СТАНЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО МОНИТОРИНГА

Полезная модель может использоваться в области геотермического мониторинга, метеорологии, строительства. Заявляемое устройство предназначено для проведения температурного мониторинга в различных природных и климатических условиях; устройство обеспечивает сбор, хранение как в автономном режиме, так и передачу температурных данных по каналам GPRS в режиме реального времени.
В настоящее время известно «Устройство для измерения профиля температуры», взятое за прототип RU 139 660 U1. К недостаткам прототипа можно отнести недостаточную точность измерения температуры для решения некоторых специфических задач геотермического мониторинга. Заявленная производителем точность измерения температуры цифровыми датчиками DS18B20 составляет 0,5°С. Однако существует целый ряд задач, где необходима точность измерения до 0,01°С. К таким задачам относятся, например, исследования по проблемам глобального потепления климата, работы по изучению микроциркуляции воды в придонном слое на озере Байкал и другие.
Технической целью заявляемого устройства является устранение вышеуказанного недостатка, а его техническим результатом - повышение точности проводимых измерений, в условиях длительной и автономной работы по измерению температуры в труднодоступных местах (скважина, дно водоема, техногенные объекты и прочее).
Решение поставленной задачи достигается тем, что заявляемое устройство содержит определенное количество цифровых температурных датчиков, соединенных в температурную косу и корпус с разъемами, для подключения внешний устройств, в котором размещены микропроцессор, оперативная память, модем радиосвязи, элемент питания, при этом оно конструктивно снабжено дополнительной температурной косой из аналоговых температурных датчиков, подключенной посредством аналого-цифрового преобразователя через 8-ми канальный коммутатор, при этом конструктивно предусмотрена работа совместно с цифровыми и аналоговыми температурными датчиками. Аналоговые полупроводниковые датчики, терморезисторы ММТ-4, номиналом 10 кОм, обладают чувствительностью до 4% на градус от номинала (И.Т. Шефтель, Терморезисторы, Москва, «Наука» 1973). Благодаря этому, после предустановочной калибровки в термостате, позволяют устройству регистрировать температуру с точностью до 0,01°С.
энергонезависимую память 8 и передаче по каналам GPRS. Микропроцессор 5 имеет режим микропотребления при хранении информации и активизируется только для измерения, записи или передачи данных.
Аналого-цифровой преобразователь 4 конструктивно выполнен на базе кристалла, работает по принципу дельта-сигма модуляции со встроенным регулируемым усилителем, цифровым фильтром, устройством автоматической калибровки, обеспечивающий выходной цифровой код в зависимости от установки режима 16 или 24 разряда. Обладает возможностью автокалибровки, обеспечивающей оцифровку входной информации для дальнейшей первичной обработки и хранения.
Коммутатор 3 выполнен 8-ми канальным, установлен внутри корпуса. Обеспечивает непосредственное поочередное подключение аналоговых температурных датчиков 1 к аналого-цифровому преобразователю 4.
Контроллер 1-Ware шины DS2482-100, 7 обеспечивает подключение цифровых температурных датчиков 2 к микропроцессору 5.
Высокоточные часы реального времени DS3231 -6, установлены внутри корпуса, соединены с микропроцессором 5 заданным образом. Определяют временные интервалы работы микропроцессора 5 и устройства в целом и обеспечивают временную привязку результатов измерений.
Контроллер заряда элемента питания 10 установлен внутри корпуса. Предназначен для возможности быстрого заряда элемента питания от внешнего источника.
Заявляемая Полезная модель работает следующим образом: часы реального времени 6 через заданные интервалы активизируют микропроцессор 5 на проведение измерений. Далее устройство поочередно опрашивает все температурные датчики 1, 2 и записывает результаты измерения в энергонезависимую память 8. Затем устройство переходит в режим хранения записанных данных до следующей активизации, благодаря чему обеспечивается минимальное энергопотребление (фактически в режиме хранения данных работают только часы реального времени 6, энергопотребление которых составляет всего 2-5 мкА). Заявляемое устройство предполагает совместную работу аналоговых 1 и цифровых 2 температурных датчиков. Такое устройство целесообразно использовать, когда число контролируемых зон превышает возможное число аналоговых датчиков, ограниченное 8-ми канальным коммутатором. В таком случае аналоговые датчики располагаются в местах требующих повышенной точности измерений.
Полезная модель обеспечивает работу как в полностью автономном режиме с накоплением полученных данных, так и в полуавтономном режиме, предоставляющем
пользователю возможность получения данных в реальном масштабе времени и полного контроля удаленной станции по каналу GPRS в зоне покрытия сотовой связи.
При использовании устройства в водной среде корпус выполняют герметичным.