一種溫度傳感器的制作方法

本發明涉及一種傳感器，具體涉及一種溫度傳感器。

背景技術：

溫度傳感器是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。高溫傳感器是溫度傳感器中的一種，高溫傳感器主要用于汽車領域以及其他需要測量較高溫度的領域。而現有的高溫傳感器傳統工藝多是采用顆粒物氧化鎂作為芯片填充物，傳統的芯片填充物材料的作用分別是填充物將測量的熱量快速傳遞給溫度傳感芯片，另外是保護溫度傳感芯片避免受外力作用下擠壓而產生斷裂的情況發生；但是顆粒物的粉末狀的氧化鎂填充物無法填充壓緊，使得溫度傳感芯片可移動導致溫度傳感芯片損壞，并且溫度傳感芯片的移動后的安裝方位角度直接影響測量值的穩定性、準確性。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種穩定性好、測量精度高、牢靠性好的溫度傳感器。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種溫度傳感器，包括金屬管、溫度傳感芯片和傳感器導線，所述金屬管的底部密封，所述金屬管的頂部開口，所述溫度傳感芯片位于所述金屬管的底部內，所述金屬管內填充有水溶性的鈣化物，且所述水溶性的鈣化物將所述溫度傳感芯片包裹并固定在所述金屬管的底部內，所述傳感器導線的一端穿過所述金屬管的頂部的開口并與所述溫度傳感芯片的外接線電連接。

本發明的有益效果是：本發明一種溫度傳感器采用純凈的水溶性鈣化物作為溫度傳感芯片的填充物，水溶性鈣化物固化后將與金屬管完全粘合，并包裹好溫度傳感芯片，將溫度傳感芯片固定在金屬管內，使溫度傳感芯片不易移動，完全密封包裹溫度傳感芯片使溫度傳感芯片具有最大的導熱性和牢固性；同時水溶性鈣化物與溫度傳感芯片及金屬管具有一致的膨脹系數，從而使溫度傳感芯片和金屬管合為一個整體，抗震性更強；另外，本發明水溶性的鈣化物采用流體灌封方式填充在溫度傳感芯片的周圍，可以提高溫度傳感芯片的精度和可操作性。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述傳感器導線包括金屬套管和導線，所述導線套裝在所述金屬套管內，所述金屬套管內還填充有al2o3/mgo填充物，且所述al2o3/mgo填充物將所述導線包裹。

采用上述進一步方案的有益效果是：傳感器導線采用了高純度al2o3/mgo填充物的耐高溫導線，完全可以滿足測量溫度在1000℃以上的環境下的信號傳輸，并且具有良好的絕緣性；與傳統的礦物質高溫連接線相比，具有如下優點，a、熱傳導(導熱系數高)快，可以提升測量的準確性與反應時間；b、屬于硬質導線，在高溫下(700℃以上)具有良好的硬度特性，不易變形彎曲，熱膨脹低，可以抵抗高溫氣流沖擊，不易損壞；c、自身型變小，不會因自身材料的應變力而產生較大應力、破壞自身結構而引起傳感器損壞。

進一步，所述金屬套管的一端穿插在所述金屬管的頂部的開口中，并與所述金屬管的頂部的內壁貼合，所述導線的一端穿出所述金屬套管并與所述溫度傳感芯片的外接線通過激光連續式焊接在一起。

采用上述進一步方案的有益效果是：采用激光連續式焊接與傳統焊接相比改善如下幾點，a、采用連續式焊接，保障不同金屬導線之間的高度融合，提高了抗震性與傳輸的穩定性；b、提高了焊接強度，保障了安全性，牢固性是普通點焊接的5倍以上；c、有效分散了單點焊接或物理壓接后的高溫熱應力破壞性。

進一步，所述金屬管的橫截面為圓形，所述金屬管的底部與頂部之間的部分為所述金屬管的中部，所述金屬管的頂部的直徑大于所述金屬管的中部的直徑，所述金屬管的中部的直徑大于所述金屬管的底部的直徑，且所述金屬管的中部的直徑比所述金屬管的底部的直徑大1～2倍。

采用上述進一步方案的有益效果是：在被測量環境區域有熱量波動的狀態下，由于圖金屬管中部和底部的直徑不同，相互之間產生快速的熱傳遞過程，但是a溫區(從金屬管的底部到水溶性填充物截止處)與c溫區(傳感器導線區域)之間間隔b溫區(a溫區與c溫區之間沒有填充任何材料的區域)，由于b溫區沒有填充任何材料，即成為熱量傳遞隔離緩沖區，有效的避免了高溫狀態下，a溫區與c溫區的熱量互沖的影像而造成溫度測量不準確性的問題；同時這個毫秒級的內部熱傳遞過程會將溫度傳感芯片測量的數值瞬間穩定，從而使溫度傳感芯片可以讀出一個被測量區域相對穩定的數值，相反金屬管的中部對底部的熱量傳導對溫度傳感芯片測量值的準確性影響是可忽略不計的。

進一步，所述溫度傳感芯片與所述金屬管的底部的內壁之間的最大距離范圍為0.1～0.3mm。

采用上述進一步方案的有益效果是：金屬管的底部的內壁與溫度傳感芯片之間最大邊沿距離約為0.1～0.3mm，在熱膨脹狀態下溫度傳感芯片與金屬管的底部接近接觸而不會被反向壓破裂，反應時間提升為傳統結構的10倍以上。

進一步，所述水溶性鈣化物將所述金屬管的底部填充滿，并延伸填充至所述金屬管的中部。

進一步，所述溫度傳感芯片的外接線的一端包裹在所述水溶性鈣化物中并與所述溫度傳感芯片電連接，所述溫度傳感芯片的外接線的另一端伸出所述水溶性鈣化物至所述金屬管的中部與頂部之間的連接處，所述溫度傳感芯片的外接線的另一端在所述金屬管的中部與頂部之間的連接處與所述導線的一端通過激光連續式焊接在一起。

附圖說明

圖1為本發明一種溫度傳感器的整體結構示意圖；

圖2為本發明一種溫度傳感器中導線與溫度傳感芯片的外接線連接的結構示意圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、金屬管，11、底部，12、頂部，13、中部，2、溫度傳感芯片，21、外接線，22、凸丘，3、傳感器導線，31、金屬套管，32、導線、33、al2o3/mgo填充物，4、水溶性的鈣化物。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

如圖1所示，一種溫度傳感器，包括金屬管1、溫度傳感芯片2和傳感器導線3，所述金屬管1的底部11密封，所述金屬管1的頂部12開口，所述溫度傳感芯片2位于所述金屬管1的底部11內，所述金屬管1內填充有水溶性的鈣化物4，且所述水溶性的鈣化物4將所述溫度傳感芯片2包裹并固定在所述金屬管1的底部11內，所述傳感器導線3的一端穿過所述金屬管1的頂部12的開口并與所述溫度傳感芯片2的外接線21電連接。

在本具體實施例：所述傳感器導線3包括金屬套管31和導線32，所述導線32套裝在所述金屬套管31內，所述金屬套管31內還填充有al2o3/mgo填充物33，且所述al2o3/mgo填充物33將所述導線32包裹，其中所述al2o3/mgo填充物33具體為al2o3或mgo中的任一種。所述金屬套管31的一端穿插在所述金屬管1的頂部12的開口中，并與所述金屬管1的頂部12的內壁貼合，所述導線32的一端穿出所述金屬套管31并與所述溫度傳感芯片2的外接線21通過激光連續式焊接在一起，如圖2所示，所述導線32與所述溫度傳感芯片2的外接線21通過激光連續式焊接在一起后形成連續的凸丘22。所述金屬管1的橫截面為圓形，所述金屬管1的底部11與頂部12之間的部分為所述金屬管1的中部13，所述金屬管1的頂部12的直徑大于所述金屬管1的中部13的直徑，所述金屬管1的中部13的直徑大于所述金屬管1的底部11的直徑，且所述金屬管1的中部13的直徑比所述金屬管1的底部11的直徑大1～2倍。所述溫度傳感芯片2與所述金屬管1的底部11的內壁之間的最大距離范圍為0.1～0.3mm。所述水溶性鈣化物4將所述金屬管1的底部11填充滿，并延伸填充至所述金屬管11的中部13。所述溫度傳感芯片2的外接線21的一端包裹在所述水溶性鈣化物4中并與所述溫度傳感芯片2電連接，所述溫度傳感芯片2的外接線21的另一端伸出所述水溶性鈣化物4至所述金屬管1的中部13與頂部12之間的連接處，所述溫度傳感芯片2的外接線21的另一端在所述金屬管1的中部13與頂部12之間的連接處與所述導線32的一端通過激光連續式焊接在一起。

在本發明一種溫度傳感器中，采用純凈的水溶性鈣化物4作為溫度傳感芯片2的填充物，水溶性鈣化物4固化后將與金屬管1完全粘合(制作時先將適量水溶性鈣化物導入金屬管內，然后將溫度傳感芯片置入水溶性鈣化物內，放入輔助支架中12小時后自然揮發固話達到效果)，并包裹好溫度傳感芯片2，將溫度傳感芯片2固定在金屬管1內，使溫度傳感芯片2不易移動，完全密封包裹溫度傳感芯片2使溫度傳感芯片2具有最大的導熱性和牢固性；同時水溶性鈣化物4與溫度傳感芯片2及金屬管1具有一致的膨脹系數，從而使溫度傳感芯片2和金屬管1合為一個整體，抗震性更強；另外，本發明水溶性的鈣化物4采用流體灌封方式填充在溫度傳感芯片2的周圍，可以提高溫度傳感芯片2的精度和可操作性。

傳感器導線3采用了高純度al2o3/mgo填充物33的耐高溫導線，完全可以滿足測量溫度在1000℃以上的環境下的信號傳輸，并且具有良好的絕緣性；與傳統的礦物質高溫連接線相比，具有如下優點，a、熱傳導(導熱系數高)快，可以提升測量的準確性與反應時間；b、屬于硬質導線，在高溫下(700℃以上)具有良好的硬度特性，不易變形彎曲，熱膨脹低，可以抵抗高溫氣流沖擊，不易損壞；c、自身型變小，不會因自身材料的應變力而產生較大應力、破壞自身結構而引起傳感器損壞。

所述導線32與外接線21通過激光連續式焊接，采用激光連續式焊接與傳統焊接相比改善如下幾點，a、采用連續式焊接，保障不同金屬導線之間的高度融合，提高了抗震性與傳輸的穩定性；b、提高了焊接強度，保障了安全性，牢固性是普通點焊接的5倍以上；c、有效分散了單點焊接或物理壓接后的高溫熱應力破壞性。

在被測量環境區域有熱量波動的狀態下，由于圖金屬管1中部13和底部11的直徑不同，相互之間產生快速的熱傳遞過程，但是a溫區(從金屬管的底部到水溶性填充物截止處)與c溫區(傳感器導線區域)之間間隔b溫區(a溫區與c溫區之間沒有填充任何材料的區域)，由于b溫區沒有填充任何材料，即成為熱量傳遞隔離緩沖區，有效的避免了高溫狀態下，a溫區與c溫區的熱量互沖的影像而造成溫度測量不準確性的問題；同時這個毫秒級的內部熱傳遞過程會將溫度傳感芯片2測量的數值瞬間穩定，從而使溫度傳感芯片2可以讀出一個被測量區域相對穩定的數值，相反金屬管1的中部13對底部11的熱量傳導對溫度傳感芯片2測量值的準確性影響是可忽略不計的。設計本發明金屬管的結構能有效提高了傳感器的反應時間，反應時間是溫度傳感器測量值真實性中最關鍵指標，只有測量環境的熱量最短時間內到達感溫傳感上才能真實測量出準確的溫度。

金屬管1的底部11的內壁與溫度傳感芯片2之間最大邊沿距離約為0.1～0.3mm，在熱膨脹狀態下溫度傳感芯片2與金屬管1的底部11接近接觸而不會被反向壓破裂，反應時間提升為傳統結構的10倍以上。以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。