CN107449466A - 一种无线温度、压力数据记录器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线温度、压力数据记录器，能在完全密封的情况下进行通讯、编程和读取数据；其结构包括：外壳、电源、温度、压力数据采集模块、数据处理模块、BlueTooth从端模块和霍尔开关；电源，数据处理模块、BlueTooth从端模块和霍尔开关位于外壳内部；温度、压力数据采集模块位于外壳外部，与数据处理模块连接；电源连接数据处理模块和霍尔开关；数据处理模块包括：BlueTooth控制模块、BlueTooth数据传输模块和天线，天线连接BlueTooth数据传输模块；温度、压力数据采集模块包括：温度传感器、压力传感器，温度传感器、压力传感器分别与BlueTooth控制模块连接；BlueTooth从端模块的两端分别与霍尔开关的VCC端及VOUT端连接，BlueTooth从端模块与BlueTooth数据传输模块数据连接。本发明能够降低能耗延长使用寿命。

Description

一种无线温度、压力数据记录器

技术领域

本发明涉及设备监测技术领域，尤其是涉及一种无线温度、压力数据记录器。

背景技术

近年来，环境温度试验设备，压力蒸汽灭菌器设备在各个领域应用越来越广泛，包括医药行业，疾病控制行业，食品行业，检验检疫行业的前处理，存储和科研应用等。设备的应用温度最低温度可低达-80℃，常用高温可高达140℃，同时对于压力蒸汽灭菌器，真空干燥箱等设备还包括压力参数的设定。为了保证设备使用的可靠性和安全性，需要对设备工作状态下的工作温度、压力进行定期的检测。无线温度、压力数据记录器能够在-85℃～140℃高温高压高湿环境中对温度、压力数据进行实时监测，但其工作条件恶劣，要求外壳完全密闭，电池使用寿命长。而目前市场上的无线温度、压力记录器并不能完全适应-85℃～140℃环境，存在记录器在高低温环境下不工作，工作不稳定，丢包率高等问题。而传统的有线监测手段无法满足设备使用过程密封性的要求。此外，现有技术中的无线温度、压力数据记录器需要通过通讯接口如USB接口与软件进行通讯，进而编程和读取数据，但在恶劣条件下，要求无线温度、压力数据记录器必须密封来保证较长的使用寿命，这对其功耗和通讯都提出了较高的挑战。

因此，如何研发一种适应-85℃～140℃环境的温度、压力数据记录器，在完全密封的情况下进行通讯，对其编程和读取数据，并保证无线温度、压力数据记录器具有较长的使用寿命，便成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线温度、压力数据记录器，以期能够在完全密封的情况下进行通讯，对其编程和读取数据，并保证更进一步延长无线温度、压力数据记录器的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种无线温度、压力数据记录器，包括：外壳、电源、温度、压力数据采集模块、数据处理模块、BlueTooth从端模块和霍尔开关；所述电源，数据处理模块、BlueTooth从端模块和霍尔开关位于所述外壳内部；所述温度、压力数据采集模块位于所述外壳外部，与所述数据处理模块连接；所述电源连接所述数据处理模块和霍尔开关；所述数据处理模块包括：BlueTooth控制模块、BlueTooth数据传输模块和天线，所述天线连接BlueTooth数据传输模块；所述温度、压力数据采集模块包括：温度传感器、压力传感器，所述温度传感器、压力传感器分别与所述BlueTooth控制模块连接；所述BlueTooth从端模块的两端分别与所述霍尔开关的VCC端及VOUT端连接，所述BlueTooth从端模块与所述BlueTooth数据传输模块数据连接。

优选地，所述外壳包括：316型不锈钢上盖、聚醚醚酮下盖、O型圈，所述O型圈位于所述不锈钢上盖、聚醚醚酮下盖之间。

优选地，所述温度传感器的个数为1-4个。

优选地，所述电源为耐高温锂电池。

优选地，所述数据处理模块印制在PCB线路板上，所述PCB线路板为耐高温半导体芯片。

优选地，还包括：JTAG接口，所述JTAG接口耦接所述BlueTooth控制模块。

优选地，所述温度传感器工作温度的范围为：-85℃～140℃。

本发明上述无线温度、压力数据记录器所具备的有益效果如下：

1)通过霍尔开关控制温度、压力数据采集模块的工作状态，实现利用施加在无线温度、压力数据记录器外壳外部的磁场强度来控制无线温度、压力数据记录器工作的技术效果，由于在没有外部磁场激励的环境下无线温度、压力数据记录器会进入“休眠状态”，进而只会在有用户使用需求的前提下才会立即苏醒并进入工作状态，相比改进前将更加节能降耗，能够大幅提升无线温度、压力数据记录器的工作寿命，在不更换电池的前提下，能够进一步将无线温度、压力数据记录器的使用寿命延长至不低于1年；此外，由于霍尔开关能够和电源，数据处理模块、BlueTooth从端模块一起密封在外壳内，进而不会破坏无线温度、压力数据记录器原有的密封效果，仍具备恶劣工作环境下的超强耐受力；进一步地，采用上述结构后蓝牙激活时更为灵敏，且连接无方向性；相比机械按键结构具有更好的密闭性；由于上述电路具有连接简单可靠，功耗低的技术特点，故能够将现有技术中的无线温度、压力数据记录器进一步升级为低功耗设备。

2)能够实现在-85℃～140℃范围内进行所处环境的温度、压力参数的实时监测与记录；

3)适用范围广泛，可以用于环境温度试验设备如超低温冰箱，干燥箱等的在工作状态的温度压力实时监测，还可以用于蒸汽压力灭菌器工作状态的温度、压力的实时监测；

4)本申请采用聚醚醚酮材料的外壳下盖可以有效地减少金属屏蔽，保护无线传输信号不受干扰，保证数据无线传输的可靠性；

5)本申请数据处理模块采用耐高温半导体芯片作为载体，使用JTAG对数据处理模块的半导体芯片进行内部测试，保证高温度、压力数据记录器在超高、超低温度下运行的可靠性；

6)本申请的温度、压力数据记录器体积小巧，采用无线传输方式，便于现场的部署；

7)本申请的温度、压力数据记录器结构简单，使用材料经济耐用。

当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供的无线温度、压力数据记录器一种具体实施方式的电路结构示意图；

图2为图1中所述无线温度、压力数据记录器的外壳结构示意图；

图3为图1中所述无线温度、压力数据记录器中霍尔开关的工作状态曲线示意图；

图4为本发明应用实施例中温度、压力数据记录器实际使用过程中的一种部署示意图；

图5为本发明应用实施例中温度、压力数据记录器实际使用过程中的另一种部署示意图。

具体实施例

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的无线温度、压力数据记录器一种具体实施方式的电路结构示意图；图2为本发明上述无线温度、压力数据记录器的外壳结构示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供一种无线温度、压力数据记录器，包括外壳600、电源300、温度、压力数据采集模块100、数据处理模块200、BlueTooth从端模块700和霍尔开关800；所述电源300，数据处理模块200、BlueTooth从端模块700和霍尔开关800位于所述外壳600内部；所述温度、压力数据采集模块100位于所述外壳600外部，与所述数据处理模块200连接；所述电源300连接所述数据处理模块200和霍尔开关800；所述数据处理模块200包括：BlueTooth控制模块210、BlueTooth数据传输模块220和天线500，所述天线500连接BlueTooth数据传输模块220；所述温度、压力数据采集模块100包括：温度传感器110、压力传感器120，所述温度传感器110、压力传感器120分别与所述BlueTooth控制模块210连接；所述BlueTooth从端模块700的两端分别与所述霍尔开关800的VCC端及VOUT端连接，所述BlueTooth从端模块700与所述BlueTooth数据传输模块220数据连接。

需要说明的是，BlueTooth控制模块、BlueTooth数据传输模块及BlueTooth从端模块700均为现有的成熟技术，本申请不做详细描述。应用BlueTooth模块和协议使的本实施例的温度、压力数据记录器记录数据容量可达到150000个。BlueTooth控制模块、BlueTooth数据传输模块可以应用射频等方式进行数据传输。天线的设置，可以辅助BlueTooth数据传输模块，增强传输信号，方便与BlueTooth从端模块建立数据连接的同时，还能使获得的数据更准确的传送PC端；本实施例中的温度传感器、压力传感器均为高精度温度传感器和高精度压力传感器，温度精度±0.05℃；压力10mbar；所述温度传感器、压力传感器采集的信息经ADC电路转化后将信号发送给所述BlueTooth控制模块。

进一步地，如图2所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述外壳600包括：316型不锈钢上盖610、聚醚醚酮下盖630、O型圈620，所述O型圈620位于所述316型不锈钢上盖610、聚醚醚酮下盖630之间。

在使用过程中，霍尔开关始终处于上电状态，BlueTooth从端模块用于激活处于休眠状态下的压力数据采集模块和数据处理模块；其中，如图3所示，当霍尔开关处于南极性磁场且磁场强度大于Bop时，Sensor Output输出为低电平(无线功能打开)，当磁场强度小于Brp时，Sensor Output输出为高电平(无线功能关闭)。作为无线温度、压力数据记录器的电磁开关，在没有电磁激励的时候无线功能关闭，无线温度、压力数据记录器进入"休眠状态"；在有电磁激励的时候无线功能开启，无线温度、压力数据记录器进入"待命状态"。保证无线温度、压力数据记录器在用户有使用要求时立即进入工作状态，在不被使用时自动进入休眠状态，降低PRO-6无线温度、压力数据记录器的功耗，延长使用寿命。

进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述温度传感器的个数为1-4个。这可以实现温度的多通道采集，对采集环境的温度信息采集更加准确。

进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述电源为耐高温锂电池。

进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述数据处理模块印制在PCB线路板上，所述PCB线路板为耐高温半导体芯片。使温度、压力数据记录器的体积更加小巧，便于监测记录现场的部署。可以大幅提高温度、压力数据记录器在超高、超低温度下运行的可靠性。

进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，还包括：JTAG接口，所述JTAG接口耦接所述BlueTooth控制模块。JTAG是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试，采用JTAG对数据处理模块的半导体芯片进行内部测试，保证高温度、压力数据记录器在超高、超低温度下运行的可靠性。

进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述温度传感器工作温度的范围为：-85℃～140℃。能够实现在-85℃～140℃范围内进行所处环境的温度、压力参数的实时监测。

应用实施例：

如图4、图5所示，为在使用上述实施例中所述的温度、压力数据记录器实际使用过程中的部署示意图，根据被监测仪器的空间大小和构成来进行无线温度、压力数据记录器的布点，以全面地对仪器的温度/压力偏差，温度/压力波动度，温度/压力均匀性进行监测。对于体积≤2m³的设备，所述记录器数量为9个，部署情况如图3所示。对于体积＞2m³的设备，所述记录器数量为15个，部署情况如图4所示。

与现有技术相比，本发明所述的一种温度、压力数据记录器，达到了如下效果：

1)通过霍尔开关控制温度、压力数据采集模块的工作状态，实现利用施加在无线温度、压力数据记录器外壳外部的磁场强度来控制无线温度、压力数据记录器工作的技术效果，由于在没有外部磁场激励的环境下无线温度、压力数据记录器会进入“休眠状态”，进而只会在有用户使用需求的前提下才会立即苏醒并进入工作状态，相比改进前将更加节能降耗，能够大幅提升无线温度、压力数据记录器的工作寿命，在不更换电池的前提下，能够进一步将无线温度、压力数据记录器的使用寿命延长至不低于1年；此外，由于霍尔开关能够和电源，数据处理模块、BlueTooth从端模块一起密封在外壳内，进而不会破坏无线温度、压力数据记录器原有的密封效果，仍具备恶劣工作环境下的超强耐受力。

2)能够实现在-85℃～140℃范围内进行所处环境的温度、压力参数的实时监测与记录；

3)适用范围广泛，可以用于环境温度试验设备如超低温冰箱，干燥箱等的在工作状态的温度压力实时监测，还可以用于蒸汽压力灭菌器工作状态的温度、压力的实时监测；

4)本申请采用聚醚醚酮材料的外壳下盖可以有效地减少金属屏蔽，保护无线传输信号不受干扰，保证数据无线传输的可靠性；

5)本申请数据处理模块采用耐高温半导体芯片作为载体，使用JTAG对数据处理模块的半导体芯片进行内部测试，保证高温度、压力数据记录器在超高、超低温度下运行的可靠性；

6)本申请的温度、压力数据记录器体积小巧，采用无线传输方式，便于现场的部署；

7)本申请的温度、压力数据记录器结构简单，使用材料经济耐用。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

上述各实施例仅是本发明的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本发明技术方案上的变化和改进，不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种无线温度、压力数据记录器，其特征在于，包括：外壳、电源、温度、压力数据采集模块、数据处理模块、BlueTooth从端模块和霍尔开关；所述电源，数据处理模块、BlueTooth从端模块和霍尔开关位于所述外壳内部；所述温度、压力数据采集模块位于所述外壳外部，与所述数据处理模块连接；所述电源连接所述数据处理模块和霍尔开关；所述数据处理模块包括：BlueTooth控制模块、BlueTooth数据传输模块和天线，所述天线连接BlueTooth数据传输模块；所述温度、压力数据采集模块包括：温度传感器、压力传感器，所述温度传感器、压力传感器分别与所述BlueTooth控制模块连接；所述BlueTooth从端模块的两端分别与所述霍尔开关的VCC端及VOUT端连接，所述BlueTooth从端模块与所述BlueTooth数据传输模块数据连接。

2.根据权利要求1所述的无线温度、压力数据记录器，其特征在于，所述外壳包括：316型不锈钢上盖、聚醚醚酮下盖、O型圈，所述O型圈位于所述不锈钢上盖、聚醚醚酮下盖之间。

3.根据权利要求1所述的无线温度、压力数据记录器，其特征在于，所述温度传感器的个数为1-4个。

4.根据权利要求1所述的无线温度、压力数据记录器，其特征在于，所述电源为耐高温锂电池。

5.根据权利要求1所述的无线温度、压力数据记录器，其特征在于，所述数据处理模块印制在PCB线路板上，所述PCB线路板为耐高温半导体芯片。

6.根据权利要求1所述的无线温度、压力数据记录器，其特征在于，还包括：JTAG接口，所述JTAG接口耦接所述BlueTooth控制模块。

7.根据权利要求1所述的无线温度、压力数据记录器，其特征在于，所述温度传感器工作温度的范围为：-85℃～140℃。