真空装置温度传感器组件的制作方法

1.本发明的技术领域涉及一种用于测量真空装置的温度的真空装置温度传感器组件以及一种方法。


背景技术：

2.温度传感器组件是已知的。温度传感器可以用于测量多种不同物品、装备或装置的温度。
3.虽然存在此类温度传感器，但是其使用可能具有意想不到的后果，特别是在准确地测量物品、装备或装置的温度重要以提供准确和可靠的温度控制的情况下。
4.因此，期望提供一种经改进的温度传感器组件。


技术实现要素：

5.根据第一方面，提供一种真空装置温度传感器组件，其包括：被配置成与待确定温度的物品、装备或装置的形状适配的片状衬底；以及与所述片状衬底热耦接的温度传感器，其中所述片状衬底被配置成提供从所述真空装置到所述温度传感器的热路径。
6.所述第一方面认识到，现有温度传感器布置的问题在于由那些布置报告的温度可能不可靠，因为由温度传感器测量的温度可能高度依赖于其定位。因此，提供一种温度传感器组件。所述组件可以包括衬底。所述衬底可以是片状衬底。所述衬底可以被配置、布置或调适成成形、适配或符合待确定温度的装置的形状。所述装置可以是真空装置。所述组件可以包括温度传感器。所述传感器可以与所述衬底热耦接或附接到所述衬底。所述衬底可以提供从所述装置到所述传感器的热路径。以此方式，所述衬底提供比所述温度传感器的面积更大的面积以与所述装置耦接，这使得所述装置的平均温度能够更可靠和准确地传送到所述温度传感器，并且使温度测量结果较少依赖于所述温度传感器相对于所述装置的确切放置。
7.所述片状衬底可以被配置成与所述真空装置的外表面适配。换句话说，所述片状衬底可以缠绕所述装置的外部以提供跨越片状衬底和真空装置的热路径。
8.所述片状衬底可以是柔韧的以与真空装置的外表面适配。这不仅有助于在片状衬底与真空装置之间提供紧密接触以促进热传递，并且还有助于将安放好的片状衬底保持在适当位置。
9.所述片状衬底可以是平面片材。
10.所述片状衬底的长度可以比其宽度更长。
11.所述片状衬底的宽度可以大于真空装置的加热器元件之间的距离。通过使宽度大于此距离，可以确保片状衬底将始终覆盖加热器元件。
12.所述片状衬底的长度可以大于真空装置的外表面的长度。
13.所述片状衬底可以具有围绕真空装置提供多个绕圈的长度。这再次有助于改善片状衬底在真空装置上的保持。
14.所述片状衬底可以被配置成比起在多个绕圈之间跨越表面提供更大的热导率。因此，主要热传输路径是在衬底的表面上、而非在绕圈的层之间。
15.所述片状衬底可以具有与跨越真空装置的表面的温度变化相比减小跨越片材表面的表面的温度变化的热导率。因此，所述片状衬底可以有助于平均跨越真空装置的不同部分的温度差以提供更可靠的温度读数。
16.所述片状衬底的热质量可以低于真空装置的热质量。这使得片状衬底能够比真空装置更快地加热或冷却，并且因此至少与真空装置一样快地对温度变化作出响应。
17.所述片状衬底可以插置在温度传感器与真空装置之间。
18.所述温度传感器可以覆盖所述片状衬底。
19.所述片状衬底的热导率可以大于真空装置的热导率。这使得片状衬底能够比真空装置更快地加热或冷却，并且因此至少与真空装置一样快地对温度变化作出响应。
20.所述片状衬底可以具有大于8 w
·m−1·k−
1的热导率。
21.所述片状衬底可以是金属和/或碳和/或石墨烯。
22.所述片状衬底可以包括绝缘层。提供绝缘层有助于减少外部温度变化对温度传感器经历的温度的影响。
23.所述片状绝缘层可以安置在片状衬底上。因此，所述片状绝缘层可以形成为所述片状衬底的一层的一部分。
24.所述组件可以包括覆盖所述片状衬底和温度传感器的外绝缘层。
25.根据第二方面，提供一种方法，其包括：使片状衬底与待确定温度的真空装置的形状适配；以及使温度传感器与所述片状衬底热耦接以提供从真空装置到温度传感器的热路径。
26.所述方法可以包括使片状衬底与真空装置的外表面适配。
27.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成柔韧的以与真空装置的外表面适配。
28.所述方法可以包括将所述片状衬底配置为平面片材。
29.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成长度比其宽度更长。
30.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成宽度大于真空装置的加热器元件之间的距离。
31.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成长度大于真空装置的外表面的长度。
32.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成具有围绕真空装置提供多个绕圈的长度。
33.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成比起在多个绕圈之间跨越其表面提供更大的热导率。
34.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成具有与跨越真空装置的表面的温度变化相比减小跨越片材表面的表面的温度变化的热导率。
35.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成热质量低于真空装置的热质量。
36.所述方法可以包括将所述片状衬底插置在温度传感器与真空装置之间。
37.所述方法可以包括使温度传感器覆盖片状衬底。
38.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成热导率大于真空装置的热导率。
39.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成具有大于8 w
·m−1·k−
1的热导率。
40.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成金属和碳中的至少一者、优选地石墨烯。
41.所述方法可以包括将所述片状衬底配置成包括绝缘层。
42.所述方法可以包括将片状绝缘层安置在片状衬底上。
43.所述方法可以包括用外绝缘层覆盖片状衬底和温度传感器。
44.在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述其他特别且优选方面。从属权利要求的特征可以视情况并且按除了权利要求中明确阐述的那些组合以外的组合与独立权利要求的特征组合。
45.在装置特征被描述为可操作成提供功能的情况下，将了解，这包括提供所述功能或者被调适或配置成提供所述功能的装置特征。
附图说明
46.现在将参考附图进一步描述本发明的实施例，其中：图1a和图1b图示根据一个实施例的温度传感器组件。
具体实施方式
47.在更详细地论述实施例之前，将首先提供概述。实施例提供一种适于提供装置（诸如与减排装置或真空泵耦接的导管）的可靠、准确且一致的温度读数的温度传感器。所述传感器具有如下衬底：所述衬底可重新成形以紧密适合真空装置的形状，并且提供到达测量真空装置或其一部分的温度的温度传感器的热路径。所述衬底通常由片材形成，所述片材可以缠绕或装配在真空装置或其一部分上，并且通常被确定尺寸成缠绕真空装置或其一部分多次。所述片材通常也被确定尺寸成足够宽以可靠地接触真空装置上的任何局部加热或冷却设备以便减少可能原本因温度传感器相对于所述任何局部加热或冷却设备在不同位置处的放置而发生的温度变化。
48.温度传感器组件图1a和图1b图示根据一个实施例的温度传感器组件10。图1a是平面图，并且图1b是侧视图。温度传感器组件10包括导热片材20和诸如热敏电阻、热电偶等温度传感器30。
49.温度传感器30连接到通过一个或多个导线40接收指示由温度传感器30测量的温度的信号的设备（未示出）。温度传感器30通常使用热结合件结合到导热片材20的第一表面50以增强导热片材20与温度传感器30之间的热耦接。然而，温度传感器30也可以仅放置在导热片材20上并通过缠绕导热片材20或通过绝缘层70保持在适当位置。
50.导热片材20具有总长度l和总宽度w，其中长度l通常比宽度w更长。在此示例中，温度传感器30沿着宽度w定位在中间，但是朝向导热片材20的长度l的一端。导热片材20由柔韧、贵重或可与施用其的真空装置80的外表面适配的材料制成。而且，导热片材20由比施用其的真空装置80具有更大热导率和/或更低热质量的材料制成。这有助于确保导热片材20的温度变化不比施用其的真空装置80的温度变化更慢。通常，导热片材20由金属（诸如铝或铜）或碳材料（诸如石墨烯）制成。虽然在此示例中，导热片材20是矩形的，但是将了解，情况不一定是这样，并且可以提供任何合适形状以适应施用其的真空装置，诸如圆形、卵形、不规则形状或者甚至是具有空隙或开口的形状，以允许施用其的真空设备的突出部通过。
51.在此示例中，温度传感器组件10被配置成施用于真空装置80（在此示例中，管），真空装置80借助于沿着真空装置80的圆柱形表面限定螺旋的加热器线圈90加热。然而，将了解，温度传感器组件10可以被配置成施用于待测量温度的其他装置。长度l被配置成大于真空装置80的周长。通常，长度l被设置为周长的许多倍，以便围绕真空设备80提供导热片材20的多个绕圈。即使所述多个绕圈可以接触，主要热路径也是沿着导热片材20、而非在导热片材20的相邻绕圈之间。宽度w被选择成不小于加热器90的绕圈之间的距离d。这有助于确保无论导热片材20沿着真空装置80的轴向长度放置在何处，导热片材20都将始终覆盖加热器90的绕圈中的至少一者。此布置有助于提供较不易受真空装置80经历的局部温度变化的影响的准确平均温度读数。任选地提供绝缘层70（诸如聚合物），并且其在导热片材20已经施用于真空装置80之后施加，或者可能在导热片材20施用于真空装置80之前已经结合到导热片材20。
52.在操作中，提供待施用于真空装置80的具有合适形状和尺寸的导热片材20，温度传感器30热耦接到导热片材20，并且导线40附接到导热片材20。导热片材20缠绕真空装置80，其中第二表面60接触真空装置80；在此示例中，其缠绕多个绕圈。导热片材20的宽度w比加热器90的绕圈之间的距离d更宽，并且因此导热片材20将覆盖加热器90的绕圈中的至少一者。然后，将绝缘层70缠绕在导热片材20的暴露的第一表面50上。
53.随着加热器90的温度变化，导热片材20的高热导率和低热质量连同绝缘层70的绝缘效果一起允许所述温度变化通过导热片材20迅速地传送到温度传感器30，并且然后由通过导线40的信号指示温度。
54.虽然本文中已经参考附图详细公开了本发明的说明性实施例，但是应理解，本发明并不限于所述精确实施例，并且本领域技术人员可以在不背离如由所附权利要求书及其等效内容限定的本发明的范围的情况下在本文中实现各种改变和修改。
55.附图标记温度传感器组件10导热片材20温度传感器30导线40第一表面50第二表面60绝缘层70真空装置80加热器90