一種自適應(yīng)波特率串口水溫探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自適應(yīng)波特率串口水溫探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]水溫傳感器種類繁多，支持Modbus協(xié)議的串口水溫傳感器是獲得廣泛應(yīng)用的一類。此類傳感器不但本身成本低，而且可以簡單廉價地組成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程多點溫度監(jiān)測。從結(jié)構(gòu)上分，此類產(chǎn)品可分為分體式和一體式兩種，分體式傳感器的感溫元件在外置探頭中通過導(dǎo)線和傳感器主體連接，一體式傳感器的感溫元件集成在傳感器主體當(dāng)中。由于Modbus協(xié)議和RS485串口協(xié)議的固有特征，以往的此類傳感器有Device ID和波特率兩個參數(shù)需要用戶設(shè)置，設(shè)置方式有以下兩種:
[0003]1、使用硬件設(shè)置，如撥碼開關(guān)、跳線、按鈕等。此方式的優(yōu)點是簡單直觀，缺點是傳感器體積較大、難以做到絕塵防水密封。
[0004]2、使用軟件設(shè)置，如使用私有協(xié)議通過串口改變參數(shù)。此方式的優(yōu)點是傳感器體積小、容易做到絕塵防水密封，缺點是操作復(fù)雜，無法通過人體感官直接知道參數(shù)值。
[0005]自適應(yīng)波特率串口水溫探頭可以省去設(shè)置波特率的步驟，操作方便，一種此類的水溫探頭有待于進(jìn)一步研宄和開發(fā)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單的自適應(yīng)波特率串口水溫探頭O
[0007]本實用新型的技術(shù)方案是:本實用新型是一種自適應(yīng)波特率串口水溫探頭，包括不銹鋼管外套、疏水介質(zhì)密封層、導(dǎo)熱灌封膠、四芯線、第一感溫元件、第二感溫元件、電路板、震動開關(guān)、單片機(jī)、電源模塊、串口模塊，所述不銹鋼管外套單端封口，所述不銹鋼管外套的開口端由外到內(nèi)依次由所述疏水介質(zhì)密封層、所述導(dǎo)熱灌封膠密封，所述電路板置于所述不銹鋼管外套內(nèi)部，所述電路板通過所述四芯線與外界相連，所述四芯線用于連接電源正負(fù)極、Modbus總線，所述第一感溫元件、所述第二感溫元件置于所述不銹鋼管外套內(nèi)封口端，所述震動開關(guān)嵌入所述電路板的開孔中，所述不銹鋼管外套內(nèi)還設(shè)有所述單片機(jī)、所述電源模塊和所述串口模塊，所述單片機(jī)用于分析Modbus總線串口電平的波形、判斷串口的波特率、對接收到的數(shù)據(jù)作出響應(yīng)、監(jiān)測所述震動開關(guān)的狀態(tài)、對所述第一感溫元件、所述第二感溫元件的阻值進(jìn)行采樣分析獲得溫度值，所述電源模塊設(shè)置在所述不銹鋼管外套內(nèi)靠近所述疏水介質(zhì)密封層一側(cè)，所述電源模塊用于提供穩(wěn)定電源，所述串口模塊為串口通訊提供支持，所述第一感溫元件、所述第二感溫元件、所述震動開關(guān)、所述單片機(jī)、所述電源模塊、所述串口模塊分別和所述電路板通過電連接。
[0008]所述第一感溫元件、所述第二感溫元件均為NTC熱敏電阻，所述第一感溫元件對應(yīng)的分壓電阻高于其在25°C時的阻值，所述第二感溫元件對應(yīng)的分壓電阻低于其在25V時的阻值。
[0009]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0010]1、疏水介質(zhì)密封層、導(dǎo)熱灌封膠和不銹鋼管外套的設(shè)置，使得該裝置不但絕塵防水，而且有一定機(jī)械強(qiáng)度，可適應(yīng)于許多惡劣環(huán)境。
[0011]2、本實用新型體積小巧，直徑不超過10mm。
[0012]3、本實用新型支持基于RS485的Modbus協(xié)議。通用性強(qiáng)，便于多點級聯(lián)組網(wǎng)。
[0013]4、本實用新型使用自適應(yīng)波特率技術(shù)，無需設(shè)置波特率即可實現(xiàn)Modbus協(xié)議串口通訊。
[0014]5、本實用新型使用兩個NTC熱敏電阻作為感溫元件，第一熱敏電阻對應(yīng)的分壓電阻阻值高于熱敏電阻在25°C時的阻值，第二熱敏電阻對應(yīng)的分壓電阻阻值低于熱敏電阻在25°C時的阻值。常溫時，綜合兩個熱敏電阻的采樣數(shù)據(jù)，計算后可獲得較準(zhǔn)確的溫度值；溫度較低時，通過第一熱敏電阻的采樣數(shù)據(jù)可獲得較準(zhǔn)確的溫度值；溫度較高時，通過第二熱敏電阻的采樣數(shù)據(jù)可獲得較準(zhǔn)確的溫度值。如果發(fā)現(xiàn)通過兩路熱敏電阻獲取的兩個溫度值差距過大，可據(jù)此斷定發(fā)生故障，這種設(shè)置方式使得測量得到的溫度精度高。
[0015]6、電源模塊設(shè)置在不銹鋼管外套內(nèi)靠近疏水介質(zhì)密封層一側(cè)，電源模塊發(fā)熱大，遠(yuǎn)離第一感溫元件、第二感溫元件，避免干擾感溫元件工作。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:
[0018]1、不銹鋼管外套2、疏水介質(zhì)密封層 3、四芯線
[0019]4、第一感溫元件5、第二感溫元件 6、電路板
[0020]7、震動開關(guān)8、單片機(jī)9、電源模塊
[0021]10、導(dǎo)熱灌封膠11、串口模塊
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型做詳細(xì)說明。
[0023]如圖1所示，本實用新型提供一種自適應(yīng)波特率串口水溫探頭，包括不銹鋼管外套1、疏水介質(zhì)密封層2、四芯線3、第一感溫元件4、第二感溫元件5、電路板6、震動開關(guān)7、單片機(jī)8、電源模塊9、導(dǎo)熱灌封膠10、串口模塊11，不銹鋼管外套I單端封口，開口一側(cè)由疏水介質(zhì)密封層2密封，疏水介質(zhì)密封層2內(nèi)側(cè)設(shè)有導(dǎo)熱灌封膠10，電路板6置于不銹鋼管外套I內(nèi)導(dǎo)熱灌封膠10中，電路板6通過四芯線3與外界相連，四芯線3用于連接電源正負(fù)極、Modbus總線，第一感溫元件4、第二感溫元件5置于不銹鋼管外套I內(nèi)封口端，震動開關(guān)7嵌入電路板6的開孔中，不銹鋼管外套I內(nèi)還設(shè)有單片機(jī)8、電源模塊9、串口模塊11，單片機(jī)8用于分析Modbus總線串口電平的波形、判斷串口的波特率、對接收到的數(shù)據(jù)作出響應(yīng)、監(jiān)測所述震動開關(guān)7的狀態(tài)、對所述第一感溫元件4、所述第二感溫元件5的阻值進(jìn)行采樣分析獲得溫度值，電源模塊9設(shè)置在不銹鋼管外套I內(nèi)靠近疏水介質(zhì)密封層2 —側(cè)，用于提供穩(wěn)定電源，串口模塊11為串口通訊提供支持，第一感溫元件4、第二感溫元件5、震動開關(guān)7、單片機(jī)8、電源模塊9、串口模塊11分別和電路板6通過電連接。
[0024]第一感溫元件4、第二感溫元件5均為NTC熱敏電阻，第一感溫元件4對應(yīng)的分壓電阻高于其在25°C時的阻值，第二感溫元件5對應(yīng)的分壓電阻低于其在25°C時的阻值。
[0025]本實例的工作過程:四芯線3分別和電源正負(fù)極、Modbus總線相連接，單片機(jī)8的串口連接串口模塊11，串口模塊11連接Modbus總線，Modbus總線的數(shù)據(jù)經(jīng)過串口模塊11傳到單片機(jī)6串口，該裝置使用基于RS485的Modbus協(xié)議，無需設(shè)置波特率，通過單片機(jī)8分析串口電平的波形，判斷使用的是哪種常見的波特率，連續(xù)振動時，單片機(jī)8監(jiān)測到震動開關(guān)7反復(fù)開關(guān)閉合，可使該裝置在一段時間內(nèi)以任意Device ID通訊。通過串口設(shè)置參數(shù)，可屏蔽震動開關(guān)的功能，以適應(yīng)于震動的環(huán)境。
[0026]Modbus協(xié)議的Device ID可通過串口設(shè)置。有如下三種方法:
[0027]1、使用私有協(xié)議，獲得該裝置的Device ID，再用Modbus協(xié)議修改代表Device ID的寄存器。
[0028]2、連續(xù)振動該裝置，再用Modbus協(xié)議修改其中代表Device ID的寄存器。
[0029]3、使用Modbus協(xié)議，窮舉各個可能的Device ID，修改代表Device ID的寄存器。
[0030]溫度測量時，分別通過兩個感溫元件測量出兩個溫度值，如果兩個溫度值相差過大，說明傳感器處于故障狀態(tài)，則將Modbus協(xié)議中表示故障的數(shù)據(jù)點設(shè)置為故障狀態(tài)，否則設(shè)置為正常狀態(tài)。常溫時，綜合兩個感溫元件的采樣數(shù)據(jù)，計算后可獲得較準(zhǔn)確的溫度值；溫度較低時，通過第一感溫元件的采樣數(shù)據(jù)可獲得較準(zhǔn)確的溫度值；溫度較高時，通過第二感溫元件的采樣數(shù)據(jù)可獲得較準(zhǔn)確的溫度值。
[0031]以上對本實用新型的一個實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種自適應(yīng)波特率串口水溫探頭，其特征在于:包括不銹鋼管外套、疏水介質(zhì)密封層、導(dǎo)熱灌封膠、四芯線、第一感溫元件、第二感溫元件、電路板、震動開關(guān)、單片機(jī)、電源模塊、串口模塊，所述不銹鋼管外套單端封口，所述不銹鋼管外套的開口端由所述疏水介質(zhì)密封層密封，不銹鋼管外套內(nèi)部灌裝有導(dǎo)熱灌封膠，所述電路板置于所述不銹鋼管外套內(nèi)部，所述電路板通過所述四芯線與外界相連，所述四芯線用于連接電源正負(fù)極、Modbus總線，所述第一感溫元件、所述第二感溫元件置于所述不銹鋼管外套內(nèi)封口端一側(cè)，所述震動開關(guān)嵌入所述電路板的開孔中，所述不銹鋼管外套內(nèi)還設(shè)有所述單片機(jī)、所述電源模塊和所述串口模塊，所述單片機(jī)用于分析Modbus總線串口電平的波形從而判斷串口的波特率、監(jiān)測所述震動開關(guān)的狀態(tài)、對所述第一感溫元件和第二感溫元件的阻值進(jìn)行采樣分析獲得溫度值，所述電源模塊設(shè)置在所述不銹鋼管外套內(nèi)靠近所述疏水介質(zhì)密封層一側(cè)，所述電源模塊用于提供穩(wěn)定電源，所述串口模塊為串口通訊提供支持，所述第一感溫元件、所述第二感溫元件、所述震動開關(guān)、所述單片機(jī)、所述電源模塊、所述串口模塊分別和所述電路板通過電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)波特率串口水溫探頭，其特征在于:所述第一感溫元件、所述第二感溫元件均為NTC熱敏電阻，所述第一感溫元件對應(yīng)的分壓電阻高于其在25°C時的阻值，所述第二感溫元件對應(yīng)的分壓電阻低于其在25°C時的阻值。
【專利摘要】本實用新型提供一種自適應(yīng)波特率串口水溫探頭，不銹鋼管外套單端封口，電路板置于不銹鋼管外套內(nèi)部并由導(dǎo)熱灌封膠密封，不銹鋼管外套開口一側(cè)由疏水介質(zhì)密封層密封，電路板通過四芯線與外界相連，四芯線用于連接電源正負(fù)極和Modbus總線，第一感溫元件、第二感溫元件置于不銹鋼管外套內(nèi)封口端，震動開關(guān)嵌入電路板的開孔中，不銹鋼管外套內(nèi)還設(shè)有單片機(jī)、電源模塊、串口模塊，第一感溫元件、第二感溫元件、震動開關(guān)、單片機(jī)、電源模塊、串口模塊分別和電路板通過電連接。本實用新型的有益效果是體積小、絕塵防水、用串口通訊時可自適應(yīng)波特率。
【IPC分類】G01K7/22
【公開號】CN204679179
【申請?zhí)枴緾N201520423771
【發(fā)明人】李沖
【申請人】李沖
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月18日