溫度傳感設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于電氣設(shè)備的改善的溫度傳感。本公開關(guān)注測量空間單元或房間單元(room unit)外的溫度的溫度傳感。
【背景技術(shù)】
[0002]用于建筑物自動系統(tǒng)的最新一代的空間單元變得越來越緊湊。用戶如今要求空間單元具有扁平設(shè)計，因此這些裝置的厚度趨于減小。由于這些設(shè)計要求引起的困難可至少部分地通過采用夾層設(shè)計得到克服。因此，空間單元由彼此堆疊的數(shù)個層構(gòu)成。同時，這些單元的技術(shù)復(fù)雜性增加。
[0003]技術(shù)復(fù)雜性的增加導(dǎo)致更多的部件比如微處理器等，以及更高的整體電力消耗。更高的整體電力消耗還促進空間單元內(nèi)的更高熱損失。另外，增加的電氣部件意味著附加的部件可能阻礙穿過裝置的任何自然的空氣流。這些改進導(dǎo)致非所需的副作用，因此它們使得用于冷卻裝置的附加努力變得必要。目前的空間單元的更緊湊的設(shè)計進一步加劇情況，因為損失發(fā)生在具有更小體積的單元內(nèi)。因此，空間單元的每單位體積的熱量散發(fā)顯著地增加。
[0004]對于空間單元來說常見的是還測量溫度。這些溫度然后被發(fā)送至空間自動系統(tǒng)，其控制加熱、通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、照明、窗口遮光簾等。為了使空間自動系統(tǒng)按預(yù)期工作，空間內(nèi)的溫度的準(zhǔn)確測量是必要的。
[0005]早期設(shè)計趨于在空間單元內(nèi)配置溫度探頭。溫度探頭用于暴露于直接的空氣流。只要穿過裝置的空氣流充足，并且裝置內(nèi)的熱量散發(fā)相當(dāng)?shù)?，則空間單元內(nèi)的溫度測量是準(zhǔn)確的?？臻g單元內(nèi)的溫度于是至少十分接近建筑物內(nèi)的實際溫度。
[0006]然而該情形現(xiàn)在隨著新的高度緊湊的并且技術(shù)上更復(fù)雜的空間單元的出現(xiàn)而發(fā)生了改變。目前的空間單元的扁平設(shè)計基本上阻止了空間單元與其環(huán)境之間的對流熱交換?？臻g單元內(nèi)的溫度測量現(xiàn)在反映的是單元內(nèi)散發(fā)的熱量，而不是建筑物內(nèi)的溫度。
[0007]用以克服以上困難的常見途徑是使用強制空氣冷卻。強制空氣冷卻意味著在空間單元內(nèi)安裝風(fēng)扇。風(fēng)扇然后生成穿過裝置的足夠空氣流。該解決方案在不希望有噪音的環(huán)境中是不可接受的。此外，風(fēng)扇增加了另一部件，其容易發(fā)生機械或電氣失效。
[0008]通過向殼體增加狹縫或孔口，或者通過使現(xiàn)有狹縫更寬，可以改善穿過單元的任何自然空氣流。這些措施生成穿過殼體的額外的空氣流，因此將存在更多的對流熱交換。不幸的是，在具有扁平設(shè)計的空間單元中，狹縫和孔口是有問題的，因為總體厚度減小了。
[0009]通過選擇具有低熱損失的電氣部件，也能降低空間單元內(nèi)的熱量散發(fā)。該途徑就成本效率和性能而言具有負(fù)面影響。
[0010]此外，通過調(diào)節(jié)空間單元與任何相鄰壁之間的距離，可以改善空間單元與其環(huán)境之間的熱交換。熱交換還可以由于裝置的厚度增加而得到改善，因此與相鄰壁的表面的距離將增大。該措施就準(zhǔn)確的溫度測量而言，對于最終用戶來說提供了獨特的優(yōu)點。它實際上涉及了前述缺點，比如美學(xué)性差。目前的最終用戶需求的是向壁面進行齊平安裝的空間單元。實際上，空間單元的制造商尋求將單元設(shè)計成它們將在廣泛的環(huán)境條件下可靠地工作。
[0011]本公開的目標(biāo)是至少緩解前述困難，并提供具有溫度傳感的空間單元，使得空間單元滿足前述要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本公開基于以下發(fā)現(xiàn)，即通過考慮空間單元的表面上的風(fēng)速，溫度測量會變得更準(zhǔn)確。
[0013]本公開的一個目的是提供一種具有溫度傳感設(shè)備的空間單元，使得單元外的溫度被準(zhǔn)確地測量。溫度傳感設(shè)備應(yīng)該與具有扁平設(shè)計的空間單元兼容。溫度傳感設(shè)備還應(yīng)準(zhǔn)確地確定空間單元的殼體不設(shè)置狹縫或孔口情況下的溫度。溫度傳感設(shè)備應(yīng)該為其殼體被密封以抵抗水分和灰塵的任何侵入的空間單元的一部分。此外，空間單元的溫度傳感設(shè)備應(yīng)被構(gòu)造成補償單元表面上的風(fēng)速的影響。
[0014]上述問題通過本公開的獨立技術(shù)方案的方法和空間單元的溫度傳感設(shè)備得到解決。本公開的優(yōu)選實施例由從屬技術(shù)方案覆蓋。
[0015]本公開的另一目的是提供一種具有溫度傳感的空間單元，其中空間單元的前蓋是透明的，并且由玻璃或塑料制成。
[0016]本公開的另一目的是提供一種具有溫度傳感的空間單元，其中空間單元提供顯示器，比如液晶顯示器。
[0017]本公開的一相關(guān)目的是提供一種具有溫度傳感的空間單元，其中顯示器配置在由玻璃或塑料制成的前蓋之后。
[0018]本公開的又一目的是提供一種空間單元，其被構(gòu)造成測量風(fēng)速，并將其測量值輸送至空間自動系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0019]從以下對所公開的非限制性實施例的詳細描述中，各特征將對于本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯而易見。伴隨詳細描述的附圖可被簡要地描述如下:
圖1示出了根據(jù)本公開的具有溫度傳感的空間單元的剖視圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1示出了安裝至建筑物的壁2的空間單元I。圖1上示出的空間單元I部分地安裝在壁中。然而，單元I的大部分部件4-7安裝在壁上。
[0021]該單元包括前蓋4。前蓋4優(yōu)選由玻璃和/或任何其它(透明)聚合物制成。電子組件5配置在前蓋5之后。電子組件5優(yōu)選包括比如印刷電路板和/或微處理器和/或傳感器和/或(無線)通信模塊等元件。一優(yōu)選實施例具有顯示器6，其安裝在電子組件5的頂部上，使得顯示器6經(jīng)由前蓋4是可見的。通常，顯示器6是液晶顯示器或由有機發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器。
[0022]顯示器6和前蓋4通過間隙7分離。間隙7通常充注有空氣。在另一實施例中，間隙7 (主要)充注有氦氣或氮氣。
[0023]空間單元I的殼體還包括側(cè)壁8。殼體的側(cè)壁8密封空間單元1，以抵抗水分或灰塵的任何侵入。為此，側(cè)壁8不設(shè)置狹縫或孔口。換言之，空間單元I提供壁，其從所有側(cè)面大致密封該單元，因此沒有水分或灰塵能沉降在單元內(nèi)。空間單元I不必是防水的或密閉地密封的。然而，必要的是單元I內(nèi)的任何溫度測量不受進入或離開單元I的空氣流的影響。
[0024]如本文中所公開的溫度測量是基于空間單元I內(nèi)的熱量。在一具體實施例中，熱量主要由電子組件5散發(fā)出。圖1上的箭頭9指示從空間單元I的內(nèi)部經(jīng)由前蓋4到單元I的外部的熱量流的方向。當(dāng)然還存在沿其它方向從電子組件5到壁2的熱量流。
[0025]空間單元I進一步包括兩個溫度傳感器10、11。第一溫度傳感器10理想地配置在顯示器6的下方或剛好配置于顯示器6外。溫度傳感器10也可以安裝成相鄰于電子組件5或安裝在電子組件5的內(nèi)部。如圖1示出的溫度傳感器10靠近側(cè)壁。在另一實施例中，溫度傳感器10、11配置成更靠近空間單元I的中心。傳感器10、11設(shè)置成更靠近空間單元I的中心將緩解穿過側(cè)壁的熱量流的任何不利影響。
[0026]溫度傳感器10、11優(yōu)選間隔10mm，更優(yōu)選為5臟，并且更優(yōu)選為2mm。傳感器10、11之間的距離大到足以能夠準(zhǔn)確地測量傳感器之間的溫度下降。
[0027]第二溫度傳感器11優(yōu)選安裝在前蓋4下方。在該位置，傳感器11與間隙7內(nèi)的流體(空氣)直接接觸。溫度傳感器11也可以配置在前蓋4內(nèi)，因此將不存在與間隙7內(nèi)的任何流體的直接接觸。
[0028]溫度傳感器10、11優(yōu)選為熱電偶、或正熱阻元件、或負(fù)熱阻元件。溫度傳感器10、11也可以是光學(xué)傳感器，不是電氣元件。光學(xué)傳感器通常通過光纖連接，而不是通過電線連接。還可想到的是，經(jīng)由拉曼散射(Raman scattering)測量溫度。
[0029]空間單元I外的環(huán)境溫度Ta還取決于單元I外的風(fēng)速V Ao環(huán)境風(fēng)vA在圖1上由另一箭頭12指示。通過將環(huán)境風(fēng)納入考量，溫度Tj3
Ta = Td - C1.(Ts - TD) + C2.I vA!.(Ts - Td)，
其中，Td表示由傳感器11測量的溫度，而Ts表示由傳感器10測量的溫度。以上關(guān)系式表明空間單元外的溫度！\取決于從傳感器10和11取得的測量值之間的差值T S-TD。以上關(guān)系式進一步暗示溫度Ta是環(huán)境風(fēng)的大小的函數(shù)。T 4被視為獨立于環(huán)境風(fēng)的方向。
[0030]常數(shù)cjP c 2從數(shù)學(xué)上以及通過實驗確定。以良好定義的風(fēng)速V A以及良好定義的環(huán)境溫度1\在實驗室中實施一系列測量。然后在殼體內(nèi)測量溫度TjPT D。通過在計算機上擬合這些測量值，確定常數(shù)(^和C 2。該方法優(yōu)選對于溫度傳感器10、11的每種配置分別地實施。
[0031]實驗表明本溫度測量的優(yōu)點之一是速度。在先解決方案依賴于空間單元I內(nèi)的溫度探頭與環(huán)境之間的熱交換。典型的時間常數(shù)在數(shù)分鐘的范圍內(nèi)，典型值為15分鐘。本文提出的方法和傳感設(shè)備允