專利名稱：一種溫濕度傳感變送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將檢測(cè)到的空氣溫度和濕度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流或電壓信號(hào)傳 送出去的裝置，尤其涉及一種用于管道空調(diào)中的溫濕度傳感變送裝置。
背景技術(shù)：
管道式溫濕度變送器主要運(yùn)用在中央空調(diào)管道里的溫濕度測(cè)量，管道里的空氣污 染比較嚴(yán)重而且要求變送器檢測(cè)溫濕度反應(yīng)靈敏。管道式溫濕度變送器的主要功能是要將 管道中環(huán)境空氣的溫度和濕度的變化情況轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸出，現(xiàn)有的管道式溫濕度變送器 在實(shí)現(xiàn)該部分功能時(shí)大多采用的都是IC集成電路，成本較高而且驅(qū)動(dòng)能力不夠理想。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種溫濕度傳感變送裝置，其既能夠保證 檢測(cè)的靈敏性，同時(shí)又能夠保證測(cè)量的精確度。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種溫濕度傳感變送裝置，其 包括濕度傳感器、溫度傳感器、與所述溫度傳感器連接的溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊、與所述濕 度傳感器連接的濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊、與所述溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊和濕度變化電壓轉(zhuǎn) 換模塊連接的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出模塊。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，在所述濕度傳感器的外表面罩設(shè)有保護(hù)帽，該保護(hù)帽的 內(nèi)襯是耐高溫工程塑料骨架，該保護(hù)帽的外表面是高分子燒結(jié)材料層。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊包括與所述溫度傳感器連接 的鉬電阻線性電路、與鉬電阻線性電路連接的第一電壓電流變換電路；所述鉬電阻線性電 路的輸出電壓根據(jù)所述溫度傳感器感應(yīng)到的溫度變化而線性變化，所述鉬電阻線性電路的 輸出電壓經(jīng)過所述第一電壓電流變換電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出電流。所述濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊包括依次連接的頻率信號(hào)變換單元、濾波放大比較單 元和第二電壓電流變換電路；頻率信號(hào)變換單元包括由三極管Q1、Q2和與之相連接的電阻 電容構(gòu)成的兩個(gè)相互影響的振蕩回路，頻率信號(hào)變換單元輸出的頻率及占空比隨濕度傳感 器感應(yīng)的濕度變化而改變；濾波放大比較單元根據(jù)頻率信號(hào)變換單元輸出的頻率輸出對(duì)應(yīng) 的電壓，第二電壓電流變換電路將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出電流。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述濕度傳感器和溫度傳感器中的探頭部件是有縫鋼 管；該有縫鋼管上設(shè)有凹槽用于卡住溫濕傳感器不至于掉進(jìn)有縫鋼管中間。實(shí)施本實(shí)用新型實(shí)施例，具有如下有益效果由于本實(shí)用新型的濕度傳感器采用 有縫鋼管替代塑料探頭部件，解決了探頭部件容易老化變形的問題，采用有縫鋼管作為探 頭部件后，本產(chǎn)品最高使用溫度可以達(dá)到150°C以上。而且濕度傳感器的外表面罩設(shè)的保護(hù) 帽采用了新結(jié)構(gòu)其里面是耐高溫塑料內(nèi)襯，此內(nèi)襯只有骨架，在起到支撐作用的同時(shí)又不 妨礙空氣流通，保護(hù)帽外面是很薄的高分子燒結(jié)材料，此材料透氣性能非常好，又可以保護(hù) 傳感頭不受污染。同時(shí)，采用溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模擬電路和濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模擬電路替
3代原有的集成IC電路，使得電路驅(qū)動(dòng)能力更強(qiáng)，可以遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)，而且價(jià)格更便宜。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一種溫濕度傳感變送裝置在一種實(shí)施方式中的原理框 架示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一種溫濕度傳感變送裝置在一種實(shí)施方式中的詳細(xì)原 理框架示意圖；圖3是本實(shí)用新型圖1中溫濕度傳感器中的傳感探頭所采用的有縫鋼管在一種實(shí) 施方式中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型圖1中濕度傳感器外表面罩設(shè)的保護(hù)帽的耐高溫工程塑料骨架 結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型圖1中濕度傳感器外表面罩設(shè)的保護(hù)帽的高分子燒結(jié)材料層結(jié) 構(gòu)圖；圖6是本實(shí)用新型圖1中濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；圖7是本實(shí)用新型圖1中溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊的電路圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖通過實(shí)施例 對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本實(shí)用新型主要應(yīng)用在空調(diào)工程、電子、紡織、倉(cāng)儲(chǔ)、煙草、制藥、氣象等行業(yè)；以及 溫濕度監(jiān)視器，溫濕度控制器，自動(dòng)通風(fēng)設(shè)備中。參照?qǐng)D1，本實(shí)施例一種溫濕度傳感變送裝置，其包括濕度傳感器2、溫度傳感器 1 ；與所述溫度傳感器1連接的溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊3 ；與所述濕度傳感器2連接的濕度 變化電壓轉(zhuǎn)換模塊4 ；與所述溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊3和濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊4連接的 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出模塊5 ；所述濕度傳感器2和溫度傳感器1中的探頭部件11是有縫鋼管。參考圖2本實(shí)施例溫濕度傳感變送裝置詳細(xì)的電路原理模塊圖。其中上述的溫度 變化電壓轉(zhuǎn)換模塊3包括與所述溫度傳感器1連接的鉬電阻線性電路31、與鉬電阻線性電 路31連接的第一電壓電流變換電路32。所述鉬電阻線性電路的輸出電壓根據(jù)所述溫度傳 感器感應(yīng)到的溫度變化而線性變化，所述鉬電阻線性電路的輸出電壓經(jīng)過所述第一電壓電 流變換電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出電流。所述濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊4包括依次連接的頻率信號(hào)變換單元41、濾波放大比 較單元42和第二電壓電流變換電路43。頻率信號(hào)變換單元包括由三極管Q1、Q2和與之相 連接的電阻電容構(gòu)成的兩個(gè)相互影響的振蕩回路，頻率信號(hào)變換單元輸出的頻率及占空比 隨濕度傳感器感應(yīng)的濕度變化而改變；濾波放大比較單元根據(jù)頻率信號(hào)變換單元輸出的頻 率輸出對(duì)應(yīng)的電壓，第二電壓電流變換電路將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出電流。針對(duì)管道式溫濕度變送器探頭部件容易老化變形的問題，本實(shí)施例采用有縫鋼管 替代塑料探頭部件的方法來解決，參考圖3，該有縫鋼管11上設(shè)有凹槽用于卡住溫濕傳感 器不至于掉進(jìn)有縫鋼管中間。采用有縫鋼管作為探頭部件后，本產(chǎn)品最高使用溫度可以達(dá) 到150°C以上。[0023]參考圖4和圖5，針對(duì)濕度敏感器件容易結(jié)露、被污染從而導(dǎo)致測(cè)量誤差的問題， 本實(shí)施例的溫濕度傳感變送裝置采用高分子聚合物燒結(jié)成特殊形狀的保護(hù)帽用以保護(hù)濕 度傳感器得以解決，該保護(hù)帽的內(nèi)襯是耐高溫工程塑料骨架21，該保護(hù)帽的外表面是高分 子燒結(jié)材料層22。該保護(hù)帽可使?jié)穸葌鞲衅髟诟邼駹顟B(tài)下、甚至水中或其它液體中都不會(huì) 發(fā)生濕度傳感器件結(jié)露或者被污染的情況，從而保證了產(chǎn)品的測(cè)量精度和使用壽命。保護(hù) 帽采用雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯使用耐高溫工程塑料骨架21，借此提高保護(hù)帽的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。同 時(shí)，高分子燒結(jié)材料層22的保護(hù)帽比普通金屬有更好的防腐蝕作，應(yīng)用更廣。所述管道式 探頭管管內(nèi)壁有突起，保護(hù)帽從其右側(cè)伸進(jìn)，因而不會(huì)掉進(jìn)去。針對(duì)電壓電流變換電路使用專業(yè)IC，導(dǎo)致成本較高的問題，本產(chǎn)品采用簡(jiǎn)單模擬 電路實(shí)現(xiàn)，該電路轉(zhuǎn)換精度達(dá)到專業(yè)集成IC的水平，價(jià)格卻只有其的1/10。圖6為濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖。濕敏電容與三極管組成振蕩電路， 此電路將濕度信號(hào)轉(zhuǎn)變成為頻率信號(hào)。此頻率信號(hào)和一個(gè)固定的頻率信號(hào)通過RC濾波再 比較放大得出濕度變化所對(duì)應(yīng)的電壓變化率。此電壓變化率通過由1個(gè)運(yùn)放2個(gè)三極管組 成的電壓電流變換電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號(hào)輸出。三極管Ql、Q2和與之相連接的電阻 電容構(gòu)成兩個(gè)相互影響的振蕩回路。當(dāng)濕敏電容HC受空氣濕度變化而電容值發(fā)生改變時(shí)， 此振蕩電路的頻率以及占空比將隨之改變。不同的占空比頻率信號(hào)分別經(jīng)過HR9、HC5和 HR16、HC6組成的阻容濾波電路后將產(chǎn)生不同的電壓信號(hào)。這兩個(gè)不同的電壓信號(hào)經(jīng)過運(yùn)放 差分放大后，得到的就是去除共模干擾后濕敏電容HC感應(yīng)到的濕度變化所對(duì)應(yīng)的電壓變 化。三極管Q4、Q5以及與此相連的運(yùn)放、電阻、電容共同構(gòu)成了一個(gè)反向輸入恒流源電路， 輸出電流lout = Vin/R105。濕敏電容HC感應(yīng)到的濕度變化所對(duì)應(yīng)的電壓變化經(jīng)過恒流 源電路后即轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流值。通過調(diào)節(jié)位移電阻HR2、HR3、HR4和斜率電阻HR9、HR10、 HR11，就可以輸出4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。圖7為溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖。鉬電阻通過線性化電路再通過比較 放大電路，將溫度變化所對(duì)應(yīng)的電壓變化轉(zhuǎn)換出來，此電壓變化率通過由1個(gè)運(yùn)放2個(gè)三極 管組成的電壓電流變換電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號(hào)輸出。運(yùn)算放大器U2、溫度傳感器RT和 與其相連的電阻電容構(gòu)成二級(jí)差分放大電路，TR2、TR15是線性化修正電阻，可以使運(yùn)放7 腳輸出電壓隨溫度傳感器Rt的變化而線性化變化。三極管Q6、Q7以及與此相連的運(yùn)放、電 阻、電容共同構(gòu)成了一個(gè)反向輸入恒流源電路，輸出電流lout = Vin/R115。運(yùn)算放大器U2 的7腳輸出電壓經(jīng)過恒流源電路后即轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流值。通過調(diào)節(jié)位移電阻TR8、TR9、 TR10和斜率電阻TR4、TR5、TR6，就可以輸出4_20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。本實(shí)施例的溫濕度傳感變送裝置可以測(cè)量中央空調(diào)供氣管道中空氣的溫濕度情 況。使用時(shí)，在需要安裝的管道處開14mm的標(biāo)準(zhǔn)孔，然后將金屬探管伸入后通過法蘭固定 好。按接線圖接通電源后，信號(hào)線即可輸出與溫濕度相對(duì)應(yīng)的電壓或電流信號(hào)?，F(xiàn)有的溫濕度變送器有兩種結(jié)構(gòu)，一是傳感頭敞開式，這種結(jié)構(gòu)解決了反應(yīng)靈敏 問題，但傳感容易被污染，會(huì)造成測(cè)量精度下降，使用壽命縮短的問題。而且其探頭部件大 都采用塑料構(gòu)件，缺點(diǎn)是不能耐高溫、容易老化變形。第二種結(jié)構(gòu)是傳感頭采用金屬保護(hù) 罩，這種結(jié)構(gòu)可以防污染，但由于金屬熱容量大，導(dǎo)致溫濕度測(cè)量不靈敏。所以現(xiàn)有的溫濕 度變送器很難既保證檢測(cè)的靈敏性同時(shí)又保證測(cè)量的精確度。本實(shí)施例的溫濕度傳感變送裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)溫濕度傳感器中的探頭部件采用標(biāo)準(zhǔn)有縫鋼管耐高溫，長(zhǎng)期使用不變形；溫濕度敏感器件保護(hù)罩采用高分子燒結(jié)材料制作， 內(nèi)部有塑料內(nèi)襯；透氣性好，耐高溫耐腐蝕，避免贓物污染溫濕度傳感頭，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高。溫度 和濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊采用簡(jiǎn)單模擬電路實(shí)現(xiàn)，性價(jià)比高，生產(chǎn)成本易控制。 以上所揭露的僅為本實(shí)用新型一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用 新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的 范圍。
權(quán)利要求一種溫濕度傳感變送裝置，其特征在于包括濕度傳感器、溫度傳感器、與所述溫度傳感器連接的溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊、與所述濕度傳感器連接的濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊；與所述溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊和濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊連接的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的溫濕度傳感變送裝置，其特征在于，在所述濕度傳感器的外表 面罩設(shè)有保護(hù)帽，該保護(hù)帽的內(nèi)襯是耐高溫工程塑料骨架，該保護(hù)帽的外表面是高分子燒 結(jié)材料層。
3.如權(quán)利要求1所述的溫濕度傳感變送裝置，其特征在于，所述溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模 塊包括與所述溫度傳感器連接的鉬電阻線性電路、與鉬電阻線性電路連接的第一電壓電流 變換電路；所述鉬電阻線性電路的輸出電壓根據(jù)所述溫度傳感器感應(yīng)到的溫度變化而線性 變化，所述鉬電阻線性電路的輸出電壓經(jīng)過所述第一電壓電流變換電路轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出 電流。
4.如權(quán)利要求3所述的溫濕度傳感變送裝置，其特征在于，所述濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模 塊包括依次連接的頻率信號(hào)變換單元、濾波放大比較單元和第二電壓電流變換電路；頻率 信號(hào)變換單元包括由三極管Ql、Q2和與之相連接的電阻電容構(gòu)成的兩個(gè)相互影響的振蕩 回路，頻率信號(hào)變換單元輸出的頻率及占空比隨濕度傳感器感應(yīng)的濕度變化而改變；濾波 放大比較單元根據(jù)頻率信號(hào)變換單元輸出的頻率輸出對(duì)應(yīng)的電壓，第二電壓電流變換電路 將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出電流。
5.如權(quán)利要求1或4所述的溫濕度傳感變送裝置，其特征在于，所述濕度傳感器和溫度 傳感器中的探頭部件是有縫鋼管；該有縫鋼管上設(shè)有凹槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種溫濕度傳感變送裝置，其包括濕度傳感器；溫度傳感器；與所述溫度傳感器連接的溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊；與所述濕度傳感器連接的濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊；與所述溫度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊和濕度變化電壓轉(zhuǎn)換模塊連接的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出模塊；所述濕度傳感器和溫度傳感器中的探頭部件是有縫鋼管。本實(shí)用新型采用模擬電路來實(shí)現(xiàn)其主要功能，驅(qū)動(dòng)力強(qiáng)而且成本更低，而且檢測(cè)更加靈敏又不怕被污染。
文檔編號(hào)G01N27/22GK201600199SQ20102010719
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者施建雄, 李科, 王章勝 申請(qǐng)人:深圳市深恒源電子技術(shù)有限公司