专利名称：温控开关及专用温度计的制作方法
一种温度计、温控光电开关、恒温装置，本发明是①一种温度计，属于膨胀式液体温度计，它由壳体及刻度、毛细管、测温液体、感温包构成。②一种温控光电开关属于温度自动控制装置，它由前面的温度计、电磁波辐射源、光敏器件、附加电路，使光电系统和温度计能够相对位移的机构构成。③一种恒温装置，它属于温度自动控制装置，它由上面的温控光电开关，负载和附加电路构成。
中国专利G01K 5/16 87 1 02019公开《一种可以自动连断电路的温度计》它的目的是用于温度计量和温度自动控制，结构是在普通水银温度计毛细管内间隔塑铸数根导电接头，当温度计水银柱随温度上升或下降时，可以自动连通或断开某些导电接头，从而可以自动连断外部电路，达到温控目的，它的不足之处是1、塑铸导电接头数量受到限制，不可能做得很多，所以温度控制点数量受到限制。2、温控点无法随意调节。3、导电接头与外部电路连断不方便。
《无线电》1993.8.第34页《多功能恒温控制器》提到传统的电接点温度计，它的目的是可以用于温度计量和温度自动控制，其结构是在水银玻璃温度计上设置两个电接点，一个固定在温度计下部，电接点插入水银柱之中，另一个电接点按同样方式固定在温度计上部，或固定在温度计顶端的一个旋钮上，电接点随旋钮旋转在毛细管内升降，在毛细管内，有一绝缘体将二个电接点隔离，被测物体温度变化时，水银柱随之升降，水银自动接通或断开二个电接点，使负载开始或停止工作，达到自动控温之目的，其不足之处是1、其测温液体离不开在常温下既呈液态，又是电的良导体的水银和用于制做电接点的铂，而铂是比黄金还贵的希贵金属，水银价格也不低，决定了其成本居高不下。2、受到振动或倒置，容易造成断节失灵。3、容易损坏，寿命短。4、结构复杂，制做困难。5、调节时必须用手触及温度计尾部的调节旋钮，难以设置间接调节机构，而实际应用中电接点温度计常需要布置在机器内部，有许多用手难以触及到电接点度计尾部的场合，选成调节不便或无法调节以上诸因素。6、由于其原料铂和水银价昂，决定了它不能做得太大，由于其结构复杂，必须用手直接调节，使其难以做得太小。7、以上两种温度计毛细管均在1mm以下，难以起到中远距离的温度显示效果和温度控制效果。二、温控光电开关和恒温装置1、由于电接点温度计使用铂、水银成本高，结构复杂制造困难，导致成本增高，所以恒温器成本也高;2、由于电接点温度计易损坏、寿命短，导致恒温器具有同样缺点。
本发明之目的旨在避免上述现有技术不足之处而提供1、一种可以不用贵金属铂，可用可不用水银可以用于计量温度和用于控制温度且具有多种附加功能，用于装饰和显示，有不同形状的壳体和不同形状和数目的毛细管的温度计。2、一种结构简单，误差小，成本低的温控方法及装置-温控光电开关和恒温装置，该装置以温度计液柱为识别对象，根据光电识别原理以光电器件和温度计构成的温控光电开关，及该温控光电开关与终端执行机构，用电器及附加机构和电路构成的恒温装置。
本发明的目的可以通过以下措施达到根据光电检测原理，以膨胀式液体温度计液柱为识别对象，设计一种便于光电系统能够检测温度的温度计，该温度计的壳体用具有选择性透光能力的材料制造，为了增大壳体的透光性能，可以镀以增透膜，为了使透过壳体的光线具有聚效果，壳体的形状，特别是壳体和毛细管或毛细管组合断面的形状可以为特异形状，在一维方向上尺寸较大，毛细管断具有一定宽度，使液柱足以阻断、反射或折射源发出的光线，测温液体透光率极小，具有选择性反射能力，壳体和测温液体在一定频谱区段内具有匹配的关系，即对于一定频谱区段内的光线壳体的透射率大，测温液体透射率小反射率大，把辐射源和光敏器件布置在温度计两侧(或一侧)，由温度计辐射源，光敏器件，改善辐射源和光敏器件组成的光电系统工作状态的光学系统，可以调节温度计和光电系统相对位置的机构及附加电路组成温控光电开关，该温控光电开关执行机构，厨加电路共同组成恒温控制装置，该装置工作过程是温度计液柱随温度变化升降，可以透过折射(反射)或阻断辐射光路，由于光敏器件受光照，可引起光敏器件电参数变化，导通可控硅，使用电器工作，控制可控硅和用电器工作状态。本发明的目的还可以通过以下措施达到把光敏器件布置在温度计另一侧辐射光通过具有透光性的折射率较大，测温液体后的折射线上，如图二所示。如果多加几对辐射接收器件，或电路中加装延时功能，可以满足更多要求。
图一、图二给出了温度计壳体和毛细管断面结构示意图，图二、图三是温控光电开关工作原理示意图，图四给出了用于加热(指广义上的加热)的恒温装置电原理图。图五是用于制冷(指广义的制冷)的恒温装置电原理示意图。
本发明比现有技术具有以下优点1、温度计a.节省了贵金属铂，可用可不用水银，降低了成本提高了经济效益和社会效益。b.不但可用于温度计量显示，且具有艺术观赏效果，特别适合于豪华公共场所，制做巨形的温度显示和温度控制装置。c.结构简单，材料易得，易于加工制做。d.寿命长，工作可靠，宜与其它装置安装布置。2、温控光电开关和恒温装置温控精度高，结构简单，工作电压低，工作电路简单可靠，适用于易燃易爆环境，成本低，具有温度计量、显示、报警等多种功能。
实施例1、温度计壳体用红外光学材料制做，测温液体为乙醇与高锰酸押的混合物，壳体及毛细管断面如图-B所示，光敏器件为红外发光管硅光敏管，布置在温度计两侧，制成透射式温控光电开关，如图三A、C所示。实施例2、壳体用光学材料，测温液体为水银，壳体及毛细管断面如图-A所示，辐射源为微型白炽灯，光敏器件为半导体光敏器件，辐射源和接收器件布置在温度计一侧，通过Y型光纤制成反射式温控光电开关，如图B、D所示。实施例3、壳体用晶体材料制做，测温液体为乙醇，壳体及毛细管断面如图二所示，接收器件布置在辐射源通过测温液体的折射线上。实施例4、图4给出了用于透射式温控光电开关加热的恒温装置电原理图，工作过程是温度计液柱下降1→光敏器件受光照2→电参数改变3→可硅硅导通4→加热5→温度计液柱上升6→阻断辐射光路7→可控硅阻断8→加热停止9→温度计液柱下降(开始新一轮循环，使温度始终保持在恒定范围之内)。实施例5、图五是用于反射式温控开关制冷的恒温装置电原理图工作过程温度计液柱上升1→阻挡辐射光路2→光敏器件受光照3→可控硅导通开始制冷4→液柱下降5→制冷停止6→液柱上升7(开始又一轮循环，但温度始终保持在恒定温度范围之内)。
权利要求
1.一种由壳体及刻度、毛细管、测温液体、感温包等构成的膨胀式液体温度计，其特征在于a.壳体用具有选择性透光能力的光学材料制做，壳体的形状，特别是壳体断面的形状为特异型；b.毛细管断面或毛细管组的断面在一维方向上尺寸较大，具有一定宽度，使液柱对辐射源射向它的光线足以起到阻断和控制光通量的作用；c.测温液体透光率极小，或对光线具有选释性反射能力，或具有透光能力而折射率较大，或具有放射、和荧光性能；d.壳体和测温液体在一定频谱区段内对光线透过率具有匹配关系，如对于一定频谱区域内的光线，壳体透过率高，而测温液透过率低。
2.权利要求1的光线指广义的光线，即电磁波，包括可见光和红外、紫外等不可见光线。
3.权利要求1的毛细管断面为长方形，一字形，若干个毛细管一字排列组合或类似形状。
4.权利要求1的光学材料为晶体材料，玻璃材料、塑性材料，为了增大透光率，可以镀以增透膜。
5.权利要求1的壳体断面为凸透镜形等异形断面，使射向壳体的光线产生聚光学等光学效果。
6.一种通过终端执行机构控制用电器从而控制温度变化的温控光电开关，其特征在于a.该温控光电开关由权利要求1的温度计与电磁波辐射源、光敏器件、光学系统，可以使温度计与光电系统产生相对位移的机械机构和附加电路构成。
7.权利要求6的电磁波辐射源为发光二极管、光量子发生器、激光器、白炽灯、气体放电脉冲灯、电荧光发光体。
8.权利要求6的光敏器件是光敏电阻，硅光电池、光敏二极管、光敏三极管、光阴极、光电倍增管。
9.权利要求6的电磁波辐射源和光敏器件可以布置在温度计两侧制成透射式温控光电开关，也可以布置在温度计一侧做成反射式光电开关，温度计和光电系统的相对位置可以制成固定的和可调的，可制成分离的，也可把温度计和光电系统合为一体。
10.一种可以把温度控制在一点或一个温度范围的恒温控制装置，其特征是该装置由权利要求6的温控光电开关，用电器或机电设备等负载附加电路、相闸管、继电器、声光显示器等组成。
全文摘要
一种温度计——温控光电开关——温控装置。本发明是一种具有温控及艺术观赏价值的温度计。该温度计与其它器件及功能电路、机械机构构成温控光电开关和恒温装置。温度计适合做成形状较大或较小，具有多功能和艺术观赏价值、易于远距离显示的多种特异结构的外观形状，可单独用于显示，也可与光电发射接收器件配合构成温控光电开关。该温控光电开关与终端执行机构及简单的机械机构配合可构成能够显示温度的无级可调恒温控制装置，广泛用于多种场合一个温度点或一个温度范围的自动控制和显示。
文档编号G01K5/02GK1097249SQ9311790
公开日1995年1月11日 申请日期1993年9月25日 优先权日1993年9月25日
发明者王国璋 申请人:王国璋