CN206399542U - 一种无线温度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线温度传感器，包括探测钻头、筒体、安装座、热敏电阻、信号线、单片机和GPRS/GSM通信模块，所述筒体的两端分别与探测钻头和安装座通过法兰密封连接；所述探测钻头的前端呈螺旋锥形结构，所述探测钻头内部设有与筒体内部连通的空腔，所述空腔两侧内壁的上部向外凸出形成阻挡块；所述热敏电阻设置在探测钻头的空腔内，且热敏电阻与阻挡块之间设有弹簧。本实用新型可通过探测钻头方便地埋设进入土壤层内，并长期地测量土壤内的温度，并通过GPRS/GSM通信模块及时将测量的温度信息通过无线信号的形式发送给远程数据中心，无需繁琐的布线，成本较低，防水防潮性能好，减少外界因素的影响、可以长期、快速、有效的测定土壤温度。

Description

一种无线温度传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种无线温度传感器。

背景技术

温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6～300K范围内的温度。

土壤温度的高低，与作物的生长发育、肥料的分解和有机物的积聚等有着密切的关系，是农业生产中重要的环境因子。土壤温度也是小气候形成中一个极为重要的因子，故土壤温度的测量和研究是小气候观测和农业气象观测中的一项重要内容。土壤温度的检测控制要求不断提高，土壤温度传感器是土壤温度检测中最常应用的检测设备，但温度传感器经常会受到外界温度的干扰，导致测试温度不准确。

经检索，中国专利授权公告号为CN205537997U、授权公告日为2016.08.31的实用新型专利公开了一种无线温度传感器，包括传感器热敏电阻，传感器热敏电阻通过线材连接到连接端子，传感器热敏电阻外包裹有带胶热缩套管，传感器热敏电阻外涂有防潮硅胶；线材与连接端子连接处卡设有锁片。在热敏电阻外包裹带胶热缩套管和防潮硅胶会阻碍热敏电阻对外界温度的敏感性，使测量结果不准确。

中国专利授权公告号为CN204214555U、授权公告日2015.03.18的实用新型专利公开了一种无线温度传感器，探测头设置在滤筒一端，滤筒末端与固定装置块相连，探测头尾端和温敏元件连接，温敏元件位于直径与探测头尾端直径相等的滤筒内，滤筒内部设有一层隔热筒，温敏元件通过信号线与显示装置相连，信号线设置在滤筒、隔热筒和固定装置的中心，滤筒表面沿轴向设有3-5排滤孔，等距排列，每排沿滤筒周向均匀分布有5-7个滤孔，滤孔直径为滤筒厚度，每个滤孔表面都设置有圆形筛网，筛网表面积等于滤孔面积。其缺点在于滤筒内部还设有一层隔热筒，由于隔热筒的阻挡，使滤筒无法发挥其作用。

上述两个专利都无法方便地埋设进入土壤层内，并长期地测量土壤内的温度，并及时将测量的温度信息发送给远程数据中心，布线繁琐，并且成本较高。因此，有必要对现有技术进行改进，设计一种防水防潮性能好，减少外界因素的影响、可以长期、快速、有效的测定土壤温度，并通过无线信号将温度信息发送给监测中心，减少布线成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种无线温度传感器，可通过探测钻头方便地埋设进入土壤层内，并长期地测量土壤内的温度，并及时将测量的温度信息通过无线信号的形式发送给远程数据中心，无需繁琐的布线，成本较低，防水防潮性能好，减少外界因素的影响、可以长期、快速、有效的测定土壤温度。

根据本实用新型实施例的一种无线温度传感器，包括探测钻头、筒体、安装座、热敏电阻、信号线、单片机和GPRS/GSM通信模块，所述筒体的两端分别与探测钻头和安装座通过法兰密封连接；

所述探测钻头的前端呈螺旋锥形结构，所述探测钻头内部设有与筒体内部连通的空腔，所述空腔两侧内壁的上部向外凸出形成阻挡块；

所述热敏电阻设置在探测钻头的空腔内，且热敏电阻与阻挡块之间设有弹簧，通过弹簧与所述空腔的底壁紧密连接；

所述安装座内设有与所述筒体内部连通的安装腔，所述单片机和GPRS/GSM通信模块从下而上依次固定在所述安装腔内，所述单片机通过穿过筒体的信号线与所述热敏电阻电性连接，所述单片机与GPRS/GSM通信模块通过导线电性连接，所述安装座的两侧连接有旋转臂；

其中，所述筒体的内壁设有隔热层，所述安装座上还设有天线，所述GPRS/GSM通信模块通过导线与所述天线电性连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述弹簧的一端与阻挡块连接，所述弹簧的另一端连接有垫片，所述垫片与热敏电阻相抵。

在本实用新型的一些实施例中，所述筒体的外壁上设有沿其长度方向设置的刻度标尺。

在本实用新型的一些实施例中，所述单片机的型号为STC12C5A60S2。

在本实用新型的另一些实施例中，所述GPRS/GSM通信模块的型号为SIM100。

本实用新型中，可通过探测钻头方便地埋设进入土壤层内，并长期地测量土壤内的温度，并通过GPRS/GSM通信模块及时将测量的温度信息通过无线信号的形式发送给远程数据中心，无需繁琐的布线，成本较低，防水防潮性能好，减少外界因素的影响、可以长期、快速、有效的测定土壤温度。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提出的一种无线温度传感器的结构示意图；

图2为A部位的放大图；

图3为探测钻头的俯视图。

图中：1探测钻头、2筒体、3安装座、4热敏电阻、5信号线、6单片机、7GPRS/GSM通信模块、8空腔、9阻挡块、10弹簧、11旋转臂、12天线、13垫片、14刻度标尺。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-3，一种无线温度传感器，包括探测钻头1、筒体2、安装座3、热敏电阻4、信号线5、单片机6和GPRS/GSM通信模块7，筒体2的两端分别与探测钻头1和安装座3通过法兰密封连接；探测钻头1的前端呈螺旋锥形结构，体积小巧，埋设过程对土壤扰动小，性能可靠，探测钻头1内部设有与筒体2内部连通的空腔8，空腔8两侧内壁的上部向外凸出形成阻挡块9；热敏电阻4设置在探测钻头1的空腔8内，且热敏电阻4与阻挡块9之间设有弹簧10，通过弹簧10与空腔8的底壁紧密连接；安装座3内设有与筒体2内部连通的安装腔，单片机6和GPRS/GSM通信模块7从下而上依次固定在安装腔内，具体的，通过粘胶和螺丝固定，单片机6通过穿过筒体2的信号线5与热敏电阻4电性连接，单片机6与GPRS/GSM通信模块7通过导线电性连接，安装座3的两侧连接有旋转臂11，可通过旋转臂11将探测钻头1旋转钻入土壤中；其中，筒体2的内壁设有隔热层，隔绝外界温度，保证测试温度的准确性，安装座3上还设有天线12，GPRS/GSM通信模块7通过导线与天线12电性连接，天线12不仅可以放大信号，还可以绑上标识旗作为土壤温度传感器位置标识作用。

在本实用新型的一些实施例中，弹簧10的一端与阻挡块9连接，弹簧10的另一端连接有垫片13，垫片13与热敏电阻4相抵，通过垫片13减少对热敏电阻4的磨损，延长热敏电阻4的使用寿命，安装时，挤压垫片13，将热敏电阻4安装在阻挡块9与空腔8底壁之间的位置后松开垫片13即可。

在本实用新型的一些实施例中，筒体2的外壁上设有沿其长度方向设置的刻度标尺14，通过刻度标尺14可直观方便地获取土壤温度测量的深度信息。

在本实用新型的一些实施例中，单片机6的型号为STC12C5A60S2。

在本实用新型的另一些实施例中，GPRS/GSM通信模块7的型号为SIMCOM公司的SIM100，实现GPRS与Tnternet的网络连接和数据传输，通过GPRS模式将所有信息实时传输给远程数据中心，由数据中心进行进一步的处理和应用，或通过GSM模式将所有信息发送给手机用户，便于及时了解土壤温度情况。

并且上述各个电子器件采用可充电的锂电池作为电源模块，具体的本实用新型的实施例中采用18650锂电池，这里不作赘述。

本实用新型产品技术规格如下：量程：-40℃～120℃；误差：±0.2℃；工作电压：12V～24V；输出信号：0～2V或4～20mA。

本实用新型产品可通过探测钻头1方便地埋设进入土壤层内，并长期地测量土壤内的温度，并通过GPRS/GSM通信模块7及时将测量的温度信息通过无线信号的形式发送给远程数据中心，无需繁琐的布线，成本较低，防水防潮性能好，减少外界因素的影响、可以长期、快速、有效的测定土壤温度。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无线温度传感器，其特征在于：包括探测钻头、筒体、安装座、热敏电阻、信号线、单片机和GPRS/GSM通信模块，所述筒体的两端分别与探测钻头和安装座通过法兰密封连接；

所述探测钻头的前端呈螺旋锥形结构，所述探测钻头内部设有与筒体内部连通的空腔，所述空腔两侧内壁的上部向外凸出形成阻挡块；

所述热敏电阻设置在探测钻头的空腔内，且热敏电阻与阻挡块之间设有弹簧，通过弹簧与所述空腔的底壁紧密连接；

所述安装座内设有与所述筒体内部连通的安装腔，所述单片机和GPRS/GSM通信模块从下而上依次固定在所述安装腔内，所述单片机通过穿过筒体的信号线与所述热敏电阻电性连接，所述单片机与GPRS/GSM通信模块通过导线电性连接，所述安装座的两侧连接有旋转臂；

其中，所述筒体的内壁设有隔热层，所述安装座上还设有天线，所述GPRS/GSM通信模块通过导线与所述天线电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述弹簧的一端与阻挡块连接，所述弹簧的另一端连接有垫片，所述垫片与热敏电阻相抵。

3.根据权利要求1所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述筒体的外壁上设有沿其长度方向设置的刻度标尺。

4.根据权利要求1所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述单片机的型号为STC12C5A60S2。

5.根据权利要求1所述的一种无线温度传感器，其特征在于：所述GPRS/GSM通信模块的型号为SIM100。