[發明專利]油中微水測量變送器及油中溫濕度實時在線監測的方法

在審

• 申請號: 201310360278.5
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN104374421A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 趙莉;李志剛;魏堅;許昭德;熊友達
• 申請（專利權）人: 深圳市深安旭傳感技術有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01N27/22;G01K7/18
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 紀媛媛

1.一種油中微水測量變送器，其特征在于，包括：

電容式濕度敏感元件；

電容測量電路，用于測量所述電容式濕度敏感元件的電容值并產生電容測量信號；

電阻式溫度敏感元件；

電阻測量電路，用于測量所述電阻式溫度敏感元件的電阻值并產生電阻測量信號；

MCU控制單元，其根據所述電容測量電路輸出的電容測量信號計算濕度值、根據電阻測量電路輸出的電阻測量信號計算溫度值、并產生濕度信息輸出信號和溫度信息輸出信號；

輸出電路，用于輸出所述濕度信息輸出信號和溫度信息輸出信號；及

供電模塊，用于將外部的電源通過DC/DC轉換得到所述油中微水測量變送器中各電路部件需要的電源。

2.根據權利要求1所述的油中微水測量變送器，其特征在于，所述電容測量信號和所述電阻測量信號為模擬信號，所述油中微水測量變送器還包括：

模數轉換電路，用于將所述電容測量電路和電阻測量電路輸出的模擬信號轉換成數字信號后傳送至所述MCU控制單元。

3.根據權利要求2所述的油中微水測量變送器，其特征在于，所述電容式濕度敏感元件為高分子薄膜電容式濕度敏感元件，所述電容測量電路包括：

參考電容和用于為所述參考電容充電的第一恒流源；

并聯于所述參考電容的第一模擬開關，所述第一模擬開關根據所述MCU控制單元的放電控制信號為所述參考電容提供放電通道；

用于為所述電容式濕度敏感元件充電的第二恒流源，其中第二恒流源與第一恒流源性能參數相同；

并聯于所述電容式濕度敏感元件的第二模擬開關，所述第二模擬開關根據所述MCU控制單元的放電控制信號為所述電容式濕度敏感元件提供放電通道；

第一儀用放大器，用于對參考電容與電容式濕度敏感元件的電壓差進行放大；其中所述參考電容的電壓傳送至第一儀用放大器的第一輸入端；所述電容式濕度敏感元件的電壓傳送至第一儀用放大器的第二輸入端；所述第一儀用放大器的輸出端連接于所述模數轉換電路的輸入端。

4.根據權利要求3所述的油中微水測量變送器，其特征在于，所述MCU控制單元同時向所述第一模擬開關和第二模擬開關發送放電控制信號，且放電時間大于等于充電時間的二倍。

5.根據權利要求2所述的油中微水測量變送器，其特征在于，

所述電阻測量電路包括：

參考電阻、第三恒流源、放大倍數為一倍的第一電壓放大器、放大倍數為二倍的第二電壓放大器、以及第二儀用放大器；其中

參考電阻與所述電阻式溫度敏感元件串連，所述第三恒流源向參考電阻和電阻式溫度敏感元件的串連電路提供電流；

所述參考電阻和電阻式溫度敏感元件的串連電路上的電壓通過所述第一電壓放大器放大后輸出到所述第二儀用放大器的第一輸入端，所述電阻式溫度敏感元件上的電壓通過所述第二電壓放大器放大后輸出到所述第二儀用放大器的第二輸入端，所述第二儀用放大器的輸出端連接于所述模數轉換電路的輸入端。

6.根據權利要求1所述的油中微水測量變送器，其特征在于，所述輸出電路包括RS485通信接口電路和/或4～20mA模擬接口電路；其中，所述MCU控制單元采用ModBUS通信協議通過所述RS485通信接口電路通信。

7.根據權利要求1至6中任一項所述的油中微水測量變送器，其特征在于，所述MCU控制單元包括：

濾波處理模塊，用于對采集到的電容測量信號和電阻測量信號進行滑動平均濾波處理；

濕度計算模塊，用于根據濾波處理后的電容測量信號計算濕度值；

溫度計算模塊，用于根據濾波處理后的電阻測量信號計算溫度值；及

水質量濃度計算模塊，用于根據所述濕度值和所述溫度值計算水質量濃度。

8.根據權利要求7所述的油中微水測量變送器，其特征在于，所述滑動平均濾波處理包括：

每獲得一個采樣值，根據先進先出原則，將連續采樣得到的N個采樣值放在一個隊列中并排序；

去掉最大采樣值和最小采樣值；

對剩余的N-2個采樣值進行算術平均，以獲得濾波處理后的數據；

其中，N為固定數，取50～100之間的整數，所述采樣值包括所述電容測量信號和電阻測量信號。