防止碎片直接撞擊的傳感器裝置的製作方法

2023-09-12 12:03:40 2

專利名稱：防止碎片直接撞擊的傳感器裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及溫度傳感器，更特別的是涉及一種溫度傳感器裝置，其中傳感器外殼具有空氣流管結構，將該空氣流管結構設置成使氣流流到溫度傳感元件，同時防止隨空氣傳播的碎片直接撞擊溫度傳感元件。
背景技術：
已知的溫度傳感器裝置測量流入通道的空氣溫度，並且包括帶有腔的通常為圓柱形的外殼，其中沿中心線定位傳感元件。一個已知的傳感器裝置的外殼包括在中心線上雕刻的槽，以便使空氣流入傳感元件。這種已知溫度傳感裝置的一種實施是在飛機排氣系統中，其攜帶來自用於增壓、艙溫控制和機翼防冰系統的燃氣輪機的空氣。即使該已知溫度傳感器儀器的槽裝置保護傳感元件不受大碎片撞擊，本申請的發明者還是發現通過燃氣輪機的較小碎片(例如沙子)會因該碎片撞擊傳感元件而導致該傳感元件損壞。設計約束典型地排除了這些情況即將傳感器移動到安全位置、對傳感器定時、或將傳感器時間常數變成氣動系統控制器變化所需的點。
一方面，本發明是通過引入基本上減小或消除因碎片撞擊傳感器而引起的損壞的流管結構、以提高溫度傳感器的可靠性並延長其工作壽命，來解決上述溫度傳感器的設計缺陷。

發明內容
一方面，本發明為一種溫度傳感器裝置，設計為使空氣通過一系列空氣流動通道流到溫度傳感元件，而防止/減輕碎片撞擊該傳感元件的影響。在一個實施例中，本發明為溫度傳感裝置，包括傳感器腔，溫度傳感元件沿所述傳感器腔的中心線定位，並產生指示流過其的空氣溫度信號；以及圍繞所述傳感器腔的通常為圓柱形的外殼，該外殼包括流管結構，以便使空氣流到傳感器腔中的溫度傳感元件，該流管是角度的，以致於從所述外殼外部流到該傳感元件的空氣不走直線。
在可選擇的實施例中，本發明為一種溫度傳感裝置，包括傳感器腔，溫度傳感元件沿所述傳感器腔的中心線定位，並產生指示流入其的空氣溫度信號；以及圍繞所述傳感器腔的通常為圓柱形的外殼，所述的外殼包括流管結構，以便使空氣流到所述傳感器腔中的所述溫度傳感元件，所述流管相對於外殼腔的中心線偏置，以致於從所述外殼外部流到所述傳感元件的空氣不走直線。


通過以下結合附圖的詳述，本發明的其它方面和優勢會變得更加明顯，其中圖1A是根據本發明第一實施例的溫度傳感器裝置的等距截面圖；圖1B是根據本發明第一實施例的溫度傳感器裝置的側視圖；圖1C是根據本發明第一實施例的溫度傳感器裝置的前視圖；圖1D是根據本發明第一實施例的溫度傳感器裝置的後視圖；圖2是根據本發明第一實施例的溫度傳感器裝置的附加等距視圖；圖3A是根據本發明第二實施例的溫度傳感器裝置的側視圖；以及圖3B是根據本發明第二實施例的溫度傳感器裝置的截面圖。
具體實施例方式
一方面，本發明為一種溫度傳感器裝置，設計為使空氣通過外殼內的一系列通道流到溫度傳感元件，從而防止/減輕碎片撞擊傳感器的影響。本發明另外的方面通過下面參照附圖的描述會變得顯而易見。
圖1A-1D解釋了根據本方面第一實施例的溫度傳感器裝置。根據第一實施例，溫度傳感器裝置100包括圓筒狀外殼105具有開口結構(在本實施例中的孔)110用於使進入空氣流到沿腔150中的中心線140定位的溫度傳感器元件。
第一實施例的溫度傳感器元件100可以如此設置在空氣槽道中使用，使其與外殼定位成基本上垂直於空氣流。以這種方式，孔100的結構使空氣流到定位在中心線140上的傳感元件。
圖1A是根據第一實施例的溫度傳感器裝置100的等距截面圖。圖1A示出沿A-A線的截面(圖1B)。在第一實施例中，孔110是成角度的以防止空氣碎片直接撞擊溫度傳感元件。換句話說，沒有直接「視線」通過成角度的孔去到傳感元件從而使得進入孔110的碎片在進入外殼腔150之前會撞擊至少一個表面，因而消散碎片顆粒的動能。孔110的特定角度可以例如按照殼105的厚度變化。在一實施例中，孔110可以等距間隔並以45°角鑽孔。如圖1A的等距圖以及圖1C的前視圖所示，根據第一實施例的溫度傳感裝置100還包括在正面上的多個孔120以使碎片排出殼腔150。溫度傳感裝置100的後面可包括標準電連接175以輸出溫度測量值，如圖1D的後視圖所示。
圖2是與本發明第一實施例一致的溫度傳感裝置200的附加等距圖，包括基本上圓柱形外殼205、成角度的空氣流入孔210的結構和使碎片排出殼腔的正面孔220。
圖3A-3B示出根據本發明第二實施例的溫度傳感裝置300。如圖3A所示，第二實施例的溫度傳感裝置300包括基本上圓柱形的外殼305，外殼305設計成使流入空氣通過一系列基本上垂直於傳感元件330的孔310，傳感元件330居中在(例如，與圖1A中的腔150相同的)殼腔中，孔310偏離探測器中心線340的距離大於傳感元件330的直徑。通過如此設置，使傳感元件330上的直接流動撞擊按照傳感器的取向最小化或不再存在。圖3B示出沿圖3A所示3B-3B截取的剖視圖，外殼材料顯示成橫截陰影部分。如圖3B所示，沒有直接視線通過孔310去到傳感元件330，從而使空氣碎片對溫度傳感元件的直接撞擊最小化。第二實施例的溫度傳感裝置300可具有分別好像圖1D和1C中所示的後面和正面的結構。以上所述實施例的好處在下面解釋。
以上所述實施例通過使傳感器的溫度傳感元件上撞擊損害最小化或消除而使溫度傳感器在含有碎片的環境中更加可靠地操作。這些構思的設計變體包括流動通道孔的直徑和傳感器殼壁厚度。
傳感器外殼優選是金屬件。優選材料是347號不鏽鋼以與溫度傳感器的其他構件相一致。根據在高溫(例如高達1200)和高應力環境中操作的適應性和與傳感器的其他構件的兼容度，也以可以採用其他等級的不鏽鋼和其他材料。傳感器外殼可通過機壓過程或作為鑄件來製造。
在一個特殊的實施中，上述的實施例設計為通過保護溫度傳感元件不受高溫排氣環境如可以在飛機實施中找到的碎片損壞、來提高溫度傳感器的可靠性並延長其工作壽命。本發明可設計為溫度傳感系統的子部件，並應用到各種用途的溫度傳感器，包括(但不限於)商用飛機的氣動排氣系統。
上述實施例不需要傳感器為了起作用而在流動流(flow stream)中(也叫作「計時」(clocking))唯一或特殊定向。將這些實施例設計為通過現有管側面中的孔伸進流動流，例如典型的飛機風管中的傳感器安裝輪轂。這使得易於使其改進到現有的溫度傳感器裝置中。換句話說，常規設計的風管裝置不是必須的。
外殼設計為吸收固體物質顆粒的能量，並且使它們偏離傳感器探頭，同時維持足夠的空氣流過中心探頭，以提供可與傳統屏蔽或非屏蔽的溫度傳感器比較的響應時間。即使固體物質顆粒最終接觸傳感元件，該顆粒也缺乏足夠的能量損壞該傳感元件。本發明使得硬顆粒在不會損壞傳感元件的狀態下進入外殼。進行預防以排出所述的顆粒。
雖然可以將根據本發明各方面的溫度傳感器裝置安裝到飛機的排氣系統中，但是該溫度傳感器裝置的其它實施也是可能的，例如飛機系統上的溫度傳感，其中冰衝擊是危險的(即空氣調節組件的下遊)；飛機上動力油缸入口的溫度傳感；車輛如小汽車、油罐車(tanks)、以及旅行車上的進氣口。
權利要求
1.一種溫度傳感器裝置(100)，包括傳感器腔(150)，溫度傳感元件(330)沿所述傳感器腔(150)的中心線(140)定位，並產生指示流過其的空氣溫度信號；以及圍繞所述傳感器腔(150)的通常為圓柱形的外殼(105)，所述外殼(105)包括的流管結構(110)，以便使空氣流到所述傳感器腔(150)中的所述溫度傳感元件(330)，所述流管(110)是成角度的，以致於從所述外殼(105)外部流到所述傳感元件(330)的空氣不走直線。
2.根據權利要求1的溫度傳感器裝置(100)，其中所述成角度的流管(110)防止隨空氣傳播的碎片直接撞擊所述溫度傳感元件(330)。
3.根據權利要求1的溫度傳感器裝置(100)，其中所述流管(110)通常為圓形孔。
4.根據權利要求1的溫度傳感器裝置(100)，還包括在所述通常為圓柱形的外殼(105)的一端上的前表面，所述前表面包括開口結構(120)，以便從所述傳感器腔排出碎片。
5.根據權利要求1的溫度傳感器裝置(100)，其中在所述通常為圓柱形的外殼(105)內的流管(110)為等間隔的。
6.一種溫度傳感器裝置(300)，包括傳感器腔(150)，溫度傳感元件(330)沿所述傳感器腔(150)的中心線(340)定位，並產生指示流過其的空氣溫度信號；以及圍繞所述傳感器腔(150)的通常為圓柱形的外殼(305)，所述外殼(305)包括流管結構(310)，以便使空氣流到所述傳感器腔(150)中的所述溫度傳感元件(330)，所述流管(310)相對於外殼腔(150)的中心線(340)偏置，以致於從所述外殼(305)外部流到所述傳感元件(330)的空氣不走直線。
7.根據權利要求6的溫度傳感器裝置(300)，其中所述偏置流管(310)的結構防止隨空氣傳播的碎片直接撞擊所述溫度傳感元件(330)。
8.根據權利要求6的溫度傳感器裝置(300)，其中所述流管(310)通常為圓形孔。
9.根據權利要求6的溫度傳感器裝置(300)，還包括在所述通常為圓柱形的外殼(305)的一端上的前表面，所述前表面包括開口結構(120)，以便從所述傳感器腔(150)排出碎片。
10.根據權利要求6的溫度傳感器裝置(300)，其中在所述通常為圓柱形的外殼(305)內的流管(310)為等間隔的。
全文摘要
溫度傳感器裝置(100，300)包括傳感器腔(150)、沿該傳感器腔(150)的中心線(140，340)定位並產生指示流過其的空氣溫度信號的溫度傳感元件(330)、以及環繞該傳感器腔(150)的通常為圓柱形的外殼(105，305)。在一個實施例中，外殼(105)包括使空氣流到傳感器腔(150)中的溫度傳感元件(330)的流管結構(110)，流管(110)是成角度的，以致於從外殼(105)外部流到傳感元件(330)的空氣不走直線。在另一個實施方式中，將流管(310)相對於外殼腔(150)的中心線(340)以偏置的結構排列，以致於從外殼腔(305)的外部流到傳感元件(330)的空氣不走直線。該流管防止隨空氣傳播的碎片直接撞擊溫度傳感元件。
文檔編號G01K13/00GK1875255SQ200480031862
公開日2006年12月6日 申請日期2004年10月26日 優先權日2003年10月28日
發明者P·安德遜, P·J·凱恩斯, T·J·利波爾德, R·R·桑格爾 申請人:霍尼韋爾國際公司