專利名稱：溫差無線紅外溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
溫差無線紅外溫度傳感器
涉及領(lǐng)域
本實用新型涉及一種指示溫度的裝置，尤其是能在無外加電源的情況下通過紅外信號發(fā)送溫度信息。
背景技術(shù)：
目前，通常的溫度傳感器均需要供電線路和測量線路配套使用，即使個別發(fā)電式溫度傳感器無需外加 電源，但也仍然需要與測量電路之間用導(dǎo)線連接，抗干擾能力差，且傳感部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、使用 不便。另一方面，目前的紅外測溫儀雖能遠距離遙測，但設(shè)備造價昂貴，通常需人工手持逐點測量或掃描， 對于測溫點多且分散、要求實時監(jiān)控的場合，顯然也不能很好的滿足要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型旨在提供一種既無需外供電源，也無內(nèi)置電池，以無線光波形式(可見光或紅外)傳輸信 號的測溫裝置?？稍趶婋姶鸥蓴_、高壓、高濕度等惡劣環(huán)境中長期穩(wěn)定的工作。廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測，儀 器設(shè)備保護，電廠、變電站安全監(jiān)控，企業(yè)和工程現(xiàn)場的安全報警，工業(yè)自動化等領(lǐng)域。
本實用新型設(shè)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置、保護熱電阻、紅外發(fā)射管和散熱裝置。所述的半導(dǎo)體溫差發(fā)電 裝置設(shè)有一銅制底殼與半導(dǎo)體溫差模塊的熱端緊密接觸，半導(dǎo)體溫差模塊的冷端與銅板及散熱器連在一 起，相互間由聚四氟乙烯緊固絕緣；所述的紅外發(fā)射管安裝在散熱器頂部；所述的保護熱電阻與紅外發(fā)射 管、平導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊串接，安裝在散熱器內(nèi)部。
本實用新型是這樣實現(xiàn)溫度傳感的傳感器的銅制底殼與被測高溫體相連接，將熱能高效的傳送給半 導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的熱端，為其提供熱源，溫差發(fā)電模塊的冷端采用銅板加鋁制散熱器Q然冷卻，利用半 導(dǎo)體溫差模塊冷熱兩端的溫度差即可實現(xiàn)溫差發(fā)電。通過對半導(dǎo)體模塊的串聯(lián)溫差電偶對數(shù)的選擇、并聯(lián) 塊數(shù)的選擇以及外形尺寸的設(shè)計，便能獲得供紅外發(fā)射二極管正常工作的電壓范圍1.2V 3V，以及適合的 供電電流范圍10mA 100mA。溫差大小經(jīng)由半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊轉(zhuǎn)換成電壓信號并加載到紅外發(fā)射管，使 之發(fā)出強度隨溫差變化的紅外信號，通過遠處的紅外攝像機接收，給出設(shè)限報警和溫度等級顯示。保護熱 電阻的作用是將紅外管的工作電壓鉗制在上限值以下。
本實用新型的有益效果是適用于測溫現(xiàn)場供電受限場合，耍求測溫信號無線傳輸?shù)膱龊?，強電磁?擾環(huán)境惡劣的測溫場合，測溫點多且分散的場合，尤其適合于高溫監(jiān)控報警和要求低成本非高精度的溫度 測量應(yīng)用，可長期置于戶外。根據(jù)初步試驗表明，最高測量溫度低于15(TC，若選用耐高溫型LED,可提 高測溫上限。


圖1為本實用新型實施例平面圖。 圖2為圖1中，1—I位置的剖視圖。 圖3為電路圖。
具體實施方式

如圖1所示，該裝置外部由散熱器、銅制底殼和安裝在頂部的紅外管組成，外形呈立方體結(jié)構(gòu)，尺寸 大小由所選擇的散熱器和半導(dǎo)體溫差模塊的體積決定。本例為散熱器外形40mmx40mmx30mm，半導(dǎo)體溫 差發(fā)電模塊外形40mmx40mmx5mm,紅外發(fā)射二極管采用直徑5mm的圓柱形，本裝置外形為40mmx40mmx35mm的立方體。
參見圖2，本裝置內(nèi)部由半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊(2)置于散熱器底座銅板(3)與銅制底殼(1)之間， 通過聚四氟乙烯(8)將三者絕緣緊固在一起。通過金屬銅的導(dǎo)熱性，使得溫差模塊的熱端盡量貼近被測 發(fā)熱體的溫度，同時將溫差模塊的冷端熱量快速傳遞到處于外部的散熱器表面，使溫差模塊冷熱端之間獲 得最大溫度差。由溫差發(fā)電模塊提供的溫差電勢，經(jīng)導(dǎo)線(7)加載到由紅外發(fā)射二極管(5)和保護熱電 阻(6)串聯(lián)組成的電路兩端，連接導(dǎo)線加裝聚四氟乙烯套管進行耐高溫絕緣，紅外發(fā)射二極管(5)與散 熱器(4)結(jié)合部進行放水密封處理。
參見圖3，半導(dǎo)體溫差模塊STM輸出的電壓經(jīng)由保護熱電阻RT加到紅外發(fā)射二極管LED上，LED 向外發(fā)射強度隨被測體溫度變化的紅外信號，LED選擇具有一定耐高溫特性、850nm波長大功率發(fā)射管， 該波長一方面可避開可見光和其他譜線的干擾，另一方面又可使用普通紅外攝像機接收測量信號，替代了 使用高成本熱成像儀作為紅外信號接收設(shè)備。適當(dāng)?shù)倪x擇熱電阻Rt，使得當(dāng)溫度過高，LED工作電流接 近100mA時，RT的阻值隨溫度的增加變化同步于溫差模塊輸出電壓的變化幅度，以鉗制LED工作電壓和 電流，起到保護作用。
以下給出圖3中器件的型號與參數(shù)
溫差半導(dǎo)體模塊SMT: TECI-12704-35咖X35mniX5mni，共126對PN結(jié)
紅外LED: TL-10-350IR-850
PTC熱敏電阻RTO: 2.5Q (25°C)，型號是B59940C0080A070
權(quán)利要求1、一種溫差無線紅外溫度傳感器，其特征是半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊作為傳感器的工作電源，一個面與散熱器通過外殼和聚四氟乙烯壓接在一起作為冷端，另一個面與被測溫度體接觸作為熱端，保護熱電阻置于散熱器內(nèi)部，紅外發(fā)射管安裝在散熱器頂部，整個部件的所有連接處均作密封防水處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差無線紅外溫度傳感器，其特征是設(shè)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置、保護熱電阻、 紅外發(fā)射管和散熱裝置，半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置設(shè)有一銅制底殼與半導(dǎo)體溫差模塊的熱端緊密接觸，半導(dǎo)體 溫差模塊的冷端與銅板及散熱器連在一起，相互間由聚四氟乙烯緊固絕緣；紅外發(fā)射管安裝在散熱器頂部； 保護熱電阻與紅外發(fā)射管、半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊串接，安裝在散熱器內(nèi)部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差無線紅外溫度傳感器，其特征是溫差無線紅外溫度傳感器外部由散熱器、 銅制底殼和安裝在頂部的紅外管組成，外形呈立方體結(jié)構(gòu)，整體作密封防水處理，尺寸大小由所選擇的散 熱器和半導(dǎo)體溫差模塊的體積決定。
專利摘要一種溫差無線溫度傳感器，涉及一種直接利用溫差發(fā)電結(jié)合紅外轉(zhuǎn)換的測溫裝置。提供一種無需現(xiàn)場供電，將溫差信號轉(zhuǎn)換成紅外信號的溫度傳感器，設(shè)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置、保護熱電阻、紅外發(fā)射管和散熱裝置。半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置由半導(dǎo)體溫差模塊加熱端導(dǎo)熱底殼和熱端散熱銅板組成，在散熱銅板上設(shè)有散熱器，相互之間由聚四氟乙烯絕緣緊固為一體。散熱器頂部設(shè)有電光轉(zhuǎn)換紅外發(fā)射管。熱保護電阻設(shè)置在散熱器內(nèi)部，與半導(dǎo)體溫差模塊和紅外發(fā)射管相連接。可推廣應(yīng)用到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，如電力設(shè)備溫控報警，分散多點溫度監(jiān)控，設(shè)備保護和遙測遙控等。
文檔編號G08C17/00GK201145943SQ20072009228
公開日2008年11月5日 申請日期2007年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月22日
發(fā)明者標(biāo) 孫, 張恒源, 耀 李, 熊軍華, 王亭嶺, 陳建明, 波 顧 申請人:陳建明;王亭嶺;孫 標(biāo);熊軍華;李 耀;張恒源;顧 波