一种数字式高精度深水温度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数字式高精度深水温度传感器。属水文测量技术领域。
【背景技术】
[0002]水声测量设备周围的水下温度是影响水声声线特性的关键参数，精确的水温测量可以提高声线修正的精度，从而降低水声通信的误码率和提高水声定位的时延精度。所以，水声测量设备应该配备一套高精度深水温度传感器，把温度实时传送到显控中心，进行实时声线修正。
[0003]高精度深水温度传感器多为国外进口产品，价格昂贵，且安装结构受限，不能自主进行水密处理。本发明专利将使用工业上常用的铠装热电阻结合数字式温度变送器完成一种数字式高精度深水温度传感器的设计。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的在于克服现有技术落后不足，提供一种数字式高精度深水温度传感器。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]数字式高精度深水温度传感器，由温度感应器(1)、水密结构(2)、温度变送器
(3),HART -RS485转换模块(4)和微控制器(5)组成，所述温度感应器(I)通过带有两道密封圈的水密结构(2 )与测量设备水密筒连接，温度变送器(3 )将温度感应器(I)采集的温度模拟电流量(4?20mA)转换为工业常用的HART协议接口形式数字量，再使用HART-RS485转换模块(4)将HART协议数字量转换为微控制器(5)常用的RS485接口形式。
[0007]所述的温度感应器(I)负责采集温度模拟电流量，水密结构(2)完成该传感器与水下测量设备的固定、安装和密封工作。
[0008]所述的温度变送器(3)采用工业上常用的铠装热电阻与数字式温度变送器。
[0009]所述的温度变送器(3)和HART -RS485转换模块(4)需额外提供稳定的24V直流电源。
[0010]所述的温度感应器(I)采集的温度模拟量转换为RS485数字量的整个过程采用低误差、高采样等方法，HART-RS485转换模块(4)及电路采用低功耗设计，整体功耗小于0.1瓦。
[0011]工作原理:水密结构(2)与测量设备水密筒连接完成后，由微控制器(5)通过RS485接口发送采集温度值指令，温度感应器(I)响应采集指令通过温度-阻值变化公式输出温度模拟量到温度变送器(3 )，温度变送器(3 )通过高采样A/D转换器将模拟量转换为HART协议数字量，最后由HART-RS485转换模块(4)将HART协议数字量转换为微控制器(5)常用的RS485接口形式，完成测量工作。
[0012]使用该传感器其工作稳定可靠，能自主进行水密处理，设计成本低，测量精度高。
【附图说明】
[0013]图1是数字式高精度深水温度传感器工作结构图。
[0014]图2是数字式高精度深水温度传感器水密结构机械尺寸图。
[0015]图3为图2的仰视图。
[0016]图中标号:I一温度感应器；2—水密结构；3—温度变送器；4一HART -RS485转换模块；5—微控制器。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型涉及的数字式高精度深水温度传感器由温度感应器1、水密结构2、温度变送器3、HART -RS485转换模块4和微控制器5组成，所述温度感应器I通过带有两道密封圈的水密结构2与测量设备水密筒连接，温度变送器3将温度感应器I采集的温度模拟电流量(4?20mA)转换为工业常用的HART协议接口形式数字量，再使用HART-RS485转换模块4将HART协议数字量转换为微控制器5常用的RS485接口形式。
[0018]进一步的，所述的温度感应器I负责采集温度模拟电流量，水密结构2完成该传感器与水下测量设备的固定、安装和密封工作。
[0019]进一步的，所述的温度传感器可正常工作的最大水深为200米，其温度测温误差小于0.1摄氏度。
[0020]进一步的，所述的温度变送器3采用工业上常用的铠装热电阻与数字式温度变送器。
[0021]具体的，所述的温度变送器3和HART -RS485转换模块4需额外提供稳定的24V直流电源。
[0022]更进一步的，所述的温度感应器I采集的温度模拟量转换为RS485数字量的整个过程采用低误差、高采样等方法，HART-RS485转换模块4及电路采用低功耗设计，整体功耗小于0.1瓦。
[0023]如图1、图2、图3所示，为整个数字式高精度深水温度传感器，水密结构2与测量设备水密筒连接完成后，由微控制器5通过RS485接口发送采集温度值指令，温度感应器I响应采集指令通过温度-阻值变化公式输出温度模拟量到温度变送器3，温度变送器3通过高采样A/D转换器将模拟量转换为HART协议数字量，最后由HART-RS485转换模块4将HART协议数字量转换为微控制器5常用的RS485接口形式，完成测量工作。
[0024]使用该传感器其工作稳定可靠，能自主进行水密处理，设计成本低，测量精度高。
【主权项】
1.一种数字式高精度深水温度传感器，由温度感应器(I)、水密结构(2)、温度变送器(3)、HART -RS485转换模块(4)和微控制器(5)组成，其特征在于:所述温度感应器(I)通过带有两道密封圈的水密结构(2)与测量设备水密筒连接，温度变送器(3)将温度感应器(I)采集的温度模拟电流量4?20mA转换为工业常用的HART协议接口形式数字量，再使用HART-RS485转换模块(4)将HART协议数字量转换为微控制器(5)常用的RS485接口形式。
2.根据权利要求1所述的数字式高精度深水温度传感器，其特征在于:所述的温度感应器(I)负责采集温度模拟电流量，水密结构(2)完成该传感器与水下测量设备的固定、安装和密封工作。
3.根据权利要求1所述的数字式高精度深水温度传感器，其特征在于:所述的温度变送器(3)采用工业上常用的铠装热电阻与数字式温度变送器。
4.根据权利要求1所述的数字式高精度深水温度传感器，其特征在于:所述的温度变送器(3)和HART -RS485转换模块(4)需额外提供稳定的24V直流电源。
5.根据权利要求1所述的数字式高精度深水温度传感器，其特征在于:所述的温度感应器(I)采集的温度模拟量转换为RS485数字量的整个过程采用低误差、高采样的方法，HART-RS485转换模块(4)及电路采用低功耗设计，整体功耗小于0.1瓦。
【专利摘要】本实用新型提供的是一种数字式高精度深水温度传感器，由温度感应器（1）、水密结构（2）、温度变送器（3）、HART-RS485转换模块（4）和微控制器（5）组成，所述温度感应器（1）通过带有两道密封圈的水密结构（2）与测量设备水密筒连接，温度变送器（3）将温度感应器（1）采集的温度模拟电流量（4～20mA）转换为工业常用的HART协议接口形式数字量，再使用HART-RS485转换模块（4）将HART协议数字量转换为微控制器（5）常用的RS485接口形式。使用该传感器其工作稳定可靠，能自主进行水密处理，设计成本低，测量精度高。
【IPC分类】G01K7-16
【公开号】CN204405214
【申请号】CN201420841964
【发明人】付传宝, 段文海, 吴家喜
【申请人】中国船舶重工集团公司七五○试验场
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月28日