浅谈管体表面测温高灵敏NTC温度传感器

浏览次数：21612022-01-20 11:14:23

由NTC热敏芯片作为核心电子元器件，采取不同封装形式构成的热敏电阻元件和NTC温度传感器广泛应用于各种温度探测、温度补偿及温度控制电路。其在电路中起到将温度变量转化成所需电子信号的核心作用。
随着电子技术发展，各种电子进一步多功能化和智能化，NTC热敏芯片在各种需要对温度进行探测、控制、补偿等场合应用逐步增加，同时，对温度传感器结构提出了更高的要求，为了达到高精度、高灵敏、高可靠、快速探测，温度传感器结构设计必须符合被测试物体的结构要求。
然而，现有管体温度传感器一般由其弹片凸起面与管体的圆弧表面进行接触，造成两者之间的接触面积比较小，热传递使热非常慢，导致温度传感器感温速度较慢，温度从管体传递到温度传感器内部核心热敏芯片需要较长的时间，热时间常数一般为10～20 秒，这种反应速度不能满足对温度探测的高灵敏度要求，且会出现测温不准现象。
另外，现有管体温度传感器外壳结构只能适应于单一尺寸的管道测温，不能通用各种尺寸管道，其通用性较差，需要针对特定管道来定制温度传感器，且其安装复杂、不便于操作。
基于此，提供一种通用型管体表面测温温度传感器，其具有使用方便、通用性强、响应速度快、检测灵敏、机械强度高的优点。
该传感器利用常规结构夹子以及弹片作为外壳，将至少一个NTC热敏电阻置于夹子与弹片之间空腔中；通过设置可调节夹子，温度传感器可以夹持在多种不同管径尺寸管体外使用，操作方便快速，通用性强；且弹片在压紧被测管体时，能够发生形变从而与被测管体外壁面配合，同时夹子中弹簧的张力，使弹片与被测管体的外壁面间紧密贴合而具有较大接触面积，实现充分接触，因此与弹片接触热敏电阻能够很快地接收到从被测管体内流体传来的温度，其响应速度非常快，可实现高灵敏检测，高灵敏温度传感器的热时间常数为2～3秒，仅为现有传感器的五分之一，其导热速度远高于现有温度传感器；另外，夹子和弹片能够对热敏电阻形成保护，所以该温度传感器机械强度高。
通用型管体表面测温温度传感器的制作方法如下：
(1)分别制作两个夹片10和弹簧11，然后用转轴13组装成夹子1，并制作弹片2；
(2)用封装料4将至少一个热敏电阻3粘接并封装于弹片2上，同时将电子线5的一端与所述热敏电阻3连接，并用绝缘套管50将电子线5与热敏电阻3的连接处进行绝缘保护，再将电子线5的另一端穿过夹片10上开设的小孔与连接器6连接；
(3)将粘接好热敏电阻3的弹片2与夹片10连接，使热敏电阻3置于弹片2与夹片10 之间形成的空腔中；
(4)将封装好的温度传感器中的封装料4固化凝结，完成制作；
(5)对制作好的温度传感器进行电阻值测试和绝缘耐压测试。
分别测试本发明的通用型管体表面测温温度传感器与现有管体测温的温度传感器产品的热时间常数，测试对比结果如下表1所示：

由上表可知，通用型管体表面测温温度传感器的响应速度更快、灵敏度更高，其热时间常数可达到仅为现有管体测温的温度传感器的1/5，最小仅为2秒。

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