МОБИЛЬНОЕ РАДИОУСТРОЙСТВО С ИЗМЕРИТЕЛЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ

Настоящая полезная модель относится к устройствам, служащим для измерения температуры различных объектов.
Широко известны устройства для измерения температуры, где в качестве датчика используются элементы изменяющие свое сопротивление в зависимости от окружающей температуры - например терморезисторы. Результаты измерения сопротивления датчика пересчитываются в значение температуры и отображаются в том, или ином виде на индикаторе.
К таким устройствам относятся, в частности устройства по патентам: RU №2073217, G01K 7/00, G01K 7/22 от 27.08.1993, RU 2255313, G01K 7/22, от 29.03.2004, RU 2296962, G01K 7/18, от 14.11.2005, RU 2034248, G01K 7/24, от 25.03.1991.
Известные устройства позволяют измерять температуру различных сред и объектов, но обладают общим недостатком: все они предназначены главным образом для лабораторных (домашних) измерений и не могут применяться для оперативного измерения и передачи результатов измерения на большие расстояния.
Между тем, можно ускорить получение результатов измерения температуры путем использования мобильного радиоустройства (сотового телефона) с функцией измерения температуры, т.к. такое устройство будет иметь небольшие габариты, что позволит оперативно проводить измерения и тут же передавать результаты измерения.
Известно мобильное радиоустройство по полезной модели RU №109625, H04M 1/22 от 24.06.2011 с дозиметром-радиометром.
Это мобильное радиоустройство, содержащее полупроводниковый детектор излучения и мобильное радиоустройство, в корпусе которого, размещен блок питания, выполненный с возможностью подачи питающих напряжений ко всем электронным узлам и блокам, расположенным в корпусе мобильного радиоустройства, процессор, соответствующие входы и выходы которого соединены с аудиоблоком, с радиоблоком и с блоком памяти, а также блок индикации, вход которого подключен к соответствующему выходу процессора и клавиатура, подключенная к соответствующему входу процессора,
Большинство составных частей этого мобильного радиоустройства располагаются в корпусе мобильного телефона и позволяют оперативно проводить измерение радиации и передавать результаты измерения, однако это устройство не может измерять температуру.
Таким образом, ни одно из рассмотренных выше устройств не может быть выбрано прототипом, т.к. они не являются мобильными радиоустройствами с измерителем температуры, т.е. не выявлено средство того же назначения. Предлагаемое техническое решение направлено на повышение оперативности измерения температуры и оперативной передачи результатов измерения.
Предметом настоящей полезной модели является мобильное радиоустройство с измерителем температуры, содержащее мобильное радиоустройство, в корпусе которого, размещен блок питания, выполненный с возможностью подачи питающих напряжений ко всем электронным узлам и блокам, расположенным в корпусе мобильного радиоустройства, процессор, соответствующие входы и выходы которого соединены с аудиоблоком, радиоблоком, блоком памяти, блоком индикации и с клавиатурой, первый выход аудиоблока через последовательно включенные первый и второй резисторы соединен с корпусным контактом аудиоблока, первый выход аудиоблока так же соединен через последовательно включенные третий резистор и датчик температуры с корпусным контактом аудиоблока, второй выход аудиоблока через последовательно включенные первый блок сопряжения, коммутатор и второй блок сопряжения соединен с входом аудиоблока, первый и второй входы коммутатора соединены соответственно с точкой соединения первого и второго резисторов и точкой соединения третьего резистора и датчика температуры, второй выход второго блока сопряжения соединен с входом питания коммутатора.
Частными существенными признаками предлагаемой полезной модели являются следующие.
Процессор выполнен с возможностью обеспечения сигнализации о допустимой, и недопустимой температуре, а блок индикации выполнен с возможностью вывода сигнализации процессора, представленной в графическом, табличном или текстовом виде и подачи необходимых звуковых сигналов.
В состав клавиатуры введены дополнительные клавиши для управления работой процессора в режиме измерения температуры.
Радиоблок выполнен, с возможностью определения местоположения проверяемого объекта в пространстве с помощью систем GPS или ГЛОНАСС, и с возможностью передавать через радиоблок установленные координаты местоположения проверяемого объекта в пространстве.
Процессор выполнен с возможностью, позволяющей наносить установленные координаты местоположения проверяемого объекта в пространстве на карту местности.
Процессор выполнен с возможностью, позволяющей сохранять дату и время каждого проведенного измерения и с возможностью передавать через радиоблок дату и время каждого проведенного измерения.
Процессор выполнен с возможностью управления работой мобильного радиоустройства путем идентификации команд речевого управления пользователя с их последующим выполнением.
Процессор выполнен с возможностью идентификации пользователя по голосу при подаче команд речевого управления.
Процессор выполнен с возможностью, позволяющей производить фотографирование встроенным в мобильное радиоустройство фотоаппаратом и сохранять в памяти процесс измерения и с возможностью передавать через радиоблок фотографии.
Процессор выполнен с возможностью, позволяющей фиксировать в памяти дополнительные текстовые или речевые комментарии пользователя к каждому измерению и с возможностью передавать через радиоблок дополнительные текстовые или речевые комментарии пользователя к каждому измерению.
Первый, второй и третий резисторы, датчик температуры, коммутатор, первый и второй блоки сопряжения выполнены в виде единого узла и подключаются к мобильному радиоустройству через разъем AUDIO мобильного радиоустройства.
Задачей настоящей полезной модели является создание мобильного устройства, обеспечивающего оперативное измерение температуры и передачу результатов измерения.
Суть предлагаемого технического решения поясняется на фиг.1, где представлена обобщенная структурная схема заявляемой полезной модели.
На фиг.1 использованы следующие обозначения: 1 - блок питания, 2 - датчик температуры, 3 - аудиоблок, 4 - коммутатор, 5 - первый блок сопряжения, 6 - клавиатура, 7 - процессор, 8 - блок памяти, 9 - блок индикации, 10 - радиоблок, 11 - первый резистор, 12 - второй резистор, 13 - третий резистор, 14 - второй блок сопряжения.
Рассматриваемое мобильное радиоустройство с измерителем температуры содержит мобильное радиоустройство, в корпусе которого, размещен блок питания 1, выполненный с возможностью подачи питающих напряжений ко всем электронным узлам и блокам, расположенным в корпусе мобильного радиоустройства, процессор 7, соответствующие входы и выходы которого соединены с аудиоблоком 3, радиоблоком 10, блоком памяти 8, блоком индикации 9 и с клавиатурой 6, первый выход аудиоблока через последовательно включенные первый резистор 11 и второй резистор 12 соединен с корпусным контактом аудиоблока, первый выход аудиоблока так же соединен через последовательно включенные третий резистор 13 и датчик температуры 2 с корпусным контактом аудиоблока, второй выход аудиоблока через последовательно включенные первый блок сопряжения 5, коммутатор 4 и второй блок сопряжения 14 соединен с входом аудиоблока 3, первый и второй входы коммутатора 4 соединены соответственно с точкой соединения первого резистора 11 и второго резистора 12 и точкой соединения третьего резистора 13 и датчика температуры 2, второй выход второго блока сопряжения 14 соединен с входом питания коммутатора 4.
Мобильное радиоустройство (с входящими в его состав блоком 1 памяти, аудиоблоком 3, клавиатурой 6, процессором 7, блоком памяти 8, блоком индикации 9 и радиоблоком 10) представляет собой обычный мобильный телефон, блок памяти 8 которого позволяет производить введение дополнительных программ работы, а клавиатура 6 позволяет переходить на эти программы работы и возвращаться к выполнению стандартных программ.
В качестве первого резистора 11, второго резистора 12 и третьего резистора 13 могут быть использованы любые точные резисторы.
В качестве датчика температуры может быть использован любой терморезистор, например терморезистор NXFT15XH103FA фирмы MURATA.
В качестве коммутатора 4 может быть использована микросхема 74НС4016 фирмы NXP Semiconductors.
Возможный вариант исполнения первого блока сопряжения 5 приведен на фиг.2. Он состоит из выпрямителя переменного напряжения на полупроводниковом диоде 15 с фильтром на резисторе 16 и конденсаторе 17.
Возможный вариант исполнения второго блока сопряжения 14 приведен на фиг.3. Он состоит из делителя напряжения на резисторах 20 и 21, конденсатора 19 и резистора 18. Делитель напряжения на резисторах 20 и 21 предназначен для согласования уровня напряжения на выходе коммутатора 4 с уровнем необходимым для нормальной работы входа аудиоблока. Во всех современных мобильных устройствах на микрофонном входе присутствует постоянное напряжение, которое используется для питания усилителя встраиваемого в выносные микрофоны. В данном случае это напряжение использовано для питания коммутатора 4, на вход питания которого оно подается через резистор 18. Конденсатор 19 необходим для разделения постоянного питающего напряжения и измерительных сигналов звуковой частоты.
Таким образом, все функциональные узлы и элементы рассматриваемого устройства широко известны и доступны на коммерческом рынке или могут быть легко изготовлены. Поэтому возможность практической реализации рассматриваемого мобильного радиоустройства с измерителем температуры не вызывает сомнений.
Предлагаемое мобильное радиоустройство с измерителем температуры (Фиг.1) работает следующим образом.
Перед началом измерения температуры мобильное радиоустройство выполняет функции обычного мобильного телефона. Блок питания 1 при этом включен, и требуемое питание поступает на все узлы, расположенные внутри корпуса мобильного радиоустройства.
Перед началом измерения температуры пользователь подключает измеритель температуры к мобильному радиоустройству через его аудиоразъем. При этом резисторы 11 и 13 подключаются к первому выходу (это может быть аудиовыход левого канала) аудиоблока 3. Вход первого блока сопряжения 5 подключается ко второму выходу (это может быть аудиовыход правого канала) аудиоблока 3. Вход (микрофонный вход) аудиоблока 3 подключается к выходу второго блока сопряжения 14.
Затем пользователь с помощью клавиатуры 6 формирует на процессор 7 команду запускающую программу измерения температуры. Эта команда может подаваться, например, путем нажатия специальных клавиш (если такие имеются на клавиатуре 6). Процессор 7 после получения команды обращается к блоку 8 памяти для введения программы работы в режиме измерения температуры. После ввода программы процессор 7 включает блок 9 индикации, информируя пользователя об изменении режима работы мобильного радиоустройства. Аудиоблок 3 по команде процессора 7 формирует на своем первом выходе сигнал в звуковом диапазоне частот с заданной частотой и амплитудой, установленными в программе режима измерения температуры, например - частоту 1 кГц и максимальную амплитуду. Это напряжение поступает на два делителя напряжения - первый - эталонный на резисторах 11 и 12, а второй - измерительный - из резистора 13 и датчика температуры 2. Сопротивление резисторов 11 и 12 не зависит от температуры, и напряжение на выходе этого делителя будет определяться напряжением на первом выходе аудиоблока 3. Измерение этого напряжения позволяет учесть, путем введения поправочного коэффициента, изменение напряжения на первом выходе аудиоблока 3, например, при разряде аккумулятора в блоке питания 1 и позволяет тем самым получить необходимую точность измерения.
В состав измерительного делителя напряжения входит датчик температуры 2, в качестве которого может быть использован терморезистор, сопротивление которого зависит от окружающей температуры. Поэтому напряжение на выходе этого делителя будет изменяться в зависимости от окружающей температуры и по значению этого напряжения можно будет вычислить температуру среды окружающей термодатчик 2.
Напряжение с выходов обоих делителей напряжения поступает соответственно на первый и второй входы коммутатора 4, а с его выхода через второй блок сопряжения 14 на вход аудиоблока 3. Преобразованные в цифровую форму в аудиоблоке 3 эти сигналы поступают в процессор 7, который вычисляет измеренное значение температуры, например по записанной ранее в блок памяти 8 таблице соответствия измеренных напряжений и температуры, и результат измерения отображается на блоке индикации 9.
Коммутатор 4 управляется сигналом со второго выхода аудиоблока 3. При отсутствии сигнала на втором выходе аудиоблока 3, на выходе первого блока сопряжения 5 напряжение также равно нулю - вследствие этого равно нулю и напряжение на управляющем входе коммутатора 4, который подключен к выходу первого блока сопряжения 5. При нулевом управляющем напряжении на управляющем входе коммутатора 4 его выход соединен с делителем напряжения на резисторах 11 и 12, напряжение с которого таким образом поступает через второй блок сопряжения на вход аудиоблока 3.
После проведения измерения напряжения на эталонном делителе напряжения на резисторах 11 и 12, процессор 7 выдает команду аудиоблоку 3 на выдачу на его втором выходе напряжения заданной частоты и напряжения, например частоту 1 кГц и максимальный выходной уровень. Этот сигнал поступает на вход блока сопряжения 5, который в простейшем случае может выполнять функции обычного выпрямителя напряжения (см. Фиг.2). На выходе блока сопряжения 5 появляется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход коммутатора 4 и он переключает на свой выход напряжение поступающее на его второй вход с выхода датчика температуры 2. Это напряжение через блок сопряжения 5 поступает на вход аудиоблока 3. Аудиоблок 3 осуществляет измерение поступающего на его вход сигнала и результат измерения выдает в процессор 3.
По ранее измеренному значению напряжения на эталонном делителе из резисторов 11 и 12, и измеренному напряжению на датчике температуры 2, процессор 7 вычисляет значение температуры среды окружающей датчик температуры 2 и результат отображается на блоке индикации 9.
Полученные значения температуры сравниваются в процессоре 7 с предельно допустимыми, взятыми из блока 8 памяти. Далее процессор 7 формирует и отражает на блоке 9 индикации необходимое информационное сообщение.
В общем случае информационные сообщения могут выводиться на блоке 9 индикации в графическом, табличном или текстовом виде и сопровождаться подачей необходимых звуковых сигналов.
Через радиоблок 9 полученный результат, при необходимости, передается заинтересованному потребителю. При этом результат может быть дополнен данными местоположения объекта, для которого производилась проверка. Эти данные могут быть получены навигационными приборами с помощью систем GPS или ГЛОНАСС (если в состав мобильного радиоустройства входят такие навигационные приборы). При необходимости процессор 7 через блок индикации 9 может проставить местоположение контролируемого объекта на карте местности.
Мобильное радиоустройство по п.1., отличающееся тем, что процессор выполнен с возможностью, позволяющей сохранять дату и время каждого проведенного измерения и с возможностью передавать через радиоблок дату и время каждого проведенного измерения.
Для удобства пользования процессор может быть выполнен с возможностью управления работой мобильного радиоустройства путем идентификации команд речевого управления пользователя с их последующим выполнением, при этом может быть использована функция идентификации пользователя по голосу при подаче команд речевого управления.
Так же может быть произведено фотографирование встроенным в мобильное радиоустройство фотоаппаратом и сохранение в памяти процесса измерения и с возможностью передачи через радиоблок фотографии.
Так же могут быть зафиксировать в памяти дополнительные текстовые, или речевые комментарии пользователя к каждому измерению, с возможностью их передачи через радиоблок.
По окончании измерений пользователь с помощью клавиатуры 6 формирует на процессор 7 команду отключения программы измерения температуры, а затем отсоединяет от мобильного радиоустройства измеритель температуры.
Наиболее удобным для потребителя является случай, когда первый резистор 11, второй резистор 12, третий резистор 13, датчик температуры 2, коммутатор 4, первый блок сопряжения 5 и второй блок сопряжения 14 выполнены в виде единого узла и подключаются к мобильному радиоустройству через разъем AUDIO мобильного радиоустройства.
Описанная выше полезная модель позволяет определить температуру с точностью до долей градуса Цельсия и тут же передать результат измерения, что подтвердили лабораторные испытания мелкосерийно выпускаемых образцов заявляемой полезной модели.
Для пользователя проводить измерения весьма удобно (что также подтвердили лабораторные испытания). Время измерения не превышает 5 с.
Таким образом, благодаря введенным в мобильное радиоустройство узлам и связям решена задача полезной модели: осуществлено создание мобильного устройства, обеспечивающего оперативное измерение и передачу результатов измерения температуры.