CN209541790U - 一种管道螺纹安装式温湿度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的管道螺纹安装式温湿度传感器，其特征在于所述传感器的外壳内设有传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块，传感器模块与信号采集调理模块通信连接，所述MCU控制模块与信号采集调理模块通信连接，所述数字通讯编码模块与MCU控制模块通信连接，所述外壳连接有连接器。有益效果：该传感器具有体积小、重量轻、精度高、响应速度快、长期稳定性好等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种管道螺纹安装式温湿度传感器。
背景技术
由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温湿度一体的传感器就会相应产生。温湿度传感器是利用物质各种物理性质随温湿度变化的规律，能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置，产品常广泛用于图书馆、档案室、机房、车间、仓储自动化过程控制、楼宇控制&暖通空调、电力、计量测试、医药业等需要监测温湿度的场合。市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。
相对湿度量(Relative humidity)：气体中的水蒸气压(e)与其气体的饱和水蒸气压(es)的比/用百分比表示。
表示∶rh＝e/es×100％，温度和压力的变化导致饱和水蒸气压的变化,rh也将随之而变化。
相对湿度测量一般会使用高分子湿敏元件进行。绝对温度测量一般会按测量方式分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
发明内容
为了实现上述背景技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种管道螺纹安装式温湿度传感器，具体由以下技术方案实现：
所述管道螺纹安装式温湿度传感器，所述传感器的外壳内设有传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块，传感器模块与信号采集调理模块通信连接，所述MCU控制模块与信号采集调理模块通信连接，所述数字通讯编码模块与MCU控制模块通信连接，所述外壳连接有连接器。
所述管道螺纹安装式温湿度传感器的进一步设计在于，所述传感器模块包含湿度测量部件与敏感元件，所述湿度测量部件采用高分子湿敏元件，所述敏感元件采用铂热电阻。
所述管道螺纹安装式温湿度传感器的进一步设计在于，所述信号采集调理模块内含有用于温度补偿与线性化处理的电路。
所述管道螺纹安装式温湿度传感器的进一步设计在于，所述外壳采用不锈钢材料制成，外壳由铜烧结开孔护管探头和圆柱型外壳组成。
所述管道螺纹安装式温湿度传感器的进一步设计在于，所述连接器通过航插电缆实现传感器与后台仪表的电气对接。
所述管道螺纹安装式温湿度传感器的进一步设计在于，所述数字通讯编码模块基于ModBus通讯协议。
所述管道螺纹安装式温湿度传感器的进一步设计在于，所述MCU控制模块包括MCU处理芯片、14位的A/D转换器以及串行接口电路，所述MCU处理芯片通过A/D转换器与串行接口电路通信连接。
本实用新型的优点如下：
本实用新型的管道螺纹安装式温湿度传感器，将管道环境中的温度与湿度转换成与之相对应的直读信号，具有体积小、重量轻、精度高、响应速度快、长期稳定性好等特点。该装置利用已有集成IC芯片，采用模块化设计思路，电路结构设计简单可靠，产品易于批量生产。
附图说明
图1是管道螺纹安装式温湿度传感器的组成框图。
图2是温湿度传感器的信号采集调理模块温度补偿和线性化处理电路。
图3是温湿度传感器的MCU控制模块的示意图。
图4是温湿度传感器的数字通讯编码模块的示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
如图1，本实施例的管道螺纹安装式温湿度传感器包括传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块。管道螺纹安装式温湿度传感器的外部为不锈钢防护壳体，对外输出通过连接器交互信息(RS485)。
进一步的，传感器模块包含采用优质进口高分子湿敏元件作为湿度测量部件、铂热电阻作为温度敏感元件。湿度传感器，分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。温度传感器是利用测温元件直接与被测对象接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。这种方法优点是直观可靠。
本实施例的信号调理模块是具有温度补偿和线性化处理电路，这种电路结构采用非平衡电桥形式，结构简单，动态性好，主要利用温度元件的来做补偿，并校正湿度元件的非线性问题。电路中利用非平衡桥臂加恒流源设计解决温漂及引线电阻对电桥输出电压的影响。电路中还利用分段最小二乘法来拟合反向分度函数的办法，在一定程度上补偿铂电阻自身的非线性，该方法具有一定的通用性，可广泛的应用于自动化测量，并有效提高测量精度。
MCU控制模块包括MCU处理芯片、14位的A/D转换器以及串行接口电路，MCU处理芯片与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。具体实施是：MCU选用STC15W4K48S4芯片，采用LQFP32封装形式，体积小，功能强，便于使用。
数字通讯编码模块作用于ModBus通讯协议(RS485)，建立和后台仪表的信息交互。具体实施是：数字通讯选用金升阳专用模块，TTL串口通讯方式，通过ModBus通讯协议来提高传感器的通用兼容能力，特别适合于后台设备的读取。
不锈钢防护壳体由铜烧结开孔护管探头和圆柱型外壳组成，利用螺纹安装在如风道、烟气管道、密闭容器、中央空调进出风口等适于管道安装的各种场所。外部铜烧结开孔护管探头增强了传感器的防尘、防护性能，更适于环境恶劣，灰尘较大的管道使用。
本实施例得管道螺纹安装式温湿度传感器，将管道环境中的温度与湿度转换成与之相对应的直读信号，具有体积小、重量轻、精度高、响应速度快、长期稳定性好等特点。该装置利用已有集成IC芯片，采用模块化设计思路，电路结构设计简单可靠，产品易于批量生产。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种管道螺纹安装式温湿度传感器，其特征在于所述传感器的外壳内设有传感器模块、信号采集调理模块、MCU控制模块以及数字通讯编码模块，传感器模块与信号采集调理模块通信连接，所述MCU控制模块与信号采集调理模块通信连接，所述数字通讯编码模块与MCU控制模块通信连接，所述外壳连接有连接器。
2.根据权利要求1所述的管道螺纹安装式温湿度传感器，其特征在于所述传感器模块包含湿度测量部件与敏感元件，所述湿度测量部件采用高分子湿敏元件，所述敏感元件采用铂热电阻。
3.根据权利要求1所述的管道螺纹安装式温湿度传感器，其特征在于所述信号采集调理模块内含有用于温度补偿与线性化处理的电路。
4.根据权利要求1所述的管道螺纹安装式温湿度传感器，其特征在于所述外壳采用不锈钢材料制成，外壳由铜烧结开孔护管探头和圆柱型外壳组成。
5.根据权利要求1所述的管道螺纹安装式温湿度传感器，其特征在于所述连接器通过航插电缆实现传感器与后台仪表的电气对接。
6.根据权利要求1所述的管道螺纹安装式温湿度传感器，其特征在于所述数字通讯编码模块基于ModBus通讯协议。
7.根据权利要求1所述的管道螺纹安装式温湿度传感器，其特征在于所述MCU控制模块包括MCU处理芯片、14 位的A/D 转换器以及串行接口电路，所述MCU处理芯片通过A/D 转换器与串行接口电路通信连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201822244660.0U CN209541790U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种管道螺纹安装式温湿度传感器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201822244660.0U CN209541790U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种管道螺纹安装式温湿度传感器 |
Publications (1)
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| CN209541790U true CN209541790U (zh) | 2019-10-25 |
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ID=68267657
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| CN201822244660.0U Active CN209541790U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 一种管道螺纹安装式温湿度传感器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN209541790U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111537019A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-08-14 | 江苏大学 | 一种组合式发酵堆温湿度传感器及其湿度补偿方法 |
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2018
- 2018-12-28 CN CN201822244660.0U patent/CN209541790U/zh active Active
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