[发明专利]油中微水测量变送器及油中温湿度实时在线监测的方法

权利要求书

1.一种油中微水测量变送器，其特征在于，包括：

电容式湿度敏感元件；

电容测量电路，用于测量所述电容式湿度敏感元件的电容值并产生电容测量信号；

电阻式温度敏感元件；

电阻测量电路，用于测量所述电阻式温度敏感元件的电阻值并产生电阻测量信号；

MCU控制单元，其根据所述电容测量电路输出的电容测量信号计算湿度值、根据电阻测量电路输出的电阻测量信号计算温度值、并产生湿度信息输出信号和温度信息输出信号；

输出电路，用于输出所述湿度信息输出信号和温度信息输出信号；及

供电模块，用于将外部的电源通过DC/DC转换得到所述油中微水测量变送器中各电路部件需要的电源。

2.根据权利要求1所述的油中微水测量变送器，其特征在于，所述电容测量信号和所述电阻测量信号为模拟信号，所述油中微水测量变送器还包括：

模数转换电路，用于将所述电容测量电路和电阻测量电路输出的模拟信号转换成数字信号后传送至所述MCU控制单元。

3.根据权利要求2所述的油中微水测量变送器，其特征在于，所述电容式湿度敏感元件为高分子薄膜电容式湿度敏感元件，所述电容测量电路包括：

参考电容和用于为所述参考电容充电的第一恒流源；

并联于所述参考电容的第一模拟开关，所述第一模拟开关根据所述MCU控制单元的放电控制信号为所述参考电容提供放电通道；

用于为所述电容式湿度敏感元件充电的第二恒流源，其中第二恒流源与第一恒流源性能参数相同；

并联于所述电容式湿度敏感元件的第二模拟开关，所述第二模拟开关根据所述MCU控制单元的放电控制信号为所述电容式湿度敏感元件提供放电通道；

第一仪用放大器，用于对参考电容与电容式湿度敏感元件的电压差进行放大；其中所述参考电容的电压传送至第一仪用放大器的第一输入端；所述电容式湿度敏感元件的电压传送至第一仪用放大器的第二输入端；所述第一仪用放大器的输出端连接于所述模数转换电路的输入端。

4.根据权利要求3所述的油中微水测量变送器，其特征在于，所述MCU控制单元同时向所述第一模拟开关和第二模拟开关发送放电控制信号，且放电时间大于等于充电时间的二倍。

5.根据权利要求2所述的油中微水测量变送器，其特征在于，

所述电阻测量电路包括：

参考电阻、第三恒流源、放大倍数为一倍的第一电压放大器、放大倍数为二倍的第二电压放大器、以及第二仪用放大器；其中

参考电阻与所述电阻式温度敏感元件串连，所述第三恒流源向参考电阻和电阻式温度敏感元件的串连电路提供电流；

所述参考电阻和电阻式温度敏感元件的串连电路上的电压通过所述第一电压放大器放大后输出到所述第二仪用放大器的第一输入端，所述电阻式温度敏感元件上的电压通过所述第二电压放大器放大后输出到所述第二仪用放大器的第二输入端，所述第二仪用放大器的输出端连接于所述模数转换电路的输入端。

6.根据权利要求1所述的油中微水测量变送器，其特征在于，所述输出电路包括RS485通信接口电路和/或4～20mA模拟接口电路；其中，所述MCU控制单元采用ModBUS通信协议通过所述RS485通信接口电路通信。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的油中微水测量变送器，其特征在于，所述MCU控制单元包括：

滤波处理模块，用于对采集到的电容测量信号和电阻测量信号进行滑动平均滤波处理；

湿度计算模块，用于根据滤波处理后的电容测量信号计算湿度值；

温度计算模块，用于根据滤波处理后的电阻测量信号计算温度值；及

水质量浓度计算模块，用于根据所述湿度值和所述温度值计算水质量浓度。

8.根据权利要求7所述的油中微水测量变送器，其特征在于，所述滑动平均滤波处理包括：

每获得一个采样值，根据先进先出原则，将连续采样得到的N个采样值放在一个队列中并排序；

去掉最大采样值和最小采样值；

对剩余的N-2个采样值进行算术平均，以获得滤波处理后的数据；

其中，N为固定数，取50～100之间的整数，所述采样值包括所述电容测量信号和电阻测量信号。