[发明专利]一种一体化封装的链式温度传感器及其加工工艺

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及海洋测量仪器技术领域，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。

背景技术

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