CN218455721U - 一种微型全向风速传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种微型全向风速传感器，包括数据采集处理装置、微型风速传感器和微型温度传感器；所述微型风速传感器由第一金属底座、沿竖直方向设置在第一金属底座上的第一金属支杆、以及设置在第一金属支杆上端的球形风速探头组成；所述球形风速探头通过第一传感器连接线与数据采集处理装置连接；本实用新型的主要目的是为用户在汽车ECU(电子控制单元)散热管理、集成电路工主板散热评估、半导体装置气流管理、大数据中心环境管理等领域提供一种可实时监测气流状态的微型全向风速传感器，以确保该微环境散热气流控制的绝对安全。

Description

一种微型全向风速传感器

技术领域

本实用新型涉及一种风速传感器，具体是一种微型全向风速传感器。

背景技术

电子与半导体等元器件对其所处空间的微环境气流控制要求非常严格，因散热器风扇损坏发热引起运行故障，损失是不可估量了，甚至危及人的生命安全。如汽车ECU(电子控制单元)散热管理、集成电路工主板散热评估、半导体装置气流管理、大数据中心环境管理等，都是必须要求微环境气流控制在正常流动水平。

当空间气流不流动或流动性变小，就说明散热性变差，容易发热着火损坏集成电路，并且容易造成重大事故，所以需要实时监测其气流状态，以确保散热性能；然而，现有的风速传感器，无法在微环境中实时监测气流状态。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微型全向风速传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种微型全向风速传感器，包括数据采集处理装置、微型风速传感器和微型温度传感器；

所述微型风速传感器由第一金属底座、沿竖直方向设置在第一金属底座上的第一金属支杆、以及设置在第一金属支杆上端的球形风速探头组成；所述球形风速探头通过第一传感器连接线与数据采集处理装置连接；

所述微型温度传感器由第二金属底座、沿竖直方向设置在第二金属底座上的第二金属支杆、设置在第二金属底座上且与第二金属支杆相平行的第三金属支杆、设置在第二金属支杆上端的球形环境温度探头、以及设置在第三金属支杆上端的球形补偿温度探头组成；所述球形环境温度探头和球形补偿温度探头分别通过第二传感器连接线与数据采集处理装置连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述微型风速传感器的尺寸不超过7mm，所述微型温度传感器的尺寸不超过7mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述球形风速探头包括设置在第一金属支杆上端的第一球形壳体，在第一球形壳体内设有第一热敏电阻；

在第一金属底座内设有第一前端信号处理电路板，所述第一前端信号处理电路板通过第一传感器连接线与数据采集处理装置连接；在第一热敏电阻与第一前端信号处理电路板之间连接有第一热敏电阻连接线；

第一球形壳体由环氧封装胶构成，第一热敏电阻为微型NTC热敏电阻。

作为本实用新型进一步的方案：所述球形环境温度探头包括设置在第二金属支杆上端的第二球形壳体，在第二球形壳体内设有第二热敏电阻；

在第二金属底座内设有第二前端信号处理电路板，所述第二前端信号处理电路板通过第二传感器连接线与数据采集处理装置连接；在第二热敏电阻与第二前端信号处理电路板之间连接有第二热敏电阻连接线；

第二球形壳体由环氧封装胶构成，第二热敏电阻为微型NTC热敏电阻，所述球形补偿温度探头的结构与球形环境温度探头的结构相同。

作为本实用新型进一步的方案：所述数据采集处理装置包括机壳，在机壳的前侧面设有显示屏，在机壳的外侧面设有数据传输线，在机壳内设有集成电路板；

所述第一传感器连接线、第二传感器连接线、显示屏和数据传输线分别与集成电路板连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用上述结构后，球形风速探头、球形环境温度探头和球形补偿温度探头均采用球形封装，球形封装的探头保证了三维方向的均匀性，从而使传感器具有较高的三维方向均匀性和灵活的可布置性，进而能够实时监测气流状态。本实用新型的主要目的是为用户在汽车ECU(电子控制单元)散热管理、集成电路工主板散热评估、半导体装置气流管理、大数据中心环境管理等领域提供一种可实时监测气流状态的微型全向风速传感器，以确保该微环境散热气流控制的绝对安全。

附图说明

图1为一种微型全向风速传感器的结构示意图。

图2为一种微型全向风速传感器中微型风速传感器的结构示意图。

图3为一种微型全向风速传感器中微型温度传感器的结构示意图。

图4为一种微型全向风速传感器中数据采集处理装置的结构示意图。

图中：1、数据采集处理装置；101、机壳；102、显示屏；103、数据传输线；104、集成电路板；2、微型风速传感器；201、第一金属底座；202、第一金属支杆；203、球形风速探头；2031、第一球形壳体；2032、第一热敏电阻；2033、第一前端信号处理电路板；2034、第一热敏电阻连接线；3、微型温度传感器；301、第二金属底座；302、第二金属支杆；303、第三金属支杆；304、球形环境温度探头；3041、第二球形壳体；3042、第二热敏电阻；3043、第二前端信号处理电路板；3044、第二热敏电阻连接线；305、球形补偿温度探头；4、第一传感器连接线；5、第二传感器连接线。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-4，一种微型全向风速传感器，包括数据采集处理装置1、微型风速传感器2 和微型温度传感器3；所述微型风速传感器2由第一金属底座201、沿竖直方向设置在第一金属底座201上的第一金属支杆202、以及设置在第一金属支杆202上端的球形风速探头203 组成；所述球形风速探头203通过第一传感器连接线4与数据采集处理装置1连接；所述微型温度传感器3由第二金属底座301、沿竖直方向设置在第二金属底座301上的第二金属支杆302、设置在第二金属底座301上且与第二金属支杆302相平行的第三金属支杆303、设置在第二金属支杆302上端的球形环境温度探头304、以及设置在第三金属支杆303上端的球形补偿温度探头305组成；所述球形环境温度探头304和球形补偿温度探头305分别通过第二传感器连接线5与数据采集处理装置1连接。球形封装的探头保证了三维方向的均匀性，从而使传感器具有较高的三维方向均匀性和灵活的可布置性，进而能够实时监测气流状态。

其中，所述微型风速传感器2的尺寸不超过7mm，所述微型温度传感器3的尺寸不超过 7mm。探头最大尺寸小于7mm的微型特别封装结构，具有非常灵活的可布置性，适用于集成电路、机柜、电气设备内部等狭小空间环境测试，为提升国产产品地位具有重要意义。

具体的，所述球形风速探头203包括设置在第一金属支杆202上端的第一球形壳体2031，在第一球形壳体2031内设有第一热敏电阻2032；在第一金属底座201内设有第一前端信号处理电路板2033，所述第一前端信号处理电路板2033通过第一传感器连接线4与数据采集处理装置1连接；在第一热敏电阻2032与第一前端信号处理电路板2033之间连接有第一热敏电阻连接线2034；第一球形壳体2031由环氧封装胶构成，第一热敏电阻2032为微型NTC 热敏电阻。所述球形环境温度探头304包括设置在第二金属支杆302上端的第二球形壳体 3041，在第二球形壳体3041内设有第二热敏电阻3042；在第二金属底座301内设有第二前端信号处理电路板3043，所述第二前端信号处理电路板3043通过第二传感器连接线5与数据采集处理装置1连接；在第二热敏电阻3042与第二前端信号处理电路板3043之间连接有第二热敏电阻连接线3044；第二球形壳体3041由环氧封装胶构成，第二热敏电阻3042为微型NTC热敏电阻，所述球形补偿温度探头305的结构与球形环境温度探头304的结构相同。

在本实施例中，选用高灵敏度的NTC热敏电阻作为核心元件，通过专业的整体结构设计，对其进行球形封装，并装置在金属底盘的支杆上；利用通电的热敏探头在流场中会产生热量损失来进行风速测量的原理，让数据采集处理装置1中的集成电路板104进行数据采集及风速与温度特性拟合计算，及后期校准与再修正，实现本装置对微环境内全向风速的精确测量。另外，需要说明的是，集成电路板104进行数据采集及风速与温度特性拟合计算，及后期校准与再修正均为现有技术，在此不再赘述。

最后，所述数据采集处理装置1包括机壳101，在机壳101的前侧面设有显示屏102，在机壳101的外侧面设有数据传输线103，在机壳101内设有集成电路板104；所述第一传感器连接线4、第二传感器连接线5、显示屏102和数据传输线103分别与集成电路板104连接。可实现数据采集、数据通信和数据显示等功能。

在本实施例中，需要先在集成电路板104上嵌入风速温度特性拟合算法程序及其它相关的控制程序，此为现有技术，因此在此不再赘述。

本实用新型的工作原理是：通过数据采集处理装置1对具有较高的三维方向均匀性微型风速传感器2与微型温度传感器3进行数据信号采集，并利用“通电的NTC热敏电阻在流场中会产生热量损失，当在恒功率下，通过测量加热单元的温度从而得到风速的大小“的热损失测风速原理，通过置入集成电路内原理要求的专业特性拟合算法程序；再通过温度补偿算法来消除气体温度对风速测量结果的影响。最后，将测量结果直接显示在显示屏102。同时，因恒功率的反应时间取决于加热单元的热电容和传热速率，故选取高灵敏度热敏封装材料(环氧封装胶)及封装方式(球形封装)就尤其重要。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种微型全向风速传感器，其特征在于，包括数据采集处理装置(1)、微型风速传感器(2)和微型温度传感器(3)；

所述微型风速传感器(2)由第一金属底座(201)、沿竖直方向设置在第一金属底座(201)上的第一金属支杆(202)、以及设置在第一金属支杆(202)上端的球形风速探头(203)组成；所述球形风速探头(203)通过第一传感器连接线(4)与数据采集处理装置(1)连接；

所述微型温度传感器(3)由第二金属底座(301)、沿竖直方向设置在第二金属底座(301)上的第二金属支杆(302)、设置在第二金属底座(301)上且与第二金属支杆(302)相平行的第三金属支杆(303)、设置在第二金属支杆(302)上端的球形环境温度探头(304)、以及设置在第三金属支杆(303)上端的球形补偿温度探头(305)组成；所述球形环境温度探头(304)和球形补偿温度探头(305)分别通过第二传感器连接线(5)与数据采集处理装置(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种微型全向风速传感器，其特征在于，所述微型风速传感器(2)的尺寸不超过7mm，所述微型温度传感器(3)的尺寸不超过7mm。

3.根据权利要求1所述的一种微型全向风速传感器，其特征在于，所述球形风速探头(203)包括设置在第一金属支杆(202)上端的第一球形壳体(2031)，在第一球形壳体(2031)内设有第一热敏电阻(2032)；

在第一金属底座(201)内设有第一前端信号处理电路板(2033)，所述第一前端信号处理电路板(2033)通过第一传感器连接线(4)与数据采集处理装置(1)连接；在第一热敏电阻(2032)与第一前端信号处理电路板(2033)之间连接有第一热敏电阻连接线(2034)；

第一球形壳体(2031)由环氧封装胶构成，第一热敏电阻(2032)为微型NTC热敏电阻。

4.根据权利要求1所述的一种微型全向风速传感器，其特征在于，所述球形环境温度探头(304)包括设置在第二金属支杆(302)上端的第二球形壳体(3041)，在第二球形壳体(3041)内设有第二热敏电阻(3042)；

在第二金属底座(301)内设有第二前端信号处理电路板(3043)，所述第二前端信号处理电路板(3043)通过第二传感器连接线(5)与数据采集处理装置(1)连接；在第二热敏电阻(3042)与第二前端信号处理电路板(3043)之间连接有第二热敏电阻连接线(3044)；

第二球形壳体(3041)由环氧封装胶构成，第二热敏电阻(3042)为微型NTC热敏电阻，所述球形补偿温度探头(305)的结构与球形环境温度探头(304)的结构相同。

5.根据权利要求1所述的一种微型全向风速传感器，其特征在于，所述数据采集处理装置(1)包括机壳(101)，在机壳(101)的前侧面设有显示屏(102)，在机壳(101)的外侧面设有数据传输线(103)，在机壳(101)内设有集成电路板(104)；

所述第一传感器连接线(4)、第二传感器连接线(5)、显示屏(102)和数据传输线(103)分别与集成电路板(104)连接。

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