高精度溫溼度傳感器的製作方法
2023-07-11 20:05:26 1
專利名稱：高精度溫溼度傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於空氣狀態參數測量技術領域，用於測定空氣的幹球溫度、溼球溫度，並可進而確定空氣的相對溼度。
利用測定空氣幹、溼球溫度來確定空氣的含溼量和相對溼度的阿斯曼方法是經典的、標準的方法。現有技術中採用阿斯曼方法的水銀乾濕球溫度計是非電測方式，不能與二次電測儀表連用，信號不能遠距離傳輸。由於氯化鋰等化合物具有其電阻隨吸溼率而變化的特點，以此為原理發展了另一類溼度傳感器，這類傳感器可以與二次電測儀表連用，解決了信號傳輸的問題。但是這類溼度傳感器各元件間的差異大，性能不穩定，需要經常進行標定和校準，且輸出信號變送複雜，不利於實際應用。另一種已得到實際應用的採用阿斯曼方法以熱敏電阻為測溫元件的乾濕球溫度計，由於其實際的被測量是敏感元件的電阻值，信號變送複雜，輸出電平低，抗幹擾性能差，需要對信號傳輸線路的電阻進行補償，精度校準不易，尤其不利於在計算機監控下的大規模巡檢。
本實用新型的任務是對現有的採用阿斯曼方法的溫溼度傳感器進行改進，使這種傳感器的輸出是穩定的、不必進行線路補償的、抗幹擾性強的電流或電壓信號，因而具有很高的精度，而且便於與計算機集中監控系統連用。
本實用新型的主要技術特徵是採用了集成恆流溫度傳感器作為測溫的敏感元件。這種敏感元件的輸出電流僅隨溫度而變化，且具有良好的線性性。由於輸出信號是電流值，便於遠距離傳輸，對噪聲電壓有良好的抑制性。
本實用新型所說高精度溫溼度傳感器，可以做成固定式的或可攜式的，採用微型直流電機驅動風扇，可以克服現有技術中採用微型交流電機時工頻幹擾信號影響精度的問題，使工頻幹擾信號降至最低。
附圖
是固定式溫溼度傳感器的結構剖面圖。圖中1－風管，2－幹球溫度敏感元件，3－溼球溫度敏感元件，4－套管，5－螺母，6－固定架，7－風扇，8－微型直流電機，9－套筒底座，10－圓螺母，11－插座，12－外殼，13－信號調理板，14－吸溼紗條，15－水杯。
以下結合附圖敘述一下本實用新型的工作過程微型直流電機8帶動風扇7使被測區域的空氣以2.5米／秒以上的速度被吸入風管1，並經連接螺母5及套筒底座9側壁上的開孔流出。微型直流電機8由圓螺母10固定在套筒底座9中。幹球溫度敏感元件2和溼球溫度敏感元件3通過各自的套管4安裝在感溫元件固定架6上。其中溼球溫度敏感元件3由一端置於水杯15中的吸溼紗條14包復。在氣流的作用下，由於水分的蒸發，溼球溫度敏感元件3的溫度將低於空氣的幹球溫度。兩個溫度敏感元件的輸出電流經過信號調理板13可以按不同的使用要求變換成規格化的電流或電壓信號輸出。輸出信號的零點和量程都可變換，可以輸出0～10毫安或4～20毫安的電流信號與常規模擬調節儀表配合使用，也可以變換成0～5伏的電壓信號直接與A／D轉換器配接，以簡化計算機監控系統的模擬輸入通道。微型直流電機8的電源線及輸出信號經插座11與二次儀表或計算機相連。固定式溫溼度傳感器的所有部件均安裝在一個整體的外殼12中。
每次讀數之前，由測量者或由計算機發出指令開啟微型直流電機，帶動風扇。兩分鐘左右溼球溫度的讀數達到穩定，即可在二次儀表上進行讀數或經計算機控制的A／D轉換器把輸出信號讀入計算機，隨後關閉微型直流電機。由讀得的幹、溼球溫度可用查表的方法或由計算機進行運算，進一步確定空氣的其他有關參數，如含溼量、相對溼度、水蒸汽分壓力、露點溫度和溼空氣的焓等。
本實用新型所說溫溼度傳感器，可用於溫度為5～90℃、相對溼度為0～100％RH的空氣的測定，其主要優點在於測量精度高(測溫精度可達0.1℃，測溼精度可達±2％)、在長時間運行下性能穩定，抗幹擾能力強，特別適用於計算機監控下的大規模巡檢和控制系統，也可與二次模擬儀表連用進行讀數或作控制用。
權利要求1.一種溫溼度傳感器，由設置在風管1中的幹球溫度敏感元件2、溼球溫度敏感元件3、安裝在微型電機軸端的風扇7、信號調理板13和外殼12組成，其特徵是所說的幹球溫度敏感元件2和溼球溫度敏感元件3採用了輸出電流僅隨溫度變化的集成恆流溫度傳感器，微型電機8為直流電機。
2.根據權利要求1所說的溫度傳感器，其特徵在於所說的微型直流電機由傳感器以外提供的低壓直流電源驅動。
專利摘要本實用新型為根據阿斯曼乾濕球溫度計的原理來確定空氣的幹、溼球溫度並可進而確定空氣溼度的高精度溫溼度傳感器，由幹、溼球溫度敏感元件，微型直流電機，風扇，風管，信號調理板等組成。可用於溫度為5-90℃，相對溼度為0-100％RH的空氣的測定。輸出信號可按不同要求調製成適當的電流或電壓信號。整個傳感器性能穩定，抗幹擾性強，無需作線路補償，因而具有很高的精度。輸出信號既可與二次儀表連用進行讀數，又特別適合於計算機監控下的大規模巡檢和控制系統。
文檔編號G01D5/12GK2055247SQ8920559
公開日1990年3月28日 申請日期1989年5月6日 優先權日1989年5月6日
發明者呂東嵐, 方肇洪 申請人:山東建築工程學院