CN106918404A - 一种冷链用无线温湿度探头 - Google Patents

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刘念
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Abstract

一种冷链用无线温湿度探头，包括壳体和位于壳体内的主控板和向所述主控板供电的电源，所述主控板设有温湿度测量电路、处理单元和无线传输模块，所述处理单元将温湿度测量电路的数据处理后通过无线传输模块传输，所述温湿度测量电路包括热敏电阻和分压电阻，所述分压电阻阻值为R,热敏电阻常温状态下阻值为Rw,R≥10Rw。由于热敏电阻随着温度降低逐渐增加，因此设置常温下相对应热敏电阻较大的分压电阻，在测量范围内，靠近上限时，分压电阻可分担较大电压，随着温度逐渐降低，分压电阻的分担较小的电压，由于电压波动范围较广，因此测量更加精确，当R>10Rw,热敏电阻非线性带来的测量误差可控制在0.1℃。

Description

一种冷链用无线温湿度探头
技术领域
本发明涉及测温技术领域，尤其是一种冷链用无线温湿度探头。
背景技术
冷链是指某些食品原料、经过加工的食品或半成品、特殊的生物制品和药品在经过收购、加工、灭菌、灭活后，在产品加工、贮藏、运输、分销和零售、使用过程中，其各个环节始终处于产品所必需的特定低温环境下，减少损耗，防止污染和变质，以保证产品食品安全、生物安全、药品安全的特殊供应链系统。
为了保障冷链的温度，通常在冷链的设备中设置监测设备，用于监测冷链的温度。常见的温度检测元件，由于是非线性的，因此，在低温区和高温区的测温精确度低，温差较大，对于温度十分敏感的生物制品，其对温度要求很高，如果误差较大则可能导致其活性降低，从而引起安全问题。如何提高温度的检测经度成为冷链无线温湿度探头的主要问题之一。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冷链用无线温湿度探头，其测温准确，可以有效防止温度检测不准确引起的产品安全问题。
一种冷链用无线温湿度探头，包括壳体和位于壳体内的主控板和向所述主控板供电的电源，所述主控板设有温湿度测量电路、处理单元和无线传输模块，所述处理单元将温湿度测量电路的数据处理后通过无线传输模块传输，所述温湿度测量电路包括热敏电阻和分压电阻，所述分压电阻阻值为R,热敏电阻常温状态下阻值为Rw,R≥10Rw。
进一步地，所述处理单元处理后的温度上限小于20℃。
进一步地，所述处理单元处理后的温度范围为-40℃～10℃。
进一步地，所述温湿度测量元件设置在处理单元的相对面。
进一步地，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体或下壳体设有凹槽，所述电源为纽扣电池，所述纽扣电池设置在所述凹槽内。
进一步地，所述壳体内设有金属弹片，所述金属弹片的一端与主控板焊接，所述金属弹片设有凹陷部所述凹陷部与纽扣电池电连接。
进一步地，所述温湿度测量电路包括温湿度测量元件，所述上壳体设有通孔，温湿度测量元件对应所述通孔设置。
进一步地，所述上壳体内表面定位柱，所述主控板设有通孔，所述定位柱穿过所述通孔，所述下壳体内表面设有定位孔，所述定位柱设置在定位孔内。
进一步地，所述上壳体设有透明窗口，所述主控板上设有开关和指示灯，所述指示灯对应所述透明窗口设置。
采用上述方法，本发明具有以下的技术效果：
1. 温度测量电路包括热敏电阻和分压电阻，所述分压电阻阻值为R,热敏电阻常温状态下阻值为Rw,R>10Rw。由于热敏电阻随着温度降低逐渐增加，因此设置常温下相对应热敏电阻较大的分压电阻，在测量范围内，靠近上限时，分压电阻可分担较大电压，随着温度逐渐降低，分压电阻的分担较小的电压，由于电压波动范围较广，因此测量更加精确，当R>10Rw,热敏电阻非线性带来的测量误差可控制在0.1℃。
2.由于处理后显示的温度上限小于20℃，结合冷链测温的需求，将测温范围集中在较低段，测量精度更高，适用于对温度要求高的场合。
3.将测温范围设置在-40℃～10℃，其可以满足常规的冷链要求，由于测温范围较小，因此测温更加准确。
4. 温湿度测量元件设置在处理单元的相对面，因此，有效防止处理单元工作时发热引起的测温不准确。
5. 上壳体内表面定位柱，所述主控板设有通孔，所述定位柱穿过所述通孔，所述下壳体内表面设有定位孔，所述定位柱设置在定位孔内。通过定位孔和定位柱的定位，使得主控板牢固地固定在壳体内，防止温湿度测量元件晃动引起的测量误差，同时防止温湿度测量元件损坏。
附图说明
图1是热敏电阻的温度曲线。
图2是本发明的结构示意图。
图3是主控板的背面结构示意图。
图4是上壳体结构示意图。
图5是下壳体结构示意图。
图6是温度检测的电路示意图。
壳体1、上壳体2、开启按钮21、按钮凹槽22、通孔23、定位柱24、下壳体3、定位孔31、纽扣电池4、凹槽41、主控板5、单片机51、定时模块52、存储模块53、通孔55、金属弹片6、温湿度测量元件7。
具体实施例
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例， 本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一：
如图1所示，热敏电阻的阻值随温度变化是非线性的，其随着温度的上升阻值逐渐减小，随着温度的下降阻值逐渐增加。常规的测试模型通常是线性的，如图中的L1所示，其在高温段和低温度与实际温度误差较大。
本发明的无线温湿度探头如图2-5所示，本实施例提供了一种冷链用无线温湿度探头，其包括壳体1，壳体1由上壳体2和下壳体3组成，上壳体2与下壳体3之间通过螺丝螺母固定安装，上壳体2的外表面固定安装有开启按钮21，开启按钮21嵌于按钮凹槽22中，按钮凹槽22为圆柱体，且圆柱体的一端贯穿上壳体2的内壁并固定安装在内壁上，壳体1内设有主控板5和向主控板5供电的电源，在本实施例中供电电源为纽扣电池4，所述主控板5设有温度测量电路、处理单元和无线传输模块，所述处理单元包括单片机51，在本实施例中，所述处理单元将温度测量电路的数据处理后通过无线传输模块传输，所述处理单元处理后显示的温度上限小于20℃。
上壳体2的内表面设有凹槽41，纽扣电池4设置在所述凹槽41内。纽扣电池4和主控板5之间设有金属弹片6，金属弹片的一端与主控板焊接，所述金属弹片设有凹陷部，所述凹陷部抵靠纽扣电池，从而使得纽扣电池电通过金属弹片向主控板5供电。主控板5采用双面印刷，单片机51、定时模块52和存储模块53设置在主控板的正面，温湿度测量电路包括温湿度测量元件7，温湿度测量元件7设置在主控板的背面，即单片机51的相对面，从而有效防止处理单元工作时发热引起的测温不准确。所述上壳体2内表面定位柱24，所述主控板设有通孔55，所述定位柱24穿过所述通孔55，所述下壳体内表面设有定位孔31，所述定位柱24设置在定位孔31内。从而将主控板5温度固定在壳体内，防止温湿度测量元件晃动引起的测量误差，同时防止温湿度测量元件损坏。
所述上壳体2设有通孔23，所述温湿度测量元件对应所述通孔设置，从而使得外界的空气透过通孔直接与温湿度测量元件接触，因此测量的温湿度更加准确。
进一步地，所述上壳体2还设有透明窗口，所述主控板上设有开关和指示灯，所述指示灯对应所述透明窗口设置。从而使得指示灯的光可以从透明窗口中传出，提醒用户。
温度测量电路的示意图如图6所示，温湿度测量元件7包括热敏电阻R和分压电阻Rw,热敏电阻的一端与电源5V连接，另一端与热敏电阻R连接，热敏电阻的另一端接地，常温状态下R=11*Rw，由于本实施例的准确测温上限为20℃，因此，接近测温上限时，其阻值接近R=11*Rw，此时检测到的温度信号T约为5V*11/12=0.42V。随着温度逐渐降低，Rw的阻值逐渐增大，当温度由20℃下降至-30℃时，阻值大约增加了10倍，此时温度信号T约为2.5V,随着温度再次降低，其温度信号T逐渐升高，当温度下降到-80℃时，其温度信号T约为4.5V。温度信号T通过信号线传输至单片机51后，单片机51将模拟量转换成数字量，并将数据显示和通过无线传输模块传输。由于本实施例一的方案的-80℃～20℃对应的温度信号电压为0.42V～4.5V,其结合在冷链中的低温环境，充分利用了热敏电阻在低温状态下电阻较大的特性，设置较大的分压电阻，实现在冷链环境中的精准测温。
可以理解，本发明的分压电阻R并不限于11Rw，本领域技术人员根据实际需要可以适当调整，例如R=10Rw,R=12 Rw。
可以理解，本领域技术人员也可以根据冷链中特定环境使用的无线温湿度探头，设定更低的温度测量上限，通常情况下，准确测量温度的范围是-40℃～10℃。
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明所作的均等变化与修饰，皆为本发明权利要求范围所涵盖， 这里不再一一举例。

Claims (9)

1.一种冷链用无线温湿度探头，包括壳体和位于壳体内的主控板和向所述主控板供电的电源，所述主控板设有温湿度测量电路、处理单元和无线传输模块，其特征在于:所述处理单元将温湿度测量电路的数据处理后通过无线传输模块传输，所述温湿度测量电路包括热敏电阻和分压电阻，所述分压电阻阻值为R,热敏电阻常温状态下阻值为Rw,R≥10Rw。
2.根据权利要求1所述的冷链用无线温湿度探头，其特征在于：所述处理单元处理后的温度上限小于20℃。
3.根据权利要求2所述的冷链用无线温湿度探头，其特征在于：所述处理单元处理后的温度范围为-40℃～10℃。
4.根据权利要求1-3之一所述的冷链用无线温湿度探头，其特征在于：所述温湿度测量元件设置在处理单元的相对面。
5.根据权利要求1所述的冷链用无线温湿度探头，其特征在于：所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体或下壳体设有凹槽，所述电源为纽扣电池，所述纽扣电池设置在所述凹槽内。
6.根据权利要求4所述的冷链用无线温湿度探头，其特征在于：所述壳体内设有金属弹片，所述金属弹片的一端与主控板焊接，所述金属弹片设有凹陷部所述凹陷部与纽扣电池电连接。
7.根据权利要求1所述的冷链用无线温湿度探头，其特征在于：所述温湿度测量电路包括温湿度测量元件，所述上壳体设有通孔，温湿度测量元件对应所述通孔设置。
8.根据权利要求1所述的冷链用无线温湿度探头，其特征在于：所述上壳体内表面定位柱，所述主控板设有通孔，所述定位柱穿过所述通孔，所述下壳体内表面设有定位孔，所述定位柱设置在定位孔内。
9.根据权利要求1所述的冷链用无线温湿度探头，其特征在于：所述上壳体设有透明窗口，所述主控板上设有开关和指示灯，所述指示灯对应所述透明窗口设置。
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