CN106441609A - 一种组合式无线射频测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种组合式无线射频测温装置，包括探头部和供电部，探头部包括第一金属外壳、USB插头、以及中央处理器、半导体测温器和射频发射器，射频发射器具有天线，天线连接第一金属外壳，第一金属外壳的金属端面与所述射频发射器连接，第一金属外壳的接口端设有第一密封外螺纹；供电部包括第二金属外壳、USB插座、充电接口、以及充放电接口电路和电芯，当密封螺母实现第一金属外壳的接口端与第二金属外壳的接口端连接时，USB插头插入USB插座内。本发明探头与电源采用分体式结构，射频天线与圆柱金属外壳相连，加强了发射效果，降低了发射功耗，较大的密封预紧力可实现较高密封等级，避免接口的污染和腐蚀。

Description

一种组合式无线射频测温装置

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，尤其涉及一种组合式无线射频测温装置。

背景技术

疫苗等货品对外界环境温度十分敏感，环境温度的变化可能引起货品的保质期变化甚至丧失其固有功能，造成损失甚至导致用户的连带损失，因此对这类货品进行出厂、运输、仓储、使用整个链条的温度监控具有重要的意义。为了对这类货品进行实时连续不间断的温度检测，常采用无线射频温度探头，随货品一起经历整个运输和仓储过程。

现有射频温度探头一般为卡片状，内置电池容量小，一般仅能满足运输过程的需求，无法适应运输-仓储-转运-转储长链条的全程监测需求。现有技术中一般采用探头与电池一体化，这样探头在充电过程中无法使用，使高造价的探头迁就低造价的电源的工作，降低了探头的使用效率，提高了使用成本。现有技术中的半导体测温元件与射频发射天线之间还可能存在电磁干扰，因此发射天线一般较小，发射距离和强度受限。另外，由于探头随货品一起运输和仓储，因此探头的工作环境可能存在液体或固体污染，但探头的配置和调试接口的密封受结构限制，密封等级较低，容易造成腐蚀或影响内部电路的正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种组合式无线射频测温装置，以解决现有技术中的不足。

为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

提供一种组合式无线射频测温装置，其中，包括探头部和供电部，其中：

所述探头部包括第一金属外壳、USB插头、以及位于所述第一金属外壳内的中央处理器、半导体测温器和射频发射器，所述第一金属外壳一端为绝缘端面、另一端为金属端面，所述USB插头位于所述第一金属外壳的绝缘端面，所述第一金属外壳具有所述USB插头的一端为接口端，所述USB插头具有电源线和数据线，所述USB插头通过电源线分别连接所述中央处理器、所述半导体测温器和所述射频发射器，所述USB插头通过数据线连接所述中央处理器，所述中央处理器分别连接所述半导体测温器和所述射频发射器，所述射频发射器具有天线，所述天线连接所述第一金属外壳，所述第一金属外壳的金属端面与所述半导体测温器连接，所述第一金属外壳的接口端设有第一密封外螺纹；

所述供电部包括第二金属外壳、USB插座、充电接口、以及位于所述第二金属外壳内的充放电接口电路和电芯，所述第二金属外壳一端为绝缘端面、另一端为金属端面，所述第二金属外壳具有USB插座的一端为接口端，所述USB插座和所述充电接口均设在所述第二金属外壳的绝缘端面上，所述充放电接口电路分别连接所述USB插座、所述电芯和所述充电接口，所述第二金属外壳的接口端外侧设有第二密封外螺纹和密封螺母，所述密封螺母具有密封内螺纹，所述密封内螺纹分别与所述第一密封外螺纹、所述第二密封外螺纹适配；

当所述密封螺母通过密封内螺纹、所述第一密封外螺纹以及所述第二密封外螺纹相互间的紧密配合实现所述第一金属外壳的接口端与所述第二金属外壳的接口端连接时，所述USB插头插入所述USB插座内。

上述组合式无线射频测温装置，其中，所述第二金属外壳的接口端具有第一挡圈，所述密封螺母朝向所述第二金属外壳的一端具有第二挡圈，所述第一挡圈与所述第二挡圈相互配合，所述第二密封外螺纹位于所述第一挡圈的外侧。

上述组合式无线射频测温装置，其中，所述密封螺母内设有密封垫圈，所述密封垫圈和所述第二挡圈分别位于所述第一挡圈的两侧。

上述组合式无线射频测温装置，其中，所述探头部还包括纽扣电池，所述纽扣电池位于所述第一金属外壳内且与所述USB插头的电源线连接。

上述组合式无线射频测温装置，其中，所述第一金属外壳和所述第二金属外壳均为圆柱型。

上述组合式无线射频测温装置，其中，所述半导体测温器与所述第一金属外壳的柱体部分之间用绝热绝缘材料填充。

上述组合式无线射频测温装置，其中，所述电芯为锂离子电芯。

与已有技术相比，本发明的有益效果在于：

探头与电源采用分体式结构，只需配备大量低造价电源组件即可保证所有高造价探头的高频度使用；结构采用圆柱形，可选用造价低容量大的圆柱形锂离子电芯，进一步降低电源组件成本，提高电源组件的容量，大大延长探头的工作时间，确保货品全程的温度监测条件的满足；射频天线与圆柱金属外壳相连，加强了发射效果，降低了发射功耗；测温敏感区域被圆柱外壳周向包裹，起到屏蔽作用，避免电信号对测温元件的干扰；探头的电源和调试与数据接口共用一个USB接口，并采用机械螺纹加垫圈的方式进行密封，较大的密封预紧力可实现较高密封等级，避免接口的污染和腐蚀。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明组合式无线射频测温装置的外形结构示意图；

图2示出了本发明组合式无线射频测温装置的内部结构示意图；

其中，1 第一金属外壳、2 USB插头、3 中央处理器、4 半导体测温器、5 射频发射器、6 第一密封外螺纹、7 第二金属外壳、8 USB插座、9 充电接口、10 充放电接口电路、11 电芯、12 第二密封外螺纹、13 密封螺母、14 密封内螺纹、15 第一挡圈、16 第二挡圈、17 密封垫圈、18 纽扣电池

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1和图2所示，本发明组合式无线射频测温装置包括圆柱型的探头部和供电部，探头部包括第一金属外壳1、USB插头2、以及位于第一金属外壳1内的中央处理器3、半导体测温器4和射频发射器5，第一金属外壳1一端为绝缘端面、另一端为金属端面，USB插头2位于第一金属外壳1的绝缘端面，第一金属外壳1具有USB插头2的一端为接口端，USB插头2具有电源线和数据线，USB插头2通过电源线分别连接中央处理器3、半导体测温器4和射频发射器5，给中央处理器3、半导体测温器4和射频发射器5供电。USB插头2通过数据线连接中央处理器3，作为传感器标定、芯片编程、射频发射参数设置等功能的数据接口。中央处理器3分别连接半导体测温器4和射频发射器5，协调半导体测温器4和射频发射器5的工作。射频发射器5具有天线，天线连接第一金属外壳1，第一金属外壳1的金属端面与半导体测温器4连接，作为测温的敏感区，该敏感区置于第一金属外壳1的圆柱金属外壳内部，可屏蔽电信号的干扰。

继续参看图示，供电部包括第二金属外壳7、USB插座8、充电接口9、以及位于第二金属外壳7内的充放电接口电路10和电芯11，半导体测温器4与第一金属外壳1的柱体部分之间用绝热绝缘材料填充，避免第二金属外壳7与第一金属外壳1引入热和电的干扰。第一金属外壳1的接口端设有第一密封外螺纹6。第二金属外壳7一端为绝缘端面、另一端为金属端面，第二金属外壳7具有USB插座8的一端为接口端，USB插座8和充电接口9均设在第二金属外壳7的绝缘端面上，充放电接口电路10分别连接USB插座8、电芯11和充电接口9，第二金属外壳7的接口端外侧设有第二密封外螺纹12和密封螺母13，密封螺母13具有密封内螺纹14，密封内螺纹14分别与第一密封外螺纹6、第二密封外螺纹12适配。密封螺母13与第二金属外壳7之间可相对转动，并可沿轴向做小范围移动。

当密封螺母13通过密封内螺纹14、第一密封外螺纹6以及第二密封外螺纹12相互间的紧密配合实现第一金属外壳1的接口端与第二金属外壳7的接口端连接时，USB插头2正好插入USB插座8内。

在本发明的优选实施例中，第二金属外壳7的接口端具有第一挡圈15，密封螺母13朝向第二金属外壳7的一端具有第二挡圈16，第一挡圈15与第二挡圈16相互配合，第二密封外螺纹12位于第一挡圈15的外侧。

进一步的，密封螺母13内还设有密封垫圈17，密封垫圈17和第二挡圈16分别位于第一挡圈15的两侧。

正常工作状态下，USB插头2插入USB插座8内，供电部的密封螺母13的密封内螺纹14与探头部的第一密封外螺纹6紧密配合并拧紧，使第一金属外壳1的接口端与密封垫圈17在轴向紧密接触并压紧，使USB插头2和USB插座8与外界空间隔离，避免电极和信号线的污染和干扰。

射频发射器5的天线与第一金属外壳1的圆柱金属外壳相连，并通过第一金属外壳1一端的第一密封外螺纹6和第二金属外壳7一端的密封内螺纹14之间的接触配合，将整个第一金属外壳1和第二金属外壳7的金属外壳作为射频发射天线的延长，从而加强各方向射频信号发射的强度。探头内部还配置有一颗小容量纽扣电池18，纽扣电池18位于第一金属外壳1内且与USB插头2的电源线连接，其功能是确保在更换电源侧供电装置期间探头侧所有功能电路的正常供电。

电源侧USB插座2和充电接口9固定于第二金属外壳7一端的绝缘端面上，与充放电接口电路10相连，通过充放电接口电路10的控制，可通过USB插座2和充电接口9对锂离子电芯11进行充放电。第二金属外壳7的接口一端外侧安装有密封螺母13，第二金属外壳7端部的第二密封外螺纹12与密封螺母13的密封内螺纹14配合，通过该配合可将密封螺母13从第二金属外壳7的金属封闭端旋至工作位置，并阻止密封螺母13非人工故意条件下的反向滑脱。密封螺母13的第一挡圈15与第二金属外壳7的接口端的第二挡圈16对应，作为密封螺母13的轴向定位，与密封内螺纹14和第二密封外螺纹12的配合共同作用，将密封垫圈17压紧，实现电源和数据接口与外界环境的隔离。

从上述实施例可以看出，本发明的优势在于：

探头与电源采用分体式结构，只需配备大量低造价电源组件即可保证所有高造价探头的高频度使用；结构采用圆柱形，可选用造价低容量大的圆柱形锂离子电芯，进一步降低电源组件成本，提高电源组件的容量，大大延长探头的工作时间，确保货品全程的温度监测条件的满足；射频天线与圆柱金属外壳相连，加强了发射效果，降低了发射功耗；测温敏感区域被圆柱外壳周向包裹，起到屏蔽作用，避免电信号对测温元件的干扰；探头的电源和调试与数据接口共用一个USB接口，并采用机械螺纹加垫圈的方式进行密封，较大的密封预紧力可实现较高密封等级，避免接口的污染和腐蚀。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种组合式无线射频测温装置，其特征在于，包括探头部和供电部，其中：

所述探头部包括第一金属外壳(1)、USB插头(2)、以及位于所述第一金属外壳(1)内的中央处理器(3)、半导体测温器(4)和射频发射器(5)，所述第一金属外壳(1)一端为绝缘端面、另一端为金属端面，所述USB插头(2)位于所述第一金属外壳(1)的绝缘端面，所述第一金属外壳(1)具有所述USB插头(2)的一端为接口端，所述USB插头(2)具有电源线和数据线，所述USB插头(2)通过电源线分别连接所述中央处理器(3)、所述半导体测温器(4)和所述射频发射器(5)，所述USB插头(2)通过数据线连接所述中央处理器(3)，所述中央处理器(3)分别连接所述半导体测温器(4)和所述射频发射器(5)，所述射频发射器(5)具有天线，所述天线连接所述第一金属外壳(1)，所述第一金属外壳(1)的金属端面与所述半导体测温器(4)连接，所述第一金属外壳(1)的接口端设有第一密封外螺纹(6)；

所述供电部包括第二金属外壳(7)、USB插座(8)、充电接口(9)、以及位于所述第二金属外壳(7)内的充放电接口电路(10)和电芯(11)，所述第二金属外壳(7)一端为绝缘端面、另一端为金属端面，所述第二金属外壳(7)具有USB插座(8)的一端为接口端，所述USB插座(8)和所述充电接口(9)均设在所述第二金属外壳(7)的绝缘端面上，所述充放电接口电路(10)分别连接所述USB插座(8)、所述电芯(11)和所述充电接口(9)，所述第二金属外壳(7)的接口端外侧设有第二密封外螺纹(12)和密封螺母(13)，所述密封螺母(13)具有密封内螺纹(14)，所述密封内螺纹(14)分别与所述第一密封外螺纹(6)、所述第二密封外螺纹(12)适配；

当所述密封螺母(13)通过密封内螺纹(14)、所述第一密封外螺纹(6)以及所述第二密封外螺纹(12)相互间的紧密配合实现所述第一金属外壳(1)的接口端与所述第二金属外壳(7)的接口端连接时，所述USB插头(2)插入所述USB插座(8)内。

2.根据权利要求1所述组合式无线射频测温装置，其特征在于，所述第二金属外壳(7)的接口端具有第一挡圈(15)，所述密封螺母(13)朝向所述第二金属外壳(7)的一端具有第二挡圈(16)，所述第一挡圈(15)与所述第二挡圈(16)相互配合，所述第二密封外螺纹(12)位于所述第一挡圈(15)的外侧。

3.根据权利要求2所述组合式无线射频测温装置，其特征在于，所述密封螺母(13)内设有密封垫圈(17)，所述密封垫圈(17)和所述第二挡圈(16)分别位于所述第一挡圈(15)的两侧。

4.根据权利要求1所述组合式无线射频测温装置，其特征在于，所述探头部还包括纽扣电池(18)，所述纽扣电池(18)位于所述第一金属外壳(1)内且与所述USB插头(2)的电源线连接。

5.根据权利要求1所述组合式无线射频测温装置，其特征在于，所述第一金属外壳(1)和所述第二金属外壳(7)均为圆柱型。

6.根据权利要求5所述组合式无线射频测温装置，其特征在于，所述半导体测温器(4)与所述第一金属外壳(1)的柱体部分之间用绝热绝缘材料填充。

7.根据权利要求1所述组合式无线射频测温装置，其特征在于，所述电芯(11)为锂离子电芯。