护器，包括壳体7，所述壳体7内设置有至少一个如实施例3所述的带自检功能的压敏电阻。

本实施例的浪涌保护器，采用实施例3的带自检功能的压敏电阻，在壳体7内设置有温控开关9及相应的自锁电路或自锁机构，在壳体7上对应变色体2的位置设置指示窗口8，使得工作人员能够在指示窗口8内及时的根据颜色变化监控压敏电阻的热破坏情况，实现热破坏后的压敏电阻的及时更换，保证浪涌保护器的正常使用，同时，设置在壳体7内的温敏元件6与壳体7内的温控开关9连接，温控开关9与相应的自锁电路连接，使压敏电阻热破坏时，温控开关9及时的断开触点，切断电路，自锁电路实现温敏元件6恢复后对电路断开状态的锁定和维持，达到控温保护的作用，克服了现有技术采用机械实现故障指示的缺陷，故障率更低，提高了浪涌保护器的使用安全性。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。