CN207197579U - 一种温湿度测量传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种温湿度测量传感器，包括钢化玻璃保护外套、超波高分子透气膜、高分子热敏电阻、高分子湿敏电容、数字信号处理模块，所述钢化玻璃保护外套的一端采用超波高分子透气膜覆盖，所述高分子热敏电阻、高分子湿敏电容设置在钢化玻璃保护外套内，并与数字信号处理模块相连接，所述数字信号处理模块通过传输线路发送数据。本实用新型采用高分子湿敏电容测湿，具有耐高湿、抗污染、防水性好等特点，测量精度长期稳定性较高。

Description

一种温湿度测量传感器

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤其是涉及一种温湿度测量传感器。

背景技术

目前的传统温湿度测量传感器性能不高，存在单参数测量、模拟信号输出、标定繁琐、离散性较大问题。

当前温度测量时较为成熟的测量技术，但是湿度测量一直存在测量误差大，零点漂移严重的问题。且常见的湿度测量方法有：动态法(设备复杂，昂贵，运作费时费工)，静态法(求等很长时间去平衡，低湿点要求更长)，露点法(现代光—电原理的冷镜式露点仪价格昂贵)均存在不同的问题。在制药行业急需一款能耐受酸碱清洁和高温灭菌处理的高精度温湿度传感器。

实用新型内容

本实用新型提供了一种温湿度测量传感器，该传感器采用高强度半钢化玻璃作为测量元件的保护外套，在传感器前端采用超薄透气薄膜，有效保证了温度和湿度的测量湿度。

一种温湿度测量传感器，包括钢化玻璃保护外套、超波高分子透气膜、高分子热敏电阻、高分子湿敏电容、数字信号处理模块，所述钢化玻璃保护外套的一端采用超波高分子透气膜覆盖，所述高分子热敏电阻、高分子湿敏电容设置在钢化玻璃保护外套内，并与数字信号处理模块相连接，所述数字信号处理模块通过传输线路发送数据。

所述数字信号处理模块包括信号采集单元、A/D转换单元、信号计算单元、信号传输单元、数据存储单元，以及与信号计算单元相连接的时钟处理单元，还包括为各单元提供电能的电源处理单元，所述信号采集单元与A/D转换单元相连接，所述信号计算单元与A/D转换单元、信号传输单元、数据存储单元分别相连接。

钢化玻璃保护外套设置有安装连接螺纹，用于安装在设定位置。

钢化玻璃保护外套设置有信号连接螺纹，用于通过传输线路。

所述时钟处理单元采用DS12887。

所述高分子热敏电阻、高分子湿敏电容与信号采集单元相连接。

本实用新型采用高分子湿敏电容测湿，具有耐高湿、抗污染、防水性好等特点，测量精度长期稳定性较高。

通过信息采集单元直接从敏感元件取出温度和湿度信息，减少了传统温湿度传感器需要检波、滤波、积分变为直流等转换工程，从而保证了证敏感元件的测量精度即是传感器的测量精度。

相对于传统温湿度传感器均需要外接专用仪表对模拟量信号进行解析、换算，本方案在传感器尾端采用数字处理技术直接补偿换算，可直接将数字信号进行远程传输，减少了传输线路上的误差和损失。

本方案与传统温湿度传感器相比，在湿度测量上的精度、稳定性、抗干扰能力、远距离传输与计算机接口和性能价格比都占有相对的优势。

本方案测量精度高、零点漂移小，且结构简单、成本低，有利于推广、应用。

附图说明

图1是所述温湿度测量传感器的结构示意图；

图2是所述数字信号处理模块的结构示意图。

具体实施方式

相比传统温度传感器采用热传导进行测温，需要与被测物质进行充分的接触和热交换，本实用新型不需要和被测物质进行充分的接触和热交换即可进行数据检测。

如图1所示，所述温湿度测量传感器包括钢化玻璃保护外套7、超波高分子透气膜1、高分子热敏电阻2、高分子湿敏电容3、数字信号处理模块5，采用高强度钢化玻璃作为测量元件的保护外套，内置的高分子热敏电阻2通过热辐射即可快速响应被测物质的温度变化。

所述钢化玻璃保护外套7的一端采用超波高分子透气膜覆盖1，所述高分子热敏电阻、高分子湿敏电容设置在钢化玻璃保护外套内，在传感器前端采用超薄透气薄膜，空气中的水分子可通过该薄膜快速到达高分子湿敏电容的表面，湿敏电容快速产生信号的变化，并传输给数字信号处理模块进行数据换算。

高分子热敏电阻、高分子湿敏电容与数字信号处理模块相连接，所述数字信号处理模块通过传输线路发送数据，钢化玻璃保护外套设置有安装连接螺纹，用于安装在设定位置。钢化玻璃保护外套设置有信号连接螺纹，用于通过传输线路。

如图2所示，所述数字信号处理模块包括信号采集单元、A/D转换单元、信号计算单元、信号传输单元、数据存储单元，以及与信号计算单元相连接的时钟处理单元，还包括为各单元提供电能的电源处理单元，所述信号采集单元与A/D转换单元相连接，所述信号计算单元与A/D转换单元、信号传输单元、数据存储单元分别相连接。

数据存储单元为系统提供了大容量数据存储空间，每只传感器都可进行精密校准，校准系数被编成相应的程序存入数据存储单元中，在测量过程中可对相对湿度进行自动校准。数据存储单元同时具有数据掉电保护功能。

使用时，信号采集单元直接从敏感元件取出温度和湿度信息，经过A/D转换后，传送到信号计算单元中；信号计算单元根据测量信号进行换算、校准和纠错，结合本支传感器的校准数据，经补偿计算后将数据通过信号传输单元进行远程传输。

测量湿度时必须对高分子湿敏电容进行非线性补偿和温度补偿，由于本方案可同时接受温度和湿度信号，在数字信号处理模块中对相对湿度进行了有效的温度补偿，提供了湿度的测量精度。

时钟处理单元采用的芯片单元为DS12887，用于为系统提供精确的年、月、日、星期、小时、分、秒等时间信息，并为数字信号处理模块提供可编程定时中断信号。

本实用新型具有以下优点：

1、本新型温湿度测量传感器采用钢化玻璃保护外套，具有体积小、响应快、易清洁等特点，表面可耐酒精等清洁剂或者高温灭菌处理，尤其适用于制药行业等无菌环境。

2、基于热辐射原理测量温度和湿度，与传统的温湿度传感器相比，测量精度高、响应速度快。

3、由于湿度与温度具有耦合关系，本传感器同时测量温度和湿度，并在控制单元中解耦补偿了湿度的偏差，满足了实际生产中对湿度精确测量的需求。

4、采用插值法解调温湿度信号，对温湿度同时进行非线性补偿，并在存储芯片中保留了每支传感器的校准信息，减少了传感器的批次差异，保证了测量的准确度。

5、采用数字信号传输技术，避免了传统传感器远程模拟量传输的损失，减小了传输误差，传输接口和线缆可采用普通屏蔽双绞线，降低了实际应用中的成本。

Claims (6)

1.一种温湿度测量传感器，其特征在于：包括钢化玻璃保护外套、超波高分子透气膜、高分子热敏电阻、高分子湿敏电容、数字信号处理模块，所述钢化玻璃保护外套的一端采用超波高分子透气膜覆盖，所述高分子热敏电阻、高分子湿敏电容设置在钢化玻璃保护外套内，并与数字信号处理模块相连接，所述数字信号处理模块通过传输线路发送数据。

2.根据权利要求1所述的温湿度测量传感器，其特征在于：所述数字信号处理模块包括信号采集单元、A/D转换单元、信号计算单元、信号传输单元、数据存储单元，以及与信号计算单元相连接的时钟处理单元，还包括为各单元提供电能的电源处理单元，所述信号采集单元与A/D转换单元相连接，所述信号计算单元与A/D转换单元、信号传输单元、数据存储单元分别相连接。

3.根据权利要求1所述的温湿度测量传感器，其特征在于：钢化玻璃保护外套设置有安装连接螺纹，用于安装在设定位置。

4.根据权利要求1所述的温湿度测量传感器，其特征在于：钢化玻璃保护外套设置有信号连接螺纹，用于通过传输线路。

5.根据权利要求2所述的温湿度测量传感器，其特征在于：所述时钟处理单元采用DS12887。

6.根据权利要求2所述的温湿度测量传感器，其特征在于：所述高分子热敏电阻、高分子湿敏电容与信号采集单元相连接。