圖1:塑料顆粒

組建一個溫度探頭其實是很簡單的，你需要一個傳感器、一個金屬管和一個導電填充材料來密封組件。幾十年來，世界上幾乎所有的溫度探頭都是用這種方法制造的。但是，如果有一種完全不同的方式，那是否會為傳感器技術開辟新的可能性呢？久茂發(fā)現(xiàn)了它——圍繞塑料構建的溫度傳感器。

這個想法最初聽起來很簡單，使用現(xiàn)代注塑機幾乎可以制造出任何數(shù)量的所有形狀，所以，當然也應該很容易用塑料制造出溫度傳感器，對吧？最初的困難是塑料的熱導率低，因此不適合于溫度測量。注射成型過程中的極端環(huán)境影響也是一個因素，塑料的液態(tài)溫度可達360℃，機器的閉合壓力可達100公噸，注塑模具的壓力可達1200bar，這大大超過了馬里亞納海溝，世界海洋最深處的水壓。不言而喻，對于靈敏的溫度傳感器，這些都不是理想的環(huán)境影響。

圖2:模型注塑機

全能塑料

盡管存在這些挑戰(zhàn)，JUMO plastoSENS T表明可以用塑料制造全功能溫度探頭。為了解決導熱問題，新產(chǎn)品使用具有特殊添加劑的特殊塑料。最終產(chǎn)品和金屬探頭幾乎沒有區(qū)別。這些特殊混合物的另一個好處是，可以為每個單獨的客戶開發(fā)出適合各自應用的塑料，這是因為熱塑性塑料也可以與著色劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑和增強纖維一起使用。

除了材料混合物之外，在注塑成型技術領域需要大量的專門知識來制造JUMO plastoSENS T產(chǎn)品。PGT Thermprozesstechnik GmbH，一家久茂的分公司，憑借多年的塑料行業(yè)經(jīng)驗，提供了這方面的專業(yè)知識。

總設計自由

塑料傳感器的最大優(yōu)點是總設計自由度。探頭總是直的金屬管的時代已被置于史書，JUMO plastoSENS T產(chǎn)品可以適應各種安裝條件，這意味著溫度傳感器可以集成到吹風機的整個殼體中，或者，它可以是圓形的、螺旋形的或者有一個角度-無限種可能！

塑料測量技術的其它優(yōu)點包括重量減輕和重現(xiàn)性好，任何需要量的批量生產(chǎn)都比以前生產(chǎn)得快得多。此外，塑料具有非凡的絕緣電阻，這意味著它現(xiàn)在可以很容易地在具有非常高的電流和電壓的環(huán)境中使用（例如電動機或變壓器）。

圖3:JUMO plastoSENS T產(chǎn)品潛在計算機模型

對設計的新思考

根據(jù)塑料混合物，JUMO plastoSENS T傳感器用于-50~+200°C的溫度范圍沒有任何問題。然而，與傳統(tǒng)的溫度探頭相比，在制造工藝上需要一定程度的反思。因為需要單獨制造所需注塑模具，因此初始投資成本高于常規(guī)探頭，這意味著塑料溫度傳感器不會比由金屬制成的類似產(chǎn)品更便宜。

當然，由于設計原因，很難生產(chǎn)單獨的樣品。正因此，久茂使用現(xiàn)代軟件使其成為可能，例如，對預先設計的傳感器的響應行為和熱導率進行模擬，同時考慮安裝條件。常規(guī)探頭的測試表明該軟件提供了非常好的結果。可以使用3D打印制造樣品以進行組裝測試和評估幾何形狀。

圖4:模擬模型

客戶定制而非批量生產(chǎn)

所有這一切意味JUMO plastoSENS T傳感器并非是“現(xiàn)成品”，而是與客戶密切合作開發(fā)的定制測量技術。該過程從設計方案開始，到對傳感器進行設計和仿真，最終到工具的構造， 測試在采樣階段后開始，最后，我們擁有了一個功能性原型并可以開始系列生產(chǎn)。

未來會怎樣？JUMO plastoSENS溫度傳感器是征程的第一步，它將為久茂集團打開許多戰(zhàn)略機遇。該產(chǎn)品可用于各個行業(yè)，第一批客戶已經(jīng)意識到了新的可能性。我們還正在努力檢驗是否可以使用新技術實現(xiàn)其他測量，例如壓力或分析測量技術。

第一支JUMO plastoSENS T樣品

圖5:一支JUMO plastoSENS溫度傳感器使用兩種不同導熱系數(shù)的塑料加工而成

JUMO plastoSENS T探頭為客戶定制開發(fā)產(chǎn)品而非標準產(chǎn)品，目前有三種方法正在與感興趣的客戶一起進行：

變壓器探頭

正如你可以想象的，變壓器對于金屬溫度探頭來說是一個很差的位置，2.5kV的最大絕緣電阻常常不足以成功地承受在那里發(fā)生的電壓，這就是為什么久茂開發(fā)了一種絕緣電阻為5kV的塑料探頭，該探頭可以在200℃的連續(xù)工作溫度下使用。該探頭可以用于電動機或其他“高壓”環(huán)境。

壓入式探頭

在車輛或機器電機中也有特別惡劣的環(huán)境影響，這里的主要問題是振動。針對傳統(tǒng)的探頭，通常很難將溫度傳感器放置在探頭管內(nèi)以便使其真正處于安全位置。然而，使用JUMO plastoSENS T傳感器可以完全嵌入塑料中。我們目前已經(jīng)在為一個客戶開發(fā)一款用于油介質(zhì)的抗振式壓入式探頭。初步測試表明，該產(chǎn)品可以承受高達20g的過載，沒有任何問題。

這是一個令人印象深刻的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，因為即使是最快的過山車也只能在騎手身上施加6g的最大過載。

抗菌探頭

濕氣、壓力和高溫的結合導致滅菌應用中的傳感器應力，密封性常常是傳統(tǒng)探頭的一個問題。JUMO plastoSENS T在這里也提供了一個理想的解決方案。原因是特殊塑料在注射成型過程中形成物質(zhì)與物質(zhì)的結合，這是一個非常寶貴的優(yōu)勢，特別是對探頭電纜出口處的臨界點來說。

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JUMO plastoSENS T溫度傳感器