一种温度、压力和湿度监测传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种温度、压力和湿度监测传感器，属于环境监测技术领域，解决了现有温湿压传感器不能够同时输出模拟和数字信号的问题。包括：壳体、电连接器、螺纹底座；螺纹底座、电连接器分别与壳体焊接在一起，形成密闭腔室；腔室内部设置有传感模块，用于实时获取环境中的内外压力及温湿度；信号处理模块，用于对获取的环境信息进行分析处理；信号接口模块，用于向外传输数字与模拟信号。本发明专利技术将传感器技术和微处理器技术有机结合，将多个功能模块集成在传感器上，能够实时获取环境信息并进行信号处理，实现对被测环境的绝对压力、相对压力、湿度和温度的高精度实时监测，并以模拟和数字方式提供数据输出。

【技术实现步骤摘要】
一种温度、压力和湿度监测传感器
本专利技术涉及环境监测
，尤其涉及一种温度、压力和湿度监测传感器。
技术介绍
高精密仪器设备的存放都有严格的环境要求，需要进行长期的环境监测，以提设备的可靠性和实现产品延寿。温湿压环境传感器主要用于监测环境的温度、湿度、压力等参数，对环境(温度、湿度、气压)能够监测、读取和分析，实现环境管理，有助于长时存放、全寿命周期免维护目标的达成。目前，现有的温湿压环境传感器仅具有模拟信号或者数字信号输出功能，不能同时输出模拟及数字信号，适用范围受限；另外，现有温湿压传感器还存在获取处理环境信息数据实时性差，精度不高的不足。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种温度、压力和湿度监测传感器，用以解决现有温湿压环境传感器不能够同时输出模拟和数字信号的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：提供了一种温度、压力和湿度监测传感器，包括：壳体、电连接器、螺纹底座；所述螺纹底座、电连接器分别与所述壳体焊接在一起，形成密闭腔室；所述电连接器用于传感器内部与外部设备的数据传输；所述螺纹底座用于安装传感器；所述腔室内部设置有传感模块、信号处理模块、信号接口模块；所述传感模块用于实时获取环境中的内外压力及温湿度信息，并传递给所述信号处理模块；所述信号处理模块用于对获取的环境信息进行实时分析处理，并传递给所述信号接口模块；所述信号接口模块通过电连接器与外部设备相连，用于与外部设备进行数字与模拟信号传输。本专利技术有益效果如下：本专利技术是将传感器技术和微处理器技术有机地结合形成的高度集成化的传感器，将多个功能模块集成在传感器上，体积小、功耗低、功能全面、适应性广，能够实时获取环境信息，对获得的环境信息实时进行信号处理，实现对被测环境的绝对压力、相对压力、湿度和温度的实时监测；同时可以同时通过模拟和数字方式提供数据传输，满足不同设备需求。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述壳体顶部设置有六角螺母，所述六角螺母上部、螺纹底座前端均开设有透气孔；所述腔室底部设置有托座，中部固定安装有电路板，所述电路板设置有信号处理模块、信号接口模块，所述托座与螺纹底座之间采用螺纹连接。进一步，所述传感模块包括：外压力芯体、内压力芯体、温湿芯体；所述外压力芯体设置在所述六角螺母的中部位置，用于测量被测环境外部的绝对压力；所述温湿芯体与内压力芯体焊接在同一圆形线路板上，所述圆形线路板固定安装在所述托座上；所述内压力芯体用于测量被测环境内部的绝对压力；所述温湿芯体用于测量被测环境的温度和湿度。进一步，所述信号处理模块，通过I2C总线与所述外压力芯体、内压力芯体、温湿芯体相连；对获取到的数据进行实时分析处理后经过信号接口模块向外部输出。进一步，所述信号接口模块，包括：信号调理单元、RS422通讯单元、外部数字接口、外部模拟接口；所述RS422通讯单元与信号处理模块通过UART相连，将信号处理模块处理后的信号转换为RS-422信号，并通过外部数字接口传输给控制端或上位机，同时将接收上位机的数据指令，并传递给所述信号处理模块；所述信号调理单元，将信号处理模块处理后的差压、温度和湿度信号转换为对应的三路模拟信号，并通过外部模拟接口向外部传输。进一步，所述信号调理单元设置有接口保护电路，用于保护电流传输线不受干扰影响。进一步，所述托座与螺纹底座之间通过灌封胶灌封；所述圆形线路板采用灌封胶固定安装在所述托座上。进一步，所述信号调理单元为AD5755-1型DAC芯片。进一步，所述内压力芯体、外压力芯体均为MS5803-02BA型绝压敏感芯体，所述温湿芯体为SHT31芯体。进一步，还包括电源模块，用于将外部供电电压转换成传感模块、信号处理模块、信号接口模块所需的电压。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例中温湿压传感器仰视图；图2为本专利技术实施例中温湿压传感器侧视图；图3为本专利技术实施例中温湿压传感器俯视图；图4为本专利技术实施例中温湿压传感器剖面图；图5为本专利技术实施例中温湿压传感器内部模块连接框图；图6为本专利技术实施例中电流输出转换电路图；附图标记：1-透气孔、2-外压力芯体、3-电连接器、4-壳体、5-电路板、6-灌封胶、7-托座、8-螺纹底座、9-温湿芯体、10-内压力芯体。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种温度、压力和湿度监测传感器，如图1-5所示，包括：壳体(4)、电连接器(3)、螺纹底座(8)；螺纹底座、电连接器分别与壳体焊接在一起，形成密闭腔室；电连接器用于传感器内部与外部设备的数据传输；螺纹底座用于安装传感器；腔室内部设置有传感模块、信号处理模块、信号接口模块；传感模块用于实时获取环境中的内外压力及温湿度信息，并传递给信号处理模块；信号处理模块用于对获取的环境信息进行实时分析处理，并传递给信号接口模块；信号接口模块通过电连接器与外部设备相连，用于与外部设备进行数字与模拟信号传输。实施时，将该传感器通过螺纹底座安装在需要待监测的环境中，将传感器初始化，并通过所连接的外部设备进行参数配置，通过传感器芯体实时采集环境信息，同时通过处理得到内外压及温湿度数据，并以数字信号及模拟信号两种形式传输到外部设备。与现有技术相比，本实施例提供的温度、压力和湿度监测传感器，将传感器技术和微处理器技术有机地结合形成的高度集成化的传感器，将多个功能模块集成在传感器上，体积小、功耗低、功能全面、适应性广，能够实时获取环境信息，对获得的环境信息实时进行信号处理，实现对被测环境的绝对压力、相对压力、湿度和温度的高精度实时监测；还可以同时通过模拟和数字信号两种方式提供数据输出，满足不同设备需求。具体来说，为了保证传感器腔体内部与外部环境完全隔绝。本实施例中传感器的壳体衔接处采用激光无缝焊接，具体地，包括螺纹底座与壳体的焊接，连接器与壳体的焊接。激光焊接是将材料本身采用激光高温熔融后焊接在一起，不需要其它焊接材料，它的特点是焊缝强度高，焊缝小，焊接时发热量小，不会损坏内部器件；通过激光焊接，整个传感器没有连接缝隙浑然一体。考虑到传感器工作时需要与外部环境接触，以便采集环境信息，实现压力与温湿度的测量，本在实施例中传感器的六角螺母(设置在壳体顶部)上部、螺纹底座前端均开设有细密的透气孔(1)(优选的，透气孔)，将传感模块(内外压力芯体、温湿芯体)与被测外部环境相连，同时也能有效防止外物侵入损坏传感器芯体。进一步，腔室中部安装有电路板，电路板上设置有信号处理模块、信号接口模块；电路板通过铜柱固定在腔室内部，电路板的数量为至少一个，优选的，可以设置上、下两个电路板(5)，以便在保证具有传感器完备功能的同时减少传感器的体积；其中，电路板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度、压力和湿度监测传感器，其特征在于，包括：壳体、电连接器、螺纹底座；所述螺纹底座、电连接器分别与所述壳体焊接在一起，形成密闭腔室；所述电连接器用于传感器内部与外部设备的数据传输；所述螺纹底座用于安装传感器；所述腔室内部设置有传感模块、信号处理模块、信号接口模块；所述传感模块用于实时获取环境中的内、外压力及温湿度信息，并传递给所述信号处理模块；所述信号处理模块用于对获取的环境信息进行实时分析处理，并传递给所述信号接口模块；所述信号接口模块通过电连接器与外部设备相连，用于与外部设备进行数字与模拟信号传输。

【技术特征摘要】
1.一种温度、压力和湿度监测传感器，其特征在于，包括：壳体、电连接器、螺纹底座；所述螺纹底座、电连接器分别与所述壳体焊接在一起，形成密闭腔室；所述电连接器用于传感器内部与外部设备的数据传输；所述螺纹底座用于安装传感器；所述腔室内部设置有传感模块、信号处理模块、信号接口模块；所述传感模块用于实时获取环境中的内、外压力及温湿度信息，并传递给所述信号处理模块；所述信号处理模块用于对获取的环境信息进行实时分析处理，并传递给所述信号接口模块；所述信号接口模块通过电连接器与外部设备相连，用于与外部设备进行数字与模拟信号传输。2.根据权利要求1所述的温度、压力和湿度监测传感器，其特征在于，所述壳体顶部设置有六角螺母，所述六角螺母上部、螺纹底座前端均开设有透气孔；所述腔室底部设置有托座，中部固定安装有电路板，所述电路板设置有信号处理模块、信号接口模块，所述托座与螺纹底座之间采用螺纹连接。3.根据权利要求2所述的温度、压力和湿度监测传感器，其特征在于，所述传感模块包括：外压力芯体、内压力芯体、温湿芯体；所述外压力芯体设置在所述六角螺母的中部位置，用于测量被测环境外部的绝对压力；所述温湿芯体与内压力芯体焊接在同一圆形线路板上，所述圆形线路板固定安装在所述托座上；所述内压力芯体用于测量被测环境内部的绝对压力；所述温湿芯体用于测量被测环境的温度和湿度。4.根据权利要求3所述的温度、压力和湿度监测传感器，其特征在于，所述信号处理模块，通过I2C总线与所述外压力芯体、内压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓波，周中岳，王景，王惠军，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11