[實用新型]雙通道熱微分傳感器

有效

• 申請號: 201320548194.X
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN203455096U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 金慧軍;楊根管;蔣國強;胡運德;王磊
• 申請（專利權）人: 北京明航技術研究所
• 主分類號: G01K3/10
• 分類號: G01K3/10
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 杜澄心;張亞軍

技術領域

本實用新型屬于對環境溫度的變化趨勢進行監測的技術領域。

背景技術

在一定的空間內和時間內，空氣溫度急劇上升，每分鐘大于120℃（每秒2℃）是發生火災時的重要特征之一。快速發現火情可以最大程度降低危害，用于快速檢測出發生火災時的這一重要特征的傳感器叫熱微分傳感器（檢測時間小于10秒）。目前國內的溫度傳感器只能探測當前環境溫度，不能準確、快速的響應當前環境的溫度變化趨勢。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種雙通道熱微分傳感器，以解決能夠快速、準確、實時的檢測當前環境溫度，并計算當前環境溫度變化趨勢，并通過CAN總線向信息采集設備發送傳感器狀態信息的技術問題。

為了實現上述發明目的，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種新型的雙通道熱微分傳感器，主要包括防爆殼體、溫度探測單元、安全柵模塊、信號調理模塊、隔離DC/DC模塊、對溫度進行信號定時采集獲得一個溫度和時間的序列且通過溫度的變化與時間間隔的比值獲得溫度的變化率的MCU模塊和隔離CAN總線模塊；所述溫度探測單元為兩個獨立的溫度探測單元，其信號輸出端通過安全柵模塊與信號調理模塊與MCU模塊的信號輸入端連接；MCU模塊的輸出端通過隔離CAN總線模塊與CAN總線連接；所述CAN總線與采集設備連接并向其發送傳感器狀態信息；直流電源通過隔離DC/DC模塊對本傳感器供電。

本實用新型的優點如下：通過兩個獨立的溫度探測單元，能夠快速、準確、實時的檢測當前環境溫度，并計算當前環境溫度變化趨勢，并通過CAN總線向信息采集設備發送傳感器狀態信息。當環境溫度升高速率大于2℃/s時，傳感器向信息采集設備發送報警信號。采用了兩個獨立的溫度探測單元，溫度的采集是冗余的，提高溫度采集的可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路結構原理框圖。

圖2是本實用新型的結構示意圖。

圖3是圖2的沿A-A方向的剖視圖。

具體實施方式

參見圖1，本實用新型所述的雙通道熱微分傳感器，主要包括防爆殼體、溫度探測單元、安全柵模塊、信號調理模塊、隔離DC/DC模塊、MCU模塊和隔離CAN總線模塊。所述溫度探測單元為兩個獨立的溫度探測單元，其信號輸出端通過安全柵模塊與信號調理模塊與MCU模塊的信號輸入端連接；MCU模塊的輸出端通過隔離CAN總線模塊與CAN總線連接；所述CAN總線與采集設備連接并向其發送傳感器狀態信息；直流電源通過隔離DC/DC模塊對本傳感器供電。

雙通道熱微分傳感器通過對溫度敏感器件的溫度進行信號定時采集獲得一個溫度和時間的序列，通過溫度的變化與時間間隔的比值獲得溫度的變化率，即按下列公式計算溫度的變化率：

溫度變化率＝溫度變化值/發生變化所用的時間

其中，溫度敏感元件采用PT100，在PT100上加上一個恒定的電流，通過定時監測PT100兩端的電壓獲取溫度實時值。傳感器通過軟件算法計算當前環境的溫度變化率，并通過CAN總線向信息采集設備發送狀態信息。當環境溫度升高速率大于2℃/s時，傳感器向信息采集設備發送報警信號。

溫度探測單元的設計中選用的封裝外殼采用1Cr18Ni9Ti的不銹鋼，盡量減小敏感元件部位的熱容量，提高熱傳導效率。封裝過程中選用了氧化鋁作為填充材料，熱容小、顆粒細易于灌封，并能夠避免陶瓷鉑電阻敏感元件因抖動而造成的敏感元件斷裂。

通過兩個獨立的溫度探測單元，能夠快速、準確、實時的檢測當前環境溫度，并計算當前環境溫度變化趨勢，并通過CAN總線向信息采集設備發送傳感器狀態信息。當環境溫度升高速率大于2℃/s時，傳感器向信息采集設備發送報警信號。

本實用新型的結構參見圖2、3，在圖中，1是傳感器安裝底板、2是溫度傳感器、3是溫度單元、4是防爆型接線盒、5是傳感器溫度采集板、6是傳感器接線底板。主要包括：防爆殼體、溫度探測單元3、傳感器接線底板6（含安全柵模塊）、傳感器溫度采集板5（含信號調理模塊、隔離DC/DC模塊、MCU模塊和隔離CAN總線模塊）。雙通道熱微分傳感器中的溫度采集板5和傳感器接線底板6為上下配合安裝結構。上面為溫度采集板5，下面為傳感器接線底板6。外部電纜從防爆殼體的左右邊的填料函引入接到傳感器接線底板6的接線端子上。