[实用新型]一种微结构快速温度传感器及小型化采集电路

说明书

本实用新型公开了一种微结构快速温度传感器及其小型化采集电路，所述微结构快速温度传感器包括6000米耐压电缆(1)、信号连接线母头耐压外壳(2)、4针信号连接线公头(3)、密封O型圈(4)、螺母锁紧件(5)、快速温度采集电路板耐压外壳(6)、快速温度探头延伸杆(7)和裸封FP07热敏电阻(8)，其中信号连接线母头耐压外壳(2)与4针信号连接线公头(3)之间采用锁紧机构。本实用新型结构简单，其不仅适用于在移动潜器上使用，还针对海洋环境的特殊性以及海洋温度测量的精度要求，可应用于深海动态移动平台或固定监测系统中，并设计兼容性连接端口，可与其它传感器同时使用。

技术领域

本实用新型属于温度检测技术领域，具体涉及一种微结构快速温度传感器及小型化采集电路，其适用于海洋湍流观测。

背景技术

海洋湍流混合是物理海洋学中至关重要的研究热点，已经成为制约海洋研究中很多领域的进一步深入及发展的关键因素；在目前的研究中，要对海洋湍流混合进行更深入的研究，则依赖于在海洋观测中引入高分辨率、大容量的智能化的快速测量仪器。在这些快速测量仪器中，海洋温度测量仪器是非常关键的且得到广泛应用的仪器。更关键的是，快速温度传感器在海洋运动、海洋动力以及海洋环流研究方面具有重要应用价值。在其中，快速温度传感器是海洋湍流研究的核心部件之一，也是提高海洋湍流监测技术水平的重要因素之一。

在快速温度传感器的研究方面，1972年Osborn and Cox提出了计算湍流热通量的计算公式(1.1)，其中要求计算海水温度的耗散率：

这里D_T是温度扩散率，Ψ_TZ(k)是温度梯度谱。其中，温度探头的采样频率越高，温度梯度谱ψ_Tz(k)越精确，所获得的温度耗散率χ_T越准确，为此人们进行了一系列的努力，最具代表性的研究有:1980年Gregg和Meagher用 Thermistor作为温度探头测量了温度梯度，并获得了温度耗散率；美国Woods Hole海洋研究所1988年研发的HRP湍流剖面仪，将高精度的温度传感器安装在湍流剖面仪上；1999年美国Oregon州立大学Nash等人用热电偶作为快速温度传感器，时间常数为0.8ms，采样频率达到200Hz，空间分辨率达到0.8mm，然而这种温度传感器的封装技术要求很高，信号噪音也比较大，实际测量仪器不容易使用，至今没有相关产品推向市场；后来日本Tokyo University of Fishers 的H.Yamazaki教授与加拿大University of Victoria教授R.Lueck合作开发出了湍流细微构造剖面观测仪，由日本亚力克(ALEC)公司生产，湍流细微构造剖面观测仪上使用的是由美国Thermometrics公司生产的FP07Thermistor快速温度传感器，此传感器的测温范围是—5～+45度，分辨率0.001度，是目前同类产品中较好的一种，我国多家海洋研究机构和大学购买了他们的产品。近年来，加拿大Rockland公司生产的VMP系列，德国ISW washer公司和sea&sun公司开发了MSS系列它们生产的湍流细微构剖面观测仪上均有快速温度传感器。但此类快速温度传感器技术对我国进行封锁；即使在一些资料上示意性公开，也是原理性或框架性公开，依据公开的信息很难得到具体开发和生产；即使牺牲几个数量级的分辨率，生产能够在实际可以应用的产品也存在很多技术难题。