CN215064631U - 温湿度记录仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环境监测领域，公开了一种温湿度记录仪。温湿度记录仪包括：PCB电路板、检测电路、加热电路和覆盖于PCB电路板上的导热层，检测电路包括温度检测子电路、反馈子电路和触发子电路；通过温度检测子电路对PCB电路板的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给反馈子电路，反馈子电路在判断温度信息为异常信息时，反馈子电路向触发子电路输出控制信号以接通加热电路的接电端，控制加热电路对PCB电路板进行加热，并且加热电路产生的热量通过导热层传输至PCB电路板的每个位置。本实用新型的技术方案能够避免超低温对设备中电子电路的影响，保证温湿度记录仪在超低温的工作环境下仍然能正常地工作，提高设备的可靠性。

Description

温湿度记录仪

技术领域

本实用新型涉及检测设备领域，尤其涉及一种温湿度记录仪。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，其应用领域越来越广泛。越来越多的电子产品出现在人们的日常生活和工作中，成为国民生活中不可或缺的一部分。甚至可以说，现代社会的长期稳定发展离不开电子技术的支持。电子芯片，尤其是集成电路芯片都有一定的温度范围，在超出这一温度范围后设备将无法启动。

尤其是温湿度记录的设备，由于设备中使用的芯片本身的温度范围的限制，一般在超低温(-40℃以下)环境下会出现工作异常，在一些有特殊应用要求的场合也对温湿度记录的设备提出了更多的需求，为了保证在这种环境下设备的正常工作，需要有一套低温保护措施保证设备在低温环境下正常运行。因此，在极端环境下电路板的正常工作是一个亟待解决的难题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于解决温湿度记录仪在低温环境下工作异常的技术问题。

本实用新型提供了一种温湿度记录仪，包括：

PCB电路板、通过所述PCB电路板上的电路线路连接的检测电路和加热电路，以及覆盖于所述PCB电路板上的导热层，所述检测电路包括温度检测子电路、反馈子电路和触发子电路；

通过所述温度检测子电路对所述PCB电路板的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给所述反馈子电路，所述反馈子电路在判断所述温度信息为异常信息时，所述反馈子电路向所述触发子电路输出控制信号以接通所述加热电路的接电端；

所述加热电路产生的热量通过所述导热层传输至所述PCB电路板。

可选的，在本实用新型的第一种实现方式中，所述导热层设置为单独的金属层，所述金属层布设在所述PCB电路板中的背面。

可选的，在本实用新型的第二种实现方式中，所述金属层包括导热线路和加热电路安装区域，所述导热线路由设置于所述加热电路安装区域上的多个延伸引脚形成，且所述延伸引脚向所述PCB电路板的不同方向延伸。

可选的，在本实用新型的第三种实现方式中，所述加热电路为加热膜，所述加热膜安装于所述加热电路安装区域上。

可选的，在本实用新型的第四种实现方式中，所述加热膜利用粘贴胶固定在所述加热电路安装区域上，所述粘贴胶为中空的双面胶层，所述双面胶层沿着加热膜的边缘粘贴，所述双面胶层的中空区域用于填充导热材料。

可选的，在本实用新型的第五种实现方式中，所述加热膜为利用多个PTC热敏电阻恒温发热特性设计的元器件相互电连接形成的PTC加热膜。

可选的，在本实用新型的第六种实现方式中，所述PTC加热膜包括导热膜、若干组PTC陶瓷热敏电阻芯片和铝带，所述PTC陶瓷热敏电阻芯片和所述铝带均安装在所述导热膜内，所述铝带置于所述PTC陶瓷热敏电阻芯片的两边，所述铝带与所述PTC陶瓷热敏电阻芯片通过导电胶连接。

可选的，在本实用新型的第七种实现方式中，所述反馈子电路为PID控制器，所述PID控制器根据接收到的温度信息，判断是否生成控制信号控制所述触发子电路接通所述加热电路的接电端。

可选的，在本实用新型的第八实现方式中，所述温度检测子电路为温度传感器，所述温度传感器安装于所述PCB电路板上，并实时测量所述PCB电路板上的温度。

可选的，在本实用新型的第九实现方式中，所述导热层还可以设置为与所述PCB电路板中的地线一体成型和在所述地线的末端位置设置面积大小与所述加热电路面积大小相等的铜箔区，所述加热电路固定于所述铜箔区上，热量通过所述PCB电路板的地线传递到整个PCB电路板。

本实用新型的技术方案中，温湿度记录仪包括：PCB电路板、检测电路、加热电路和覆盖于PCB电路板上的导热层，检测电路包括温度检测子电路、反馈子电路和触发子电路；通过温度检测子电路对PCB电路板的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给反馈子电路，反馈子电路在判断温度信息为异常信息时，反馈子电路向触发子电路输出控制信号以接通加热电路的接电端，控制加热电路对PCB电路板进行加热，并且加热电路产生的热量通过导热层传输至PCB电路板的每个位置。本实用新型的技术方案能够避免超低温对设备中电子电路的影响，保证温湿度记录仪在超低温的工作环境下仍然能正常地工作，提高设备的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中温湿度记录仪的第一个实施例示意图；

图2为本实用新型实施例中温湿度记录仪的第二个实施例示意图；

图3为本实用新型实施例中的PTC加热膜的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中的PID控制器的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种温湿度记录仪，在本实施例中，温湿度记录仪包括：PCB电路板、检测电路、加热电路和覆盖于PCB电路板上的导热层，检测电路包括温度检测子电路、反馈子电路和触发子电路；通过温度检测子电路对PCB电路板的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给反馈子电路，反馈子电路在判断温度信息为异常信息时，反馈子电路向触发子电路输出控制信号以接通加热电路的接电端，控制加热电路对PCB电路板进行加热，并且加热电路产生的热量通过导热层传输至PCB电路板的每个位置。本实用新型的技术方案能够避免超低温对设备中电子电路的影响，保证温湿度记录仪在超低温的工作环境下仍然能正常地工作，提高设备的可靠性。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元、模块、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

本实用新型提出一种温湿度记录仪。

为便于理解，下面对本实用新型实施例的温湿度记录仪的框架结构进行描述，请参阅图1，本实用新型实施例中温湿度记录仪的实施例包括：

PCB电路板101、通过PCB电路板101上的电路线路连接的检测电路102和加热电路103，以及覆盖于PCB电路板101上的导热层104，检测电路102包括温度检测子电路1021、反馈子电路1022和触发子电路1023；

其中，导热层104布设于PCB电路板101中的背离设置元器件的一侧，检测电路103设置于PCB电路板101中的设置元器件的一侧。

通过温度检测子电路1021对温湿度记录仪上的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给反馈子电路1022，反馈子电路1022在判断温度信息为异常信息时，向触发子电路1023输出控制信号接通加热电路103的接电端；

可选的，反馈子电路1022在获取到温度信息后，将温度信息代表的温度与预设的温度阈值进行比较，若温度信息代表的温度大于或等于温度阈值，则确定温度信息为异常信息，若温度信息代表的温度小于温度阈值，则确定温度信息为正常信息，当确定温度信息为正常信息时，不向触发子电路1023输出控制信号，避免接通加热电路103的接电端。

加热电路103产生的热量通过导热层104传输至PCB电路板101的每个位置。

温度检测子电路1021与反馈子电路1022电性连接，反馈子电路1022与触发子电路1023电性连接，触发子电路1023与加热电路103电性连接。

在本实施例的技术方案中，温湿度记录仪包括：PCB电路板101、检测电路102、加热电路103和覆盖于PCB电路板101上的导热层104，检测电路102包括温度检测子电路1021、反馈子电路1022和触发子电路1023；温度检测子电路1021将检测到温度信息发送至反馈子电路1022，反馈子电路1022基于接收到的温度信息产生控制信号，并基于控制信号控制触发子电路1023接通加热电路103的接电端，控制加热电路103对PCB电路板101进行加热，并且加热电路103产生的热量通过导热层104传输至PCB电路板101的每个位置。本实用新型的技术方案能够避免超低温对设备中电子电路的影响，保证温湿度记录仪在超低温的工作环境下仍然能正常地工作，提高设备的可靠性。

请参阅图2，本实用新型实施例中温湿度记录仪的第二种实施例，该实施例在上述实施例的基础上的进一步的实施，该装置包括：

PCB电路板201、通过PCB电路板201上的电路线路连接的检测电路202和加热电路203，以及覆盖于PCB电路板201上的导热层204，检测电路202包括温度检测子电路2021、反馈子电路2022和触发子电路2023；

其中，导热层204布设于PCB电路板201中的背离设置元器件的一侧，检测电路203设置于PCB电路板201中的设置元器件的一侧。

通过温度检测子电路2021对温湿度记录仪上的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给反馈子电路2022，反馈子电路2022在判断温度信息为异常信号时，向触发子电路2023输出控制信号接通加热电路203的接电端；

加热电路203产生的热量通过导热层204传输至PCB电路板201的每个位置。

温度检测子电路2021与反馈子电路2022电性连接，反馈子电路2022与触发子电路2023电性连接，触发子电路2023与加热电路203电性连接。

进一步的，导热层204设置为单独的金属层；

在实际应用中，在PCB电路板201与金属层中间还布设有绝缘层，绝缘层上表面贴合在电路板的背面，金属层贴合在绝缘层的下表面，绝缘层的厚度为0.01CM-0.1CM。其中，绝缘层是能够保证良好电绝缘性能的薄膜，这种薄膜具有较高的电阻率，绝缘层是为了防止PCB电路板201上的电子元器件与金属层造成导通短路，或者放电损坏电子元器件，且绝缘层绝缘的同时还具有良好的导热性能，加热电路203产生的热传递到金属层后，通过绝缘层良好的导热性能，将金属层的热传导至PCB电路板201上的其他区域。经过大量的实验研究出绝缘层的厚度大小较佳为0.01CM-0.1CM，该范围内的绝缘层能够提供良好的绝缘特性，同时传导热的效果较好，当绝缘层的厚度较小时，绝缘层容易被磨损破坏，当绝缘层的厚度较大时，传导热效果较差。

进一步的，金属层包括导热线路2041和加热电路安装区域2042，导热线路2041由设置于加热电路安装区域2042上的多个延伸引脚形成，且延伸引脚向PCB电路板的不同方向延伸。

进一步的，加热电路203为加热膜，加热膜安装于加热电路安装区域2042上，并利用粘贴胶固定在加热电路安装区域2042上。

进一步的，粘贴胶为中空的双面胶层，双面胶层沿着加热膜的边缘粘贴，并在中空位置填充导热材料。

在实际应用中，加热电路203为外置加热器件，在本实施例中，加热电路203为加热膜，当加热膜接通电源时，加热膜开始发热，产生热量，加热膜贴在导热层204的加热电路安装区域2042上，PCB电路板201存在地线覆铜，将地线引出至PCB电路板201表面，地线与加热膜连接，加热膜产生的热量通过导热线路2041向PCB电路板201上的不同方向进行传导，达到对整个PCB电路板201加热的效果。

本实施例在上一实施例的基础上，详细描述了导热层204的结构，导热层204为金属层，金属层包括导热线路和加热电路安装区域，其中，设置加热电路安装区域，能够便于工作人员将加热电路安装于PCB电路板，导热线路通过多个延伸引脚分别向PCB电路板201延伸，便于对整块PCB电路板201进行导热。

请参阅图1和图3，本实用新型实施例中温湿度记录仪的第三种实施例，该实施例在上述实施例的基础上的进一步的实施，该装置包括：

PCB电路板101、通过PCB电路板101上的电路线路连接的检测电路102和加热电路103，以及覆盖于PCB电路板101上的导热层104，检测电路102包括温度检测子电路1021、反馈子电路1022和触发子电路1023；

通过温度检测子电路1021对温湿度记录仪上的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给反馈子电路1022，反馈子电路1022在判断温度信息为异常信号时，向触发子电路1023输出控制信号接通加热电路103的接电端；

其中，导热层104布设于PCB电路板101中的背离设置元器件的一侧，检测电路103设置于PCB电路板101中的设置元器件的一侧。

加热电路103产生的热量通过导热层104传输至PCB电路板101的每个位置。

温度检测子电路1021与反馈子电路1022电性连接，反馈子电路1022与触发子电路1023电性连接，触发子电路1023与加热电路103电性连接。

进一步地，加热电路103为加热膜，加热膜为利用多个PTC热敏电阻恒温发热特性设计的元器件相互电连接形成的PTC加热膜。

进一步的，PTC加热膜包括导热膜301、若干组PTC陶瓷热敏电阻芯片302和铝带303，PTC陶瓷热敏电阻芯片302和铝带303均安装在导热膜301内，铝带303置于PTC陶瓷热敏电阻芯片302的两边，铝带303与PTC陶瓷热敏电阻芯片302通过导电胶连接。

可选地，铝带303与导热膜301完全接触，提高铝带303获取的PTC陶瓷热敏电阻芯片302产生的热量传导至导热膜301的效率。

PTC陶瓷热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高，此时，由于其阻温特性，电流随着电阻的增大而减小，当电阻值达到最大时，PTC芯片不再发热，温度不再上升；当温度再次下降时，电流随着电阻的减小而增大，PTC芯片再次发热，如此往复循环以达到恒温效果。本实用新型就是利用其阻温特性，不需要额外配置温控器。节能的特性。当环境温度变化时，如昼夜温度变化，保温带的输出功率会随环境温度的变化做出相应的改变，自动恒温；铝有导电、导热快速均匀的特性，采用铝带303作为导电、导热介质，优化PTC加热膜的性能，节能效果显著提升。柔软、可缠绕的性能。由于普通硅胶中自身具有绝缘的特性，添加现有的导热填充物，常见的导热填充物有氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝、氮化硼、碳化硅等，通过添加导热填充物，使其具备绝缘、导热的双重性能，故可用导热硅胶材料作为导热膜301。采用导热硅胶材料作为PTC加热膜的外套，增加了其柔软性，延长使用寿命，经实验证明采用导热膜301的PTC加热膜的拉伸强度达到400N，能克服各种工作环境。

本实施例在前实施例的基础上，详细介绍了加热电路的结构以及加热电路的安装方式，加热电路为利用多个PTC热敏电阻恒温发热特性设计的元器件相互电连接形成的PTC加热膜，利用其阻温特性，不需要额外配置温控器，即可达到恒温效果，不需要对加热电路增加温控设备，简约设备结构，采用导热硅胶材料作为PTC加热膜的外套，能够增加了其柔软性，延长加热膜使用寿命，铝有导电、导热快速均匀的特性，采用铝带303作为导电、导热介质，优化PTC加热膜的性能，节能效果显著提升，通过上述结构得到的加热膜，能够在加热电路安装区域对PCB电路板101进行加热，保证温湿度记录仪在超低温的工作环境下仍然能正常地工作，提高设备的可靠性。

请参阅图1和图4，本实用新型实施例中温湿度记录仪的第四种实施例，该实施例在上述实施例的基础上的进一步的实施，该装置包括：

PCB电路板101、通过PCB电路板101上的电路线路连接的检测电路102和加热电路103，以及覆盖于PCB电路板101上的导热层104，检测电路102包括温度检测子电路1021、反馈子电路1022和触发子电路1023；

通过温度检测子电路1021对温湿度记录仪上的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给反馈子电路1022，反馈子电路1022在判断温度信息为异常信号时，向触发子电路1023输出控制信号接通加热电路103的接电端；

其中，导热层104布设于PCB电路板101中的背离设置元器件的一侧，检测电路103设置于PCB电路板101中的设置元器件的一侧。

加热电路103产生的热量通过导热层104传输至PCB电路板101的每个位置。

温度检测子电路1021与反馈子电路1022电性连接，反馈子电路1022与触发子电路1023电性连接，触发子电路1023与加热电路103电性连接。

进一步的，反馈子电路1022为PID控制器，PID控制器根据接收到的温度信息，判断是否生成控制信号控制触发子电路1023接通加热电路103的接电端。

在实际应用中，PID控制器由比例单元401、积分单元402和微分单元403组成，它的基本原理是将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量。比例作用关联PID控制的稳定性、响应速度等指标，比例调节的特点在于当系统有偏差时可以迅速的响应降低偏差，其值越大，调节反应速度也越快，但如果过大则会影响稳定性，过小则会导致其修正作用降低。积分关联控制的精度，当误差存在积分增益将发挥重要的作用，可以消除出比例控制的静差，增大时可以减小静差，而过大时会导致稳定性下降。微分增益主要作用是预测误差的变化趋势，改善动态响应特性，减少调节时间。通过构成控制量生成控制信号控制触发子电路1023接通加热电路103的接电端。

进一步的，温度检测子电路102为温度传感器，温度传感器安装于PCB电路板101上，并用于测量PCB电路板101上的温度。

可选地，在本实施例中，还可增设另一温度传感器安装在加热电路103附近区域，用于对加热电路103附近区域进行温度检测，由于安装在加热电路103附近区域，能够避免在PCB电路板整体温度未加热至预设的温度值前，加热电路103升温过高，导致PCB电路板101损坏。

在PCB电路板101上还可以安装散热块，在本实施例中，散热块安装于加热电路附近区域，散热块能够避免在导热层104将热量传导至整块PCB电路板101前，加热电路103对PCB电路板101过热导致PCB电路板101损坏。

导热层104还可以设置为与PCB电路板101中的地线一体成型，导热层包括地线和在地线的末端位置设置的铜箔区，连接铜箔区和地线目的是为了绝缘，加热电路103固定于铜箔区上，热量通过PCB电路板101的地线传递到整个PCB电路板101。

优选的，铜箔区的面积大小与加热电路的面积大小相等。

本实施例在上一实施例的基础上，详细介绍了检测电路102中反馈子电路1022和温度检测子电路1021的构成，其中反馈子电路1022为PID控制器，PID控制器的结构典型，程序设计简单，计算工作量较小，各参数有明确的物理意义，参数调整方便，容易实现多回路控制、串级控制等复杂的控制，易于通过构成控制量生成控制信号控制触发子电路接通加热电路的接电端。温度检测子电路1021为温度传感器，能够对PCB电路板101上的温度进行检测，将检测后的温度输入至反馈子电路1022中判断是否进行PCB电路板101低温保护，保证温湿度记录仪在超低温的工作环境下仍然能正常地工作，提高设备的可靠性。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种温湿度记录仪，其特征在于，所述温湿度记录仪包括：PCB电路板、通过所述PCB电路板上的电路线路连接的检测电路和加热电路，以及覆盖于所述PCB电路板上的导热层，所述检测电路包括温度检测子电路、反馈子电路和触发子电路；

通过所述温度检测子电路对所述PCB电路板的温度进行实时检测，并将检测到的温度信息发送给所述反馈子电路，所述反馈子电路在判断所述温度信息为异常信息时，所述反馈子电路向所述触发子电路输出控制信号以接通所述加热电路的接电端；

所述加热电路产生的热量通过所述导热层传输至所述PCB电路板。

2.根据权利要求1所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述导热层设置为单独的金属层，所述金属层布设在所述PCB电路板中的背面。

3.根据权利要求2所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述金属层包括导热线路和加热电路安装区域，所述导热线路由设置于所述加热电路安装区域上的多个延伸引脚形成，且所述延伸引脚向所述PCB电路板的不同方向延伸。

4.根据权利要求3所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述加热电路为加热膜，所述加热膜安装于所述加热电路安装区域上。

5.根据权利要求4所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述加热膜利用粘贴胶固定在所述加热电路安装区域上，所述粘贴胶为中空的双面胶层，所述双面胶层沿着加热膜的边缘粘贴，所述双面胶层的中空区域用于填充导热材料。

6.根据权利要求4所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述加热膜为利用多个PTC热敏电阻恒温发热特性设计的元器件相互电连接形成的PTC加热膜。

7.根据权利要求6所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述PTC加热膜包括导热膜、若干组PTC陶瓷热敏电阻芯片和铝带，所述PTC陶瓷热敏电阻芯片和所述铝带均安装在所述导热膜内，所述铝带置于所述PTC陶瓷热敏电阻芯片的两边，所述铝带与所述PTC陶瓷热敏电阻芯片通过导电胶连接。

8.根据权利要求1所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述反馈子电路为PID控制器，所述PID控制器根据接收到的温度信息，判断是否生成控制信号控制所述触发子电路接通所述加热电路的接电端。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述温度检测子电路为温度传感器，所述温度传感器安装于所述PCB电路板上，并实时测量所述PCB电路板上的温度。

10.根据权利要求1所述的温湿度记录仪，其特征在于，所述导热层还可以设置为与所述PCB电路板中的地线一体成型和在所述地线的末端位置设置面积大小与所述加热电路面积大小相等的铜箔区，所述加热电路固定于所述铜箔区上，热量通过所述PCB电路板的地线传递到整个PCB电路板。

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