专利名称：一种温湿度传感变送装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种将检测到的空气温度和湿度转换为标准电流或电压信号传 送出去的装置，尤其涉及一种用于管道空调中的温湿度传感变送装置。
背景技术：
管道式温湿度变送器主要运用在中央空调管道里的温湿度测量，管道里的空气污 染比较严重而且要求变送器检测温湿度反应灵敏。管道式温湿度变送器的主要功能是要将 管道中环境空气的温度和湿度的变化情况转变成电信号输出，现有的管道式温湿度变送器 在实现该部分功能时大多采用的都是IC集成电路，成本较高而且驱动能力不够理想。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种温湿度传感变送装置，其既能够保证 检测的灵敏性，同时又能够保证测量的精确度。为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种温湿度传感变送装置，其 包括湿度传感器、温度传感器、与所述温度传感器连接的温度变化电压转换模块、与所述湿 度传感器连接的湿度变化电压转换模块、与所述温度变化电压转换模块和湿度变化电压转 换模块连接的标准信号输出模块。作为本实用新型的改进，在所述湿度传感器的外表面罩设有保护帽，该保护帽的 内衬是耐高温工程塑料骨架，该保护帽的外表面是高分子烧结材料层。作为本实用新型的改进，所述温度变化电压转换模块包括与所述温度传感器连接 的钼电阻线性电路、与钼电阻线性电路连接的第一电压电流变换电路；所述钼电阻线性电 路的输出电压根据所述温度传感器感应到的温度变化而线性变化，所述钼电阻线性电路的 输出电压经过所述第一电压电流变换电路转换为相应的输出电流。所述湿度变化电压转换模块包括依次连接的频率信号变换单元、滤波放大比较单 元和第二电压电流变换电路；频率信号变换单元包括由三极管Q1、Q2和与之相连接的电阻 电容构成的两个相互影响的振荡回路，频率信号变换单元输出的频率及占空比随湿度传感 器感应的湿度变化而改变；滤波放大比较单元根据频率信号变换单元输出的频率输出对应 的电压，第二电压电流变换电路将其转换成相应的输出电流。作为本实用新型的改进，所述湿度传感器和温度传感器中的探头部件是有缝钢 管；该有缝钢管上设有凹槽用于卡住温湿传感器不至于掉进有缝钢管中间。实施本实用新型实施例，具有如下有益效果由于本实用新型的湿度传感器采用 有缝钢管替代塑料探头部件，解决了探头部件容易老化变形的问题，采用有缝钢管作为探 头部件后，本产品最高使用温度可以达到150°C以上。而且湿度传感器的外表面罩设的保护 帽采用了新结构其里面是耐高温塑料内衬，此内衬只有骨架，在起到支撑作用的同时又不 妨碍空气流通，保护帽外面是很薄的高分子烧结材料，此材料透气性能非常好，又可以保护 传感头不受污染。同时，采用温度变化电压转换模拟电路和湿度变化电压转换模拟电路替
3代原有的集成IC电路，使得电路驱动能力更强，可以远距离传输信号，而且价格更便宜。
图1是本实用新型实施例一种温湿度传感变送装置在一种实施方式中的原理框 架示意图；图2是本实用新型实施例一种温湿度传感变送装置在一种实施方式中的详细原 理框架示意图；图3是本实用新型图1中温湿度传感器中的传感探头所采用的有缝钢管在一种实 施方式中的结构示意图；图4是本实用新型图1中湿度传感器外表面罩设的保护帽的耐高温工程塑料骨架 结构图；图5是本实用新型图1中湿度传感器外表面罩设的保护帽的高分子烧结材料层结 构图；图6是本实用新型图1中湿度变化电压转换模块的电路图；图7是本实用新型图1中温度变化电压转换模块的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过实施例 对本实用新型作进一步地详细描述。本实用新型主要应用在空调工程、电子、纺织、仓储、烟草、制药、气象等行业；以及 温湿度监视器，温湿度控制器，自动通风设备中。参照图1，本实施例一种温湿度传感变送装置，其包括湿度传感器2、温度传感器 1 ；与所述温度传感器1连接的温度变化电压转换模块3 ；与所述湿度传感器2连接的湿度 变化电压转换模块4 ；与所述温度变化电压转换模块3和湿度变化电压转换模块4连接的 标准信号输出模块5 ；所述湿度传感器2和温度传感器1中的探头部件11是有缝钢管。参考图2本实施例温湿度传感变送装置详细的电路原理模块图。其中上述的温度 变化电压转换模块3包括与所述温度传感器1连接的钼电阻线性电路31、与钼电阻线性电 路31连接的第一电压电流变换电路32。所述钼电阻线性电路的输出电压根据所述温度传 感器感应到的温度变化而线性变化，所述钼电阻线性电路的输出电压经过所述第一电压电 流变换电路转换为相应的输出电流。所述湿度变化电压转换模块4包括依次连接的频率信号变换单元41、滤波放大比 较单元42和第二电压电流变换电路43。频率信号变换单元包括由三极管Q1、Q2和与之相 连接的电阻电容构成的两个相互影响的振荡回路，频率信号变换单元输出的频率及占空比 随湿度传感器感应的湿度变化而改变；滤波放大比较单元根据频率信号变换单元输出的频 率输出对应的电压，第二电压电流变换电路将其转换成相应的输出电流。针对管道式温湿度变送器探头部件容易老化变形的问题，本实施例采用有缝钢管 替代塑料探头部件的方法来解决，参考图3，该有缝钢管11上设有凹槽用于卡住温湿传感 器不至于掉进有缝钢管中间。采用有缝钢管作为探头部件后，本产品最高使用温度可以达 到150°C以上。[0023]参考图4和图5，针对湿度敏感器件容易结露、被污染从而导致测量误差的问题， 本实施例的温湿度传感变送装置采用高分子聚合物烧结成特殊形状的保护帽用以保护湿 度传感器得以解决，该保护帽的内衬是耐高温工程塑料骨架21，该保护帽的外表面是高分 子烧结材料层22。该保护帽可使湿度传感器在高湿状态下、甚至水中或其它液体中都不会 发生湿度传感器件结露或者被污染的情况，从而保证了产品的测量精度和使用寿命。保护 帽采用双层复合结构，内衬使用耐高温工程塑料骨架21，借此提高保护帽的结构强度。同 时，高分子烧结材料层22的保护帽比普通金属有更好的防腐蚀作，应用更广。所述管道式 探头管管内壁有突起，保护帽从其右侧伸进，因而不会掉进去。针对电压电流变换电路使用专业IC，导致成本较高的问题，本产品采用简单模拟 电路实现，该电路转换精度达到专业集成IC的水平，价格却只有其的1/10。图6为湿度变化电压转换模块的电路原理图。湿敏电容与三极管组成振荡电路， 此电路将湿度信号转变成为频率信号。此频率信号和一个固定的频率信号通过RC滤波再 比较放大得出湿度变化所对应的电压变化率。此电压变化率通过由1个运放2个三极管组 成的电压电流变换电路转换为相应的电流信号输出。三极管Ql、Q2和与之相连接的电阻 电容构成两个相互影响的振荡回路。当湿敏电容HC受空气湿度变化而电容值发生改变时， 此振荡电路的频率以及占空比将随之改变。不同的占空比频率信号分别经过HR9、HC5和 HR16、HC6组成的阻容滤波电路后将产生不同的电压信号。这两个不同的电压信号经过运放 差分放大后，得到的就是去除共模干扰后湿敏电容HC感应到的湿度变化所对应的电压变 化。三极管Q4、Q5以及与此相连的运放、电阻、电容共同构成了一个反向输入恒流源电路， 输出电流lout = Vin/R105。湿敏电容HC感应到的湿度变化所对应的电压变化经过恒流 源电路后即转换为相应的电流值。通过调节位移电阻HR2、HR3、HR4和斜率电阻HR9、HR10、 HR11，就可以输出4-20mA的标准电流信号。图7为温度变化电压转换模块的电路原理图。钼电阻通过线性化电路再通过比较 放大电路，将温度变化所对应的电压变化转换出来，此电压变化率通过由1个运放2个三极 管组成的电压电流变换电路转换为相应的电流信号输出。运算放大器U2、温度传感器RT和 与其相连的电阻电容构成二级差分放大电路，TR2、TR15是线性化修正电阻，可以使运放7 脚输出电压随温度传感器Rt的变化而线性化变化。三极管Q6、Q7以及与此相连的运放、电 阻、电容共同构成了一个反向输入恒流源电路，输出电流lout = Vin/R115。运算放大器U2 的7脚输出电压经过恒流源电路后即转换为相应的电流值。通过调节位移电阻TR8、TR9、 TR10和斜率电阻TR4、TR5、TR6，就可以输出4_20mA的标准电流信号。本实施例的温湿度传感变送装置可以测量中央空调供气管道中空气的温湿度情 况。使用时，在需要安装的管道处开14mm的标准孔，然后将金属探管伸入后通过法兰固定 好。按接线图接通电源后，信号线即可输出与温湿度相对应的电压或电流信号。现有的温湿度变送器有两种结构，一是传感头敞开式，这种结构解决了反应灵敏 问题，但传感容易被污染，会造成测量精度下降，使用寿命缩短的问题。而且其探头部件大 都采用塑料构件，缺点是不能耐高温、容易老化变形。第二种结构是传感头采用金属保护 罩，这种结构可以防污染，但由于金属热容量大，导致温湿度测量不灵敏。所以现有的温湿 度变送器很难既保证检测的灵敏性同时又保证测量的精确度。本实施例的温湿度传感变送装置具有以下优点温湿度传感器中的探头部件采用标准有缝钢管耐高温，长期使用不变形；温湿度敏感器件保护罩采用高分子烧结材料制作， 内部有塑料内衬；透气性好，耐高温耐腐蚀，避免赃物污染温湿度传感头，结构强度高。温度 和湿度变化电压转换模块采用简单模拟电路实现，性价比高，生产成本易控制。 以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用 新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的 范围。
权利要求一种温湿度传感变送装置，其特征在于包括湿度传感器、温度传感器、与所述温度传感器连接的温度变化电压转换模块、与所述湿度传感器连接的湿度变化电压转换模块；与所述温度变化电压转换模块和湿度变化电压转换模块连接的标准信号输出模块。
2.如权利要求1所述的温湿度传感变送装置，其特征在于，在所述湿度传感器的外表 面罩设有保护帽，该保护帽的内衬是耐高温工程塑料骨架，该保护帽的外表面是高分子烧 结材料层。
3.如权利要求1所述的温湿度传感变送装置，其特征在于，所述温度变化电压转换模 块包括与所述温度传感器连接的钼电阻线性电路、与钼电阻线性电路连接的第一电压电流 变换电路；所述钼电阻线性电路的输出电压根据所述温度传感器感应到的温度变化而线性 变化，所述钼电阻线性电路的输出电压经过所述第一电压电流变换电路转换为相应的输出 电流。
4.如权利要求3所述的温湿度传感变送装置，其特征在于，所述湿度变化电压转换模 块包括依次连接的频率信号变换单元、滤波放大比较单元和第二电压电流变换电路；频率 信号变换单元包括由三极管Ql、Q2和与之相连接的电阻电容构成的两个相互影响的振荡 回路，频率信号变换单元输出的频率及占空比随湿度传感器感应的湿度变化而改变；滤波 放大比较单元根据频率信号变换单元输出的频率输出对应的电压，第二电压电流变换电路 将其转换成相应的输出电流。
5.如权利要求1或4所述的温湿度传感变送装置，其特征在于，所述湿度传感器和温度 传感器中的探头部件是有缝钢管；该有缝钢管上设有凹槽。
专利摘要本实用新型公开了一种温湿度传感变送装置，其包括湿度传感器；温度传感器；与所述温度传感器连接的温度变化电压转换模块；与所述湿度传感器连接的湿度变化电压转换模块；与所述温度变化电压转换模块和湿度变化电压转换模块连接的标准信号输出模块；所述湿度传感器和温度传感器中的探头部件是有缝钢管。本实用新型采用模拟电路来实现其主要功能，驱动力强而且成本更低，而且检测更加灵敏又不怕被污染。
文档编号G01N27/22GK201600199SQ20102010719
公开日2010年10月6日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者施建雄, 李科, 王章胜 申请人:深圳市深恒源电子技术有限公司