CN118565565B - 壁挂式温湿度变送器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了壁挂式温湿度变送器，涉及温湿度传感器技术领域，用以解决温湿度传感器表征误差和采集误差交叠导致变送数据失真、变送误差补偿效果不佳的问题。本发明主要通过设置隔热箱、第二温度计以及温度计检测端，降低了环境因素破坏温湿度数据变送准确性的可能，提高了温湿度传感器变送鲁棒性能。通过设置收发基部、光发射端、光接收端、温度计检测端以及温度计表征端，降低了温度检测数据采集对电磁干扰抗性，提高了检测光源的采用的范围和种类。通过设置密封隔离套、空气透膜套以及光辐射端，降低了温湿度传感器变送温湿度与实际值偏差的可能。

Description

壁挂式温湿度变送器

技术领域

本发明涉及温湿度传感器技术领域，具体涉及壁挂式温湿度变送器。

背景技术

传感器是将各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输的物理量的装置，在温湿度传感器领域，温度和湿度的检测方式多样；根据温度敏感材料、湿度敏感材料或其他温湿度反映方式分类的温湿度检测装置类型多样。由于目前没有公认的唯一标准，温湿度传感器和温湿度送变器之间的界限较为模糊，按照普通技术分类，温湿度变送器更侧重于将检测到的温湿度参数变送为访问数据。

实际温湿度检测领域中，根据检测精度选用不同的温湿度检测装置类型；普通的壁挂式温湿度传感器中，有常见的较为经济的温湿度检测设备有蒸发式温湿度传感器。但现有的蒸发式干湿球温湿度传感器中，温湿度检测参数的变送仍然存在较多缺陷，在干湿球温度表征采集阶段和将检测数据变送阶段等工作过程中产生的误差容易互相交叠、互相影响，从而导致整个温湿度检测过程得到的温湿度数据失真并且难以校验修正，通常的软件补偿难以保证温湿度数据的变送准确。

现有技术中，例如韩国发明专利KR102337284B1公开了一种可测量温室内温度的温湿度测量设备，该发明专利中，使用经典的干湿球法对环境空气温湿度信息进行检测。其中，干球温度检测传感器暴露在待检测的空气环境中，湿球温度传感器则使用常规的湿润毛细芯保持湿润方式检测露点温度，从而得到待检测环境空气中的相对湿度和温度参数。该技术方案中，干球温度计和湿球温度传感器的湿润毛细芯直接暴露在检测环境中，随着使用时长增加，温度传感器温度检测热接触面以及毛细芯可能附着吸水杂物等影响温度检测准确性的情况出现，可能增加检测的温湿度参数变送误差。

例如韩国发明专利KR102316780B1，公开了一种利用光学方式检测反馈控制除霜加热的装置及方法，该发明专利中，在压缩冷凝装置的鳍片间隙的水蒸汽凝结范围内，布设光学检测装置识别水蒸汽在低温下凝结冰霜的发生状态。该光学装置通过一对光学纤维副沿多个冷却销中相邻的一对之间的空间插入，并在光学限位副上配设负载长度方向分布的光纤检测传感器，利用光线部激发几乎没有发热作用的激光点检测水蒸汽凝结状态；该技术方案中的光学检测装置使用的激光在照射检测时，难以避免的会对检测部位产生温度干涉，利用激光的检测优势的同时，可能存在激光携带的热量因素影响参数检测的变送准确性的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供壁挂式温湿度变送器，以解决温湿度传感器表征误差和采集误差交叠导致变送数据失真、变送误差补偿效果不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

壁挂式温湿度变送器，包括温度计表征端和第二温度计，温度计表征端一端设有温度计检测端，温度计检测端和第二温度计之间设有隔热箱，隔热箱内设有湿度基准腔，湿度基准腔内设有第二温度计，第二温度计和温度计检测端通过电路连接有数据处理中心；

通过设置隔热箱、第二温度计以及温度计检测端，降低了环境因素破坏温湿度数据变送准确性的可能，提高了温湿度传感器变送误差的独立性，提高了温湿度传感器变送精度和温湿度检测的重复性能，提高了温湿度传感器变送鲁棒性能。

优选的，温度计表征端侧面设有两个相对设置的收发基部，两个收发基部朝向温度计表征端的一侧分别设有光发射端和光接收端，温度计表征端位于光发射端和光接收端之间的检测通路上；

通过设置收发基部、光发射端、光接收端、温度计检测端以及温度计表征端，降低了温度检测数据采集对电磁干扰抗性，提高了温度表征数据采集判定的稳定性，提高了温湿度变送的鲁棒性能，提高了检测光源的采用的范围和种类。

优选的，温度计表征端朝向温度计检测端的一端固定连接有密封隔离套，密封隔离套内设有热交换腔，密封隔离套下侧设有空气透膜套，空气透膜套封闭热交换腔的流通开口，温度计检测端位于热交换腔内；

通过设置空气透膜套、密封隔离套以及热交换腔，提高了温湿度送变器使用寿命和维护便捷性，降低了附着杂质对温度变送检测热交换的影响，能进一步提高温湿度变送器温度检测变送的鲁棒性能。

优选的，温度计检测端侧面设有光辐射端，光辐射端位于热交换腔内，光辐射端加热温度计检测端检测温度的热接触表面；

通过设置密封隔离套、空气透膜套以及光辐射端，能提高温度传感器热交换温度检测验证便捷性，提高了传感器进行温度检测的空气流通的稳定性，降低了温湿度传感器变送温湿度与实际值偏差的可能。

优选的，湿度基准腔内设有湿敏传感器。

优选的，湿度基准腔内设有PCB基板，PCB基板一侧固定连接两个湿敏传感器，两个湿敏传感器之间留有间隙，PCB基板另一侧固定连接有两个加热电阻；

通过设置湿敏传感器、PCB基板以及加热电阻，降低了温度检测误差和湿度检测误差交叠的情况，降低了温湿度变送基准的误差，降低了出现相对湿度检测死点出现的可能。

优选的，温度计检测端和温度计表征端配设在检测流动通道内，检测流动通道内设有微型风扇，微型风扇位于温度计检测端侧面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1是本发明的壁挂式温湿度变送器的整体结构示意图；

图2是图1中隔热箱14处的局部放大示意图；

图3是图1中A处的局部放大示意图；

图4是图2中B处的局部放大示意图；

图5是图3中C处的局部放大示意图；

图6是图3中D处的局部放大示意图；

图7是实施例三中毛细湿润芯与温度计检测端之间的连接关系示意图。

附图标号：温度计表征端11；温度计检测端12；数据处理中心13；隔热箱14；湿度基准腔15；第二温度计16；湿敏传感器17；PCB基板20；加热电阻21；导热板22；收发基部41；光发射端42；光接收端43；光辐射端44；受热层45；密封隔离套51；热交换腔52；空气透膜套53；流动腔54；分隔支架55；安装底盘56；检测流动通道57；微型风扇58；湿润水筒61；毛细湿润芯62。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图对本申请所涉及的概念进行说明。在此需要指出的是，以下对各个概念的说明，仅为了使本申请的内容更加容易理解，并不表示对本申请保护范围的限定；同时，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

参照附图1至附图3所示，本发明提供了壁挂式温湿度变送器，包括温度计表征端11和第二温度计16，温度计表征端11一端设有温度计检测端12，温度计检测端12和第二温度计16之间设有隔热箱14，隔热箱14内设有湿度基准腔15，湿度基准腔15内设有第二温度计16，第二温度计16和温度计检测端12通过电路连接有数据处理中心13，隔热箱14隔离温度计检测端12和第二温度计16两检测环境之间的温度传递；

将温度计表征端11、温度计检测端12、隔热箱14以及第二温度计16收纳安装在检测流动通道57内，通过微型风扇58驱动检测环境的空气流通至温度计检测端12的热交换位置处；

第二温度计16可选用CMOS传感器类别的温度传感器保持较高的使用效能；

湿度基准腔15提供恒温恒湿环境，第二温度计16导出湿度基准腔15内的露点温度数据作为相对湿度计算变送的湿球温度，温度计检测端12检测的温度作为干球温度，结合第二温度计16和温度计检测端12检测的温度，数据处理中心13变送导出流通在检测流动通道57内空气中的温度和相对湿度数据，隔热箱14能避免湿度基准腔15内的水蒸气进入温度计检测端12检测的空气流通通路中，避免干湿球温度检测环境连通，分离了干湿球的两个温度检测误差之间的交叠状态，从而降低干湿球两个温度检测空间的热量状态和湿度状态互相破坏的可能，降低了环境因素破坏温湿度数据变送准确性的可能，提高了温湿度传感器变送误差的独立性，提高了温湿度传感器变送精度和温湿度检测的重复性能，减少了破坏干湿球温度检测变送的因素数量，提高了温湿度传感器变送鲁棒性能。

参照附图1和附图3所示，温度计表征端11侧面设有两个相对设置的收发基部41，两个收发基部41朝向温度计表征端11一侧分别设有光发射端42和光接收端43，温度计表征端11位于光发射端42和光接收端43之间的检测通路上，温度计表征端11温度敏感的表征反应能开断其表征范围内的光发射端42和光接收端43之间的检测通路；

收发基部41通过电路连接数据处理中心13，收发基部41导出光接收端43和光发射端42通路采集的温度计表征端11的温度表征数据，光发射端42和光接收端43在温度计表征端11表征温度的长度方向上均匀排布，相邻的两个光发射端42之间的间距越小，光发射端42和光接收端43通路能检测温度计表征端11表征的温度数据越准确；

光发射端42激发的光源可采用多种类型的光，根据光发射端42和光接收端43通路内光信号被温度计表征端11开断的状判断采集的温度值，降低温度检测数据采集对电磁干扰抗性，提高温度表征数据采集判定的稳定性，提高了温湿度变送的鲁棒性能，提高了检测光源的采用的范围和种类，降低了温湿度变送器成本。

参照附图3和附图6所示，温度计表征端11朝向温度计检测端12的一端固定连接有密封隔离套51，密封隔离套51内设有热交换腔52，密封隔离套51下侧设有空气透膜套53，空气透膜套53封闭热交换腔52的流通开口，温度计检测端12位于热交换腔52内；

在密封隔离套51下端固定安装分隔支架55和安装底盘56，分隔支架55和安装底盘56形成的流动腔54与热交换腔52互相连通并容纳温度计检测端12，在密封隔离套51和安装底盘56之间间隔分布的分隔支架55外侧安装固定空气透膜套53，将容纳温度计检测端12的热交换腔52与检测空间隔离，检测空间环境中的蒸气通过空气透膜套53进入热交换腔52内与温度计检测端12进行热交换检测时，流通的检测环境空气中的杂质被隔离在空气透膜套53外侧；

空气透膜套53能过滤检测环境空气中的杂质，防止温度计检测端12表面附着杂质影响温度计检测端12热交换面的温湿度，提高了温湿度变送器热交换检测传导的准确性，提高了温湿度送变器使用寿命和维护便捷性，降低了附着杂质对温度变送检测热交换的影响，能进一步提高温湿度变送器温度检测变送的鲁棒性能。

参照附图1、附图3以及附图5所示，温度计检测端12侧面设有光辐射端44，光辐射端44位于热交换腔52内，光辐射端44加热温度计检测端12检测温度的热接触表面，温度计检测端12下端固定连接有受热层45，受热层45位于光辐射端44和加热电阻21之间的加热路径内，可通过受热层45接收光辐射端44的加热制热后再通过热交换方式传递热量至温度计检测端12，起到热量传递缓冲的作用；

光辐射端44照射温度计检测端12表面，光辐射端44对温度计检测端12进行光照辐射，能破坏温度计检测端12的热交换温度状态，提供温度检测验证的温度波动过程，能提高温度传感器热交换温度检测验证便捷性，提高装置的维护验证检修的便捷性；

同时光辐射端44照射加热温度计检测端12过程中，能在低温环境中，及时将温度计检测端12表面的凝结物融化，便于重新开始温湿度检测变送，提高了温湿度变送器检测重置速率，拓宽了温湿度送变器的使用范围，提高了温湿度变送响应速率；

此外，在光辐射端44加热温度计检测端12的同时，进入热交换腔52内与温度计检测端12热交换检测温度的空气受热膨胀，能对容纳温度计检测端12的热交换腔52进行膨胀冲击，将附着在空气透膜套53外表面的杂物外移一部分，提高空气透膜套53表面的清洁保持效果，能防止热交换腔52堵塞的可能，提高了传感器进行温度检测的空气流通的稳定性，降低了温湿度传感器变送温湿度与实际值偏差的可能，降低了温湿度变送器温度采集检测的误差和维护频率，提高了温湿度变送器的使用寿命，提高了温湿度数据变送稳定性，进一步提高温湿度变送器变送鲁棒性。

参照附图2和附图4所示，湿度基准腔15内设有湿敏传感器17；

湿度作为非独立的检测参数，通过在湿度基准腔15内配设湿敏传感器17分离湿度基准腔15内的湿度检测和温度检测，降低了温度检测误差和湿度检测误差交叠的情况，降低了温湿度变送基准的误差，能进一步提高温湿度传感器变送数值的准确性。

参照附图4所示，湿度基准腔15内设有PCB基板20，PCB基板20一侧固定连接两个湿敏传感器17，两个湿敏传感器17之间留有间隙，PCB基板20另一侧固定连接有两个加热电阻21，加热电阻21和湿敏传感器17之间固定连接有导热板22；

加热电阻21能对湿度基准腔15内的空气加热以补偿机械传导的热量流失，提高了湿度基准腔15内温湿度检测的控制便捷性，降低温度控制成本，便于提供干湿球检测温度差异，避免出现相对湿度检测死点出现的可能；

此外，加热电阻21对湿敏传感器17进行加热重置湿度检测状态，提高湿敏传感器17进行湿度检测的响应稳定性，补偿湿度检测滞存水量造成的温度损失，提高温度检测的准确性，降低湿度检测对温度变送的影响，提高温度温湿度变送准确性；

此外，可将加热电阻21布设在第二温度计16进行温度检测的近处，通过两个加热电阻21所在位置的热量补偿造成温度局部突变时，在温度补偿稳定前，局部气压突变引起湿度基准腔15内空气的局部流动，从而扰动第二温度计16进行热交换的空气，避免第二温度计16检测温度的空气固定造成的温度检测误差，能提高第二温度计16的温度检测准确性。

实施例二

光发射端42在温度计表征端11温度表征长度方向上发出连续的检测光，光接收端43检测被温度计表征端11开端的连续的检测光比例，通过数据处理中心13处理收发基部41导出的温度计表征端11的反应表征的温度值，完成温度测定；

能提高干球温度检测连续性，降低温湿度传感器变送温度的响应分度值，提高温湿度传感器变送响应灵敏性和准确性。

实施例三

参照附图7所示，使用两个相同的温度计检测端12作为干湿球温度检测的温度传感器，其中一处温度计检测端12作为干球温度检测位置，干球温度检测位置的温度计检测端12和温度计表征端11整体配合密封隔离套51和空气透膜套53在防止杂质进入的同时，在配设的光接收端43、光接收端43以及收发基部41的识别检测下得到干球温度；

另一处温度计检测端12作为湿球温度检测，此时可在作为干球温度检测的构成基础上，在空气透膜套53与密封隔离套51形成的热交换腔52下端壁内配设湿润水筒61，在湿润水筒61中配设蒸馏水和毛细湿润芯62，毛细湿润芯62和温度计检测端12形成普通的湿球温度检测配合，从而减少湿球温度检测的配件数量，在保持较好的温湿度变送准确性和鲁棒性能的同时，便于在普通的干湿球温湿度传感器基础上改进，降低制作难度和成本，提高了温湿度传感器的扩展性能。

以上所述的实施例及/或实施方式，仅是用以说明实现本发明技术的较佳实施例及/或实施方式，并非对本发明技术的实施方式作任何形式上的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容所公开的技术手段的范围，当可作些许的更动或替换为其它等效的实施例，但仍应视为与本发明实质相同的技术或实施例。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (2)

1.壁挂式温湿度变送器，包括温度计表征端（11）和第二温度计（16），所述温度计表征端（11）一端设有温度计检测端（12），其特征在于，所述温度计检测端（12）和所述第二温度计（16）之间设有隔热箱（14），所述隔热箱（14）内设有湿度基准腔（15），所述湿度基准腔（15）内设有第二温度计（16），所述第二温度计（16）和所述温度计检测端（12）通过电路连接有数据处理中心（13）；

所述温度计表征端（11）侧面设有两个相对设置的收发基部（41），两个所述收发基部（41）朝向所述温度计表征端（11）的一侧分别设有光发射端（42）和光接收端（43），所述温度计表征端（11）位于所述光发射端（42）和所述光接收端（43）之间的检测通路上；

所述湿度基准腔（15）内设有湿敏传感器（17）；

所述湿度基准腔（15）内设有PCB基板（20），所述PCB基板（20）一侧固定连接两个所述湿敏传感器（17），两个所述湿敏传感器（17）之间留有间隙，所述PCB基板（20）另一侧固定连接有两个加热电阻（21）；

加热电阻（21）能够布设在第二温度计（16）进行温度检测的位置；

温度计表征端（11）朝向温度计检测端（12）的一端固定连接有密封隔离套（51），密封隔离套（51）内设有热交换腔（52），密封隔离套（51）下侧设有空气透膜套（53），空气透膜套（53）封闭热交换腔（52）的流通开口，温度计检测端（12）位于热交换腔（52）内；

在密封隔离套（51）下端固定安装分隔支架（55）和安装底盘（56），分隔支架（55）和安装底盘（56）形成的流动腔（54）与热交换腔（52）互相连通并容纳温度计检测端（12），在密封隔离套（51）和安装底盘（56）之间间隔分布的分隔支架（55）外侧安装固定空气透膜套（53），将容纳温度计检测端（12）的热交换腔（52）与检测空间隔离，检测空间环境中的蒸气通过空气透膜套（53）进入热交换腔（52）内与温度计检测端（12）进行热交换检测时，流通的检测环境空气中的杂质被隔离在空气透膜套（53）外侧；

温度计检测端（12）侧面设有光辐射端（44），光辐射端（44）位于热交换腔（52）内，光辐射端（44）加热温度计检测端（12）检测温度的热接触表面，温度计检测端（12）下端固定连接有受热层（45），受热层（45）位于光辐射端（44）和加热电阻（21）之间的加热路径内，可通过受热层（45）接收光辐射端（44）的加热制热后再通过热交换方式传递热量至温度计检测端（12），起到热量传递缓冲的作用。

2.根据权利要求1中所述的壁挂式温湿度变送器，其特征在于，所述温度计检测端（12）和所述温度计表征端（11）配设在检测流动通道（57）内，所述检测流动通道（57）内设有微型风扇（58），所述微型风扇（58）位于所述温度计检测端（12）侧面。