一種數(shù)字式高精度深水溫度傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字式高精度深水溫度傳感器。屬水文測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水聲測(cè)量設(shè)備周圍的水下溫度是影響水聲聲線特性的關(guān)鍵參數(shù)，精確的水溫測(cè)量可以提高聲線修正的精度，從而降低水聲通信的誤碼率和提高水聲定位的時(shí)延精度。所以，水聲測(cè)量設(shè)備應(yīng)該配備一套高精度深水溫度傳感器，把溫度實(shí)時(shí)傳送到顯控中心，進(jìn)行實(shí)時(shí)聲線修正。
[0003]高精度深水溫度傳感器多為國外進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格昂貴，且安裝結(jié)構(gòu)受限，不能自主進(jìn)行水密處理。本發(fā)明專利將使用工業(yè)上常用的鎧裝熱電阻結(jié)合數(shù)字式溫度變送器完成一種數(shù)字式高精度深水溫度傳感器的設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)落后不足，提供一種數(shù)字式高精度深水溫度傳感器。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]數(shù)字式高精度深水溫度傳感器，由溫度感應(yīng)器(1)、水密結(jié)構(gòu)(2)、溫度變送器
(3),HART -RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)和微控制器(5)組成，所述溫度感應(yīng)器(I)通過帶有兩道密封圈的水密結(jié)構(gòu)(2 )與測(cè)量設(shè)備水密筒連接，溫度變送器(3 )將溫度感應(yīng)器(I)采集的溫度模擬電流量(4?20mA)轉(zhuǎn)換為工業(yè)常用的HART協(xié)議接口形式數(shù)字量，再使用HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)將HART協(xié)議數(shù)字量轉(zhuǎn)換為微控制器(5)常用的RS485接口形式。
[0007]所述的溫度感應(yīng)器(I)負(fù)責(zé)采集溫度模擬電流量，水密結(jié)構(gòu)(2)完成該傳感器與水下測(cè)量設(shè)備的固定、安裝和密封工作。
[0008]所述的溫度變送器(3)采用工業(yè)上常用的鎧裝熱電阻與數(shù)字式溫度變送器。
[0009]所述的溫度變送器(3)和HART -RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)需額外提供穩(wěn)定的24V直流電源。
[0010]所述的溫度感應(yīng)器(I)采集的溫度模擬量轉(zhuǎn)換為RS485數(shù)字量的整個(gè)過程采用低誤差、高采樣等方法，HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)及電路采用低功耗設(shè)計(jì)，整體功耗小于0.1瓦。
[0011]工作原理:水密結(jié)構(gòu)(2)與測(cè)量設(shè)備水密筒連接完成后，由微控制器(5)通過RS485接口發(fā)送采集溫度值指令，溫度感應(yīng)器(I)響應(yīng)采集指令通過溫度-阻值變化公式輸出溫度模擬量到溫度變送器(3 )，溫度變送器(3 )通過高采樣A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為HART協(xié)議數(shù)字量，最后由HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)將HART協(xié)議數(shù)字量轉(zhuǎn)換為微控制器(5)常用的RS485接口形式，完成測(cè)量工作。
[0012]使用該傳感器其工作穩(wěn)定可靠，能自主進(jìn)行水密處理，設(shè)計(jì)成本低，測(cè)量精度高。
【附圖說明】
[0013]圖1是數(shù)字式高精度深水溫度傳感器工作結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是數(shù)字式高精度深水溫度傳感器水密結(jié)構(gòu)機(jī)械尺寸圖。
[0015]圖3為圖2的仰視圖。
[0016]圖中標(biāo)號(hào):I一溫度感應(yīng)器；2—水密結(jié)構(gòu)；3—溫度變送器；4一HART -RS485轉(zhuǎn)換模塊；5—微控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)用新型涉及的數(shù)字式高精度深水溫度傳感器由溫度感應(yīng)器1、水密結(jié)構(gòu)2、溫度變送器3、HART -RS485轉(zhuǎn)換模塊4和微控制器5組成，所述溫度感應(yīng)器I通過帶有兩道密封圈的水密結(jié)構(gòu)2與測(cè)量設(shè)備水密筒連接，溫度變送器3將溫度感應(yīng)器I采集的溫度模擬電流量(4?20mA)轉(zhuǎn)換為工業(yè)常用的HART協(xié)議接口形式數(shù)字量，再使用HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊4將HART協(xié)議數(shù)字量轉(zhuǎn)換為微控制器5常用的RS485接口形式。
[0018]進(jìn)一步的，所述的溫度感應(yīng)器I負(fù)責(zé)采集溫度模擬電流量，水密結(jié)構(gòu)2完成該傳感器與水下測(cè)量設(shè)備的固定、安裝和密封工作。
[0019]進(jìn)一步的，所述的溫度傳感器可正常工作的最大水深為200米，其溫度測(cè)溫誤差小于0.1攝氏度。
[0020]進(jìn)一步的，所述的溫度變送器3采用工業(yè)上常用的鎧裝熱電阻與數(shù)字式溫度變送器。
[0021]具體的，所述的溫度變送器3和HART -RS485轉(zhuǎn)換模塊4需額外提供穩(wěn)定的24V直流電源。
[0022]更進(jìn)一步的，所述的溫度感應(yīng)器I采集的溫度模擬量轉(zhuǎn)換為RS485數(shù)字量的整個(gè)過程采用低誤差、高采樣等方法，HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊4及電路采用低功耗設(shè)計(jì)，整體功耗小于0.1瓦。
[0023]如圖1、圖2、圖3所示，為整個(gè)數(shù)字式高精度深水溫度傳感器，水密結(jié)構(gòu)2與測(cè)量設(shè)備水密筒連接完成后，由微控制器5通過RS485接口發(fā)送采集溫度值指令，溫度感應(yīng)器I響應(yīng)采集指令通過溫度-阻值變化公式輸出溫度模擬量到溫度變送器3，溫度變送器3通過高采樣A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為HART協(xié)議數(shù)字量，最后由HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊4將HART協(xié)議數(shù)字量轉(zhuǎn)換為微控制器5常用的RS485接口形式，完成測(cè)量工作。
[0024]使用該傳感器其工作穩(wěn)定可靠，能自主進(jìn)行水密處理，設(shè)計(jì)成本低，測(cè)量精度高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)字式高精度深水溫度傳感器，由溫度感應(yīng)器(I)、水密結(jié)構(gòu)(2)、溫度變送器(3)、HART -RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)和微控制器(5)組成，其特征在于:所述溫度感應(yīng)器(I)通過帶有兩道密封圈的水密結(jié)構(gòu)(2)與測(cè)量設(shè)備水密筒連接，溫度變送器(3)將溫度感應(yīng)器(I)采集的溫度模擬電流量4?20mA轉(zhuǎn)換為工業(yè)常用的HART協(xié)議接口形式數(shù)字量，再使用HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)將HART協(xié)議數(shù)字量轉(zhuǎn)換為微控制器(5)常用的RS485接口形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式高精度深水溫度傳感器，其特征在于:所述的溫度感應(yīng)器(I)負(fù)責(zé)采集溫度模擬電流量，水密結(jié)構(gòu)(2)完成該傳感器與水下測(cè)量設(shè)備的固定、安裝和密封工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式高精度深水溫度傳感器，其特征在于:所述的溫度變送器(3)采用工業(yè)上常用的鎧裝熱電阻與數(shù)字式溫度變送器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式高精度深水溫度傳感器，其特征在于:所述的溫度變送器(3)和HART -RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)需額外提供穩(wěn)定的24V直流電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字式高精度深水溫度傳感器，其特征在于:所述的溫度感應(yīng)器(I)采集的溫度模擬量轉(zhuǎn)換為RS485數(shù)字量的整個(gè)過程采用低誤差、高采樣的方法，HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊(4)及電路采用低功耗設(shè)計(jì)，整體功耗小于0.1瓦。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的是一種數(shù)字式高精度深水溫度傳感器，由溫度感應(yīng)器（1）、水密結(jié)構(gòu)（2）、溫度變送器（3）、HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊（4）和微控制器（5）組成，所述溫度感應(yīng)器（1）通過帶有兩道密封圈的水密結(jié)構(gòu)（2）與測(cè)量設(shè)備水密筒連接，溫度變送器（3）將溫度感應(yīng)器（1）采集的溫度模擬電流量（4～20mA）轉(zhuǎn)換為工業(yè)常用的HART協(xié)議接口形式數(shù)字量，再使用HART-RS485轉(zhuǎn)換模塊（4）將HART協(xié)議數(shù)字量轉(zhuǎn)換為微控制器（5）常用的RS485接口形式。使用該傳感器其工作穩(wěn)定可靠，能自主進(jìn)行水密處理，設(shè)計(jì)成本低，測(cè)量精度高。
【IPC分類】G01K7-16
【公開號(hào)】CN204405214
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420841964
【發(fā)明人】付傳寶, 段文海, 吳家喜
【申請(qǐng)人】中國船舶重工集團(tuán)公司七五○試驗(yàn)場(chǎng)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月28日