阅读说明：本技术 测温垫 (Thermometric pad ) 是由 沙昭君 白穆 王延胜 曾飞雄 任哲钒 孙洪洋 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：一种测温垫(100),包括：多个温度采集器(110),多个温度采集器(110)分布设置在测温垫(100)上,且从测温垫(100)伸出；分别从每个温度采集器(110)引出的至少一根接线(111)；结合装置,该结合装置将多个温度采集器(110)和多根所述接线(111)彼此结合成整体；测温垫(100)是柔性的,以适应于待测表面(200)的曲率变化。测温垫的柔性结构能较好地适应待测表面的不同弧度。(A kind of thermometric pad (100), comprising: multiple temperature samplers (110), multiple temperature sampler (110) distributions are arranged on thermometric pad (100), and stretch out from thermometric pad (100)；At least one wiring (111) drawn respectively from each temperature sampler (110)；Multiple temperature samplers (110) and the more wiring (111) are bonded to each other integral by coupling apparatus, the coupling apparatus；Thermometric pad (100) is flexible, to be adapted to the Curvature varying of surface to be measured (200).The flexible structure of thermometric pad can preferably adapt to the different radians on surface to be measured.)

测温垫

技术领域

本发明涉及温度测量领域，具体涉及一种测量待测表面的温度的测温垫。更特别地，该测温垫是试验中所使用的温度测量装置。

背景技术

在进行机翼防冰系统设计验证时需要监控机翼表面的温度数值，并保持试验监控装置对机翼的换热效果的影响较小，使其尽可能接近机翼实际工作时的状态。

在现有技术中，一般采用沿着机翼表面单点布置热电偶的方式来进行测量。这种做法通常需要连续布置若干测点，布置后热电偶接线需要连接到与其相隔较远的温度数据采集装置上。由于测点位置与温度数据采集装置所处位置存在一定的距离，所以在接线时常常会存在串线(串号)等问题，这就导致需要逐步排故理顺在温度采集端的测点位置。此外，现场布线时大量热电偶线交错、缠绕导致试验装置看起来非常不美观。

在浙江大学于2006年3月2日提交申请并于2006年8月16日公布的题为验证冻干机搁板温度均匀性的测温垫系统的中国发明专利申请CN 1818575A中提供了一种验证冻干机搁板温度均匀性的测温垫系统。它具有测温垫，测温垫具有聚四氟乙烯层、薄海绵层上、下两层，层间用环氧树脂紧密粘合，测温垫上均匀密布有小孔，并穿有铜－康铜热电偶，铜－康铜热电偶测温端布置在薄海绵层下面，每个热电偶测温端装有一块小磁铁，铜－康铜热电偶统一经测温垫两侧从出线口输出，并通过连接线路与冻干机真空箱的航空插相连，经航空插依次与连接线、接线盒相接。该发明是针对现有搁板温度分布均匀性验证中繁复拆装热电偶所带来的不便以及不利于均匀测温、重复再现等缺点所提出的。在该发明中，通过将热电偶均匀布置于测温垫上的方法进行温度测量，配合温度采集系统使用，实现多点温度分布测量的自动化。且该发明采用磁性结构，能够重复使用。但该发明中的装置仅用于磁性表面，且需要为平面，主要用于解决在对待测表面进行连续温度测量时产生的热电偶接线乱、错的现象，但并不适用于机翼防冰系统的设计。

综上所述，在试验过程中、尤其是在机翼防冰系统设计验证试验过程中，如何快速、简单地将热电偶布置到位并保证准确地测量待测表面的温度仍是尚待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题而作，目的在于提供一种测温垫，该测温垫适应于安设在诸如机翼表面之类的弯曲表面上，以供进行温度测量。

为此，本发明设计了一种测温垫，包括：

多个温度采集器，所述多个温度采集器分布设置在所述测温垫上，且从所述测温垫伸出；

分别从每个所述温度采集器引出的至少一根接线；

结合装置，所述结合装置将所述多个温度采集器和多根所述接线彼此结合成整体；

其特征在于，

所述测温垫是柔性的，以适应于待测表面的曲率变化。

通过测温垫上牢固布置多个温度采集器，能够在要对待测表面上的多个测点进行批量温度测量的情况下快速简便地安设温度采集器，有效防止测串、漏测，此外测温垫的柔性结构能较好地适应待测表面的不同弧度，使得测温垫可以针对不同具体应用场景具有更好的适应性。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述至少一根接线是无绝缘包裹材料的导线，并且，

所述结合装置包括绝缘胶，所述绝缘胶围绕所述导线包裹，从而形成电路层。

选用无绝缘包裹材料的接线并在电路层中采用绝缘胶，能进一步减小测温垫的总厚度，并有助于保持电路层的相对平整。此外，这种电路层还能够减少粘贴其他层时线路处突起引起留存空气导致的换热变差问题。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述绝缘胶是绝缘导热硅胶。

选取具有良好的导热性的材料作为绝缘胶，有利于减小对待测表面换热的影响。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述测温垫还包括黏性层，用于将所述测温垫与所述待测表面粘合，所述多个温度采集器从所述黏性层伸出以便接触所述待测表面。

通过设置黏性层，使得测温垫本身就能通过粘贴的方式直接粘贴于待测表面，进一步简化热电偶布置方式。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述黏性层包括橡胶型压敏胶。

选用橡胶型压敏胶作为黏性层有助于实现测温垫与待测表面的平整接触，并且能够改进绝缘效果。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述测温垫包括接线层，多根所述接线布置在所述接线层中，并且，

所述测温垫还包括绝缘层，所述绝缘层设置在所述接线层的一侧或两侧。

绝缘层的设置有利于进一步改善绝缘效果。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述绝缘层包括绝缘导热硅胶。

该方案事实上将黏性层与绝缘层相结合，以进一步减小测温垫的厚度。换言之，黏性层的材料绝缘性好，能进一步有效绝缘。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述测温垫还包括保护层，所述保护层设置于所述测温垫远离所述待测表面的表面，所述保护层具有平整的表面。

保护层的设置使得测温垫表面光滑平整，并进而使安设有测温垫的待测表面平整，这有助于减小空气动力学影响，换言之减小对于待测表面气动外形的破坏。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述保护层由具有良好导热性的材料制成。

选用导热性好作为保护层，有利于减小对于待测表面的换热影响。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述测温垫还包括集线装置，所述集线装置分别与多根所述接线连接，所述集线装置设置在所述测温垫的较短的侧边上。

采用集线装置的方式与温度采集器进行连接，方便线路连接；将集线装置布置在测温垫的短边侧，以避开长边侧较为关键的测量区域，有利于减小测温垫的布设对待测表面的影响；集线装置的设置使得能够通过线缆输送各接线的电信号，从而解决了线路复杂，错乱的问题。

根据本发明的测温垫的优选实施例，所述待测表面是飞机机翼的表面。

换言之，本发明的测温垫特别适用于对飞机机翼的表面进行温度测量，例如在进行防冰系统设计验证试验时。

综上所述，根据本发明的测温垫的有益效果至少在于：

1)较好地适应待测表面的不同弧度。

2)有利于减小对待测表面的影响。

3)简化线路布置。

应了解的是，上文的一般描述和下文的详细描述说明了各种实施例并且旨在提供理解要求保护的主题的性质和特征的概述或框架。本文件包括附图，以提供对各种实施例的进一步理解。附图纳入于本说明书中并且构成本说明书的部分。附图示出了本文所描述的各种实施例，并且与文字描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

参考以上目的，本发明的技术特征在下文中清楚地描述，并且其优点从以下参考附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施例，而不限制本发明的范围。

附图中：

图1是根据本发明的优选实施例的测温垫的示意性立体图，其中，集线装置通过以断开方式示出的接线连接至隔开较远的温度数据采集装置。

图2是图1中所示的根据本发明的优选实施例的测温垫的温度采集器的示意图，该温度采集器为带有两根接线的热电偶。

图3是图1中所示的根据本发明的优选实施例的测温垫的集线装置的侧视图，示出了集线装置与测温垫上的接线相联的接口。

图4是图1中所示的根据本发明的优选实施例的测温垫的电路层或根据本发明的另一优选实施例的测温垫的接线层的俯视示意图。

图5是在实际测量时施加于待测表面上的根据本发明的优选实施例的测温垫的示意图。

附图标记列表

100 测温垫

110 温度采集器

111 接线

120 电路层

130 黏性层

140 绝缘层

150 接线层

160 保护层

170 集线装置

171 插线柱

200 待测表面

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的实施方式，这些实施方式的示例被显示在附图中并在下文中被描述。尽管本发明将与示例性实施例相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为所例示的那些实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且还覆盖可以被包括在本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其他实施例。为了便于解释和精确定义本发明的技术方案，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在附图中所示的示例性实施例的特征的位置来对这些特征进行描述。

下面将参考附图对本发明的示例性实施例进行详细描述。

首先参考图1，根据本发明的优选实施例的测温垫100包括温度采集器110、接线111和结合装置。

其中，为了在多个测点进行温度测量，温度采集器110的数量为两个或更多个。这些温度采集器110分布设置在测温垫100上。例如，如图1中所示，优选地呈热电偶形式的温度采集器110可沿直线分布在测温垫100上。然而，本领域技术人员能够理解到，这些温度采集器110还能根据实际需要以任何合适的布置排列分布在测温垫100上。为了使温度采集器110与待测表面200良好接触，在测温垫100上可开设有供温度采集器110从中伸出的孔、例如是沉孔，以便温度采集器110从测温垫100伸出。

上述接线111分别从每个温度采集器110引出。在温度采集器110是热电偶的情形中，如图2和图4中清楚地示出的，每个温度采集器110上可引出正负两根接线。优选地，热电偶材料例如可为镍铬/镍硅，接线的直径例如可为0.254mm。

结合装置将多个温度采集器110和多根接线111彼此结合成整体。换言之，由上述组件组成的测温垫100可以作为整体安装到待测表面200上。待测表面200例如是飞机机翼的表面。

为了适应于不同曲率的待测表面，测温垫100是柔性的，以适应于待测表面200的曲率变化。

测温垫100与待测表面200的组装关系例如可参见图5。

为了确保测温垫100的柔性，优选地，接线111中的一根或多根可以是无绝缘包裹材料的导线，以移除由导线的绝缘包裹材料导致的刚性。在这种情形中，结合装置可优选地包括绝缘胶，绝缘胶围绕导线包裹，从而形成电路层120。换言之，绝缘胶以及由绝缘胶结合起来的多根接线111构成了一整体，该整体通过绝缘胶与外界绝缘，且在本文中，将该整体称为电路层120。优选地，绝缘胶可以是绝缘导热硅胶，使得在将包括该电路层120的测温垫100安设在待测表面200上时，对待测表面200的传热特性的影响尽可能小。在其他实施例中，绝缘胶也可采用其他柔性绝缘材料。更优选地，包括绝缘导热硅胶的电路层120的厚度例如可为0.4mm。

在另一优选实施例中，测温垫100可包括接线层150，多根接线111布置在接线层150中，并且，为了确保接线的良好绝缘，在这种实施例中，测温垫100还可包括绝缘层140，绝缘层140设置在接线层150的一侧或两侧。

优选地，该绝缘层140可包括绝缘导热硅胶。使得在将包括该绝缘层140的测温垫100安设在待测表面200上时，对待测表面200的传热特性的影响尽可能小。此外，绝缘层140还可由其他柔性绝缘材料构成。在进一步优选的实施例中，靠近待测表面200一侧的绝缘层140可由黏性材料、例如橡胶型压敏胶构成(此时，这一绝缘层140相当于下文所要说明的黏性层130)。在包括这一靠近待测表面200一侧的绝缘层140的情形中，多个温度采集器110从靠近待测表面200一侧的该绝缘层140、例如从贯穿该绝缘层140的孔中伸出，以便接触待测表面200。在更进一步地优选的实施例中，绝缘层140的厚度可为0.035mm。绝缘层140的该厚度仅为示例，本领域技术人员可以根据实际需求设定绝缘层140的任何其他合适的厚度。

优选地，在电路层120或接线层150中，将温度采集器110的多根接线111(例如是热电偶的正负极线)彼此间隔地引至测温垫100的边缘、优选是测温垫100的短边，以与下文所要描述的集线装置170相连。优选地，在热电偶的情形中，正负极线沿不同的路径被引至测温垫100的边缘，例如图4中所示，正极线经由温度采集器110的第一侧(图4中上方)引至测温垫100的边缘，而负极线则经由温度采集器110的第二侧(图4中下方)引至测温垫100的边缘。

在图1中所示的优选实施例中，测温垫100还可包括黏性层130。更优选的是，黏性层130可包括橡胶型压敏胶。进一步优选的是，黏性层130可由绝缘柔性材料构成(此时，该黏性层130相当于以上提及的绝缘层140)。要指出的是，本领域技术人员能够根据实际需要选用合适的材料来构成黏性层130，只要黏性层130能起到将测温垫100粘合并固定至待测表面200的作用并且黏性层130本身是柔性的即可。更优选地，黏性层130还可具有易于从待测表面200取下且不会对待测表面200产生损坏的优势。优选地，黏性层130的厚度例如可为0.035mm。黏性层130的该厚度仅为示例，本领域技术人员可以根据实际需求设定黏性层130的任何其他合适的厚度。

通过该黏性层130将测温垫100与待测表面200牢固地粘合，以便将测温垫100固设在待测表面200上。在包括黏性层130的情形中，多个温度采集器110从黏性层130、例如从贯穿黏性层130的孔中伸出，以便接触待测表面200。在温度采集器110是热电偶的情形中，偶头贴合在黏性层130表面，在黏性层130粘贴至待测表面200时，偶头能够与待测表面200良好接触，以便进行温度测量。

继续参考图1，测温垫100还可包括保护层160。保护层160优选地设置于测温垫100远离待测表面200的表面处。换言之，保护层160优选地构成安设有测温垫100后待测表面200的外轮廓。为了确保在安设好测温垫100后待测表面200仍具有较平滑的气动表面，保护层160优选地具有平整的表面。优选地，保护层160可由具有良好导热性的材料、例如铜箔制成。保护层160也可替代地由其他柔性材料、例如其他金属箔片制成。优选地，保护层160的厚度例如可为0.05mm。

同样如图1中所示的，测温垫100还可优选地包括集线装置170，该集线装置170分别与多根接线111连接。集线装置170设置在测温垫100的较短的侧边上。集线装置170将测温垫100上的各个接线111汇总并通过集线统一输出至温度数据采集装置(未示出)。如图1中所示的，集线可通过插头与温度数据采集装置连接。在温度采集器100为热电偶的情形中，集线装置170包括正集线端和负集线端。热电偶的正极线与集线装置170的正集线端连接，热电偶的负极线与集线装置170的负集线端连接。正集线端和负集线端例如可呈插线柱171的形式。正集线端和负集线端可在集线装置170上成两排彼此平行布置。

以下针对上述根据本发明的优选实施例的测温垫100，简要描述本发明的测温垫的具体使用方法。

首先，选择待测表面200、例如是飞机机翼表面上的选定区域，清理该待测表面，防止待测表面200上的灰尘或其他污物对测量结果造成影响。

接着，将测温垫100粘贴于待测表面200。要指出的是，在该步骤中，优选通过测温垫100本身的特性进行粘贴、例如通过测温垫100的黏性层130进行粘贴，但也可借助其他粘合剂、例如各种常见胶进行粘贴。粘贴时最好由一端向另一端缓慢贴合挤出测温垫100与待测表面200之间的空气，以确保所有温度采集器110、例如热电偶的偶头通过测温垫100中的孔结构伸出黏性层130的表面。将测温垫100粘贴至待测表面200时，要确保温度采集器110能够接触到待测表面200进行温度测量。

接着，经由集线装置170将温度采集器110的接线111与温度数据采集装置连接。

此时，试验装置安装完毕，可以对待测表面200的温度进行测量。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。