專利名稱：一種溫濕度傳感變送裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種將檢測到的空氣溫度和濕度轉換為標準電流或電壓信號傳 送出去的裝置，尤其涉及一種用于管道空調中的溫濕度傳感變送裝置。
背景技術：
管道式溫濕度變送器主要運用在中央空調管道里的溫濕度測量，管道里的空氣污 染比較嚴重而且要求變送器檢測溫濕度反應靈敏。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變成電信號輸出，現有的管道式溫濕度變送器 在實現該部分功能時大多采用的都是IC集成電路，成本較高而且驅動能力不夠理想。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種溫濕度傳感變送裝置，其既能夠保證 檢測的靈敏性，同時又能夠保證測量的精確度。為了解決上述技術問題，本實用新型實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換模塊、與所述濕 度傳感器連接的濕度變化電壓轉換模塊、與所述溫度變化電壓轉換模塊和濕度變化電壓轉 換模塊連接的標準信號輸出模塊。作為本實用新型的改進，在所述濕度傳感器的外表面罩設有保護帽，該保護帽的 內襯是耐高溫工程塑料骨架，該保護帽的外表面是高分子燒結材料層。作為本實用新型的改進，所述溫度變化電壓轉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 路的輸出電壓根據所述溫度傳感器感應到的溫度變化而線性變化，所述鉬電阻線性電路的 輸出電壓經過所述第一電壓電流變換電路轉換為相應的輸出電流。所述濕度變化電壓轉換模塊包括依次連接的頻率信號變換單元、濾波放大比較單 元和第二電壓電流變換電路；頻率信號變換單元包括由三極管Q1、Q2和與之相連接的電阻 電容構成的兩個相互影響的振蕩回路，頻率信號變換單元輸出的頻率及占空比隨濕度傳感 器感應的濕度變化而改變；濾波放大比較單元根據頻率信號變換單元輸出的頻率輸出對應 的電壓，第二電壓電流變換電路將其轉換成相應的輸出電流。作為本實用新型的改進，所述濕度傳感器和溫度傳感器中的探頭部件是有縫鋼 管；該有縫鋼管上設有凹槽用于卡住溫濕傳感器不至于掉進有縫鋼管中間。實施本實用新型實施例，具有如下有益效果由于本實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，本產品最高使用溫度可以達到150°C以上。而且濕度傳感器的外表面罩設的保護 帽采用了新結構其里面是耐高溫塑料內襯，此內襯只有骨架，在起到支撐作用的同時又不 妨礙空氣流通，保護帽外面是很薄的高分子燒結材料，此材料透氣性能非常好，又可以保護 傳感頭不受污染。同時，采用溫度變化電壓轉換模擬電路和濕度變化電壓轉換模擬電路替
3代原有的集成IC電路，使得電路驅動能力更強，可以遠距離傳輸信號，而且價格更便宜。
圖1是本實用新型實施例一種溫濕度傳感變送裝置在一種實施方式中的原理框 架示意圖；圖2是本實用新型實施例一種溫濕度傳感變送裝置在一種實施方式中的詳細原 理框架示意圖；圖3是本實用新型圖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 施方式中的結構示意圖；圖4是本實用新型圖1中濕度傳感器外表面罩設的保護帽的耐高溫工程塑料骨架 結構圖；圖5是本實用新型圖1中濕度傳感器外表面罩設的保護帽的高分子燒結材料層結 構圖；圖6是本實用新型圖1中濕度變化電壓轉換模塊的電路圖；圖7是本實用新型圖1中溫度變化電壓轉換模塊的電路圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖通過實施例 對本實用新型作進一步地詳細描述。本實用新型主要應用在空調工程、電子、紡織、倉儲、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，自動通風設備中。參照圖1，本實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換模塊3 ；與所述濕度傳感器2連接的濕度 變化電壓轉換模塊4 ；與所述溫度變化電壓轉換模塊3和濕度變化電壓轉換模塊4連接的 標準信號輸出模塊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本實施例溫濕度傳感變送裝置詳細的電路原理模塊圖。其中上述的溫度 變化電壓轉換模塊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所述溫度傳 感器感應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過所述第一電壓電 流變換電路轉換為相應的輸出電流。所述濕度變化電壓轉換模塊4包括依次連接的頻率信號變換單元41、濾波放大比 較單元42和第二電壓電流變換電路43。頻率信號變換單元包括由三極管Q1、Q2和與之相 連接的電阻電容構成的兩個相互影響的振蕩回路，頻率信號變換單元輸出的頻率及占空比 隨濕度傳感器感應的濕度變化而改變；濾波放大比較單元根據頻率信號變換單元輸出的頻 率輸出對應的電壓，第二電壓電流變換電路將其轉換成相應的輸出電流。針對管道式溫濕度變送器探頭部件容易老化變形的問題，本實施例采用有縫鋼管 替代塑料探頭部件的方法來解決，參考圖3，該有縫鋼管11上設有凹槽用于卡住溫濕傳感 器不至于掉進有縫鋼管中間。采用有縫鋼管作為探頭部件后，本產品最高使用溫度可以達 到150°C以上。[0023]參考圖4和圖5，針對濕度敏感器件容易結露、被污染從而導致測量誤差的問題， 本實施例的溫濕度傳感變送裝置采用高分子聚合物燒結成特殊形狀的保護帽用以保護濕 度傳感器得以解決，該保護帽的內襯是耐高溫工程塑料骨架21，該保護帽的外表面是高分 子燒結材料層22。該保護帽可使?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 發(fā)生濕度傳感器件結露或者被污染的情況，從而保證了產品的測量精度和使用壽命。保護 帽采用雙層復合結構，內襯使用耐高溫工程塑料骨架21，借此提高保護帽的結構強度。同 時，高分子燒結材料層22的保護帽比普通金屬有更好的防腐蝕作，應用更廣。所述管道式 探頭管管內壁有突起，保護帽從其右側伸進，因而不會掉進去。針對電壓電流變換電路使用專業(yè)IC，導致成本較高的問題，本產品采用簡單模擬 電路實現，該電路轉換精度達到專業(yè)集成IC的水平，價格卻只有其的1/10。圖6為濕度變化電壓轉換模塊的電路原理圖。濕敏電容與三極管組成振蕩電路， 此電路將濕度信號轉變成為頻率信號。此頻率信號和一個固定的頻率信號通過RC濾波再 比較放大得出濕度變化所對應的電壓變化率。此電壓變化率通過由1個運放2個三極管組 成的電壓電流變換電路轉換為相應的電流信號輸出。三極管Ql、Q2和與之相連接的電阻 電容構成兩個相互影響的振蕩回路。當濕敏電容HC受空氣濕度變化而電容值發(fā)生改變時， 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分別經過HR9、HC5和 HR16、HC6組成的阻容濾波電路后將產生不同的電壓信號。這兩個不同的電壓信號經過運放 差分放大后，得到的就是去除共模干擾后濕敏電容HC感應到的濕度變化所對應的電壓變 化。三極管Q4、Q5以及與此相連的運放、電阻、電容共同構成了一個反向輸入恒流源電路， 輸出電流lout = Vin/R105。濕敏電容HC感應到的濕度變化所對應的電壓變化經過恒流 源電路后即轉換為相應的電流值。通過調節(jié)位移電阻HR2、HR3、HR4和斜率電阻HR9、HR10、 HR11，就可以輸出4-20mA的標準電流信號。圖7為溫度變化電壓轉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，將溫度變化所對應的電壓變化轉換出來，此電壓變化率通過由1個運放2個三極 管組成的電壓電流變換電路轉換為相應的電流信號輸出。運算放大器U2、溫度傳感器RT和 與其相連的電阻電容構成二級差分放大電路，TR2、TR15是線性化修正電阻，可以使運放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以及與此相連的運放、電 阻、電容共同構成了一個反向輸入恒流源電路，輸出電流lout = Vin/R115。運算放大器U2 的7腳輸出電壓經過恒流源電路后即轉換為相應的電流值。通過調節(jié)位移電阻TR8、TR9、 TR10和斜率電阻TR4、TR5、TR6，就可以輸出4_20mA的標準電流信號。本實施例的溫濕度傳感變送裝置可以測量中央空調供氣管道中空氣的溫濕度情 況。使用時，在需要安裝的管道處開14mm的標準孔，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，信號線即可輸出與溫濕度相對應的電壓或電流信號?，F有的溫濕度變送器有兩種結構，一是傳感頭敞開式，這種結構解決了反應靈敏 問題，但傳感容易被污染，會造成測量精度下降，使用壽命縮短的問題。而且其探頭部件大 都采用塑料構件，缺點是不能耐高溫、容易老化變形。第二種結構是傳感頭采用金屬保護 罩，這種結構可以防污染，但由于金屬熱容量大，導致溫濕度測量不靈敏。所以現有的溫濕 度變送器很難既保證檢測的靈敏性同時又保證測量的精確度。本實施例的溫濕度傳感變送裝置具有以下優(yōu)點溫濕度傳感器中的探頭部件采用標準有縫鋼管耐高溫，長期使用不變形；溫濕度敏感器件保護罩采用高分子燒結材料制作， 內部有塑料內襯；透氣性好，耐高溫耐腐蝕，避免贓物污染溫濕度傳感頭，結構強度高。溫度 和濕度變化電壓轉換模塊采用簡單模擬電路實現，性價比高，生產成本易控制。 以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用 新型之權利范圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的 范圍。
權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換模塊、與所述濕度傳感器連接的濕度變化電壓轉換模塊；與所述溫度變化電壓轉換模塊和濕度變化電壓轉換模塊連接的標準信號輸出模塊。
2.如權利要求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 面罩設有保護帽，該保護帽的內襯是耐高溫工程塑料骨架，該保護帽的外表面是高分子燒 結材料層。
3.如權利要求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所述溫度傳感器感應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過所述第一電壓電流變換電路轉換為相應的輸出 電流。
4.如權利要求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換模 塊包括依次連接的頻率信號變換單元、濾波放大比較單元和第二電壓電流變換電路；頻率 信號變換單元包括由三極管Ql、Q2和與之相連接的電阻電容構成的兩個相互影響的振蕩 回路，頻率信號變換單元輸出的頻率及占空比隨濕度傳感器感應的濕度變化而改變；濾波 放大比較單元根據頻率信號變換單元輸出的頻率輸出對應的電壓，第二電壓電流變換電路 將其轉換成相應的輸出電流。
5.如權利要求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；該有縫鋼管上設有凹槽。
專利摘要本實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換模塊；與所述濕度傳感器連接的濕度變化電壓轉換模塊；與所述溫度變化電壓轉換模塊和濕度變化電壓轉換模塊連接的標準信號輸出模塊；所述濕度傳感器和溫度傳感器中的探頭部件是有縫鋼管。本實用新型采用模擬電路來實現其主要功能，驅動力強而且成本更低，而且檢測更加靈敏又不怕被污染。
文檔編號G01N27/22GK201600199SQ20102010719
公開日2010年10月6日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權日2010年1月29日
發(fā)明者施建雄, 李科, 王章勝 申請人:深圳市深恒源電子技術有限公司