TW202012898A - 溫度感測器及指示器 - Google Patents

Abstract

一溫度感測器具有：一感熱元件，其收容在一腔室內，該感熱元件在一預定溫度由一第一組態變化成一第二組態；及一被偏壓構件，其被偏壓朝向該腔室。該被偏壓構件當該感熱元件在第一組態時起初無法進入該腔室且當該感熱元件在該第二組態時進入該腔室。在某些態樣中，該第一組態係固體且該第二組態係液體且一選擇性滲透元件設置成容許該感熱元件在該液體組態時離開該腔室。一指示器可設置成具有複數腳，該等腳初始地被該被偏壓構件固持在一扣持組態直到該被偏壓構件進入該腔室並釋放該等腳以便該指示器滑動。

Description

溫度感測器及指示器

這申請案主張2018年7月23日申請之美國暫時專利申請案第62/702166號，且該專利申請案全部在此加入作為各方面之參考。

某些實施例係有關於用於感測溫度增加到一預定臨界值以上之裝置。某些實施例係有關於用於提供溫度已增加到一預定臨界值以上之一目視指示的裝置。某些實施例係有關於用於感測電氣設備內之溫度變化到一預定臨界值以上且提供該件電氣設備內已發生溫度改變到該預定臨界值以上之一目視指示的裝置。某些實施例係有關於用於感測該電氣設備內溫度改變到二不同預定臨界值以上且提供只有該較低溫度臨界值或該較低溫度臨界值及該較高溫度臨界值均已超過之一目視指示的裝置。

電氣設備係現代社會之一常見裝置。配電網使用各種電氣設備，例如變壓器、電容器、反應器及電壓調整器。

如變壓器等之電氣設備的預期壽命會隨著該件電氣設備之操作溫度增加而減少。例如，對如變壓器等之某種電氣設備而言，該設備之預期壽命會隨著該設備經歷之連續操作溫度每增加大約5℃至10℃而減少一半。

若一件電氣設備經常地且一貫地在一高溫下操作，該件電氣設備會過早地失效(即，在該電氣設備之預期壽命到期前)。如果在比所需操作溫度高之一溫度下經常地且一貫地操作，審慎的作法是用具有一較大負載容量之一件電氣設備取代該件電氣設備。

舉例而言，變壓器使用壽命減少係一時間與溫度之函數，因此一變壓器在一過載溫度下操作越久，該變壓器之預期壽命減少越多。除非在非常高之溫度，一短暫過載不會明顯影響預期壽命；但是，經常過載會明顯影響該變壓器之預期壽命。因此，若一變壓器稍微過載，公共事業會進一步監測以決定是否這是一經常發生事件或偶發事件。若他們發現它是一經常發生事件，他們會用一設計成處理較高負載之一較大版本來取代該變壓器。若該變壓器嚴重地過載，表示已發生明顯之使用壽命減少，且該變壓器在一般基礎上可能稍微過載。

某些公用事業已發展出用於使其設備之壽命及維護它所需之工作量最佳化的實務。該等實務可包括依據其相對一基準溫度之操作溫度分類過載設備及依據該分類實施不同動作。例如，若一變壓器設計成在90℃之一基準溫度操作，則一變壓器在110℃操作時可分類為「過載」且在120℃操作時可分類為「極過載」。一件「過載」之設備會更密集地監測一段時間，而「極過載」之設備會立即更換。

因此需要提供可感測及指示電氣設備內之溫度變化的裝置以便協助決定是否該電氣設備在一「過載」或「極過載」狀態。亦需要提供該裝置，其中用於決定是否該電氣設備在一「過載」或「極過載」狀態操作之該電氣設備內的溫度變化指示可由該電氣設備之內部目視地取得。

相關技術之前述例子及與其相關之限制是說明用而非僅止於此。所屬技術領域中具有通常知識者可藉由閱讀說明書及研究圖式了解相關技術之其他限制。

在某些態樣中，提供一種溫度感測器。該溫度感測器具有：一感熱元件，其收容在一腔室內，該感熱元件係選擇成在一預定溫度由一第一組態變化組態成一第二組態；及一被偏壓構件，其被偏壓朝向該腔室，該被偏壓構件係當該感熱元件在第一組態時起初無法進入該腔室且當該感熱元件在該第二組態時可移動進入該腔室。在某些態樣中，該感熱元件係具有對應該預定溫度之一熔點的一材料且該組態之變化係由一固態至一液態之一相變化，且該腔室具有由一選擇性滲透元件形成之一部份以便當該感熱元件在一固態時將該感熱元件扣持在該腔室內，但當該感熱元件在一液態時容許該感熱元件離開該腔室。在某些態樣中，該選擇性滲透元件係一選擇性滲透膜。在某些態樣中，該選擇性滲透膜設置在該被偏壓構件與該感熱元件之間。

在某些態樣中，一指示器與該溫度感測器操作地接合以提供已超過該預定溫度之一目視或其他可感知指示。在某些態樣中，該指示器具有與該被偏壓構件操作地接合之一釋放機構，且該釋放機構可在該被偏壓構件移動進入該腔室後釋放。

在某些態樣中，一溫度感測器及指示器係設置成具有：一外殼，其具有一大致軸向延伸內孔，且一或多個傾斜扣持表面形成在該內孔中；及如上所述之一溫度感測器。一指示器係定位成用於在該外殼之該內孔內滑動且具有：一近部份，其具有至少一彈性致動腳，該至少一彈性致動腳具有多數傾斜釋放表面，且藉由該溫度感測器之該被偏壓構件之一遠端與該至少一彈性致動腳的接觸，該至少一彈性致動腳之各彈性致動腳的該等傾斜釋放表面初始地被扣持成與該外殼上之該對應至少一傾斜扣持表面接觸；一表面，用於接觸該溫度感測器之該被偏壓構件使得該被偏壓構件施加一遠偏壓力在該指示器上；及一機構，用於提供已釋放該指示器之一指示。

在某些態樣中，第一與第二溫度感測器及指示器係設置在一起，該第一溫度感測器及指示器係組配成在一低溫釋放且該第二溫度感測器及指示器係組配成在一高溫釋放。在某些態樣中，該等第一與第二溫度感測器及指示器係設置在一單一殼體中且可由該殼體獨立地移除並用例如組配成在一不同預定溫度臨界值致動之一不同溫度感測器及指示器更換。

在某些態樣中，提供一種感測溫度增加到一預定溫度臨界值以上之方法。一感熱元件設置在一腔室內，該感熱元件係選擇成在一預定溫度臨界值由一第一組態變化成一第二組態。一被偏壓構件被偏壓朝向該腔室，且當該感熱元件在該第一組態時起初無法進入該腔室。在該溫度上升到該預定溫度臨界值以上後，當該感熱元件在該第二組態時允許該被偏壓構件進入該腔室。在某些態樣中，該感熱元件具有固體之一第一組態及液體之一第二組態，且當該感熱元件在該第二組態時允許該被偏壓構件進入該腔室之該步驟包括容許該感熱元件透過一選擇性滲透元件或膜流出該腔室。

在某些態樣中，提供該溫度已超過一預定溫度臨界值之一指示。在如上所述地感測到溫度增加到一預定溫度臨界值以上後，容許該被偏壓構件移動而與一指示器之至少一指示器扣持腳分離，且接著當該至少一指示器扣持腳上之一倒角釋放表面滑過一對應倒角扣持表面時容許該至少一指示器扣持腳向內移動且因此容許該指示器由一初始鎖定組態移動至一釋放組態，該倒角釋放表面係設置在該指示器可軸向地移動的一殼體之一滑動通道上。

在某些態樣中，溫度已超過第一與第二預定溫度臨界值之一指示係藉由使用二溫度感測及指示單元之一組合來提供，該等溫度感測及指示單元中之一第一溫度感測及指示單元係組配成提供該溫度已超過該第一預定溫度臨界值之一指示且該等溫度感測及指示單元中之一第二溫度感測及指示單元係組配成提供該溫度已超過該第二預定溫度臨界值之一指示。

在全部以下說明中提出特定細節以便讓所屬技術領域中具有通常知識者提供更徹底地了解。但是，習知元件可未詳細顯示及說明以避免不必要地模糊該揭示。因此，說明及圖應被視為說明用而非限制用。

本發明人等已開發出用於決定何時一溫度超過一預定值之一溫度感測器。該感測器包括一感熱元件。在某些實施例中，該感熱元件在該預定溫度值由固體相變化成液體相。該感熱元件佔據由一腔室界定之一空間。一選擇性滲透扣持膜係設置成當該感熱元件在該固態時將該感熱元件固定定位在該腔室內。在該固態時，該感熱元件無法通過該選擇性滲透膜。在該液態時，該感熱元件可通過該選擇性滲透膜且離開該腔室。

在一實施例中，如一偏壓銷等之一被偏壓構件被該固體感熱元件支持在初始位置。當該感熱元件熔化時，該偏壓銷進入先前被該感熱元件佔據之該腔室。該偏壓銷因此可為一機械指示器提供一觸發器以便提供該感熱元件已熔化且因此已超過對應該感熱元件之熔點的該預定溫度值的一目視指示。

在一實施例中，該指示器起初被該溫度感測器之偏壓銷扣持在一鎖定、未致動組態。該指示器具有至少一或複數致動腳，該至少一或複數致動腳具有彈性且具有與該外殼上之多數對應倒角扣持表面接合的多數倒角邊緣。當該彈簧驅動銷在該未致動位置時，該彈簧驅動銷設置在該等複數致動腳之間且防止該等致動腳一起向內移動。

在該未致動組態中，當該偏壓銷設置在該等複數腳之間時，該等致動腳之倒角邊緣仍在抵靠該外殼上之對應倒角扣持表面的鎖定組態。一被偏壓構件遠向地向外地偏壓該指示器；但是，該指示器之移動被該等致動腳及該外殼接合阻止。當藉由熔化該感熱元件致動該溫度感測器時，允許該銷進入該腔室且因此由該等複數致動腳之間移除。當該銷由該等複數致動腳之間移除時，該等複數致動腳可依據向內力向內移動，且該向內力係由該外殼上之倒角扣持表面產生且由迫使該指示器朝遠方向移動之該被偏壓構件的偏壓力產生。這容許該等致動腳上之倒角邊緣滑過該外殼之倒角扣持表面，使得該指示器朝該遠方向縱向地被偏壓而移動至其釋放組態，以便提供該溫度感測器已致動之一目視指示。

在這說明中使用之用語「近」表示朝向可在使用時定位在一件電氣設備內，例如一變壓器內之該溫度感測器及指示器端部的一方向，且該用語「遠」表示近之相反，即朝向可定位在一件電氣設備外之該溫度感測器及指示器端部的一方向。

在這說明中使用之用語「內」或「向內」表示朝向該溫度感測器及指示器之內部的一方向，且該用語「外」或「向外」具有相反之意思，即朝向該溫度感測器及指示器之外表面的一方向。如以下更詳細所述地，依據欲討論之組件的相對方位，向內可表示徑向向內地朝向該溫度感測器及指示器之一軸向中心線，或側向地朝向延伸穿過該溫度感測器及指示器之一軸向中心線的一中心平面。

請參閱圖1、3、4A與5B，顯示一溫度感測器及指示器100之一實施例在未致動組態。如以下更詳細所述地，溫度感測器及指示器100具有一熱致動元件102、一指示器釋放機構104及一指示器106。如以下更詳細所述地，一外殼體108收容且支持溫度感測器及指示器100之各種組件且可固定在一件電氣設備上以便使用。

如圖2、4B、4C與5B最清楚地所示，熱致動元件102具有佔據一第一腔室112之體積的一感熱元件110。第一腔室112之一邊緣的至少一部份係由一選擇性滲透膜116界定。第一腔室112起初完全地密封，使得感熱元件110在固態時無法流動或滲出該第一腔室112。一第二腔室118設置在該選擇性滲透膜116之相對側。在所示實施例中，第二腔室118形成在一焊料墊圈119內。

感熱元件110係由具有一熔點之一材料製成，該熔點係選擇成使得感熱元件110會在需要使該熱致動元件102致動之預定溫度熔化或開始熔化。在某些實施例中，感熱元件110係具有一組成之一焊料塊，該組成係選擇成使得該焊料之熔點係該預定溫度。藉由改變該焊料之組成，可改變該熔點。因此，藉由選擇具有產生該預定溫度之一熔點的一組成的一焊料，熱致動元件102可設計成在該所需預定溫度致動。

具有不同熔點之焊料可由市面購得，且所屬技術領域中具有通常知識者可選擇具有適用於在一所需預定溫度熔化之一組成的一焊料。例如： 具有52.2wt%In/46wt%Sn/1.8wt%Zn之一組成的焊料具有108℃之一固相溫度及108℃之一液相溫度； 具有51.6wt%Bi/41.4wt%Pb/7.0wt%Sn之一組成的焊料具有98℃之一固相溫度及112℃之一液相溫度； 具有52wt%In/48wt%Sn之一組成的焊料具有118℃之一固相溫度及118℃之一液相溫度； 具有57wt%Bi/43wt%Sn之一組成的焊料具有139℃之一固相溫度及139℃之一液相溫度；及 具有95.5wt%Sn/3.8wt%Ag/0.7wt%Cu之一組成的焊料具有217℃之一固相溫度及217℃之一液相溫度。 該固相溫度係一組成完全固化之最高溫度。該液相溫度係一組成完全液化之最低溫度。在某些實施例中，該焊料係一共晶焊料。在某些實施例中，該焊料係一非共晶焊料。

在所示實施例中，第一腔室112大致呈圓柱形且形成在一基底***物111內，且感熱元件110在初始固體形式時具有一對應大致圓柱形。所屬技術領域中具有通常知識者可了解的是第一腔室112及感熱元件110在其他實施例中都可使用其他形狀，只要感熱元件110將致動銷120扣持在該鎖定組態直到感熱元件110熔化為止，且致動銷120因此可在感熱元件110熔化時進入第一腔室112即可。

選擇性滲透膜116與基底***物111密封接合以界定第一腔室112。在所示實施例中，選擇性滲透膜116被夾持定位在焊料墊圈119與基底***物111之間。在其他實施例中可使用將該選擇性滲透膜116固定成與基底***物111密封接合以密封第一腔室112之任何適當方法。

在所示實施例中，如圖4B與4C最佳地所示，一密封環117設置在焊料墊圈119之近表面上。密封環117係設置在焊料墊圈119與膜116間之一大致鄰近突出突起，以藉此當焊料墊圈119與基底***物111在外殼114內被壓縮在一起時形成一壓縮密封以維持膜116與基底***物111間之一良好密封。在所示實施例中，密封環117與焊料墊圈119一體地形成。在其他實施例中，密封環117可設置為以任何適當方式與焊料墊圈119耦合之一分開元件，或密封環117可設置為基底***物111之遠表面上的一遠向延伸突起且一體地形成或形成為固定在基底***物111上之一分開元件。

在其他實施例中，可使用在膜116與基底***物111之間提供一密封接合以界定第一腔室112的其他機構，例如適當黏著劑或超音波焊接等。

在所示實施例中，焊料墊圈119具有一對孔142且基底***物111具有當組合時可接合在孔142內之一對對應突起144，以協助這些組件在正確方位接合。在其他實施例中，可省略孔142/突起144，或可使用如外殼114內之一榫槽接合。

選擇性滲透膜116係選擇成當感熱元件110在固態時感熱元件110不可滲透，但當該感熱元件110在液態時感熱元件110可滲透。用於選擇性滲透膜116之材料的本質可依據該感熱元件110之本質改變。用於選擇性滲透膜116之材料應選擇成具有適合當感熱元件110在固態時防止感熱元件110流動或滲透通過選擇性滲透膜116，但當感熱元件110在液態時容許感熱元件110流動通過選擇性滲透膜116的一孔隙大小。

用於選擇性滲透膜116之材料亦應選擇成與用於感熱元件110之材料化學地相容(例如，以避免在選擇性滲透膜116與感熱元件110間之不必要化學反應或化學元素、離子或分子之擴散)。用於選擇性滲透膜116之材料亦應具有耐熱性，例如使得選擇性滲透膜116本身在溫度感測器及指示器100之預期操作溫度範圍內不會熔化或劣化。

在各種實施例中可用於提供選擇性滲透膜116之材料例包括燒結不鏽鋼、陶瓷、或由如塑膠、尼龍或金屬等之一適當材料製成的一細網或多孔膜。在某些實施例中，可滲透膜116可由一多孔發泡體製成，只要該發泡體具有足以容許該感熱元件110以其液體形式流過之連續孔隙量即可。在某些實施例中，選擇性滲透膜116係由塑膠製成，且該塑膠係聚四氟乙烯(PTFE)(例如Teflon®)。

在某些實施例中，選擇性滲透膜116之孔隙大小係在0.2至10μm之範圍內且包括在其間之任何值，例如：0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0或9.5μm。在選擇性滲透膜116係一塑膠膜之實施例中，該膜可具有在0.2至10μm之範圍內且包括在其間之任何值的一孔隙大小，例如：0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0或9.5μm。

在例如圖1至7所示之選擇性滲透膜116變形以容許致動銷120進入第一腔室112的實施例中，選擇性滲透膜116應具有足夠撓性以容許致動銷120移動進入第一腔室112。在其他實施例中，選擇性滲透膜116在感熱元件110開始流動通過它後可在它開始變形後破裂且因此選擇性滲透膜116在該等實施例中可由一不可撓材料製成。

舉例而言，在感熱元件110係固體之實施例中，選擇性滲透膜116可為聚四氟乙烯(PTFE)(例如Teflon®)。在某些實施例中，該聚四氟乙烯具有在0.2至10μm之範圍內且包括在其間之任何值的一孔隙大小，例如：0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0或9.5μm。

熱致動元件102更包含被偏壓抵靠感熱元件110之一致動銷120。在所示實施例中，膜116設置在致動銷120與感熱元件110之間。在所示實施例中，致動銷120藉由螺旋彈簧122偏壓抵靠感熱元件。一接觸表面123設置在一突起上朝向一致動銷120之近端以接觸螺旋彈簧122且容許該螺旋彈簧122偏壓致動銷120朝向第一腔室112。在其他實施例中，可使用任何適當偏壓機構來偏壓致動銷120朝向第一腔室112，例如在重力作用下該銷之重量、一拉伸彈簧、或拉伸彈性材料。

在包括感熱元件110係固體之實施例的某些實施例中，即使在低於其熔點之溫度，感熱元件110亦可因由致動銷120施加之壓力而經歷緩慢變形或「潛變」。在該等實施例中，膜116係用以防止或減少感熱元件110經歷之變形或潛變的量，且特別地將感熱元件110扣持在第一腔室112內使得只要感熱元件110在固態，第一腔室112之體積就繼續被感熱元件110佔據。因為第一腔室112之體積被感熱元件110佔據，所以雖然仍有由螺旋彈簧122施加之力，但致動銷120無法進入第一腔室112。

在包括圖7中顯示之所示實施例的某些實施例中，致動銷120’具有多數結構特徵以使與膜116接觸之致動銷120’的表面積(且因此對感熱元件110施力之致動銷120’的表面積)最大化，同時當感熱元件110在液相時仍容許感熱元件110流動通過該致動銷120’之近部份。在圖7之所示實施例中，致動銷120’在其近端121’具有一或多個表面凸脊124。在表面凸脊124之間形成一或多個流體流動通道126以便當感熱元件110在一液態時容許感熱元件110流動通過致動銷120進入第二腔室118。在其他實施例中，例如，如圖2所示，致動銷120沒有流體流動通道且沒有表面凸脊。

當到達該預定溫度臨界值時，感熱元件110熔化，由固相變化成液相。選擇性滲透膜116在液體形式時可滲透感熱元件110。在某些實施例中，由螺旋彈簧122施加之一偏壓力迫使致動銷120進入第一腔室112且膜116具有足以容許致動銷120移動進入第一腔室112之撓性，致動銷120開始近向地移動進入第一腔室112，迫使液體形式之感熱元件110流動通過膜116且流出通道126(如果有的話)並進入第二腔室118。在流體流動通道126不存在之實施例中，該液體形式之感熱元件110流出第一腔室112並透過致動銷120與焊料墊圈119間之間隙及公差進入第二腔室118。由第一腔室112排出該液體形式之感熱元件110容許致動銷120移動進入第一腔室112，因此使熱致動元件102呈如圖5C、6A與6B所示之致動組態。

在所示實施例中，第二腔室118係至少部份地由一焊料墊圈119形成。在所示實施例中，第二腔室118係由延伸穿過焊料墊圈119之一大致圓柱形內孔形成，且致動銷120之近端121延伸穿過該圓柱形第二腔室118使得焊料墊圈119有助於維持致動銷120與第一腔室112對齊。在所示實施例中，如圖4C中最佳地所示，形成第二腔室118的焊料墊圈119之內壁具有朝近方向徑向向內地漸縮的一錐形表面119A。在某些實施例中，該焊料墊圈119之內壁的錐形表面119A有助於組裝。在某些實施例中，該內壁之錐形表面119A非錐形，即呈具有多數直線側之一大致圓柱形。第二腔室118應具有一足夠體積來收納藉由致動銷120移動通過膜116之液體感熱元件110的體積。

請參閱圖3、5B、5C、6A與6B，更詳細地說明指示器釋放機構104。指示器106係設置成用於在形成於外殼114內之一滑動通道113內軸向滑動。在圖3與5B所示之未致動位置，致動銷120之遠端128放置在複數致動腳130內側且在該等致動腳130之間。在所示實施例中，一對側向相對致動腳130設置在指示器106之近部份上。當指示器釋放機構104致動時，使各致動腳130側向地向內朝向相對致動腳130移動。在其他實施例中，可使用任何所需數目之致動腳，例如1、2、3、4或4以上個致動腳。在某些實施例中，致動腳130可分配成環繞指示器106之近部份的圓周，而非側向地相對。在該等實施例中，當指示器釋放機構104致動時，使各致動腳徑向向內地朝向指示器106之一軸向中心線移動。

各致動腳130在其外緣具有由一遠部份向外漸縮至其一近部份之一倒角釋放表面132。雖然該等對齊銷顯示為與圖6A中之外殼干涉，但這是使用之繪圖模型的一假像。在真正構造中，該等指示器腳具有彈性且可撓地壓抵及接觸該外殼，但未延伸穿過該外殼。

如例如圖5B所示，形成在所示實施例中之指示器釋放機構104中的致動腳130間的空間具有鑰孔形狀，具有一大致圓遠部份146及在其近部份之大致直線邊緣148。所示實施例中顯示之鑰孔形狀減少該對致動腳130間之應力集中，且可進一步修改形狀以調整致動腳130之撓性。

多數倒角釋放表面132藉由與外殼114之多數對應倒角扣持表面134接合而被固持定位。多數倒角扣持表面134以與倒角釋放表面132互補之一方式由一遠部份向外漸縮至其一近部份。倒角釋放表面132及倒角扣持表面134因此組配成如以下更詳細所述地當溫度感測器及指示器100致動時滑過彼此。在其他實施例中可使用用於表面132、134之其他形狀及組態，只要表面132、134可將指示器釋放機構104初始地扣持在一未致動組態且當熱致動元件102致動時容許指示器釋放機構104移動至一致動組態即可。

在該未致動組態，例如透過與設置在指示器釋放機構104之一近對向表面上的一接觸表面136接合，如螺旋彈簧122之一偏壓機構朝該遠方向施加一軸向偏壓力在致動腳130上。因為致動銷120之遠端128防止致動腳130向內地彎曲，倒角釋放表面132保持鎖定定位在倒角扣持表面134上，且當致動銷120在未致動組態時致動腳130無法移動。

當藉由熔化感熱元件110致動熱致動元件102時，溫度感測器及指示器100移動進入該致動組態，如圖5C所示，且指示器釋放機構104仍在該鎖定組態，即其中顯示致動腳130在該鎖定組態。在該致動組態中，致動銷120已朝該近方向軸向地移動足夠遠到使得其遠端128不再設置在致動腳130之間。依據由螺旋彈簧122施加之偏壓力，致動腳130可因此開始朝該遠方向滑動且，因為致動銷120已由其間移除，致動腳130可開始向內地相向偏轉。當倒角釋放表面132滑動通過倒角扣持表面134時致動腳130一起向內且朝該遠方向縱向之繼續移動容許螺旋彈簧122偏壓指示器釋放機構104及因此指示器106進入該釋放位置。

被釋放後，致動腳130在外殼114內繼續遠向地滑動直到設置在指示器106上之一突起139到達一硬擋件138為止。在所示實施例中，硬擋件138係形成在外殼114之內側壁上的一徑向向內延伸突起，且突起139係形成在指示器106之一部份上的一徑向向外延伸突起。在所示實施例中，突起139形成在致動腳130間之指示器106的一部份上。但是，在其他實施例中突起139可設置在任何所需位置，只要硬擋件138定位成接觸突起139即可。這防止指示器106完全彈出，同時由螺旋彈簧122施加之偏壓力確保指示器106保持在完全延伸位置，使得它可在目視檢查時看到。

在其他實施例中，可使用適合擋止指示器106之遠向移動的任何其他結構元件。在需要完全彈出指示器106之其他實施例中，可省略如硬擋件138之一擋止機構。

由於釋放致動腳130，指示器106朝遠方向軸向地彈出遠離外殼114並進入其釋放組態。在某些實施例中，指示器106可在其外表面140具有一亮色，該亮色在該鎖定組態看不到，但在該釋放組態可看到。檢查一件電氣設備之一工作者因此可輕易地決定溫度感測器及指示器100是否已致動。在其他實施例中，指示器106可具有一表面，且該表面有一不同圖案、紋理或形狀來取代外表面140上之一亮色。在某些實施例中，指示器106由外殼體108突出之相對高度係用於提供指示器106已釋放之一目視判斷。在另外實施例中，除了觀看外表面140以外，亦可使用提供指示器106已釋放之一信號的其他方式，例如在指示器106之一部份與溫度感測器及指示器100之另一部份間的一電路中斷或連接可用於提供指示器106已釋放之一電信號及/或可用於產生一聲音或目視指示，例如一警告音或致動一警告燈。

在所示實施例中，溫度感測器及指示器100係透過外殼體108固定在一件電氣設備，例如一變壓器上。外殼體108具有一徑向延伸軸環150及一螺紋表面152。使用時，外殼體108之遠端可由該電氣設備之內側通過設置在如圖8所示之外罩23所示之該電氣設備的外罩中的一適當孔，使得螺紋表面152延伸在該電氣設備之外罩的外表面外側，且軸環150延伸成與該電氣設備之外罩相鄰且在該外罩之內表面上。在某些實施例中，一墊圈154設置在軸環150與該電氣設備之外罩間以便在軸環150與該電氣設備之外罩間形成一密封。

為了將溫度感測器及指示器100固定於定位，具有一內螺紋表面158之一螺帽156與外殼體108上之螺紋表面152螺接且被鎖緊。在其他實施例中，任何其他適當接合機構可用於將螺帽156固定定位在外殼體108上，例如一適當緊度摩擦配合、適當黏著劑或超音波焊接等。在所示實施例中，一蓋160係設置成將外殼114固定在外殼體108內。

在某些實施例中，如圖8示意地所示，溫度感測器及指示器100安裝在裝設它之該電氣設備21之外罩23的一側，以便當指示器106在該釋放組態時讓檢查該電氣設備之一使用者可看到指示器106。在某些實施例中，溫度感測器及指示器100安裝在一充油變壓器上且在一適當高度使得溫度感測器及指示器100測量收容在該充油變壓器內之油的溫度。在某些實施例中，該溫度感測器及指示器100測量該油之上區域或該變壓器之頂部油的溫度。在某些實施例中，將溫度感測器及指示器100安裝在該油液位下大約等於或大於5 cm係可確保測量油溫度之一可接受位置。

在其他實施例中，該溫度感測器及指示器100可安裝在一流體填充變壓器之流體液位上方的空氣空間中，但相較於安裝成測量該流體之溫度的一等效溫度感測器及指示器100，因為空氣溫度與流體溫度會稍微不同，所以需要調整該溫度感測器及指示器100之組態。在使用具有一乾式變壓器之溫度感測器及指示器100的其他實施例中，不必考慮相對空氣溫度測量流體溫度。調整該溫度感測器及指示器以配合其所需布置位置係在所屬技術領域中具有通常知識者之預期能力內。

在某些實施例中，如圖9至13所示，一溫度感測器及指示器200包含一起設置在一單一外殼體208中之一對溫度感測器及指示器200A、200B。對應於溫度感測器及指示器100之組件的溫度感測器及指示器200A、200B之組件係以符號加上100來表示。各溫度感測器及指示器200A、200B大致類似於溫度感測器及指示器100。

在某些實施例中，各溫度感測器及指示器200A、200B獨立在其自己的外殼214A、214B內，使得溫度感測器及指示器200A、200B各為在外殼體208內可獨立地更換之獨立模組。在所示實施例中，一分離屏蔽215A、215B設置為各外殼214A、214B之一內部組件。分離屏蔽215A/215B可有助於防止螺旋彈簧222A/222B之干涉。各溫度感測器及指示器200A、200B具有大致對稱之一半圓柱形，使得它們可輕易地裝設在該大致圓柱形之外殼體208內。

在所示實施例中，一扣環262及一管蓋260係設置成使得外殼214A、214B可輕易地接合在一起成為用於***外殼體208之一單一模組。當移除管蓋260時，外殼214A、214B中之一或兩者可脫離扣環262及更換，例如使得在一不同預定溫度致動之一不同溫度感測器及指示器可輕易地裝設在外殼體208中。在某些實施例中，溫度感測器及指示器200A、200B係作為多個獨立單元販售，使得一購買者可輕易地更換已致動之一溫度感測器及指示器200A、200B及/或裝設可在一不同預定溫度致動之一溫度感測器及指示器200A、200B。

各溫度感測器及指示器200A、200B可獨立地選擇以具有在所需預定溫度臨界值致動之一熱致動元件202A、202B，且各熱致動元件200A、200B可獨立地裝設在外殼體208中及更換。這容許一使用者例如在現場決定及裝設可在用於一特定應用之正確預定溫度致動的一對溫度感測器200A、200B。這亦容許例如一使用者移除及更換已致動之一第一溫度感測器及指示器200A，同時在將外殼體208重新安裝在由它移除之該件電氣設備前，使一未致動溫度感測器及指示器200B在外殼體208內保持完整及原狀。

溫度感測器及指示器200A係組配成在一第一預定溫度(在此稱為「低溫度臨界值」)致動，且溫度感測器及指示器200B係組配成在比該第一預定溫度高之一第二預定溫度(在此稱為「高溫度臨界值」)致動。即，溫度感測器及指示器200A中之感熱元件210A係選擇成在該第一預定溫度熔化，且溫度感測器及指示器200B中之感熱元件210B係選擇成在該第二預定溫度熔化。

在某些實施例中，該低溫度臨界值係選擇成操作者考慮裝設溫度感測器及指示器200之該件電氣設備過載時的一溫度。在某些實施例中，該高溫度臨界值係選擇成操作者考慮裝設溫度感測器及指示器200之件電氣設備極過載時的一溫度。

在某些實施例中，溫度感測器200A及溫度感測器200B具有產生溫度感測器及指示器200A或溫度感測器及指示器200B已致動之可感知不同目視指示的二不同指示器206A、206B。例如，在所示實施例中，圖9顯示溫度感測器及指示器200在完全未致動位置。

如圖10所示，超過該低溫度臨界值後，第一指示器206A被釋放且在外殼體208之遠端遠向地延伸一第一距離180(圖12)。因此可看到第一指示器206A之外表面240A。

如圖11與12所示，超過該高溫度臨界值後，第二指示器206B被釋放且在外殼體208之遠端遠向地延伸一第二距離182。因此可看到第二指示器206B之外表面240B。

在所示實施例中，第二指示器206B係組配成使得該第二距離182比該第一距離180大。即，指示器206B係組配成在該釋放組態時突出遠離外殼體208比指示器206A遠。這容許一使用者輕易地目視決定指示器206A與206B均已被釋放，指示該件電氣設備內之溫度已超過該高溫度臨界值。或者，若只超過該低溫度臨界值，只可看到指示器206A。在所示實施例中，指示器206A/206B上之突起239A/239B的定位係用於改變各指示器突出之距離，即，突起239A遠離指示器206A之近端定位比突起239B相對指示器206B之近端定位遠，使得當突起239A與其對應硬擋件接觸時且當突起239B與其對應硬擋件接觸時，指示器206A在該釋放組態時延伸得比指示器206B遠。

在某些實施例中，外殼體208裝設在一件電氣設備中之方位應選擇成確保一使用者可依據一目視檢查來決定是否只有指示器206A或指示器206A與206B兩者都已釋放。例如，若外殼體208裝設成使得在指示器206A與206B間延伸之一平面相對地面垂直地延伸，一使用者可同時看到指示器206A與206B。相反地，若外殼體208裝設成使得在指示器206A與206B間延伸之一平面相對地面水平地延伸，一使用者可輕易地只看到指示器206A與206B中之一指示器，且指示器206B之延伸會遮蔽指示器206A，使得一使用者不確定是一或二指示器已被釋放。

在某些實施例中，外殼體208裝設之方位可藉由外殼體208之形狀調節；例如，外殼體208可具有可與設置在該孔中之一對應平坦邊緣接合，且該外殼體208透過該孔裝設在一電氣設備中。在所示實施例中，外殼體208具有一或多個角牽板209，該角牽板209可用於當裝設於一圓孔中時協助正確地對齊外殼體208。在某些實施例中，角牽板209亦可作為一填充高度計。

在其他實施例中，可使用區別指示器206A與206B之其他方法使得一使用者可決定是否只有指示器206A已釋放或是否指示器206A、206B都已釋放。例如，第一指示器206A可具有如黃色之一第一顏色的一亮色外表面240A，且第二指示器206B可具有如紅色之一第二顏色的一亮色表面240A。在其他實施例中，可使用顏色以外之不同目視指示器來區別指示器206A、206B。例如，外加於或替代具有一不同顏色，該等二組件可具有一不同形狀(例如一者為正方形且另一者為圓形)、不同紋理(例如平滑對粗糙)及/或不同圖案(例如具有不同厚度或方位之多數條紋)、在指示器206A、206B之遠端上之不同溫度等級或其他印刷標記(例如，各指示器致動之預定溫度或該用語「低」與「高」等)使得一使用者可藉由目視檢查來決定是否指示器未釋放、只有第一指示器206A已釋放或指示器206A、206B都已釋放。

在其他實施例中，當分別地釋放指示器206A、206B時，各指示器206A、206B可組配成中斷或連接分開電路，這可容許產生二分開電信號，即當釋放指示器206A時產生一第一信號且當釋放指示器206B時產生一第二信號。

在圖13之所示實施例中，各指示器206A、206B具有一端蓋207A、207B。在某些實施例中，該第一預定溫度臨界值可印刷在端蓋207A上且該第二預定溫度臨界值可印刷在端蓋207B上。這容許一使用者讀取相關溫度臨界值以確認已超過之溫度或多數溫度。

請參閱圖14，顯示使用一溫度感測器及指示器感測溫度增加到一預定臨界值以上之一方法300的一實施例。在步驟302，該溫度到達或超過該預定臨界值。在步驟304，收容在一腔室內之一感熱元件熔化，藉此由一固體變化成一液體。在步驟306，液態之感熱元件通過一選擇性滲透膜，該選擇性滲透膜不可滲透固態之感熱元件但可滲透液態之感熱元件。在步驟308，當液相之感熱元件流動通過該選擇性滲透膜時，允許偏壓抵靠該膜及該感熱元件且初始地被固態之感熱元件扣持定位之一致動銷移動進入該腔室，以藉此使該溫度感測器呈致動組態。

在該溫度感測器與一指示器操作地接合之實施例中，該方法300更包括提供該溫度已增加到該預定臨界值以上之一指示。在該等實施例中，在步驟310，該致動銷移動進入該腔室使該致動銷由該致動銷設置在一指示器釋放機構之複數致動腳間的一初始組態移動。這容許該等致動腳一起向內地壓縮。在步驟312，該等致動腳之向內移動容許該等致動腳之多數倒角致動表面相對設置在該溫度感測器及指示器之一外殼內表面上的多數對應倒角扣持表面朝該遠方向軸向地滑動。在步驟314，該指示器釋放機構之縱向移動朝該遠方向釋放一指示器。在某些實施例中，在步驟316，在該指示器移動之一滑動通道的內表面上的一硬擋件與形成在該指示器之外表面上的一對應突起接合，以防止該指示器完全地彈出。在其他實施例中，省略步驟316。

請參閱圖15，顯示使用具有二不同感測及指示單元之一溫度感測器及指示器感測溫度增加到二不同預定溫度臨界值中之一或兩者以上的一方法400的一實施例。該第一預定溫度臨界值係比該第二預定溫度臨界值低之一溫度。

在步驟402，該溫度到達或超過該第一預定溫度臨界值。在步驟404，收容在該第一感測及指示單元之一腔室內之感熱元件熔化，藉此由一固體變化成一液體。在步驟406，在該第一感測及指示單元中呈液態之感熱元件通過一選擇性滲透膜，該選擇性滲透膜不可滲透固態之感熱元件但可滲透液態之感熱元件。在步驟408，當液相之感熱元件流動通過該第一感測及指示單元中之該選擇性滲透膜時，允許偏壓該膜及該感熱元件且初始地被固態之感熱元件扣持定位之一致動銷移動進入該腔室，以藉此使該第一溫度感測器呈致動組態。

在步驟410，該致動銷移動進入該腔室使該致動銷由該致動銷設置在該第一溫度感測及指示單元之一指示器釋放機構的複數致動腳間的一初始組態移動。這容許該等致動腳一起向內地壓縮。在步驟412，該等致動腳之向內移動容許該等致動腳之多數倒角致動表面相對設置在該第一溫度感測及指示單元之一內表面上的多數對應倒角扣持表面朝該遠方向軸向地滑動。在步驟414，該指示器釋放機構之縱向移動朝該遠方向釋放該第一溫度感測及指示單元之一指示器。在某些實施例中，在步驟416，藉由在該第一指示器移動之一滑動通道內表面上的一硬擋件的接合變成與形成在該第一指示器之外表面上的一對應突起接合，將該第一溫度感測及指示單元之指示器擋止在該指示器之完全延伸位置，以防止該第一指示器完全地彈出。在其他實施例中，省略步驟416。

在可與步驟402同時或不同時之步驟418，該溫度到達或超過該第二預定溫度臨界值。在步驟420，收容在該第二感測及指示單元之一腔室內之感熱元件熔化，藉此由一固體變化成一液體。在步驟422，在該第二感測及指示單元中呈液態之感熱元件通過一選擇性滲透膜，該選擇性滲透膜不可滲透固態之感熱元件但可滲透液態之感熱元件。在步驟424，當液相之感熱元件流動通過該第二感測及指示單元中之該選擇性滲透膜時，允許偏壓抵靠該膜及該感熱元件且初始地被固態之感熱元件扣持定位之一致動銷移動進入該腔室，以藉此使該第二溫度感測器呈致動組態。

在步驟426，該致動銷移動進入該腔室使該致動銷由該致動銷設置在該第二溫度感測及指示單元之一指示器釋放機構的複數致動腳間的一初始組態移動。這容許該等致動腳一起向內地壓縮。在步驟428，該等致動腳之向內移動容許該等致動腳之多數倒角致動表面相對設置在該第二溫度感測及指示單元之一內表面上的多數對應倒角扣持表面朝該遠方向軸向地滑動。在步驟430，該指示器釋放機構之縱向移動朝該遠方向釋放該第二溫度感測及指示單元之一指示器。在某些實施例中，在步驟432，在該第二指示器移動之一滑動通道內表面上的一硬擋件變成與形成在該第二指示器之外表面上的一對應突起接合，以防止該第二指示器完全地彈出。在其他實施例中，省略步驟432。

請參閱圖16A至16C，顯示一熱致動元件202A、202B與202C之其他實施例。具有類似熱致動元件102之組件的一功能的熱致動元件202A、202B與202C之元件係以符號加上100來表示。

請參閱圖16A，熱致動元件202A具有一感熱元件210，且該感熱元件210可為用於感熱元件110之任一所述材料。感熱元件210安置在第一腔室212內，且該第一腔室212形成在一***物211內。第一腔室212被一選擇性滲透膜216密封通過其近端之至少一部份，且該選擇性滲透膜216當感熱元件在固態時不可滲透該感熱元件210，但當感熱元件在液態時可滲透該感熱元件210。用於選擇性滲透膜116之任一所述材料及性質可用於選擇性滲透膜216。

鄰近選擇性滲透膜216形成第二腔室218。第二腔室218可用容許第二腔室218收納液態之感熱元件210的任何適當方式形成。在所示實施例中，一環繞支持件170設置成將選擇性滲透膜216固定定位以便密封地形成第一腔室212，即選擇性滲透膜216密封第一腔室212。第二腔室218形成在環繞支持件170之內部空間內。

第一腔室212之遠端亦被一膜172密封。膜172可為一選擇性滲透膜，但在所示實施例中，膜172係一不可滲透但可撓之膜。用於膜172之適當材料包括用於選擇性滲透膜116之任一材料，但亦包括如包括非多孔橡膠或塑膠之橡膠或塑膠的不可滲透可撓材料。在其他實施例中，膜172可由感熱元件210開始通過選擇性滲透膜216後因致動銷220施加之力破裂的一材料製成。一致動銷220偏壓抵靠膜172，且當感熱元件在該固態時無法進入第一腔室212。

熱致動元件202A之致動類似前述熱致動元件102之致動，但當感熱元件210熔化時，它朝近方向通過選擇性滲透膜216進入第二腔室218。致動銷220偏壓抵靠膜172，且因為膜172具有撓性，致動銷220可進入第一腔室212，藉此致動熱致動元件202。

在某些實施例中，如在圖16B中作為一熱致動元件之一實施例202B所示，一輔助支持件174係設置成有助於將固態時之感熱元件210扣持在其初始位置。例如，在選擇性滲透膜216具有撓性之實施例中，可使用如輔助支持件174之一輔助扣持元件來固持定位固態時之感熱元件210。雖然存在輔助支持件174，但液態時之感熱元件210仍可流入第二腔室218。熱致動元件202B因此類似熱致動元件202A，但存在輔助支持件174。

在其他實施例中，不提供一輔助支持件174來將感熱元件210扣持在其初始位置，選擇性滲透膜216可由一較小撓性材料製成及/或可作成較厚，使得選擇性滲透膜216可當感熱元件210在固態時將感熱元件210支持在其初始位置。在其他實施例中，使用一支持元件與一較厚及/或較小撓性選擇性滲透膜216之一組合以便當感熱元件210在固態時將感熱元件210支持在初始位置。

請參閱圖16C，顯示一熱致動元件202C之另一實施例。熱致動元件202C大致類似熱致動元件202A，但鄰近感熱元件210設置一塊選擇性滲透元件216B而非選擇性滲透膜216來收納液態時之感熱元件210。選擇性滲透元件216B當感熱元件210在固態時不可滲透感熱元件210，且因此當感熱元件210在固態時相對偏壓銷220施加之力將感熱元件210固持定位。當超過該預定溫度臨界值且感熱元件210變化成液態時，感熱元件210接著可進入選擇性滲透元件216B，因此容許偏壓銷220進入第一腔室212。用於選擇性滲透元件216B之適當材料例包括由與感熱元件210化學地相容之任何材料製成的多孔發泡體。

在某些實施例中，使用熱致動元件202A、202B或202C來取代在這說明書中任一所述實施例中的熱致動元件102。

請參閱圖17A、17B與17C，示意地顯示一熱致動元件302之另一實施例。具有類似熱致動元件102之一功能的熱致動元件302的元件係以符號加上200來表示。

請參閱圖17A，熱致動元件302具有：一基底***物311；一引導墊圈319，其界定一第一腔室312；及一形狀記憶材料310，其初始地佔據第一腔室312。形狀記憶材料310係以任何適當方式固定而初始地佔據第一腔室312。以與致動銷120大致相同之方式作用以便熱致動元件302藉由溫度增加至一預定值以上而致動後容許一指示器之致動腳向內移動的一致動銷320被偏壓朝向第一腔室312，但起初因存在形狀記憶材料310而無法進入第一腔室312。

形狀記憶材料310係選擇成在已到達一預定溫度臨界值後變形。製成形狀記憶材料310之材料可由所屬技術領域中具有通常知識者選擇成在該預定溫度臨界值變形，使得該預定溫度臨界值可在任何所需溫度提供。

到達該預定溫度臨界值後，形狀記憶材料310變形，如圖17B所示。這使熱致動元件302呈該致動組態，且容許施加在致動銷320上之偏壓力使致動銷320之近端移動進入第一腔室312，如圖17C所示。因此可以與溫度感測器及指示器100所述者之相同方式產生一指示器之釋放。

雖然以上已說明多數示範態樣及實施例，所屬技術領域中具有通常知識者可了解該等示範態樣及實施例之某些修改、置換、添加及子組合。因此以下附加申請專利範圍及後來加入之申請專利範圍意圖解讀為如與說明書整體之最廣義解釋一致地包括全部該等修改、置換、添加及子組合。

21:電氣設備 23:外罩 100,200,200A,200B:溫度感測器及指示器 102,202A,202B,202C,302:熱致動元件 104:指示器釋放機構 106,206A,206B:指示器 108,208:外殼體 110,210,210A,210B:感熱元件 111,311:基底***物 112,212,312:第一腔室 113:滑動通道 114,214A,214B:外殼 116,216:選擇性滲透膜 117:密封環 118,218:第二腔室 119:焊料墊圈 119A:錐形表面 120,120’,320:致動銷 121,121’:近端 122,222A,222B:螺旋彈簧 123,136:接觸表面 124:表面凸脊 126:流體流動通道 128:遠端 130:致動腳 132:倒角釋放表面 134:倒角扣持表面 138:硬擋件 139,144,239A、239B:突起 140,240A,240B:外表面 142:孔 146:大致圓遠部份 148:大致直線邊緣 150:軸環 152:螺紋表面 154:墊圈 156:螺帽 158:內螺紋表面 160:蓋 170:環繞支持件 172:膜 174:輔助支持件 180:第一距離 182:第二距離 207A,207B:端蓋 209:角牽板 211:***物 215A,215B:分離屏蔽 216B:選擇性滲透元件 220:致動銷；偏壓銷 260:管蓋 262:扣環 300,400:方法 302,304,306,308,310,312,314,316,402,404,406,408,410,412,414,416,418,420,422,424,426,428,430,432:步驟 310:形狀記憶材料 319:引導墊圈

多數示範實施例顯示在圖式之參考圖中。在此揭露之實施例及圖意圖被視為說明用而非限制用。

圖1係安裝在一外殼體中的二溫度感測器及指示器實施例的側視圖，且兩者均在一未致動組態。

圖2係一溫度感測器及指示器實施例之組件的分解圖，且省略該外殼體以便清楚顯示。

圖3係圖1之實施例的截面圖，顯示安裝在一外殼體中之一溫度感測器及指示器。

圖4A係圖3之一部份D的部份放大圖。圖4B係界定該第一腔室之組件之實施例的分解圖，且圖4C係這些組件在一組合組態之橫截面圖。

圖5A係一溫度感測器及指示器之一實施例的側視圖且省略該外殼體以便清楚顯示，且圖5B係在未致動組態中之沿圖5A之線B-B的截面圖。圖5C係當該指示器銷已移動至該致動組態時之截面圖，但該等指示器腳仍在該鎖定位置且尚未開始相對該外殼之倒角扣持表面滑動。

圖6A係在該致動組態中之一溫度感測器及指示器之一實施例的截面圖，且該指示器在該釋放位置並且省略該外殼體以便清楚顯示。雖然該指示器腳顯示為與圖6A中之外殼干涉，這是使用之繪圖模型的一假像。在真正構造中，該等指示器腳具有彈性且可撓地壓抵及接觸該外殼，但未延伸穿過該外殼。

圖6B係圖6A之實施例的截面圖，顯示該指示器上之一突起與該外殼之內表面上的一硬擋件接合以防止該指示器完全彈出。

圖7係一致動銷之一實施例的立體圖。

圖8係一溫度感測器及指示器安裝於其中之一變壓器的一實施例。

圖9係一溫度感測器及指示器之一實施例的立體圖，該溫度感測器及指示器可感測及指示已超過二不同溫度臨界值且在完全未致動組態安裝在一外殼體中。

圖10係圖9之實施例的立體圖，其中指示已超過較低溫度臨界值之指示器在釋放組態，但指示已超過較高溫度臨界值之指示器在未致動組態。

圖11係圖9之實施例的立體圖，其中該低溫度臨界值指示器及該高溫度臨界值指示器都在釋放組態。

圖12係圖11所示之溫度感測器及指示器的截面圖，且該低溫度臨界值指示器及該高溫度臨界值指示器都在釋放組態。

圖13係圖9所示之溫度感測器及指示器的分解圖。

圖14係感測及指示該溫度已通過一預定溫度臨界值之一方法的一實施例。

圖15係感測及指示該溫度已通過二不同預定溫度臨界值中之一或兩者的一方法的實施例。

圖16A、16B與16C顯示用於一溫度感測器之其他組態的實施例。

圖17A、17B與17C示意地顯示使用一形狀記憶材料作為該溫度感測元件之一溫度感測器的實施例。圖17A顯示該溫度感測器在該未致動組態，圖17B顯示該溫度感測器在該致動組態但可釋放該指示器之該致動銷仍在該鎖定位置，且圖17C顯示該溫度感測器在該致動組態且可釋放該指示器之該致動銷在該釋放位置。

106:指示器

110:感熱元件

111:基底***物

112:第一腔室

114:外殼

116:選擇性滲透膜

118:第二腔室

119:焊料墊圈

120:致動銷

121:近端

122:螺旋彈簧

128:遠端

134:倒角扣持表面

138:硬擋件

139:突起

Claims (45)

1. 一種溫度感測器，其包含： 一感熱元件，其收容在一腔室內，該感熱元件具有對應一預定溫度之一熔點； 一選擇性滲透元件，其界定該腔室之該表面的至少一部份，該選擇性滲透元件係組配成當該感熱元件在一液態時收納該感熱元件或容許該感熱元件離開該腔室；及 一被偏壓構件，其被偏壓朝向該腔室，該被偏壓構件係當該感熱元件在固態時起初無法進入該腔室且當該感熱元件在該液態時可移動進入該腔室。
2. 如請求項1之溫度感測器，其中該選擇性滲透元件包含界定該腔室之一第一邊緣部份的一選擇性滲透膜。
3. 如請求項1之溫度感測器，其中該選擇性滲透元件包含一選擇性滲透材料，該選擇性滲透材料係當該感熱元件在該固態時不可滲透該感熱元件且當該感熱元件在該液態時可滲透該感熱元件。
4. 一種溫度感測器，其包含： 一感熱元件，其收容在一第一腔室內，該感熱元件具有對應一預定溫度之一熔點； 一選擇性滲透膜，其界定該第一腔室之一第一邊緣部份且與其密封地接合，該選擇性滲透膜係當該感熱元件在一固態時不可滲透該感熱元件且當該感熱元件在一液態時可滲透該感熱元件；及 一被偏壓構件，其被偏壓朝向該腔室，該被偏壓構件係當該感熱元件在該固態時起初無法進入該第一腔室且當該感熱元件流動通過該選擇性滲透膜時可移動進入該第一腔室。
5. 如請求項2或4之溫度感測器，其中該被偏壓構件被一偏壓元件偏壓抵靠該選擇性滲透膜使得該選擇性滲透膜設置在該被偏壓構件與該感熱元件之間。
6. 如請求項1至5中任一項之溫度感測器，其中一焊料墊圈係設置成將該選擇性滲透膜扣持定位，該焊料墊圈包含穿過其中之一軸向延伸通道，該被偏壓構件之該近端延伸穿過該焊料墊圈之該軸向延伸通道。
7. 如請求項6之溫度感測器，其中該焊料墊圈之該軸向延伸通道包含一錐形表面，該錐形表面由該焊料墊圈之該軸向延伸通道的一遠端徑向向內地延伸至該焊料墊圈之該軸向延伸通道的一近端。
8. 如請求項7之溫度感測器，其中該焊料墊圈之該軸向延伸通道至少部份地界定用於在該感熱元件熔化後收納該感熱元件之一第二腔室。
9. 如請求項1至4中任一項之溫度感測器，其中該被偏壓構件被該偏壓元件偏壓抵靠一第二膜，該第二膜係沿著該第一腔室之一第二邊緣部份設置。
10. 如請求項9之溫度感測器，其中該第二膜包含一選擇性滲透膜。
11. 如請求項1至10中任一項之溫度感測器，其中該第二膜包含一可撓膜。
12. 如請求項1至11中任一項之溫度感測器，其中該選擇性滲透膜包含一可撓膜。
13. 如請求項1至12中任一項之溫度感測器，其中該感熱元件包含焊料。
14. 如請求項1至13中任一項之溫度感測器，其中該選擇性滲透膜包含燒結不鏽鋼、陶瓷、一細網、一多孔膜或一多孔發泡體。
15. 如請求項14之溫度感測器，其中該細網或該多孔膜包含塑膠或金屬，且其中該塑膠選擇地包含尼龍。
16. 如請求項15之溫度感測器，其中該塑膠包含聚四氟乙烯。
17. 如請求項1至16中任一項之溫度感測器，其中該選擇性滲透膜包含在0.2至10μm之範圍內的一孔隙大小。
18. 如請求項1至17中任一項之溫度感測器，其中該被偏壓構件包含一銷。
19. 如請求項18之溫度感測器，其中該銷之一近端包含一或多個流體流動通道。
20. 如請求項1至19中任一項之溫度感測器，其中該偏壓元件包含一螺旋彈簧，且其中該被偏壓構件包含一接觸表面，該接觸表面接觸該螺旋彈簧之一近端使得該螺旋彈簧朝該第一腔室之方向施加一偏壓力抵靠該被偏壓構件。
21. 一種溫度感測器，其包含： 一感熱元件，其收容在一腔室內，該感熱元件係選擇成在一預定溫度由一第一組態變化組態成一第二組態；及 一被偏壓構件，其被偏壓朝向該腔室，該被偏壓構件係當該感熱元件在該第一組態時起初無法進入該腔室且當該感熱元件在該第二組態時可移動進入該腔室。
22. 如請求項21之溫度感測器，其中該感熱元件包含一形狀記憶材料。
23. 如請求項21之溫度感測器，其中該感熱元件包含具有對應該預定溫度之一熔點的一材料，且其中該組態變化包含由一固體變化成一液體，該腔室更包含由一選擇性滲透元件形成之一部份以便當該感熱元件在一液態時容許該感熱元件離開該腔室。
24. 如請求項23之溫度感測器，其中該選擇性滲透元件包含一選擇性滲透膜。
25. 一種溫度感測器及指示器，其包含： 如請求項1至24中任一項之溫度感測器；及 一指示器，其具有與該被偏壓構件操作地接合之一指示器釋放機構，該指示器釋放機構可在該被偏壓構件移動進入該腔室後釋放。
26. 一種溫度感測器及指示器，其包含： 一外殼，該外殼具有一大致軸向延伸內孔，且至少一傾斜扣持表面形成在該大致軸向延伸內孔中； 如請求項1至24中任一項之溫度感測器，其定位在該外殼之一近部份； 一指示器，其定位成用於在該外殼之該內孔內滑動，其中該指示器包含： 一近部份，其具有至少一彈性致動腳，該至少一彈性致動腳包含一傾斜釋放表面，該至少一彈性致動腳之該傾斜釋放表面藉由該溫度感測器之該被偏壓構件之一遠端與該至少一彈性致動腳的接觸而初始地被扣持成與該外殼上之該對應至少一傾斜扣持表面接觸； 一表面，用於接觸該溫度感測器之該偏壓元件使得該偏壓元件施加一遠偏壓力抵靠該指示器；及 一機構，用於提供該指示器已釋放之一指示。
27. 一種溫度感測器及指示器，其包含： 一外殼，該外殼具有一大致軸向延伸內孔，且複數傾斜扣持表面形成在該大致軸向延伸內孔中； 如請求項1至24中任一項之溫度感測器，其定位在該外殼之一近部份； 一指示器，其定位成用於在該外殼之該內孔內滑動，其中該指示器包含： 一近部份，其具有複數彈性致動腳，該等複數彈性致動腳包含多數傾斜釋放表面，該等致動腳之該等傾斜釋放表面藉由將該溫度感測器之該被偏壓構件的一遠端設置在該等複數致動腳之間而初始地被扣持成與該外殼上之該等傾斜扣持表面接觸； 一表面，用於接觸該溫度感測器之該偏壓元件使得該偏壓元件施加一遠偏壓力抵靠該指示器；及 一機構，用於提供該指示器已釋放之一指示。
28. 如請求項25至27中任一項之溫度感測器及指示器，其中該指示器包含一遠部份，該遠部份係組配成當該溫度感測器及指示器移動至該釋放位置時提供一可目視感知之指示。
29. 如請求項25至28中任一項之溫度感測器及指示器，其中該指示器係組配成當該指示器移動至該釋放位置時連接或中斷一電路，以提供該溫度感測器已致動之一指示。
30. 如請求項25至29中任一項之溫度感測器及指示器，包含一硬擋件，其定位在該外殼之該內孔內，以當該指示器在該釋放位置時收納該指示器之一徑向向外突出部份，以藉此防止該指示器完全彈出。
31. 一種溫度感測器及指示器，其包含如請求項25至30中任一項之第一溫度感測器及指示器與第二溫度感測器及指示器，其中： 該第一溫度感測器及指示器係組配成在一低溫度臨界值釋放；且 該第二溫度感測器及指示器係組配成在一高溫度臨界值釋放。
32. 一種溫度感測器及指示器，其包含如請求項31之第一溫度感測器及指示器與第二溫度感測器及指示器，其中該等第一與第二溫度感測器及指示器係組配成被收納在一外殼體內。
33. 一種溫度感測器及指示器，其包含如請求項31或32之第一溫度感測器及指示器與第二溫度感測器及指示器，且包含用以將該等第一與第二溫度感測器及指示器之外殼固定在一起的一扣環及一管蓋。
34. 一種溫度感測器及指示器，其包含如請求項31至33中任一項之第一溫度感測器及指示器與第二溫度感測器及指示器，其中該等第一與第二溫度感測器及指示器中之一或兩者係組配成可獨立地由該外殼體移除及用一不同溫度感測器及指示器更換。
35. 一件電氣設備，其包含如請求項25至34中任一項之溫度感測器及指示器。
36. 如請求項35之一件電氣設備，其中該溫度感測器及指示器裝設在一外殼體內，且其中該溫度感測器及指示器係組配成可由該外殼體移除及用一不同溫度感測器及指示器更換。
37. 一種感測溫度增加到一預定溫度臨界值以上之方法，該方法包含以下步驟： 在一腔室內設置一感熱元件，該感熱元件係選擇成在該預定溫度臨界值由一第一組態變化組態成一第二組態； 偏壓一被偏壓構件朝向該腔室，當該感熱元件在該第一組態時該被偏壓構件起初無法進入該腔室； 容許該溫度上升到該預定溫度臨界值以上；及 當該感熱元件在該第二組態時容許該被偏壓構件進入該腔室。
38. 一種感測溫度增加到一預定溫度臨界值以上之方法，該方法包含以下步驟： 在一腔室內設置一感熱元件，該感熱元件係選擇成具有對應該預定溫度臨界值之一熔點； 偏壓一被偏壓構件朝向該腔室； 容許該溫度上升到該預定溫度臨界值以上以熔化該感熱元件；及 容許該感熱元件進入一選擇性滲透材料，該選擇性滲透材料係選擇成當該感熱元件在固態時不可滲透該感熱元件且當該感熱元件在液態時可滲透該感熱元件。
39. 一種感測溫度增加到一預定臨界值以上之方法，該方法包含以下步驟： 藉由一選擇性滲透膜將一固體感熱元件扣持在一腔室內之一初始位置，該選擇性滲透膜係當該感熱元件在一固態時不可滲透該感熱元件但當該感熱元件在一液態時可滲透該感熱元件，且該感熱材料係選擇成具有對應該預定溫度臨界值之一熔點； 偏壓一被偏壓構件抵靠該感熱元件； 容許該溫度上升到該預定臨界值以上以熔化該感熱元件； 容許該感熱元件流動通過該選擇性滲透膜且離開該腔室；及 容許該被偏壓構件由於該施加之偏壓力而移動進入該腔室。
40. 如請求項39之方法，其中偏壓一被偏壓構件抵靠該感熱元件之該步驟包含偏壓該被偏壓構件抵靠該選擇性滲透膜，使得該選擇性滲透膜設置在該被偏壓構件與該感熱元件之間。
41. 一種提供溫度已超過一預定溫度臨界值之指示的方法，該方法包含以下步驟： 實施如請求項37至40中任一項之感測溫度增加到一預定臨界值以上之方法； 在容許該被偏壓構件移動進入該腔室之該步驟中，容許該被偏壓構件移動而與一指示器之至少一指示器扣持腳分離； 該被偏壓構件移動而與該至少一指示器扣持腳分離後，當該至少一指示器扣持腳上之一倒角釋放表面滑過設置在該指示器可軸向地移動之一滑動通道上的一對應倒角扣持表面時，容許該至少一指示器扣持腳向內移動；及 容許該指示器由一初始鎖定組態移動至一釋放組態。
42. 如請求項41之方法，其中該釋放組態與該初始鎖定組態在視覺上不同使得一使用者可決定該指示器已由該初始鎖固組態移動至該釋放組態。
43. 如請求項42之方法，其中容許該指示器由一初始鎖固組態移動至一釋放組態的該步驟包含連接或中斷一電路以提供該溫度感測器已被致動之一指示。
44. 一種使用第一與第二溫度感測及指示單元提供溫度已超過第一與第二預定溫度臨界值之指示的方法，該第一溫度臨界值係比該第二溫度臨界值低，該方法包含以下步驟：使用該第一溫度感測及指示單元實施如請求項37至43中任一項之方法以提供溫度已超過該第一溫度臨界值之一指示；及在同時或稍後，使用該第二溫度感測及指示單元實施如請求項37至43中任一項之方法以提供溫度已超過該第二溫度臨界值之一指示。
45. 如請求項44之方法，包含以下步驟：在一單一外殼體內提供該等第一與第二溫度感測及指示單元且將該外殼體固定在一件電氣設備上。

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