CN102095528A - 温度传感器校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温度传感器校准装置，包括腔体，腔体内充满热传导介质，腔体内设有加热装置和温度传感器，所述热传导介质为气体，腔体内还设有风扇，腔体上设有待校准温度传感器插入孔，待校准温度传感器插入孔处设有待校准温度传感器固定装置。本发明的温度传感器校准装置具有升温快，内部温场均匀的特点。

Description

温度传感器校准装置

技术领域

本发明涉及温度传感器校准装置技术领域，尤其是一种干式温度传感器校准装置。

背景技术

温度传感器在各个行业应用广泛，随着元器件和设备的老化等原因，温度传感器的精度会降低。这种现象的发生会影响使用温度传感器的行业的生产质量。这就需要通过温度传感器校准装置对温度传感器的精度定期校准。温度传感器校准装置包括干式校准装置和油浸式校准装置，干式校准装置由于体积小、便于携带等优点，在现场对温度传感器进行校准中广为应用。但是，目前的干式温度传感器校准装置主要包括较大质量的金属腔体和置于腔体内的均热块，由于要对均热块加热，导致升温速度慢。而且较大质量的金属腔体导致热容量较大，降温亦缓慢，会降低用户的校准效率。另外，为了安放被校准温度传感器，需要在均热块上钻200mm深度以上的孔，造成加工难度大和加工成本高的缺点。目前的温度传感器校准装置的金属腔体的外部都有一个风扇在连续吹风，确保腔体外温场稳定、均匀，这会导致能量损耗，而且在使用中有可能灼伤用户。

由此可见，上述现有的温度传感器校准装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决温度传感器校准装置存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的温度传感器校准装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的温度传感器校准装置，能够改进一般现有的温度传感器校准装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种温度传感器校准装置，具有升温快，内部温场均匀的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

温度传感器校准装置，包括腔体，腔体内充满热传导介质，腔体内设有加热装置和温度传感器，所述热传导介质为气体，腔体内还设有风扇，腔体上设有待校准温度传感器插入孔，待校准温度传感器插入孔处设有待校准温度传感器固定装置。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，所述风扇设于腔体内的中部，所述加热装置环绕风扇设置。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，所述腔体上还设有进气口和出气口，进气口设有进气门，出气口设有出气门，进气口的位置比出气口的位置靠近风扇。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，进气口和出气口均设于腔体的底部，进气门和出气门固定于传动杆上，传动杆与步进电机相连。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，所述出气口与腔体内的通风道连接，所述通风道的上口位于腔体内的上部。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，所述风扇为离心风扇，所述离心风扇包括转轴和设置于转轴上的离心叶片，转轴垂直设置，转轴与电机传动连接。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，所述腔体包括内层、外层和内层与外层之间的耐高温保温层，所述内层和外层为镜面不锈钢板，所述耐高温保温层为陶瓷纤维棉层。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，所述腔体包括底板、侧壁和顶盖，待校准温度传感器插入孔设于顶盖上。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，所述加热装置为电热丝，所述电热丝设置于电热丝支架上。

进一步，本发明的温度传感器校准装置可通过如下技术方案增加其实用性。其中，所述腔体内的空间呈圆柱形。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的温度传感器校准装置通过采用封闭式绝热腔体，减小了能量的损失。

2、采用空气作为热传导介质直接对待校准温度传感器加热，而不采用现有技术中的均热块对物体加热，大幅度的减少了重量，减少热容，有利于提高升温和降温速度，并降低了加工成本。

3、采用直流风扇电机带动轮式离心风扇叶片高速转动，使气体在腔体内部高速流动，从而保证腔体内部温场的均匀性。

4、为了使本发明的温度传感器校准装置的腔体内的温度能够快速的降低，在腔体上设有进气口和出气口，进气口靠近风扇的低气压区，出气口与腔体内顶部高气压区相通，当进气口、出气口导通时，外面的冷空气会从进气口抽入，从出气口推出，从而实现快速降温。

附图说明

图1是本发明的温度传感器校准装置的较佳实施例的顶部结构示意图；

图2是图1的A-A截面示意图；

图3是本发明的温度传感器校准装置的较佳实施例的腔体的立体结构示意图。

图中标号为：1、直流电机；2、转轴；3、离心叶片；4、侧壁；5、腔体；6、温度传感器；7、电热丝；8、隔热垫；9、电热丝支架；10、待校准温度传感器插入孔；11、固定夹；12、温度传感器接线端子；13、电热丝接线端子；14、顶盖；15、底板；16、进气门；17、进气口；18.、出气门；19、出气口；20、步进电机；21、出气口挡板；22、通风道；23、传动杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图1至图3所示，图3是本发明的温度传感器校准装置的较佳实施例的腔体的立体结构示意图。温度传感器校准装置，包括腔体5，腔体包括底板15、侧壁4和顶盖14，顶盖14和侧壁4之间设有隔热垫8。腔体5的外形和腔体5的内部空间可以是圆柱形、长方体形、多边棱柱形或者为球形、椭球形等多种形状。腔体5的外形和腔体5的内部空间可以为不同的形状，腔体5的内部空间形状优选为圆柱形。图2是本发明的温度传感器校准装置的较佳实施例的纵截面结构剖图。腔体5内设有加热装置、温度传感器6和风扇，腔体5内充满作为热传导介质的空气，腔体5上设有待校准温度传感器插入孔10，待校准温度传感器插入孔10处设有待校准温度传感器固定装置。温度传感器6通过温度传感器接线端子12从底板引出。风扇为离心风扇，离心风扇包括转轴2和设置于转轴2上的离心叶片3，转轴2垂直设置，转轴2穿过底板15与直流电机1传动连接。直流电机1带动转轴2转动，从而使离心叶片旋转。风扇设于腔体5内部的中心部位。加热装置为电热丝7，电热丝7设置于电热丝支架9上，电热丝7通过电热丝接线端子13从底板15引出腔体5外。电热丝7环绕风扇设置。待校准温度传感器插入孔10设于顶盖14上。待校准温度传感器插入孔10的个数为六个，六个待校准温度传感器插入孔10的直径不同，直径范围为6mm-20mm。六个待校准温度传感器插入孔10在顶盖14上呈环形分布。温度传感器插入孔10处设置的温度传感器固定装置为固定夹11。

如图2所示，腔体5的底板15上设有进气口17和出气口19，进气口17设置在靠近风扇的转轴2的位置(即中心位置，也就是风扇旋转时产生的低压区)，出气口19设置在远离风扇的转轴2的位置，即出气口19连通风扇旋转时产生的高压区，也就是说出气口19的位置比进气口17的位置更远离中心。出气口19与腔体5内的通风道22连通，通风道的上口位于腔体5内的上部。通风道22由出气口挡板21与腔体5的侧壁4构成。进气口17外设有进气门16，出气口19外设有出气门18，进气门16和出气门18设置在传动杆23上，传动杆23与步进电机20相连。进气门16、出气门18的开度受步进电机20控制。

如图2所示，腔体5的底板15、侧壁4和顶盖14均包括内层、外层和设置于内层与外层之间的耐高温保温层，其中内层和外层为1毫米厚的镜面不锈钢板，耐高温保温层为30毫米厚的陶瓷纤维棉层。

风扇的转轴2与腔体5的内部纵向中心轴重合。电热丝7环绕离心叶片3设置。温度传感器6为PT100铂电阻，设置在加热丝7的外侧，并靠近加热丝7，用以测量炉箱箱体内部的温度。待校准温度传感器插入孔10以腔体5的内部纵向中心轴为中心呈环形分布。

腔体5内的圆柱形空间的直径大小受内部组件离心叶片3、加热装置以及待校准温度传感器插入孔10的直径大小影响，一般要100-200毫米，本实施例为140毫米。腔体5内空间的高度受待校准温度传感器长度的影响，一般要240-300毫米，本实施例为260毫米。离心叶片3的直径为60毫米，高度为200毫米。电热丝7环绕离心叶片3设置，电热丝7围成圆环的直径80毫米，高度200毫米，满负荷功率200瓦。待校准温度传感器插入孔10的直径范围为6mm-20mm。进气口17、出气口19的直径为20毫米。直流电机1的输出功率可调，满负荷15瓦。

本发明的温度传感器校准装置，直流电机1带离心叶片3旋转时，会在风扇的转轴2附近形成低气压区，在离心叶片3径向外缘形成高气压区。当加热时，将使炉箱箱体5内形成循环气流，该气流使炉箱箱体5内温度场均匀，待加热物体受循环流动的热空气均匀加热。由于腔体5的体积小、空气的热容系数小，可实现大于100℃/分钟的升温速度，温度上限可达600℃。当降温时，进气口17靠近风扇的转轴2，也就是靠近低气压区，出气口19通过通风道22与腔体5内的顶部区域相通，该区域处于高气压区，当步进电机20控制进气门16、出气门18打开时，腔体5外面的冷空气从进气口17抽入，从出气口19推出，从而实现快速降温。通过通风道22将出气口19延伸到腔体5内的顶部区域的目的是让底部流入的冷空气可以流经炉箱箱体5的顶部区域，以对顶部区域降温，从350℃到比环境温度高5℃的温度需要2分钟。

本发明的温度传感器校准炉所需的其他必备零件采用现有技术即可，在此不再赘述。

本发明的温度传感器校准炉在重庆川仪分析仪器有限公司的SC6000气相色谱仪温度控制器控制下，温控精度达到±0.02℃/15分钟，控温范围可达到环境温度+4～600℃，水平温场均匀性±0.05℃，垂直温场均匀性±0.2℃，插入深度200mm，升温速度大于100℃/分钟，降温时，从350℃到比环境温度高5℃的温度需要2分钟。可实现9阶可编程温度校准，重复性优于0.5％。可插入待校准温度传感器的直径从6mm-20mm。优于目前较先进的温度校准仪的指标，但是其重量小于现有温度校准仪的50％，节省电功率70％。以上指标经过进一步优化还有望大幅提高。本发明可以减小温度校准仪的重量和功耗，具有显著的经济与社会效益。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.温度传感器校准装置，包括腔体，腔体内充满热传导介质，腔体内设有加热装置和温度传感器，其特征在于，所述热传导介质为气体，腔体内还设有风扇，腔体上设有待校准温度传感器插入孔，待校准温度传感器插入孔处设有待校准温度传感器固定装置。

2.根据权利要求1所述的温度传感器校准装置，其特征在于，所述风扇设于腔体内的中部，所述加热装置环绕风扇设置。

3.根据权利要求1所述的温度传感器校准装置，其特征在于，所述腔体上还设有进气口和出气口，进气口设有进气门，出气口设有出气门，进气口的位置比出气口的位置靠近风扇。

4.根据权利要求3所述的温度传感器校准装置，其特征在于，进气口和出气口均设于腔体的底部，进气门和出气门固定于传动杆上，转动杆与步进电机相连。

5.根据权利要求3所述的温度传感器校准装置，其特征在于，所述出气口与腔体内的通风道连接，所述通风道的上口位于腔体内的上部。

6.根据权利要求1所述的温度传感器校准装置，其特征在于，所述风扇为离心风扇，所述离心风扇包括转轴和设置于转轴上的离心叶片，转轴垂直设置，转轴与电机传动连接。

7.根据权利要求1所述的温度传感器校准装置，其特征在于，所述腔体包括内层、外层和内层与外层之间的耐高温保温层，所述内层和外层为镜面不锈钢板，所述耐高温保温层为陶瓷纤维棉层。

8.根据权利要求1所述的温度传感器校准装置，其特征在于，所述腔体包括底板、侧壁和顶盖，待校准温度传感器插入孔设于顶盖上。

9.根据权利要求1所述的温度传感器校准装置，其特征在于，所述加热装置为电热丝，所述电热丝设置于电热丝支架上。

10.根据权利要求1所述的温度传感器校准装置，其特征在于，所述腔体内的空间呈圆柱形。

Images