專利名稱：溫控開關、其應用方法及使用該溫控開關的報警系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溫控開關、應用該溫控開關的方法及使用該溫控開關的報警系 統(tǒng)。
背景技術：
在一些要求工作溫度穩(wěn)定的場合，如生產車間、反應爐等，需要一溫控開關來監(jiān)控 工作溫度的變化。該溫控開關不僅能感測所述所述工作溫度，還能夠根據該工作溫度的變 化，在所述工作溫度的變化大于或小于一設定值時，使該溫控開關保持在一個固定的工作 狀態(tài)，從而使與該溫控開關連接的一報警系統(tǒng)能夠保持在報警狀態(tài)，即便所述場合的工作 溫度的變化消除。為使所述溫控開關能夠在監(jiān)測到溫度變化時保持在固定的工作狀態(tài)，該溫控開關 不僅包括一感測工作溫度的溫度傳感器，還包括一具邏輯運算能力的集成芯片或電路。所 述集成芯片或電路根據溫度傳感器感測到的溫度信號判斷所述工作溫度的變化是否大于 等于所述設定值。當所述工作溫度的變化大于或小于所述設定值時，所述集成芯片發(fā)出操 作指令并使所述溫控開關保持在固定的工作狀態(tài)。從上述描述可以看出，為使所述溫控開關能夠監(jiān)測到工作溫度的變化而工作在固 定的工作狀態(tài)，該溫控開關必須包括復雜的邏輯運算元件，如上述集成芯片，從而使得所述 溫控開關所包括的器件較多，結構比較復雜。

發(fā)明內容
有鑒于此，有必要提供一種結構簡單的溫控開關、應用該溫控開關的方法及使用 該溫控開關的報警系統(tǒng)。一種溫控開關，其包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件包括一高分子載體 及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒。該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件具有一低阻態(tài)與一高阻態(tài)兩 個工作狀態(tài)。在低阻態(tài)，所述多個金屬顆粒表面形成有金屬導電絲，該多個金屬顆粒通過該 金屬導電絲形成一導電通路。在高阻態(tài)，所述多個金屬顆粒表面的金屬導電絲斷裂，使所述 導電通路斷開。所述低阻態(tài)的觸發(fā)信號為一激勵電場。所述高阻態(tài)的觸發(fā)信號為一溫差信 號，所述溫差信號為所述導電通路形成時直接作用在該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件的一初始溫度與所 述導電通路斷開時直接作用在該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件的一觸發(fā)溫度的絕對差值。一種溫控開關，其包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件包括一高分子載體 及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒。一激勵電場產生單元，用于產生一激勵電場使 所述多個金屬顆粒形成一導電通路并記憶一初始溫度。一溫差信號產生單元，用于產生一 大于等于一最小溫差的溫差信號使所述導電通路斷開。一種溫控開關，其包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件、一發(fā)出激勵電場的激勵電場產生單元 及一發(fā)出溫差信號的溫差信號產生單元。該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件包括一高分子載體及分散在該 高分子載體中的多個金屬顆粒。該激勵電場作用于所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件使所述多個金屬顆粒形成一導電通路并使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件記憶一初始溫度；該溫差信號產生單元用于產生 一大于等于一最小溫差的溫差信號使所述導電通路斷開。一種應用溫控開關的方法，包括以下步驟提供一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，該雙穩(wěn)態(tài)電阻 元件包括一高分子載體及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒；當需要監(jiān)測所述溫控開 關所處環(huán)境的工作溫度變化時，在初始溫度Tl施加一激勵電場作用于該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件， 使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件處于并維持低阻態(tài)；當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件的溫度變化超過最小溫差 △ T時，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件由低阻態(tài)變成高阻態(tài)并維持于高阻態(tài)。一種報警系統(tǒng)，其包括一報警裝置及一溫控開關。該溫控開關用于控制所述報警 裝置報警。該溫控開關包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件、一激勵電場產生單元及溫差信號產生單元。 該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件包括一高分子載體及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒。該激勵電 場產生單元，用于施加一激勵電場使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件工作于低阻態(tài)。該溫差信號產生單 元，用于產生一溫差信號使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件工作于高阻態(tài)。與現有技術相比較，所述溫控開關中的雙穩(wěn)態(tài)電阻元件通過該激勵電場與所述溫 差信號在低阻態(tài)與高阻態(tài)之間進行轉換，且在感應到該溫差信號后自動切換到高阻態(tài)。從 而使該溫控開關不需要結構復雜的邏輯運算元件，僅需要一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件就能監(jiān)測該溫 控開關所處環(huán)境的工作溫度的變化，且能在監(jiān)測到該工作溫度的變化時保持在固定的工作 狀態(tài)，如高阻狀態(tài)，從而使得所述溫控開關結構簡單。進一步地，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件在所述 激勵電場作用下又工作在低阻態(tài)，可用來再次監(jiān)測所述溫差信號。


圖1為本發(fā)明實施例提供的溫控開關的結構示意圖。圖2為圖1中溫控開關中的雙穩(wěn)態(tài)電阻元件的結構示意圖。圖3為圖2中的雙穩(wěn)態(tài)電阻元件形成有導電通路的結構示意圖。圖4為圖3中的雙穩(wěn)態(tài)電阻元件在導電通路斷開時的結構示意圖。圖5為本發(fā)明實施例提供的初始工作溫度在M攝氏度的溫控開關外接一電源時 的電流變化曲線示意圖。圖6為本發(fā)明實施例提供的初始工作溫度在14攝氏度的溫控開關外接一電源時 的電流變化曲線示意圖。圖7為本發(fā)明實施提供的另一種溫控開關在未包括溫差產生裝置的結構示意圖。圖8為應用本發(fā)明實施例提供的溫控開關的流程示意圖。圖9為具本發(fā)明實施例提供的溫控開關的一種報警系統(tǒng)的連接示意圖。主要元件符號說明溫控開關100雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10金屬顆粒11高分子載體12金屬導電絲13激勵電場產生單元 20溫差信號產生單元 30
電極40報警系統(tǒng)200電源210報警裝置220
具體實施例方式以下將結合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細說明。請參見圖1，本發(fā)明實施例提供一種溫控開關100，其包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10、
一激勵電場產生單元20及一溫差信號產生單元30。請參見圖2至圖4，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10為一復合材料，其包括多個金屬顆粒 11及一高分子載體12，該多個金屬顆粒11分散在高分子載體12中。所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件 10具有一低阻態(tài)與一高阻態(tài)兩個工作狀態(tài)。在低阻態(tài)，所述多個金屬顆粒11表面形成有金 屬導電絲13 (Filament)，該多個金屬顆粒11通過該金屬導電絲13形成一導電通路。在高 阻態(tài)，所述多個金屬顆粒11表面的金屬導電絲13斷裂，使所述導電通路斷開。所述高分子 載體12為具有明顯地熱脹冷縮效應的絕緣材料，用于支撐所述金屬顆粒11，并在受熱或受 冷時產生熱脹冷縮。在本實施例中，金屬顆粒11為粒徑在1微米 6微米左右的鎳顆粒，該 鎳顆粒在所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10中的體積比在9% 11%之間；所述高分子載體12為具 有較大熱膨脹系數的硅橡膠，用于支撐所述金屬顆粒11，具體地，該高分子載體12為與鎳 顆粒的熱膨脹系數的比值大于等于40的聚二甲基硅氧烷(PDMS=P0IyDimethylsil0xane)； 所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10在高阻態(tài)時的電阻與在低阻態(tài)時的電阻的比值大致在103 1與 104 1之間。所述激勵電場產生單元20用于產生一激勵電場，該激勵電場直接作用于雙穩(wěn)態(tài) 電阻元件10，使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在低阻態(tài)，即該激勵電場為所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件 10工作在低阻態(tài)的觸發(fā)信號。具體地，請參閱圖3，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10種的多個金屬 顆粒11在該激勵電場的激勵下從表面延伸出多個金屬導電絲13，從而使相鄰的兩個金屬 顆粒11之間通過金屬導電絲相互連接，從而使相互電連接的金屬顆粒11的個數增多，進而 形成一個導電通路，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的電阻產生躍遷，使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在 低阻態(tài)。在本實施例中，所述激勵電場產生單元20為一脈沖信號產生裝置，所述激勵電場 為一脈沖電場。該脈沖電場的寬度在1毫秒 10秒之間，強度在0. 3伏特每毫米 3伏特 每毫米之間。所述激勵電場可通過任意方式加載在所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10，如將該雙穩(wěn)態(tài) 電阻元件10放置于一具有該激勵電場的環(huán)境中，如電容中。所述溫差信號產生單元30用于產生一溫差信號使所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10發(fā)生溫 度變化。所述溫差信號為直接作用于所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的熱量變化。當該溫差信號 超過一最小溫差時，即所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的溫度變化的絕對值大于一預定值時，所述 雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在高阻態(tài)，即所述溫差信號為使所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作于高 阻態(tài)的觸發(fā)信號。定義所述導電通路形成時該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的溫度為一初始溫度，所 述溫差信號產生單元30產生溫差信號，使所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在高阻態(tài)時，該雙穩(wěn) 態(tài)電阻元件10溫度為一觸發(fā)溫度，所述溫差信號為所述觸發(fā)溫度與初始溫度的絕對差值。 譬如在該導電通路形成時所述初始溫度為20度，而溫差信號產生單元30作用于該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10后，使所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在高阻態(tài)，所述觸發(fā)溫度為15度，則所述溫 差信號為5度。即，所述溫差信號為所述導電通路在形成與斷開時該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10所 處環(huán)境的溫度變化強度或溫度變化值。另外，依據形成導電通路時所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10 的溫度的不同，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10可具有不同的初始溫度，即上述該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件 10形成導電通路時的初始溫度是可變化的。當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10在不同的溫度下被 激勵電場多次觸發(fā)形成導電通路時，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10即可具有多個數值不等的初始 溫度，又可具有多個數值相等的初始溫度。即當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10在高阻態(tài)與低阻態(tài) 之間多次切換時具有的初始溫度的數值是可變的。譬如，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10在第一次工 作在低阻態(tài)時的初始溫度為20度，切換到高阻態(tài)時的觸發(fā)溫度為15度。此時，若在15度 時給所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10施加一激勵電場使所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作于低阻態(tài)，則 所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10第二次工作在低阻態(tài)時的初始溫度為15度。故，所述初始溫度是 根據施加一激勵電場使所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作于低阻態(tài)時雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的溫度 而確定的，是可以變化的。另外，所述溫差信號的產生方式及其采用的溫差信號產生單元30 的構成不限，只要能使直接作用于該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10溫度產生變化即可。譬如，所述溫 差信號可為放置該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的空間內的環(huán)境溫度的變化，如反應爐中氣體溫度 的變化、自然環(huán)境中氣溫的變化、生產車間的溫度變化等；也可為直接作用于該雙穩(wěn)態(tài)電阻 元件10上的熱源，該熱源包括靠近所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的電子元件、照射在該雙穩(wěn)態(tài)電 阻元件10的加熱燈、浸泡該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的液體等。在工作時，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10在不同的初始溫度下對應有不同的最小溫差。當 該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10在一初始溫度接收到一激勵電場時，所述多個金屬顆粒11形成一導 電通路，此時，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在低阻態(tài)。此時，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10在該初始 溫度下具有一個對應的最小溫差。請參見圖4，當該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10接收到一大于所述 最小溫差的溫差信號時，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10在所述溫差信號的作用下產生熱脹冷縮， 引起該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10中分子鏈的滑動，從而破壞導電通路，使所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10 工作在高阻態(tài)。具體地，由于該高分子載體12的熱膨脹系數遠大于所述金屬顆粒11的熱 膨脹系數，所述高分子載體12在所述溫差信號下產生熱脹冷縮效應，使所述多個金屬顆粒 11之間產生相對滑移，使該金屬顆粒11之間的距離產生變化，從而使所述多個金屬導電絲 13斷裂。且，所述溫差信號對所述導電通路的作用為非可逆的，即便是該溫差信號撤銷，或 者再次施加不同的溫差信號，所述導電通路依然在斷開狀態(tài)，使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10依然 工作在高阻態(tài)。請參閱圖5，為本實施例中雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10電連接一電源時的電流變化曲線示 意圖。具體的，在一個初始溫度大致為M攝氏度時給該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10 —激勵電場使 該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在低阻態(tài)，此時，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的電流大于等于0. 15 毫安，輸出一個高電平信號；同時，記錄所述初始溫度，此時，與初始溫度對應的最小溫差為 1. 4攝氏度。而當作用于該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的溫度升高或降低1. 4攝氏度以上時，即所 述溫差信號大于等于最小溫差時，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在高阻態(tài)，此時，所述雙穩(wěn) 態(tài)電阻元件10的電流基本為0毫安，輸出一個低電平信號。請參閱圖6，與圖5中的雙穩(wěn)態(tài) 電阻元件10的測試原理相似，用一激勵電場使所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在低阻態(tài)時，該 初始溫度大致為14度，此時，與初始溫度對應的最小溫差為2攝氏度。當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻CN 102136835 A
說明書
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元件10所處環(huán)境的溫度升高或降低2攝氏度以上時，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10中的導電通 路斷開，工作在高阻態(tài)。從上述描述還可以看出，所述最小溫差為使所述導電通路斷開的最
小溫差信號。除了本實施例中所列舉的材料及結構，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10中金屬顆粒11的 種類、粒徑、在所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10中的體積比及該高分子載體12的種類并沒有特別限 制。只要能滿足該金屬顆粒11在一激勵電場下才能形成導電通路，且該導電通路在所述高 分子載體12的熱脹冷縮下能夠斷開即可。具體的，所述金屬顆粒11還可為金、銀、錫、鐵、 銅或鉬等，所述金屬顆粒11的粒徑范圍可為2納米到20微米，所述金屬顆粒11在雙穩(wěn)態(tài) 電阻元件10中所占的體積比可為5%到40%。所述高分子載體12還可為除聚二甲基硅氧 烷外的其他硅橡膠系列；該高分子載體12還可為聚合物，如聚乙烯乙二醇、聚丙烯；該高分 子載體12還可為聚酯、環(huán)氧樹脂系列、缺氧膠系列或壓克力膠系列等。所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元 件10在高阻態(tài)時的電阻與在低阻態(tài)時的電阻的比值也可大于等于102。進一步地，請參見 圖7，所述溫控開關100還可包括兩個電極40，該兩個電極40分布在該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10 相對的兩個表面，如該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10為一膜狀結構時，該兩個電極40可將該膜狀結構 夾持形成一三明治結構。該溫控開關100可通過所述兩個電極與外部電路電連接，如一控 制電路、一報警裝置等。為操作方便，所述激勵電場產生單元20可通過所述兩個電極40與 所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10電連接。所述電極40的材料不限，包括金屬、導電膠、金屬性碳納 米管等。所述溫控開關100中的雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10通過該激勵電場與所述溫差信號在低 阻態(tài)與高阻態(tài)之間進行轉換，且在感應到該溫差信號后自動切換到高阻態(tài)。從而使該溫控 開關100不需要結構復雜的邏輯運算元件，僅需要一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10就能監(jiān)測該溫控開 關100所處環(huán)境的工作溫度的變化，且能在監(jiān)測到該工作溫度的變化時保持在固定的工作 狀態(tài)，如高阻狀態(tài)，從而使得所述溫控開關100結構簡單。進一步地，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10 在所述激勵電場作用下又工作在低阻態(tài)，可用來再次監(jiān)測所述溫差信號。請參見圖8，為應用所述溫控開關100的方法，包括以下步驟。步驟S101，提供一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10包括一高分子載體12 及分散在該高分子載體12中的多個金屬顆粒11。步驟S102，當需要監(jiān)測所述溫控開關100所處環(huán)境的工作溫度變化時，在初始溫 度Tl施加一激勵電場作用于該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10，使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10處于并維持低 阻態(tài)。所述初始溫度Tl為施加該激勵電場時所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的溫度。步驟S103，當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的溫度變化超過最小溫差Δ T時，該雙穩(wěn)態(tài) 電阻元件10由低阻態(tài)變成高阻態(tài)并維持于高阻態(tài)。即，當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的溫度 變化|T2-T1| ^ Δ T時，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10的工作狀態(tài)發(fā)生變換并固定工作在高阻態(tài)。由上述描述可看出，在應用所述溫控開關100時，可先確定一個最佳工作溫度，如 20攝氏度。在該最佳工作溫度對該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10進行電場激勵使其工作在低阻態(tài)。 此時，所述溫控開關100即可用來監(jiān)控所處環(huán)境的工作溫度變化。而，當所述工作溫度上升 或者下降的幅度大于△ T時，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10自動切換到高阻態(tài)，直到下一個激勵 電場的激勵。請參見圖9，為使用本發(fā)明實施例提供的溫控開關100的一種報警系統(tǒng)200，該報警系統(tǒng)200還包括一電源210及一報警裝置220。所述電源210分別與所述溫控開關100及報警裝置220電連接組成一回路。該電 源210用于為所述回路提供電壓，且該電源210在該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10所產生的電場不會 觸發(fā)該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件10工作在高阻態(tài)。所述溫控開關用于控制所述報警裝置220報警。具體地，當所述激勵電場產生單 元20產生一激勵電場使所述溫控開關100工作在低阻態(tài)時，所述報警裝置220用來監(jiān)控溫 差信號產生單元30的溫差變化。當該溫差信號產生單元30產生一溫差信號使該溫控開關 100工作在高阻態(tài)時所述報警裝置220發(fā)出一報警信號。即該報警裝置220僅在該溫控開 關100記憶有溫差信號時發(fā)出報警信號，直到該溫控開關100接收到一激勵電場。所述報警裝置220與所述溫控開關100可串聯在所述回路中，也可并聯在該回路 中。在本實施例中，所述報警裝置220可與所述溫控開關100串聯，當該溫控開關100工作 在高阻態(tài)時，所述回路電流降低，從而使所述報警裝置220發(fā)出報警信號。另外，本領域技術人員還可在本發(fā)明精神內做其他變化，當然，這些依據本發(fā)明精 神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種溫控開關，其特征在于，包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件包括一高分 子載體及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒；該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件具有一低阻態(tài)與一高阻態(tài)兩個工作狀態(tài)；在低阻態(tài)，所述多個金屬顆粒表面形成有金屬導電絲，該多個金屬顆粒通過該金屬導 電絲形成一導電通路，所述低阻態(tài)的觸發(fā)信號為一激勵電場；在高阻態(tài)，所述多個金屬顆粒表面的金屬導電絲斷裂，使所述導電通路斷開，所述高阻 態(tài)的觸發(fā)信號為一溫差信號，所述溫差信號為所述導電通路形成時直接作用在該雙穩(wěn)態(tài)電 阻元件的一初始溫度與所述導電通路斷開時直接作用在該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件的一觸發(fā)溫度 的絕對差值。
2.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，所述激勵電場為0.1伏特每厘米到100 伏特每厘米。
3.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件工作在低阻態(tài)時 的初始壓強對應有一最小壓差，所述壓差信號大于等于所述最小壓差。
4.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件在高阻態(tài)時的電 阻與在低阻態(tài)時的電阻的比值大于等于102。
5.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，所述高分子載體的熱膨脹系數與所述 金屬顆粒的熱膨脹系數的比值大于等于5。
6.如權利要求1所述溫控開關，其特征在于，在高阻態(tài)時，所述高分子載體在該溫差信 號作用下產生熱脹冷縮效應，使所述多個金屬顆粒之間產生相對滑移，從而使該導電通路 斷裂。
7.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，所述金屬顆粒在所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件 中的體積分數為5%到40%。
8.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，所述金屬顆粒的粒徑范圍為2納米到 20微米。
9.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，所述金屬顆粒為粒徑在1微米到6微米 之間的鎳顆粒，所述高分子載體為硅橡膠，所述鎳顆粒在所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件之間的體積 分數在8%到12%之間。
10.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件在高阻態(tài)與低 阻態(tài)之間多次切換時，該雙穩(wěn)態(tài)電阻切換到低阻態(tài)時所對應的多個初始溫度相等。
11.如權利要求1所述的溫控開關，其特征在于，當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件在高阻態(tài)與低 阻態(tài)之間多次切換時，該雙穩(wěn)態(tài)電阻切換到低阻態(tài)時所對應的多個初始溫度中，至少有兩 個初始溫度的差值大于0。
12.一種溫控開關，其特征在于，所述溫控開關包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，該雙穩(wěn)態(tài)電阻 元件包括一高分子載體及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒；當該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件接 收到一激勵電場時，所述多個金屬顆粒形成一導電通路，且該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件記憶一初始 溫度；當直接作用在該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件的溫度與所述初始溫度的絕對差值大于等于一最小 溫差時，所述導電通路斷開。
13.—種溫控開關，其特征在于，其包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，其包括一高分子載體及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒；一發(fā)出激勵電場的激勵電場產生單元，該激勵電場作用于所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件使所述 多個金屬顆粒形成一導電通路并使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件記憶一初始溫度；以及一發(fā)出溫差信號的溫差信號產生單元，用于產生一大于等于一最小溫差的溫差信號使 所述導電通路斷開。
14.如權利要求13所述的溫控開關，其特征在于，所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件為一膜狀結構。
15.如權利要求14所述的溫控開關，其特征在于，所述溫控開關進一步包括兩個電極， 該兩個電極設置在所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件相對的兩端且與該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件電連接。
16.如權利要求15所述的溫控開關，其特征在于，所述兩個電極分別設置在所述雙穩(wěn) 態(tài)電阻元件相對的兩個表面。
17.如權利要求16所述的溫控開關，其特征在于，所述激勵電場產生單元通過所述兩 個電極與所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件電連接。
18.一種應用溫控開關的方法，包括以下步驟提供一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件包括一高分子載體及分散在該高分子載體 中的多個金屬顆粒；當需要監(jiān)測所述溫控開關所處環(huán)境的工作溫度變化時，在初始溫度Tl 施加一激勵電場作用于該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件處于并維持低阻態(tài)； 當所述雙穩(wěn)態(tài)電阻元件的溫度變化超過最小溫差Δ T時，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件由低阻態(tài) 變成高阻態(tài)并維持于高阻態(tài)。
19.一種報警系統(tǒng)，其特征在于，其包括 一報警裝置；一溫控開關，用于控制所述報警裝置報警，該溫控開關包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，該雙穩(wěn) 態(tài)電阻元件包括一高分子載體及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒；以及一激勵電場產生單元，用于施加一激勵電場使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件工作于低阻態(tài)；以及 一溫差信號產生單元，用于產生一溫差信號使該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件工作于高阻態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫控開關，其包括一雙穩(wěn)態(tài)電阻元件，該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件包括一高分子載體及分散在該高分子載體中的多個金屬顆粒。該雙穩(wěn)態(tài)電阻元件具有一低阻態(tài)與一高阻態(tài)兩個工作狀態(tài)。在低阻態(tài)，所述多個金屬顆粒表面形成有金屬導電絲，該多個金屬顆粒通過該金屬導電絲形成一導電通路。在高阻態(tài)，所述多個金屬顆粒表面的金屬導電絲斷裂，使所述導電通路斷開。所述低阻態(tài)的觸發(fā)信號為一激勵電場。所述高阻態(tài)的觸發(fā)信號為一溫差信號。本發(fā)明還涉及一種應用該溫控開關的方法及一種使用該溫控開關的報警系統(tǒng)。
文檔編號H03K17/94GK102136835SQ20101010213
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權日2010年1月22日
發(fā)明者劉長洪, 胡春華, 范守善 申請人:清華大學, 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司