一种光电冷镜式露点传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种光电冷镜式露点传感器，包括依次连接的控制系统、结露系统和光电检测系统；所述控制系统包括壳体和依次安装于壳体内的PCB主控板、PCB转接板和焊针，所述PCB主控板的底部和顶部分别设有航空接头和连接座，所述航空接头穿过壳体的底部，用于与外部的电器件连接；所述连接座与PCB转接板连接，进而连接焊针，并通过焊针连接结露系统和光电检测系统。本发明专利技术通过半导体工艺镀铂金并涂覆抗油疏水材料的镜面，及软件控制，获得抗污自清洁的效果，保证仪器长期工作精度；本发明专利技术还有效解决了现有的露点仪体积大、功耗高，成本高等问题，具有结构紧凑小巧、降低功耗、降低成本和提高效率、延长使用寿命的有益效果。延长使用寿命的有益效果。延长使用寿命的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种光电冷镜式露点传感器


[0001]本专利技术涉及结露测量的
，更具体地，涉及一种光电冷镜式露点传感器。

技术介绍

[0002]露点仪是测量气体中含有水汽含量的仪器设备，配合测量气体温度，可以获得气体的温湿度。光学冷镜式露点仪因其测量精度高，长期稳定可靠，被国际通用作为计量检测行业测量露点和温湿度的传递标准。
[0003]虽然露点仪具有以上精度高、长期稳定可靠的特点，但其价格高昂、使用和维护频繁是其不可回避的问题，测量范围窄、仪器体积大等因素也限制了使用场景。
[0004]其次要保证露点仪高精度，测量气体必须清洁干净无污染，或者定期清洗镜面污染物，否则容易受镜面污染物影响导致测量露点偏差从而影响仪器精度。
[0005]而且，现有的露点仪镜面采用大尺寸铜镀金，铜块惯性大导致响应速度慢，铜镀金工艺表面容易脏污；且大尺寸铜镀金，消耗制冷功率，导致制冷温差小，测量露点范围小。
[0006]另外，由于现有的露点仪功耗较大，因此露点仪的控制系统一般为外接机体的结构。导致露点仪功耗较大的主要原因有：一是现有的露点仪控制系统采用MOS管调节输出功率，但MOS管体积大，不利于小型化，且会产生大量热源，散热比较困难；二是现有的露点仪控制系统设置了大功耗的显示器，导致整个露点仪的功耗难以降低；三是现有的露点仪结露系统由于制冷效率低、因此所需的制冷功率大、功耗高；四是现有的露点仪测量外界温度的温度计结露系统分离，也导致了线路复杂、功耗高。由于露点仪的控制系统为外接的机体结构，因此导致了露点仪整体的笨重、成本高、不便携带，应用场景有限；由于控制系统外接，也导致需要外接控制系统，并测量外界温度的温度计难以与结露系统集成于同一检测腔内，从而导致测量的不便，以及进一步导致了整个露点仪体积大、成本高。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷（不足），提供一种光电冷镜式露点传感器，用于解决现有的露点仪控制系统体积大、应用场景受限的问题。
[0008]为解决上述的技术问题，本专利技术采取的技术方案是：一种光电冷镜式露点传感器，包括依次连接的控制系统、结露系统和光电检测系统；所述控制系统包括壳体和依次安装于壳体内的PCB主控板、PCB转接板和焊针，所述PCB主控板的底部和顶部分别设有航空接头和连接座，所述航空接头穿过壳体的底部，用于与外部的电器件连接；所述连接座与PCB转接板连接，进而连接焊针，并通过焊针连接结露系统和光电检测系统。
[0009]本技术方案中，通过高度集成化，采用一体式PCB主控板取代台式控制器，从而使整套设备的体积达到缩小，以便于携带和使用；通过采用一体式PCB主控板，也取消了原来的大功耗显示器，从而降低了整机的功耗，使PCB主控板的散热性能符合要求。
[0010]具体地，通过将PCB主控板设置于壳体内，摒弃了现有技术中将PCB主控板与测量
单元分开的方案，实现了露点传感器的小巧，高度集成化、方便嵌入其他系统，应用场景更广阔。同时，由于PCB主控板设置在壳体内，也节省了露点传感器的的成本。另外，航空接头穿过壳体的底部，以便于在使用时，直接将外部电器件与航空接头连接，从而降低了生产难度和生产成本、也提高了生产效率。
[0011]进一步地，由于PCB主控板集成于壳体内，光电检测系统可以直接与结露系统连接，进而与控制系统连接，实现整个露点传感器一体化设置，简化了露点传感器的结构，以便于携带和使用。
[0012]在其中一种实施例中，所述壳体包括相互连接的底盖和散热座；所述PCB主控板、PCB转接板和焊针设置在散热座内，所述底盖为中空结构，所述航空接头穿过底盖，且外露于底盖之外；所述航空接头与底盖的连接位置处设有密封圈。
[0013]本技术方案中，可以通过散热座的金属导热功能，对PCB主控板和结露系统进行散热。具体地，散热座对结露系统进行散热是，主要是对结露系统的热端部进行散热。通过在航空接头与底盖之间设置密封圈，将航空接头与底盖的连接位置密封，以保证散热座底部的密封效果，避免水汽从散热座底部渗入，影响PCB主控板性能。具体地，当散热座与底盖之间为可拆卸连接关系时，还可以在散热座与底盖之间设置密封圈，进一步保证散热座底部的密封效果。
[0014]在其中一种实施例中，所述散热座的顶部设有开口，所述开口上覆盖有针位固定板，用于固定焊针；且所述开口的轮廓与针位固定板的轮廓吻合。
[0015]通过将散热座开口的轮廓设计为与针位固定板的轮廓吻合，一方面可以固定针位固定板，另一方面也可以通过针位固定板，对散热座的顶部进行封闭。
[0016]在其中一种实施例中，所述针位固定板与PCB转接板之间设有硅胶密封垫，所述焊针从下到上依次穿设于PCB转接板、硅胶密封垫和针位固定板之间，并共同密封散热座的顶部。
[0017]一方面，针位固定板将焊针与金属材质的散热座隔开，以形成绝缘的效果，保证了电气绝缘的要求，并能有效固定结露系统，使结露系统处于壳体的表面中心位置。
[0018]另一方面，通过设置硅胶密封垫将散热座的顶部密封，再通过针位固定板与散热器的顶部开口吻合，实现密封，使散热座内部密封，以更好地保护PCB主控板，使其不易受外界水汽或气体腐蚀损坏。
[0019]在其中一种实施方式中，所述PCB主控板上设有滤波电路、通讯电路、主控电路、模拟电路和制冷电路；所述滤波电路用于滤除干扰，使外部电源向通讯电路、主控电路、模拟电路和制冷电路提供稳定的电流输入；具体地，外部电源通过滤波电路，滤除共模干扰和纹波干扰。给主控电路、通讯电路、制冷电路和模拟电路供电。从而保证各个电路有稳定的电源输入，使得工作稳定，测量结果准确。所述通讯电路通过航空接头与外部的电器件连接，实现数据传输；具体地，主控电路可通过通讯电路与外部上位机或外部设备连接，以向外部上位机或外部设备传输数据；同时外部上位机或外部设备也可通过通讯电路读取传感器数据，以及对传感器的固件进行升级。
[0020]所述主控电路分别连接通讯电路、模拟电路和制冷电路，用于实现信号传输和工作控制；具体地，主控电路一方面通过高精度ADC实现对结露系统的铂电阻电信号精确测量，以得到温度值；另一方面，主控电路通过高精度ADC获取光电检测系统的测量值，实时掌
控结露系统的结露状态。其中，ADC为模拟数字转换器；该结露状态可以为是否发生结露的状态，也可以为发生结露时，结露厚度的状态。再通过是否结露、结露的厚度等结露状态，调节PWM占空比，以实现对制冷电路的电压调节，具体地，制冷电路通过加大制冷电压或降低制冷电压，从而使结露系统的结露状态快速达到动态平衡，该动态平衡状态为结露系统刚出现结露的状态。最后再通过光电检测系统获取结露系统达到动态平衡的露点数值和温度实值，以计算出相对湿度等数据。
[0021]所述模拟电路通过连接座分别连接结露系统和光电检测系统，用于检测和控制信号，且所述模拟电路上设有分别与主控电路信号连接的测温电路、镜面测露点电路和光电测量电路；所述镜面测露点电路与结露系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电冷镜式露点传感器，包括依次连接的控制系统、结露系统和光电检测系统；其特征在于，所述控制系统包括壳体和依次安装于壳体内的PCB主控板、PCB转接板和焊针，所述PCB主控板的底部和顶部分别设有航空接头和连接座，所述航空接头穿过壳体的底部，用于与外部的电器件连接；所述连接座与PCB转接板连接，进而连接焊针，并通过焊针连接结露系统和光电检测系统。2.根据权利要求1所述的光电冷镜式露点传感器，其特征在于，所述壳体包括相互连接的底盖和散热座；所述PCB主控板、PCB转接板和焊针设置在散热座内，所述底盖为中空结构，所述航空接头穿过底盖，且外露于底盖之外；所述航空接头与底盖的连接位置处设有密封圈。3.根据权利要求2所述的一种光电冷镜式露点传感器，其特征在于，所述散热座的顶部设有开口，所述开口上覆盖有针位固定板，用于固定焊针；且所述开口的轮廓与针位固定板的轮廓吻合；所述针位固定板与PCB转接板之间设有硅胶密封垫，所述焊针从下到上依次穿设于PCB转接板、硅胶密封垫和针位固定板之间，并共同密封散热座的顶部。4.根据权利要求1所述的一种光电冷镜式露点传感器，其特征在于，所述PCB主控板上设有滤波电路、通讯电路、主控电路、模拟电路和制冷电路；所述滤波电路用于滤除干扰，使外部电源向通讯电路、主控电路、模拟电路和制冷电路提供稳定的电流输入；所述通讯电路通过航空接头与外部的电器件连接，实现数据传输；所述主控电路分别连接通讯电路、模拟电路和制冷电路，用于实现信号传输和工作控制；所述模拟电路通过连接座分别连接结露系统和光电检测系统，用于检测和控制信号，且所述模拟电路上设有分别与主控电路信号连接的测温电路、镜面测露点电路和光电测量电路；所述镜面测露点电路与结露系统电连接，所述主控电路通过镜面测露点电路和制冷电路控制结露系统的工作；所述测温电路和光电测量电路分别与光电检测系统电连接，所述主控电路通过光电测量电路控制光电检测系统的工作；所述制冷电路通过连接座连接结露系统，用于进行制冷或加热。5.根据权利要求4所述的一种光电冷镜式露点传感器，其特征在于，所述制冷电路上设置有开关电源IC，所述主控电路通过输出不同占空比的PWM给开关电源IC反馈端，使开关电源IC输出不同的电压，实现对制冷电路的功率调节，从而使结露系统快速达到结露的动态平衡。6.根据权利要求1所述的一种光电冷镜式露点传感器，其特征在于，所述结露系统包括制冷堆和测温计，所述制冷堆由至少一级制冷结构堆叠形成，且最顶级制冷结构的顶部为冷端部，最底级制冷结构的底部为热端部，所述测温计嵌入最顶级制冷结构内；所述热端部与控制系统的壳体接触，并进行热量传递；所述冷端部的上表面粘设有镜片，所述镜片...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宾，何伟生，陈新准，傅王勇，李修龙，岑炉生，
申请(专利权)人：广州奥松电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：