一种水膜厚度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种水膜厚度传感器，包括：电路板以及设置在所述电路板上的微波天线、电子器件和排针；所述电子器件能够产生第一信号和第二信号，将所述第一信号经所述微波天线发射并接收其回波，以及将所述第二信号和所述回波进行调理后经所述排针输出至外部系统。本发明专利技术具有的有益效果：具有检测精度高、抗干扰能力强等优点，适用于各种气候环境，且适合长年运行、不用表面维护，便于集成至多种气象设备。

Water film thickness sensor

The invention discloses a water film thickness sensor, which comprises a circuit board and a microwave antenna, is disposed on the circuit board of the electronic device and the pin; the electronic device is capable of generating a first signal and second signal, the first signal through the microwave antenna and receiving the echo, and the the second signal and the echo conditioning after the pin output to an external system. The invention has the advantages of high detection accuracy, strong anti-interference ability, etc. the utility model is suitable for various climatic environments, and is suitable for running for many years without surface maintenance and is easy to be integrated into a plurality of meteorological equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种水膜厚度传感器
本专利技术属于水膜厚度检测
，具体涉及一种水膜厚度传感器。
技术介绍
路面积水是生活很常见的现象，不管是人行道路还是机动车道，不论城市道路还是乡村道路，或者高速公路，雨天都不同程度会出现道路积水。道路积水不仅容易使路面、路基遭受破坏，更有安全隐患存在。人行道路雨天积水影响人们的行走方便，机动车道对行车安全存在隐患，特别是高速公路路面积水严重威胁行车安全，所以实时监控测量道路路面积水的水膜厚度，并上报至监控中心或者指挥部，对于管理人员决策具有重要的意义。现今常用的积水测量一般是由人工现场勘测、读数、上报或者利用光学、电学传感器输出信号等方法。人工检测存在误差大，容易漏检、实时性差、主观因素影响较大等问题；光学、电学传感器亦存在使用与维护不便利、长时间运行容易老化失准、容易受外部表面尘土积累无法测量等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种水膜厚度传感器，具有检测精度高、抗干扰能力强等优点，适用于各种气候环境，且适合长年运行、不用表面维护，便于集成至多种气象设备。为解决现有技术问题，本专利技术公开了一种水膜厚度传感器，包括：电路板以及设置在电路板上的微波天线、电子器件和排针；电子器件能够产生第一信号和第二信号，将第一信号经微波天线发射并接收其回波，以及将第二信号和回波进行调理后经排针输出至外部系统。进一步地，电子器件包括：微波发生模块、功率分配模块、收发模块、功率相位检测模块以及输入输出保护模块；微波发生模块将微波信号传输至功率分配模块，功率分配模块将微波信号分为第一信号和第二信号；收发模块能够将第一信号通过微波天线发射出并将其接收到的第一信号的回波传输至功率相位检测模块；功率相位检测模块能够将第二信号和回波通过输入输出保护模块传输至外部系统。进一步地，电路板上还设置有屏蔽罩，电子器件设置于屏蔽罩中。进一步地，还包括功率放大模块，功率放大模块连接在收发模块和微波天线之间。进一步地，输入输出保护模块具有静电保护电路和电压限制电路。进一步地，还包括温度自动补偿电路，温度自动补偿电路的输出端分别连接微波发生模块、功率分配模块、收发模块和功率相位检测模块从而实现自动温度补偿。进一步地，微波发生模块为压控振荡器芯片。进一步地，微波天线为采用光刻腐蚀碳氢化合物陶瓷基板制成的矩形状微带天线。进一步地，微波天线具有一用于电路板馈电的窗口。进一步地，排针的间距为2.54mm。本专利技术达到的有益效果：1.准确的测量覆盖于路面的水膜厚度，测量量程达到0～6mm，测量精度达到0.01mm。2.采用标准2.54mm间距单排针座连接器，便于连接到外部印刷电路板。利用稳压直流5V供电，整个传感器功耗在200mW以内，输出结果为标准的0～5V电压，电子性能上便于集成至多种采集设备。3.采用多种抗干扰器件，可以适用于各种恶劣气候。采用自动温度自动补偿电路，不会因为外界环境温度的变化而影响测量结果。附图说明图1为本专利技术一个优选实施例的结构示意图；图2为图1所示实施例的电路连接图。附图标记：1传递介质；2微波天线；3电路板；4电子器件；5屏蔽罩；6排针；7待测水膜。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1和2所示，微波测路面水膜厚度传感器主要由高频电路板3、覆盖在其上表面的微波天线2、焊接在其下表面的各类电子器件4、固定于其下表面的金属电磁屏蔽罩5以及用于连接到外部集成系统的2.54mm间距排针6组成。电子器件4包括：型号为MGM的微波发生模块、型号为PDM的功率分配模块、型号为REM的收发模块、型号为PPDM的功率相位检测模块以及型号为IOPM的输入输出保护模块。以下通过微波传递介质1和待测水膜7示意水膜厚度测量的具体实现方式：电子器件4发生的高频微波信号（分米波波段），经过电路板3走线传递到微波天线2，然后由其发射微波经过传递介质1，到达待测水膜7。微波经过待测水膜7之后，一部分被吸收，一部分被反射回传递介质1，穿透后又被微波天线2接收。反射回来的微波再经过电路板3到电子器件4处理后，输出水膜厚度的电压信号到排针6。上述测量过程无需外部CPU控制，可以自动循环、连续执行，外部集成系统只需连续实时采集即可。电路板3上还设置有温度自动补偿电路，温度自动补偿电路的输出端分别连接微波发生模块、功率分配模块、收发模块和功率相位检测模块从而实现自动温度补偿。所述微波天线2是在高介电常数的碳氢化合物陶瓷基板上，用光刻腐蚀的方法，做出的一块矩形状的微带天线，同时微波天线2上刻出一个小的窗口，用于从电路板3馈电。所述金属电磁屏蔽罩5可以防止内部电磁场微波信号辐射到下表面，以避免影响外部集成系统的运行。同时可以防止外部电磁场干扰信号进入本微波传感器，避免测量结果不准或者导致传感器工作异常。所述排针6内部连接的电子器件4中的输入输出保护模块具有静电保护电路以及电压限制电路，即使外部接口有异常电压输入或者用户异常操作，均可最大限度的保护本传感器，防止永久损坏。由内部的独立压控振荡器芯片产生微波频段的电信号，实测大约为-30DB功率。此信号进入到功率分配模块后分成两路信号：一路进入收发模块，经过功率放大模块滤波放大后传递至微波天线进行微波发射，发射出去的微波回波经过天线接收返回进入到功率相位检测模块，此返回微波功率为-45DB～-55DB；另一路直接进入功率相位检测模块，此路微波功率约为-50DB。上述两个微波信号经过检测模块之后进入输入输出保护模块，然后输出至外部集成系统，传感器将输出标准0～5V模拟电压信号，此信号可以完全兼容至各种采集设备、仪器仪表、集成系统等。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水膜厚度传感器，其特征在于：包括：电路板以及设置在所述电路板上的微波天线、电子器件和排针；所述电子器件能够产生第一信号和第二信号，将所述第一信号经所述微波天线发射并接收其回波，以及将所述第二信号和所述回波进行调理后经所述排针输出至外部系统。

【技术特征摘要】
1.一种水膜厚度传感器，其特征在于：包括：电路板以及设置在所述电路板上的微波天线、电子器件和排针；所述电子器件能够产生第一信号和第二信号，将所述第一信号经所述微波天线发射并接收其回波，以及将所述第二信号和所述回波进行调理后经所述排针输出至外部系统。2.根据权利要求1所述的一种水膜厚度传感器，其特征在于：所述电子器件包括：微波发生模块、功率分配模块、收发模块、功率相位检测模块以及输入输出保护模块；所述微波发生模块将微波信号传输至所述功率分配模块，所述功率分配模块将所述微波信号分为所述第一信号和所述第二信号；所述收发模块能够将所述第一信号通过所述微波天线发射出并将其接收到的所述第一信号的回波传输至所述功率相位检测模块；所述功率相位检测模块能够将所述第二信号和所述回波通过所述输入输出保护模块传输至外部系统。3.根据权利要求2所述的一种水膜厚度传感器，其特征在于：所述电路板上还设置有屏蔽罩，所述电子器件设置于所述屏蔽罩中。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，蔡建浩，李海群，张亮，
申请(专利权)人：苏州曼德克光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32