一种流体导热介质配合空气弹簧减压式温度传感器制造技术

本发明专利技术属于传感器技术领域，涉及一种流体导热介质配合空气弹簧减压式温度传感器，其主体结构包括整体铠装壳、感温元件、流体导热介质、随动密封剂、空气弹簧段、导线、径向密封圈；以导热流体为介质配合空气弹簧减压结构，减小铠装外壳的微变形，避免感温元件受压力影响，提高温度监测的准确性，且无需额外系统对感温元件进行压力校准，使温度测量更加简单、迅速，降低传感器的制造成本；适用于外部高压环境下测量温度，尤其适用于深海或石油深井环境下的温度测量，实现超高压力下温度的快速测量；整体结构简单、科学合理、便于应用，且应用环境友好。好。好。

【技术实现步骤摘要】
一种流体导热介质配合空气弹簧减压式温度传感器

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[0001]本专利技术属于传感器
，涉及一种流体导热介质配合空气弹簧减压式温度传感器，特别是一种以高导热系数的流体材料作为导热介质，配合空气弹簧减压结构，适用于外部高压环境下使用的温度传感器。

技术介绍
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[0002]海水温度是表征海水物理特性的最基本和最重要的参数，是反应海洋水文测量中的最基础参数，几乎所有海洋现象都与温度密切相关。在海洋学的研究中，温度是海洋学家研究海水运动规律的基本指标。此外，海水温度还与太阳辐射、大气、生态环境、洋流运动、全球气候变化等都有着密不可分的联系。因此，海洋温度传感对于海水观测系统来说格外重要。
[0003]传统的高压环境温度传感器探头，由于工作环境压力很高，感温探头的外壳会将自身的形变传递给内部的导热介质，导热介质又会将压力传递给感温元件,使感温元件受到应力的影响，导致测量数据漂移，造成温度监测不准确。为避免感温元件上应力的积累，有些产品采用具有较高导热系数的粉末材质(如氧化镁、氧化铝等陶瓷粉末，或者金刚石粉末等)作为导热介质，利用粉末在一定程度上分散压力的传递，但仍不能显著的降低感温元件上的应力积累。压力也会改变导热粉体的初装密度，密实的粉体同样会传递较大的压应力给内部的感温元件。对于高压测温的传感器，现有技术为了降低传感器内部的感温元件受压力的影响，往往会使用高强度耐腐蚀的材料并增加耐压壳体的厚度，以减小传感器壳体内壁的变形，这种方法一方面制约了温度的热响应时间，另一方面也抬高了整个传感器的成本。
[0004]因此寻求设计一种以流体导热介质配合空气弹簧减压结构的温度传感器，以导热流体为介质配合空气弹簧减压结构，让感温芯片基本不受压力的影响，且无需额外系统对感温芯片进行压力校准，从而使温度测量更加简单、迅速、准确、低成本。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，设计一种流体导热介质配合空气弹簧减压式温度传感器，解决传统高压环境温度传感器将应力通过外壳、导热介质传递给感温元件导致监测温度不准确的问题，解决现有改良技术使用高强度耐腐蚀材料、增加壳体厚度致使整个传感器成本高的问题，解决现有高温传感器在使用中需要多次进行压力校准使得测量不便的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术涉及的流体导热介质配合空气弹簧减压式温度传感器的主体结构包括整体铠装壳、感温元件、流体导热介质、随动密封剂、空气弹簧段、导线、径向密封圈；整体铠装壳为中空的壳体结构，其内部安装设置有感温元件、流体导热介质、随动密封剂、空气弹簧段、导线，感温元件的一端与导线的一端连接，导线的另一端固定在整体铠装壳的下端部，整体铠装壳与感温元件之间留有空隙，空隙内填充有流体导热介
质，流体导热介质与空气弹簧段之间设置有随动密封剂，对流体导热介质和空气弹簧段起到隔离和承接的作用，空气弹簧段的另一端固定在整体铠装壳的下端部；径向密封圈设置在整体铠装壳外侧下端部，便于插接使用时进行密封。
[0007]本专利技术在使用时，用插接的方式安装在测温系统上，整体铠装壳的外侧直接和高压环境介质接触，整体铠装壳的外侧受高压作用后，其内壁会发生一定程度的形变，通过可发生流动变形的流体导热介质传递给随动密封剂，随动密封剂本身可以在整体铠装壳中沿整体铠装壳的轴向方向移动，因此在整体铠装壳的推挤作用下，随动密封剂向空气弹簧段侧发生位移，并挤压空气弹簧段，空气弹簧段弹性收缩，随动密封剂将侵占一小部分原本属于空气弹簧段的空间，最终整个整体铠装壳的内腔最终将达到一个新的压力平衡状态，因为整个整体铠装壳的内腔因形变而收缩的体积会远小于空气弹簧段的体积，因此整体铠装壳内腔的压力数值基本等同于压空气弹簧段内的初始气压，也就实现了对感温元件的自减压功能，从而使感温元件不受压力产生的应力影响。
[0008]进一步地，本专利技术通过整体铠装壳的材料强度来设计壳体的外径和壁厚尺寸，而空气弹簧段的引入能够允许整体铠装壳材料发生微小屈服变形，进一步减小整体铠装壳的厚度，或使用更廉价的材料，减低温度探头制作成本，缩短测温响应时间。
[0009]进一步地，所述的整体铠装壳的外侧下端设置有互插密封圈，整体铠装壳的下端与后端铠装壳之间互插实现密封，后端铠装壳的下端外圈设置有径向密封圈。在使用时，将后端铠装壳用插接的方式安装在测温系统上，整体铠装壳和后端铠装壳的外侧直接和高压环境介质接触。
[0010]本专利技术与现有技术相比，以导热流体为介质配合空气弹簧减压结构，减小铠装外壳的微变形，避免感温元件受压力影响，提高温度监测的准确性，且无需额外系统对感温元件进行压力校准，使温度测量更加简单、迅速，降低传感器的制造成本；适用于外部高压环境下测量温度，尤其适用于深海或石油深井环境下的温度测量，实现超高压力下温度的快速测量；整体结构简单、科学合理、便于应用，且应用环境友好。
附图说明：
[0011]图1为本专利技术的整体结构原理示意图。
[0012]图2为本发的分段互插式整体结构原理示意图。
[0013]图3为本专利技术安装于测温系统后的这个整体结构原理示意图。
[0014]图4为本专利技术安装于测温系统后的剖面结构原理示意图。
[0015]附图标号说明：整体铠装壳1、感温元件2、流体导热介质3、随动密封剂4、空气弹簧段5、导线6、径向密封圈7、互插密封圈8、后端铠装壳9。
具体实施方式：
[0016]下面通过具体实施例并结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0017]实施例1：
[0018]本实施例涉及的流体导热介质配合空气弹簧减压式温度传感器，其主体结构包括整体铠装壳1、感温元件2、流体导热介质3、随动密封剂4、空气弹簧段5、导线6、径向密封圈7；整体铠装壳1为中空的壳体结构，其内部安装设置有感温元件2、流体导热介质3、随动密
封剂4、空气弹簧段5、导线6，感温元件2的一端与导线6的一端连接，导线6的另一端固定在整体铠装壳1的下端部，整体铠装壳1与感温元件2之间留有空隙，空隙内填充有流体导热介质3，流体导热介质3与空气弹簧段5之间设置有随动密封剂4，对流体导热介质3和空气弹簧段5起到隔离和承接的作用，空气弹簧段5的另一端固定在整体铠装壳1的下端部；径向密封圈7设置在整体铠装壳1外侧下端部，便于插接使用时进行密封。
[0019]本实施例在使用时，用插接的方式安装在测温系统上，整体铠装壳1的外侧直接和高压环境介质接触，整体铠装壳1的外侧受高压作用后，其内壁会发生一定程度的形变，通过可发生流动变形的流体导热介质3传递给随动密封剂4，随动密封剂4本身可以在整体铠装壳1中沿整体铠装壳1的轴向方向移动，因此在整体铠装壳1的推挤作用下，随动密封剂4向空气弹簧段5侧发生位移，并挤压空气弹簧段5，空气弹簧段5弹性收缩，随动密封剂4将侵占一小部分原本属于空气弹簧段5的空间，最终整个整体铠装壳1的内腔最终将达到一个新的压力平衡状态，因为整个整体铠装壳1的内腔因形变而收缩的体积会远小于空气弹簧段5的体积，因此整体铠装壳1内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流体导热介质配合空气弹簧减压式温度传感器，其特征在于其主体结构包括整体铠装壳、感温元件、流体导热介质、随动密封剂、空气弹簧段、导线、径向密封圈；整体铠装壳为中空的壳体结构，其内部安装设置有感温元件、流体导热介质、随动密封剂、空气弹簧段、导线，感温元件的一端与导线的一端连接，导线的另一端固定在整体铠装壳的下端部，整体铠装壳与感温元件之间留有空隙，空隙内填充有流体导热介质，流体导热介质与空气弹簧段之间设置有随动密封剂，对流体导热介质和空气弹簧段...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴锜，杨博，岳超超，刘海玲，黄沙华，高莉媛，
申请(专利权)人：德州尧鼎光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：