CN113790824A - 一种环境数据采集组件、系统、测温枪及装配工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境数据采集组件、系统、测温枪及装配工艺，涉及温度采集装置技术领域。包括若干数据采集部、第二支撑部、若干第三支撑部和第四支撑部；数据采集部包括温度传感器和隔热连接部；相邻两第三支撑部通过数据采集部连接固定；第四支撑部另一端内部封装有温度传感器；第二支撑部、若干第三支撑部、第四支撑部之间依次通过数据采集部连接固定。本发明通过采用多段式分布设置温度传感器进行数据采集，对于温度传感器部位进行单独设置封装器件，将该器件与非温度采集部分进行分离设置以及隔热隔温连接，有效保证测温点的温度准确性，避免在测量一定深度的大范围的温度传导导致的测量不准确的问题。

Description

一种环境数据采集组件、系统、测温枪及装配工艺

技术领域

本发明属于温度采集装置技术领域，特别是涉及一种基于一体多点位式环境数据采集组件；一种基于一体多点位式环境数据采集系统；一种基于一体多点位式环境数据采集测温枪，一种基于一体多点位式环境数据采集装置的装配工艺。

背景技术

现有温度传感器通常由传感器本体和一条信号输出端组成，传感器本体被灌封胶灌封在不锈钢管内，以同时达到保护温度传感器和温度传导的目的。然而这种温度传感器主要存在以下问题，首先，温度传感器数量单一，若现场区域需要密集分布的多个温度传感器时，则不得不增加传感器数量，从而给施工布线带来不便；其次，探头的结构确定了其从胶料配比，到灌封产品，再到产品成型的加工工艺复杂，加工时间长，生产效率低下。

现有的温度计也是基于数字显示，具有工业级或食品级的应用，例如精创WT-1B电子数显数字笔式探针式温度计厨房家用食品烘焙测油温。但是多为单点式功能，且没有无线传输功能，而且测量温度的位置一般在1m左右，对于2m以上深度的温度点位的测量需求则是不能实现，对于工业级的铠装温度采集器其探测深度也是较短，只是在1m左右的范围内。而且，现有的温度计多是采用食品级不锈钢管一体成型，将数据采集模块封装在不锈钢管内部，由于不锈钢管与物品接触面较大，导致数据采集模块采集的不锈钢管传递的温度信号存在较大的误差，对点位的温度采集精度很低。

现有公开的一种多点温度检测传感器，专利号为(2019217449105)括一条多芯线缆，多芯线缆的一端作为信号输出端；多芯线缆上还串接有预设数量个温度传感器，温度传感器的外层包裹有保护层，能够实现一线多点的温度检测，适用于温度检测密集的应用场景；可以通过磁吸或可活动卡扣进行安装，但是上述的方式属于链式连接的多点温度检测装置。

由于对于2m以上深度的温度点位的测量需求则是不能实现，存在环境数据采集误差大、结构强度不足，成本比较高的问题。比如酿酒过程中插入在酒糟窖池内部的测温设备，杆身不含头部长度为2.4米，测温点数量为3个点；测温枪主要完成在发酵过程中对于当前酒糟温度的实时测量、实时采集和实时传输。酒糟窖池内部的温度一般在40-70℃的范围，因此现有中并没有相关的高精度测温设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环境数据采集组件，通过采用多段式分布设置温度传感器进行数据采集，解决测温点的温度准确性，避免在测量一定深度的大范围的温度传导导致的测量不准确的问题。

本发明的目的在于提供一种环境数据采集系统，通过终端设备实时监控温度数据，有效控制因温度变化导致的工艺环境或其他检测环境的变化。

本发明的目的在于提供一种环境数据采集测温枪，通过采用的多段式分布设置的测温枪，用于环境温度数据检测，该环境温度包括酿酒过程中插入在酒糟窖池内部的测温设备，或粮仓中对粮食的温度检测，或对工艺设备中的物质进行温度分布式检测。

本发明的目的在于提供一种环境数据采集测温枪的装配工艺，通过对温度传感器的串联实现对多个温度传感器的布置和数据采集设计，降低了温度传感器的并联成本高昂的问题；通过导热硅胶对管体内部的封堵，避免该测温枪内部的空气温度传导导致温度传感器的检测不准确的问题，并且采用屏蔽信号线进行连接避免了数据信号的干扰导致温度传感器的检测不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种环境数据采集组件，包括若干数据采集部，所述数据采集部包括温度传感器、用于封装所述温度传感器的第一支撑部以及位于第一支撑部两端部的隔热连接部；第二支撑部，所述第二支撑部上设置有把手；若干第三支撑部，相邻两所述第三支撑部通过数据采集部连接固定；第四支撑部，所述第四支撑部一端为尖端结构，所述第四支撑部另一端内部封装有温度传感器；所述第二支撑部、若干所述第三支撑部、所述第四支撑部之间依次通过数据采集部连接固定。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二支撑部包括第一管体，位于所述第一管体的两端的周侧面分别均布贯穿若干第一通孔；所述把手为第二管体，所述把手固定在第一管体上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第三支撑部包括第三管体，位于所述第三管体的两端的周侧面分别均布贯穿若干第二通孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第四支撑部包括第四管体，位于所述第三管体封装有温度传感器的一端的周侧面贯穿若干第三通孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一支撑部包括第五管体，位于所述第五管体的两端的周侧面分别均布贯穿若干第四通孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述隔热连接部包括第六管体，位于所述第六管体的两端的周侧面分别均布贯穿若干第五通孔；所述隔热连接部采用隔热材料制成，优选的包括塑料管、碳纤维管。

作为本发明的一种优选技术方案，还包括隔热环，所述隔热环与隔热连接部套接，所述隔热环用于在所述第二支撑部、若干所述第三支撑部、所述第四支撑部之间依次通过数据采集部连接后形成的间隔进行补偿，使得第二支撑部、若干所述第三支撑部、所述第四支撑部之间的外表面在同一平面内。

一种环境数据采集系统，包括

温度传感器，所述温度传感器用于采集温度数据；所述温度传感器包括

温度传感器{1}

温度传感器{2}

温度传感器{3}

……

温度传感器{N}

所述温度传感器{1}、温度传感器{2}、温度传感器{3}、……、温度传感器{N}依次串联；主控单元MCU，所述主控单元MCU用于处理温度传感器采集的温度数据，所述主控单元MCU还包括模拟量输出模块，所述模拟量输出模块连接有显示模块；终端设备，所述终端设备与主控单元MCU通过通信模块进行数据通信；所述通信模块嵌入到主控单元MCU上；电源模块，所述电源模块与主控单元MCU连接，用于为系统供电。

作为本发明的一种优选技术方案，所述主控单元MCU还包括用于警报的蜂鸣器模块和用于显示模块显示的按键模块。

一种环境数据采集测温枪，采用一种环境数据采集系统制成，所述环境数据采集系统封装到一壳体内且安装在所述第二支撑部的一端部。

一种环境数据采集测温枪的装配工艺，包括如下步骤：

步骤一，制备若干数据采集部

准备带屏蔽层包裹的电线，该电线包括两根信号线和两根电源线，其中电源正极线，地线，一信号线用于接入温度传感器上，先将温度传感器的三只支脚分别连接在电线的中部位置，然后将温度传感器通过导热胶粘接在第五管体中间靠内壁上；

将一第六管体套接在第五管体的一端，将另一第六管体套接在第五管体的另一端；并且使得第五管体上的第四通孔与第六管体上的第五通孔相互贯通且进行固定；

步骤二，封闭数据采集部的两端部

通过导热硅胶在步骤一制备好的数据采集部的两第六管体的中央位置分别进行封堵；

步骤三，制备若干数据采集部组成的中间体

根据温度传感器设置的数量N，那么需要的数据采集部为N-1个；以及准备N-2个第三管体；

相邻两数据采集部之间配合一个第三管体，且相邻两数据采集部之间通过电线连通，要求第三管体上的第二通孔与第六管体一端配合的第五通孔一一对应且贯通配合进行固定；

步骤四，制备第四支撑部

准备带屏蔽层包裹的电线，该电线包括两根信号线和两根电源线，其中电源正极线，地线，一信号线用于接入温度传感器上，先将温度传感器的三只支脚分别连接在电线的一端部，然后将该温度传感器通过导热胶粘接在第四管体的内壁上；

步骤五，系统元件组装

准备好安装外壳；

将主控单元MCU、显示模块、电源模块固定在安装外壳内；

步骤六，测温枪组装

将步骤四制备的第四支撑部连接到步骤三制备的中间体的一端，将第二支撑部连接到步骤三制备的中间体的另一端，管路与管路连接固定，电线相互连接；第二支撑部内嵌入有电线且与中间体的电线连通；安装外壳的电线与第二支撑部伸出的电线连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过采用多段式分布设置温度传感器进行数据采集，对于温度传感器部位进行单独设置封装器件，将该器件与非温度采集部分进行分离设置以及隔热隔温连接，有效保证测温点的温度准确性，避免在测量一定深度的大范围的温度传导导致的测量不准确的问题。

2、本发明环境数据采集系统一方面能够使得温度数据实时显示以及实时采集并传输到终端设备，通过终端设备实时监控温度数据，有效控制因温度变化导致的工艺环境或其他检测环境的变化。

3、本发明通过采用的多段式分布设置的测温枪，用于环境温度数据检测，该环境温度包括酿酒过程中插入在酒糟窖池内部的测温设备，或粮仓中对粮食的温度检测，或对工艺设备中的物质进行温度分布式检测。

4、本发明通过对测温枪的装配进行限定，通过对温度传感器的串联实现对多个温度传感器的布置和数据采集设计，降低了温度传感器的并联成本高昂的问题；通过导热硅胶对管体内部的封堵，避免该测温枪内部的空气温度传导导致温度传感器的检测不准确的问题，并且采用屏蔽信号线进行连接避免了数据信号的干扰导致温度传感器的检测不准确的问题。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一中环境数据采集组件的结构示意图；

图2为图1中B处的局部结构示意图；

图3为第一管体的结构示意图；

图4为图3的结构左视图；

图5为图4中A处的局部结构示意图；

图6为第三管体的结构示意图；

图7为第四管体的结构示意图；

图8为实施例三的一种环境数据采集系统；

图9为显示模块的电路结构图；

图10为电源模块的电路结构图；

图11为按键模块的电路结构图；

图12为LORA通信模块的电路结构图；

图13为模拟量输出的电路结构图；

图14为蜂鸣器的电路结构图；

图15为主控单元MCU的电路结构图；

图16为实施例六的一种环境数据采集测温枪的装配工艺流程图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-第一管体，101-把手，102-第一通孔，2-第三管体，201-第二通孔，3-第四管体，301-第三通孔，4-壳体，5-第六管体，501-第五通孔，6-第五管体，601-第四通孔。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

测温枪设备是酿酒过程中插入在酒糟窖池内部的测温设备，测温枪主要完成在发酵过程中对于当前酒糟温度的实时测量、实时采集和实时传输。

实施例一

请参阅图1-7所示，本发明为一种环境数据采集组件，主要用于分布式温度采集装置，一般在三点及三点以上的测温装置；包括

如图2所示，若干数据采集部，数据采集部包括温度传感器、用于封装温度传感器的第一支撑部以及位于第一支撑部两端部的隔热连接部；第一支撑部包括第五管体6，位于第五管体6的两端的周侧面分别均布贯穿若干第四通孔601。隔热连接部包括第六管体5，位于第六管体5的两端的周侧面分别均布贯穿若干第五通孔501；隔热连接部采用隔热材料制成，优选的包括塑料管、碳纤维管。

第二支撑部，第二支撑部上设置有把手，由于为多点测温装置，长度较长，一般在1m以上，因此在需要对测温环境进行测温时需要将该装置插入使用，此把手用于施加力的作用；第二支撑部包括第一管体1，位于第一管体1的两端的周侧面分别均布贯穿若干第一通孔102；把手101为第二管体，把手101固定在第一管体1上。

若干第三支撑部，相邻两第三支撑部通过数据采集部连接固定；第三支撑部包括第三管体2，位于第三管体2的两端的周侧面分别均布贯穿若干第二通孔201。

第四支撑部，第四支撑部一端为尖端结构，第四支撑部另一端内部封装有温度传感器；第四支撑部包括第四管体3，位于第三管体2封装有温度传感器的一端的周侧面贯穿若干第三通孔301。

第二支撑部、若干第三支撑部、第四支撑部之间依次通过数据采集部连接固定。其中，第一管体1、第二管体、第三管体2、第四管体3、第五管体6均为食品级不锈钢材质制成，具有耐高温，耐腐蚀的特征；第六管体5为碳纤维管或塑料管，若为食品级的要求，则采用碳纤维管；而且第六管体5作为连接部件要求有一定的强度。

实施例二

基于实施例一的技术特征构造，还包括隔热环，隔热环与隔热连接部套接，隔热环用于在第二支撑部、若干第三支撑部、第四支撑部之间依次通过数据采集部连接后形成的间隔进行补偿，使得第二支撑部、若干第三支撑部、第四支撑部之间的外表面在同一平面内。隔热环采用与隔热连接部一致的材料，通过设置的隔热环避免第二支撑部、若干第三支撑部、第四支撑部之间依次通过数据采集部连接后形成的间隔插入到被测物体内部时候产生携带物料。

实施例三

如图8所示，一种环境数据采集系统，包括

温度传感器，温度传感器用于采集温度数据；温度传感器包括

温度传感器{1}

温度传感器{2}

温度传感器{3}

……

温度传感器{N}

温度传感器{1}、温度传感器{2}、温度传感器{3}、……、温度传感器{N}依次串联；

如图15所示，主控单元MCU，主控单元MCU用于处理温度传感器采集的温度数据，主控单元MCU还包括模拟量输出模块，如图13所示；模拟量输出模块连接有显示模块，如图9所示；

终端设备，终端设备与主控单元MCU通过通信模块进行数据通信；通信模块嵌入到主控单元MCU上；终端设备包括手机、电脑、平板等。如图12所示，通信模块采用lora模块单不仅仅限于此模块。

如图10所示；电源模块，电源模块与主控单元MCU连接，用于为系统供电。

实施例四

如图11和14所示，主控单元MCU还包括用于警报的蜂鸣器模块和用于显示模块显示的按键模块，按键模块用于控制显示器的亮与不亮的开关。

实施例五

一种环境数据采集测温枪，采用一种环境数据采集系统制成，环境数据采集系统封装到一壳体4内且安装在第二支撑部的一端部。

实施例六

如图16所示，一种环境数据采集测温枪的装配工艺，包括如下步骤：

步骤一，制备数据采集部

准备带屏蔽层包裹的电线，该电线包括两根信号线和两根电源线，其中电源正极线，地线，一信号线用于接入温度传感器上，电线可选则可以屏蔽信号的铠装电缆或通信线缆。常规线缆存在信号干扰，测量数据失真的问题。

先将温度传感器的三只支脚分别连接在电线的中部位置，然后将温度传感器通过导热胶粘接在第五管体6中间靠内壁上；导热胶采用Satlon品牌Extemely High StrengthAdhesive,类型为D-3。

将一第六管体5套接在第五管体6的一端，将另一第六管体5套接在第五管体6的另一端；并且使得第五管体6上的第四通孔601与第六管体5上的第五通孔501相互贯通且进行固定；固定方式采用双头螺栓固定或铆钉进行固定。

步骤二，封闭数据采集部的两端部

通过导热硅胶在步骤一制备好的数据采集部的两第六管体5的中央位置分别进行封堵；导热硅胶采用卡夫特的704RTV硅橡胶。

步骤三，制备若干数据采集部组成的中间体

根据温度传感器设置的数量N，那么需要的数据采集部为N-1个；以及准备N-2个第三管体2；

相邻两数据采集部之间配合一个第三管体2，且相邻两数据采集部之间通过电线连通，要求第三管体2上的第二通孔201与第六管体5一端配合的第五通孔501一一对应且贯通配合进行固定；固定方式采用双头螺栓固定或铆钉进行固定。

步骤四，制备第四支撑部

准备带屏蔽层包裹的电线，该电线包括两根信号线和两根电源线，其中电源正极线，地线，一信号线用于接入温度传感器上，先将温度传感器的三只支脚分别连接在电线的一端部，然后将该温度传感器通过导热胶粘接在第四管体3的内壁上；

步骤五，系统元件组装

准备好安装外壳；

将主控单元MCU、显示模块、电源模块通过胶粘的方式固定在安装外壳内；显示模块对应温度传感器的数量，一一单独显示对应温度传感器的温度数值。

步骤六，测温枪组装

将步骤四制备的第四支撑部连接到步骤三制备的中间体的一端，将第二支撑部连接到步骤三制备的中间体的另一端，管路与管路连接固定，电线相互连接；

第二支撑部内嵌入有电线且与中间体的电线连通；

安装外壳的电线与第二支撑部伸出的电线连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (11)

1.一种环境数据采集组件，其特征在于：包括

若干数据采集部，所述数据采集部包括温度传感器、用于封装所述温度传感器的第一支撑部以及位于第一支撑部两端部的隔热连接部；

第二支撑部，所述第二支撑部上设置有把手(101)；

若干第三支撑部，相邻两所述第三支撑部通过数据采集部连接固定；

第四支撑部，所述第四支撑部一端为尖端结构，所述第四支撑部另一端内部封装有温度传感器；

所述第二支撑部、若干所述第三支撑部、所述第四支撑部之间依次通过数据采集部连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种环境数据采集组件，其特征在于，所述第二支撑部包括第一管体(1)，位于所述第一管体(1)的两端的周侧面分别均布贯穿若干第一通孔(102)；所述把手(101)为第二管体，所述把手(101)固定在第一管体(1)上。

3.根据权利要求1所述的一种环境数据采集组件，其特征在于，所述第三支撑部包括第三管体(2)，位于所述第三管体(2)的两端的周侧面分别均布贯穿若干第二通孔(201)。

4.根据权利要求1所述的一种环境数据采集组件，其特征在于，所述第四支撑部包括第四管体(3)，位于所述第三管体(2)封装有温度传感器的一端的周侧面贯穿若干第三通孔(301)。

5.根据权利要求1所述的一种环境数据采集组件，其特征在于，所述第一支撑部包括第五管体(6)，位于所述第五管体(6)的两端的周侧面分别均布贯穿若干第四通孔(601)。

6.根据权利要求1所述的一种环境数据采集组件，其特征在于，所述隔热连接部包括第六管体(5)，位于所述第六管体(5)的两端的周侧面分别均布贯穿若干第五通孔(501)；所述隔热连接部采用隔热材料制成，优选的包括塑料管、碳纤维管。

7.根据权利要求1所述的一种环境数据采集组件，其特征在于，还包括隔热环，所述隔热环与隔热连接部套接，所述隔热环用于在所述第二支撑部、若干所述第三支撑部、所述第四支撑部之间依次通过数据采集部连接后形成的间隔进行补偿，使得第二支撑部、若干所述第三支撑部、所述第四支撑部之间的外表面在同一平面内。

8.一种环境数据采集系统，基于如权利要求1-7任一项所述的一种环境数据采集组件，其特征在于，包括

温度传感器，所述温度传感器用于采集温度数据；所述温度传感器包括

温度传感器{1}

温度传感器{2}

温度传感器{3}

……

温度传感器{N}

所述温度传感器{1}、温度传感器{2}、温度传感器{3}、……、温度传感器{N}依次串联；

主控单元MCU，所述主控单元MCU用于处理温度传感器采集的温度数据，所述主控单元MCU还包括模拟量输出模块，所述模拟量输出模块连接有显示模块；

终端设备，所述终端设备与主控单元MCU通过通信模块进行数据通信；所述通信模块嵌入到主控单元MCU上；

电源模块，所述电源模块与主控单元MCU连接，用于为系统供电。

9.根据权利要求8所述的一种环境数据采集系统，其特征在于，所述。主控单元MCU还包括用于警报的蜂鸣器模块和用于显示模块显示的按键模块。

10.一种环境数据采集测温枪，其特征在于，采用如权利要求8或9所述的一种环境数据采集系统制成，所述环境数据采集系统封装到一壳体内且安装在所述第二支撑部的一端部。

11.一种如权利要求10所述的一种环境数据采集测温枪的装配工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，制备若干数据采集部

准备带屏蔽层包裹的电线，该电线包括两根信号线和两根电源线，其中电源正极线，地线，一信号线用于接入温度传感器上，先将温度传感器的三只支脚分别连接在电线的中部位置，然后将温度传感器通过导热胶粘接在第五管体(6)中间靠内壁上；

将一第六管体(5)套接在第五管体(6)的一端，将另一第六管体(5)套接在第五管体(6)的另一端；并且使得第五管体(6)上的第四通孔(601)与第六管体(5)上的第五通孔(501)相互贯通且进行固定；

步骤二，封闭数据采集部的两端部

通过导热硅胶在步骤一制备好的数据采集部的两第六管体(5)的中央位置分别进行封堵；

步骤三，制备若干数据采集部组成的中间体

根据温度传感器设置的数量N，那么需要的数据采集部为N-1个；以及准备N-2个第三管体(2)；

相邻两数据采集部之间配合一个第三管体(2)，且相邻两数据采集部之间通过电线连通，要求第三管体(2)上的第二通孔(201)与第六管体(5)一端配合的第五通孔(501)一一对应且贯通配合进行固定；

步骤四，制备第四支撑部

准备带屏蔽层包裹的电线，该电线包括两根信号线和两根电源线，其中电源正极线，地线，一信号线用于接入温度传感器上，先将温度传感器的三只支脚分别连接在电线的一端部，然后将该温度传感器通过导热胶粘接在第四管体(3)的内壁上；

步骤五，系统元件组装

准备好安装外壳；

将主控单元MCU、显示模块、电源模块固定在安装外壳内；

步骤六，测温枪组装

将步骤四制备的第四支撑部连接到步骤三制备的中间体的一端，将第二支撑部连接到步骤三制备的中间体的另一端，管路与管路连接固定，电线相互连接；

第二支撑部内嵌入有电线且与中间体的电线连通；

安装外壳的电线与第二支撑部伸出的电线连接。

Images