一种电加热型热电阻的制作方法

[0001]
本发明涉及热电阻领域，尤其涉及一种电加热型热电阻。


背景技术：

[0002]
热电阻（thermal resistor）是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。金属热电阻常用的感温材料种类较多，最常用的是铂丝。工业测量用金属热电阻材料除铂丝外，还有铜、镍、铁、铁—镍等。
[0003]
在热电阻型温度变送器产品中，由于变送模块采集的是电压信号，而感温元件输出的是电阻信号，所以变送模块必须输出恒流电流流过感温元件，然后将电阻值转换成电压值；而传统变送模块恒流电流的温度漂移较大，容易受环境影响，当恒流电流不准时，就会影响电压值，进而影响热电阻的测温精度。为了克服温度漂移对仪表精度的影响，传统的做法是选择低温漂的变送模块，这样做只是降低了温度漂移对精度的影响，并没有彻底消除。


技术实现要素：

[0004]
本发明是为了克服现有技术中的热电阻在测温过程中容易受到外界温度的影响，导致测温精度较差的缺陷，提供了一种电加热型热电阻。
[0005]
一种电加热型热电阻，包括一个接线盒以及与接线盒相连接的保护管，所述接线盒内部设置有一个变送模块，所述变送模块外部套设有一个控温罩，所述保护管底部设置有一个感温元件，所述感温元件通过引线与变送模块电路连接，所述引线外侧套设有一个绝缘陶瓷管，所述保护管中部设置有一个连接装置，所述连接装置将保护管分隔成热管和冷管，所述热管内部填充设置有高导热树脂，所述冷管内部填充设置有隔热树脂。
[0006]
本发明中的电加热型热电阻在传统的热电阻的变送模块的外部套设有一个控温罩，其能够控制变送模块所处位置的温度，使得温度能够始终保持稳定，从而能够防止外界温度对于变送模块的影响，防止出现变送模块输出的电流的温度漂移现象。
[0007]
同时本发明中将保护管分隔成冷管和热管，且其两者内部分别填充有隔热树脂以及高导热树脂，使得用于测量温度的热管部分能够更快的传导温度至感温元件，使得温度测定更加快速更加灵敏，而冷管内部由于填充有隔热树脂，其热导率大大降低，使得热管部分在升温过程中不会沿着冷管影响变送模块的温度，从而也防止变送模块输出的电流出现温度漂移现象，最终大大提升测温的精准程度。
[0008]
作为优选，所述控温罩包括一个罩体，所述罩体内壁贴合设置有电热膜，还包括一个温控开关，所述温控开关分别与电热膜以及变送模块电路连接。
[0009]
作为优选，所述感温元件所使用的材料为铂丝。
[0010]
作为优选，所述高导热树脂按照重量份数计包括以下组分：有机硅树脂基材100份、环氧树脂20~30份、绝缘包覆石墨烯颗粒25~40份、石英粉5~15份、硼硅偶联剂10~15份、二亚乙基三胺3~5份、乙二胺3~10份以及二月桂酸二丁基锡1~3份。
[0011]
传统热电阻中的导热材料为氧化镁粉末，但是由于氧化镁粉末中含有较多的气体，因此其整体的导热率还是较低，无法快速将外界热量传递到感温元件中。而本发明中的高导热树脂主要起到导热作用的是石墨烯颗粒，其具有良好的高导热效果，因此能够快速和将热量传导至感温元件上，但是石墨烯同时具有良好的导电性，其存在会导致变送模块接收到的电阻值发生变化，从而使得最终的温度精准度较低。因此，本发明中采用绝缘包覆的石墨烯颗粒，既能够有效提升导热性，又能够减少对测温精度的影响，同时配合石英粉的加入，也能够提升上述效果。
[0012]
此外，本发明中采用有机硅树脂基材，其具有良好的耐高温性能，有效防止在测量高温物体是树脂发生分解，并且通过添加硼硅偶联剂在树脂中引入具有耐高温效果的硼原子，有效提升了整体的耐高温效果以及混合均匀性。
[0013]
作为优选，所述绝缘包覆石墨烯颗粒制备方法如下将石墨烯50份、双酚a型环氧树脂20~50份、丙三醇三缩水甘油醚10~15份、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5~10份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.5-1.5份、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮0.5-1.5份、三芳基锍鎓六氟锑酸盐0.5-1.5份以及甲苯100份混合成浆料，升高温度至30~50℃，在50~100w的紫外灯照射下搅拌反应，并实时监控体系粘度，直到体系粘度升高一倍后，喷雾干燥，得到绝缘包覆石墨烯颗粒半成品，然后将半成品继续在紫外灯照射下进行后固化10~30min，得到绝缘包覆石墨烯颗粒。
[0014]
作为优选，所述硼硅偶联剂为硅烷偶联剂kh-560与硼酸质量比10:1水解后得到的预聚物。
[0015]
作为优选，所述隔热树脂的制备方法如下，将甲基氢环四硅氧烷30份、硼酸三甲酯10份、端羟基硅油100份、氧化铁10份以及1%三（五氟苯基）硼酸酯甲苯溶液1份在-10~0℃下混合均匀后，倒入保护管中，然后将保护管温度升高至50~60℃，得到隔热树脂。
[0016]
本发明中的隔热树脂其原理如下，甲基氢环四硅氧烷分子中含有四个硅氢基团，其能够与羟基以及甲氧基在三（五氟苯基）硼酸酯的催化下脱除氢气以及甲烷，并聚合形成一个整体，本发明中的技术方案中由于没有添加溶剂因此粘度较高，因此在反应过程中形成的小分子气体由于受到体系粘度的影响，导致逃逸速度较慢，因此最终得到的隔热树脂中形成发泡结构，从而有效降低了导热系数，使得隔热效果大大提升。
[0017]
因此，本发明具有以下有益效果：（1）在变送模块外侧设置控温罩能够通过设置一个稳定的温度环境消除变送模块的温度漂移现象，从而提升了测温的精度；（2）通过设置高导热树脂能够更快的将外界温度传导温度至感温元件，使得温度测定更加快速更加灵敏；（3）热管部分在升温过程中不会沿着冷管影响变送模块的温度，从而也防止变送模块输出的电流出现温度漂移现象，从而提升了测温的精度。
附图说明
[0018]
图1 是本发明的一种结构示意图。
[0019]
其中：接线盒1、保护管2、变送模块3、控温罩4、感温元件5、引线6、绝缘陶瓷管7、连接装置8、热管9、冷管10、高导热树脂11、隔热树脂12、罩体13、电热膜14、温控开关15。
具体实施方式
[0020]
下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0021]
实施例1如图1所示，一种电加热型热电阻，包括一个接线盒1以及与接线盒相连接的保护管2，所述接线盒2内部设置有一个变送模块3，所述变送模块3外部套设有一个控温罩4，该控温罩4包括一个罩体13，所述罩体13内壁贴合设置有电热膜14，还包括一个温控开关15，所述温控开关15分别与电热膜14以及变送模块3电路连接。
[0022]
保护管2底部设置有一个又铂丝制备而成感温元件5，所述感温元件5通过引线6与变送模块3电路连接，所述引线6外侧套设有一个绝缘陶瓷管7，所述保护管2中部设置有一个连接装置8，所述连接装置8将保护管2分隔成热管9和冷管10，所述热管9内部填充设置有高导热树脂11，所述冷管10内部填充设置有隔热树脂12。
[0023]
高导热树脂按照重量份数计包括以下组分：有机硅树脂基材100份、环氧树脂20份、绝缘包覆石墨烯颗粒25份、石英粉5份、硼硅偶联剂10份、二亚乙基三胺3份、乙二胺3份以及二月桂酸二丁基锡1份。
[0024]
其中：绝缘包覆石墨烯颗粒制备方法如下将石墨烯50份、双酚a型环氧树脂20份、丙三醇三缩水甘油醚10份、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮0.5份、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮0.5份、三芳基锍鎓六氟锑酸盐0.5份以及甲苯100份混合成浆料，升高温度至30℃，在50w的紫外灯照射下搅拌反应，并实时监控体系粘度，直到体系粘度升高一倍后，喷雾干燥，得到绝缘包覆石墨烯颗粒半成品，然后将半成品继续在紫外灯照射下进行后固化10min，得到绝缘包覆石墨烯颗粒。
[0025]
硼硅偶联剂为硅烷偶联剂kh-560与硼酸质量比10:1水解后得到的预聚物。
[0026]
隔热树脂的制备方法如下，将甲基氢环四硅氧烷30份、硼酸三甲酯10份、端羟基硅油100份、氧化铁10份以及1%三（五氟苯基）硼酸酯甲苯溶液1份在-10℃下混合均匀后，倒入保护管中，然后将保护管温度升高至50℃，得到隔热树脂。
[0027]
实施例2实施例2的电加热型热电阻结构与实施例1相同，区别在于高导热树脂以及隔热树脂的制备方法不同，具体如下：高导热树脂按照重量份数计包括以下组分：有机硅树脂基材100份、环氧树脂30份、绝缘包覆石墨烯颗粒40份、石英粉15份、硼硅偶联剂15份、二亚乙基三胺5份、乙二胺10份以及
二月桂酸二丁基锡3份。
[0028]
其中：绝缘包覆石墨烯颗粒制备方法如下将石墨烯50份、双酚a型环氧树脂50份、丙三醇三缩水甘油醚15份、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1.5份、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮1.5份、三芳基锍鎓六氟锑酸盐1.5份以及甲苯100份混合成浆料，升高温度至50℃，在100w的紫外灯照射下搅拌反应，并实时监控体系粘度，直到体系粘度升高一倍后，喷雾干燥，得到绝缘包覆石墨烯颗粒半成品，然后将半成品继续在紫外灯照射下进行后固化30min，得到绝缘包覆石墨烯颗粒。
[0029]
硼硅偶联剂为硅烷偶联剂kh-560与硼酸质量比10:1水解后得到的预聚物。
[0030]
隔热树脂的制备方法如下，将甲基氢环四硅氧烷30份、硼酸三甲酯10份、端羟基硅油100份、氧化铁10份以及1%三（五氟苯基）硼酸酯甲苯溶液1份在0℃下混合均匀后，倒入保护管中，然后将保护管温度升高至60℃，得到隔热树脂。
[0031]
实施例3实施例3的电加热型热电阻结构与实施例1相同，区别在于高导热树脂以及隔热树脂的制备方法不同，具体如下：高导热树脂按照重量份数计包括以下组分：有机硅树脂基材100份、环氧树脂25份、绝缘包覆石墨烯颗粒35份、石英粉10份、硼硅偶联剂12份、二亚乙基三胺4份、乙二胺5份以及二月桂酸二丁基锡2份。
[0032]
其中：绝缘包覆石墨烯颗粒制备方法如下将石墨烯50份、双酚a型环氧树脂20~50份、丙三醇三缩水甘油醚12份、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯6份、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮1份、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮1份、三芳基锍鎓六氟锑酸盐1份以及甲苯100份混合成浆料，升高温度至40℃，在80w的紫外灯照射下搅拌反应，并实时监控体系粘度，直到体系粘度升高一倍后，喷雾干燥，得到绝缘包覆石墨烯颗粒半成品，然后将半成品继续在紫外灯照射下进行后固化20min，得到绝缘包覆石墨烯颗粒。
[0033]
硼硅偶联剂为硅烷偶联剂kh-560与硼酸质量比10:1水解后得到的预聚物。
[0034]
隔热树脂的制备方法如下，将甲基氢环四硅氧烷30份、硼酸三甲酯10份、端羟基硅油100份、氧化铁10份以及1%三（五氟苯基）硼酸酯甲苯溶液1份在-5℃下混合均匀后，倒入保护管中，然后将保护管温度升高至55℃，得到隔热树脂。