CN208043256U - 一种海洋温度测量仪 - Google Patents

Abstract

一种海洋温度测量仪，包括底座和探针，探针与底座固定连接，在探针的外部套设有护罩，护罩固定连接在底座上，所述护罩与探针之间形成有对流腔体，护罩的外周壁一端开设有多个对流进水口，另一端开设有多个对流出水口并与对流腔体贯通设置，所述探针的腔体内设置有一热敏电阻，所述热敏电阻的针脚与设置在底座内部的测温电路相连接。本实用新型的优点是，探针和护罩采用钛合金材质导热性能好，抗机械损坏，与底座采用激光焊接，使其水密性更好，护罩外壁上的对流口可以实现海水对流；轨对轨运算放大路能够消除电压偏差对精度的影响；高精度模数转换器的供电电流小，热敏电阻沿着引线传导的热量小，能够减少热敏电阻的自热效应。

Description

一种海洋温度测量仪

技术领域

本实用新型涉及海洋检测领域，特别是一种响应速度快，灵敏度高，具有绝缘密封性和抗机械碰撞的海洋温度测量仪。

背景技术

海洋对沿海国家社会经济发展和国家安全的战略地位都非常重要，我国海岸线长，海域辽阔，因此对海洋的研究开发和利用具有重大的意义；在海水温度中常用的检测装置是温度传感器，当温度传感器放置在海水中测量海水温度时，随着下放深度的增加，压力也会越来越大，海洋里的石沙、浮游生物也会对温度传感器形成一定的冲击力，因此，温度传感器的探针壁比较厚，会影响温度传感器所检测到的海水温度的响应速度。

单个晶体管所产生的基极和集电极之间的电压差会受到多个具有复杂温度系数且随工艺变化的物理量的影响，其温度特性具有一定的非线性，且随工艺波动而波动，可重复性很差；因此，电压偏差可导致2℃以上的温度误差，即使采用良好的电路技术，也无法很好地消除电压的温度特性随工艺波动产生的偏差；另外，温度传感器的封装所造成的压电效应也会影响温度传感器的精度；值得注意的是由于温度测量电路中所使用的都是一些非常微弱的信号，其对器件的失配、运放的失调电压以及电阻电容等器件的绝对值随工艺的偏差等都非常敏感，因此采取有效的电路设计技术来实现消除温度感应电路中的非理想因素对温度传感器精度的干扰。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种探针壁薄，导热速度快，灵敏度高，响应速度快的海洋温度测量仪。

一种海洋温度测量仪，包括底座和探针，探针与底座固定连接，在探针的外部套设有护罩，护罩固定连接在底座上，所述护罩与探针之间形成有对流腔体，护罩的外周壁一端开设有多个对流进水口，另一端开设有多个对流出水口并与对流腔体贯通设置，所述探针的腔体内设置有一热敏电阻，所述热敏电阻的针脚与设置在底座内部的测温电路上的基准电阻并联连接。

作为进一步改进，所述测温电路包括轨对轨运算放大器和高精度模数转换器，所述轨对轨运算放大器将热敏电阻与基准电阻的分压值进行采集和放大，并通过高精度模数转换器将放大的测量热敏电阻上的分压值转换成数字量，并通过控制器单片机进行电平转换后输出至上位机。

作为进一步改进，所述高精度模数转换器的内部采用片内振荡器。

作为进一步改进，所述对流进水口设置在护罩的弧形端，对流出水口设置在护罩的近底座端，以形成一端进水和一端出水的对流。

作为进一步改进，所述对流进水口和对流出水口分别沿护罩的径向设置。

作为进一步改进，所述测温电路与底座之间设置有密封垫密封。

作为进一步改进，所述探针和护罩与底座之间分别采用激光焊接连接以保证密封性。

作为进一步改进，所述探针的腔体内填充有封装胶以固定热敏电阻。

作为进一步改进，封装胶采用具有消除冲击和震动的环氧树脂胶。

作为进一步改进，所述底座和探针为钛合金材质。

本实用新型通过上述技术方案，与现有技术相比，产生的有益效果是：探针和护罩采用钛合金材质使其壁薄、直径小、导热性能好、响应快速，具有良好的绝缘密封性和抗机械碰撞，抗弯折能力，探针和护罩与底座之间的连接采用激光焊接，水密性更好，钛合金护罩不仅可以保护探针免受损坏，而且护罩上的对流口可以使水流对流，保证测得的温度数据的高精度以及快速响应；轨对轨运算放大电路能够消除电压偏差对精度的影响，高精度模数转换器的供电电流小，热敏电阻沿着引线传导的热量小，能够减少热敏电阻的自热效应。

附图说明

附图1是本实用新型海洋温度测量仪的整体全剖结构示意图；

附图2是本实用新型海洋温度测量仪附图1中A-A的截面图；

附图3是本实用新型海洋温度测量仪的测温电路结构示意图。

图中：1-底座，2-探针，3-护罩，301-对流进水口，302-对流腔体，303-对流出水口，4-热敏电阻，401-基准电阻,5-封装胶，6-密封垫，7-测温电路，701-轨对轨运算放大器，702-高精度模数转换器，8-单片机，9-上位机，10-激光焊接。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实施例做详细说明：

如附图1和附图2所示一种海洋温度测量仪，包括底座1和探针2以及套设在探针2外部的护罩3，所述底座1内设置有测温电路7，测温电路7与底座1之间设置有密封垫6密封，防止海水渗透至测温电路7内，该密封垫6可以是橡胶或硅胶类的密封材料，探针2的腔体内设置有热敏电阻4并且在探针2的腔内填充有密封胶5，该密封胶5采用具有消除冲击和震动的环氧树脂胶，填充封装胶5还可以避免热敏电阻4的针脚相互接触发生短路，所述底座1与探针2和护罩3固定连接在底座1上，所述探针2和护罩3均通过激光焊接10焊接在底座1上以保证探针2内的腔体与海水之间的隔离性，该探针2和护罩3均采用薄壁的钛合金材质。

进一步的，由附图1中的全剖视图可以看出，护罩3与探针2之间形成有对流腔体302，在护罩3的弧形端部沿径向设置有多个对流进水口301，在护罩3的近底座1的端部沿径向设置有多个对流出水口303，所述对流进水口301和对流出水口303与对流腔体302贯通设置，海水通过对流进水口301进入对流腔体302后经对流出水口303流出，以便海水与探针2循环接触。

进一步的，所述热敏电阻4的针脚与设置在底座1内部的测温电路7上的基准电阻401并联连接，该热敏电阻4与基准电阻401的分压值传输至测温电路7，热敏电阻4与基准电阻401以并联的方式连接，其作用是通过基准电阻401与热敏电阻4的比值，得到一个分压值。

如附图3所示，所述测温电路7包括轨对轨运算放大器701和高精度模数转换器702，所述轨对轨运算放大器701通过电路实现将热敏电阻4和基准电阻401的分压值进行采集和放大后，通过内部设置有片内振荡器的高精度模数转换器702将放大的测量分压值转换成数字量，转换后的数字量通过控制器单片机8进行电平转换后输出至上位机9。

该实施例中探针2和护罩3采用钛合金材质具有抗机械碰撞，抗弯折能力，钛合金护罩3不仅可以保护探针2免受损坏，而且护罩3上的对流进水口301和对流出水口303可以使海水对流，保证所测得的温度数据的高精度以及快速响应；轨对轨运算放大器701具有无误差的直流性能，随时间和温度漂移很小，在低频时噪声非常低，能自我调零且不断校正输入失调电压，在整个输入共模范围内保持典型值低于±1μV；高精度模数转换器702将轨对轨运算放大器701所采集和放大的热敏电阻4上的电压值转换成数字量，高精度模数转换器702的内部采用片内振荡器，不需要外接任何元器件，数字量转换完成后开始输出转换结果，此时数据转换没有等待时间，输出的数字量通过作为控制器的单片机8进行电平转换后输出至上位机9供用户读取。

Claims (10)

1.一种海洋温度测量仪，其特征在于，包括底座（1）和探针（2），探针（2）与底座（1）固定连接，在探针（2）的外部套设有护罩（3），护罩（3）固定连接在底座（1）上，所述护罩（3）与探针（2）之间形成有对流腔体（302），护罩（3）的外周壁一端开设有多个对流进水口（301），另一端开设有多个对流出水口（303）并与对流腔体（302）贯通设置，所述探针（2）的腔体内设置有一热敏电阻（4），所述热敏电阻（4）的针脚与设置在底座（1）内部的测温电路（7）上的基准电阻（401）并联连接。

2.根据权利要求1所述的海洋温度测量仪，其特征在于，所述测温电路（7）包括基准电阻（401）、轨对轨运算放大器（701）、高精度模数转换器（702），所述轨对轨运算放大器（701）将热敏电阻（4）与基准电阻（401）的分压值进行采集和放大，并通过高精度模数转换器（702）将放大的分压值转换成数字量，并通过控制器单片机（8）进行电平转换后输出至上位机（9）。

3.根据权利要求2所述的海洋温度测量仪，其特征在于，所述高精度模数转换器（702）的内部采用片内振荡器。

4.根据权利要求1所述的海洋温度测量仪，其特征在于，所述对流进水口（301）设置在护罩（3）的弧形端，对流出水口（303）设置在护罩（3）的近底座（1）端，以形成一端进水和一端出水的对流。

5.根据权利要求1或4所述的海洋温度测量仪，其特征在于，所述对流进水口（301）和对流出水口（303）分别沿护罩（3）的径向设置。

6.根据权利要求1所述的海洋温度测量仪，其特征在于，所述测温电路（7）与底座（1）之间设置有密封垫（6）密封。

7.根据权利要求1所述的海洋温度测量仪，其特征在于，所述探针（2）和护罩（3）与底座（1）之间分别采用激光焊接连接以保证密封性。

8.根据权利要求1所述的海洋温度测量仪，其特征在于，所述探针（2）的腔体内填充有封装胶（5）以固定热敏电阻（4）。

9.根据权利要求8所述的海洋温度测量仪，其特征在于，封装胶（5）采用具有消除冲击和震动的环氧树脂胶。

10.根据权利要求1所述的海洋温度测量仪，其特征在于，所述底座（1）和探针（2）为钛合金材质。