小型化溫度傳感器模塊及製作方法與流程

2023-06-25 01:08:01 5

本發明涉及汽車電路中傳感器的技術領域，特別是涉及一種小型化溫度傳感器模塊及製作方法。

背景技術：

溫度是表徵物體冷熱程度的物理量,它可以通過物體隨溫度變化的某些特性（如電阻、電壓變化等特性）來間接測量，通過研究發現，金屬鉑(pt)的電阻值隨溫度變化而變化,並且具有很好的重現性和穩定性，利用鉑的此種物理特性製成的傳感器稱為鉑電阻溫度傳感器，通常使用的鉑電阻溫度傳感器零度阻值為1000ω，電阻變化率為3.851ω/℃。鉑電阻溫度傳感器精度高，穩定性好，應用溫度範圍廣。目前市場流行的是鎧裝鉑電阻，鎧裝鉑電阻由電阻體、引線、絕緣氧化鎂及保護套管整體拉制而成，頂部焊接鉑電阻，304和316（316l）是用得最為廣泛的不鏽鋼保護管材料，這類溫度傳感器直接使用到汽車等運動的物體上時其抗衝擊性能差，另外由於缺少隔熱材料，從傳感器套管上導出的熱量會對測量結果造成誤差。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明的目的是提出一種小型化溫度傳感器模塊及製作方法。

本發明的技術方案如下：一種小型化溫度傳感器模塊，包括內部的不鏽鋼鎧裝pt1000熱探頭、外部的不鏽鋼固定套，其特徵是：固定套內部直徑大於熱探頭的外部直徑，在熱探頭和固定套之間填充有聚四氟乙烯隔熱層，不鏽鋼探頭伸出固定套一段長度。

優選的，所述的不鏽鋼探頭的位於隔熱層內的部分設有限位環。

優選的，所述的固體套靠近探頭端部的一端設有內外折邊，其內折邊用於對隔熱層限位。

優選的，所述的不鏽鋼固定套採用316l不鏽鋼製作。

一種小型化溫度傳感器模塊的製作方法，包括如下方法

①通過切削加工製作不鏽鋼固定套，採用採用316l不鏽鋼；

②同時選取合適的不鏽鋼鎧裝pt1000熱探頭；

③注塑成型

將不鏽鋼鎧裝pt1000熱探頭置入到上述固定套中心部位，將融化是聚四氟乙烯注入到二者的間隙中形成隔熱層；

④冷卻至隔熱層凝固，通過切削工具修整隔熱層後完成製作。

優選的，所述的步驟①中的固定套的一端切削加工出內外折邊。

優選的，所述的步驟②中的不鏽鋼鎧裝pt1000熱探頭的外部設置限位環，在進行步驟③時，將限位環置入到固定套內。

本發明的技術效果是：

該發明的一體式小型化溫度傳感器模塊能夠快速的檢測各種環境溫度，精度a級，其響應速度更快，抗振動、衝擊性能更好，測溫範圍更寬。

附圖說明

圖1為該一體式小型化溫度傳感器模塊剖面結構示意圖；

圖中1.熱探頭、2.隔熱層、3.固定套、4.導線、5.限位環、6.內外翻邊。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一：參見圖1，圖中一種小型化溫度傳感器模塊，包括內部的不鏽鋼鎧裝pt1000熱探頭、外部的不鏽鋼固定套，其特徵是：固定套內部直徑大於熱探頭的外部直徑，在熱探頭和固定套之間填充有聚四氟乙烯隔熱層，不鏽鋼探頭伸出固定套一段長度。所述的不鏽鋼探頭的位於隔熱層內的部分設有限位環。避免不鏽鋼探頭在熱脹冷縮後沿軸向竄動。所述的固體套靠近探頭端部的一端設有內外折邊，其內折邊用於對隔熱層限位。所述的不鏽鋼固定套採用316l不鏽鋼製作。

實施例二：一種小型化溫度傳感器模塊的製作方法，包括如下方法

①通過切削加工製作不鏽鋼固定套，採用採用316l不鏽鋼；

②同時選取合適的不鏽鋼鎧裝pt1000熱探頭；

③注塑成型

將不鏽鋼鎧裝pt1000熱探頭置入到上述固定套中心部位，將融化是聚四氟乙烯注入到二者的間隙中形成隔熱層；

④冷卻至隔熱層凝固，通過切削工具修整隔熱層後完成製作如圖1中所示的小型化溫度傳感器模塊；

所述的步驟①中的固定套的一端切削加工出內外折邊。外折邊在安裝後用於對模塊本身軸向的定位；

所述的步驟②中的不鏽鋼鎧裝pt1000熱探頭的外部設置限位環，在進行步驟③時，將限位環置入到固定套內。

在固定套外表面還可以設置螺紋，這樣可以在使用是擰入安裝固定。

該小型化溫度傳感器模塊的特點如下：

1.響應時間短：

該溫度傳感器模塊核心器件鎧裝pt1000熱探頭殼體厚度僅為0.2mm，外界溫度通過鎧裝殼體傳導到感溫元件的時間極短；且鎧裝pt1000熱探頭和外固定套之間為導熱性能較差的聚四氟注塑層，可以很好的隔絕pt1000熱探頭的熱量傳導到外界，使熱量集中於感溫元件。以上結構可以使傳感器的熱響應時間大大縮短。

2.抗衝擊振動性能：

該溫度傳感器模塊整體尺寸為φ9*20，總體重量約5g，慣量很小；而且鎧裝熱探頭和外固定套中間有注塑層填充，在一定程度上可以吸收振動衝擊對熱探頭的影響。以上結構特點保證了傳感器模塊可以滿足70g加速度的衝擊以及5～500hz的振動試驗。

3.耐溫性能：

溫度傳感器模塊的感溫器件為316l不鏽鋼殼體鎧裝的pt1000鉑電阻，鉑電阻本身可測溫度範圍為-200～850℃；導線為聚四氟表皮銅芯導線，聚四氟表皮耐溫範圍為-192℃～260℃；其注塑層為聚四氟乙烯材質，耐溫範圍為-192℃～260℃；由此可知，該溫度傳感器模塊可承受的溫寬範圍為-192℃～260℃，完全滿足一般車輛溫度檢測的需求。

4.耐壓性能：

溫度傳感器模塊的鎧裝pt1000熱探頭殼體為316l不鏽鋼為拉伸成型，外徑為φ3壁厚為0.25mm；外固定套材質為316l不鏽鋼加工成型，外徑為φ7.5壁厚為0.7mm；聚四氟乙烯注塑層外徑為φ5壁厚為1mm；可以算出鎧裝pt1000熱探頭耐壓為515kgf/cm^2；外固定套耐壓為600kgf/cm^2；聚四氟乙烯注塑層耐壓為6537kgf/cm^2；由上計算結果可知該溫度傳感器模塊具備承受高壓要求。

5.耐腐蝕性能：

溫度傳感器模塊材質由聚四氟乙烯和316l不鏽鋼複合而成；聚四氟乙烯具有良好的耐蝕性能，物理性能穩定，適用於水、油、酸溶液、鹼溶液等環境中；316l不鏽鋼因添加mo元素，其耐腐蝕性大大提高，具有良好的耐油及耐氯化物侵蝕等性能。