一种无线式压力检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种气垫船压力检测装置，尤其涉及一种无线式压力检测装置。

背景技术：

气垫船气道和气囊压力测试非常重要，其直接关系到气垫船的垫升状态。气囊和气道压力属于微小量程，大约几kPa左右。若采用绝压传感器其测量精度远远无法满足测试要求。如果采用表压传感器，虽然可以满足测试范围和测试精度要求，但表压传感器需要将传感器后端的导气管延伸到被测气流外部相对气压稳定的大气外部环境，会造成传感器布置繁琐。如果采用密封表压的传感器，其适用与相对温度恒定测试环境，不适合气垫船动态压力测试。

技术实现要素：

本实用新型提出了一种无线式压力检测装置，应用于检测气垫船的气垫压力；包括：

外壳；

分隔板，设置于所述外壳内，将所述外壳内的空间分隔为一第一密封室和一第二密封室；

所述第一密封室内部的空气气压为一个标准大气压；

第一表压传感器，设置于所述外壳的外表面，通过一第一导气管与所述第一密封室连接；

绝压传感器，设置于所述第一密封室内；

温度传感器，设置于所述第一密封室内；

检测电路，设置于所述第二密封室内，分别与所述第一表压传感器、所述绝压传感器和所述温度传感器连接；

处理器，与所述检测电路连接；

无线通讯装置，与所述处理器连接。

上述的无线式压力检测装置，其中，所述检测电路包括：

第一压力检测电路，设置于所述第二密封室内，与所述第一表压传感器电气连接；

绝压检测电路，设置于所述第二密封室内，与所述绝压传感器电气连接；

温度检测电路，设置于所述第二密封室内，与所述温度传感器电气连接；

所述第一压力检测电路、所述绝压检测电路和所述温度检测电路分别与所述处理器连接。

上述的无线式压力检测装置，所述第一表压传感器设置于所述外壳的侧部；所述检测电路还包括第二压力检测电路；其中，还包括：

第二表压传感器，设置于所述外壳未设置所述第一表压传感器的一侧，通过一第二导气管与所述第一密封室连接；

所述第二表压传感器与所述第二压力检测电路连接；

所述第二压力检测电路与所述处理器连接。

上述的无线式压力检测装置，其中，所述第二密封室内设置有一电路板；

所述检测电路设置于所述电路板上。

上述的无线式压力检测装置，其中，所述无线通讯装置包括：

半球形天线，设置于所述外壳的外表面。

上述的无线式压力检测装置，其中，还包括：

控制开关，设置于所述外壳的外侧，与所述处理器连接；

第一指示灯总成，包括一第一控制芯片和一指示灯；

所述第一控制芯片与所述处理器连接；

所述第一指示灯设置于所述外壳的外表面，与所述第一控制芯片连接以在所述第一控制芯片的控制下发光。

上述的无线式压力检测装置，其中，还包括：

第二指示灯总成，包括一第二控制芯片和一第二指示灯；

所述第二控制芯片与所述无线通讯装置连接；

所述第二指示灯设置于所述外壳的外表面，与所述第二控制芯片连接以在所述第二控制芯片的控制下发光。

上述的无线式压力检测装置，其中，所述分隔板为一隔热板。

有益效果：本实用新型提出的无线式压力检测装置综合了表压传感器和绝压传感器的优势，在满足压力检测精度的同时，还简化了传感器的布线，排除了环境温度对压力检测结果的干扰。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的无线式压力检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的无线式压力检测装置的电气连接示意图；

图3为本实用新型实施例中的绝压检测电路的内部结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型具体实施方式作进一步说明。

在一个较佳的实施例中，如图1和图2所示，提出了一种无线式压力检测装置，可以应用于检测气垫船的气垫压力；可以包括：

外壳110；

分隔板120，可以设置于外壳110内，可以将外壳110内的空间分隔为一第一密封室111和一第二密封室112；

第一密封室111内部的空气气压可以为一个标准大气压；

第一表压传感器131，可以设置于外壳110的外表面，可以通过一第一导气管113与第一密封室111连接；

绝压传感器140，可以设置于第一密封室111内；

温度传感器150，可以设置于第一密封室112内；

检测电路160，可以设置于第二密封室112内，可以分别与第一表压传感器131、绝压传感器140和温度传感器150连接；

处理器170，可以与检测电路160连接；

无线通讯装置180，可以与处理器170连接。

其中，外壳110上还可以设置有一气门阀115，开启时使得第一密封室112内存储的空气和外部大气交流导通，使用前开启一次再关闭，可将压力为大气压的空气封闭在第一密封室112内；该无线式压力检测装置还可以包括如图1所示的充电接口199，该充电接口可以同时集成一通讯接口，例如集成有一USB接口。

在一个较佳的实施例中，如图1和图2所示，检测电路160可以包括：

第一压力检测电路161，可以设置于第二密封室112内，可以与第一表压传感器131电气连接；

绝压检测电路162，可以设置于第二密封室112内，可以与绝压传感器140电气连接；

温度检测电路163，可以设置于第二密封室112内，可以与温度传感器150电气连接；

第一压力检测电路161、绝压检测电路162和温度检测电路163可以分别与处理器170连接。

上述实施例中，优选地，如图1所示，第一表压传感器131可以设置于外壳110的侧部；检测电路160还可以包括第二压力检测电路164；该无线式压力检测装置还可以包括：

第二表压传感器132，可以设置于外壳110未设置第一表压传感器161的一侧，通可以过一第二导气管114与第一密封室111连接；

第二表压传感器132可以与第二压力检测电路164连接；

第二压力检测电路164可以与处理器170连接。

在一个较佳的实施例中，如图1所示，第二密封室112内可以设置有一电路板115；

检测电路160可以设置于电路板115上。

其中，电路板115下方还可以设置有一电池板118，用于为各个传感器和电路板115等供电。

在一个较佳的实施例中，如图1所示，无线通讯装置180可以包括：

半球形天线181，可以设置于外壳110的外表面。

在一个较佳的实施例中，如图1和图2所示，该无线式压力检测装置还可以包括：

控制开关191，可以设置于外壳110的外侧，可以与处理器170连接；

第一指示灯总成192，可以包括一第一控制芯片193和一指示灯194；

第一控制芯片193可以与处理器170连接；

第一指示灯194可以设置于外壳110的外表面，可以与第一控制芯片193连接以在第一控制芯片193的控制下发光。

在一个较佳的实施例中，如图1和图2所示，该无线式压力检测装置还可以包括：

第二指示灯总成195，可以包括一第二控制芯片196和一第二指示灯197；

第二控制芯片196可以与无线通讯装置180连接；

第二指示灯197可以设置于外壳110的外表面，与第二控制芯片196连接以在第二控制芯片196的控制下发光。

在一个较佳的实施例中，如图1所示，分隔板120可以为一隔热板。

优选地，如图3显示了绝压检测电路的内部结构，可以包括依次连接的整流电桥、前置放大器、滤波器和模数转换器。

其中，第一密封室内一个大气压温度补偿算法：设节点工作温度范围为，工作时环境温度为，单位是，设绝压传感器输出压力为，由克拉伯龙方程可知：，在范围内至少取6个测点进行数据曲线校准。

为正行程绝压传感器输出值，为反行程绝压传感器输出值。

安装无线式压力检测装置前，打开气门阀，使得密闭仓与外部环境大气相同，之后关闭气门阀，此时即为测试时的零状态。通过温度传感器测得温度为，则绝压传感器输出为，表压传感器输出为0（第一表压传感器和第二表压传感器可以是取平均值代入计算，但不作为限制，其他配合和计算方式也应视为包含在本实用新型内）。

测试过程中，设表压传感器输出为，依据表压传感器设计原理可知，如果表压传感器密封表压端压力增加时，则在同样测量值情况下，测得的实际压力数据将减小。故需要对测得的表压数据进行修正，修正方法即就是在测量值基础上增加或减少相应绝压传感器计算得到的值。计算公式如下：

当时，则说明，密封室内压力比初始压力增加了，则对于表压传感器，测量值比实际值将减小了，故需要对测量值补偿。当时，则说明，密封室内压力比初始压力减小了，则对于表压传感器，测量值比实际值将增加了，故需要对测量值补偿，当时，则说明，密封室内温度没发生变化，故密封室内的压力也没发生变化，所以表压传感器的测量值即为实际值。

优选地，本装置还可以进一步包括：监控模块（图中未示出），通过集成电路接口电路（IIC，Integrated Interface Circuit）或通用异步收发器（UART，Universal Asynchronous Receiver Transmitter）接口与电源模块相连，用于采集电源的电压、电流和温度信息，通过无线通信模块发送出去，以实现对电源电压、电流和温度情况的实时监控，防止电源模块过充和欠电现象的发生，在电源电压低于预先设置的电压阈值时，通过无线通信模块发送通知消息，以便及时更换电池并为电池充电。

优选地，本装置不需要一直处于工作状态，即一直感应并采集模拟信息，为了降低传感器的功耗，还可以根据外部服务器（上位机）下发的指令和参数，对测量模块进行配置，例如，外部服务器下发的指令和参数中，携带有开始采集、停止采集命令信息。通过无线通讯装置传输至处理器，以使处理器根据接收的信息执行相应的操作，控制本装置的开始和停止。指令和参数中还可以携带有组号、信道设置信息。此外，还可以通过指令设置采样率、通道数、通道清零、查询电量等信息。

本专利实施例中，可以采用将处理器和无线通讯装置集成在一起的系统芯片（如CC2430）实现数据处理及传输。该系统芯片包括一个高性能2.4GHz的直接序列扩频（DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum）射频收发器和一颗工业级小巧高效的8051控制器，能够提高性能并满足以ZigBee为基础的2.4GHz ISM波段应用对低成本、低功耗的要求，可以满足协议栈、网络和应用软件的执行对处理能力的要求。

上述系统芯片在发射模式下，位映射和调制是根据IEEE 802.15.4的规范来完成的。调制和扩频通过数字方式完成。同时，CC2430也集成了用于用户自定义应用的外设。在CC2430中，集成了一个增强的数据保密协议（AES，Advanced Encryption Standard）协处理器，以支持IEEE802.15.4 MAC安全所需的（128位关键字）AES的运行，以实现尽可能少的占用微控制器。

通过上述技术方案，实现了利用表压传感器测量气垫船气囊和气道内的压力测量。测量时，整个装置直接布置在测点处，不需要引出信号线和导气管，因此在真正意义上实现了以无线式测压力，避免了信号、导气管等对气垫流场的影响，同时亦可以避免环境温度对测试精度的影响。

综上所述，本实用新型提出了一种无线式压力检测装置，可以包括外壳、分隔板、第一表压传感器、绝压传感器、温度传感器、检测电路、处理器和无线通讯装置，分隔板设置于外壳内，将外壳内的空间分隔为一第一密封室和一第二密封室，第一密封室内部存储有气压为标准大气压的空气，第一表压传感器设置于外壳的外表面，通过一第一导气管与第一密封室连接，绝压传感器设置于第一密封室内，温度传感器设置于第一密封室内，检测电路设置于第二密封室内，分别与第一表压传感器、绝压传感器和温度传感器连接，处理器与检测电路连接，无线通讯装置与处理器连接，在满足压力检测精度的同时，还简化了传感器的布线，排除了环境温度对压力检测结果的干扰。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的典型实施例，基于本实用新型精神，还可作其他的转换。尽管上述实用新型提供了实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本实用新型的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本实用新型的意图和范围内。