一种温度传感器

文档序号:32740 发布日期:2021-09-24 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 一种温度传感器 (Temperature sensor ) 是由 李永选 于 2021-05-17 设计创作,主要内容包括:本发明属于传感装置技术领域,具体涉及一种温度传感器,所述壳体为一侧开口的圆柱状容器,所述热感应部设置在壳体开口的一侧,所述纳米团簇设置在热感应部靠近壳体的一侧,所述反射部设置在热感应部远离壳体的一侧,所述激光器和探测器设置在壳体与开口相对器壁的内侧,本法发明采用热感应部捕获温度变化,温度变化时热感应部厚度发生变化,使得由纳米团簇、热感应部和反射部组成光学腔的耦合效率发生改变,不同的耦合效率对特定模式的光不会吸收,而是将其反射出去,因此会形成有限带宽得到反射,展现出不同颜色的光,热感应部发生发生微纳级别的变化,对其产生的反射光影响巨大,所以通过检测发射光的波长即可检测出温度的大小,检测灵敏度高。(The invention belongs to the technical field of sensing devices, and particularly relates to a temperature sensor, wherein a shell is a cylindrical container with an opening at one side, a thermal sensing part is arranged at one side of the opening of the shell, a nanocluster is arranged at one side of the thermal sensing part close to the shell, a reflecting part is arranged at one side of the thermal sensing part far away from the shell, and a laser and a detector are arranged at the inner side of the shell opposite to the opening, since the reflected light greatly affects the temperature, the temperature can be detected by detecting the wavelength of the emitted light, and the detection sensitivity is high.)

一种温度传感器

技术领域

本发明涉及传感装置

技术领域

,具体为一种温度传感器。

背景技术

温度是表征物体冷热程度的物理量,是物体内部分子热运动剧烈程度的标志,分子运动越平缓,那么温度就越低。在日常生活、工商业、航空航天和交通运输等领域,温度都至关重要,温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器,人类的活动离不开温度传感器。尤其在航空航天领域,高精度的温度传感器是非常重要的,例如在航天器的发动机,对温度的监测需要非常高的精度,丝毫的误差都可能对航天器的飞行状态造成极大的影响。

测量温度通常有接触式和非接触式两种方法,前者是通过感应元件和被测量对象进行热交换完成测量,常见的有热电偶式、热电阻式和热敏电阻式温度传感器等;后者是通过被测量对象表面的热辐射强度与温度的关系进行测量,常见的有比色高温计、光学高温计和热红外辐射温度传感器等。热电偶温度传感器的传感元件通常是温差热电偶,而热电阻温度传感器的原理是利用金属导体的电阻随温度不断变化的特性,将温度变化转换为电阻变化,所以常将金属铂或铜用作感应元件。这几种温度传感器的检测的精度都达不到航天要求,且对使用的环境有比较高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种温度传感器,解决了温度传感器的精度不够高的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

第一方面,一种温度传感器,包括:壳体、激光器、探测器、纳米团簇、热感应部、反射部;

所述壳体为一侧开口的圆柱状容器,所述热感应部设置在壳体开口的一侧,所述纳米团簇设置在热膨胀部靠近壳体的一侧,所述反射部设置在热感应部远离壳体的一侧,所述激光器和探测器设置在壳体与开口相对器壁的内侧;

其中,纳米团簇、热感应部、反射部构成光学腔;反射部将光限制在热感应部中,增强光与纳米团簇的相互作用,纳米团簇具有带宽光吸收的特性,热感应部厚度发生变化,使得光学腔光学模式的耦合效率发生变化,进而使纳米团簇的光学特性从带宽吸收变成有限带宽的反射,即可得到特定波长的光,通过检测反射光波长的变化,实现对温度的检测。

在本发明的一个实施例中,所述纳米团簇为由纳米颗粒组成的无序的银纳米团簇。

在本发明的一个实施例中,所述组成纳米团簇的纳米颗粒形状可以为单种形状组成,例如球形、长条形,星形,也可以多种形状混合组成。

在本发明的一个实施例中,所述热感应部为透明的热膨胀材料。

在本发明的一个实施例中,所述反射部材料为金或银。

在本发明的一个实施例中,所述热感应部连接纳米团簇的面为非光滑。

在本发明的一个实施例中,所述热感应部中间设置有凹槽,纳米团簇整体设置在凹槽中。

在本发明的一个实施例中,所述热感应部的形状为拱形。

第一方面,本实施例提供了一种温度传感系统,其特征在于,包括前面任一项所述的温度传感器,还包括电源装置,为温度传感系统供电,包括计算机,对获取数据进行分析处理。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

1.本发明提供的温度传感器,纳米团簇、热感应部和反射部构成光学腔,反射部将光限制在热感应部中,增强光与纳米团簇的相互作用,纳米团簇为由无序的银纳米颗粒组成,具有带宽光吸收的特性,热感应部的厚度变化,使得光学模式的耦合效率发生变化,进而使纳米团簇的光学特性从带宽吸收变成有限带宽的反射,即可得到特定波长的光,也就是说,热感应部厚度会改变光学腔的耦合效率,不同的耦合效率对特定模式的光不会吸收,而是将其反射出去,因此会形成有限带宽得到反射,展现出不同颜色的光,在检测温度时,热感应部受温度变化产生膨胀,因此热感应部的厚度就会发生变化,因此反射回去的光就会发生变化,热感应部发生发生微纳级别的变化,对其产生的反射光影响巨大,所以通过检测发射光的波长即可检测出温度的大小,检测灵敏度高。

2.本实施例提供的温度传感器,在所述热感应部中间设置有凹槽,纳米团簇整体设置在凹槽中,在受热膨胀时,使得热膨胀部也会对中间的纳米团簇有挤压作用,因此会改变纳米团簇中纳米颗粒浓度,从而使纳米颗粒之间的相互作用也会发生变化,使得反射光变化更明显,可以有效地提高检测的精确度和灵敏度。

3.本实施例提供的温度传感器,将热感应部设置成拱形的,使得热感应部在受热膨胀时,热感应部中间向上形变量更大,纳米团簇和反射部之间间距更大,因此反射光波长变化更明显,可以有效地提高检测的精确度和灵敏度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一;

图2为本发明热感应部和纳米团簇结构立体示意图;

图3为本发明热感应部和纳米团簇主示图;

图4为本发明的结构示意图二;

图5为本发明具有凹槽的热感应部立体示意图。

图6为本发明具有凹槽的热感应部主示图;

图7为本发明的结构示意图三。

图中:1壳体、2热感应部、3纳米团簇、4反射部、5激光器、6探测器、7凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参见图1、图2,图3,需要说明的是,图1为本发明实施例提供的温度传感器结构示意图,图2为本发明热感应部和纳米团簇结构立体示意图,图3为本发明热感应部和纳米团簇主示图。本发明提供一种温度传感器,包括:壳体1、热感应部2、纳米团簇3、反射部4、激光器5、探测器6;

所述壳体1为一侧开口的圆柱状容器,所述热感应部2设置在壳体1开口的一侧,所述纳米团簇3设置在热膨胀部靠近壳体1的一侧,所述反射部(4)设置在热感应部2远离壳体1的一侧,所述激光器5和探测器6设置在壳体1与开口相对器壁的内侧;

其中,纳米团簇3、热感应部2、反射部4构成光学腔;激光器5产生激光照射在光学腔上,反射部4将光限制在热感应部2中,增强光与纳米团簇3的相互作用,纳米团簇3具有带宽光吸收的特性,热感应部2厚度发生变化,光学腔光学模式的耦合效率就会发生变化,使纳米团簇3的光学特性从带宽吸收变成有限带宽的反射,就可以得到特定波长的光,也就是说,热感应部2厚度会改变光学腔的耦合效率,不同的耦合效率对特定模式的光不会吸收,而是将其反射出去,因此会形成有限带宽得到反射,展现出不同颜色的光,在检测温度时,热感应部2受温度变化产生膨胀,因此热感应2的厚度就会发生变化,因此反射回去的光就会发生变化,热感应部2发生发生微纳级别的变化,对其产生的反射光影响巨大,所以通过探测器检测发射光的波长,即可检测出温度的大小,检测灵敏度高。

具体的,所述纳米团簇3为由纳米颗粒组成的无序的银纳米团簇,是因为无序的纳米结构不易受扰动和初始条件的影响,具有宽带光吸收的特性。

具体的,所述组成纳米团簇3的纳米颗粒形状可以为单种形状,例如球形、长条形,星形,也可以多种形状混合组成,多种形状混合组成,可以使纳米团簇的无序度变化更明显,从而使反射光变化更明显。

具体的,所述热感应部2为光损耗较小的透明热膨胀材料,尽量减少光损耗带来的误差。

具体的,所述反射部4材料可以为金,也可以为银,一方面是因为金和银支撑的反光面对光的反射效果比较好,二是金和银都为金属,其热传导效率比较好,可以灵敏的感受到温度的变化,传递给热膨胀部。

实施例2

在具体实施例1的基础上,请参阅图3,特殊的,将热感应部2与纳米团簇3接触的面设置成非光滑的,在检测温度时,热感应部受温度影响体积发生变化,一方面,热感应部2厚度发生变化,使光学腔光学模式的耦合效率发生变化,不同的耦合效率对特定模式的光不会吸收,而是将其反射出去,因此会形成有限带宽得到反射,展现出不同颜色的光,另一方面,热感应部2与纳米团簇3接触的面非光滑设置,热感应部2受热是体积整体发生变化,其长度也会发生变化,非光滑设置可以使得热感应部2长度变化时带动纳米团簇2发生变化,使纳米团簇3内纳米颗粒的无序度发生变化,进而影响反射光的变化,达到提高检测灵敏度的目的。

实施例3

在具体实施例1和具体实施例2的基础上,请参阅图4、图5、图6,需要说明的是,图4为本发明的结构示意图二,图5为本发明具有凹槽的热感应部立体示意图,图6为本发明具有凹槽的热感应部主示图,所述热感应部2中间设置有凹槽7,纳米团簇3整体设置在凹槽7中,在检测温度时,热感应部受温度影响体积发生变化,一方面,热感应部2厚度发生变化,使光学腔光学模式的耦合效率发生变化,不同的耦合效率对特定模式的光不会吸收,而是将其反射出去,因此会形成有限带宽得到反射,展现出不同颜色的光,另一方面,纳米团簇3设置在凹槽中,热感应部2体积发生变化时,会对凹槽7中的纳米团簇3产生挤压的作用,使纳米团簇3内纳米颗粒的无序度发生变化更明显,进而使得反射光的变化更大,达到提高检测灵敏度的目的。

实施例4

在具体实施例1和实施例2的基础上,请参阅图7,将热感应部2设置成拱形的,在检测温度时,热感应部感应温度发生形变,一方面,由于热感应部拱形设置,靠近中间的的部分形变量更大,因此使纳米团簇3和反射部4的间距变化量更大,因此光学腔光学模式的耦合效率变化更明显,从而使得产生的反射光的波长变化更加明显。另一方面,热感应部2拱形设置,使得热感应部2在形变时对纳米团簇3有拉伸作用,并且会使纳米团簇3弯曲,使纳米团簇3内纳米颗粒的无序度发生变化更明显,进而使得反射光的变化更大,达到提高检测灵敏度的目的。

所述温度传感器的相关内容如前所述,在此不再赘述。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

10页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:热套管振动感测

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!