專利名稱：具有記憶功能的溫度傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種結構新穎、具有記憶功能的溫度傳感器。
傳感器是工業生產過程控制自動化的“感官”，擔負著敏感各種各樣物理參量，并向控制中樞反饋狀態變化的實測值，以便實時調整控制指令，使生產過程始終處于最佳工況的使命。現代信息社會里，傳感器作為應用電子技術改造傳統產業的一支不可忽略的方面軍，日益引起越來越多的科技人員重視和投入，從而使各式各樣、應用先進科技(如紅外、射線、微波、熱敏、光敏、磁學，壓電等等)的傳感器接連不斷地研制成功，使傳感器的家族日趨龐大和興盛，傳感器電子學也已形成新一代電子學。
本發明的目的是為傳感器家族提供一種結構新穎、具有存儲測量數據(俗稱記憶)功能的溫度傳感器。
本發明的結構示意如
圖1所示它是由殼體、傳感器和具有放大、A/D轉換、存儲等復合功能的集成電路芯片組成的，其中殼體1為一個其內縱向排有三個用小孔相互連通的空腔的圓筒型金屬殼體，前端空腔1A端部裝有保護外罩2，該腔內放有與需要測量溫度部位相連通的溫度敏感器件3，中間空腔1B和后部空腔1C中分別用硅膠密封裝有一個具有復合功能的集成電路芯片4和一個多芯通信接口插座5，該集成電路芯片4封存在兩端有插座的小殼體6內，并通過該插座用導線與敏感器件3和通信接口插座5接通。
本發明的三個空腔可以分別稱之為測量腔1A，器件密封腔1B和通信接口密封腔1C。溫度敏感器件3就放在測量腔1A中，測量腔應與需要測量溫度的部位相連通。為了保護溫度敏感器件免遭碰撞損壞，在測量腔端部裝有保護外罩2，使敏感器件與外界相隔開。保護外罩的形狀可以根據工作條件的不同而選擇為用銅顆粒燒結而成的濾罩形、用金屬制成棚網狀的隔離罩形或充滿了硅油的毛細管形。其中的敏感器件可以根據溫度測試的條件和對象的不同，選擇相應的量程和精度都不同的敏感器件，通常這種敏感器件均已成為市場出售的通用器件產品，技術人員所做的工作只是設計選型，以取得最佳性能價格比的經濟效益。放在器件密封腔1B內的具有復合功能的集成電路芯片4是由美國ME，公司專為某些特殊用戶研制生產的具有運算放大，A/D轉換、實時時鐘、定期采樣和存儲記憶功能的專用芯片。這種IC芯片現在已經投入市場出售，目前可以接受訂單的為MU-10和MU-20兩種型號，兩者其他功能都相同，區別在于存儲的容量前者可存儲12位精度的數據10兆，后者可存儲同樣精度的數據20兆。該芯片出廠時已被封存在一個Φ16＊100的金屬小殼體6里，該殼體6的兩端有插座;一端是電源和數據輸入端，另一端為RS-232串行通信口，用于輸出數據。在把裝有集成電路芯片的金屬小殼體6放入器件密封腔體1B，并焊接好其與另外兩腔1A、1C內器件的連線后，應從其端部的工藝孔中向腔內灌注硅橡膠，使之固化后器件腔1B就成為一個實心的固態整體，以便確保該復合功能芯片能夠在極其惡劣的工作環境下長期可靠地工作。例如可以把此溫度傳感器長時期浸泡在水里或含油地層內記錄測試和存儲數據。需要指出的是灌膠工藝應在真空罩內作業。
通信密封腔1C內主要裝有一個多芯插座5，其園形插座的插針中有一個用作RS-232C通信接口，它應與器件密封腔內的金屬小殼體6的數據輸出端的RS-232C通信口相連，并籍此與微型計算機的串行通信口連通和交換信息。其余插針皆用作供電電源。
本發明的工作方式有兩種一是脫機單獨工作，即只要供以電源就可以長期獨立采集溫度數據它是用自由的實時時鐘產生的時序控制定期采樣的周期，并將采集到的數據定期存儲到記憶芯片中，期間還自動進行運放、A/D轉換等功能。本發明另一特色是存儲容量大，如每秒鐘采樣一次，容量為10M的存儲芯片就可存儲長達30年的連續采樣數據。當人們需要此溫度數據時，只要把通信密封腔的密封蓋卸掉，就可通過其RS-232插針與微型計算機的串行通信口連通，從而把存儲的全部數據移入微機的數據庫中進行處理。這是本發明最主要的工作方式和特色。另一種工種方式是作為系統的采集單元工作，即通過通信密封腔里的串行通信插針與系統聯接成為整個裝置系統中的一個采集回路，可以實時采集溫度數據，也可以把采集到的溫度數據暫時存儲在記憶芯片中，定期把成批數據發回系統。
本發明不同于由單片機或單板機組成的微機智能測溫系統。本發明只是一個簡單的固態圓筒形金屬單體，如果不包括機械附件，它的全部組成件都可容納在一個空間體積為Φ18＊150的殼體內，而就這個小小的殼體就可以存儲多達10兆或更多個數據。
本發明結構簡單而自成系統，不需要另外CPU驅動就可以獨立工作，也可以通過串行口使之成為系統的一路溫度采集單元。本發明的電子器件部分與外界環境絕對隔離，并用硅膠密封，可以在無人管理的惡劣環境下長期可靠工作，特別適用于那種長期連續精確記憶微差動態的野外溫度采集，尤其適用于放入石油生產井中對油田油層內溫度進行長期精確的動態觀測記憶。
權利要求
1.一種具有記憶功能的溫度傳感器，由殼體、傳感器和具有放大、A/D轉換、存儲等復合功能的集成電路芯片組成，其特征是殼體為一個其內縱向排有三個用小孔相互連通的空腔的圓筒型金屬殼體，前端空腔端部裝有保護外罩，腔內放有與需要測量溫度部位相連通的溫度敏感器件，中間和后部空腔中分別用硅膠密封裝有一個具有復合功能的集成電路芯片和一個多芯通信接口插座，該集成電路芯片封存在兩端有插座的小殼體內，并通過該插座用導線與敏感器件和通信插座接通。
2.如權利要求1所述的溫度傳感器，其特征是所述的保護外罩的形狀可以是濾罩形、隔離罩形或充滿硅油的毛細管形。
3.如權利要求1所述的溫度傳感器，其特征是通信接口插座的插針中有一個用作RS-232C通信接口端，其余插針皆用作電源接線端。
4.如權利要求1所述的溫度傳感器，其特征是所述的復合功能集成電路芯片為美國ME.公司生產的型號為MU-10和MU-20的專用芯片。
全文摘要
一種具有記憶功能的溫度傳感器，其圓筒形金屬殼體內分別設有敏感器，集成電路芯片和通信接口三個腔體。敏感器腔體裝有保護外罩，并與被測部位相通，另兩個腔體都用硅膠密封，其間裝有具有運放、A/D轉換、存儲、時鐘、定期采樣等復合功能的高集成度芯片，可存儲多達10兆的高精度數據。裝置結構簡單、自成系統；可脫機單獨工作，也可與微機相連作其采集單元。可在無人管理的惡劣環境下長期可靠工作。
文檔編號G01K1/00GK1074757SQ92100348
公開日1993年7月28日 申請日期1992年1月21日 優先權日1992年1月21日
發明者石行 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠