一种温度测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种温度测量装置，本装置采用导热性良好的金属丝作为感温元件，并将金属丝采用双绕法缠绕于骨架上进行固定，在测量时将缠绕有金属丝的骨架放置于测量区域中，由于金属丝和骨架的长度大于测量区域的长度，所以金属丝能够延伸至测量区域的所有位置，进而感知测量区域所有位置的温度，金属丝的电阻能够表征测量区域温度。与现有技术相比，本实用新型能够采集测量区域内所有位置的温度，提高了测量精确度，并且只有一根金属丝接线较为简单，所以能够适用于范围较宽的区域进行温度测量，以满足实际需求。
【专利说明】一种温度测量装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及自动化【技术领域】，尤其涉及一种温度测量装置。
【背景技术】
[0002] 目前在温度测量领域内，需要对范围较宽的区域进行测量，例如：从水平面至地下 2m的纵向区域进行温度测量或对水平方向上2m的长度区域进行温度测量，现有技术中对 范围较宽的测量区域进行温度测量，主要采用多探头多点测量法，即在测量区域内平均设 置多个温度传感器，利用温度传感器采集测量区域的多个点的温度，然后将多个点的温度 值的均值作为测量区域的温度。
[0003] 但温度传感器的尺寸较小，仅能够测量一个点的温度，多个传感器也仅能够测量 得到多个点的温度，而不能测量整个区域内的温度，导致测量精度较低，而且温度传感器 数量较多、接线较为复杂，并且需要技术人员维护多个温度传感器，增加了技术人员的工作 量。
[0004] 鉴于此，需要一种新的感温元件，能够适用于范围较宽的区域进行温度测量，以满 足实际需求。 实用新型内容
[0005] 本实用新型提供了一种温度测量装置，能够适用于范围较宽的区域进行温度测 量，以满足实际需求。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术手段：
[0007] 一种温度测童装置，包括：
[0008] 骨架，采用双绕法缠绕于所述骨架上的金属丝，所述骨架和所述金属丝的长度不 小于测量区域的长度。
[0009] 优选的，所述金属丝为铜丝、铁丝或铂丝。
[0010] 优选的，所述金属丝上设有绝缘漆包线，且所述金属丝呈无应力状态。
[0011] 优选的，还包括：
[0012] 与金属丝第一端相连的补偿电阻；
[0013] 与所述补偿电阻相连的第一内引线和第二内引线，与金属丝第二端相连的第三内 引线和第四内引线。
[0014] 优选的，还包括：
[0015] 套设于所述金属丝、所述骨架、补偿电阻、第一内引线、第二内引线第三内引线和 第四内引线外侧的不锈钢保护管。
[0016] 优选的，所述不锈钢保护管的底部密封，所述骨架固定于所述不锈钢保护管的底 部。
[0017] 优选的，所述不锈钢保护管为一体成型的304不锈钢管，且管壁厚度为1mm。
[0018] 优选的，还包括：
[0019] 设置于所述不锈钢保护管外侧与所述第一内引线相连的第一外引线；
[0020] 设置于所述不锈钢保护管外侧与所述第二内引线相连的第二外引线；
[0021] 设置于所述不锈钢保护管外侧与所述第三内引线相连的第三外引线；
[0022] 设置于所述不锈钢保护管外侧与所述第四内引线相连的第四外引线。
[0023] 优选的，所述固定骨架、所述不锈钢保护管以及缠绕后金属丝的长度为3m。
[0024] 本实用新型提供了一种温度测量装置，本装置采用导热性良好的金属丝作为感温 元件，并将金属丝采用双绕法缠绕于骨架上进行固定，在测量时将缠绕有金属丝的骨架放 置于测量区域中，由于金属丝和骨架的长度大于测量区域的长度，所以金属丝能够延伸至 测量区域的所有位置，进而感知测量区域所有位置的温度，金属丝的电阻能够表征测量区 域温度。与现有技术相比，本实用新型能够采集测量区域内所有位置的温度，提高了测量精 确度，并且只有一根金属丝接线较为简单，所以能够适用于范围较宽的区域进行温度测量， 以满足实际需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026] 图1为本实用新型实施例公开的一种温度测量装置的结构示意图；
[0027] 图2为本实用新型实施例公开的又一种温度测量装置的结构示意图；
[0028] 图3为本实用新型实施例公开的一种温度测量装置使用过程的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0030] 如图1所示，本实用新型提供了一种温度测量装置，包括：
[0031] 骨架11，采用双绕法缠绕于所述骨架上的金属丝12,所述骨架11和所述金属丝12 的长度不小于测量区域的长度。金属丝12为一根完整的金属丝，以便在测量时能够构成完 整的回路。双绕法为将一根完整的金属丝11由中间对折成两股后缠绕于骨架11上。
[0032] 金属丝12的截面直径和整体长度，可按照实际需求进行设计，当测量区域较长时 则采用较长的金属丝12。当需要流经金属丝12的电流较大时，则采用截面直径较大的金属 丝12。
[0033] 并且所述金属丝12上设有漆包线，漆包线的目的是绝缘，防止采用双绕法的两股 金属丝之间短路，且漆包线薄膜很薄在微米级别，不会影响金属丝的感温性能。金属丝12 采用双绕法缠绕于骨架11上时，金属丝12应呈无应力状态，以便金属丝12在受热膨胀或 冷却收缩时，皆不受骨架11的约束，若金属丝12有应力存在，则会导致金属丝12的电阻增 加，影响测量精度。
[0034] 优选的，所述金属丝12为导热性良好的铜丝、铁丝或铂丝。
[0035] 本实用新型提供了一种温度测量装置，本装置采用导热性良好的金属丝12作为 感温元件，并将金属丝12采用双绕法缠绕于骨架11上进行固定，在测量时将缠绕有金属丝 12的骨架11放置于测量区域中，由于金属丝12和骨架11的长度大于测量区域的长度，所 以金属丝12能够延伸至测量区域的所有位置，进而感知测量区域所有位置的温度，金属丝 12的电阻能够表征测量区域温度。与现有技术相比，本实用新型能够采集测量区域内所有 位置的温度，提高了测量精确度，并且只有一根金属丝接线较为简单，所以能够适用于范围 较宽的区域进行温度测量，以满足实际需求。
[0036] 如图2所示，为了将金属丝12适用于PT100或PT500的标准铂电阻标准，需要增 加一个串联于金属丝12上的补偿电阻13,补偿电阻13的取值通过实验方法获得，具体的， 在一定温度下测量PT100或PT500的电阻值A，然后在测量金属丝12的电阻值B，电阻值A 与电阻值B的差值即为补偿电阻13的取值。通过补偿电阻13来校正金属丝12的准确性。
[0037] 如图2所示，将金属丝12和骨架作为感温元件，一般情况下采用四线制测量方法 对测量区域进行温度测量较为准确，所以将感温元件引出四个引线，方便采用四线制进行 温度测量，由于金属丝12的第一端已经串入补偿电阻13,所以在补偿电阻13的一端引出 两根引线，第一内引线a和第二内引线b，在金属丝12的第二端引出两根引线，第三内引线 c和第四内引线d。为了防止四根内引线的电阻感温元件的输出电阻产生影响，一般选用对 温度不敏感的材料来制作内引线。
[0038] 如图2所示，当金属丝12裸露在测量区域内，容易受到外部环境的影响，且容易被 损坏，为了保护金属丝12,本实用新型还提供了套设于所述金属丝12、所述骨架11、补偿电 阻13、第一内引线a、第二内引线b第三内引线c和第四内引线d外侧的不锈钢保护管14。
[0039] 不锈钢保护管14为一端封口、一体成型没有焊缝的304不锈钢管，且管壁厚度为 1mm，其管壁较薄所以导热性良好，所以既能保护金属丝12又不会影响金属丝感知测量区 域的温度，在制造完成不锈钢保护管后，将金属丝12、所述骨架11、补偿电阻13、第一内引 线a、第二内引线b第三内引线c和第四内引线d装入不锈钢保护管内，然后进行胶封成整 体的感温元件，且保证密封性较好，以便防止外界环境对金属丝12造成影响。
[0040] 为了防止金属丝12在不锈钢保护管14内左右移动，影响金属丝的感温性能和测 量精度，所以将骨架固定于不锈钢保护管的底部，以便金属丝12能够固定于骨架上，不会 随意移动导致测量精度降低。
[0041] 如图2所示，为了使用上述感温元件进行温度测量，还需要增加设置于不锈钢保 护管14外侧与所述第一内引线a相连的第一外引线A ;设置于不锈钢保护管14外侧与所 述第二内引线b相连的第二外引线B ;设置于不锈钢保护管14外侧与所述第三内引线c相 连的第三外引线C ;设置于不锈钢保护管14外侧与所述第四内引线d相连的第四外引线D。
[0042] 由于四根内引线设置于不锈钢保护管14内部，所以对其使用材料有要求，要求其 内引线使用对温度不敏感的导线，四根外引线设置于不锈钢保护管14外侧，对其使用材料 则无要求，所以本实用新型将引线分为内引线和外引线，并且，内引线是预先设置于感温元 件内部的，在使用时直接外加四根外引线即可使用四线制进行温度测量。
[0043] 在具体设计时，可将感温元件设置为3m，即所述骨架11、所述不锈钢保护管14以 及缠绕后金属丝12的长度设计为3m，一般的测量区域小于3m，所以针对一般的测量区域， 3m左右的感温元件已经适用。当测量区域较大时，则可制造长度更长的感温元件。
[0044] 如图3所示，本实用新型提供了一种使用感温元件进行温度测量图示，在具体测 量时，将感温元件400的第一外引线1+和第三外引线I-与恒流模块300相连，第二外引线 V+和所述第四外引线V-与电压采集模块200相连，所述恒流模块300和所述电压采集模块 200与处理器100相连；
[0045] 所述恒流模块300,用于在接收所述处理器100发送输出测量电流的控制指令后 向所述感温元件100输出测量电流；
[0046] 所述电压采集模块200,用于采集所述感温元件400反应测量区域的模拟量的测 量电压，并将所述模拟量的测量电压转为数字量的测量电压后发送至所述处理器100 ;
[0047] 所述处理器100用于接收所述数字量的测量电压，根据该测量电压和所述测量电 流计算得到测量电阻，并将所述测量电阻转换为测量区域温度。
[0048] 感温元件400具有四个接线端，分别为1+接线端、I-接线端、V+接线端和V-接线 端，为了使感温元件400能够工作采用恒流模块300为感温元件400提供工作电流，恒流模 块300输出电流受处理器100的控制，在处理器100发送输出测量电流的控制命令后，恒流 模块300便输出对应电流值的测量电流至感温元件400,感温元件400在接收测量电流后， 便可开始测量待测物体的温度。
[0049] 由于感温元件400的电阻值随着待测物体的温度变化而变化，所以感温元件400 的电阻能够反应测量区域的温度，为了计算得到感温元件400的电阻，通过电压采集模块 200采集感温元件400的测量电压，电压采集模块200采集得到的电压是模拟量，为了方便 处理器100对电压进行处理，需要对测量电压进行模数转换，将测量电压转换为数字量的 测量电压，然后将数字量的测量电压发送至处理器100进行处理。
[0050] 处理器100接收数字量的测量电压后，再结合发送至恒流模块300的 测量电流，利用欧姆定律将测量电压与测量电流作商，将商值作为测量电阻， 即钼电阻传感器400的电阻，然后根据Callendar-Van Dusen(CVD)方程： D/、Dn ^ , 2 , ^ 将铂电阻传感器400的电阻转换为待测物体
[R(J) = /?"[] + ?-/+/;*/- +(1-(/-100)/ ],i > 0 温度，从而完成测量区域的测温过程。其中，CVD方程中R(t)表示电阻值，Rtl温度为0°C的 阻值，a、b、c为系数，t为与电阻值对应的温度。
[0051] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它 实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
[0052] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种温度测量装置，其特征在于，包括： 骨架，采用双绕法缠绕于所述骨架上的金属丝，所述骨架和所述金属丝的长度不小于 测量区域的长度。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属丝为铜丝、铁丝或铂丝。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属丝上设有绝缘漆包线，且所述金属 丝呈无应力状态。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括： 与金属丝第一端相连的补偿电阻； 与所述补偿电阻相连的第一内引线和第二内引线，与金属丝第二端相连的第三内引线 和第四内引线。
5. 如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括： 套设于所述金属丝、所述骨架、补偿电阻、第一内引线、第二内引线第三内引线和第四 内引线外侧的不锈钢保护管。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述不锈钢保护管的底部密封，所述骨架固 定于所述不锈钢保护管的底部。
7. 如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述不锈钢保护管为一体成型的304不 锈钢管，且管壁厚度为1mm。
8. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括： 设置于所述不锈钢保护管外侧与所述第一内引线相连的第一外引线； 设置于所述不锈钢保护管外侧与所述第二内引线相连的第二外引线； 设置于所述不锈钢保护管外侧与所述第三内引线相连的第三外引线； 设置于所述不锈钢保护管外侧与所述第四内引线相连的第四外引线。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述固定骨架、所述不锈钢保护管以及缠绕 后金属丝的长度为3m。
【文档编号】G01K7/18GK204214566SQ201420768500
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】赵昔, 李如源, 褚英杰, 魏龙玮, 熊伯炜, 许凯伟 申请人:福建宁德核电有限公司