CN115615493B - 一种用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,包括:金属外壳、第一屏蔽盖、第二屏蔽盖、第一传感PCB电路板、第二传感PCB电路板、主控PCB电路板及金属盖,所述金属外壳中设置有独立的第一容纳腔和第二容纳腔;所述第一容纳腔设置于金属外壳的一侧,所述第一传感PCB电路板竖直固定于所述第一容纳腔中;所述第二容纳腔设置于所述金属外壳的另一侧,所述第二容纳腔的内侧自下而上依次设置有用于固定第二传感PCB电路板、第二屏蔽盖及主控PCB电路板的传感PCB电路板安装台阶、第二屏蔽盖安装台阶及主控PCB电路板安装台阶。本发明有效地提高了所述传感器的测试精度和可靠性,还有效地减轻了后期维护难度及时间成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器,尤其涉及一种用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器。
背景技术
当前,绿色能源迅猛发展,因此,减碳减排和风能等绿色能源领域得到了大力发展。其中,由于风力发电机组增多,风力发电设备体积大而且高,进而导致风力发电机组的安全监测需要进一步的发展,比如用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,就因此而产生。这种传感器主要使用在风力发电机组的整体倾斜测试、叶片倾斜测试以及叶片在大风极端天气下的摇摆幅度测试之中。由于应用于这种特殊的使用环境,对测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器的测试精度、可靠性以及使用寿命等,都提出了更高的要求和挑战,现有的传感器并不能满足其需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够满足测试精度、可靠性以及使用寿命要求的用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,旨在能够有效减轻风力发电机组的后期维护难度、人工成本以及时间成本,为提高风力发电机组的智能化和可视化维护提供有利的基础。
对此,本发明提供一种用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,包括:金属外壳、第一屏蔽盖、第二屏蔽盖、第一传感PCB电路板、第二传感PCB电路板、主控PCB电路板以及金属盖,所述金属外壳中设置有互相独立的第一容纳腔和第二容纳腔,所述金属盖设置于所述金属外壳上;所述第一容纳腔设置于所述金属外壳的一侧,所述第一传感PCB电路板竖直固定于所述第一容纳腔之中,所述第一屏蔽盖覆盖在所述第一容纳腔的开口处;所述第二容纳腔设置于所述金属外壳的另一侧,所述第二容纳腔的内侧自下而上依次设置有传感PCB电路板安装台阶、第二屏蔽盖安装台阶以及主控PCB电路板安装台阶,所述传感PCB电路板安装台阶的内径、第二屏蔽盖安装台阶的内径以及主控PCB电路板安装台阶的内径依次增大;所述第二传感PCB电路板水平固定于所述传感PCB电路板安装台阶上;所述第二屏蔽盖固定设置于所述第二屏蔽盖安装台阶上,并完全覆盖所述第二传感PCB电路板;所述主控PCB电路板固定设置于所述主控PCB电路板安装台阶上。
本发明的进一步改进在于,所述传感PCB电路板安装台阶、第二屏蔽盖安装台阶以及主控PCB电路板安装台阶分别错位设置。
本发明的进一步改进在于,所述传感PCB电路板安装台阶分别设置于所述第二容纳腔的四个内角侧边,所述第二屏蔽盖安装台阶分别设置于所述第二容纳腔的两侧,所述主控PCB电路板安装台阶分别设置于所述第二容纳腔的四个内角。
本发明的进一步改进在于,还包括垂直安装支架,所述垂直安装支架靠近所述金属外壳的一侧设置有安装避位槽,所述垂直安装支架远离所述第二容纳腔的一侧中间设置有水平限位条,所述垂直安装支架靠近所述第一容纳腔的一侧四周对称设置有水平安装孔,所述垂直安装支架通过所述水平安装孔将所述第一传感PCB电路板固定设置于所述第一容纳腔之中。
本发明的进一步改进在于,所述第一容纳腔靠近所述金属外壳的侧壁上设置有竖直方向的第一屏蔽盖安装台阶,所述第一屏蔽盖固定设置于所述第一屏蔽盖安装台阶之上。
本发明的进一步改进在于,所述垂直安装支架四周的水平安装孔的宽度间距与所述传感PCB电路板安装台阶的垂直安装孔的宽度间距一致,所述垂直安装支架四周的水平安装孔的高度间距与所述传感PCB电路板安装台阶的垂直安装孔的长度间距一致。
本发明的进一步改进在于,在所述第一容纳腔和第二容纳腔的内壁填充硅胶防水材料,并且在装配过程中对所述第一容纳腔和第二容纳腔进行抽真空处理。
本发明的进一步改进在于,所述金属外壳的上表面内侧设置有至少一圈防水凸条,所述金属盖的底部内侧设置有与所述防水凸条相配套的防水凹槽,所述防水凸条卡入所述防水凹槽之中。
本发明的进一步改进在于,还包括金属航空连接器,所述第二容纳腔远离所述第一容纳腔的一侧设置有金属航空连接器安装孔,所述金属航空连接器穿过所述金属航空连接器安装孔,并与所述主控PCB电路板相连接;所述金属航空连接器的旁边设置有LED信号灯。
本发明的进一步改进在于,所述第一传感PCB电路板和第二传感PCB电路板上均匀设置有同时工作的阵列式传感器。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:所述金属外壳中设置有互相独立的第一容纳腔和第二容纳腔,所述第一传感PCB电路板竖直固定于所述第一容纳腔之中,所述第一屏蔽盖覆盖在所述第一容纳腔的开口处;所述第二容纳腔的内侧自下而上依次设置有传感PCB电路板安装台阶、第二屏蔽盖安装台阶以及主控PCB电路板安装台阶,以便自下而上依次设置所述述第二传感PCB电路板、第二屏蔽盖以及主控PCB电路板,并且所述传感PCB电路板安装台阶的内径、第二屏蔽盖安装台阶的内径以及主控PCB电路板安装台阶的内径依次增大,进而在金属外壳中分别设置竖直和水平方向的两个独立于密封容纳腔的传感模组,有效地提高了用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器的测试精度和可靠性,在此基础上,还通过结构上的优化设计,有效地延长了产品的使用寿命,有效地减轻了风力发电机组的后期维护难度、人工成本以及时间成本,为提高风力发电机组的智能化和可视化维护提供更为有利的基础。
附图说明
图1是本发明一种实施例的爆炸结构示意图;
图2是本发明一种实施例的立体结构示意图;
图3是本发明一种实施例的金属外壳的立体结构示意图;
图4是本发明一种实施例的垂直安装支架的侧视结构示意图;
图5是本发明一种实施例的第一传感PCB电路板的结构示意图。
附图标识:1-金属外壳;101-第一容纳腔;102-第二容纳腔;103-传感PCB电路板安装台阶、104-第二屏蔽盖安装台阶;105-主控PCB电路板安装台阶;106-第一屏蔽盖安装台阶;107-垂直安装孔;108-防水凸条;109-金属航空连接器安装孔;2-第一屏蔽盖;201-第一屏蔽盖孔;3-第二屏蔽盖;301-第二屏蔽盖孔;4-第一传感PCB电路板;5-第二传感PCB电路板;6-主控PCB电路板;7-金属盖;8-垂直安装支架;801-安装避位槽;802-水平安装孔;803-水平限位条;804-限位条安装孔;9-金属航空连接器;10-LED信号灯;11-传感器;12-条形凹凸纹;13-安装槽。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1至图5所示,本实施例提供一种用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,包括:金属外壳1、第一屏蔽盖2、第二屏蔽盖3、第一传感PCB电路板4、第二传感PCB电路板5、主控PCB电路板6以及金属盖7,所述金属外壳1中设置有互相独立的第一容纳腔101和第二容纳腔102,所述金属盖7设置于所述金属外壳1上;所述第一容纳腔101设置于所述金属外壳1的一侧,所述第一传感PCB电路板4竖直固定于所述第一容纳腔101之中,所述第一屏蔽盖2覆盖在所述第一容纳腔101的开口处;所述第二容纳腔102设置于所述金属外壳1的另一侧,所述第二容纳腔102的内侧自下而上依次设置有传感PCB电路板安装台阶103、第二屏蔽盖安装台阶104以及主控PCB电路板安装台阶105,所述传感PCB电路板安装台阶103的内径、第二屏蔽盖安装台阶104的内径以及主控PCB电路板安装台阶105的内径依次增大;所述第二传感PCB电路板5水平固定于所述传感PCB电路板安装台阶103上;所述第二屏蔽盖3固定设置于所述第二屏蔽盖安装台阶104上,并完全覆盖所述第二传感PCB电路板5;所述主控PCB电路板6固定设置于所述主控PCB电路板安装台阶105上。
本实施例所述金属外壳1指的是金属材质的传感器外壳,所述金属外壳1的底部优选为安装座,通过该安装座四周的安装孔能够将其安装在风力发电机组之上,如图2所示,本实施例所述金属外壳1的底部中间优选设置有安装槽13,所述安装槽13为向上凹陷的条形槽,这样的设计,能够使得产品的底部与安装面有一定的空隙,便于增加散热效果,并且能够提供一定的缓冲作用以避免安装积压变形,能够很好地适应于风力发电机这种不间断工作的应用场景。由于应用于力发电行业,其应用环境意味着对产品的结构、稳定性以及使用寿命要求更高,因此,本实施例的所有设计均会考虑这一因素。如图1所示,所述第一屏蔽盖2指的是覆盖在所述第一容纳腔101的开口处的屏蔽挡板,设置于所述第一传感PCB电路板4的上方,用于尽量屏蔽和降低所述主控PCB电路板6的数字信号对所述第一传感PCB电路板4的传感器部分的干扰,当然为了实现电连接关系,所述第一屏蔽盖2靠近所述主控PCB电路板6的一侧设置有第一屏蔽盖孔201,用于引出所述第一传感PCB电路板4和所述主控PCB电路板6之间的连接用电线。值得说明的是,如图1所示,所述第一屏蔽盖孔201设置于所述第一屏蔽盖2靠近所述主控PCB电路板6的一侧,而所述第一传感PCB电路板4上的传感器11设置于所述第一传感PCB电路板4远离所述主控PCB电路板6的一侧,这样的设计,一方面能够利用所述第一容纳腔101之中的有限空间,尽可能地屏蔽和降低所述主控PCB电路板6的数字信号对所述传感器11的干扰,并且能够利用垂直安装支架8的结构实现所述传感器11的设置,尽可能减小产品的体积,这一点对于力发电行业的特殊应用环境来说,也是相当重要的。
如图1所示,本实施例所述第二屏蔽盖3是用于实现所述第二传感PCB电路板5和主控PCB电路板6之间的屏蔽阻挡作用的屏蔽挡板,用于尽量屏蔽和降低所述主控PCB电路板6的数字信号对所述第二传感PCB电路板5的传感器部分的干扰,当然为了实现电连接关系,所述第二屏蔽盖3的一端同样设置有第二屏蔽盖孔301,用于引出所述第二传感PCB电路板5和所述主控PCB电路板6之间的连接用电线。值得说明的是,所述第二屏蔽盖孔301与所述第一屏蔽盖孔201之间的位置错位设置,且所述第二屏蔽盖孔301设置于所述第二传感PCB电路板5上远离传感器11的一端,本实施例这样的设计,一方面能够实现防呆设计,进而能够通过位置的不同便于施工人员快速判断出所述第一传感PCB电路板4和第二传感PCB电路板5的连接线,另一方面也能够尽可能地屏蔽和降低所述主控PCB电路板6的数字信号对所述传感器11的干扰,保证其检测精度。
如图1和图3所示,本实施例所述金属外壳1中设置有互相独立的第一容纳腔101和第二容纳腔102,通过相互独立的两个容纳腔来设置不同的模组,避免信号的相互干扰和影响;所述第一容纳腔101设置于所述金属外壳1的一侧,所述第一传感PCB电路板4竖直固定于所述第一容纳腔101之中,所述第一传感PCB电路板4指的是竖直方向上设置的传感器模组所在的PCB电路板,用于测量竖直方向上的传感信号;所述第二容纳腔102设置于所述金属外壳1的另一侧,所述第二容纳腔102的内侧自下而上依次设置有传感PCB电路板安装台阶103、第二屏蔽盖安装台阶104以及主控PCB电路板安装台阶105,所述传感PCB电路板安装台阶103的内径、第二屏蔽盖安装台阶104的内径以及主控PCB电路板安装台阶105的内径依次增大,即所述传感PCB电路板安装台阶103上用于安装所述第二传感PCB电路板5的长度和宽度小于所述第二屏蔽盖安装台阶104上用于安装所述第二屏蔽盖3的长度和宽度,所述第二屏蔽盖安装台阶104上用于安装所述第二屏蔽盖3的长度和宽度小于所述主控PCB电路板安装台阶105用于安装所述主控PCB电路板6的长度和宽度,进而使得所述第二传感PCB电路板5、第二屏蔽盖3以及主控PCB电路板6自下而上越来越大,一方面能够进一步保证屏蔽效果,另一方面,也便于产品生产过程中的装配。所述第二传感PCB电路板5指的是水平方向上设置的另一个传感器模组所在的PCB电路板。
如图1、图3和图4所示,本实施例所述传感PCB电路板安装台阶103、第二屏蔽盖安装台阶104以及主控PCB电路板安装台阶105分别错位设置。更为具体的,本实施例所述传感PCB电路板安装台阶103分别设置于所述第二容纳腔102的四个内角侧边,所述第二屏蔽盖安装台阶104分别设置于所述第二容纳腔102的两侧,所述主控PCB电路板安装台阶105分别设置于所述第二容纳腔102的四个内角。本实施例这样的设计,能够使得所述第二传感PCB电路板5、第二屏蔽盖3以及主控PCB电路板6的固定孔位相互错开,增加了产品的人性化设计程度,有利于产品的生产和装配。在进一步得,本实施例所述第一屏蔽盖孔201、第二屏蔽盖孔301、传感PCB电路板安装台阶103、第二屏蔽盖安装台阶104以及主控PCB电路板安装台阶105分别错位设置,也就是说,所述第一屏蔽盖孔201在侧边的一端,而非中间位置,避免与所述第二屏蔽盖安装台阶104所在的位置相冲突,所述第二屏蔽盖安装台阶104所在的侧边也与所述第二屏蔽盖孔301所在的侧边不同以避免冲突,进而有利于产品的装配,并有利于连接线的走线,避免位置相互冲突或靠得太近而不好装配。
如图1和图4所示,本实施例还包括垂直安装支架8,所述垂直安装支架8靠近所述金属外壳1的一侧设置有安装避位槽801,所述安装避位槽801用于在垂直方向上对所述垂直安装支架8进行限位,并实现避位设计;在此基础上,所述垂直安装支架8远离所述第二容纳腔102的一侧中间设置有水平限位条803,便于实现在水平方向上的限位作用,且所述水平限位条803上对称设置有用于在竖直方向上固定和限位的限位条安装孔804,使得所述垂直安装支架8在水平和垂直方向上实现双重限位和固定,自然,对所述第一传感PCB电路板4的安装和限位作用也会更加稳定可靠;所述垂直安装支架8靠近所述第一容纳腔101的一侧四周对称设置有水平安装孔802,所述垂直安装支架8通过所述水平安装孔802将所述第一传感PCB电路板4固定设置于所述第一容纳腔101之中。并且,本实施例所述第一容纳腔101靠近所述金属外壳1的侧壁上设置有竖直方向的第一屏蔽盖安装台阶106,所述第一屏蔽盖2固定设置于所述第一屏蔽盖安装台阶106之上。
值得说明的是,本实施例所述垂直安装支架8四周的水平安装孔802的宽度间距与所述传感PCB电路板安装台阶103的垂直安装孔107的宽度间距一致,所述垂直安装支架8四周的水平安装孔802的高度间距与所述传感PCB电路板安装台阶103的垂直安装孔107的长度间距一致,也就是说,所述垂直安装支架8所能够安装和固定的第一传感PCB电路板4的宽度和高度分别与所述传感PCB电路板安装台阶103所能够安装和固定的第二传感PCB电路板5的宽度和长度一致,使得所述第一传感PCB电路板4和第二传感PCB电路板5在硬件上完全可以采用相同的PCB电路板,以增强了产品的物料通用性能,降低成本提高工作效率的基础上,还提高了产品的防呆设计,避免了因为PCB电路板安装位置出错而带来的出错可能,降低产品后期所需要的维护成本,非常适合于风力发电机这种特殊的应用领域。
同样值得说明的是,本实施例在所述第一容纳腔101和第二容纳腔102的内壁填充硅胶防水材料,并且在装配过程中对所述第一容纳腔101和第二容纳腔102进行抽真空处理。所述硅胶防水材料中还优选采用的是温度膨胀系数为5.9~7.9*10-4 /℃的硅胶材料,在保证高防水性能的同事,还通过抽真空处理以及温度系数材料的选择保证了传感器11尽可能避免受温度的影响,再进一步提高了其检测精度。
而为了保证这种真空处理效果和降低温度影响,对应的就需要进行密封和防水处理。因此,本实施例所述金属外壳1的上表面内侧设置有至少一圈防水凸条108,所述金属盖7的底部内侧设置有与所述防水凸条108相配套的防水凹槽,所述防水凸条108卡入所述防水凹槽之中,优选的这种卡入连接方式为过盈式的卡入连接或通过防水圈来实现,以便提升其防水和密封,也保证了前面所述的真空处理效果,提高了产品的使用寿命。
本实施例还包括金属航空连接器9,所述第二容纳腔102远离所述第一容纳腔101的一侧设置有金属航空连接器安装孔109,所述金属航空连接器9穿过所述金属航空连接器安装孔109,并与所述主控PCB电路板6相连接,进而实现高性能和高防水的连接;所述金属航空连接器9的旁边设置有LED信号灯10,便于实现信号指示功能;更为优选的,本实施例所述金属外壳1和金属盖7的外侧均设置有条形凹凸纹12,所述条形凹凸纹12的条形方向与风力发电机组的叶片方向一致,这样的设计能够增加散热面积,提升产品的散热效果。
如图1和图5所示,本实施例所述第一传感PCB电路板4和第二传感PCB电路板5上均匀设置有同时工作的阵列式传感器11。也就是说,所述第一传感PCB电路板4和第二传感PCB电路板5上均匀设置有同时工作的两个传感器11或四个传感器11,且传感器11以阵列方式分布于PCB电路板上,进而,在水平和竖直双方向上进行同时检测的基础上,在每一个方向还存在多个同时工作的传感器11的传感信号,以便为实现传感信号的对比、校准和补偿提供更为有利的硬件基础,再进一步提高并保障产品的检测精度。事实上,如果在一定程度上降低精度要求的情况下,其中一个传感PCB电路板正常也能够实现其倾斜与摇摆的基本检测,因此,本实施例的实际使用寿命很长,后期维护难度和人工成本低,产品稳定且可靠。
综上所述,本实施例能够很好地在金属外壳1中分别设置竖直和水平方向的两个独立于密封容纳腔的传感模组,通过竖直和水平两个方向的传感检测能够很好地满足风力发电机组的倾斜与摇摆测量需求,有效地提高了用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器的测试精度和可靠性,在此基础上,还通过结构上的优化设计,有效地延长了产品的使用寿命,有效地减轻了风力发电机组的后期维护难度、人工成本以及时间成本,为提高风力发电机组的智能化和可视化维护提供更为有利的基础。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,其特征在于,包括:金属外壳、第一屏蔽盖、第二屏蔽盖、第一传感PCB电路板、第二传感PCB电路板、主控PCB电路板以及金属盖,所述金属外壳中设置有互相独立的第一容纳腔和第二容纳腔,所述金属盖设置于所述金属外壳上;所述第一容纳腔设置于所述金属外壳的一侧,所述第一传感PCB电路板竖直固定于所述第一容纳腔之中,所述第一屏蔽盖覆盖在所述第一容纳腔的开口处;所述第二容纳腔设置于所述金属外壳的另一侧,所述第二容纳腔的内侧自下而上依次设置有传感PCB电路板安装台阶、第二屏蔽盖安装台阶以及主控PCB电路板安装台阶,所述传感PCB电路板安装台阶的内径、第二屏蔽盖安装台阶的内径以及主控PCB电路板安装台阶的内径依次增大;所述第二传感PCB电路板水平固定于所述传感PCB电路板安装台阶上;所述第二屏蔽盖固定设置于所述第二屏蔽盖安装台阶上,并完全覆盖所述第二传感PCB电路板;所述主控PCB电路板固定设置于所述主控PCB电路板安装台阶上;
还包括垂直安装支架,所述垂直安装支架靠近所述金属外壳的一侧设置有安装避位槽,所述垂直安装支架远离所述第二容纳腔的一侧中间设置有水平限位条,所述垂直安装支架靠近所述第一容纳腔的一侧四周对称设置有水平安装孔,所述垂直安装支架通过所述水平安装孔将所述第一传感PCB电路板固定设置于所述第一容纳腔之中;
所述垂直安装支架四周的水平安装孔的宽度间距与所述传感PCB电路板安装台阶的垂直安装孔的宽度间距一致,所述垂直安装支架四周的水平安装孔的高度间距与所述传感PCB电路板安装台阶的垂直安装孔的长度间距一致;
所述第一屏蔽盖靠近所述主控PCB电路板的一侧设置有第一屏蔽盖孔,所述第一传感PCB电路板上的传感器设置于所述第一传感PCB电路板远离所述主控PCB电路板的一侧;所述第二屏蔽盖的一端设置有第二屏蔽盖孔,所述第二屏蔽盖孔与所述第一屏蔽盖孔之间的位置错位设置,且所述第二屏蔽盖孔设置于所述第二传感PCB电路板上远离传感器的一端。
2.根据权利要求1所述的用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,其特征在于,所述传感PCB电路板安装台阶、第二屏蔽盖安装台阶以及主控PCB电路板安装台阶分别错位设置。
3.根据权利要求2所述的用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,其特征在于,所述传感PCB电路板安装台阶分别设置于所述第二容纳腔的四个内角侧边,所述第二屏蔽盖安装台阶分别设置于所述第二容纳腔的两侧,所述主控PCB电路板安装台阶分别设置于所述第二容纳腔的四个内角。
4.根据权利要求3所述的用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,其特征在于,所述第一容纳腔靠近所述金属外壳的侧壁上设置有竖直方向的第一屏蔽盖安装台阶,所述第一屏蔽盖固定设置于所述第一屏蔽盖安装台阶之上。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,其特征在于,在所述第一容纳腔和第二容纳腔的内壁填充硅胶防水材料,并且在装配过程中对所述第一容纳腔和第二容纳腔进行抽真空处理。
6.根据权利要求5所述的用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,其特征在于,所述金属外壳的上表面内侧设置有至少一圈防水凸条,所述金属盖的底部内侧设置有与所述防水凸条相配套的防水凹槽,所述防水凸条卡入所述防水凹槽之中。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,其特征在于,还包括金属航空连接器,所述第二容纳腔远离所述第一容纳腔的一侧设置有金属航空连接器安装孔,所述金属航空连接器穿过所述金属航空连接器安装孔,并与所述主控PCB电路板相连接;所述金属航空连接器的旁边设置有LED信号灯。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的用于测量风力发电机组倾斜与摇摆的传感器,其特征在于,所述第一传感PCB电路板和第二传感PCB电路板上均匀设置有同时工作的阵列式传感器。
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