CN214750388U - 一种高温风动传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高温风动传感器，包括包括壳体和电路板，壳体包括底座和上盖，其特征在于：电路板上固定有接线端子、可调电位器、风动传感器芯片和温度补偿电阻5，电路板固定在底座内，底座的开口处固定有长度短于底座的镂空上盖，接线端子、可调电位器无上盖遮盖，风动传感器芯片和温度补偿电阻5通过绝缘线伸出壳体，可调电位器为阻值20kΩ、耐150℃的可调电位器；电路板包括风动检测电路、处理器IC1、臭氧检测电路、报警电路、电压检测电路和置零电路，处理器IC1为STC12C5404AD芯片；本实用新型可以实现传感器在高温下稳定运行，且可以实现在无人值守的状态下，传感器依旧能够可靠安全的运行。

Description

一种高温风动传感器

技术领域

本实用新型涉及一种高温风动传感器，属于风动传感器技术领域。

背景技术

风动传感器是检测有风流动的状态下，发出控制信号的控制产品。一般应用于空气净化器、中央空调、紫外灯等设备中，以及其他需要通风状态下的风流检测。

普通风动传感器的工作温度范围为-10℃-45℃，在许多场合下，环境温度超过了这个范围，甚至有在100℃的工作环境下的。因此，高温的环境下进行正常的风流检测，有几种情况下会导致传感器出现异常，无法工作。一种是使用普通焊接材料，在高温状态下，容易出现软化和脱落，导致虚焊的故障大大增加；普通的元器件及材料中，特别是连接端子，普通塑料件的工作温度上限是105℃，在高温环境下容易变形；市面上使用的风动传感器的传感芯片，一般居里点温度为100∽110℃，在80℃以上时，温差很小，导致有风在表面流动时，无法形成有效的温度差，致使传感器无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种高温风动传感器，可以实现传感器在高温下稳定运行，且可以实现在无人值守的状态下，传感器依旧能够可靠安全的运行。

本实用新型的高温风动传感器，包括壳体和电路板，所述壳体包括底座和上盖，所述电路板固定在所述底座内，所述底座的开口处固定有长度短于底座的便于散热的镂空上盖，所述电路板上设有风动检测电路、处理器IC1、臭氧检测电路、报警电路、电压检测电路和置零电路，所述风动检测电路包括风动传感器芯片、温度补偿电阻5和可调电位器RW1，所述风动传感器芯片和温度补偿电阻5通过绝缘线与接线端子一相连，所述风动负载通过接线端子二与电路板相连，所述接线端子、可调电位器无上盖遮盖，所述可调电位器RW1为阻值20kΩ、耐150℃的可调电位器。

进一步的，所述底座为耐200摄氏度高温的LCP玻纤塑胶底座，所述上盖为耐200摄氏度高温的LCP玻纤塑胶上盖。

进一步的，所述接线端子的焊针为黄铜镀镍焊针，且所述接线端子的焊点为SMT贴片焊装焊点。

进一步的，所述处理器IC1为STC12C5404AD芯片，所述风动传感器芯片包括风敏电阻R15，所述温度补偿电阻5包括负温度系数补偿电阻R14和正温度系数补偿电阻R13，运算放大器U1的反相输入端通过负温度系数补偿电阻R14接地，且与可调电位器RW1的调节端相连；运算放大器U1的同相输入端通过风敏电阻R15接地，且通过正温度系数补偿电阻R13接+12V，运算放大器U1的输出端通过电阻R17与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极通过电阻R21与处理器IC1的P2.4端口相连；所述臭氧检测电路包括臭氧传感器CT，所述臭氧传感器CT的C端与运算放大器U2的反相输入端相连，运算放大器U2的输出端与臭氧传感器CT的R端相连，臭氧创安器的W端通过电阻R5与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的同相输入端通过电阻R6接地，运算放大器U3的输出端通过电阻R7与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的输出端还与处理器IC1的P2.2端口相连。

进一步的，所述置零电路包括三极管Q1、Q2和Q4，处理器IC1的P2.0端口通过电阻R8与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接+5V，三极管Q1的集电极通过电阻R11与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极通过二极管D4与12V电压相连，二极管D4的两端与继电器J1的线圈并联，继电器J1的常开触头两端通过P1_1端口和F-1端口与风动负载相连；三极管Q2的集电极通过电阻R4与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极通过电阻R23与处理器IC1的P2.5端口相连，所述继电器J1的常开触头还与继电器J2的常开触头及蜂鸣器SP1串联；所述处理器IC1的P1.5端口通过电阻R28与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的集电极通过电阻R30与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的集电极通过二极管D3接+12V，二极管D3的两端与所述继电器J2的线圈并联。

进一步的，所述电压检测电路包括电阻R24、电阻R26、温敏电阻R25和温敏电阻R27，电阻R24的一端接+12V，电阻R24的另一端与温敏电阻R25相串联且与处理器IC1的P2.6端口相连，温敏电阻R25的另一端接地；电阻R26的一端接+12V，电阻R26的另一端与温敏电阻R27相串联且与处理器IC1的P2.7端口相连，温敏电阻R27的另一端接地。

本实用新型的有益效果是：1、常规的风动传感器的阻抗为70-80Ω，由于环境温度比常温的高，因此升温的速率不够，本实用新型将初始阻抗更改为50-60Ω，使传感器在刚通电的瞬间，加热功率迅速增加，发热快升温高。

2、本实用新型的外壳采用LCP玻纤增强材料，能够耐200-300℃高温，该材料耐腐蚀抗水解，确保使用过程中的可靠性。

3、温敏电阻R13和温敏电阻R14的阻值随温度变化而变化，避免环境温度导致风动传感器的参数发生漂移，影响风动传感器对风动负载的控制。

4、处理器IC1通过内部的时钟功能对风动传感器进行预约通断、定时通断。

5、置零电路针对风动传感器的上电过程，风动传感器达到居里点温度需要一个加热过程，在加热过程中，F-1端口和P1-1端口的信号表现出与风敏电阻表面有风流动时信号一致时，加大功率输出；同时，根据风动传感器的使用环境，测量出风动传感器达到居里点温度的时长，通过处理器IC1设置风动传感器的上电时间，使输入信号不受信号影响，防止控制电路的误启动。

附图说明

图1为本实用新型的俯视图；

图2为本实用新型中供电模块的电路原理图。

图中：1、底座；2、上盖；3、电路板；4、风动传感器芯片；5、温度补偿电阻5；6a、接线端子一；6b、接线端子二；可调电位器RW1。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示，本实用新型的高温风动传感器，包括壳体和电路板3，壳体包括底座1和上盖2，其特征在于：电路板3固定在底座1内，底座1的开口处固定有长度短于底座1的便于散热的镂空上盖2，电路板3上设有风动检测电路、处理器IC1、臭氧检测电路、报警电路、电压检测电路和置零电路，风动检测电路包括风动传感器芯片4、温度补偿电阻5和可调电位器RW1，风动传感器芯片4和温度补偿电阻5通过绝缘线与接线端子一6a相连，风动负载通过接线端子二6b与电路板3相连，接线端子、可调电位器无上盖2遮盖，可调电位器RW1为阻值20kΩ、耐150℃的可调电位器。底座1为耐200摄氏度高温的LCP玻纤塑胶底座1，上盖2为耐200摄氏度高温的LCP玻纤塑胶上盖2。接线端子的焊针为黄铜镀镍焊针，且接线端子的焊点为SMT贴片焊装焊点。

如图2所示，处理器IC1为STC12C5404AD芯片，风动传感器芯片4包括风敏电阻R15，温度补偿电阻5包括负温度系数补偿电阻R14和正温度系数补偿电阻R13，运算放大器U1的反相输入端通过负温度系数补偿电阻R14接地，且与可调电位器RW1的调节端相连；运算放大器U1的同相输入端通过风敏电阻R15接地，且通过正温度系数补偿电阻R13接+12V，运算放大器U1的输出端通过电阻R17与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极通过电阻R21与处理器IC1的P2.4端口相连；臭氧检测电路包括臭氧传感器CT，臭氧传感器CT的C端与运算放大器U2的反相输入端相连，运算放大器U2的输出端与臭氧传感器CT的R端相连，臭氧创安器的W端通过电阻R5与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的同相输入端通过电阻R6接地，运算放大器U3的输出端通过电阻R7与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的输出端还与处理器IC1的P2.2端口相连。

置零电路包括三极管Q1、Q2和Q4，处理器IC1的P2.0端口通过电阻R8与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接+5V，三极管Q1的集电极通过电阻R11与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极通过二极管D4与12V电压相连，二极管D4的两端与继电器J1的线圈并联，继电器J1的常开触头两端通过P1_1端口和F-1端口与风动负载相连；三极管Q2的集电极通过电阻R4与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极通过电阻R23与处理器IC1的P2.5端口相连，继电器J1的常开触头还与继电器J2的常开触头及蜂鸣器SP1串联；处理器IC1的P1.5端口通过电阻R28与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的集电极通过电阻R30与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的集电极通过二极管D3接+12V，二极管D3的两端与继电器J2的线圈并联。

电压检测电路包括电阻R24、电阻R26、温敏电阻R25和温敏电阻R27，电阻R24的一端接+12V，电阻R24的另一端与温敏电阻R25相串联且与处理器IC1的P2.6端口相连，温敏电阻R25的另一端接地；电阻R26的一端接+12V，电阻R26的另一端与温敏电阻R27相串联且与处理器IC1的P2.7端口相连，温敏电阻R27的另一端接地。

常规的风动传感器的阻抗为70-80Ω，由于环境温度比常温的高，因此升温的速率不够，本实用新型将初始阻抗更改为50-60Ω，使传感器在刚通电的瞬间，加热功率迅速增加，发热快升温高。

本实用新型的外壳采用LCP玻纤增强材料，能够耐200-300℃高温，该材料耐腐蚀抗水解，确保使用过程中的可靠性。

温敏电阻R13和温敏电阻R14的阻值随温度变化而变化，避免环境温度导致风动传感器的参数发生漂移，影响风动传感器对风动负载的控制。

处理器IC1通过内部的时钟功能对风动传感器进行预约通断、定时通断。

置零电路针对风动传感器的上电过程，风动传感器达到居里点温度需要一个加热过程，在加热过程中，F-1端口和P1-1端口的信号表现出与风敏电阻表面有风流动时信号一致时，加大功率输出；同时，根据风动传感器的使用环境，测量出风动传感器达到居里点温度的时长，通过处理器IC1设置风动传感器的上电时间，使输入信号不受信号影响，防止控制电路的误启动。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种高温风动传感器，包括壳体和电路板，所述壳体包括底座和上盖，其特征在于：所述电路板固定在所述底座内，所述底座的开口处固定有长度短于底座的便于散热的镂空上盖，所述电路板上设有风动检测电路、处理器IC1、臭氧检测电路、报警电路、电压检测电路和置零电路，所述风动检测电路包括风动传感器芯片、温度补偿电阻5和可调电位器RW1，所述风动传感器芯片和温度补偿电阻5通过绝缘线与接线端子一相连，风动负载通过接线端子二与电路板相连，所述接线端子、可调电位器无上盖遮盖，所述可调电位器RW1为阻值20kΩ、耐150℃的可调电位器。

2.根据权利要求1所述的高温风动传感器，其特征在于：所述底座为耐200摄氏度高温的LCP玻纤塑胶底座，所述上盖为耐200摄氏度高温的LCP玻纤塑胶上盖。

3.根据权利要求1所述的高温风动传感器，其特征在于：所述接线端子的焊针为黄铜镀镍焊针，且所述接线端子的焊点为SMT贴片焊装焊点。

4.根据权利要求1所述的高温风动传感器，其特征在于：所述处理器IC1为STC12C5404AD芯片，所述风动传感器芯片包括风敏电阻R15，所述温度补偿电阻5包括负温度系数补偿电阻R14和正温度系数补偿电阻R13，运算放大器U1的反相输入端通过负温度系数补偿电阻R14接地，且与可调电位器RW1的调节端相连；运算放大器U1的同相输入端通过风敏电阻R15接地，且通过正温度系数补偿电阻R13接+12V，运算放大器U1的输出端通过电阻R17与三极管Q3的基极相连，三极管Q3的集电极通过电阻R21与处理器IC1的P2.4端口相连；所述臭氧检测电路包括臭氧传感器CT，所述臭氧传感器CT的C端与运算放大器U2的反相输入端相连，运算放大器U2的输出端与臭氧传感器CT的R端相连，臭氧创安器的W端通过电阻R5与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的同相输入端通过电阻R6接地，运算放大器U3的输出端通过电阻R7与运算放大器U3的反相输入端相连，运算放大器U3的输出端还与处理器IC1的P2.2端口相连。

5.根据权利要求4所述的高温风动传感器，其特征在于：所述置零电路包括三极管Q1、Q2和Q4，处理器IC1的P2.0端口通过电阻R8与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接+5V，三极管Q1的集电极通过电阻R11与三极管Q2的基极相连，三极管Q2的集电极通过二极管D4与12V电压相连，二极管D4的两端与继电器J1的线圈并联，继电器J1的常开触头两端通过P1_1端口和F-1端口与风动负载相连；三极管Q2的集电极通过电阻R4与三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极通过电阻R23与处理器IC1的P2.5端口相连，所述继电器J1的常开触头还与继电器J2的常开触头及蜂鸣器SP1串联；所述处理器IC1的P1.5端口通过电阻R28与三极管Q5的基极相连，三极管Q5的集电极通过电阻R30与三极管Q6的基极相连，三极管Q6的集电极通过二极管D3接+12V，二极管D3的两端与所述继电器J2的线圈并联。

6.根据权利要求4所述的高温风动传感器，其特征在于：所述电压检测电路包括电阻R24、电阻R26、温敏电阻R25和温敏电阻R27，电阻R24的一端接+12V，电阻R24的另一端与温敏电阻R25相串联且与处理器IC1的P2.6端口相连，温敏电阻R25的另一端接地；电阻R26的一端接+12V，电阻R26的另一端与温敏电阻R27相串联且与处理器IC1的P2.7端口相连，温敏电阻R27的另一端接地。

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