[發(fā)明專利]凍土及干土層測量傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210054137.6
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102607498A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冶林茂;吳志剛;余國河;陳濤;張廣周;李鵬;王艷斌;薛龍琴;牛素軍;陳海波;李秀紅;師麗魁;田宏偉
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省氣象科學(xué)研究所;中原光電測控技術(shù)公司
• 主分類號: G01B21/18
• 分類號: G01B21/18;G01B21/08;G01N27/22
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 張欣棠

1.一種凍土及干土層測量傳感器，其特征在于：它包括：

控制處理單元，用于數(shù)據(jù)的計算、通訊、分時采集控制、采集單元分時供電控制，通過供電線及通訊線與采集器連接；

頻率采集單元，接收控制處理單元的控制信號，進(jìn)行頻率信號分時采集；

溫度采集單元，接收控制處理單元的控制信號，進(jìn)行溫度采集。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍土及干土層測量傳感器，其特征在于：所述控制處理單元包括微處理器CPU、插座、多芯排線端子和電源轉(zhuǎn)換單元；所述微處理器CPU具有多個IO接口連接所述多芯排線端子；所述插座為多芯插座連接采集器的電源及通訊線；所述多芯排線端子包括多個電源端子，多個開關(guān)控制信號端子以及頻率信號端子和溫度信號端子，該多芯排線端子通過排線分別連接頻率采集單元和溫度采集單元；所述電源轉(zhuǎn)換單元將通過插座輸入的電源電壓轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)需要的電壓；所述多個電源端子分別為頻率采集單元的多路開關(guān)供電、為溫度采集單元的溫度傳感器供電；所述多個開關(guān)控制信號端子控制多路電子開關(guān)，實現(xiàn)對頻率采集電路的分時供電；所述頻率信號端子和溫度信號端子將多組頻率采集電路采集到的頻率信號和多個溫度傳感器采集到的溫度信號分別匯聚到一根頻率信號線和一根溫度信號線，傳送至控制處理單元進(jìn)行處理計算。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍土及干土層測量傳感器，其特征在于：所述頻率采集單元包括多路電子開關(guān)、多芯排線端子和多組頻率采集電路；所述多芯排線端子與控制處理單元的多芯排線端子利用排線相連；多芯排線端子中相應(yīng)的電源端子為多路電子開關(guān)供電，相應(yīng)的電源端子接入多路電子開關(guān)的選擇輸入端；所述控制處理單元通過控制其多芯排線端子的開關(guān)控制端子上的控制信號，實現(xiàn)接入多路電子開關(guān)輸入端的電源從多路電子開關(guān)的多個輸出端分時輸出，為多組頻率采集電路提供分時供電和控制；所述多組頻率采集電路的頻率輸出信號匯聚到頻率采集單元多芯排線端子的頻率信號端子，最終傳送至控制處理單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凍土及干土層測量傳感器，其特征在于：所述頻率采集單元還包括多組連接溫度采集單元上覆銅的電容接點、多個連接溫度采集單元相應(yīng)溫度傳感器的溫度信號輸出接點和連接溫度采集單元的一組供電接點。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的凍土及干土層測量傳感器，其特征在于：所述頻率采集電路包括電源轉(zhuǎn)換單元G1、LC振蕩電路Z1和分頻電路D，所述電源轉(zhuǎn)換單元G1由所述控制處理單元在采集頻率前供給電源V1，并將分時供電的電源V1進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電壓VCC1分別給LC振蕩電路Z1以及分頻電路D供電；所述LC振蕩電路Z1的頻率信號經(jīng)分頻電路D分頻后生成頻率輸出信號F1，多組頻率采集電路的頻率輸出信號輸出至所述頻率采集單元的多芯排線端子的頻率信號端子，傳送至控制處理單元進(jìn)行頻率處理計算。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的凍土及干土層測量傳感器，其特征在于：所述LC振蕩電路Z1主要由電容C與電感L并聯(lián)后連接諧振電路Y1組成；所述諧振電路Y1包括型號為MC100EL1648DT振蕩器U1，電源VCC1接振蕩器U1的引腳（2、3），引腳（5）通過電阻R1與VCC1連接，電源VCC1通過電容C1接地，引腳（7）和引腳（6）接地，引腳（5）通過電容C3接地，引腳（1）和引腳（8）接電容C和電感L產(chǎn)生的頻率信號，該信號經(jīng)過諧振電路Y1處理后，由振蕩器U1的引腳（4）輸出頻率信號至一次分頻電路信號輸入端。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的凍土及干土層測量傳感器，其特征在于：所述分頻電路D包括一次分頻電路D1、二次分頻電路D2；一次分頻電路D1包括型號為MC12015分頻器U2；二次分頻電路D2包括型號為SN74HC4040D分頻器U3、三極管Q1；分頻器U2的引腳（1）和引腳（7）接電源VCC1，引腳（6）通過電容C5接地，引腳（7）通過電容C6接地，引腳（4）接地，振蕩器U1引腳（4）輸出的頻率信號通過電容C4輸入至一次分頻電路D1分頻器U2的引腳（5），經(jīng)過分頻器U2處理后，通過引腳（2）和引腳（3）并聯(lián)后輸出一次分頻信號；一次分頻信號接入二次分頻電路D2分頻器U3的引腳（10），分頻器U3的引腳（16）接電源VCC1，并通過電容C7接地，引腳（8）和引腳（11）接地，引腳（2）輸出經(jīng)過分頻器U3處理后的二次分頻信號；該信號通過電阻R2接三極管Q1基極（1），三極管Q1基極（1）通過電阻R3接地，發(fā)射極（2）接地，集電極（3）輸出最終形成數(shù)字化的方波頻率信號F1。