DS18b20温度传感器，在其它实施例中，温度传感器804也 可采用其它类型的温度传感器，在检测过程中，温度传感器804接触被测油液，从而输出温 度数字信号。
[0113] 如图8所示为第二单元的电路结构示意图，主要包括顺次连接的第一恒流源 2011、标准电容Cl、电子开关Kl，顺次连接的第二恒流源2012、传感器电容C2、电子开关K2， 分别与电子开关Kl、电子开关K2连接的端口 Pl，分别与电子开关Kl、电子开关K2连接的仪 表放大器2013。传感器电容C2设置于以仪表放大器2013为控制中心的差分电路的结构中 (即传感器电容C2-端连接至差分电路的电子开关K2,另一端连接至差分电路的仪表放大 器2013,从而使得差分电路和传感器电容C2共同组成第二单元的电路结构）。通过端口 Pl 发送一个占空比为1/10的Pwm控制信号，该控制信号pwm由开关三极管或者集成式模拟开 关元件构成的电子开关KU K2驱动。当Pl输入为低电平时，电子开关Kl和K2断开，第一 恒流源2011给标准电容Cl充电，第二恒流源2012给传感器电容C2充电；当Pl为高电平 时，电子开关Kl和K2闭合，标准电容Cl和传感器电容C2放电，两路信号作为仪表放大器 2013的差分输入信号；当Cl和C2相等时，仪表放大器2013输出为0,当传感器电容C2的 容值改变时，仪表放大器2013输出与容值相对应的电压值Va，并将Va发送至单片机801， Va即为与当前被测流体的水活性相关的电压值。第一开关Kl和第二开关K2用于控制标准 电容Cl和传感器电容C2处于充电或者放电的状态。
[0114] 在检测过程中，湿敏电容802接触当前油液从而产生与当前油液的水活性相关的 电容值，差分电路803根据电容值产生与当前油液的水活性相关的电压值（即第二信号）， 并将该电压值发送至单片机801。
[0115] 单片机801根据该电压值计算当前被测油液的水活性值时，先按下式计算油液相 当于参考温度的水活性相关的电压值Vb，
[0116] Vb = Va+(Ta-25) *Vt (12)
[0117] 其中，Vb为当前被测流体相当于参考温度的水活性相关的电压值，Va为与当前 被测油液的水活性相关的电压值，Vt为水活性相关电压值随温度的变化系数，参考温度取 25 〇C ；
[0118] 单片机801计算当前被测油液的水活性值的计算式为
[_
(13)
[0120] 其中，aw为当前被测油液的水活性值，awl为被测油液在参考温度时的第一水活 性值，Vl为被测油液在参考温度下水活性值为awl时相关的第一电压值；aw2为被测油液在 参考温度时的第二水活性值，V2为被测油液在参考温度下水活性值为aw2时相关的第二电 压值，Vb介于两相邻的特征电压值Vl和V2之间。
[0121] 在本实用新型的另一种实施例中，单片机101接收到与当前油液的水活性相关的 电压值Va后，还可以通过查表的方法或者其他计算式得到当前被测油液的Vb或者当前被 测油液的水活性值aw。
[0122] 进一步地，单片机801根据水活性值aw和温度值Ta计算当前被测油液的微水含 量值的计算式为
[0123]
(6)
[0124] 其中，ppm为微水含量值，A为第一系数，B为第二系数。
[0125] 在另外一种实施例中，还可以采用以下计算式计算当前被测油液的微水含量值 ppm,
[0126] ppm = aw*TaA (100-(Ta-26. 8)) *(100+(Ta-26. 8) *0· 18))/0. 0148/26. 8(7)其 中，ppm为微水含量，aw为当前被测流体的水活性值，Ta为当前被测流体的温度，26. 8为水 活性系数的参考温度值（即参考温度为26. 8°C )，0. 18为温度系数，0. 0148为水活性系数。
[0127] 本实施例在数字输出模块805、模拟输出模块806、单片机801以及电源单元等方 面的技术特征可以参照实施例一，故不再赘述。
[0128] 采用本实用新型的微量水分变送器（在线阻容式油中微量水分传感变送器），通 过被测流体中水活性和温度的测试获得被测流体中的微水含量，保证了被测流体中水分测 试的精度和可靠性，实际使用效果可以满足以下设计指标：
[0129] 被测流体温度：-40°C~80°C，±0. 5°C (即本实用新型能有效测试的被测流体温 度范围为-40°C~80°C，误差为±0.5°C，下同）；
[0130] 被测流体水活性（范围）：0 ~0· 9aw，±0. 〇3aw，和 / 或 0· 9 ~1.0 aw，±0. 0f5aw ;
[0131] 数字输出信号：RS485或RS232可选；
[0132] 数字输出参量：温度、水活性、水含量可选；
[0133] 模拟输出信号：4-20mA、0-5V和0-10V可选；
[0134] 模拟输出参量：温度、水活性或者温度、水含量二选一；
[0135] 抗扰度：见下表
[0136]
[0137]
[0138」 本领项扠木人员η」以米用具他的芾规扠木宁段对本买用新型的电吞悮块、电阻模 块、温度调理电路、振荡电路、单片机等相关模块进行简单的替换和容易想到的改进，但只 要没有超出本实用新型的构思且没有本质上的不同，则仍然属于本实用新型的保护范围 之内。另外，本领域技术人员只是对本实用新型中所使用的各个公式做简单的变形、替换、 合并或者细化，或者在计算中以加法或减法的形式增添与测量参数无关的系数，或者在计 算式中以乘除法的形式扩大或减小某些量的数值，只要是利用了本实用新型公布的计算式 (1)至（13)的基本框架而没有对计算式做本质上的改进，则对本实用新型各个公式的变形 仍然属于本实用新型的保护范围之内。
[0139] 在本实用新型的另外的实施例中，第二单元向单片机传送的第二信号也可以是电 容值，即第二单元包括电容模块，通过电容模块感应被测流体的介电常数的变化而输出变 化的电容值，单片机根据该电容值计算当前被测流体的水活性值。
[0140] 本实用新型就是针对现有技术的不足，提供一种针对溶解水条件下的被测流体微 量水分的在线阻容式微量水分传感变送器，能够现场检测被测流体中的微量水分，不仅节 省时间、提高工作效率，而且具有很高的检测精度，可以长期稳定的运行于复杂工况下对被 测流体微量水分进行监测。
[0141] 以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定 本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
【主权项】
1. 一种微量水分变送器，其特征在于，包括： 第一单元，其至少部分用于伸入当前被测流体中感应被测流体的温度，从而产生与当 前被测流体的温度相关的第一信号； 第二单元，其至少部分用于伸入当前被测流体中感应被测流体的水活性，从而产生与 当前被测流体的水活性相关的第二信号； 控制单元，连接至所述第一单元和所述第二单元，用于根据所述第一信号得到当前被 测流体的温度值，用于根据所述第二信号得到当前被测流体的水活性值，根据所述水活性 值和所述温度值计算当前被测流体的微水含量。2. 如权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述第一单元包括温度传感器，控制单元 根据温度传感器的输出得到当前被测流体的温度值。3. 如权利要求2所述的变送器，其特征在于，温度传感器为热敏电阻，所述第一单元还 包括与热敏电阻相连的温度调理电路模块，所述温度调理电路模块连接至所述控制单元， 所述温度调理电路模块用于根据所述热敏电阻的电阻值产生与当前被测流体的温度相关 的电压值，控制单元根据该电压值得到当前被测流体的温度值。4. 如权利要求1所述的变送器，其特征在于，所述第二单元包括电容模块，电容模块感 应被测流体介电常数的变化而产生变化的电容，控制单元根据电容模块的电容得到当前被 测流体的水活性值。5. 如权利要求4所述的变送器，其特征在于，所述第二单元还包括与电容模块相连接 的振荡电路模块，所述振荡电路模块连接至所述控制单元，所述振荡电路模块用于根据所 述电容模块的电容值产生与当前被测流体的水活性相关的频率值，控制单元根据振荡电路 模块输出的频率值得到当前被测流体的水活性值； 或者，所述第二单元还包括与电容模块相连接的差分电路模块，所述差分电路模块连 接至所述控制单元，所述差分电路模块用于根据所述电容模块的电容值产生与当前被测流 体的水活性相关的电压值，控制单元根据差分电路模块输出的电压值得到当前被测流体的 水活性值。
【专利摘要】本实用新型公开了微量水分变送器，该微量水分变送器包括：第一单元，由电阻模块和温度调理电路模块组成，电阻模块在接触当前被测流体(含液体和气体)时发生阻值的变化，使得温度调理电路模块根据阻值产生与当前被测流体的温度相关的电压值并发送至控制单元；第二单元，由电容模块和振荡电路模块组成，电容模块在接触当前被测流体时发生容值的变化，使得振荡电路模块根据容值产生与当前被测流体的水活性相关的频率值并发送至控制单元；控制单元，连接至第一单元和第二单元，用于根据频率值和电压值计算当前被测流体的微水含量。本实用新型的微量水分变送器能够现场检测被测流体中的微量水分，具有节省时间、提高工作效率的优点。
【IPC分类】G01N27/22, G01N27/00
【公开号】CN204807497
【申请号】CN201520194462
【发明人】施建雄
【申请人】施建雄, 施易满
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年4月1日