冰雪傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種冰雪傳感器，包括圓柱形外殼，外殼內徑中固定多層集成結構，由上至下依次為：積水層、濕度檢測層、環(huán)氧電路板、陶瓷體加熱層、環(huán)氧樹脂灌封層、第一隔熱層、信號處理及數(shù)字化電路模塊、第二隔熱層、數(shù)據(jù)線和溫度傳感器；將積水接觸、濕度檢測、溫度檢測、信號處理及數(shù)字化功能集成在一起，使傳感器本身形成模擬被測環(huán)境的一個平臺；積水層由外殼上口至濕度檢測層之間的空間形成的凹槽，用于存納積雪、積水；濕度信號通過線路連接至信號處理及數(shù)字化電路模塊，微處理器SION1612A將濕度信號轉化為數(shù)字信號，并通過串行芯片75LB184傳輸；有益效果是：通過模擬一個與被檢測環(huán)境等同的微環(huán)境，信號數(shù)字化處理，為主機長距離檢測提供幫助。
【專利說明】冰雪傳感器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器【技術領域】，特別涉及一種冰雪傳感器，應用于電伴熱帶除冰除雪及除濕。

【背景技術】
[0002]目前，采用電伴熱帶除冰除雪、除濕的技術應用比較廣泛，其過程是:通過測溫和濕度傳感器采集被測對象的溫度和濕度數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳送到電伴熱帶控制裝置溫控儀表主機，溫控儀表主機根據(jù)設定的溫度和濕度閥限進行判斷，處理，進而控制電伴熱帶處于工作或待機狀態(tài)。
[0003]以往，本行業(yè)內生產(chǎn)的冰雪傳感器都是應用傳統(tǒng)的測溫探頭，傳統(tǒng)的測溫探頭和濕度探頭僅有Pt10熱電阻或熱敏電阻的測溫探頭結構。
[0004]1、由于從測溫探頭輸出的是變化的電阻信號，當從安裝位置到主機線距過長，實測電阻值加上線阻，會造成信號誤差。
[0005]2、或者，由PtlOO熱電阻或熱敏電阻連接變送模塊的測溫探頭結構，從測溫探頭輸出的是變化的5v電壓或4-20mA電流信號，由于從安裝位置到主機線距過長，電壓或電流信號的衰減，會造成信號誤差。
[0006]由于傳統(tǒng)的測溫探頭和濕度探頭輸出的信號均為模擬信號，模擬信號通過纜線傳送到溫控儀表主機，中間的不確定因素較多，由于安裝位置、環(huán)境、線距因素，使主機處理信號的精度不準確、信號不穩(wěn)定。
[0007]因此，需要從結構上進行改進和創(chuàng)新，來克服上述缺陷，而數(shù)字信號在線纜中傳送是不會丟失數(shù)據(jù)的，如果將積水接觸、濕度檢測、溫度檢測、信號處理及數(shù)字化功能模塊通過多層結構集成在一起，使傳感器本身模擬被測環(huán)境而整合出一個平臺，將信號在采集現(xiàn)場即處理為數(shù)字信號，然后通過線纜傳送給控制設備，則可克服現(xiàn)有技術的不足，而目前尚未有此類產(chǎn)品和相關文獻報道。
[0008]


【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明的目的就是為克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種可適合不同的檢測環(huán)境下使用的冰雪傳感器的設計方案，將積水接觸、濕度檢測、溫度檢測、信號處理及數(shù)字化電路模塊通過多層結構集成在一起，使傳感器本身模擬被測環(huán)境而整合出一個平臺，有效的將被測環(huán)境，加熱，溫度檢測，濕度檢測，信號數(shù)字化處理，遠距離傳輸?shù)日显谝黄?，從傳感器送出?shù)字信號給主機，避免因線距過長而造成信號誤差，為主機長距離檢測的方便性，準確性提供條件。
[0010]本發(fā)明是通過這樣的技術方案實現(xiàn)的:冰雪傳感器，其特征在于，其結構上包括一個圓柱形外殼，外殼內徑中固定多層集成結構，由上至下依次為:積水層、濕度檢測層、環(huán)氧電路板、陶瓷體加熱層、環(huán)氧樹脂灌封層、第一隔熱層、信號處理及數(shù)字化電路模塊、第二隔熱層、數(shù)據(jù)線和溫度傳感器；將積水接觸、濕度檢測、溫度檢測、信號處理及數(shù)字化功能集成在一起，使傳感器本身形成模擬被測環(huán)境的一個平臺；
所述積水層由外殼上口至濕度檢測層之間的空間形成的凹槽，用于存納積雪、積水；凹槽的深度為:1.5毫米；
所述濕度檢測層采用的濕度探頭由環(huán)形鍍金電路板構成，圓盤形環(huán)形鍍金電路板上側為多圈環(huán)狀附銅線，附銅線上鍍金，利用水的導電特性感應積水層的水；環(huán)形鍍金電路板的下側為環(huán)氧電路板，濕度信號通過線路連接至信號處理及數(shù)字化電路模塊，信號處理及數(shù)字化電路模塊上的微處理器S10N1612A將濕度信號轉化為數(shù)字信號，并通過串行芯片75LB184 傳輸；
所述環(huán)氧電路板上包括用于焊接濕度檢測引線的焊盤和用于焊接連接信號處理及數(shù)字化電路模塊信號輸入端的線纜焊盤，環(huán)氧電路板下層為陶瓷體加熱層；
所述陶瓷體加熱層包括圓盤形陶瓷加熱體，用以融化，及蒸發(fā)積水層的雪；
所述環(huán)氧樹脂灌封層由環(huán)氧樹脂灌封形成，其厚度為3至7毫米；
所述第一隔熱層由發(fā)泡膠填充、密封形成，其厚度為3至7毫米；
所述信號處理及數(shù)字化電路模塊由單片機、模擬信號采集電路、通訊芯片75LB184和電源電路連接而成；
單片機采用8位微處理器SIN01612A ;模擬信號采集電路包括溫度采集電路和濕度采集電路；溫度采集電路由電阻Rl和熱敏電阻Rt串接，電阻Rl的一端接VCC+5V，熱敏電阻R的一端接地，濾波電容C并接在熱敏電阻R的兩端；電阻Rl和熱敏電阻R串接的節(jié)點roo連接到8位微處理器SIN01612A的ANl端口 ；
濕度采集電路由電阻R2—端接VCC+5V，另一端和濕度探頭串接后接到8位微處理器SIN01612A 的 AN2 端口 ；
電源電路由整流橋、AMS1117系列穩(wěn)壓器芯片及四個濾波電容構成，其整流橋輸入端接12V AC電源，AMS1117系列穩(wěn)壓器芯片的輸出端輸出5V直流電源，為主機提供工作電源VCC ；
由整流橋輸入端接12V AC電源為陶瓷體加熱層的陶瓷加熱體提供電源；
本發(fā)明有益效果是:針對電伴熱帶的開啟時狀態(tài)，模擬一個與被檢測環(huán)境等同的微環(huán)境。傳感器本身就是模擬被測環(huán)境整合出一個平臺，有效的將被測環(huán)境，加熱，溫度檢測，濕度檢測，信號數(shù)字化處理，遠距離傳輸?shù)日显谝黄鸬囊粋€微型平臺。為主機長距離檢測的方便性，準確性有一定幫助。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1、為冰雪傳感器剖視圖；
圖2、為信號處理及數(shù)字化電路模塊電路原理圖；
圖3、為濕度傳感層示意圖；
圖4、為環(huán)氧電路板焊盤意圖；
圖5、信號轉換及傳輸流程圖。
[0012]圖中:1:積水層，2:濕度檢測層，3:環(huán)氧電路板，4:陶瓷體加熱層，5:環(huán)氧樹脂灌封層，6:第一隔熱層，7:信號處理及數(shù)字化電路模塊，8:第二隔熱層，9:數(shù)據(jù) 10:溫度傳感器。

【具體實施方式】
[0013]為了更清楚的理解本發(fā)明，結合附圖和實施例詳細描述本發(fā)明:
如圖1至圖5所不,冰雪傳感器,其結構上包括一個圓柱形外殼100,外殼100內徑中固定多層集成結構，由上至下依次為:積水層1、濕度檢測層2、環(huán)氧電路板3、陶瓷體加熱層4、環(huán)氧樹脂灌封層5、第一隔熱層6、信號處理及數(shù)字化電路模塊7、第二隔熱層8、數(shù)據(jù)線9和溫度傳感器10 ;將積水接觸、濕度檢測、溫度檢測、信號處理及數(shù)字化功能集成在一起，使傳感器本身形成模擬被測環(huán)境的一個平臺；
積水層I由外殼100上口至濕度檢測層之間的空間形成的凹槽，用于存納積雪、積水；凹槽的深度為:1.5毫米；
濕度檢測層2采用的濕度探頭由環(huán)形鍍金電路板構成，圓盤形環(huán)形鍍金電路板上側為多圈環(huán)狀附銅線，附銅線上鍍金，利用水的導電特性感應積水層的水；環(huán)形鍍金電路板的下側為環(huán)氧電路板3，濕度信號通過線路連接至信號處理及數(shù)字化電路模塊7，信號處理及數(shù)字化電路模塊7上的微處理器S10N1612A將濕度信號轉化為數(shù)字信號，并通過串行芯片75LB184 傳輸；
環(huán)氧電路板3上包括用于焊接濕度檢測引線的焊盤和用于焊接連接信號處理及數(shù)字化電路模塊7信號輸入端的線纜焊盤，環(huán)氧電路板3下層為陶瓷體加熱層4 ；
陶瓷體加熱層4包括圓盤形陶瓷加熱體，用以融化，及蒸發(fā)積水層的雪；
環(huán)氧樹脂灌封層5由環(huán)氧樹脂灌封形成，其厚度為3至7毫米；
第一隔熱層6由發(fā)泡膠填充、密封形成，其厚度為3至7毫米；
信號處理及數(shù)字化電路模塊7由單片機、模擬信號采集電路、通訊芯片75LB184和電源電路連接而成；
單片機采用8位微處理器SIN01612A ;模擬信號采集電路包括溫度采集電路和濕度采集電路；溫度采集電路由電阻Rl和熱敏電阻Rt串接，電阻Rl的一端接VCC+5V，熱敏電阻R的一端接地，濾波電容C并接在熱敏電阻R的兩端；電阻Rl和熱敏電阻R串接的節(jié)點roo連接到8位微處理器SIN01612A的ANl端口 ；
濕度采集電路由電阻R2—端接VCC+5V，另一端和濕度探頭串接后接到8位微處理器SIN01612A 的 AN2 端口 ；
電源電路由整流橋、AMS1117系列穩(wěn)壓器芯片及四個濾波電容構成，其整流橋輸入端接12V AC電源，AMS1117系列穩(wěn)壓器芯片的輸出端輸出5V直流電源，為主機提供工作電源VCC ；
由整流橋輸入端接12V AC電源為陶瓷體加熱層4的陶瓷加熱體提供電源；
冰雪傳感器，其實現(xiàn)方法包括步驟:
a)用12V直流電使陶瓷加熱體加熱，利用加熱層及隔熱層，創(chuàng)造一個微平臺環(huán)境，環(huán)境溫度為:50° C?70° C，使其等同于安裝電伴熱帶的地表環(huán)境；
b)積水層I上凹槽為一個積水平臺，1.5毫米深，用以模擬被檢測環(huán)境的積水狀態(tài)，當下雨、雪或冰雹時，積水層I濕度的變化被濕度檢測層2的濕度探頭及時采集，濕度探頭采集的模擬信號通過連接線纜傳送到所述信號處理及數(shù)字化電路模塊7，對信號采集、處理、變送輸出；
C)溫度傳感器10實時檢測天氣溫度的變化，并將溫度信號傳至所述信號處理及數(shù)字化電路模塊7 ；
d)信號處理及數(shù)字化電路模塊7將溫度，濕度的模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，再將數(shù)字信號通過通訊芯片SN75LB184的485串行通信接口輸出，從冰雪傳感器安裝位置到控制器主機的信號傳輸距離大于800米，由控制器主機將收到的數(shù)字信號加以運算，自動執(zhí)行程序，輸出指令，進而控制電伴熱帶的工作狀態(tài)。
[0014]根據(jù)上述說明，結合本領域技術可實現(xiàn)本發(fā)明的方案。
【權利要求】
1.冰雪傳感器，其特征在于，其結構上包括一個圓柱形外殼(100),外殼(100)內徑中固定多層集成結構，由上至下依次為:積水層(I)、濕度檢測層(2)、環(huán)氧電路板(3)、陶瓷體加熱層(4)、環(huán)氧樹脂灌封層(5)、第一隔熱層(6)、信號處理及數(shù)字化電路模塊(7)、第二隔熱層(8)、數(shù)據(jù)線9和溫度傳感器(10);將積水接觸、濕度檢測、溫度檢測、信號處理及數(shù)字化功能集成在一起，使傳感器本身形成模擬被測環(huán)境的一個平臺； 所述積水層(I)由外殼(100)上口至濕度檢測層之間的空間形成的凹槽，用于存納積雪、積水；凹槽的深度為:1.5毫米； 所述濕度檢測層(2)采用的濕度探頭由環(huán)形鍍金電路板構成，圓盤形環(huán)形鍍金電路板上側為多圈環(huán)狀附銅線，附銅線上鍍金，利用水的導電特性感應積水層的水；環(huán)形鍍金電路板的下側為環(huán)氧電路板(3)，濕度信號通過線路連接至信號處理及數(shù)字化電路模塊(7)，信號處理及數(shù)字化電路模塊(7)上的微處理器S1N1612A將濕度信號轉化為數(shù)字信號，并通過串行芯片75LB184傳輸； 所述環(huán)氧電路板(3 )上包括用于焊接濕度檢測引線的焊盤和用于焊接連接信號處理及數(shù)字化電路模塊(7)信號輸入端的線纜焊盤，環(huán)氧電路板(3)下層為陶瓷體加熱層(4)；所述陶瓷體加熱層(4)包括圓盤形陶瓷加熱體，用以融化，及蒸發(fā)積水層的雪； 所述環(huán)氧樹脂灌封層(5)由環(huán)氧樹脂灌封形成，其厚度為3至7毫米； 所述第一隔熱層6由發(fā)泡膠填充、密封形成，其厚度為3至7毫米； 所述信號處理及數(shù)字化電路模塊(7)由單片機、模擬信號采集電路、通訊芯片75LB184和電源電路連接而成； 單片機采用8位微處理器SIN01612A ;模擬信號采集電路包括溫度采集電路和濕度采集電路；溫度采集電路由電阻Rl和熱敏電阻Rt串接，電阻Rl的一端接VCC+5V，熱敏電阻R的一端接地，濾波電容C并接在熱敏電阻R的兩端；電阻Rl和熱敏電阻R串接的節(jié)點roo連接到8位微處理器SIN01612A的ANl端口 ； 濕度采集電路由電阻R2—端接VCC+5V，另一端和濕度探頭串接后接到8位微處理器SIN01612A 的 AN2 端口 ； 電源電路由整流橋、AMS1117系列穩(wěn)壓器芯片及四個濾波電容構成，其整流橋輸入端接12V AC電源，AMS1117系列穩(wěn)壓器芯片的輸出端輸出5V直流電源，為主機提供工作電源VCC ； 由整流橋輸入端接12V AC電源為陶瓷體加熱層(4)的陶瓷加熱體提供電源。
2.如權利要求1所述的冰雪傳感器，其特征在于，其實現(xiàn)方法包括步驟: 用12V直流電使陶瓷加熱體加熱，利用加熱層及隔熱層，創(chuàng)造一個微平臺環(huán)境，環(huán)境溫度為..50° C?70° C，使其等同于安裝電伴熱帶的地表環(huán)境； 積水層(I)上凹槽為一個積水平臺，1.5毫米深，用以模擬被檢測環(huán)境的積水狀態(tài)，當下雨、雪或冰雹時，積水層(I)濕度的變化被濕度檢測層(2)的濕度探頭及時采集，濕度探頭采集的模擬信號通過連接線纜傳送到所述信號處理及數(shù)字化電路模塊(7)，對信號采集、處理、變送輸出； 溫度傳感器(10)實時檢測天氣溫度的變化，并將溫度信號傳至所述信號處理及數(shù)字化電路模塊(7)； 所述信號處理及數(shù)字化電路模塊(7)將溫度，濕度的模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，再將數(shù)字信號通過通訊芯片SN75LB184的485串行通信接口輸出，從冰雪傳感器安裝位置到控制器主機的信號傳輸距離大于800米，由控制器主機將收到的數(shù)字信號加以運算，自動執(zhí)行程序，輸出指令，進而控制電伴熱帶的工作狀態(tài)。
【文檔編號】G01D21/02GK104330115SQ201410671611
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】戴呈平 申請人:天津泰特熱控科技有限公司