[发明专利]一种条形温度分布测试元件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及温度测试领域，尤其是一种温度分布测试元件。

背景技术

目前用于温度测试的方法及相应的传感元件有很多种，根据接触方式可分为接触式和非接触式两大类，常用的接触式温度计有常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等；如今应用比较广泛的红外成像仪是一种典型的非接触式二维温度测试传感仪器。

在工程及室内实验中，温度测试是常用的一个必须环节，如冻结法隧道施工时对冻结温度的监测；室内实验中温度场的测试等。在这些工程及实验中，目前应用较多的主要是电阻温度计和热敏电阻等，如测试土体中的温度分布，通常的方法是将诸多热敏电阻或热电偶埋设于土体中，进行逐个点的温度测试，以获得温度分布；红外成像仪虽可以测试得到二维的温度分布，但是只能对结构体表面的温度分布进行测试，对材料结构内部的温度分布却是无能无力。热电偶和热敏电阻温度计虽可以得到内部的温度分布，但需要埋设多个温度温度计比较麻烦，而且热敏电阻和热电偶由于尺寸限制不能制作的太小，精度要求过高的温度分布测试也无法完成。在温度分布测试中，大多是需要获得线性一维的温度分布便可，而且由多个一维温度分布组合也可获得二维温度分布。为此，研制一种新型的温度分布测试元件，为工程及室内实验中温度测试提供新的手段。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为解决上面所述的温度测试问题，提供一种条形温度分布测试元件及其制作方法。

技术方案：本发明的条形温度分布测试元件，包括导电聚合物复合材料薄膜、上层印刷铜板及下层聚酯绝缘薄膜组成；上层印刷铜板上包括电极、导电线路及接头三部分。

所述的导电聚合物复合材料薄膜由导电材料填充聚合物复合材料制作而成，其中导电填料可以是导电炭黑或导电碳纳米管，聚合物可以是硅橡胶或环氧树脂等；这种薄膜具有热-阻敏感特性，其电阻随温度的变化而变化。上层印刷铜板利用电子技术中的电路板印刷技术制作而成，包括电极、导电线路及接头三部分。最后将上层印刷铜板、导电聚合物复合材料薄膜及聚酯绝缘薄膜三者组装在一起，其中导电聚合物复合材料薄膜夹于中间，利用密封胶密封。

发明的条形温度分布测试元件在使用时，首先将测试元件埋设在被测体中，将电阻测试仪器通过导线与印刷铜板上的接头焊接连接；启动测试仪器，测试印刷铜板上电极之间导电聚合物复合材料薄膜的电阻值；最后根据测试的电阻值和导电聚合物复合材料薄膜的电阻-温度函数关系式便可计算出各电极之间的温度值，得到被测试区域的温度分布。

有益效果：制作的条形温度分布测试元件，可实现线性温度分布的测试，主要优点有：

1、结构简单，只包含3个部分，组装起来也比较方便。

2、目前的电路印刷技术可以将电极做的很小(宽度很窄)，间距做的很窄，可实现线性温度分布测试较高的精度。

3、制作的测试元件在测试时埋设方便，只用埋设一次便可实现多点温度的测试。

附图说明：

图1为本发明的条形温度分布测试元件的平面结构示意图。

图2为本发明的条形温度分布测试元件的截面结构示意图。

图中(1)为印刷铜板；(2)为导电聚合物复合材料薄膜；(3)为电极；(4)为导电线路；(5)为接点；(6)为聚酯绝缘薄膜。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：

实施例1

如图1与图2所示，本发明的条形温度分布测试元件为长方形，它包括上层印刷铜板1、中间层炭黑填充硅橡胶导电复合材料薄膜2及下层的聚酯绝缘薄膜6；其中上层印刷铜板1由电极3、导电线路4及接点5组成。上层印刷铜板1、炭黑填充硅橡胶导电复合材料薄膜2及下层的绝缘薄膜6通过密封胶密封成一体。上层印刷铜板1上共有100个电极，电极长10mm、宽0.5mm、间距1mm；测试元件总长250mm、宽70mm。炭黑填充硅橡胶导电复合材料薄膜2厚0.1mm，下层的聚酯绝缘薄膜6厚0.2mm。利用密封胶将上层印刷铜板1、中间层炭黑填充硅橡胶导电复合材料薄膜2及聚酯绝缘薄膜6密封成一体，获得条形温度分布测试元件。

实施例2

如图1与图2所示，本发明的条形温度分布测试元件为长方形，它包括上层印刷铜板1、中间层碳纳米管填充硅橡胶导电复合材料薄膜2及下层的聚酯绝缘薄膜6；其中上层印刷铜板1由电极3、导电线路4及接点5组成。上层印刷铜板1、炭黑填充硅橡胶导电复合材料薄膜2及下层的绝缘薄膜6通过密封胶密封成一体。上层印刷铜板1上共有50个电极，电极长10mm、宽0.5mm、间距2mm；测试元件总长130mm、宽50mm。碳纳米管填充硅橡胶导电复合材料薄膜2厚0.1mm，下层的聚酯绝缘薄膜6厚0.2mm。利用密封胶将上层印刷铜板1、中间层碳纳米管填充硅橡胶导电复合材料薄膜2及聚酯绝缘薄膜6密封成一体，获得条形温度分布测试元件。