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薄膜式热电偶、温度传感器及智能穿戴设备


技术摘要:
本发明提供一种薄膜式热电偶,包括:基材;多个依次串联的热电偶单元,设置于基材的一侧;其中,每个热电偶单元均包括第一金属电极和第二金属电极,第一金属电极的一端与第二金属电极的一端相连接并形成检测部,多个检测部间隔设置;隔热层,设置于基材背对热电偶单元  全部
背景技术:
在工业生产、智能加工及可穿戴电子设备等领域,对温度检测的需求越来越高。热 电偶是温度测量中较为常用的温度传感器,其主要的优点为检测范围较宽及适应各种大气 环境,而且其结实、价低,无需供电,成本也较低。 然而,在实现本申请的过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:热电偶 的体积较大,无法较好的集成在小型电子设备内部;热电偶的检测区域较小,当待测区域明 显大于检测区域的面积时,热电偶无法精准测量待测区域的整体温度数值。
技术实现要素:
有鉴于此,有必要提供一种薄膜式热电偶、温度传感器及智能穿戴设备,以解决上 述问题。 本发明提供一种薄膜式热电偶,包括: 基材; 多个依次串联的热电偶单元,设置于所述基材的一侧; 其中,每个所述热电偶单元均包括第一金属电极和第二金属电极,多个所述第一 金属电极与多个所述第二金属电极交替且串联设置; 每个所述热电偶单元内的所述第一金属电极的与所述第二金属电极的连接处形 成检测部,多个所述检测部间隔设置;及 隔热层,设置于所述基材背对所述热电偶单元的一侧,且所述隔热层覆盖多个所 述热电偶单元的除了所述检测部之外的区域。 薄膜式热电偶可代替传统的测温元件,通过检测热电偶单元内电势差判断温度。 由于设置了多个热电偶单元,即存在间隔的多个检测部,不同检测部对应的检测区域被隔 热层隔开,使得薄膜式热电偶可测得待测部位上多个位置的平均温度。 进一步地,每两个相邻的所述热电偶单元之间的连接处形成串联部; 所述串联部靠近所述基材的中心部位,所述检测部靠近所述基材的边缘。 串联部靠近基材中部设置而检测部靠近基材边缘设置,可拉长多个检测部之间的 间距,扩大了检测区域。 进一步地,所述基材呈圆形; 所述隔热层呈圆形并与所述基材同心设置,所述隔热层的半径小于所述基材的半 径; 所述串联部靠近所述基材的圆心处设置。 圆形的基材与隔热层有利于多个检测部均匀间隔设置,使得基材边缘的外圈圆环 3 CN 111595479 A 说 明 书 2/7 页 对应检测区域,中部的圆心对应隔热层。 进一步地,所述热电偶单元的数量大于两个,相邻的两个所述热电偶单元之间的 角度为锐角、直角、钝角中的一种。 在具有两个以上的热电偶单元时,热电偶单元在圆形基材上呈放射状排布时,相 邻的热电偶单元之间的夹角为锐角、直角、钝角中的一种。 进一步地,所述第一金属电极包括相连接的第一延伸部和第一连接部,所述第二 金属电极包括相连接的第二延伸部和第二连接部; 所述第一延伸部与所述第二延伸部平行且间隔设置,所述第一连接部与所述第二 连接部相连接并形成所述检测部。 通过间隔设置第一延伸部与第二延伸部,避免了不同电极之间的干扰,且确定了 检测部的位置。 进一步地,所述第一延伸部与所述第二延伸部长度均为200μm-10000μm; 所述第一延伸部与所述第二延伸部沿垂直于延伸方向的间距为5μm-200μm。 限定了第一延伸部与第二延伸部的优选数值范围,以保证薄膜式热电偶整体具有 较小的体积。 进一步地,所述基材的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的至少一种; 所述基材的厚度为30μm-300μm。 基材材质优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰亚胺(PI),搭配合适的厚度, 具有较好的绝缘属性与导热性。 进一步地,所述薄膜式热电偶还包括绝缘层; 所述绝缘层覆盖于所述热电偶单元远离所述基材的一侧。 绝缘层用于防止热电偶单元内的金属氧化。 本发明还提供一种温度传感器,包括检测机构和上述薄膜式热电偶; 所述检测机构电连接多个相串联的所述第一金属电极和所述第二金属电极中处 于端部的一个所述第一金属电极和一个所述第二金属电极,用于感应多个所述热电偶单元 内的电势差,并依据所述电势差获得检测温度。 本发明还提供一种智能穿戴设备,包括本体及上述温度传感器,所述温度传感器 设于所述本体中。 本发明实施例提出的薄膜式热电偶或温度传感器代替传统的测温元件运行于电 子设备内部,占用空间较小且测温精度高。通过检测相连的多个热电偶单元内的电势差判 断平均温度,通过隔热层隔开多个检测部,避免了多个待测部位之间的干扰,解决了传统热 电偶存在的体积较大和检测部位单一无法精准测量待测区域的整体温度数值问题。本发明 的薄膜式热电偶、温度传感器和智能穿戴设备还具有使用方便、成本可控的特点。 附图说明 图1为本发明第一实施例薄膜式热电偶的平面结构示意图。 图2为图1所示的薄膜式热电偶的剖面示意图。 图3为本发明第二实施例薄膜式热电偶的平面结构示意图。 图4为本发明第三实施例温度传感器的结构框图。 4 CN 111595479 A 说 明 书 3/7 页 主要元件符号说明 薄膜式热电偶              100 基材                      10 热电偶单元                20 第一金属电极              22 第一延伸部                222 第一连接部                224 第二金属电极              24 第二延伸部                242 第二连接部                244 连接片                    26 隔热层                    30 绝缘层                    40 温度传感器                200 检测机构                  210 如下
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