Датчик температуры

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля температуры в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания. Целью предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции. Полезная модель реализуется следующим образом. При изменении температуры среды (охлаждающей жидкости в двигателе) в результате соприкосновения, по крайней мере контактной поверхности, со средой, изменение температуры передается через теплопроводную пластмассу (материал корпусного элемента в измерительной части устройства и теплопередающего элемента, выполненных как одна деталь) термочувствительному элементу, например термистору. Сопротивление термочувствительного элемента изменяется и передается через проводники и электрические контакты измерительному блоку, где происходит преобразование полученных данных в показания температуры в соответствии с заданной характеристикой.

Область техники

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для контроля температуры в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

Известно устройство - датчик температуры охлаждающей жидкости автомобильного двигателя (патент РФ 33438). Датчик температуры охлаждающей жидкости автомобильного двигателя содержит чувствительный элемент, размещенный в корпусе, снабженном элементом с резьбой, а также средство подсоединения чувствительного элемента к измерительному блоку. Корпус выполнен шестигранным с резьбовой частью для монтажа на двигателе. Чувствительный элемент выполнен в виде термистора и изолирован от корпуса изоляционной прокладкой и установлен в измерительной части корпуса. Внутренняя полость измерительной части корпуса заполнена теплопроводной пастой. Термистор снабжен двумя выводами, прикрепленными к штырям электрических контактов.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, за счет выполнения отдельных элементов из различных материалов, а также сбора этих элементов в единую конструкцию.

Целью предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается за счет того, что датчик температуры содержит корпусной элемент, термочувствительный элемент с проводниками и электрическими контактами, теплопередающий элемент и соединительную часть, причем корпусной элемент содержит последовательно соединенные измерительную часть, установочную часть и внешнюю часть, при этом внешняя часть, со стороны противоположной установочной части, соединена с соединительной частью, внутри измерительной части размещен термочувствительный элемент, соединенный посредством проводников, размещенных внутри корпусного элемента, с электрическими контактами, выведенными наружу корпусного элемента со стороны соединительной части, термочувствительный элемент окружен теплопередающим элементом, размещенным внутри корпусного элемента по крайней мере в измерительной части, отличающийся тем, что корпусной элемент и теплопередающий элемент выполнены из теплопроводной пластмассы, при этом корпусной элемент и теплопередающий элемент выполнены заодно.

Краткое описание чертежей

Полезная модель поясняется чертежом, на котором показан разрез устройства.

Раскрытие полезной модели

На чертеже обозначены: соединительная часть 1, электрический контакт 2, проводник 3, корпусной элемент 4, термочувствительный элемент 5, теплопередающий элемент 6, контактная поверхность 7, измерительная часть 8, установочная часть 9, боковая поверхность 10, внешняя часть 11.

Устройство состоит из нескольких функциональных частей: соединительной части 1, внешней части 11, установочной части 9 и измерительной части 8, расположенных последовательно.

В частном измерительная часть 8 устройства имеет размеры, в направлении перпендикулярном проводникам 3, меньше, чем размеры установочной части 9 устройства, в направлении перпендикулярном проводникам 3. Установочная часть 9 устройства имеет размеры, в направлении перпендикулярном проводникам 9, меньше, чем размеры внешней части 11 устройства, в направлении перпендикулярном проводникам 3. Соединительная часть 1 устройства имеет размеры, в направлении перпендикулярном проводникам 3, меньше, чем размеры внешней части 11 устройства, в направлении перпендикулярном проводникам 3.

Соединительная часть 1 представляет собой часть устройства, выполненную с обеспечением возможности соединения с ответной частью (гнездом) измерительного блока. Соединительная часть 1 выполнена из теплопроводной пластмассы, например пластмассы серии D5108 фирмы Cool Polymers, Inc, США. Соединительная часть 1 с расположенными в ней электрическими контактами 2 представляет собой электромеханическую часть устройства, предназначенную для быстрого электрического соединения (разъединения) электрической цепи (устройства с измерительным блоком). Соединительная часть 1 выполнена с обеспечением возможности доступа соответствующих контактов (электрических) измерительного блока к электрическим контактам 2 устройства со стороны, противоположной соединению соединительной части 1 с внешней частью 11, т.е. с отверстием в котором размещены электрические контакты 2, выполненным в соединительной части 1 со стороны, противоположной соединению соединительной части 1 с внешней частью 11.

Внешняя часть 11 предназначена для облегчения установки устройства в отверстии в емкости. Под емкостью понимаются различные емкости или трубопроводы, в которые устанавливают устройство в процессе эксплуатации, в данных емкостях находится среда, температуру которой необходимо измерить. Внешняя часть 11 после установки устройства располагается снаружи емкости. В сечении перпендикулярном проводникам 3, описанным далее, в случае установки устройства посредством резьбового соединения (выполненного на боковой поверхности 10, описанной далее), внешняя часть 11 может быть выполнена, например четырехугольной или шестиугольной, для удобства захвата внешней части 11 соответствующим гаечным ключом.

Установочная часть 9 предназначена для установки устройства в отверстии в емкости. Поверхность корпусного элемента 4 в установочной части 9 устройства, наиболее удаленная от проводников 3 названа боковой поверхностью 10. Боковая поверхность 10 выполнена с обеспечением возможности фиксации устройства в отверстии, выполненном в емкости. В частном случае установочная часть 9 выполнена цилиндрической, с круглым сечением в плоскости, перпендикулярной проводникам 3. В частном случае на боковой поверхности 10 может быть выполнена резьба, ответная часть которой выполнена в отверстии, выполненном в емкости.

Измерительная часть 8 предназначена для измерения температуры среды. Под средой понимается газообразная или жидкая среда, температуру которой необходимо измерить, например охлаждающей жидкости в двигателе. Измерительная часть 8, по крайней мере частично (контактной поверхностью 7, описанной далее) контактирует с указанной средой. В частном случае измерительная часть 8 выполнена цилиндрической.

Основными элементами устройства являются термочувствительный элемент 5, проводники 3, электрические контакты 2, теплопередающий элемент 6, соединительная часть 1 и корпусной элемент 4.

Термочувствительный элемент 5 предназначен для измерения температуры. В качестве термочувствительного элемента 5 может быть использован, например термистор, термопара, термобатарея или боломегр. Термочувствительный элемент 5 расположен внутри теплопередающего элемента 6, который размещен в корпусном элементе 4 в измерительной части 8 устройства. Термочувствительный элемент 5 снабжен двумя проводниками 3.

Проводники 3 представляют собой твердое тело, в котором имеются свободные носители заряда, то есть заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться внутри этого тела. В частном случае в качестве проводников 3 может быть использована, например металлическая проволока. Проводники 3 расположены внутри корпусного элемента 4. Проводники 3 соединяют термочувствительный элемент 5 с электрическими контактами 2.

Электрические контакты 2 предназначены для замыкания электрической цепи посредством взаимодействия указанных электрических контактов 2 с соответствующими контактами (электрическими) измерительного устройства, при присоединении устройства к измерительному блоку. Электрические контакты 2 расположены в соединительной части 1 устройства. Электрические контакты 2 соединены с проводниками 3. Электрические контакты 2 расположены снаружи корпусного элемента 4.

Теплопередающий элемент 6 предназначен для передачи температуры среды, по крайней мере, через контактную поверхность 7, описанную далее, к термочувствительному элементу 5. Теплопередающий элемент 6 расположен между термочувствительным элементом 5 и корпусным элементом 4, по крайней мере в измерительной части 8 устройства. Теплопередающий элемент 6 может быть выполнен из любой теплопроводной пластмассы, например пластмасс серии D5108 фирмы Cool Polymers, Inc, США.

Корпусной элемент 4 представляет собой элемент внешней части 11, установочной части 9 и измерительной части 8 устройства, внутри которой расположены основные элементы устройства (термочувствительный элемент 5, Теплопередающий элемент 6 и проводники 3). Корпусной элемент 4 может быть выполнен полым, т.е. расположенным по периметру устройства и имеющим свободную внутреннюю полость, или полным, т.е. заполненным материалом корпусного элемента 4 по всему внутреннему объему и не имеющим свободной внутренней полости. Корпусной элемент 4 выполнен из теплопроводной пластмассы, например пластмасс серии D5108 фирмы Cool Polymers, Inc, США.

Корпусной элемент 4 в измерительной части 8 устройства снабжен контактной поверхностью 7. Контактная поверхность 7 расположена противоположно электрическим контактам 2. Контактная поверхность 7 предназначена для контакта со средой.

Корпусной элемент 4, соединительная часть 1 и теплопередающий элемент 6, в частном случае, выполнены как одна деталь.

Осуществление полезной модели

Полезная модель реализуется следующим образом.

Пользователь подсоединяет к термочувствительному элементу 5 проводники 3 с электрическими контактами 2. Пользователь размещает термочувствительный элемент 5 с проводниками 3 и электрическими контактами 2 в форме для отливки корпусного элемента 4, соединительной части 1 и теплопередающего элемента 6 как одной детали. Форма выполнена повторяющей конфигурацию соединительной части 1, внешней части 11, установочной части 9 и измерительной части 8. Пользователь размещает термочувствительный элемент 5 с проводниками 3 и электрическими контактами 2 в форме таким образом, чтобы электрические контакты 2 располагались снаружи формы в районе будущей соединительной части 1. Пользователь заливает в форму теплопроводную пластмассу в нагретом текучем состоянии. После затвердевания теплопроводной пластмассы пользователь извлекает устройство из формы.

Пользователь устанавливает устройство в отверстие в необходимом месте, например в емкости с охлаждающей жидкостью для двигателя внутреннего сгорания. Для этого пользователь пропускает устройство через отверстие измерительной частью 8 в емкость. Пользователь удерживает устройство за внешнюю часть 11, например при помощи гаечного ключа. Пользователь закрепляет устройство в отверстии, например при помощи клеящего вещества или резьбового соединения, выполненного на боковой поверхности 10 и поверхности отверстия. При этом боковая поверхность 10 прилегает к поверхности отверстия. Внешняя часть 11 и соединительная часть 1 с электрическими контактами 2 расположены снаружи емкости. Измерительная часть 8, по крайней мере частично расположена внутри емкости. Возможно расположение измерительной части 8 в отверстии, при этом контактная поверхность 7 расположена заподлицо с внутренней поверхностью стенки емкости вокруг отверстия. Пользователь соединяет устройство с измерительным блоком, т.е. размещает соединительную часть 1 в ответной части (гнезде) измерительного блока, при этом происходит замыкание электрической цепи вследствие замыкания электрических контактов 2 с соответствующими контактами (электрическими) измерительного блока.

При изменении температуры среды (охлаждающей жидкости в двигателе) в результате соприкосновения, по крайней мере контактной поверхности 7, со средой, изменение температуры передается через теплопроводную пластмассу (материал корпусного элемента 4 в измерительной части 8 устройства и теплопередающего элемента 6, выполненных как одна деталь) термочувствительному элементу 5, например термистору. Сопротивление термочувствительного элемента 5 изменяется и передается через проводники 3 и электрические контакты 2 измерительному блоку, где происходит преобразование полученных данных в показания температуры в соответствии с заданной характеристикой.

Таким образом, выполнение устройства из термочувствительного элемента, проводников, электрических контактов, теплопередающего элемента, соединительной части и корпусного элемента обеспечивает упрощение конструкции, за счет выполнения соединительной части, корпусного элемента и теплопередающего элемента из теплопроводной пластмассы, а также за счет выполнения соединительной части, корпусного элемента и теплопередающего элемента в виде одной детали.

Датчик температуры, содержащий корпусной элемент, термочувствительный элемент с проводниками и электрическими контактами, теплопередающий элемент и соединительную часть, причем корпусной элемент содержит последовательно соединенные измерительную часть, установочную часть и внешнюю часть, при этом внешняя часть со стороны, противоположной установочной части, соединена с соединительной частью, внутри измерительной части размещен термочувствительный элемент, соединенный посредством проводников, размещенных внутри корпусного элемента, с электрическими контактами, выведенными наружу корпусного элемента со стороны соединительной части, термочувствительный элемент окружен теплопередающим элементом, размещенным внутри корпусного элемента по крайней мере в измерительной части, отличающийся тем, что корпусной элемент и теплопередающий элемент выполнены из теплопроводной пластмассы, при этом корпусной элемент и теплопередающий элемент выполнены заодно.