[實用新型]一種數字式高精度深水溫度傳感器

有效

• 申請號: 201420841964.4
• 申請日: 2014-12-28
• 公開（公告）號: CN204405214U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 付傳寶;段文海;吳家喜
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司七五○試驗場
• 主分類號: G01K7/16
• 分類號: G01K7/16
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本實用新型涉及一種數字式高精度深水溫度傳感器。屬水文測量技術領域。

背景技術

水聲測量設備周圍的水下溫度是影響水聲聲線特性的關鍵參數，精確的水溫測量可以提高聲線修正的精度，從而降低水聲通信的誤碼率和提高水聲定位的時延精度。所以，水聲測量設備應該配備一套高精度深水溫度傳感器，把溫度實時傳送到顯控中心，進行實時聲線修正。

高精度深水溫度傳感器多為國外進口產品，價格昂貴，且安裝結構受限，不能自主進行水密處理。本發明專利將使用工業上常用的鎧裝熱電阻結合數字式溫度變送器完成一種數字式高精度深水溫度傳感器的設計。

發明內容

本實用新型目的在于克服現有技術落后不足，提供一種數字式高精度深水溫度傳感器。

為了達到上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

數字式高精度深水溫度傳感器，由溫度感應器（1）、水密結構（2）、溫度變送器（3）、HART?-RS485轉換模塊（4）和微控制器（5）組成，所述溫度感應器（1）通過帶有兩道密封圈的水密結構（2）與測量設備水密筒連接，溫度變送器（3）將溫度感應器（1）采集的溫度模擬電流量（4～20mA）轉換為工業常用的HART協議接口形式數字量，再使用HART-RS485轉換模塊（4）將HART協議數字量轉換為微控制器（5）常用的RS485接口形式。

所述的溫度感應器（1）負責采集溫度模擬電流量，水密結構（2）完成該傳感器與水下測量設備的固定、安裝和密封工作。

所述的溫度變送器（3）采用工業上常用的鎧裝熱電阻與數字式溫度變送器。

所述的溫度變送器（3）和HART?-RS485轉換模塊（4）需額外提供穩定的24V直流電源。

所述的溫度感應器（1）采集的溫度模擬量轉換為RS485數字量的整個過程采用低誤差、高采樣等方法，HART-RS485轉換模塊（4）及電路采用低功耗設計，整體功耗小于0.1瓦。

工作原理：水密結構（2）與測量設備水密筒連接完成后，由微控制器（5）通過RS485接口發送采集溫度值指令，溫度感應器（1）響應采集指令通過溫度-阻值變化公式輸出溫度模擬量到溫度變送器（3），溫度變送器（3）通過高采樣A/D轉換器將模擬量轉換為HART協議數字量，最后由HART-RS485轉換模塊（4）將HART協議數字量轉換為微控制器（5）常用的RS485接口形式，完成測量工作。

使用該傳感器其工作穩定可靠，能自主進行水密處理，設計成本低，測量精度高。

附圖說明

圖1是數字式高精度深水溫度傳感器工作結構圖。

圖2是數字式高精度深水溫度傳感器水密結構機械尺寸圖。

圖3為圖2的仰視圖。

圖中標號：1—溫度感應器；2—水密結構；3—溫度變送器；4—HART?-RS485轉換模塊；5—微控制器。

具體實施方式

本實用新型涉及的數字式高精度深水溫度傳感器由溫度感應器1、水密結構2、溫度變送器3、HART?-RS485轉換模塊4和微控制器5組成，所述溫度感應器1通過帶有兩道密封圈的水密結構2與測量設備水密筒連接，溫度變送器3將溫度感應器1采集的溫度模擬電流量（4～20mA）轉換為工業常用的HART協議接口形式數字量，再使用HART-RS485轉換模塊4將HART協議數字量轉換為微控制器5常用的RS485接口形式。

進一步的，所述的溫度感應器1負責采集溫度模擬電流量，水密結構2完成該傳感器與水下測量設備的固定、安裝和密封工作。

進一步的，所述的溫度傳感器可正常工作的最大水深為200米，其溫度測溫誤差小于0.1攝氏度。

進一步的，所述的溫度變送器3采用工業上常用的鎧裝熱電阻與數字式溫度變送器。

具體的，所述的溫度變送器3和HART?-RS485轉換模塊4需額外提供穩定的24V直流電源。

更進一步的，所述的溫度感應器1采集的溫度模擬量轉換為RS485數字量的整個過程采用低誤差、高采樣等方法，HART-RS485轉換模塊4及電路采用低功耗設計，整體功耗小于0.1瓦。