CN205483320U - 一种可隔空快速测量水温的测温模块及装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可隔空快速测量水温的测温模块，包括温度传感器，还包括一薄片状的导热片，所述导热片的一侧表面延伸设置有一容纳所述温度传感器的导热腔，所述导热片的另一侧表面为用于与空气接触的工作面；所述导热腔内填充有导热填充物，所述导热填充物填充了温度传感器与导热腔之间的空隙。一种测温装置，包括壳体、转换电路和温度显示模块，还包括以上所述的测温模块，所述测温模块的温度传感器通过引脚与所述转换电路相连。利用该测温模块和测温装置，其测温效率较高，可以快速隔空测得被测物体的温度，可广泛应用于温度测量领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度测量的领域，具体涉及一种测量水温的测温模块及测温装置。
背景技术
为了保证温度测量的快捷和准确，在很多温度测量的场合，都是将测温装置和被测对象直接接触的，例如，生活中常见的体温测量、气温测量等。然而，对于饮用水这类测温对象而言，是不适合与测温装置直接接触的。而且，如果利用现有的测温装置对饮用水进行隔空测量，测温的速度会很慢。例如，利用常规的温度传感器测温方案，如果将其直接与被测物体接触，大约需要8秒就可以测得被测对象的准确温度，而如果进行隔空测量，则至少需要几分钟时间才可以获得准确的温度。因此，有必要进行改进。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种可隔空快速测量水温的测温模块及检测装置。
本实用新型一个方面提供一种可隔空快速测量水温的测温模块，包括温度传感器，还包括一薄片状的导热片，所述导热片的一侧表面延伸设置有一容纳所述温度传感器的导热腔，所述导热片的另一侧表面为用于与空气接触的工作面；所述导热腔内填充有导热填充物，所述导热填充物填充了温度传感器与导热腔之间的空隙；所述温度传感器的引脚从导热腔中引出。
作为上述技术方案的改进，所述导热片的工作面具有褶皱。
作为上述技术方案的进一步改进，所述导热填充物的材料为导热硅脂。
作为上述技术方案的进一步改进，所述导热腔的尺寸大于所述温度传感器的尺寸。
作为上述技术方案的进一步改进，所述温度传感器为热敏电阻。
本实用新型的另一个方面，提供一种测温装置，包括壳体、A/D转换电路、微处理器和温度显示模块，其还包括以上所述的测温模块，所述测温模块的温度传感器通过引脚与所述A/D转换电路相连。
作为上述技术方案的改进，所述导热腔被热的不良导体所覆盖，所述导热片的工作面外露在壳体的表面。
作为上述技术方案的进一步改进，所述测温模块注塑到所述壳体上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述测温装置的壳体整体呈水瓶盖状。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的测温模块及检测装置，由于导热片整体呈薄片状，其具有较大的表面积，在隔空对被测对象（水）进行温度测量时，与被测对象之间的空气的接触面积较大，可以快速的跟随空气温度变化而产生温度变化，同时由于导热腔内导热填充物的作用，温度传感器与导热腔之间的空隙也不存在导热性不好的空气，因此，被导热腔所包裹的温度传感器则可以快速的响应，可以快速隔空测得被测物体的温度。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
图1是本实用新型可隔空快速测量水温的测温模块的一实施例的结构示意图；
图2是本实用新型可隔空快速测量水温的测温装置的一实施例的剖视图；
图3是本实用新型的可隔空快速测量水温的测温装置的另一实施例的剖视图；
图4是本实用新型的可隔空快速测量水温的测温装置的一实施例的结构示意图；
图5是本实用新型的可隔空快速测量水温的测温装置的另一实施例的结构示意图；
图6是本实用新型可隔空快速测量水温的测温模块的导热片的一实施例的正视图；
图7是本实用新型的一实施例的数据折线图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参照图1，为本实用新型可隔空快速测量水温的测温模块的一实施例的结构示意图。该测温模块包括温度传感器，可以为热敏电阻，包括NTC热敏电阻或者为PTC热敏电阻；还包括导热片5，其为极薄的且具有较大表面积的片状结构，其材料通常为导热系数较大的金属，同时也允许是其它材质，只要该材质的导热系数大即可；导热片5的一侧表面延伸设置有一容纳温度传感器的导热腔4，作为优选的实施方式，所述导热腔4包裹住所述温度传感器，即所述导热腔4的尺寸略大于所述温度传感器的尺寸，使得导热腔4与温度传感器之间的空隙较小，排出导热能力极差的空气的影响，使得导热效果更好；导热片5的另一侧表面为用于与空气接触的工作面；导热腔4内填充有材料为导热硅脂的导热填充物6，作用是排出导热能力极差的空气，使该测温模块的温度响应速率较高；当然，在条件允许的情况下，使用石墨烯、人造金刚石或银粉等导热系数极大的材料，将会使本测温模块的温度响应速率更高；温度传感器的引脚7从导热腔4中引出。利用该测温模块，其测温效率较高。
参照图2，为本实用新型可隔空快速测量水温的测温装置的一实施例的剖视图。该测温装置包括所述测温模块，所述测温模块包括温度传感器3，用于感知温度的变化，其体积尽量小，使其可以具有更短的热响应时间；其还包括导热腔4，其包裹住温度传感器3，所述导热腔4的尺寸略大于所述温度传感器3的尺寸，导热腔4通常是被热的不良导体所包裹，使得其不与其它导热能力强的材质直接接触，这样可以保证本测温模块只通过导热片5感知空气温度的变化，而不会受到其它温度干扰；所述导热腔4和温度传感器3之间填充有导热填充物6；导热片5为薄片状，所述导热片5的一侧表面与导热腔4相连，导热片5的另一侧表面为用于与空气接触的工作面，该工作面具有褶皱，使得它与空气的接触面积较大，有助于快速地随空气温度的变化而变化。
参照图3，是本实用新型的可隔空快速测量水温的测温装置的另一实施例的剖视图，该测温装置包括壳体1、A/D转换电路（图中未标示）、微处理器（图中未标示）和温度显示模块（图中未标示），壳体1中安装有测温模块2，所述测温模块2通过注塑的方式被安装到该测温装置中；所述测温模块的温度传感器通过引脚与所述A/D转换电路相连。由于该基本电路是本领域技术人员公知的技术，因此此处不再做详细说明。
图4是本实用新型的可隔空快速测量水温的测温装置的一实施例的结构示意图。该测温装置8包括壳体1，壳体1中安装有测温模块2，所述测温模块2通过注塑的方式被安装到该测温装置8中。
作为该测温装置的一个实施例，所述测温装置8的壳体1整体呈水瓶盖状，该装置测温效率较高，且结构简单，成本低廉，易于实现。
参照图5，是本实用新型的可隔空快速测量水温的测温装置的另一实施例的结构示意图。该测温装置8包括壳体1，其中导热片一侧表面为用于与空气接触的工作面，导热片的工作面外露在壳体1的表面，该工作面具有褶皱，使得它与空气的接触面积较大，有助于快速地随空气温度的变化而变化；该测温装置8材料为热的不良导体，该测温装置8进行测温时，导热片的工作面直接面向被测环境，可与被测环境内部的空气相接触。
图6是本实用新型可隔空快速测量水温的测温模块的导热片的一实施例的正视图。导热片5为极薄的且具有较大表面积的片状结构，其材料通常为导热系数较大的金属，同时也允许是其它材质，只要该材质的导热系数大即可薄片状，其一侧表面为用于与空气接触的工作面，该工作面具有褶皱，使得它与空气的接触面积较大，有助于快速地随空气温度的变化而变化。
除了用常规的方式获取温度数据外，本实用新型还提供一种优选的利用上述测温模块、检测装置以及水瓶的隔空测量水温的方法。
由于水壶具备保温功能，在相对较长的时间内都可以认为壶内水温是恒定不变的。在水壶这个密闭空间内，空气温度因为热传导、对流和热辐射迅速地与水温趋于一致，即空气的温度也可以认为是恒定不变的。在此前提下，可以将 NTC 热敏电阻视为一个放入这个恒温环境中的一个物体，此物体温度变化速率与当前物体和环境温度差成正比，而这个比例系数恒等于 NTC 热敏电阻外层材料的热传递系数。当需要测量水温时，读取NTC 热敏电阻的温度，记为 T0；间隔一个采样周期t之后再读取一次 NTC 热敏电阻的温度，记为 T1；再间隔一个采样周期t之后再读取一次 NTC 热敏电阻的温度，记为 T2。此时可求得水温：
Tw=T1+k*( T2-T0 )
为了验证以上数学模型在实际应用中的可行性，将 NTC 热敏电阻快速放入（悬空放置）装有80℃热水的水壶中，并迅速密封水壶以防止蒸汽泄漏，这时每过500ms采集一次 NTC 热敏电阻的温度。以下为某次实验的数据表格：
将表格中的数据绘制成折线图，如图7所示。由图表可知，在实际的应用场景中， NTC 热敏电阻的温度变化的速率与当前 NTC 热敏电阻与热水温差呈线性相关；趋势线为𝑧 = 0.0061𝑦
+ 1.9684，该直线斜率极小，表明该数学模型***误差极小，即说明了以上数学模型的正确性；在该实验过程中，预测温度与实际温度差值小于±1.6℃，即在本次实验中，随机误差范围为±1.6℃以内。综上，本方法在实际应用中可行。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种可隔空快速测量水温的测温模块，包括温度传感器，其特征在于：还包括一薄片状的导热片，所述导热片的一侧表面延伸设置有一容纳所述温度传感器的导热腔，所述导热片的另一侧表面为用于与空气接触的工作面；所述导热腔内填充有导热填充物，所述导热填充物填充了温度传感器与导热腔之间的空隙；所述温度传感器的引脚从导热腔中引出。
2.根据权利要求1所述的测温模块，其特征在于：所述导热片的工作面具有褶皱。
3.根据权利要求1所述的测温模块，其特征在于：所述导热填充物的材料为导热硅脂。
4.根据权利要求1所述的测温模块，其特征在于：所述导热腔的尺寸大于所述温度传感器的尺寸。
5.根据权利要求1至4任一项所述的测温模块，其特征在于：所述温度传感器为热敏电阻。
6.一种测温装置，包括壳体、A/D转换电路、微处理器和温度显示模块，其特征在于：还包括权利要求1至5任一项所述的测温模块，所述测温模块的温度传感器通过引脚与所述A/D转换电路连接。
7.根据权利要求6所述的测温装置，其特征在于：所述导热腔被热的不良导体所覆盖，所述导热片的工作面外露在壳体的表面。
8.根据权利要求7所述的测温装置，其特征在于：所述测温模块注塑到所述壳体上。
9.根据权利要求6至8任一项所述的测温装置，其特征在于：所述测温装置的壳体整体呈水瓶盖状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201620052050.9U CN205483320U (zh) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | 一种可隔空快速测量水温的测温模块及装置 |
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| CN201620052050.9U CN205483320U (zh) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | 一种可隔空快速测量水温的测温模块及装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4368754A1 (de) * | 2022-11-08 | 2024-05-15 | Maschinenfabrik Rieter AG | Faserführungselement für eine karde |
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2016
- 2016-01-19 CN CN201620052050.9U patent/CN205483320U/zh not_active Expired - Fee Related
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