阅读说明：本技术 一种薄片型温度传感器 (Slice type temperature sensor ) 是由 程力 赵文 于 2020-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于温度传感器技术领域,具体的说是一种薄片型温度传感器,包括双金属片,所述双金属片上连接有两根导线,所述双金属片分为一号金属片和二号金属片,所述一号金属片的热膨胀系数大于二号金属片的热膨胀系数,所述一号金属片远离二号金属片的一侧设有三号金属片,所述三号金属片的热膨胀系数大于一号金属片,所述二号金属片远离一号金属片的一侧设有四号金属片,所述四号金属片的热膨胀系数小于二号金属片；本发明通过将双金属片的末端增设热膨胀系数更大的金属片,从而使得双金属片的弯弧角度扩大,双金属片的弯弧角度增大了双金属片的控制范围,进而提高了温度传感器的适用范围。(The invention belongs to the technical field of temperature sensors, and particularly relates to a sheet-type temperature sensor which comprises a bimetallic strip, wherein two wires are connected onto the bimetallic strip, the bimetallic strip is divided into a first metal sheet and a second metal sheet, the thermal expansion coefficient of the first metal sheet is greater than that of the second metal sheet, one side, away from the second metal sheet, of the first metal sheet is provided with a third metal sheet, the thermal expansion coefficient of the third metal sheet is greater than that of the first metal sheet, one side, away from the first metal sheet, of the second metal sheet is provided with a fourth metal sheet, and the thermal expansion coefficient of the fourth metal sheet is less than that of the second metal sheet; according to the invention, the metal sheet with a larger thermal expansion coefficient is additionally arranged at the tail end of the bimetallic strip, so that the bending angle of the bimetallic strip is enlarged, the control range of the bimetallic strip is enlarged by the bending angle of the bimetallic strip, and the application range of the temperature sensor is further enlarged.)

一种薄片型温度传感器

技术领域

本发明属于温度传感器技术领域，具体的说是一种薄片型温度传感器。

背景技术

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。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

热双金属片是一种用于实现温度控制的比较简单的自控元件。它由两层热膨胀系数不同的金属组成。膨胀系数大的一层为主动层，热膨胀系数小的一层称为被动层。热双金属片受热时，主动层自由膨胀的长度大于被动层，但由于两层牢固地结合在一起，使热双金属片弯曲成弧形。冷却时则相反。利用热双金属片在温度变化时弯曲的特点，能起到控制和调节温度的作用，达到自动控制的目的。

现有技术中也出现了一些关于双金属片温度传感器的技术方案，如申请号为2015201476458的一项中国专利，该专利公开了双金属片温度传感器，包含壳体、底板、第一至第二导线、双金属元件和套管，在双金属片上焊接动触点，通过控制触点的焊接高度稳定触点接触压力；当环境温度达到碟形双金属元件翻转温度时，碟形双金属元件翻转带动第一触点与第二触点分离；当温度降低到复位温度时，碟形双金属元件反方向翻转，实现第一触点与第二触点的闭合，该专利具有较好的密封绝缘特性，防尘防水，具有较好的应用领域，满足变压器、电机漆包线绕组真空浸漆工艺的质量要求，但是只能执行单次的闭合和分离，无法对闭合后温度的继续变化继续做出反应，从而使得双金属片温度传感器的使用具有局限性；

据此，本发明提出了一种薄片型温度传感器，通过将双金属片的末端增设热膨胀系数更大的金属片，从而使得双金属片的弯弧角度扩大，双金属片的弯弧角度增大了双金属片的控制范围，进而提高了温度传感器的适用范围。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种薄片型温度传感器，通过将双金属片的末端增设热膨胀系数更大的金属片，从而使得双金属片的弯弧角度扩大，双金属片的弯弧角度增大了双金属片的控制范围，进而提高了温度传感器的适用范围。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种薄片型温度传感器，包括双金属片，所述双金属片上连接有两根导线，所述双金属片分为一号金属片和二号金属片，所述一号金属片的热膨胀系数大于二号金属片的热膨胀系数，所述一号金属片远离二号金属片的一侧设有三号金属片，所述三号金属片的热膨胀系数大于一号金属片，所述二号金属片远离一号金属片的一侧设有四号金属片，所述四号金属片的热膨胀系数小于二号金属片；工作时，现有双金属片温度传感器都只能执行单次的闭合和分离，无法对闭合后温度的继续变化继续做出反应，从而使得双金属片温度传感器的使用具有局限性，本发明对这一问题进行了解决；通过在双金属片的两侧分别设有三号金属片和四号金属片，在双金属片受热时使得三号金属片和四号金属片均受热产生膨胀；因三号金属片的热膨胀系数大于一号金属片，而二号金属片的热膨胀系数大于四号金属片，使得双金属片远离导线的一端产生比双金属片更大的弯弧，从而使得双金属片在完成单次的控制作业后可继续对电路进行二次控制；在双金属片受冷后其远离导线的一端同样产生较大的弯弧；本发明通过将双金属片的末端增设热膨胀系数更大的金属片，从而使得双金属片的弯弧角度扩大，双金属片的弯弧角度增大了双金属片的控制范围，进而提高了温度传感器的适用范围。

优选的，所述一号金属片和二号金属片互相远离的一侧均设有两个以上的切割缝，所述切割缝位于一号金属片和二号金属片远离导线的一端，所述一号金属片和二号金属片互相远离的一侧设有凹槽，所述三号金属片和四号金属片分别位于对应的凹槽内，所述三号金属片和四号金属片表面均设有两个以上的伸缩缝；工作时，若要双金属片产生更大的弯弧需要将双金属片的长度延长，双金属片的长度延长造成传感器的制造成本加大；通过在一号金属片和二号金属片上设有切割缝使得一号金属片和二号金属片在弯曲时产生的挤压变形减少，从而使得一号金属片和二号金属片的弯曲更加容易，保证了双金属片远离导线一端的正常弯曲；同时，伸缩缝的设置使得热膨胀系数更大的三号金属片变形时不会从凹槽中弹出，保证了三号金属片与一号金属片的贴合，从而保证了传感器的正常工作；凹槽的设置不仅使得双金属片的厚度减低，从而保证双金属片能够正常弯曲，也降低了双金属片的制造成本，进而降低了传感器的制造成本。

优选的，所述三号金属片远离一号金属片的两个以上的伸缩缝内、四号金属片靠近二号金属片的两个以上的伸缩缝内均设有两个以上的伸缩杆，所述伸缩杆的长度方向与一号金属片的长度方向一致，所述伸缩杆内腔中填充有空气；工作时，双金属片的长度越短越能节约制成成本，双金属片的长度取决于三号金属片和四号金属片对双金属片的弯曲能力；通过设置有伸缩杆，伸缩杆内的空气在受热时产生膨胀，因空气的热膨胀系数大于金属的热膨胀系数，从而使得伸缩杆的伸缩程度大于三号金属片的伸缩程度；伸缩杆在伸长的过程中对三号金属片的伸缩缝进行挤压，从而使得三号金属片产生弯曲；三号金属片弯曲的同时使得双金属片产生弯曲，从而加剧了双金属片的弯曲，进而可对双金属片的长度进行缩短来节约成本，使得传感器的制造成本降低；同时，伸缩杆对双金属片的加速弯曲使得本发明的灵敏性更佳，从而提高了本发明的测量精度。

优选的，所述三号金属片远离一号金属片的两个以上的伸缩缝内、四号金属片靠近二号金属片的两个以上的伸缩缝内均转动安装有两个以上的连杆组，每个连杆组包括一号连杆和二号连杆，相邻的所述一号连杆和二号连杆转动连接，靠近所述一号连杆的伸缩杆侧壁上固定有拨块，所述拨块用于控制连杆组的位置；工作时，伸缩杆具有一定的制造成本和制造难度要求，使得传感器的制造成本提高；通过设置有连杆组，在伸缩杆伸长的过程中带动拨块移动，从而使得拨块挤压一号连杆和二号连杆；拨块的挤压使得一号连杆和二号连杆产生变形，从而使得一号连杆和二号连杆同样对伸缩缝进行挤压；连杆组对伸缩缝的挤压使得三号金属片和四号金属片的变形程度进一步加大，从而提高了传感器的测量灵敏度，也降低了传感器的制造成本。

优选的，所述一号金属片和二号金属片呈梯台状结构，所述一号金属片和二号金属片远离导线一端的厚度值和宽度值均小于各自另一端的厚度值和宽度值；工作时，二号金属片的变形程度和其厚度和宽度具有直接的关系；通过将一号金属片和二号金属片设置成梯台状结构使得双金属片远离导线的一端较易产生变形，从而使得传感器在伸缩杆和连杆组的作用下较易产生弯曲，进而提高了传感器的反应灵敏度；传感器的反应灵敏度提升使得传感器对温度的敏感度提升，从而提高了传感器的测量精度。

优选的，所述四号金属片的伸缩缝内的一号连杆和二号连杆的热膨胀系数小于三号金属片的伸缩缝内对应的一号连杆和二号连杆的热膨胀系数，所述四号金属片的伸缩缝内的伸缩杆内腔中的气体量小于三号金属片内的伸缩缝内的伸缩杆内腔中的气体量；工作时，若所有的伸缩杆内腔中的气体量相同使得四号金属片内的伸缩杆影响到双金属片的弯曲，从而影响到传感器的正常工作；通过减少四号金属片内伸缩杆内腔中气体的量使得四号金属片内伸缩杆的伸长率小于三号金属片内伸缩缝的伸长率，从而使得传感器在弯曲时受到的总作用力倾向于其弯曲的方向，进而使得传感器的弯曲效果得到提升，避免出现弯曲受阻或者无法弯曲的情况发生；一号连杆和二号连杆的热膨胀系数差异与伸缩缝的伸长率差异结果一样，三号金属片内的连杆组对双金属片的作用效果大于四号金属片内的连杆组，使得双金属片更倾向于设定的方向产生弯曲，从而保证了传感器的正常工作。

优选的，所述切割缝的深度值为双金属片厚度值的三分之一至二分之一，所述切割缝用于提高双金属片的变形能力；工作时，切割缝过深会影响到双金属片的强度，切割缝过浅会影响到双金属片的变形，切割缝的深度值保证了双金属片的正常变形和正常强度。

优选的，所述空气经过去湿去氧处理，所述空气用于膨胀后产生推力；工作时，对空气进行去湿去氧处理使得伸缩杆内的空气湿度降低，从而使得伸缩杆在工作过程中发生氧化反应的程度降低，进而保证了伸缩杆的正常使用。

优选的，所述三号金属片和四号金属片的两侧壁均与凹槽的侧壁之间设有间隙，间隙用于减小三号金属片和四号金属片膨胀时与双金属片之间的摩擦；工作时，三号金属片和四号金属片膨胀时其两个侧壁与凹槽侧壁之间不接触，使得三号金属片和四号金属片膨胀时其两个侧壁不会与双金属片接触，从而使得传感器能够正常转动，避免因摩擦过大导致转动受阻情况发生。

优选的，所述一号金属片、二号金属片、三号金属片以及四号金属片表面均涂有防氧化涂料，防氧化涂料用于保证传感器受热时不发生化学反应；工作时，通过涂有防氧化涂料使得一号金属片、二号金属片、三号金属片以及四号金属片不会与空气发生反应，从而保证了传感器的持久使用。

优选的，所述三号金属片的厚度值大于四号金属片的厚度值；工作时，三号金属片的厚度值大于四号金属片的厚度值使得三号金属片的热膨胀程度更大，从而使得传感器的变形程度更大，进而提高了传感器的测量精度。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种薄片型温度传感器，通过将双金属片的末端增设热膨胀系数更大的金属片，从而使得双金属片的弯弧角度扩大，双金属片的弯弧角度增大了双金属片的控制范围，进而提高了温度传感器的适用范围。

2.本发明所述的一种薄片型温度传感器，通过伸缩杆和连杆组的设置来对双金属片进行加速弯曲，从而使得传感器更加容易产生弯曲变形，不仅降低了传感器的制造成本，也提高了传感器的测量精度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的三维图；

图2是图1中A处局部放大图；

图3是本发明的***图；

图4是本发明的工作状态示意图；

图中：1、双金属片；2、导线；3、一号金属片；4、二号金属片；5、三号金属片；6、四号金属片；7、切割缝；8、伸缩缝；9、伸缩杆；10、一号连杆；11、二号连杆；12、拨块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种薄片型温度传感器，包括双金属片1，所述双金属片1上连接有两根导线2，所述双金属片1分为一号金属片3和二号金属片4，所述一号金属片3的热膨胀系数大于二号金属片4的热膨胀系数，所述一号金属片3远离二号金属片4的一侧设有三号金属片5，所述三号金属片5的热膨胀系数大于一号金属片3，所述二号金属片4远离一号金属片3的一侧设有四号金属片6，所述四号金属片6的热膨胀系数小于二号金属片4；工作时，现有双金属片1温度传感器都只能执行单次的闭合和分离，无法对闭合后温度的继续变化继续做出反应，从而使得双金属片1温度传感器的使用具有局限性，本发明对这一问题进行了解决；通过在双金属片1的两侧分别设有三号金属片5和四号金属片6，在双金属片1受热时使得三号金属片5和四号金属片6均受热产生膨胀；因三号金属片5的热膨胀系数大于一号金属片3，而二号金属片4的热膨胀系数大于四号金属片6，使得双金属片1远离导线2的一端产生比双金属片1更大的弯弧，从而使得双金属片1在完成单次的控制作业后可继续对电路进行二次控制；在双金属片1受冷后其远离导线2的一端同样产生较大的弯弧；本发明通过将双金属片1的末端增设热膨胀系数更大的金属片，从而使得双金属片1的弯弧角度扩大，双金属片1的弯弧角度增大了双金属片1的控制范围，进而提高了温度传感器的适用范围。

作为本发明的一种具体实施方式，所述一号金属片3和二号金属片4互相远离的一侧均设有两个以上的切割缝7，所述切割缝7位于一号金属片3和二号金属片4远离导线2的一端，所述一号金属片3和二号金属片4互相远离的一侧设有凹槽，所述三号金属片5和四号金属片6分别位于对应的凹槽内，所述三号金属片5和四号金属片6表面均设有两个以上的伸缩缝8；工作时，若要双金属片1产生更大的弯弧需要将双金属片1的长度延长，双金属片1的长度延长造成传感器的制造成本加大；通过在一号金属片3和二号金属片4上设有切割缝7使得一号金属片3和二号金属片4在弯曲时产生的挤压变形减少，从而使得一号金属片3和二号金属片4的弯曲更加容易，保证了双金属片1远离导线2一端的正常弯曲；同时，伸缩缝8的设置使得热膨胀系数更大的三号金属片5变形时不会从凹槽中弹出，保证了三号金属片5与一号金属片3的贴合，从而保证了传感器的正常工作；凹槽的设置不仅使得双金属片1的厚度减低，从而保证双金属片1能够正常弯曲，也降低了双金属片1的制造成本，进而降低了传感器的制造成本。

作为本发明的一种具体实施方式，所述三号金属片5远离一号金属片3的两个以上的伸缩缝8内、四号金属片6靠近二号金属片4的两个以上的伸缩缝8内均设有两个以上的伸缩杆9，所述伸缩杆9的长度方向与一号金属片3的长度方向一致，所述伸缩杆9内腔中填充有空气；工作时，双金属片1的长度越短越能节约制成成本，双金属片1的长度取决于三号金属片5和四号金属片6对双金属片1的弯曲能力；通过设置有伸缩杆9，伸缩杆9内的空气在受热时产生膨胀，因空气的热膨胀系数大于金属的热膨胀系数，从而使得伸缩杆9的伸缩程度大于三号金属片5的伸缩程度；伸缩杆9在伸长的过程中对三号金属片5的伸缩缝8进行挤压，从而使得三号金属片5产生弯曲；三号金属片5弯曲的同时使得双金属片1产生弯曲，从而加剧了双金属片1的弯曲，进而可对双金属片1的长度进行缩短来节约成本，使得传感器的制造成本降低；同时，伸缩杆9对双金属片1的加速弯曲使得本发明的灵敏性更佳，从而提高了本发明的测量精度。

作为本发明的一种具体实施方式，所述三号金属片5远离一号金属片3的两个以上的伸缩缝8内、四号金属片6靠近二号金属片4的两个以上的伸缩缝8内均转动安装有两个以上的连杆组，每个连杆组包括一号连杆10和二号连杆11，相邻的所述一号连杆10和二号连杆11转动连接，靠近所述一号连杆10的伸缩杆9侧壁上固定有拨块12，所述拨块12用于控制连杆组的位置；工作时，伸缩杆9具有一定的制造成本和制造难度要求，使得传感器的制造成本提高；通过设置有连杆组，在伸缩杆9伸长的过程中带动拨块12移动，从而使得拨块12挤压一号连杆10和二号连杆11；拨块12的挤压使得一号连杆10和二号连杆11产生变形，从而使得一号连杆10和二号连杆11同样对伸缩缝8进行挤压；连杆组对伸缩缝8的挤压使得三号金属片5和四号金属片6的变形程度进一步加大，从而提高了传感器的测量灵敏度，也降低了传感器的制造成本。

作为本发明的一种具体实施方式，所述一号金属片3和二号金属片4呈梯台状结构，所述一号金属片3和二号金属片4远离导线2一端的厚度值和宽度值均小于各自另一端的厚度值和宽度值；工作时，二号金属片4的变形程度和其厚度和宽度具有直接的关系；通过将一号金属片3和二号金属片4设置成梯台状结构使得双金属片1远离导线2的一端较易产生变形，从而使得传感器在伸缩杆9和连杆组的作用下较易产生弯曲，进而提高了传感器的反应灵敏度；传感器的反应灵敏度提升使得传感器对温度的敏感度提升，从而提高了传感器的测量精度。

作为本发明的一种具体实施方式，所述四号金属片6的伸缩缝8内的一号连杆10和二号连杆11的热膨胀系数小于三号金属片5的伸缩缝8内对应的一号连杆10和二号连杆11的热膨胀系数，所述四号金属片6的伸缩缝8内的伸缩杆9内腔中的气体量小于三号金属片5内的伸缩缝8内的伸缩杆9内腔中的气体量；工作时，若所有的伸缩杆9内腔中的气体量相同使得四号金属片6内的伸缩杆9影响到双金属片1的弯曲，从而影响到传感器的正常工作；通过减少四号金属片6内伸缩杆9内腔中气体的量使得四号金属片6内伸缩杆9的伸长率小于三号金属片5内伸缩缝8的伸长率，从而使得传感器在弯曲时受到的总作用力倾向于其弯曲的方向，进而使得传感器的弯曲效果得到提升，避免出现弯曲受阻或者无法弯曲的情况发生；一号连杆10和二号连杆11的热膨胀系数差异与伸缩缝8的伸长率差异结果一样，三号金属片5内的连杆组对双金属片1的作用效果大于四号金属片6内的连杆组，使得双金属片1更倾向于设定的方向产生弯曲，从而保证了传感器的正常工作。

作为本发明的一种具体实施方式，所述切割缝7的深度值为双金属片1厚度值的三分之一至二分之一，所述切割缝7用于提高双金属片1的变形能力；工作时，切割缝7过深会影响到双金属片1的强度，切割缝7过浅会影响到双金属片1的变形，切割缝7的深度值保证了双金属片1的正常变形和正常强度。

作为本发明的一种具体实施方式，所述空气经过去湿去氧处理，所述空气用于膨胀后产生推力；工作时，对空气进行去湿去氧处理使得伸缩杆内的空气湿度降低，从而使得伸缩杆在工作过程中发生氧化反应的程度降低，进而保证了伸缩杆的正常使用。

作为本发明的一种具体实施方式，所述三号金属片5和四号金属片6的两侧壁均与凹槽的侧壁之间设有间隙，间隙用于减小三号金属片5和四号金属片6膨胀时与双金属片1之间的摩擦；工作时，三号金属片5和四号金属片6膨胀时其两个侧壁与凹槽侧壁之间不接触，使得三号金属片5和四号金属片6膨胀时其两个侧壁不会与双金属片1接触，从而使得传感器能够正常转动，避免因摩擦过大导致转动受阻情况发生。

作为本发明的一种具体实施方式，所述一号金属片3、二号金属片4、三号金属片5以及四号金属片6表面均涂有防氧化涂料，防氧化涂料用于保证传感器受热时不发生化学反应；工作时，通过涂有防氧化涂料使得一号金属片3、二号金属片4、三号金属片5以及四号金属片6不会与空气发生反应，从而保证了传感器的持久使用。

作为本发明的一种具体实施方式，所述三号金属片5的厚度值大于四号金属片6的厚度值；工作时，三号金属片5的厚度值大于四号金属片6的厚度值使得三号金属片5的热膨胀程度更大，从而使得传感器的变形程度更大，进而提高了传感器的测量精度。

工作时，现有双金属片1温度传感器都只能执行单次的闭合和分离，无法对闭合后温度的继续变化继续做出反应，从而使得双金属片1温度传感器的使用具有局限性，本发明对这一问题进行了解决；通过在双金属片1的两侧分别设有三号金属片5和四号金属片6，在双金属片1受热时使得三号金属片5和四号金属片6均受热产生膨胀；因三号金属片5的热膨胀系数大于一号金属片3，而二号金属片4的热膨胀系数大于四号金属片6，使得双金属片1远离导线2的一端产生比双金属片1更大的弯弧，从而使得双金属片1在完成单次的控制作业后可继续对电路进行二次控制；在双金属片1受冷后其远离导线2的一端同样产生较大的弯弧；本发明通过将双金属片1的末端增设热膨胀系数更大的金属片，从而使得双金属片1的弯弧角度扩大，双金属片1的弯弧角度增大了双金属片1的控制范围，进而提高了温度传感器的适用范围；若要双金属片1产生更大的弯弧需要将双金属片1的长度延长，双金属片1的长度延长造成传感器的制造成本加大；通过在一号金属片3和二号金属片4上设有切割缝7使得一号金属片3和二号金属片4在弯曲时产生的挤压变形减少，从而使得一号金属片3和二号金属片4的弯曲更加容易，保证了双金属片1远离导线2一端的正常弯曲；同时，伸缩缝8的设置使得热膨胀系数更大的三号金属片5变形时不会从凹槽中弹出，保证了三号金属片5与一号金属片3的贴合，从而保证了传感器的正常工作；凹槽的设置不仅使得双金属片1的厚度减低，从而保证双金属片1能够正常弯曲，也降低了双金属片1的制造成本，进而降低了传感器的制造成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。