糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，屬于糧倉(cāng)安全的技術(shù)領(lǐng)域，包括螺旋柱檢測(cè)器、信號(hào)傳遞器和中心處理器，螺旋柱檢測(cè)器是依靠自身的螺紋可運(yùn)動(dòng)外殼旋轉(zhuǎn)推動(dòng)整體運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)器，檢測(cè)器內(nèi)安裝有檢測(cè)單元用來(lái)檢測(cè)糧倉(cāng)內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和氣壓值，螺旋柱檢測(cè)器無(wú)線傳遞檢測(cè)信號(hào)到信號(hào)傳遞器，信號(hào)傳遞器無(wú)線連接中心處理器，信號(hào)傳遞器轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)數(shù)據(jù)到中心處理器，中心處理器分析處理數(shù)據(jù)。本發(fā)明解決了糧倉(cāng)內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)測(cè)量精度低、布線繁瑣的問(wèn)題，具有無(wú)線測(cè)量，檢測(cè)器可受指揮控制，檢測(cè)范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于糧倉(cāng)安全的技術(shù)領(lǐng)域，涉及糧倉(cāng)檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種糧倉(cāng)監(jiān) 測(cè)報(bào)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，糧食是人類(lèi)賴(lài)以生存的基礎(chǔ)，自古以來(lái)，我國(guó)廣大人民特別重視糧食問(wèn) 題。糧食作為國(guó)家的重要戰(zhàn)略儲(chǔ)備物資，當(dāng)國(guó)家發(fā)生自然災(zāi)害(如地震、海嘯）等特殊情況， 就需要從糧倉(cāng)中撥糧給受災(zāi)地區(qū)，最大程度減輕災(zāi)害帶來(lái)的社會(huì)動(dòng)蕩不安。糧食在存儲(chǔ)期 間，由于周?chē)h(huán)境、通風(fēng)條件等因素的變化，糧倉(cāng)內(nèi)的溫度或濕度會(huì)隨之發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，極 易造成糧食的腐爛、霉變等。因此，預(yù)防糧食質(zhì)量發(fā)生變化十分必要，及時(shí)發(fā)現(xiàn)糧倉(cāng)內(nèi)的溫 度、濕度變化，并能夠及時(shí)采取相應(yīng)措施就十分重要。但是傳統(tǒng)的糧倉(cāng)和監(jiān)控中心大部分采 用有線連接的數(shù)據(jù)通信方式，測(cè)量精度低、布線繁瑣、維護(hù)不便，且當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題，很 有可能影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警 裝置，通過(guò)采用攜帶集成式傳感器的螺旋柱檢測(cè)器，檢測(cè)糧倉(cāng)內(nèi)的檢測(cè)溫度、相對(duì)濕度及氣 壓，解決了糧倉(cāng)內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)測(cè)量精度低、布線繁瑣的問(wèn)題，具有無(wú)線測(cè)量，檢測(cè)器可受指 揮控制，檢測(cè)范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，所述 糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置包括螺旋柱檢測(cè)器、信號(hào)傳遞器和中心處理器，螺旋柱檢測(cè)器是依靠自 身的螺紋可運(yùn)動(dòng)外殼旋轉(zhuǎn)推動(dòng)整體運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)器，檢測(cè)器內(nèi)安裝有檢測(cè)單元用來(lái)檢測(cè)糧倉(cāng) 內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和氣壓值，螺旋柱檢測(cè)器無(wú)線傳遞檢測(cè)信號(hào)到信號(hào)傳遞器，信 號(hào)傳遞器無(wú)線連接中心處理器，信號(hào)傳遞器轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)數(shù)據(jù)到中心處理器，中心處理器分析 處理數(shù)據(jù)。
[0005] 上述裝置中，所述螺旋柱檢測(cè)器包括螺旋柱體、導(dǎo)向尖頭、檢測(cè)單元、處理器、信號(hào) 發(fā)送單元、動(dòng)力源和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向尖頭安裝在螺旋柱體的兩端，檢測(cè)單元、處理器和信號(hào) 發(fā)送單元安裝在螺旋柱體的內(nèi)部，檢測(cè)單元連接處理器并發(fā)送檢測(cè)到的信號(hào)到處理器，處 理器連接信號(hào)發(fā)送單元并通過(guò)信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)，信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)到 信號(hào)傳遞器，動(dòng)力源和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝在螺旋柱體的中部，動(dòng)力源的指令輸入端連接處理器， 動(dòng)力源的動(dòng)力輸出端連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)控制螺旋柱體的運(yùn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接在 處理器上并根據(jù)處理器的指令決定運(yùn)動(dòng)方向，處理器通過(guò)信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)或接 收指令。所述螺旋柱檢測(cè)器兩端的導(dǎo)向尖頭內(nèi)各自設(shè)有一個(gè)測(cè)距器，測(cè)距器連接在處理器 上，定時(shí)通過(guò)信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送信號(hào)到信號(hào)傳遞器，由信號(hào)傳遞器計(jì)算出兩個(gè)測(cè)距器分別 距離信號(hào)傳遞器的距離，信號(hào)傳遞器的計(jì)算結(jié)果發(fā)送到中心處理器。所述信號(hào)傳遞器是 "凹"形結(jié)構(gòu)，信號(hào)傳遞器中設(shè)有一個(gè)凹槽，凹槽設(shè)置在信號(hào)傳遞器中間，信號(hào)傳遞器中設(shè)有 信號(hào)接收單元和距離計(jì)算單元，信號(hào)接收單元接收螺旋柱檢測(cè)器發(fā)送的檢測(cè)信號(hào)，并向螺 旋柱檢測(cè)器發(fā)送中心處理器的指令。所述中心處理器中設(shè)有圖像模擬單元，圖像模擬單元 中保存有糧倉(cāng)的模擬圖，根據(jù)信號(hào)傳遞器發(fā)送的信號(hào)數(shù)據(jù)關(guān)系，模擬出螺旋柱檢測(cè)器在糧 倉(cāng)中的位置。
[0006] 上述裝置中，所述檢測(cè)單元中包括有多個(gè)集成溫度相對(duì)濕度傳感器，傳感器包括 半導(dǎo)體檢測(cè)單元、二次轉(zhuǎn)換單元和信號(hào)處理單元，半導(dǎo)體檢測(cè)單元中設(shè)有兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變 片R E1和RE2安裝在半徑為Π )的膜片上，半導(dǎo)體應(yīng)變片受壓發(fā)生變化輸出電阻響應(yīng)，半導(dǎo)體檢 測(cè)單元的輸出端連接二次轉(zhuǎn)換單元，二次轉(zhuǎn)換單元接收半導(dǎo)體檢測(cè)單元的輸出信號(hào)，二次 轉(zhuǎn)換單元將電阻響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬信號(hào)，二次轉(zhuǎn)換單元的輸出端連接信號(hào)處理單元，信 號(hào)處理單元解耦分析二次轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)，信號(hào)處理單元連接螺旋柱檢測(cè)器中設(shè)置的 處理器并發(fā)送檢測(cè)到的安裝點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和大氣壓值發(fā)送到處理器。所述半導(dǎo)體檢 測(cè)單元中，調(diào)整半導(dǎo)體應(yīng)變片的安裝位置，兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻變化量相等，其中一個(gè) 半導(dǎo)體應(yīng)變片安裝在圓心位置，另一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片安裝在半徑0.888Π )的同心圓的位置 上。所述二次轉(zhuǎn)換單元包括兩個(gè)相同的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片對(duì)應(yīng)連接一 個(gè)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括555定時(shí)器、電阻R和電容C，電阻R連接在555 定時(shí)器的2號(hào)引腳和3號(hào)引腳之間，電容C連接在555定時(shí)器的2號(hào)引腳上，2號(hào)引腳和6號(hào)引腳 短接，3號(hào)引腳和7號(hào)引腳短接，555定時(shí)器的7號(hào)引腳輸出脈寬信號(hào)連接到信號(hào)處理單元。所 述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的脈寬轉(zhuǎn)換公式為τ = 1η2 · C · R，式中τ為輸出脈寬，R是電路接收的 半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻響應(yīng)值，C為云母標(biāo)準(zhǔn)電容，脈寬輸出τ與各自所接電阻R成正比。所述 膜片根據(jù)半導(dǎo)體檢測(cè)單元中的兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的應(yīng)變變化分為正應(yīng)變片區(qū)和負(fù)應(yīng)變片 區(qū)，以半徑〇.63r〇的同心圓為界。
[0007] 本發(fā)明有益效果是:本發(fā)明提供一種糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，采用螺旋柱檢測(cè)器6結(jié)合 信號(hào)傳遞器7，二者通過(guò)無(wú)線傳遞信號(hào)，螺旋柱檢測(cè)器6放置在糧倉(cāng)內(nèi)，內(nèi)部設(shè)有傳感器，能 夠同時(shí)檢測(cè)溫度、相對(duì)濕度以及糧倉(cāng)內(nèi)的氣壓，而且信號(hào)傳遞器7安裝在糧倉(cāng)外或糧倉(cāng)上的 任意地方，螺旋柱檢測(cè)器6和信號(hào)傳遞器7相互配合，能夠定位出檢測(cè)器在糧倉(cāng)中的位置及 運(yùn)動(dòng)方向，方便控制螺旋柱檢測(cè)器6自由運(yùn)行出糧倉(cāng)，螺旋柱檢測(cè)器6可以在糧倉(cāng)緩慢運(yùn)動(dòng)， 檢測(cè)范圍廣，測(cè)量精度高、無(wú)需布線、維護(hù)簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 下面對(duì)本說(shuō)明書(shū)附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明：
[0009] 圖1是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的螺旋檢測(cè)器的工作原理示意框圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的螺旋檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖3是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的信號(hào)傳遞器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖4是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的集成傳感器中應(yīng)變片的安裝示意圖。
[0013] 圖5是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的應(yīng)變片的應(yīng)變分布圖。
[0015]圖7是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的傳感器工作原理結(jié)構(gòu)框圖。
[0016] 圖8是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的傳感器的信號(hào)流程框圖。
[0017] 圖9是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的脈寬信號(hào)轉(zhuǎn)換電路圖。
[0018] 圖中：1為杯形支座，2為空氣密封腔，3為膜片，4為半導(dǎo)體應(yīng)變片REl，5為半導(dǎo)體應(yīng) 變片R~6為螺旋柱檢測(cè)器，7為信號(hào)傳遞器，8為螺旋柱體，9為導(dǎo)向尖頭，10為螺紋可運(yùn)動(dòng)外 殼，11為凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件 的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及 操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù) 方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0020] 本發(fā)明提供一種糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，采用螺旋柱檢測(cè)器6結(jié)合信號(hào)傳遞器7,二者 通過(guò)無(wú)線傳遞信號(hào)，螺旋柱檢測(cè)器6放置在糧倉(cāng)內(nèi)，內(nèi)部設(shè)有傳感器，能夠同時(shí)檢測(cè)溫度、相 對(duì)濕度以及糧倉(cāng)內(nèi)的氣壓，而且信號(hào)傳遞器7安裝在糧倉(cāng)外或糧倉(cāng)上的任意地方，螺旋柱檢 測(cè)器6和信號(hào)傳遞器7相互配合，能夠定位出檢測(cè)器在糧倉(cāng)中的位置及運(yùn)動(dòng)方向，方便控制 螺旋柱檢測(cè)器6自由運(yùn)行出糧倉(cāng)，螺旋柱檢測(cè)器6可以在糧倉(cāng)緩慢運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)范圍廣，測(cè)量精 度高、無(wú)需布線、維護(hù)簡(jiǎn)單。
[0021] 糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置包括螺旋柱檢測(cè)器6、信號(hào)傳遞器7和中心處理器，螺旋柱檢測(cè) 器6是一個(gè)依靠螺紋外殼旋轉(zhuǎn)進(jìn)而整體運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)器，檢測(cè)器安裝有檢測(cè)單元用來(lái)檢測(cè)糧 倉(cāng)內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和氣壓，無(wú)線傳遞信號(hào)到信號(hào)傳遞器7,由信號(hào)傳遞器7轉(zhuǎn)發(fā) 檢測(cè)數(shù)據(jù)到中心處理器，中心處理器統(tǒng)一處理數(shù)據(jù)，此外信號(hào)傳遞器7還接收螺旋柱檢測(cè)器 6的定位信號(hào)，從而計(jì)算出螺旋柱檢測(cè)器6的兩個(gè)端部距離信號(hào)傳遞器7的距離，發(fā)送到中心 處理器，計(jì)算出螺旋柱檢測(cè)器6在糧倉(cāng)中的位置，根據(jù)端部的位置發(fā)出方向運(yùn)動(dòng)指令。
[0022]如圖1螺旋檢測(cè)器的工作原理示意框圖所示，螺旋柱檢測(cè)器6包括螺旋柱體8、導(dǎo)向 尖頭9、檢測(cè)單元、處理器、信號(hào)發(fā)送單元、動(dòng)力源和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向尖頭9安裝在螺旋柱體8 的兩端，具有開(kāi)路引導(dǎo)螺旋柱檢測(cè)器6運(yùn)動(dòng)的作用，檢測(cè)單元和信號(hào)發(fā)送單元安裝在螺旋柱 體8的內(nèi)部，檢測(cè)單元用來(lái)檢測(cè)糧倉(cāng)內(nèi)貼近檢測(cè)單元處的糧食的溫度、相對(duì)濕度和氣壓情 況，檢測(cè)單元連接處理器并發(fā)送檢測(cè)到的信號(hào)到處理器，處理器連接信號(hào)發(fā)送單元并通過(guò) 信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送檢測(cè)數(shù)據(jù)，信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)給信號(hào)傳遞器7,動(dòng)力源和轉(zhuǎn)向機(jī) 構(gòu)安裝在螺旋柱體8的中部，方便螺旋柱檢測(cè)器6的運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)導(dǎo)向尖頭9都可以作為運(yùn)動(dòng)的 方向，動(dòng)力源的指令輸入端連接了處理器，動(dòng)力源的動(dòng)力輸出端連接螺旋柱體8的螺紋外殼 和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)控制了螺旋柱體8的運(yùn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接在處理器上，根據(jù)處理 器的指令決定運(yùn)動(dòng)方向，處理器通過(guò)信號(hào)發(fā)送單元也可以接收指令，包括運(yùn)行方向指令。兩 端的導(dǎo)向尖頭9內(nèi)各自設(shè)有一個(gè)測(cè)距器，測(cè)距器連接在處理器上，定時(shí)發(fā)送信號(hào)到信號(hào)傳遞 器7。
[0023]如圖2所示，螺旋柱檢測(cè)器6的外形是螺旋柱形狀，螺旋柱體8包括螺紋可運(yùn)動(dòng)外殼 10和內(nèi)腔室，螺紋外殼連接了動(dòng)力源，本發(fā)明中的螺旋柱檢測(cè)器6是通過(guò)螺紋外殼10的轉(zhuǎn)動(dòng) 前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的，螺紋外殼10上的螺紋光滑，不會(huì)由于運(yùn)動(dòng)而粉碎糧食作物，而且螺紋上設(shè)有間 隙，內(nèi)腔室在螺紋間隙地方同樣設(shè)有間隙，方便檢測(cè)單元內(nèi)的傳感器接觸糧食作物，螺紋柱 體上設(shè)有多處間隙，檢測(cè)單元內(nèi)包括多個(gè)傳感器安裝在各個(gè)間隙處。導(dǎo)向尖頭9安裝固定在 螺紋柱體的兩端部，啟動(dòng)導(dǎo)向前進(jìn)的作用，處理器安裝在內(nèi)腔室內(nèi)，接收檢測(cè)單元的溫度、 相對(duì)濕度及氣壓信號(hào)值，通過(guò)信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送信號(hào)，同時(shí)發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令和方向到動(dòng)力源 和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，螺旋柱體8的螺紋可運(yùn)動(dòng)外殼10在動(dòng)力源的輔助下，螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)，整體運(yùn)動(dòng)起來(lái)， 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在接收到處理器的指令時(shí)，會(huì)更改螺紋柱體的運(yùn)動(dòng)方向，按照指令方向運(yùn)行。 [0024]如圖3所示，信號(hào)傳遞器7是"凹"形結(jié)構(gòu)，信號(hào)傳遞器7中設(shè)有一個(gè)凹槽11，凹槽11 設(shè)置在信號(hào)傳遞器7上，使得信號(hào)傳遞器可以卡合在糧倉(cāng)的邊緣或固定在糧倉(cāng)的周邊，信號(hào) 傳遞器中設(shè)有信號(hào)接收單元和距離計(jì)算單元，信號(hào)接收單元接收信號(hào)發(fā)送單元的信號(hào)，并 向螺旋柱檢測(cè)器6發(fā)送中心處理器的指令。信號(hào)接收單元同時(shí)接收測(cè)距器的信號(hào)，測(cè)距器的 原理是發(fā)送信號(hào)，信號(hào)接收單元通過(guò)計(jì)算信號(hào)傳遞的時(shí)間，計(jì)算出兩端導(dǎo)向尖頭9距離信號(hào) 傳遞器的2的距離，然后發(fā)送到中心處理器，由中心處理器模擬出螺旋柱檢測(cè)器6在糧倉(cāng)的 大體位置已經(jīng)狀態(tài)，進(jìn)而決定螺旋柱檢測(cè)器6的運(yùn)動(dòng)方向。中心處理器中設(shè)有圖像模擬單 元，圖像模擬單元中保存有糧倉(cāng)的模擬圖，結(jié)合信號(hào)傳遞器7發(fā)送的定位數(shù)據(jù)關(guān)系，模擬出 螺旋柱檢測(cè)器6在糧倉(cāng)中的位置，進(jìn)而發(fā)出螺旋柱檢測(cè)器6的運(yùn)動(dòng)方向指令。中心處理器通 過(guò)信號(hào)傳遞器7匯集檢測(cè)器1檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，對(duì)接收的數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理。
[0025] 螺旋柱檢測(cè)器6中檢測(cè)單元內(nèi)設(shè)有多個(gè)集成式傳感器，為集成溫度相對(duì)濕度傳感 器，能夠同時(shí)測(cè)出溫度、相對(duì)濕度以及氣壓值，占用空間小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)施、響應(yīng)快。集 成溫度相對(duì)濕度傳感器包括半導(dǎo)體檢測(cè)單元、二次轉(zhuǎn)換單元和信號(hào)處理單元，半導(dǎo)體檢測(cè) 單元中設(shè)有兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片R el和Re2安裝在半徑為ro的膜片上，半導(dǎo)體應(yīng)變片受壓電阻發(fā) 生變化輸出電阻響應(yīng)，半導(dǎo)體檢測(cè)單元的輸出端連接二次轉(zhuǎn)換單元，二次轉(zhuǎn)換單元接收半 導(dǎo)體檢測(cè)單元的輸出信號(hào)，二次轉(zhuǎn)換單元將電阻響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬信號(hào)，二次轉(zhuǎn)換單元 的輸出端連接信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元解耦分析二次轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)，處理器連 接信號(hào)處理單元用來(lái)接收信號(hào)處理單元計(jì)算出的安裝點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和大氣壓。
[0026] 所述半導(dǎo)體檢測(cè)單元中，兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻變化量相等，其中一個(gè)半導(dǎo)體 應(yīng)變片安裝在圓心位置，另一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片安裝在半徑〇 . 89r〇的同心圓的位置上。所述 二次轉(zhuǎn)換單元包括兩個(gè)相同的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片對(duì)應(yīng)連接一個(gè)脈沖信 號(hào)轉(zhuǎn)換電路，脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括555定時(shí)器、電阻R和電容C，電阻R連接在555定時(shí)器的2 號(hào)引腳和3號(hào)引腳之間，電容C連接在555定時(shí)器的2號(hào)引腳上，2號(hào)引腳和6號(hào)引腳短接，3號(hào) 引腳和7號(hào)引腳短接，555定時(shí)器的7號(hào)引腳輸出脈寬信號(hào)連接到信號(hào)處理單元。所述脈沖信 號(hào)轉(zhuǎn)換電路的脈寬轉(zhuǎn)換公式為τ = 1η2 · C · R，式中τ為輸出脈寬，R是電路中的電阻，C為云 母標(biāo)準(zhǔn)電容，脈寬輸出τ與各自所接電阻R成正比。所述膜片根據(jù)半導(dǎo)體檢測(cè)單元中的兩個(gè) 半導(dǎo)體應(yīng)變片的應(yīng)變變化分為正應(yīng)變片區(qū)和負(fù)應(yīng)變片區(qū)，以半徑0.63Π )的同心圓為界。所 述信號(hào)處理單元中設(shè)有GPS單元和大氣壓數(shù)值表，GPS單元連接在信號(hào)處理單元上用來(lái)定位 傳感器安裝點(diǎn)的經(jīng)煒度，查詢安裝點(diǎn)的大氣壓數(shù)值。所述信號(hào)處理單元中設(shè)有溫度飽和水 汽分壓表，信號(hào)處理單元利用溫度調(diào)用相應(yīng)的飽和水汽分壓值。所述集成溫度相對(duì)濕度傳 感器設(shè)置在圓柱形的杯形支座1上，膜片3設(shè)置在杯形支座1的上表面，膜片3選用黃銅膜片， 杯形支座1和黃銅膜片之間設(shè)有空氣密封腔2,兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片4和5安裝在黃銅膜片的表 面。
[0027]所述信號(hào)處理單元利用大氣中水蒸氣分壓力與敏感電阻之差，經(jīng)二次變換后的脈 寬及其對(duì)始終頻率的計(jì)數(shù)之差成正比，大氣環(huán)境溫度與敏感元件的計(jì)數(shù)之和呈單值對(duì)應(yīng)函 數(shù)關(guān)系，計(jì)算出應(yīng)變片所受差壓值、水蒸氣分壓值和溫度值。所述信號(hào)處理單元利用溫度飽 和水汽分壓表，利用溫度值調(diào)用相應(yīng)的飽和水汽分壓值，根據(jù)相對(duì)濕度的公式計(jì)算出相對(duì) 濕度。
[0028] 集成溫度相對(duì)濕度傳感器的控制方法，所述方法步驟包括:步驟一、連接安裝傳感 器電路，設(shè)置兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片采集溫度和氣壓;步驟二、調(diào)整兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的安裝位 置，確認(rèn)兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻變化量相等;步驟三、半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻變化量輸入到 二次轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行脈寬轉(zhuǎn)換，輸出脈寬信號(hào);步驟四、信號(hào)處理單元接收二次轉(zhuǎn)換單元輸出 的脈寬信號(hào)，利用道爾頓定律、應(yīng)變片原理和解析法分析半導(dǎo)體應(yīng)變片的變化量，解析出溫 度和水蒸氣分壓信息，計(jì)算出待測(cè)點(diǎn)的相對(duì)濕度和大氣壓;步驟五、信號(hào)處理單元連接處理 器，處理器接收待測(cè)點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和氣壓信息。
[0029] 所述信號(hào)處理單元利用大氣中水蒸氣分壓力與敏感電阻半導(dǎo)體應(yīng)變片之差，經(jīng)二 次變換后的脈寬及其對(duì)始終頻率的計(jì)數(shù)之差成正比，大氣環(huán)境溫度與敏感電阻的計(jì)數(shù)之和 的對(duì)數(shù)成反比關(guān)系，計(jì)算出應(yīng)變片所受差壓值A(chǔ) P、水蒸氣分壓Pw和溫度值t。所述信號(hào)處理 單元利用溫度飽和水汽分壓表，根據(jù)溫度值調(diào)用相應(yīng)的飽和水汽分壓值，根據(jù)相對(duì)濕度的
算出相對(duì)濕度，式中中為相對(duì)濕度，Pws為大氣壓中在某一溫度下的飽和 水汽分壓力。
[0030] 一、大氣狀態(tài)參數(shù)
[0031] 道爾頓定律指出，混合大氣的總壓力等于各組成氣體的分壓力之和，如公式（1)所 示：
[0032] PM=Pd+Pw(Pa) (1)
[0033] 式中PM(Pa)為混合氣體的總壓力，Pd(Pa)為干燥大氣的分壓力，Pw(Pa)為空氣中所 含水蒸氣分壓力，其中Pw在Pm占最大份額，僅為5 %左右，故Pm和Pd壓力均比較接近標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓。
[0034] 相對(duì)濕度φ (RH% )的公式為：
[0035] 式中φ表示相對(duì)濕度，Pws為大氣壓在某一溫度下，飽和水汽分壓力(Pa)，它隨溫度 而變，可通過(guò)已知溫度查表或由回歸擬合曲線方程求得。由公式（1)可得，若通過(guò)儀表能測(cè) 出差壓P M-Pd，即可計(jì)算出Pw，再以所測(cè)溫度，在濕空氣密度、水蒸氣壓力、含濕量對(duì)照表中找 到Pws，便可由公式(2)算出相對(duì)濕度φ (RH%)"
[0036] 二、應(yīng)變片及其轉(zhuǎn)換特性
[0037] 傳感器中應(yīng)變片的安裝示意圖如圖4所示，傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，應(yīng)變 片的轉(zhuǎn)換特性及應(yīng)變分布如圖6所示。溫集成度相對(duì)濕度氣壓傳感器整體是一個(gè)圓柱外形 外殼，外殼包括杯形支座1和黃銅膜片(黃銅膜片即是膜片3,膜片采用黃銅材質(zhì)），黃銅膜片 覆蓋在杯形支座1上，二者之間形成一個(gè)空氣密封腔2,兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片安裝在黃銅膜片 上，通過(guò)測(cè)量半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻變化計(jì)算出集成溫度相對(duì)濕度傳感器(簡(jiǎn)稱(chēng)集成傳感器） 安裝環(huán)境中的溫度、相對(duì)濕度和大氣壓數(shù)據(jù)。分析計(jì)算溫度、相對(duì)濕度和大氣壓所需的二次 轉(zhuǎn)換單元、信號(hào)處理單元可以安裝在黃銅膜片上3上，也可以安裝在杯形支座的側(cè)邊，通過(guò) 線路連接傳遞信號(hào)。
[0038] 混合大氣壓ΡΜ均勻作用于彈性膜片的外表面，于是膜片兩側(cè)的差壓為：
[0039] Δ p = pM-pre = pw+pd-pre(pa) (3)
[0040] 式中Pre = 4 · 104(Pa)為密封腔中設(shè)定的參照壓力，Pd=101325(Pa)為標(biāo)準(zhǔn)大氣 壓，從而可算出大氣中水汽分壓力Pw(Pa)
[0041 ]在差壓△ P作用下，膜片表面上應(yīng)力和應(yīng)變的分布如下式所示：
[0044] 式中，本發(fā)明中選用黃銅膜片彈性更好，E(Pa)為膜片彈性模量，約為7*101()Pa，y約 為0.33,為泊松比，ro為膜片3的外半徑40(mm)，h為膜片3的膜片厚度0. l(mm)，b為杯形支座 的厚度5(mm)，杯形支座的高度10(mm)，△ P作用在膜片兩側(cè)的差壓(Pa)，r(mm)為觀察點(diǎn)的 半徑。
[0045] 若將已知常數(shù)代入(4)式，可得圓心應(yīng)力〇1=〇 = 8*104*八？(？￡1) (6)
[0046] 應(yīng)變片的靈敏系數(shù)Κε和轉(zhuǎn)換特性如公式(7)所示：
[0048] 式中Ro為t = 0°C^Per = 0時(shí)應(yīng)變片電阻（Ω )，Κε約為125, Δ1則為應(yīng)變片在er激勵(lì) 下電阻的變化量（Ω )，將(6)式代入(7)可得：
[0050]若將E = 7*101()Pa代入式可知，應(yīng)變片所能輸出的相對(duì)電阻變化，在最大量程下也 只有10-2量級(jí)，故需在裝置中加入二次變換和信號(hào)處理電路，以獲取所需的靈敏度和分辨 力。
[0051 ]三、二次變換和信號(hào)傳送流程
[0052] 工作原理結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示，集成傳感器包括半導(dǎo)體檢測(cè)單元、二次轉(zhuǎn)換單元、 信號(hào)處理單元，半導(dǎo)體檢測(cè)單元中設(shè)有兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片，半導(dǎo)體應(yīng)變片受壓電阻發(fā)生變 化輸出電阻響應(yīng)，半導(dǎo)體檢測(cè)單元的輸出端連接二次轉(zhuǎn)換單元，二次轉(zhuǎn)換單元接收半導(dǎo)體 檢測(cè)單元的輸出信號(hào)，二次轉(zhuǎn)換單元將電阻響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬信號(hào)，二次轉(zhuǎn)換單元的輸 出端連接信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元解耦分析二次轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)，處理器連接信 號(hào)處理單元用來(lái)接收信號(hào)處理單元計(jì)算出的安裝點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和大氣壓。
[0053] 信號(hào)流程框圖如圖8所示，二次轉(zhuǎn)換單元包括兩個(gè)相同的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，脈沖 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路由555定時(shí)器C1和C2組成，二次轉(zhuǎn)換單元和信號(hào)處理單元還設(shè)有選通開(kāi)關(guān)，選 用C3開(kāi)關(guān)，信號(hào)處理單元主要組成為C4單片機(jī)。圖8中R el和Re2在Pw和t激勵(lì)下，各自產(chǎn)生不同 的辦和辦響應(yīng)，它們經(jīng)兩個(gè)相同的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的Cl、C2芯片555變換后，各自產(chǎn)生^和 t2(S)脈寬輸出，該脈寬信號(hào)經(jīng)C3開(kāi)關(guān)選通后再送至C4單片機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理。脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換 電路如圖9所示，電阻R連接在C定時(shí)器555的2號(hào)引腳和3號(hào)引腳之間，電容C連接在555定時(shí) 器的2號(hào)引腳上，2號(hào)引腳和6號(hào)引腳短接，3號(hào)引腳和7號(hào)引腳短接，555定時(shí)器的7號(hào)引腳輸 出脈寬信號(hào)連接到信號(hào)處理單元。由于應(yīng)變片的不同，兩個(gè)脈沖電路中的電阻和輸出脈寬 可以用Rl和R2、Tl和T2表示。
[0054] 脈寬轉(zhuǎn)換公式:τ = 1η2 · CQR(S)對(duì)應(yīng)到兩個(gè)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路即為：
[0055] τι = 1η2 · Co · Ri(S) (9)
[0056] τ2 = 1η2 · Co · R2(S) (10)
[0057] 式中τ#Ρτ2為兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片對(duì)應(yīng)的兩路脈寬輸出信號(hào)，RjPR2為半導(dǎo)體應(yīng)變 片的電阻變化值計(jì)量單位為Ω，Co(F)為云母標(biāo)準(zhǔn)電容，約為0.72 X 1(T6F，上式表明脈寬輸 出與各自所接電阻Ri和R2成正比。
[0058] 四、在多因素輸入時(shí)，合成響應(yīng)的解耦處理
[0059] 在^和^中隱含有水汽分壓Pw和溫度t兩種信息，如何能讓其在后續(xù)的數(shù)據(jù)處理中 分離，需通過(guò)數(shù)據(jù)解耦技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息分離和復(fù)原。
[0060] Ri和R2電阻變化公式為：
[0063] 式中R〇=100〇Q為基準(zhǔn)電阻;B = 4850(K)為半導(dǎo)體應(yīng)變片的阻溫系數(shù);To = 273(K) 為參照溫度;Τ(Κ)為輸入溫度；△ Rel和△ Re2分別為Rl和R2在大氣壓力激勵(lì)下各自產(chǎn)生的電 阻增量。由以上兩式可知，如能讓A ―和ARe2數(shù)值相同，但正負(fù)相反，即（11)和（⑵式可變 成：
[0066] 將以上兩式相減或相加，就可分離出Pw和t兩種輸入信息，即相加時(shí)Rl+R2 = ft(T)， 和相減時(shí)Rl-R2 = fE(P?0,即和與差的結(jié)果只與單一輸入信息--對(duì)應(yīng)，ARe1 = -ARe2= Δ Re 〇
[0067]參見(jiàn)圖5,整個(gè)膜片外表面在差壓Δ Ρ作用下，以半徑r = 〇.63rQ為界，區(qū)分為正負(fù) 兩個(gè)應(yīng)變區(qū)?？繄A心部分內(nèi)圓為正ε區(qū)，而靠周邊外圓部分則為負(fù)ε區(qū)，在此兩個(gè)區(qū)域的合適 位置上，可以找到ε數(shù)值相等但極性相反的兩個(gè)點(diǎn)，其一在圓心處，Π = 0,而另一點(diǎn)經(jīng)(5)式 計(jì)算為κ = 0.89π)處。在此兩點(diǎn)上配置兩片性能相同的半導(dǎo)體應(yīng)變片，并讓其中心與膜片上 參照點(diǎn)重合，于是就實(shí)現(xiàn)了（13)和（14)式的定量關(guān)系。
[0069]上式中已消除了 ε信息對(duì)(Ri+R2)數(shù)量上的干擾，然而RdPR2分別聯(lián)接到555芯片的 充放電電路中，故已無(wú)法將RdPR2直接相加，此時(shí)就需經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)運(yùn)算處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。若讓脈寬 在單片機(jī)中對(duì)時(shí)鐘頻率f 0計(jì)數(shù)，則有計(jì)數(shù)值NjPN2為：
[0070] Νι = τι · f〇 (16)
[0071 ] Ν2 = τ2 · fo (17)
[0072] Ti+T2=(Ni+N2)/fo(S) (18)
[0073] 聯(lián)立以上公式，并經(jīng)過(guò)整理可得：
[0075]攝氏溫度：t = T-273(°C) (20)
[0076] 式中各常系數(shù)是在R〇 = 100〇Q，Co = 7.2*10-6F和fo = 10MHZ條件下算出的。從心和 R2的二次轉(zhuǎn)換信息中分尚出應(yīng)變和水蒸氣分壓Pw等信息，將（13)式減去（14)式，可得
[0077] Rl-R2 = 2ARe = 2RoKe · ε( Ω ) (21)
[0078] 再利用(NrNd/f。和（5)、（9)、（10)式等聯(lián)立，經(jīng)整理可得，
[0079] ΔΡ = 1〇 . (Ni-N2)(Pa) (22)
[0080] 公式（19)和(22)即為傳感器的兩種輸入-輸出特性方程，均有足夠的靈敏度和分 辨力（
，式中Pws可通過(guò)溫度t經(jīng)查表或下述回歸方程算出，
[0081] Pws = a · EXP(b · t)(Pa) (23)
[0082] 式中a為6.16(Pa)，b為0.064(1/°C)為擬合常數(shù)，于是得
[0083] PWS = 6.16 · EXP(0.064 · t)(Pa) (24)
[0084] 大氣壓力不是一個(gè)定值，隨著地區(qū)海拔高度的不同而存在差異，同時(shí)還隨季節(jié)溫 度變化而稍有改變，對(duì)Pw計(jì)算可近似地用下式描述：
[0085] PW= AP+Pre-Bf(T)+h · 8.76(Pa) (25)
[0086] 式中h為當(dāng)?shù)睾０胃叨?m)，系數(shù)8.76(Pa/m)為大氣壓衰減斜率，f(T)為溫度修正 系數(shù)可經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的擬合曲線而加以估算。由于在沿海地區(qū)冬夏氣壓變化比為 1.02,而在青海地區(qū)冬夏比僅為1.0026。均隨溫度下降而略有增加。故當(dāng)不考慮溫度微小影 響，且在沿海地區(qū)時(shí)，（25)式可簡(jiǎn)化為：
[0087] PW= Δ P+(Pre-B) = 10(Ni-N2) + (Pre-B) (Pa) (26)
[0088] 本文解析過(guò)程的理論基礎(chǔ)之一是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為常數(shù)，實(shí)際的大氣壓隨當(dāng)?shù)睾０胃?度而變，當(dāng)裝置使用地區(qū)海拔高度與參照高度差異較大時(shí)，公式(3)中Pd應(yīng)通過(guò)軟件予以校 正，以維持水汽分壓力的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度。所以本發(fā)明在信號(hào)處理單元中設(shè)有GPS單元和大氣 壓數(shù)值表，GPS單元連接在信號(hào)處理單元上用來(lái)定位傳感器安裝點(diǎn)的經(jīng)煒度，查詢安裝點(diǎn)的 大氣壓數(shù)值即傳感器中的干燥空氣腔內(nèi)的分壓力，結(jié)合信號(hào)處理單元計(jì)算出的大氣中水蒸 氣分壓力值，進(jìn)而利用公式（l):PM = Pd+Pw(Pa)計(jì)算出混合大氣的壓力值，即安裝點(diǎn)的壓力 值。
[0089] 至此，溫度、相對(duì)濕度和大氣壓的數(shù)值都能計(jì)算求解出來(lái)。本發(fā)明提供的集成溫度 相對(duì)濕度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)施。本發(fā)明中經(jīng)解析法得到:大氣中水蒸氣分壓力與 敏感電阻之差，即經(jīng)二次變換后的脈寬及其對(duì)始終頻率的計(jì)數(shù)之差，成正比，而大氣環(huán)境溫 度則與敏感元件的計(jì)數(shù)之和的對(duì)數(shù)成反比關(guān)系。本文解析過(guò)程的理論基礎(chǔ)是物理大氣壓為 常數(shù)，實(shí)際的大氣壓隨當(dāng)?shù)睾０胃叨榷?，?dāng)裝置使用地區(qū)海拔高度與參照高度差異較大 時(shí)，應(yīng)通過(guò)軟件予以校正，以維持水汽分壓力的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度。
[0090] 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改 進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā) 明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置包括螺旋柱檢測(cè)器、信 號(hào)傳遞器和中心處理器，螺旋柱檢測(cè)器是依靠自身的螺紋可運(yùn)動(dòng)外殼旋轉(zhuǎn)推動(dòng)整體運(yùn)動(dòng)的 檢測(cè)器，檢測(cè)器內(nèi)安裝有檢測(cè)單元用來(lái)檢測(cè)糧倉(cāng)內(nèi)部各個(gè)點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和氣壓值，螺 旋柱檢測(cè)器無(wú)線傳遞檢測(cè)信號(hào)到信號(hào)傳遞器，信號(hào)傳遞器無(wú)線連接中心處理器，信號(hào)傳遞 器轉(zhuǎn)發(fā)檢測(cè)數(shù)據(jù)到中心處理器，中心處理器分析處理數(shù)據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述螺旋柱檢測(cè)器包括螺旋 柱體、導(dǎo)向尖頭、檢測(cè)單元、處理器、信號(hào)發(fā)送單元、動(dòng)力源和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向尖頭安裝在螺 旋柱體的兩端，檢測(cè)單元、處理器和信號(hào)發(fā)送單元安裝在螺旋柱體的內(nèi)部，檢測(cè)單元連接處 理器并發(fā)送檢測(cè)到的信號(hào)到處理器，處理器連接信號(hào)發(fā)送單元并通過(guò)信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送檢 測(cè)數(shù)據(jù)，信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)到信號(hào)傳遞器，動(dòng)力源和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝在螺旋柱體的 中部，動(dòng)力源的指令輸入端連接處理器，動(dòng)力源的動(dòng)力輸出端連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)控制 螺旋柱體的運(yùn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)連接在處理器上并根據(jù)處理器的指令決定運(yùn)動(dòng)方向，處理 器通過(guò)信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)或接收指令。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述螺旋柱檢測(cè)器兩端的導(dǎo) 向尖頭內(nèi)各自設(shè)有一個(gè)測(cè)距器，測(cè)距器連接在處理器上，定時(shí)通過(guò)信號(hào)發(fā)送單元發(fā)送信號(hào) 到信號(hào)傳遞器，由信號(hào)傳遞器計(jì)算出兩個(gè)測(cè)距器分別距離信號(hào)傳遞器的距離，信號(hào)傳遞器 的計(jì)算結(jié)果發(fā)送到中心處理器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述信號(hào)傳遞器是"凹"形結(jié) 構(gòu)，信號(hào)傳遞器中設(shè)有一個(gè)凹槽，凹槽設(shè)置在信號(hào)傳遞器中間，信號(hào)傳遞器中設(shè)有信號(hào)接收 單元和距離計(jì)算單元，信號(hào)接收單元接收螺旋柱檢測(cè)器發(fā)送的檢測(cè)信號(hào)，并向螺旋柱檢測(cè) 器發(fā)送中心處理器的指令。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述中心處理器中設(shè)有圖像 模擬單元，圖像模擬單元中保存有糧倉(cāng)的模擬圖，根據(jù)信號(hào)傳遞器發(fā)送的信號(hào)數(shù)據(jù)關(guān)系，模 擬出螺旋柱檢測(cè)器在糧倉(cāng)中的位置。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述檢測(cè)單元中包括有多個(gè) 集成溫度相對(duì)濕度傳感器，傳感器包括半導(dǎo)體檢測(cè)單元、二次轉(zhuǎn)換單元和信號(hào)處理單元，半 導(dǎo)體檢測(cè)單元中設(shè)有兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片R el和Re2安裝在半徑為r〇的膜片上，半導(dǎo)體應(yīng)變片受 壓發(fā)生變化輸出電阻響應(yīng)，半導(dǎo)體檢測(cè)單元的輸出端連接二次轉(zhuǎn)換單元，二次轉(zhuǎn)換單元接 收半導(dǎo)體檢測(cè)單元的輸出信號(hào)，二次轉(zhuǎn)換單元將電阻響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬信號(hào)，二次轉(zhuǎn)換 單元的輸出端連接信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元解耦分析二次轉(zhuǎn)換單元的輸出信號(hào)，信號(hào) 處理單元連接螺旋柱檢測(cè)器中設(shè)置的處理器并發(fā)送檢測(cè)到的安裝點(diǎn)的溫度、相對(duì)濕度和大 氣壓值發(fā)送到處理器。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體檢測(cè)單元中，調(diào) 整半導(dǎo)體應(yīng)變片的安裝位置，兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻變化量相等，其中一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變 片安裝在圓心位置，另一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片安裝在半徑0.888Π )的同心圓的位置上。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述二次轉(zhuǎn)換單元包括兩個(gè) 相同的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，一個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片對(duì)應(yīng)連接一個(gè)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，脈沖信號(hào) 轉(zhuǎn)換電路包括555定時(shí)器、電阻R和電容C，電阻R連接在555定時(shí)器的2號(hào)引腳和3號(hào)引腳之 間，電容C連接在555定時(shí)器的2號(hào)引腳上，2號(hào)引腳和6號(hào)引腳短接，3號(hào)引腳和7號(hào)引腳短接， 555定時(shí)器的7號(hào)引腳輸出脈寬信號(hào)連接到信號(hào)處理單元。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的脈 寬轉(zhuǎn)換公式為τ = 1η2 · C · R，式中τ為輸出脈寬，R是電路接收的半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻響應(yīng) 值，C為云母標(biāo)準(zhǔn)電容，脈寬輸出τ與各自所接電阻R成正比。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的糧倉(cāng)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，其特征在于，所述膜片根據(jù)半導(dǎo)體檢測(cè) 單元中的兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片的應(yīng)變變化分為正應(yīng)變片區(qū)和負(fù)應(yīng)變片區(qū)，以半徑0.63Π )的同 心圓為界。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK105865516SQ201610169653
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)明人】王軍
【申請(qǐng)人】安徽工程大學(xué)