RU169976U1 - temperature sensor - Google Patents
temperature sensor Download PDFInfo
- Publication number
- RU169976U1 RU169976U1 RU2016143065U RU2016143065U RU169976U1 RU 169976 U1 RU169976 U1 RU 169976U1 RU 2016143065 U RU2016143065 U RU 2016143065U RU 2016143065 U RU2016143065 U RU 2016143065U RU 169976 U1 RU169976 U1 RU 169976U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermistor
- sensor
- temperature
- shape
- heat
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K2007/163—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements provided with specially adapted connectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/22—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
- G01K7/223—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor characterised by the shape of the resistive element
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для измерения температуры нагрева поверхности лунок термоблоков термошейкеров в диапазоне (20…100)°С. Термошейкеры применяются в медицине, служат для перемешивания реагентов при лабораторных анализах и требуют повышенной точности поддержания температуры перемешивания. Предложенный датчик температуры содержит терморезистор, находящийся вне корпуса датчика, фарфоровую двухканальную трубку, выполняющую роль корпуса датчика и одновременно теплоизолятора, защитный теплопроводящий кожух рабочей зоны терморезистора конической формы и соединительные проводники, соединяющие выводы терморезистора и внешние провода. От известных конструкций полезная модель отличается тем, что датчик не имеет внешнего металлического корпуса, терморезистор (рабочая зона) вынесен за пределы корпуса датчика и соединен с внешними проводами соединительными проводниками малого сечения, проложенными в отдалении от теплопроводящих частей датчика. При этом защитный теплопроводящий кожух, окружающий терморезистор и конец фарфоровой трубки, имеет форму, полностью повторяющую форму внутренней поверхности лунки термошейкера. Технический результат - измерение температуры поверхности лунки с высокой точностью вне зависимости от условий внешней среды. 1 ил.The utility model relates to devices designed to measure the temperature of the heating surface of the wells of thermoblock thermo-shakers in the range (20 ... 100) ° С. Thermoshakers are used in medicine, they are used for mixing reagents in laboratory analyzes and require increased accuracy to maintain the mixing temperature. The proposed temperature sensor comprises a thermistor located outside the sensor body, a porcelain two-channel tube acting as a sensor body and simultaneously a heat insulator, a protective heat-conducting casing of the working area of the conical shape of the thermistor, and connecting conductors connecting the terminals of the thermistor and external wires. The utility model differs from the known designs in that the sensor does not have an external metal case, the thermistor (working area) is moved outside the sensor case and connected to external wires by connecting conductors of small cross-section, laid away from the heat-conducting parts of the sensor. In this case, the protective heat-conducting casing surrounding the thermistor and the end of the porcelain tube has a shape that completely repeats the shape of the inner surface of the thermo-shaker well. The technical result is a measurement of the surface temperature of the hole with high accuracy regardless of environmental conditions. 1 ill.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам, предназначенным для измерения температуры нагрева поверхности лунок термоблоков термошейкеров в диапазоне (20…100)°С. Термошейкеры применяются в медицине, служат для перемешивания реагентов при лабораторных анализах и требуют повышенной точности поддержания температуры перемешивания. Лунки предназначены для установки микропробирок емкостью от 0,5 до 2 мл, имеют соответствующие размеры и довольно сложную форму внутренней поверхности (цилиндр, переходящий в конус, переходящий в сферу).The proposed utility model relates to devices designed to measure the temperature of the heating surface of the wells of thermoblock thermo-shakers in the range (20 ... 100) ° C. Thermoshakers are used in medicine, they are used for mixing reagents in laboratory analyzes and require increased accuracy to maintain the mixing temperature. Wells are designed for the installation of microtubes with a capacity of 0.5 to 2 ml, have appropriate dimensions and a rather complex shape of the inner surface (cylinder turning into a cone, turning into a sphere).
Для измерения температуры лунки с точностью ±0,2°С в диапазоне температур (20…100)°С датчик должен удовлетворять следующим специальным требованиям:To measure the temperature of a well with an accuracy of ± 0.2 ° C in the temperature range (20 ... 100) ° C, the sensor must satisfy the following special requirements:
- рабочая область датчика должна полностью находиться в лунке;- the working area of the sensor should be completely in the hole;
- теплопроводность промежутка «стенка лунки - терморезистор» должна быть максимально возможной;- the thermal conductivity of the gap "wall of the hole - thermistor" should be as possible;
- теплопередача от терморезистора в окружающую среду должна быть минимально возможной.- heat transfer from the thermistor to the environment should be as low as possible.
Большинство известных описанных и выпускаемых датчиков температуры имеют конструкцию, предназначенную для применения в сугубо конкретных условиях (трубопроводы, резервуары, двигатели и т.д.). Среди них отсутствуют специализированные датчики для измерения температуры в лунках, потому что не удовлетворяют одновременно всем трем требованиям (велики по габаритам рабочей области, или же имеют неприемлемую форму рабочей области, не обеспечивающую хороший тепловой контакт, или же имеют повышенную теплоотдачу в окружающую среду за счет внешних элементов конструкции). Поэтому они неприменимы для выполнения поставленной задачи.Most of the known temperature sensors described and produced have a design designed for use in very specific conditions (pipelines, tanks, engines, etc.). Among them, there are no specialized sensors for measuring the temperature in the wells, because they do not simultaneously satisfy all three requirements (they are large in size of the working area, or have an unacceptable shape of the working area that does not provide good thermal contact, or have increased heat transfer to the environment due to external structural elements). Therefore, they are not applicable for the task.
Известна конструкция цилиндрического датчика, описанная в патенте на полезную модель RU №111288 (МПК G01K 7/00, опуб. 10.12.2011 г.), которая может быть применена для измерения температуры поверхности лунок. Датчик состоит из платинового терморезистора, помещенного в металлическую гильзу, заполненную внутренней минеральной изоляцией на основе Al2O3. К открытому торцу гильзы встык присоединена кабельная вставка, через которую из датчика наружу выходят выводы терморезистора.Кабельная вставка представляет собой тонкую металлическую трубку, заполненную компаундом на основе Al2O3. Вся эта сборная конструкция помещена коаксиально в защитный цилиндрический чехол большего диаметра и высоты. Пустое пространство между ними заполнено внешней минеральной изоляцией на основе Al2O3.A known design of a cylindrical sensor described in the patent for utility model RU No. 111288 (IPC G01K 7/00, publ. 10.12.2011), which can be used to measure the surface temperature of the holes. The sensor consists of a platinum thermistor placed in a metal sleeve filled with internal mineral insulation based on Al 2 O 3 . A cable insert is connected to the open end of the sleeve, through which the thermistor leads come out from the sensor. The cable insert is a thin metal tube filled with a compound based on Al 2 O 3 . This entire prefabricated structure is placed coaxially in a protective cylindrical case of a larger diameter and height. The empty space between them is filled with external mineral insulation based on Al 2 O 3 .
Несмотря на то, что изготовление датчика требуемых размеров для поставленной задачи возможно, он не будет удовлетворять специальным требованиям. Так, будет иметь место существенная теплоотдача от терморезистора в окружающую среду по путям «терморезистор - внутренняя изоляция - кабельная вставка - внешние провода», а также «терморезистор - внутренняя изоляция - металлическая гильза - внешняя изоляция - кабельная вставка - внешние провода». Кроме того, теплоотдача датчика в окружающую среду может происходить с верхнего торца датчика из-за относительно большого поперечного сечения.Despite the fact that the manufacture of a sensor of the required size for the task is possible, it will not satisfy special requirements. So, there will be significant heat transfer from the thermistor to the environment along the paths "thermistor - internal insulation - cable insert - external wires", as well as "thermistor - internal insulation - metal sleeve - external insulation - cable insert - external wires". In addition, the heat transfer of the sensor to the environment can occur from the upper end of the sensor due to the relatively large cross section.
Тепловая проводимость промежутка «стенка лунки - терморезистор» будет неудовлетворительной, поскольку форма датчика не совпадает с формой внутренней поверхности лунки. Кроме того, сложная конструкция датчика (многослойная структура с четырьмя переходами между материалами) также снижает теплопроводность.The thermal conductivity of the gap “wall of the hole - thermistor” will be unsatisfactory, since the shape of the sensor does not coincide with the shape of the inner surface of the hole. In addition, the complex design of the sensor (multi-layer structure with four transitions between materials) also reduces thermal conductivity.
Наиболее близким к рассматриваемому устройству является термометр сопротивления ДТС014, паспорт КУВФ.405210.003ПС, выпускаемый ООО «Научно-производственная фирма ОВЕН-К». Термометр представляет собой тонкостенный латунный стакан диаметром 5 мм и высотой 20 мм. Внутри помещен платиновый терморезистор, подсоединенный к трехжильному экранированному внешнему проводу. Свободное пространство в стакане, включая и конец экранированного провода, залито теплопроводящим компаундом.Closest to the device in question is a resistance thermometer DTS014, passport KUVF.405210.003PS, manufactured by OVEN-K Scientific-Production Company LLC. The thermometer is a thin-walled brass cup with a diameter of 5 mm and a height of 20 mm. Inside there is a platinum thermistor connected to a three-core shielded external wire. The free space in the glass, including the end of the shielded wire, is filled with a heat-conducting compound.
Описанная полезная модель также не соответствует специальным требованиям, которые предъявляются к датчику для измерения температуры лунки с точностью ±0,2°С в диапазоне температур (20…100)°С. Термометр сопротивления имеет значительную теплопередачу в окружающую среду по короткому пути «термистор - теплопроводящий компаунд - экранная оплетка внешнего провода».The described utility model also does not meet the special requirements that apply to the sensor for measuring the temperature of the hole with an accuracy of ± 0.2 ° C in the temperature range (20 ... 100) ° C. The resistance thermometer has a significant heat transfer to the environment along the short path “thermistor - heat-conducting compound - screen braid of the external wire”.
Тепловая проводимость промежутка «стенка лунки - терморезистор» неудовлетворительна, поскольку форма датчика не совпадает с формой внутренней поверхности лунки.The thermal conductivity of the gap “wall of the hole - thermistor” is unsatisfactory, because the shape of the sensor does not coincide with the shape of the inner surface of the hole.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является измерение температуры поверхности лунки с высокой точностью вне зависимости от условий внешней среды.The problem solved by the proposed utility model is to measure the surface temperature of the hole with high accuracy regardless of environmental conditions.
Указанный технический результат достигается за счет применения цилиндрического датчика строго ограниченных размеров, в котором приняты специальные меры к минимизации утечки тепла через внешние провода и одновременно повышена теплопроводность промежутка «корпус - терморезистор».The specified technical result is achieved through the use of a cylindrical sensor of strictly limited dimensions, in which special measures are taken to minimize heat leakage through external wires and at the same time the thermal conductivity of the “housing - thermistor” gap is increased.
Указанный технический результат достигается тем, что датчик температуры содержит терморезистор, находящийся вне корпуса датчика, фарфоровую двухканальную трубку, выполняющую роль корпуса датчика и одновременно теплоизолятора, защитный кожух терморезистора конической формы и соединительные проводники, соединяющие выводы терморезистора и внешние провода, отличающийся тем, что датчик не имеет внешнего металлического корпуса, терморезистор вынесен за пределы корпуса датчика и соединен с внешними проводами соединительными проводниками, проложенными в отдалении от теплопроводящих частей датчика.The specified technical result is achieved in that the temperature sensor contains a thermistor located outside the sensor body, a porcelain two-channel tube acting as a sensor body and simultaneously a heat insulator, a conical shape of the thermistor and connecting conductors connecting the terminals of the thermistor and external wires, characterized in that the sensor does not have an external metal case, the thermistor is moved outside the sensor case and connected to external wires by connecting conductors and laid away from the heat-conducting parts of the sensor.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема устройства в разрезе по каналам трубки, то есть по ее диаметру.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a diagram of the device in section along the channels of the tube, that is, by its diameter.
Датчик температуры содержит фарфоровую двухканальную трубку 1, являющуюся основой конструкции, диаметром 3 мм и такой длины, чтобы при проведении измерений нерабочий конец датчика находился вне зоны измерений. Малый диаметр трубки (3 мм) и малая теплопроводность алюмосиликатного фарфора (1…2,6 Вт/м⋅К) обеспечивают хорошую теплоизоляцию рабочей зоны датчика от окружающей среды. Плоский платиновый терморезистор 2 (2×2 мм) установлен ребром на торце трубки 1 таким образом, что его выводы пропущены в каналы трубки 1. Терморезистор окружен коническим защитным кожухом 7, выполненным заливкой, состоящей из компаунда с наполнителем SiC или Al2O3. Теплопроводность наполнителя составляет для SiC 40 Вт/м⋅К, а для Al2O3 19-30 Вт/м*К. Поверхность кожуха 7 повторяет форму внутренней поверхности лунки, что увеличивает площадь соприкосновения и, тем самым, повышает теплопроводность промежутка «стенка лунки - терморезистор». Тонкие соединительные проводники 3 марки ПЭВ-1-0,2 ГОСТ 7262-68 припаяны к выводам терморезистора 2, места пайки 8, а свободные концы проводников 3 пропущены через каналы трубки 1 и выведены на ее внешнюю поверхность, и к ним припаяны внешние гибкие соединительные провода 5 марки МС26-0,12 ТУ16.505.530-81, места пайки 4. Места пайки 4 фиксируются заливкой цилиндрической формы 6, состоящей из изолирующего компаунда с наполнителем любого состава. Малое сечение соединительных проводников 3 (0,03 мм2) обеспечивает минимальный отток тепла от терморезистора во внешние провода 5. Пределы рабочей зоны датчика ограничиваются пределами кожуха 7.The temperature sensor contains a porcelain two-
Датчик предназначен для работы с цифровым измерителем ТРМ200 по трехпроводной схеме включения. При измерениях датчик устанавливается на дно лунки в вертикальном положении. Надежное прилегание защитного кожуха рабочей зоны датчика к стенкам лунки обеспечивается автоматически за счет формы поверхности кожуха 7.The sensor is designed to operate with a TPM200 digital meter using a three-wire switching circuit. During measurements, the sensor is mounted on the bottom of the well in a vertical position. A reliable fit of the protective casing of the working area of the sensor to the walls of the hole is provided automatically due to the surface shape of the
При измерениях терморезистор 2 нагревается через защитный кожух 7 и изменяет свое сопротивление. Сигнал снимается с внешних проводов 5 и фиксируется цифровым измерителем температуры ТРМ200, в котором происходит преобразование сигнала в значение температуры.During measurements, the
Предлагаемая конструкция полезной модели удовлетворяет всем трем специальным требованиям для измерения температуры поверхности лунок, которые описаны выше.The proposed design of the utility model satisfies all three special requirements for measuring the surface temperature of the wells, which are described above.
Конструкция датчика также отличается простотой и технологичностью в изготовлении, причем для его изготовления из нестандартного оборудования требуются всего две заливочные формы, изготовленные из фторопласта и предназначенные для формирования защитного кожуха 7 и заливки мест вывода внешних проводов 6.The design of the sensor is also notable for its simplicity and manufacturability, and for its manufacture from non-standard equipment only two casting molds made of fluoroplastic and designed to form a
Таким образом, отсутствие в предлагаемом датчике температуры внешнего металлического корпуса, применение в качестве корпуса фарфоровой трубки с низкой тепловой проводимостью, вынесение терморезистора за пределы корпуса, соединение терморезистора с внешними проводами тонкими соединительными проводниками и форма защитного кожуха терморезистора, повторяющая форму внутренней поверхности лунки, обеспечивают измерение температуры поверхности лунки с высокой точностью вне зависимости от условий внешней среды.Thus, the absence of an external metal casing in the proposed temperature sensor, the use of a porcelain tube with low thermal conductivity as the casing, the removal of the thermistor outside the casing, the connection of the thermistor with external wires with thin connecting conductors and the shape of the thermistor's protective casing, repeating the shape of the inner surface of the hole, provide measurement of the surface temperature of the hole with high accuracy regardless of environmental conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016143065U RU169976U1 (en) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | temperature sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016143065U RU169976U1 (en) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | temperature sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU169976U1 true RU169976U1 (en) | 2017-04-11 |
Family
ID=58641621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016143065U RU169976U1 (en) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | temperature sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU169976U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU197211U1 (en) * | 2019-12-19 | 2020-04-13 | Общество с ограниченной ответственностью "АвтоТрейд" | temperature sensor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU50658U1 (en) * | 2005-08-05 | 2006-01-20 | Закрытое акционерное общество Промышленная группа "Метран" | TEMPERATURE SENSOR |
RU58703U1 (en) * | 2006-05-19 | 2006-11-27 | Ижевский государственный технический университет | RESISTANCE THERMAL TRANSDUCER |
DE102006034246B3 (en) * | 2006-07-21 | 2007-11-22 | Beru Ag | Temperature sensor for resistance thermometer, has loop serving as expansion compensation device arranged in sleeve for lead of measuring resistor, and filler material e.g. magnesium oxide, filled upto rear end of protective pipe |
RU105442U1 (en) * | 2011-01-12 | 2011-06-10 | Виктор Александрович Куликов | RESISTANCE THERMAL CONVERTER |
RU111288U1 (en) * | 2011-07-21 | 2011-12-10 | Закрытое акционерное общество Промышленная группа "Метран" | TEMPERATURE SENSOR |
-
2016
- 2016-11-02 RU RU2016143065U patent/RU169976U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU50658U1 (en) * | 2005-08-05 | 2006-01-20 | Закрытое акционерное общество Промышленная группа "Метран" | TEMPERATURE SENSOR |
RU58703U1 (en) * | 2006-05-19 | 2006-11-27 | Ижевский государственный технический университет | RESISTANCE THERMAL TRANSDUCER |
DE102006034246B3 (en) * | 2006-07-21 | 2007-11-22 | Beru Ag | Temperature sensor for resistance thermometer, has loop serving as expansion compensation device arranged in sleeve for lead of measuring resistor, and filler material e.g. magnesium oxide, filled upto rear end of protective pipe |
RU105442U1 (en) * | 2011-01-12 | 2011-06-10 | Виктор Александрович Куликов | RESISTANCE THERMAL CONVERTER |
RU111288U1 (en) * | 2011-07-21 | 2011-12-10 | Закрытое акционерное общество Промышленная группа "Метран" | TEMPERATURE SENSOR |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU197211U1 (en) * | 2019-12-19 | 2020-04-13 | Общество с ограниченной ответственностью "АвтоТрейд" | temperature sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105004443B (en) | Thermal radiation resistant NTC temperature sensor and its application | |
US10473510B2 (en) | Continuous-type long-ranged molten metal level measuring device and thermal system using multi-point temperature sensor | |
CA2933495C (en) | Non-intrusive temperature measurement assembly | |
US2999121A (en) | Fast acting totally expendable immersion thermocouple | |
JPH0464421B2 (en) | ||
CN205642664U (en) | Infrared ray platinum resistance temperature sensor | |
US20210181032A1 (en) | Temperature measuring device and method for determining temperature | |
RU169976U1 (en) | temperature sensor | |
CN206930376U (en) | Temperature measurement device in a distributed manner | |
CN105371976A (en) | Thermal resistance temperature measuring device and temperature measuring method | |
CN102507036A (en) | MMW (millimeter wave) power sensor and calorimeter provided with same | |
CN203519207U (en) | Heat flux sensor | |
WO2015083298A1 (en) | Water level sensor | |
CN102645286B (en) | Built-in ring support temperature measuring device | |
CN106918398B (en) | A kind of computer CPU temperature thermocouple structure | |
RU197211U1 (en) | temperature sensor | |
RU111288U1 (en) | TEMPERATURE SENSOR | |
RU2700726C1 (en) | Heat flux sensor | |
RU58703U1 (en) | RESISTANCE THERMAL TRANSDUCER | |
CN207675325U (en) | The temperature element of small slotting deep accurate measurement can be achieved | |
CN102889943A (en) | NTC (Negative Temperature Coefficient) temperature sensor | |
RU174324U1 (en) | JUMPER HEATED CUP | |
JP6663799B2 (en) | Liquid level sensor | |
CN211373867U (en) | Thermocouple with protective structure | |
RU2633405C1 (en) | Device for measuring thermal conductivity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD9K | Change of name of utility model owner |