一种基于数据融合的水中溶解氧探头的制作方法

本发明涉及水质检测领域，具体涉及一种水中溶解氧浓度和温度的复合变送器。

背景技术：

溶解氧传感器主要用于测量溶解于水中分子态的氧含量。在水产养殖，环境监测等行业有广泛的应用。电化学法溶解氧传感器受限于技术条件，一方面其灵敏度受温度的影响比较大；另一方面其输出信号内阻大且幅值很小，给后续处理带来很高的要求。另外，在实际应用中电化学法溶解氧传感器的信号需引入控制系统进行后续处理，这造成一旦需采集的溶解氧数据较多，需大量高成本电缆单独连接每只传感器，增加大量布线成本。

技术实现要素：

本发明目的是为了解决上述问题，提供的一种基于数据融合的水中溶解氧探头。该探头包括电化学法溶解氧传感器，热敏电阻温度传感器及基于单片机的数据处理电路板。可将溶解氧信号和温度信号采集、融合，输出不受温度影响的溶解氧信号和温度信号并通过晶体管-晶体管逻辑电平传输至后续设备。

本发明目的是通过以下技术方法实现的：

电化学法溶解氧传感器固定于壳体下方；热敏电阻温度传感器置于壳体侧方并穿透壳体；壳体内置基于微电脑控制器即单片机的数据处理电路板；电化学法溶解氧传感器和热敏电阻温度传感器输出引线连接至所述电路板；通过引出电缆穿过所述壳体引入电源并输出信号。

本发明的有益效果是：通过融合溶解氧传感器输出数据和热敏电阻输出数据，减少溶解氧传感器的温度误差。同时传输输出不易受到干扰的数字信号。输出信号经过简单的电平变换即可接入总线型数据采集网络中。节约大量布线成本。探头可随时更换，不需要进行标定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如图所示一种基于数据融合的水中溶解氧探头，包括塑料材质的壳体1，所述壳体的下端敞口、上端被端盖1-1密封，其特征在于：所述壳体1的内腔中数据处理电路板4和电化学法溶解氧传感器2，其中所述电化学法溶解氧传感器2的下端穿过所述壳体的下端的敞口暴露在所述壳体之外，在所述所述壳体上、对应于所述电化学法溶解氧传感器2的上方位置开设与其内腔和外界贯通的通孔，所述通孔内固设外壳体为不锈钢的热敏电阻温度传感器7；所述电化学法溶解氧传感器2和所述热敏电阻温度传感器7分别通过导线3、6连接到所述数据处理电路板4的焊盘上，包含电源线和数据线的引出电缆5密封穿过所述端盖1-1连接到所述数据处理电路板4的焊盘上；所述数据处理电路板4上包括固化有数据融合算法的微电脑控制器12和均与其连接的电源滤波电路8、串口控制电路14、电压a/d转换电路10、电流信号调理电路9、电阻a/d转换电路11和存储传感器校准数据的非易失存储单元13，所述电化学法溶解氧传感器2将采集的信号通过所述电流信号调理电路9、电压a/d转换电路10传送给所述微电脑控制器12，所述热敏电阻温度传感器7将采集的信号通过所述电阻a/d转换电路11传送给所述微电脑控制器12，所述微电脑控制器12读取所述非易失存储单元13存储的传感器校准数据、所述电流信号调理电路9的校准数据、所述热敏电阻温度传感器7的温度特性数据，根据固化的数据融合算法，通过引出电缆5传递溶解氧浓度信号、温度信号并接收校准指令和数据。所述壳体1的腔体内填充环氧树脂填充剂起到防水和入固定的作用。所述引出电缆5传递的溶解氧浓度信号使用晶体管-晶体管逻辑电平。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种基于数据融合的水中溶解氧探头，电化学法溶解氧传感器固定于壳体下方；热敏电阻温度传感器置于壳体侧方并穿透壳体；壳体内置基于微电脑控制器即单片机的数据处理电路板；电化学法溶解氧传感器和热敏电阻温度传感器输出引线连接至所述电路板；通过引出电缆穿过所述壳体引入电源并输出信号。本发明的有益效果是：通过融合溶解氧传感器输出数据和热敏电阻输出数据，减少溶解氧传感器的温度误差。同时传输输出不易受到干扰的数字信号。输出信号经过简单的电平变换即可接入总线型数据采集网络中。节约大量布线成本。探头可随时更换，不需要进行标定。

技术研发人员：刘新儒;姜永新
受保护的技术使用者：山东远图环境技术有限公司
技术研发日：2017.08.09
技术公布日：2017.10.20