一种柔性绝缘金属线引脚温度传感器及其制造工艺

技术领域

本发明涉及海洋环境信息监测技术领域，更具体地说，它涉及一种柔性绝缘金属线引脚温度传感器及其制造工艺。

背景技术

如图3所示为一款现有温度传感器的结构示意图，其由绝缘测量头、设在绝缘测量头内的测温元件、连接在测温元件上且伸出绝缘测量头的金属引脚组成，并且金属引脚的表面覆有绝缘层。

该类温度传感器引脚极细、柔软、脆弱、易形变、无弹性，遭受冲击后可能造成断裂损坏或引脚弯曲、形变，尚无法直接用于存在瞬间或持续流体介质冲击且具有高灵敏度测量要求的场合；并且该类温度传感器是近年来由国内兴起并成熟的一型温度传感器，具有准确度高，体积小、低“热时间常数τ”(高灵敏度，响应温度阶跃变化响应时间短)【“热时间常数τ”特指测量环境温度发生突变(阶跃变化)时，温度传感器在历经始末温度差63.2％达到标称精度稳态所需的时间τ】、技术成熟，并且性价比高、应用广泛等优势。

在压力容器、管体内部温度场变化瞬态测量存在“水锤效应”冲击，温度传感器外部使用额外耐冲击外壳并用绝缘包裹可以达到抗冲击要求，但由于外壳和绝缘物热阻碍作用，环境温度变化时，温度传感器头部测温元件不能立刻响应，导致温度传感器灵敏度、准确度严重下降，无法满足高灵敏度要求。海洋测温装置应用中，将温度传感器安装在探头内部安装支架上并利用灌封方式使温度传感器和安装支架形成整体绝缘(如图4所示)，水面载具投放探头，探头以自由落体冲击海面终末速度大。因温度传感器上的引脚极细、柔软、脆弱、易形变、无弹性，遭受冲击后，可能直接造成安装支架上的温度传感器断裂损坏或造成引脚弯曲、形变，进而导致温度传感器头部测温元件直接接触安装支架或其他热不良导体(如图5所示)，同样造成温度传感器灵敏度、准确度下降，恶化测量效果。

国内外海洋测温装置在安装支架上固定安装温度传感器时，由于介质导电性，必须同时考虑绝缘性、入水冲击、响应时间三个问题。采用刚性导电引脚片状温度传感器并利用灌封方式固定在安装支架上，利用传感器引脚刚性特点形成“三角形”可抵御冲击作用形变(如图6所示)。但引脚导电不满足海洋测温装置绝缘性要求，因而进一步采用表面整体喷涂或固化绝缘物的方法解决绝缘问题，但带来成本高、工艺难度大、不便控制、喷涂固化不良导致短路、热固化工艺对温度传感器自身可靠性和寿命影响等问题。最重要的是仍然在温度传感器表面采用了绝缘物，使得温度传感器同周围环境热交换情况变差，整体灵敏度大幅下降，使用效果不佳。据此，本发明提出了一种柔性绝缘金属线引脚温度传感器及其制造工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种柔性绝缘金属线引脚温度传感器及其制造工艺，该温度传感器能够适用于压力容器、管体内部温度场变化瞬态测量及海洋测温装置(一次性的抛弃式温深测量仪XBT、抛弃式温盐深仪XCTD、抛弃式声速仪XSV及非一次性测温装置)测量，达到抗冲击和高灵敏度测量要求的效果。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：本发明所涉及的一种柔性绝缘金属线引脚温度传感器，包括测量支架和传感器主体，传感器主体由绝缘测量头、设在绝缘测量头内的测温元件、连接在测温元件上且伸出绝缘测量头的金属引脚组成，所述金属引脚的表面覆有绝缘层，所述测量支架上设有套在金属引脚上的绝缘套管，绝缘套管的一端固定在所述测量支架上、另一端使绝缘测量头露出。

本发明进一步设置为：所述绝缘套管为弹性绝缘套管。

一种柔性绝缘金属线引脚温度传感器的制造工艺，包括如下加工步骤：

S1.分别取一测量支架、一传感器主体和一绝缘套管；

S2.将绝缘套管套在金属引脚上，且使绝缘套管的一端靠近绝缘测量头；

S3.将套有绝缘套管的传感器主体插入测量支架，使绝缘套管的一部分伸入测量支架、另一部分伸出测量支架；

S4.给予测量支架内部进行灌胶，实现测量支架与金属引脚、绝缘套管相连接。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.结构简单，便于海洋测温装置安装、集成；

2.工艺难度小、可控、便于规模流水作业和检验；

3.制造成本低，经济性高；

4.对传感器主体本身无任何操作，保证其原有测量可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的工艺流程图；

图3是一款现有温度传感器的结构示意图；

图4是现有温度传感器安装在测量支架上且引脚未发生弯曲的结构示意图；

图5是现有温度传感器安装在测量支架上且引脚发生弯曲的结构示意图；

图6是一款现有海洋测温装置应用刚性导电引脚片状温度传感器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明专利要求的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和优选实施例对本发明进一步说明。

实施例1

参见图1和图2所示，本实施例所涉及的一种柔性绝缘金属线引脚温度传感器，包括测量支架10和传感器主体20，传感器主体20由绝缘测量头21、设在绝缘测量头21内的测温元件22、连接在测温元件22上且伸出绝缘测量头21的金属引脚23组成，所述金属引脚23的表面覆有绝缘层，所述测量支架10上设有套在金属引脚23上的绝缘套管30，绝缘套管30的一端固定在所述测量支架10上、另一端使绝缘测量头21露出。

进一步的，所述绝缘套管30为弹性绝缘套管。

一种柔性绝缘金属线引脚温度传感器的制造工艺，包括如下加工步骤：

S1.分别取一测量支架、一传感器主体和一绝缘套管；

S2.将绝缘套管套在金属引脚上，且使绝缘套管的一端靠近绝缘测量头；

S3.将套有绝缘套管的传感器主体插入测量支架，使绝缘套管的一部分伸入测量支架、另一部分伸出测量支架；

S4.给予测量支架内部进行灌胶，实现测量支架与金属引脚、绝缘套管相连接。

在本实施方案中，通过绝缘套管30的增设，使得传感器主体20本身附有抗冲击能力，绝缘套管30的特点为：1.具有弹性，弯曲时具有一定回复力或自动回复特定形状；2.绝缘；3.直径略大于柔性绝缘金属线引脚；4.壁厚极薄；5.中空。

在“柔性绝缘金属线引脚温度传感器”引脚外部套装抗冲击保护管(即绝缘套管30)，再以灌封方式使温度传感器和安装支架形成整体绝缘安装进海洋测温装置探头中，在探头入水冲击瞬间，抗冲击保护管具有如下效果：①抗冲击保护管产生有限形变，并且可自动回复，避免温度传感器头部直接接触安装支架或其他热不良导体导致温度传感器灵敏度下降的问题。②因抗冲击保护管壁厚极薄、直径小、中空，虽与温度传感器头部测温元件直接接触，但接触面积极小，但并不构成热不良导体。同时，温度传感器外部并无绝缘物、外壳等产生热阻碍，因此可保持温度传感器的“热时间常数τ”，实现温度传感器高灵敏度。

本发明所涉及的柔性绝缘金属线引脚温度传感器及其制造工艺，其涉及的柔性绝缘金属线引脚温度传感器，结构简单，便于海洋测温装置安装、集成；并且工艺难度小、可控、便于规模流水作业和检验；制造成本低，经济性高；且对传感器主体本身无任何操作，保证其原有测量可靠性。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于实际所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合实施例，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。