一種可隔空快速測量水溫的測溫模塊及裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可隔空快速測量水溫的測溫模塊，包括溫度傳感器，還包括一薄片狀的導(dǎo)熱片，所述導(dǎo)熱片的一側(cè)表面延伸設(shè)置有一容納所述溫度傳感器的導(dǎo)熱腔，所述導(dǎo)熱片的另一側(cè)表面為用于與空氣接觸的工作面；所述導(dǎo)熱腔內(nèi)填充有導(dǎo)熱填充物，所述導(dǎo)熱填充物填充了溫度傳感器與導(dǎo)熱腔之間的空隙。一種測溫裝置，包括殼體、轉(zhuǎn)換電路和溫度顯示模塊，還包括以上所述的測溫模塊，所述測溫模塊的溫度傳感器通過引腳與所述轉(zhuǎn)換電路相連。利用該測溫模塊和測溫裝置，其測溫效率較高，可以快速隔空測得被測物體的溫度，可廣泛應(yīng)用于溫度測量領(lǐng)域。
【專利說明】
-種可隔空快速測量水溫的測溫模塊及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及溫度測量的領(lǐng)域，具體設(shè)及一種測量水溫的測溫模塊及測溫裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了保證溫度測量的快捷和準(zhǔn)確，在很多溫度測量的場合，都是將測溫裝置和被 測對象直接接觸的，例如，生活中常見的體溫測量、氣溫測量等。然而，對于飲用水運類測溫 對象而言，是不適合與測溫裝置直接接觸的。而且，如果利用現(xiàn)有的測溫裝置對飲用水進行 隔空測量，測溫的速度會很慢。例如，利用常規(guī)的溫度傳感器測溫方案，如果將其直接與被 測物體接觸，大約需要8秒就可W測得被測對象的準(zhǔn)確溫度，而如果進行隔空測量，則至少 需要幾分鐘時間才可W獲得準(zhǔn)確的溫度。因此，有必要進行改進。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的目的是提供一種可隔空快速測量水溫的測 溫模塊及檢測裝置。
[0004] 本實用新型一個方面提供一種可隔空快速測量水溫的測溫模塊，包括溫度傳感 器，還包括一薄片狀的導(dǎo)熱片，所述導(dǎo)熱片的一側(cè)表面延伸設(shè)置有一容納所述溫度傳感器 的導(dǎo)熱腔，所述導(dǎo)熱片的另一側(cè)表面為用于與空氣接觸的工作面;所述導(dǎo)熱腔內(nèi)填充有導(dǎo) 熱填充物，所述導(dǎo)熱填充物填充了溫度傳感器與導(dǎo)熱腔之間的空隙；所述溫度傳感器的引 腳從導(dǎo)熱腔中引出。
[0005] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述導(dǎo)熱片的工作面具有權(quán)皺。
[0006] 作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述導(dǎo)熱填充物的材料為導(dǎo)熱娃脂。
[0007] 作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述導(dǎo)熱腔的尺寸大于所述溫度傳感器的尺 寸。
[000引作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述溫度傳感器為熱敏電阻。
[0009] 本實用新型的另一個方面，提供一種測溫裝置，包括殼體、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器 和溫度顯示模塊，其還包括W上所述的測溫模塊，所述測溫模塊的溫度傳感器通過引腳與 所述A/D轉(zhuǎn)換電路相連。
[0010] 作為上述技術(shù)方案的改進，所述導(dǎo)熱腔被熱的不良導(dǎo)體所覆蓋，所述導(dǎo)熱片的工 作面外露在殼體的表面。
[0011] 作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述測溫模塊注塑到所述殼體上。
[0012] 作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述測溫裝置的殼體整體呈水瓶蓋狀。
[0013] 本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的測溫模塊及檢測裝置，由于導(dǎo)熱片 整體呈薄片狀，其具有較大的表面積，在隔空對被測對象(水)進行溫度測量時，與被測對象 之間的空氣的接觸面積較大，可W快速的跟隨空氣溫度變化而產(chǎn)生溫度變化，同時由于導(dǎo) 熱腔內(nèi)導(dǎo)熱填充物的作用，溫度傳感器與導(dǎo)熱腔之間的空隙也不存在導(dǎo)熱性不好的空氣， 因此，被導(dǎo)熱腔所包裹的溫度傳感器則可w快速的響應(yīng)，可w快速隔空測得被測物體的溫 度。
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步說明：
[0015] 圖1是本實用新型可隔空快速測量水溫的測溫模塊的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2是本實用新型可隔空快速測量水溫的測溫裝置的一實施例的剖視圖；
[0017] 圖3是本實用新型的可隔空快速測量水溫的測溫裝置的另一實施例的剖視圖；
[0018] 圖4是本實用新型的可隔空快速測量水溫的測溫裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖5是本實用新型的可隔空快速測量水溫的測溫裝置的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0020] 圖6是本實用新型可隔空快速測量水溫的測溫模塊的導(dǎo)熱片的一實施例的正視 圖；
[0021 ]圖7是本實用新型的一實施例的數(shù)據(jù)折線圖。
【具體實施方式】
[0022] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可W相 互組合。
[0023] 參照圖1，為本實用新型可隔空快速測量水溫的測溫模塊的一實施例的結(jié)構(gòu)示意 圖。該測溫模塊包括溫度傳感器，可W為熱敏電阻，包括NTC熱敏電阻或者為PTC熱敏電阻； 還包括導(dǎo)熱片5,其為極薄的且具有較大表面積的片狀結(jié)構(gòu)，其材料通常為導(dǎo)熱系數(shù)較大的 金屬，同時也允許是其它材質(zhì)，只要該材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)大即可；導(dǎo)熱片5的一側(cè)表面延伸設(shè) 置有一容納溫度傳感器的導(dǎo)熱腔4,作為優(yōu)選的實施方式，所述導(dǎo)熱腔4包裹住所述溫度傳 感器，即所述導(dǎo)熱腔4的尺寸略大于所述溫度傳感器的尺寸，使得導(dǎo)熱腔4與溫度傳感器之 間的空隙較小，排出導(dǎo)熱能力極差的空氣的影響，使得導(dǎo)熱效果更好;導(dǎo)熱片5的另一側(cè)表 面為用于與空氣接觸的工作面;導(dǎo)熱腔4內(nèi)填充有材料為導(dǎo)熱娃脂的導(dǎo)熱填充物6,作用是 排出導(dǎo)熱能力極差的空氣，使該測溫模塊的溫度響應(yīng)速率較高；當(dāng)然，在條件允許的情況 下，使用石墨締、人造金剛石或銀粉等導(dǎo)熱系數(shù)極大的材料，將會使本測溫模塊的溫度響應(yīng) 速率更高;溫度傳感器的引腳7從導(dǎo)熱腔4中引出。利用該測溫模塊，其測溫效率較高。
[0024] 參照圖2,為本實用新型可隔空快速測量水溫的測溫裝置的一實施例的剖視圖。該 測溫裝置包括所述測溫模塊，所述測溫模塊包括溫度傳感器3，用于感知溫度的變化，其體 積盡量小，使其可W具有更短的熱響應(yīng)時間；其還包括導(dǎo)熱腔4,其包裹住溫度傳感器3,所 述導(dǎo)熱腔4的尺寸略大于所述溫度傳感器3的尺寸，導(dǎo)熱腔4通常是被熱的不良導(dǎo)體所包裹， 使得其不與其它導(dǎo)熱能力強的材質(zhì)直接接觸，運樣可W保證本測溫模塊只通過導(dǎo)熱片5感 知空氣溫度的變化，而不會受到其它溫度干擾;所述導(dǎo)熱腔4和溫度傳感器3之間填充有導(dǎo) 熱填充物6;導(dǎo)熱片5為薄片狀，所述導(dǎo)熱片5的一側(cè)表面與導(dǎo)熱腔4相連，導(dǎo)熱片5的另一側(cè) 表面為用于與空氣接觸的工作面，該工作面具有權(quán)皺，使得它與空氣的接觸面積較大，有助 于快速地隨空氣溫度的變化而變化。
[0025] 參照圖3,是本實用新型的可隔空快速測量水溫的測溫裝置的另一實施例的剖視 圖，該測溫裝置包括殼體1、A/D轉(zhuǎn)換電路（圖中未標(biāo)示）、微處理器（圖中未標(biāo)示)和溫度顯示 模塊(圖中未標(biāo)示），殼體1中安裝有測溫模塊2,所述測溫模塊2通過注塑的方式被安裝到該 測溫裝置中；所述測溫模塊的溫度傳感器通過引腳與所述A/D轉(zhuǎn)換電路相連。由于該基本電 路是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的技術(shù)，因此此處不再做詳細說明。
[0026] 圖4是本實用新型的可隔空快速測量水溫的測溫裝置的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 該測溫裝置8包括殼體1，殼體1中安裝有測溫模塊2,所述測溫模塊2通過注塑的方式被安裝 到該測溫裝置8中。
[0027] 作為該測溫裝置的一個實施例，所述測溫裝置8的殼體1整體呈水瓶蓋狀，該裝置 測溫效率較高，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于實現(xiàn)。
[0028] 參照圖5,是本實用新型的可隔空快速測量水溫的測溫裝置的另一實施例的結(jié)構(gòu) 示意圖。該測溫裝置8包括殼體1，其中導(dǎo)熱片一側(cè)表面為用于與空氣接觸的工作面，導(dǎo)熱片 的工作面外露在殼體1的表面，該工作面具有權(quán)皺，使得它與空氣的接觸面積較大，有助于 快速地隨空氣溫度的變化而變化;該測溫裝置8材料為熱的不良導(dǎo)體，該測溫裝置8進行測 溫時，導(dǎo)熱片的工作面直接面向被測環(huán)境，可與被測環(huán)境內(nèi)部的空氣相接觸。
[0029] 圖6是本實用新型可隔空快速測量水溫的測溫模塊的導(dǎo)熱片的一實施例的正視 圖。導(dǎo)熱片5為極薄的且具有較大表面積的片狀結(jié)構(gòu)，其材料通常為導(dǎo)熱系數(shù)較大的金屬， 同時也允許是其它材質(zhì)，只要該材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)大即可薄片狀，其一側(cè)表面為用于與空氣 接觸的工作面，該工作面具有權(quán)皺，使得它與空氣的接觸面積較大，有助于快速地隨空氣溫 度的變化而變化。
[0030] 除了用常規(guī)的方式獲取溫度數(shù)據(jù)外，本實用新型還提供一種優(yōu)選的利用上述測溫 模塊、檢測裝置W及水瓶的隔空測量水溫的方法。
[0031] 由于水壺具備保溫功能，在相對較長的時間內(nèi)都可W認(rèn)為壺內(nèi)水溫是恒定不變 的。在水壺運個密閉空間內(nèi)，空氣溫度因為熱傳導(dǎo)、對流和熱福射迅速地與水溫趨于一致， 即空氣的溫度也可W認(rèn)為是恒定不變的。在此前提下，可W將NTC熱敏電阻視為一個放入 運個恒溫環(huán)境中的一個物體，此物體溫度變化速率與當(dāng)前物體和環(huán)境溫度差成正比，而運 個比例系數(shù)恒等于NTC熱敏電阻外層材料的熱傳遞系數(shù)。當(dāng)需要測量水溫時，讀取NTC熱 敏電阻的溫度，記為To;間隔一個采樣周期t之后再讀取一次NTC熱敏電阻的溫度，記為 Τι;再間隔一個采樣周期t之后再讀取一次NTC熱敏電阻的溫度，記為T2。此時可求得水 溫：
[0032] Tw=Ti+k*( T2-T0 )
[0033] 為了驗證W上數(shù)學(xué)模型在實際應(yīng)用中的可行性，將NTC熱敏電阻快速放入(懸空 放置)裝有80°C熱水的水壺中，并迅速密封水壺W防止蒸汽泄漏，運時每過500ms采集一次 NTC熱敏電阻的溫度。W下為某次實驗的數(shù)據(jù)表格：
[0034]
[0035] 將表格中的數(shù)據(jù)繪制成折線圖，如圖7所示。由圖表可知，在實際的應(yīng)用場景中， NTC熱敏電阻的溫度變化的速率與當(dāng)前NTC熱敏電阻與熱水溫差呈線性相關(guān);趨勢線為 = 0.0061 + 1.9684,該直線斜率極小，表明該數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)誤差極小，即說明了 W上 數(shù)學(xué)模型的正確性;在該實驗過程中，預(yù)測溫度與實際溫度差值小于±1.6°C，即在本次實 驗中，隨機誤差范圍為±1.6°CW內(nèi)。綜上，本方法在實際應(yīng)用中可行。
[0036] W上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實 施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做作出種種的等同變 形或替換，運些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種可隔空快速測量水溫的測溫模塊，包括溫度傳感器，其特征在于:還包括一薄片 狀的導(dǎo)熱片，所述導(dǎo)熱片的一側(cè)表面延伸設(shè)置有一容納所述溫度傳感器的導(dǎo)熱腔，所述導(dǎo) 熱片的另一側(cè)表面為用于與空氣接觸的工作面;所述導(dǎo)熱腔內(nèi)填充有導(dǎo)熱填充物，所述導(dǎo) 熱填充物填充了溫度傳感器與導(dǎo)熱腔之間的空隙；所述溫度傳感器的引腳從導(dǎo)熱腔中引 出。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測溫模塊，其特征在于:所述導(dǎo)熱片的工作面具有褶皺。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測溫模塊，其特征在于:所述導(dǎo)熱填充物的材料為導(dǎo)熱硅脂。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測溫模塊，其特征在于:所述導(dǎo)熱腔的尺寸大于所述溫度傳感 器的尺寸。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的測溫模塊，其特征在于:所述溫度傳感器為熱敏電 阻。6. -種測溫裝置，包括殼體、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器和溫度顯示模塊，其特征在于：還 包括權(quán)利要求1至5任一項所述的測溫模塊，所述測溫模塊的溫度傳感器通過引腳與所述A/ D轉(zhuǎn)換電路連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測溫裝置，其特征在于:所述導(dǎo)熱腔被熱的不良導(dǎo)體所覆蓋， 所述導(dǎo)熱片的工作面外露在殼體的表面。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測溫裝置，其特征在于:所述測溫模塊注塑到所述殼體上。9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項所述的測溫裝置，其特征在于:所述測溫裝置的殼體整體 呈水瓶蓋狀。
【文檔編號】G01K7/22GK205483320SQ201620052050
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月19日
【發(fā)明人】胡建偉
【申請人】深圳麥開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司