CN209727154U - 一种温湿度传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温湿度传感器，其包括外壳、温湿度检测装置、防水透气膜以及透气固定罩。外壳内部具有安装腔，外壳的侧壁上开设多个窗口，多个窗口环绕外壳的中心轴设置，并与安装腔连通。温湿度检测装置用于检测安装腔内的温度和湿度。防水透气膜呈筒状，且包住所有窗口。透气固定罩安装在外壳上，并盖在防水透气膜上，透气固定罩的侧壁上开设多个透气孔。位于外壳的气体依次通过透气孔、防水透气膜以及窗口进入安装腔中，以供温湿度检测装置检测。在气体进入的过程中，防水透气膜能够防水并且供气体进入，这样能防止由于外界水进入到安装腔内而损坏温湿度检测装置，从而保护外壳内的电气器件，使得传感器能够应用在各种场景中。

Description

一种温湿度传感器

技术领域

本实用新型涉及温湿度检测技术领域的一种传感器，尤其涉及一种温湿度传感器。

背景技术

温湿度传感器是一种集合了温度检测和湿度检测的传感器，其将检测到的温度信息和湿度信息按照一定规律转换成电信号或者其他所述形式的信息输出，以满足用户的需求。温湿度传感器应用在各个领域，如食品行业、工控行业、烟草行业等，并且作为基础元器件，其能够使用在各种设备当中，具有广阔的应用前景。

由于外界水浸入温湿度传感器会导致感应元件损坏和精度降低，故防水性能为温湿度传感器能否用于有可能或经常性接触到水的环境所必备指标之一。日常许多工程对温湿度传感器防水性能都有要求，如为了研究建设工程中混凝土在使用环境因素的交互作用下耐久性退化，通常选定温度和湿度作为研究的重点，多采用温湿度传感器来监测混凝土对外界温湿度变化的响应；传统的温湿度传感器因不具备防水性而不能直接现浇入混凝土中，即使采用钻孔后置法放入温湿度传感器来监测混凝土内部温湿度，但又面临环境中的水使混凝土饱和后，多余的水仍有进入温湿度传感器导致其损坏或精度降低可能。此外，岩土工程中亦常采用温湿度传感器监测土基或深层岩土温湿度变化与其各项性能的联系，而地下水位上升或者表层渗水均有可能使传感器浸水，导致感应元件损坏或降低其精确度。因此，现有的温湿度传感器在应用在大湿度或者浸泡在水中时，其不具备防水的作用，并造成进水损坏或测量精度低，而且使用范围窄。

实用新型内容

针对现有的技术问题，本实用新型提供一种温湿度传感器，解决了现有的温湿度传感器应用在大湿度或者浸泡在水中时，其不具备防水的作用，并造成进水损坏或测量精度低，而且使用范围窄的问题。

本实用新型采用以下技术方案实现：一种温湿度传感器，其包括：

外壳，其内部具有所述安装腔；外壳的侧壁上开设多个窗口，多个窗口环绕外壳的中心轴设置，并与所述安装腔连通；

温湿度检测装置，其安装在外壳中，并用于检测所述安装腔内的温度和湿度；

防水透气膜，其呈筒状且包住所有窗口；以及

透气固定罩，其安装在外壳上，并盖在防水透气膜上；透气固定罩的侧壁上开设多个透气孔；

其中，位于外壳的气体依次通过透气孔、防水透气膜以及窗口进入所述安装腔中，以供温湿度检测装置检测。

作为上述方案的进一步改进，外壳呈圆筒状，且一端为封闭端，另一端为开口端；所述温湿度传感器还包括：

电缆线，其一端穿过所述开口端并伸入在外壳中，以与温湿度检测装置电性连接。

进一步地，所述温湿度传感器还包括：

防水接头，其安装在所述开口端上；其中，电缆线的一端穿过防水接头而伸入在外壳中。

作为上述方案的进一步改进，透气固定罩包括均呈半圆弧形的固定片一和固定片二，且固定片一的半径和固定片二的半径相等；固定片一与固定片二可拆卸式连接，并构成一个圆筒状结构。

进一步地，在所述圆筒状结构的圆周方向上，固定片一的两端分别设置至少一个弹性凸出部，固定片二的两端分别设置与至少一个弹性凸出部相对应的至少一个卡接口；每个弹性凸出部卡接在对应的卡接口中，以使固定片一和固定片二相连接。

再进一步地，外壳上开设两个卡口，固定片一上具有凸出的限位结构一，固定片二上具有凸出的限位结构二；限位结构一和限位结构二分别卡入在两个卡口中。

作为上述方案的进一步改进，外壳上开设环形凹槽，防水透气膜和透气固定罩均安装在环形凹槽中，且厚度之和与环形凹槽的深度相等；其中，防水透气膜、透气固定罩以及环形凹槽在沿外壳中心轴的方向上长度相等。

进一步地，窗口呈长条形，且与外壳中心轴平行，并与环形凹槽连通。

再进一步地，温湿度检测装置包括均设置在所述安装腔中的电路板、数字温湿度芯片以及单片机芯片；数字温湿度芯片和单片机芯片均安装在电路板上，数字温湿度芯片用于检测所述安装腔内气体的温度和湿度，单片机芯片用于将数字温湿度芯片检测到的信号转换并通过电缆线输出。

作为上述方案的进一步改进，所述温湿度传感器还包括：

旋转式防尘罩，其包括半径不等的两个半圆弧形罩体；两个罩体均以外壳的中心轴为旋转轴转动安装在外壳上，且其中一个罩体通过旋转与其中另一个罩体拼接，以将透气固定罩包围。

本实用新型的温湿度传感器，其温湿度检测装置设置在外壳中，而外壳上开设了多个窗口，这些窗口通过防水透气膜与透气固定罩的透气孔相通，这样，外界气体就能够依次通过透气孔、防水透气膜和窗口进入到安装腔内，以供温湿度检测装置进行检测。在气体进入的过程中，防水透气膜能够防水并且供气体进入，这样能防止由于外界水进入到安装腔内而损坏温湿度检测装置，从而保护外壳内的电气器件，使得传感器能够应用在各种场景中，如浸没在水中或使用在大湿度的环境中。而且，本实用新型的多个窗口环绕式设置，采用360度开窗的设计，使得传感器在湿度饱和后，回到正常环境能在短时间内迅速恢复，无需重新校准。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的温湿度传感器的立体拆分图；

图2为图1中的温湿度传感器的立体结合图；

图3为本实用新型实施例2的温湿度传感器的立体拆分图；

图4为本实用新型实施例3的温湿度传感器的立体结合图；

图5为本实用新型实施例4的温湿度传感器的立体拆分图。

符号说明：

1 外壳 13 电路板

2 温湿度检测装置 14 数字温湿度芯片

3 窗口 15 单片机芯片

4 防水透气膜 16 卡口

5 透气固定罩 17 限位结构一

6 防水接头 18 限位结构二

7 电缆线 19 旋转式防尘罩

8 固定片一 20 罩体

9 固定片二 21 插柱

10 弹性凸出部 22 插孔

11 卡接口 23 防尘网

12 环形凹槽 24 透气孔

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请参阅图1以及图2，本实施例提供了一种温湿度传感器，该温湿度传感器包括外壳1、温湿度检测装置2、防水透气膜4以及透气固定罩5，还可包括电缆线7和防水接头6。

外壳1内部具有安装腔，外壳1的侧壁上开设多个窗口3。多个窗口3环绕外壳1的中心轴设置，并与安装腔连通。窗口3可呈长条形，且与外壳1中心轴平行，并与环形凹槽12连通。在本实施例中，其结构与探测笔的外壳结构类似，即外壳1呈圆筒状，且一端为封闭端，另一端为开口端。外壳1可采用防水耐温材料制成，而安装腔只能够通过开口端或者窗口3与外界连通，并且靠近封闭端，与开口端相远离。其中，外壳1整体可由多段组成，也可采用两个横截面为半圆弧形的结构拼接而成。

温湿度检测装置2安装在外壳1中，并用于检测安装腔内的温度和湿度。温湿度检测装置2可采用现有温湿度传感器中的温湿度检测机构，并且直接固定在安装腔中。在本实施例中，温湿度检测装置2包括电路板13、数字温湿度芯片14以及单片机芯片15，电路板13、数字温湿度芯片14以及单片机芯片15均设置在安装腔中。数字温湿度芯片14和单片机芯片15均安装在电路板13上，数字温湿度芯片14用于检测安装腔内气体的温度和湿度，单片机芯片15用于将数字温湿度芯片14检测到的信号转换并通过电缆线7输出。

其中，温湿度检测装置2的器件可以全部采用低功耗器件，而且主控芯片具有闲时休眠功能。数字温湿度芯片14为内置数字式温湿度一体测量芯片，检测的温度范围为-40℃-125℃，湿度范围为0-100RH％，并且能够配合外部电路到达高精度温湿度测量。单片机芯片15采用内置ST系列单片，同时在电路板13上可以设置硬件通讯模块，以满足各种行业通用通讯方式，如提供工业及物联网行业通用的485、I2C、SPI等多种通讯方式，到达即插即用的效果。

防水透气膜4呈筒状且包住所有窗口3，并贴合在外壳1的侧壁上。防水透气膜4能够使气体通过而阻止水流进入，这样，防水透气膜4就可以避免外界水分通过窗口3进入到安装腔中，同时还能时气体进入，以便于温湿度检测装置2进行检测。防水透气膜4可以通过粘贴等手段套在外壳1上，并且将所有的窗口3盖住。这里需要说明的是，防水透气膜4可以采用现有任何类型的高分子防水材料制成，如聚四氟乙烯材料。在水汽的状态下，水颗粒非常细小，根据毛细运动的原理，可以顺利渗透到毛细管到另一侧，从而使水汽透过防水透气膜4。而当水汽冷凝变成水珠后，颗粒变大，由于水珠表面张力的作用，水分子就不能顺利脱离水珠渗透到另一侧，也就是防止了水的渗透发生，使防水透气膜4有了防水的功能。

透气固定罩5安装在外壳1上，并盖在防水透气膜4上。透气固定罩5的侧壁上开设多个透气孔24，透气孔24在圆周方向上呈矩阵式排布。在本实施例中，透气固定罩5可包括固定片一8和固定片二9，固定片一8和固定片二9均呈半圆弧形。固定片一8的半径和固定片二9的半径相等，而且固定片一8与固定片二9可拆卸式连接，并构成一个圆筒状结构。圆筒状结构安装在外壳1上，并将防水透气膜4固定，从而实现对防水透气膜4的安装。

在圆筒状结构的圆周方向上，固定片一8的两端分别设置至少一个弹性凸出部10，固定片二9的两端分别设置与至少一个弹性凸出部10相对应的至少一个卡接口11。每个弹性凸出部10卡接在对应的卡接口11中，以使固定片一8和固定片二9相连接。同时，外壳1上开设两个卡口16，固定片一8上具有凸出的限位结构一17，固定片二9上具有凸出的限位结构二18。限位结构一17和限位结构二18均为凸起的块状结构，而且限位结构一17和限位结构二18分别卡入在两个卡口16中。这样，固定片一8和固定片二9就可以通过卡接的安装方式可拆卸式安装在外壳1上，一方面可以方便组装，另一方面也可便于清洗和更换。

在本实施例中，外壳1上开设环形凹槽12，防水透气膜4和透气固定罩5均安装在环形凹槽12中，且厚度之和与环形凹槽12的深度相等。其中，防水透气膜4、透气固定罩5以及环形凹槽12在沿外壳1中心轴的方向上长度相等。这样，在防水透气膜4和透气固定罩5安装在外壳1上时，透气固定罩5的外侧壁与外壳1的外侧壁齐平，方便温湿度传感器的使用，而且透气固定罩5的两端会抵在环形凹槽12的侧部，可以提高透气固定罩5的稳定性，同时提高防水效果。

其中，位于外壳1的气体依次通过透气孔24、防水透气膜4以及窗口3进入安装腔中，以供温湿度检测装置2检测。在气体进入的过程中，防水透气膜4能够防水并且供气体进入，这样能防止由于外界水进入到安装腔内而损坏温湿度检测装置2，从而保护外壳1内的电气器件，使得传感器能够应用在各种场景中，如浸没在水中或使用在大湿度的环境中。而且，本实施例中多个窗口3进行环绕式设置，而且采用360度开窗的设计，使得传感器在湿度饱和后，回到正常环境能在短时间内迅速恢复，无需重新校准。

在本实施例中，电缆线7的一端穿过开口端并伸入在外壳1中，以与温湿度检测装置2电性连接，从而将温湿度检测装置2检测到的数据传输出去。而在其他实施例中，电缆线7可以不设置，此时，在外壳1内增设无线通讯模块，温湿度检测装置2检测到的数据可以通过无线通讯模块传输出去。当然，其他实施例中也可增设显示屏，温湿度检测装置2检测到的数据可以直接显示在显示屏上，从而实时掌握传感器所在的环境的温度和湿度。

防水接头6安装在开口端上。其中，电缆线7的一端穿过防水接头6而伸入在外壳1中。防水接头6可采用PG7防水接头，该防水结构能够达到IP67的防水标准，并且配合透气固定罩5和防水透气膜4，使得温湿度传感器达到整体防水的效果，使得温湿度传感器具备高精度、反应迅速、长期稳定、使用寿命长等诸多优点，可应用在多个领域。当然，当电缆线7不设置时，防水接头6也可以不设置，而此时外壳1的两端均为封闭端。

综上所述，相较于现有的温湿度传感器，本实施例的温湿度传感器具有以下优点：

本实施例的温湿度传感器，其温湿度检测装置2设置在外壳1中，而外壳1上开设了多个窗口3，这些窗口3通过防水透气膜4与透气固定罩5的透气孔24相通，这样，外界气体就能够依次通过透气孔24、防水透气膜4和窗口3进入到安装腔内，以供温湿度检测装置2进行检测。在气体进入的过程中，防水透气膜4能够防水并且供气体进入，这样能防止由于外界水进入到安装腔内而损坏温湿度检测装置2，从而保护外壳1内的电气器件，使得传感器能够应用在各种场景中，如浸没在水中或使用在大湿度的环境中。而且，本实施例的多个窗口3环绕式设置，采用360度开窗的设计，使得传感器在湿度饱和后，回到正常环境能在短时间内迅速恢复，无需重新校准。

实施例2

请参阅图3，本实施例提供了一种温湿度传感器，其与实施例1中的温湿度传感器相似，区别在于固定片一8和固定片二9之间的连接结构不同。其中，在圆筒状结构的圆周方向上，固定片一8的两端设置平行设置的多个插柱21，而固定片二9的两端分别设置多个插孔22，多个插柱21分别与多个插孔22相对应。插柱21插入在对应的插孔22中，使得固定片一8和固定片二9可拆卸式连接。本实施例的这种连接方式，可以使得固定片一8和固定片二9之间连接得更加稳定，同时也可以避免占用透气孔24的开设面，提高整个进而提高透气固定罩5的使用效果。

实施例3

请参阅图4，本实施例提供了一种温湿度传感器，其在实施例1中的温湿度传感器的基础上增加了旋转式防尘罩19。旋转式防尘罩19包括两个半圆弧形罩体20，而两个半圆弧形罩体20的半径不等。两个罩体20均以外壳1的中心轴为旋转轴转动安装在外壳1上，且其中一个罩体20通过旋转与其中另一个罩体20拼接，以将透气固定罩5包围。这样，在不使用温湿度传感器时，可以将旋转半圆弧形罩体20，使得旋转式防尘罩19将透气固定罩5包住，避免灰尘进入到透气固定罩5中而堵塞防水透气膜4，提高温湿度传感器的使用精度，提高传感器的使用寿命。

实施例4

请参阅图5，本实施例提供了一种温湿度传感器，其在实施例1中的温湿度传感器的基础上增加了多个防尘网23。多个防尘网23分别与多个透气孔24相对应，每个防尘网23安装在对应的透气孔24中。防尘网23可采用金属网构成，并且网孔尺寸可以根据实际测量场景的需要进行设定。防尘网23能够防止较大的灰尘或者颗粒进入到防水透气膜4上，同时能够避免较硬的物体穿过透气孔24而损伤防水透气膜4，一方面能够保护温湿度传感器内部的器件，另一方面还能提高传感器的使用精度和使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种温湿度传感器，其包括：

外壳(1)，其内部具有安装腔；

温湿度检测装置(2)，其安装在外壳(1)中，并用于检测所述安装腔内的温度和湿度；

其特征在于，外壳(1)的侧壁上开设多个窗口(3)，多个窗口(3)环绕外壳(1)的中心轴设置，并与所述安装腔连通；所述温湿度传感器还包括：

防水透气膜(4)，其呈筒状且包住所有窗口(3)；以及

透气固定罩(5)，其安装在外壳(1)上，并盖在防水透气膜(4)上；透气固定罩(5)的侧壁上开设多个透气孔(24)；

其中，位于外壳(1)的气体依次通过透气孔(24)、防水透气膜(4)以及窗口(3)进入所述安装腔中，以供温湿度检测装置(2)检测。

2.如权利要求1所述的温湿度传感器，其特征在于，外壳(1)呈圆筒状，且一端为封闭端，另一端为开口端；所述温湿度传感器还包括：

电缆线(7)，其一端穿过所述开口端并伸入在外壳(1)中，以与温湿度检测装置(2)电性连接。

3.如权利要求2所述的温湿度传感器，其特征在于，所述温湿度传感器还包括：

防水接头(6)，其安装在所述开口端上；其中，电缆线(7)的一端穿过防水接头(6)而伸入在外壳(1)中。

4.如权利要求1所述的温湿度传感器，其特征在于，透气固定罩(5)包括均呈半圆弧形的固定片一(8)和固定片二(9)，且固定片一(8)的半径和固定片二(9)的半径相等；固定片一(8)与固定片二(9)可拆卸式连接，并构成一个圆筒状结构。

5.如权利要求4所述的温湿度传感器，其特征在于，在所述圆筒状结构的圆周方向上，固定片一(8)的两端分别设置至少一个弹性凸出部(10)，固定片二(9)的两端分别设置与至少一个弹性凸出部(10)相对应的至少一个卡接口(11)；每个弹性凸出部(10)卡接在对应的卡接口(11)中，以使固定片一(8)和固定片二(9)相连接。

6.如权利要求5所述的温湿度传感器，其特征在于，外壳(1)上开设两个卡口(16)，固定片一(8)上具有凸出的限位结构一(17)，固定片二(9)上具有凸出的限位结构二(18)；限位结构一(17)和限位结构二(18)分别卡入在两个卡口(16)中。

7.如权利要求1所述的温湿度传感器，其特征在于，外壳(1)上开设环形凹槽(12)，防水透气膜(4)和透气固定罩(5)均安装在环形凹槽(12)中，且厚度之和与环形凹槽(12)的深度相等；其中，防水透气膜(4)、透气固定罩(5)以及环形凹槽(12)在沿外壳(1)中心轴的方向上长度相等。

8.如权利要求7所述的温湿度传感器，其特征在于，窗口(3)呈长条形，且与外壳(1)中心轴平行，并与环形凹槽(12)连通。

9.如权利要求2所述的温湿度传感器，其特征在于，温湿度检测装置(2)包括均设置在所述安装腔中的电路板(13)、数字温湿度芯片(14)以及单片机芯片(15)；数字温湿度芯片(14)和单片机芯片(15)均安装在电路板(13)上，数字温湿度芯片(14)用于检测所述安装腔内气体的温度和湿度，单片机芯片(15)用于将数字温湿度芯片(14)检测到的信号转换并通过电缆线(7)输出。

10.如权利要求1所述的温湿度传感器，其特征在于，所述温湿度传感器还包括：

旋转式防尘罩(19)，其包括半径不等的两个半圆弧形罩体(20)；两个罩体(20)均以外壳(1)的中心轴为旋转轴转动安装在外壳(1)上，且其中一个罩体(20)通过旋转与其中另一个罩体(20)拼接，以将透气固定罩(5)包围。