一种深海应用的高度集成化温度传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及海洋观测技术领域，公开了一种深海应用的高度集成化温度传感器，包括温度传感器外壳、温度敏感元件、信号处理电路板、数字信号传输线缆，所述温度敏感元件和信号处理电路板封装于温度传感器外壳内，所述数字信号传输线缆将信号处理电路板与设备电路主板连接。本实用新型专利技术整个温度传感器的各个部分被整合为一个整体，简化结构的同时提高了温度传感器的测量精度和抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
一种深海应用的高度集成化温度传感器
本技术涉及海洋观测
，具体为一种深海应用的高度集成化温度传感器。
技术介绍
温度数据是物理海洋观测的基础参数，也是海洋动力学的基本要素，是计算其他诸如盐度、密度、声速物理参数必不可少的因子，因此其被广泛应用于各种探测仪器、运动平台、作业设备、航行船只、水体养殖甚至是军事武器装备上。因此进行常规物理海洋观测，为海洋科学提供有意义数据支持的温度传感器测量精度一般要求在±0.01摄氏度以内，国际上做的比较好的设备，测量准确度可达±0.003摄氏度。常见的温度传感器工作方式一般分为以下几种。1.温度传感器作为主体，独立自主自容式工作，在工作过程中，不与外部进行数据交换，所有的工作数据存储在内部，当工作完成之后，由人工打捞上来，使用通讯电缆与计算机连接，将历史数据全部导出。这种传感器的数据实时性差。2.直接挂接外部的温度传感器成品，使用物理加固的方法将传感器绑在主体上，在两者之间使用水密电缆实现指令与数据的交互通讯。这种方式占用体积较大。3.使用嵌入式集成的方式，将温度传感器的外壳结构和自身的外壳结构整合在一起，可以得到更高的集成度、更可靠的连接效果、更加优良的流体特征，外观看起来也更加美观一些。嵌入式温度传感器虽然在结构方面和主设备集成在了一起，实现了总体体积的小型化，但是传感器的电路仍然需要位置摆放。通常来说，温度传感器的温度敏感部分被封装在一个单独的外壳里面，而这个外壳被安装在仪器主体上。而信号处理电路板独立于温度敏感部分，被安装在仪器主体电路中，两者之间采用电缆连接的方式。这样的形式带来的问题是：首先，增加了整个仪器设计的难度。仪器主体电路板需要开辟一个单独的空间给温度传感器电路板，并且对于温度电路板来所，还需要适量的安装孔来固定。在两个电路板之间，还需要有板至板接插件来实现信号的通讯。因此整个系统空间无法做的很小，对于一些空间有限、结构紧凑的系统来说，增加了设计困难。同时，由于有结构安装加固的需求，导致可靠性方面的降低，对于一些常规性监测实验，如冲击振动，需要在这个地方有额外的考虑，否则电路板很有可能在未来使用过程中脱落下来。另外，对于仪器设备方面来说，需要在设计初始就要考虑相关集成安装的问题，这样就增加了仪器设计的难度。其次，传感器敏感信号容易收到干扰，测量精度受到影响。由于在结构方面是分离的，前端的敏感元件和电路板之间需要用导线进行连接，将敏感元件的信号接入处理电路。在某些应用场合，这跟导线的长度会比较长，而且可能会穿过电学环境恶劣的区域，例如电动机模块、射频模块部分。因而这根导线中传输的是敏感元件的模拟信号，信号强度非常微弱，容易受到导线长短、接触电阻大小、空间电磁干扰强弱的影响。在某些仪器的应用过程中，传感器的测量准确程度收到严重影响，甚至是无法使用。再次，增加传感器使用和管理上的难度。将传感器的敏感元件部分与信号处理电路板进行分离安装，这样，一个设备就被拆解为两个部分，而不是一个整体。在使用和存储过程中，必须要一对一组合放置，保证敏感元件部分和处理电路板之间的对应关系，而不能打乱它们的顺序。由此就增加了管理上的困难。最后，敏感元件部分的结构不确定，造成多种应用场合的结构尺寸多种多样，导致温度传感器无法通用化。
技术实现思路
(一)解决问题针对现有技术的不足，本技术提供了一种深海应用的高度集成化温度传感器，整个温度传感器的各个部分被整合为一个整体，简化结构的同时提高了温度传感器的测量精度和抗干扰能力。(二)技术方案为实现上述增加温度探头的实际使用效果目的，本技术提供如下技术方案：一种深海应用的高度集成化温度传感器，包括温度传感器外壳、温度敏感元件、信号处理电路板、数字信号传输线缆，所述温度敏感元件和信号处理电路板封装于温度传感器外壳内，所述数字信号传输线缆将信号处理电路板与设备电路主板连接；所述温度传感器外壳包括信号处理电路板舱、安装部、温度传感器探针，所述安装部设于信号处理电路板舱和温度敏感元件容纳腔的中间，所述信号处理电路板舱填充灌封胶，所述温度传感器探针内部填充上半部分填充可固化的导热介质，下半部分填充灌封胶。进一步的，所述信号处理电路板舱外表面设有螺纹，所述螺纹采用水密接插件形式。进一步的，所述安装部为六角形。进一步的，所述信号处理电路板舱与安装部连接处的外表面还开设有放置O型圈的O型圈槽。进一步的，所述温度敏感元件由温度敏感电阻、两根金属导丝组成，所述金属导丝外设有屏蔽保护套，所述温度敏感电阻设于温度传感器探针内顶部。进一步的，所述信号处理电路板包含模拟信号处理部分、数字信号处理部分、逻辑功能处理部分、温度敏感元件接口、数字通信接口。(三)有益效果与现有技术相比，本技术提供了一种深海应用的高度集成化温度传感器，具备以下有益效果：1.整个温度传感器的各个部分被整合为一个整体，传感器的安装只需要将传感器拧在仪器设备外壳上、线缆连接至仪器主体电路板上即可，而没有更多的其他部分的组件，结构简单，安装方便；2.由于传感器将信号处理电路集成在了内部，外部不再需要额外的电路板，因此不需要仪器设备提供电路板安装空间，只需要留有通讯接口即可，降低了仪器整体设计的复杂程度；3.不需要仪器设备提供电路板安装空间，可以进一步减小整个仪器的体积，使得小型化设计变得更加容易；3.减少了系统的结构部件数量，减少了结构安装工作，总体上提高了设备的可靠性，降低整体失效的风险；4.由于温度传感器将信号处理电路集成在了传感器内部，因此温度敏感元件距离处理电路距离非常近，而且金属导丝始终处于传感器金属外壳的内部，导丝上的微弱信号不容易收到外来的干扰。在测量准确度方面有更好的表现；5.提高了传感器抗干扰能力。传感器最终提供给仪器设备的线缆，内部仅仅为电源和数字通讯线，它们具有较强的抗干扰能力，通讯过程不容易受到环境电子干扰影响，通讯线缆长度也可大大增加。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术温度传感器外壳的结构示意图；图3为本技术温度敏感元件的结构示意图；图4为本技术信号处理电路板的结构示意图；图5为本技术信号处理电路板的原理图；图6为本技术数字信号传输线缆的结构示意图；图7为本技术与海洋仪器设备连接的结构示意图。其中1温度传感器探针、2温度敏感元件、3安装部、4信号处理电路板、5信号处理电路板舱、6数字信号传输线缆、7灌装胶、8导热介质、9螺纹、10O型圈、11O型圈槽、12温度敏感电阻、131细的屏蔽保护套、132粗的屏蔽保护套、14金属导丝、15传感器端接口、16信号传输线缆主体、17设备端接口、18设备电路主板、19高度集成温度传感器。具体实施方式下面将结合本技术的实施例，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海应用的高度集成化温度传感器，其特征在于：包括温度传感器外壳、温度敏感元件、信号处理电路板、数字信号传输线缆，所述温度敏感元件和信号处理电路板封装于温度传感器外壳内，所述数字信号传输线缆将信号处理电路板与设备电路主板连接；所述温度传感器外壳包括信号处理电路板舱、安装部、温度传感器探针，所述安装部设于信号处理电路板舱和温度敏感元件容纳腔的中间，所述信号处理电路板舱填充灌封胶，所述温度传感器探针内部上半部分填充可固化的导热介质，下半部分填充灌封胶。/n

【技术特征摘要】
1.一种深海应用的高度集成化温度传感器，其特征在于：包括温度传感器外壳、温度敏感元件、信号处理电路板、数字信号传输线缆，所述温度敏感元件和信号处理电路板封装于温度传感器外壳内，所述数字信号传输线缆将信号处理电路板与设备电路主板连接；所述温度传感器外壳包括信号处理电路板舱、安装部、温度传感器探针，所述安装部设于信号处理电路板舱和温度敏感元件容纳腔的中间，所述信号处理电路板舱填充灌封胶，所述温度传感器探针内部上半部分填充可固化的导热介质，下半部分填充灌封胶。


2.根据权利要求1所述的一种深海应用的高度集成化温度传感器，其特征在于：所述信号处理电路板舱外表面设有螺纹，所述螺纹采用水密接插件形式。


3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜飞，童海明，董刘同，于恩伟，宋有为，
申请(专利权)人：杭州浅海科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33