CN103900634A

CN103900634A - 防爆温湿度仪

Info

Publication number: CN103900634A
Application number: CN201210575041.4A
Authority: CN
Inventors: 孙长国; 朱卫国; 解莉; 张冰; 刘世栋; 朱锦泉; 王莹
Original assignee: NAVY REAR SERVICE TECHNOLOGY APPARATUS INST CPLA
Current assignee: NAVY REAR SERVICE TECHNOLOGY APPARATUS INST CPLA
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明提供一种防爆温湿度仪，由防爆壳体、探头总成、核心控制模块、供电模块等四个部分组成；整个设备防爆设计等级为ExdI ICT6，采用隔爆设计；防爆壳体主要铝材压铸而成，各个零部件之间采用密封圈、防爆胶等确保良好的密封；该设备通过振动方式唤醒，可实现环境温度、湿度的测量、显示、数据存储等功能；设备内置锂电池，在外部电源切断的情况下，不间断实现环境监测；具有组网能力，可通过上位机软件实现远程控制和数据获取；设备具有防爆功能，防爆等级为ExdIICT6，可应用于危险场合。

Description

防爆温湿度仪

技术领域

本发明属于仪器仪表技术领域，具体涉及一种用于环境温度、湿度监测的设备，且具有防爆功能。

背景技术

军械仓库存储着重要的军械、弹药等物资，这些物资对存储环境有很高的要求。防潮、防霉、防腐、防爆是军械仓库日常工作的重要内容，是衡量仓库管理质量的重要指标。它直接影响到军械的使用寿命和工作可靠性。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强仓库内温度与湿度的监测工作，出现异常时及时报警。传统的方法是用温湿度表等设备通过人工进行检测，当前，大部分军械仓库配备了干湿球或者普通的温湿度仪，。干湿球精度低，维护和使用不方便，普通温湿度仪又不具备防爆功能，不能应用于军械库这种防爆场所。

发明内容

本发明为解决军械仓库、弹药库等危险场所的环境监测问题，发明一种全新的防爆温湿度仪。本发明的目的在于提供一种具有防爆功能的、温湿一体的环境监测设备。该设备通过振动方式唤醒，可实现环境温度、湿度的测量、显示、数据存储等功能；设备内置锂电池，在外部电源切断的情况下，不间断实现环境监测；具有组网能力，可通过上位机软件实现远程控制和数据获取；设备具有防爆功能，防爆等级为ExdIICT6，可应用于危险场合。

温湿度仪采用485总线进行相互连接，能够方便的接入现有网络，具有较好的通用性以及可扩展性。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来解决的。

军用防爆温湿度仪由防爆壳体、探头总成、核心控制模块、供电模块等四个部分组成，整个设备防爆设计等级为ExdIICT6，采用隔爆设计。防爆壳体主要铝材压铸而成，各个零部件之间采用密封圈、防爆胶等确保良好的密封。

探头总成设计包括传感器板、隔爆金属网、防护罩及隔热密封垫等配件组成。温湿度传感器选用SHT21进口传感器，确保了测量精度；隔爆网采用100微米缝隙的烧结金属，透气性好，满足湿度测量的快速响应要求。

核心控制模块主要完成数据采集与处理、数据显示、数据存储以及组网通信等功能，通过上位机软件可实现温湿度仪远程控制与管理，并获取历史数据和系统信息。设计以C8051F340单片机为核心，采用OLED超宽温、高亮度液晶屏实现数据显示，整个设备无开关按键，采用震动传感器唤醒设备，既满足了防爆设计要求，同时降低了设备功耗。

供电模块主要包括稳压电路、锂电池及充放电管理电路等组成，设备外部供电范围为8-24V。

设备的主要技术指标如下：

(1)温度测量范围-40℃～+85℃，精度0.5℃

(2)湿度测量范围1％～100％RH，精度±3％

(3)工作电压8-24V/DC

(4)工作电流工作≯100mA，待机≯20mA

(5)防爆等级ExdIICT69

(6)待机时间48h

附图说明

附图1为本发明防爆温湿度仪总体框图；

附图2为本发明防爆温湿度仪的防爆壳体结构示意图；

附图3为本发明防爆温湿度仪的探头总成结构示意图；

附图4为本发明防爆温湿度仪的核心控制模块原理图；

附图5为本发明防爆温湿度仪的供电模块原理图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明作进一步描述。

图1给出了设备的总体结构图。主要包括由防爆壳体101、探头总成102、核心控制模块103、供电模块104等四个主要部分组成。

图2给出了防爆壳体101的结构设计图，主要由主腔体、主腔体盖板、副腔体盖板、防爆夹紧头组成。装置防爆设计等级ExdIICT6，除防爆壳体、盖板采用铸铝材质外，显示窗部分采用8mm厚的钢化玻璃，并在玻璃与壳体之间设有密封圈，同时，防爆玻璃采用大孔径螺栓固定。主副腔体盖板与腔体之间都设有密封圈，确保良好的密封性；防爆夹紧头用于固定电缆。

图2给出了探头总成102的结构设计图。主要由防护罩、隔爆金属网、金属网固定螺栓、传感器固定螺栓、密封圈、隔热橡胶以及传感器板组成组成。防护罩采用不锈钢材质，在底部周围开5mm的圆孔，便于透气；隔爆金属网由金属烧结而成，缝隙为100微米，嵌入防护罩底部，并使用金属固定螺栓固定；传感器板是一个探头和背板组成的T型部件，探头刚好在隔爆金属网的底部，背板由传感器固定螺栓压紧；隔热橡胶用于隔离仪器内部产生的热源，同时，传感器固定螺栓设计采用塑料材质，目的是进一步隔离热源，避免影响探头的测量精度。传感器选用温湿一体的SHT21进口温湿度传感器。

图3给出了核心控制模块103的原理图。核心控制模块选用Silicon Laboratories公司的C8051F340单片机为微控制器，该单片机内置IIC总线、SPI总线、UART总线、AD、计时器等多种外设，减少了外围器件的应用。存储电路采用1M容量的Flash芯片W25X80，通过SPI总线与单片机相连，存储容量达10000条；RTC电路采用PCF8563芯片，通过IIC总线与单片机通信，实时获取时间信息；显示部分采用OLED超宽温、高亮度液晶屏，显示分辨率为128*64，工作温度在-30℃～+70℃宽温范围。显示内容包括温湿度数据、时间、设备ID以及当前的记录数等信息；通信模块选用MAX3485ESA工业级485通信芯片，用于设备进行组网通信、远程控制等功能，主要有初始化设备，设置设备时间、仪器号、报警门限、采集时间间隔，清除历史记录等；整个设备无开关按键，采用震动传感器唤醒设备，震动传感器选用801S超灵敏震动感应探头，通过比较器实现振动检测，反应迅速，设备正常显示15s后自动待机，接收到振动信号后自动开机并显示数据。

图4给出了供电模块104的原理图。供电模块主要包括稳压电路、锂电池及充放电管理电路、充电指示组成。系统供电设计为3.3V和5V两种电压，设备外部供电8-24V首先通过开关稳压器LM2575实现降压至5V，分为两路输出，一路用于系统和液晶屏，一路用于锂电池充电。锂电池充放电管理电路采用LTC4054芯片，并设计有充电指示灯，充电时，指示灯亮起，充满后，自动熄灭，无须控制器干预。整个供电系统采用壳体散热方式，因充电电流约为300mA，产生的热量不大，无须额外的散热设计，实际测试表明，对测量精度无影响。

设备可以通过上位机软件实现远程控制与管理，可实现如下功能：

(1)温湿度实时数据查询；

(2)设备信息查询，包括存储记录数、存储间隔以及电池余量等信息

(3)历史纪录获取与删除，可获取最多10000条的纪录，并支持擦除全部记录功能。

(4)系统设置，包括设备时间、设备号、存储间隔等参数

(5)复位设备。

Claims

1.一种防爆温湿度仪，包括防爆壳体、探头总成、核心控制模块、供电模块，其特征在于：所述核心控制模块包括数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块、数据存储模块和组网通信模块，所述核心控制模块通过上位机软件进行温湿度仪远程控制与管理，并获取历史数据和系统信息。

2.根据权利要求1所述的一种防爆温湿度仪，其特征在于，所述探头总成包括温湿度传感器、隔爆金属网、防护罩及隔热密封垫；所述温湿度传感器选用SHT21传感器；所述隔爆网采用100微米缝隙的烧结金属。

3.根据权利要求1所述的一种防爆温湿度仪，其特征在于，所述供电模块包括稳压电路、锂电池及充放电管理电路，供电范围为直流8-24V。

4.根据权利要求1所述的一种防爆温湿度仪，其特征在于，所述防爆壳体包括主腔体、主腔体盖板、副腔体盖板和防爆夹紧头；所述主、副腔体盖板与主、副腔体之间分别设有密封圈，所述防爆夹紧头用于固定电缆。

5.根据权利要求1所述的一种防爆温湿度仪，其特征在于，所述探头总成包括防护罩、隔爆金属网、金属网固定螺栓、传感器固定螺栓、密封圈、隔热橡胶以及传感器板。

6.根据权利要求5所述的一种防爆温湿度仪，其特征在于，所述防护罩采用不锈钢材质，圆柱侧面底部开5mm的圆孔，便于透气。

7.根据权利要求5所述的一种防爆温湿度仪，其特征在于，所述隔爆金属网由金属烧结而成，缝隙为100微米，嵌入防护罩底部，并使用金属固定螺栓固定。

8.根据权利要求5所述的一种防爆温湿度仪，其特征在于，所述传感器板是由探头和背板组成的T型部件，探头设置在隔爆金属网的底部，背板由传感器固定螺栓压紧。

9.根据权利要求5所述的一种防爆温湿度仪，其特征在于，所述隔热橡胶用于隔离仪器内部产生的热源，所述传感器固定螺栓为塑料材质。