一种一体化封装的链式温度传感器及其加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及海洋测量仪器技术领域，公开了一种一体化封装的链式温度传感器，包括拉力电缆，其特征在于：所述拉力电缆上设有若干温度传感器，所述温度传感器包括电路板、温度敏感元件，所述电路板的引线与拉力电缆的线芯连接，所述电路板设于拉力电缆内部且与线芯平行，所述温度敏感元件探出电路板。本发明专利技术还公开了一种一体化封装的链式温度传感器及其加工工艺。本发明专利技术将温度敏感元件、信号处理电路、通信单元与拉力电缆硫化在一起，可以大大降低系统的复杂程度，降低整个系统的成本，同时兼具高可靠、高传输速率、低功耗的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化封装的链式温度传感器及其加工工艺
本专利技术涉及海洋测量仪器
，尤其涉及一种一体化封装的链式温度传感器及其加工工艺。
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。对于表层海水来说，由于太阳辐射、海风、水气交换以及波浪动力影响，表层的海水温度是不均匀的，但是到了十几米以下，环境变得非常寂静，海水运动非常缓慢，因此对于海洋内部的温度场来说，是非常均匀的，甚至几百米至一千米的深度下降也不会造成温度0.1度的变化。但是如果这种区域出现较为剧烈的温度变化，例如几十米的范围内，温度变化超过0.1摄氏度，可能意味着较为宏观的物理海洋现象，例如温度跃变层、深海内波、海底洋流、黑潮等，可以为海洋观测提供非常有价值的数据支撑。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。一种常见的应用需求，是测量从水体表层到一定深度，温度的分布情况。进行大尺度、长时间的持续观测。例如在水产自动化养殖方面，如果监控并及时获知水体温度变化情况，可以及时调整养殖策略，预防冷水团、黑潮这类水文变化对鱼虾、贝类等造成的影响，避免经济损失。而这种应用情况一般采用温度链的形式，即将多台温度传感器采用一定的形式固定在缆绳上，各个传感器之间按照观测的需求，间隔一定的距离，最终各个传感器在缆绳上形成链状分布的形式。其中各个传感器在缆绳上的安装方式，根据不同的应用需求，又分为三种形式：1.直接捆绑自容式温度传感器的方式自容式温度传感器是一个自主工作的独立个体，其内部带有电路系统、电池、存储器。能够按照预先设定的程序，间隔一定的时间(比如5分钟、1小时等)，对环境的温度进行测量，并将测量得到的结果保存在内部的存储器中。当一段时间以后(比如3个月或者1年)，将整个传感器链打捞上来。然后将各个传感器中的数据导出，进行后期分析。这种使用方式的特点是，对缆绳要求比较低，其只是起到承接、固定各个传感器的作用。各个传感器无需外部通讯结构，只需要做到密封即可。传感器都是自主工作模式，并且数据只能预先保存在自身内部，当整个观测过程最终完成的时候，才能得到所有的数据。所以传感器的数据实时性差，只能后期获得。这也是制约其应用的关键因素。2.采用定制电缆+水密接插件+直读式温度传感器的方式为了增加测量的实时性，让人们能够第一时间拿到传感器测量的数据。需要传感器带有对外通讯接口。因此，传感器就变成了直读式，普通的缆绳需要替换为通讯电缆，而应用环境又是在水下，因此在电缆和传感器时间，必须使用具有水密功能的接插件。这种使用方式的特点是，传感器的数据能够及时传送出去，增加了传感器的实时性。但整个电缆系统必须是定制的，在需要连接传感器的地方，需要引出带有水密接插件的电缆分叉，这在电缆制作之初就需要设计好，并且整个系统的费用较高。3.采用感应耦合传输的方式采用感应传输的方式，取代相对固定的水密接插件方式，传感器将数据通过电磁感应的方式，通过感应磁环，将数据信号耦合到包塑钢缆上，在水面以上，一个同样带有磁环的调制解调器，将包塑钢缆中的信号提取出来，变成数字信号，完成整个通讯。这种使用方式的特点是，采用感应传输的通讯模式，可以打破传感器位置的限制，传感器的感应磁环相对于包塑钢缆是可以相对运动的。因此整个传感器在包塑钢缆上也是可以自由移动的。整个系统的数据是实时上传的。缺点是，感应传输系统的造价昂贵，不单单所有的传感器需要具备感应传输能力，在水面以上，还必须有一个调制解调器，也增加了整个系统的复杂程度；其次是，感应传输的通讯方式，带宽非常有限，相对于传统的线缆传输，数据传输速度要慢得多；再次，带有感应传输功能的传感器，需要自备电池，只是通讯过程避免了电气直接接触，同时，感应传输通讯过程中，功耗非常高，因此感应传输式传感器所携带的电池数量比自容式传感器要多得多。如前所述，各种不同的方案，都具有不同的缺点，基本可以概括为：1.数据可能不能实时上传；2.电缆需要定制，价格昂贵；3.传感器带有水密接插件或者感应传输单元，价格昂贵；4.数据传输速度低，功耗高。
技术实现思路
(一)解决的技术问题本专利技术主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种一体化封装的链式温度传感器及其加工工艺，制作成本较低，可靠性较高。(二)技术方案为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种一体化封装的链式温度传感器，包括拉力电缆，所述拉力电缆上设有若干温度传感器，所述温度传感器包括电路板、温度敏感元件，所述电路板的引线与拉力电缆的线芯连接，所述电路板设于拉力电缆内部且与线芯平行，所述温度敏感元件探出电路板。进一步的，所述拉力电缆内部设有抗拉力绳。进一步的，所述电路板下方设置有支撑条，所述支撑条长度大于电路板的长度，且支撑条两端与拉力电缆外皮相接。进一步的，所述拉力电缆的线芯为正、负电源线以及A、B通信线。本专利技术还提供了一种一体化封装的链式温度传感器的加工工艺，包括以下步骤：1)确定出各温度传感器在拉力电缆上的位置；2)对应温度传感器的位置处将拉力电缆的橡胶外皮剖开，分别将温度传感器的电路板引线与拉力电缆的线芯连接；3)将温度传感器的电路板与线芯平行放置在去除外皮的电缆内部；4)在温度传感器的电路板下方设置一支撑条；5)依次将对应温度传感器的位置处进行硫化封装；6)线缆末端进行硫化封装。进一步的，所述步骤1)为根据需要观测的温度所在的深度，进而确定出各个温度传感器节点在拉力电缆上的位置。进一步的，所述步骤2)为剖开四根金属线芯，裸露出金属部分，将温度传感器电路板的四根引线分别焊接至正负电源以及A、B通信线芯的裸露部分，并用绝缘材料包裹处理好，做到相互之间绝缘。进一步的，所述步骤4)包括以下步骤：所述支撑条长度大于电路板的长度，且支撑条两端与拉力电缆外皮相接。进一步的，所述步骤5)包括以下步骤：5.1将连接好的温度传感器和其对应位置处的拉力电缆放置到模具里面，将拉力电缆拉直，保证裸漏的拉力绳处于紧直的状态，调整好各个部分的位置；5.2将硫化胶放在真空罐中，抽取真空，使得硫化胶中溶解的气体析出；5.3将硫化胶从真空罐中取出，缓慢导入模具中，使得硫化胶能够良好的浸没电路板、温度敏感元件、裸露拉力绳、电缆外皮断面等关键部位，避免气泡的产生，使得硫化胶与电缆外皮能够良好的接触浸润；5.4盖上模具上盖，等待硫化胶凝固，由此一个温度节点的封装完成；5.5重复上述步骤，直至所有的温度传感器均制作完成。有益效果本专利技术提供了一种一体化封装的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化封装的链式温度传感器，包括拉力电缆，其特征在于：所述拉力电缆上设有若干温度传感器，所述温度传感器包括电路板、温度敏感元件，所述电路板的引线与拉力电缆的线芯连接，所述电路板设于拉力电缆内部且与线芯平行，所述温度敏感元件探出电路板。/n

【技术特征摘要】
1.一种一体化封装的链式温度传感器，包括拉力电缆，其特征在于：所述拉力电缆上设有若干温度传感器，所述温度传感器包括电路板、温度敏感元件，所述电路板的引线与拉力电缆的线芯连接，所述电路板设于拉力电缆内部且与线芯平行，所述温度敏感元件探出电路板。


2.根据权利要求1所述的一种一体化封装的链式温度传感器，其特征在于：所述拉力电缆内部设有抗拉力绳。


3.根据权利要求1所述的一种一体化封装的链式温度传感器，其特征在于：所述电路板下方设置有支撑条，所述支撑条长度大于电路板的长度，且支撑条两端与拉力电缆外皮相接。


4.根据权利要求1所述的一种一体化封装的链式温度传感器，其特征在于：所述拉力电缆的线芯为正、负电源线以及A、B通信线。


5.权利要求1-4任一所述的一种一体化封装的链式温度传感器的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)确定出各温度传感器在拉力电缆上的位置；
2)对应温度传感器的位置处将拉力电缆的橡胶外皮剖开，分别将温度传感器的电路板引线与拉力电缆的线芯连接；
3)将温度传感器的电路板与线芯平行放置在去除外皮的电缆内部；
4)在温度传感器的电路板下方设置一支撑条；
5)依次将对应温度传感器的位置处进行硫化封装；
6)线缆末端进行硫化封装。


6.根据权利要求5所述的一种一体化封装的链式温度传...

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