專利名稱：具有記憶功能的溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)新穎、具有記憶功能的溫度傳感器。
傳感器是工業(yè)生產(chǎn)過程控制自動化的“感官”，擔(dān)負(fù)著敏感各種各樣物理參量，并向控制中樞反饋狀態(tài)變化的實測值，以便實時調(diào)整控制指令，使生產(chǎn)過程始終處于最佳工況的使命?，F(xiàn)代信息社會里，傳感器作為應(yīng)用電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)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(yīng)用先進(jìn)科技(如紅外、射線、微波、熱敏、光敏、磁學(xué)，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(xué)也已形成新一代電子學(xué)。
本發(fā)明的目的是為傳感器家族提供一種結(jié)構(gòu)新穎、具有存儲測量數(shù)據(jù)(俗稱記憶)功能的溫度傳感器。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意如

圖1所示它是由殼體、傳感器和具有放大、A/D轉(zhuǎn)換、存儲等復(fù)合功能的集成電路芯片組成的，其中殼體1為一個其內(nèi)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(hù)外罩2，該腔內(nèi)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(fù)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(nèi)，并通過該插座用導(dǎo)線與敏感器件3和通信接口插座5接通。
本發(fā)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(yīng)與需要測量溫度的部位相連通。為了保護(hù)溫度敏感器件免遭碰撞損壞，在測量腔端部裝有保護(hù)外罩2，使敏感器件與外界相隔開。保護(hù)外罩的形狀可以根據(jù)工作條件的不同而選擇為用銅顆粒燒結(jié)而成的濾罩形、用金屬制成棚網(wǎng)狀的隔離罩形或充滿了硅油的毛細(xì)管形。其中的敏感器件可以根據(jù)溫度測試的條件和對象的不同，選擇相應(yīng)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(chǎn)品，技術(shù)人員所做的工作只是設(shè)計選型，以取得最佳性能價格比的經(jīng)濟(jì)效益。放在器件密封腔1B內(nèi)的具有復(fù)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(chǎn)的具有運算放大，A/D轉(zhuǎn)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(xiàn)在已經(jīng)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(qū)別在于存儲的容量前者可存儲12位精度的數(shù)據(jù)10兆，后者可存儲同樣精度的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)輸入端，另一端為RS-232串行通信口，用于輸出數(shù)據(jù)。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(nèi)器件的連線后，應(yīng)從其端部的工藝孔中向腔內(nèi)灌注硅橡膠，使之固化后器件腔1B就成為一個實心的固態(tài)整體，以便確保該復(fù)合功能芯片能夠在極其惡劣的工作環(huán)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(nèi)記錄測試和存儲數(shù)據(jù)。需要指出的是灌膠工藝應(yīng)在真空罩內(nèi)作業(yè)。
通信密封腔1C內(nèi)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(yīng)與器件密封腔內(nèi)的金屬小殼體6的數(shù)據(jù)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(fā)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(shù)據(jù)它是用自由的實時時鐘產(chǎn)生的時序控制定期采樣的周期，并將采集到的數(shù)據(jù)定期存儲到記憶芯片中，期間還自動進(jìn)行運放、A/D轉(zhuǎn)換等功能。本發(fā)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(dá)30年的連續(xù)采樣數(shù)據(jù)。當(dāng)人們需要此溫度數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)移入微機的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行處理。這是本發(fā)明最主要的工作方式和特色。另一種工種方式是作為系統(tǒng)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(tǒng)聯(lián)接成為整個裝置系統(tǒng)中的一個采集回路，可以實時采集溫度數(shù)據(jù)，也可以把采集到的溫度數(shù)據(jù)暫時存儲在記憶芯片中，定期把成批數(shù)據(jù)發(fā)回系統(tǒng)。
本發(fā)明不同于由單片機或單板機組成的微機智能測溫系統(tǒng)。本發(fā)明只是一個簡單的固態(tài)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(nèi)，而就這個小小的殼體就可以存儲多達(dá)10兆或更多個數(shù)據(jù)。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單而自成系統(tǒng)，不需要另外CPU驅(qū)動就可以獨立工作，也可以通過串行口使之成為系統(tǒng)的一路溫度采集單元。本發(fā)明的電子器件部分與外界環(huán)境絕對隔離，并用硅膠密封，可以在無人管理的惡劣環(huán)境下長期可靠工作，特別適用于那種長期連續(xù)精確記憶微差動態(tài)的野外溫度采集，尤其適用于放入石油生產(chǎn)井中對油田油層內(nèi)溫度進(jìn)行長期精確的動態(tài)觀測記憶。
權(quán)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(zhuǎn)換、存儲等復(fù)合功能的集成電路芯片組成，其特征是殼體為一個其內(nèi)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(hù)外罩，腔內(nèi)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(fù)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(nèi)，并通過該插座用導(dǎo)線與敏感器件和通信插座接通。
2.如權(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征是所述的保護(hù)外罩的形狀可以是濾罩形、隔離罩形或充滿硅油的毛細(xì)管形。
3.如權(quán)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(quán)利要求1所述的溫度傳感器，其特征是所述的復(fù)合功能集成電路芯片為美國ME.公司生產(chǎn)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(nèi)分別設(shè)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(hù)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(zhuǎn)換、存儲、時鐘、定期采樣等復(fù)合功能的高集成度芯片，可存儲多達(dá)10兆的高精度數(shù)據(jù)。裝置結(jié)構(gòu)簡單、自成系統(tǒng)；可脫機單獨工作，也可與微機相連作其采集單元?？稍跓o人管理的惡劣環(huán)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(yōu)先權(quán)日1992年1月21日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠