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    水热能传感器温度链温度剖面监测
    时间:2025-12-08 涉川
    一、产品介绍
    水热能传感器是一款用于 多点连续温度剖面监测 的智能温度链式传感设备。传感器采用一体化结构设计,内置多个独立测温节点,每个节点拥有独立 ID 号,可实现逐层识别、精确定位和高精度温度采集。感温端经过优化设计,外凸结构确保与测量介质充分接触,提高温度响应速度和测量准确性。设备支持 RS485 通信接口和 MODBUS-RTU 协议,兼容性强,可直接接入各类数据采集主机、物联网平台和监控系统。水热能传感器具有结构坚固、密封性强、功耗低、精度高等优势,非常适用于自然环境监测、水体热分层监测、冻融层温度观测、农业土壤监测等长期在线应用。多层总长度3m,每50cm一层,但链条7个采集节点传感器,支持4g传输、数据储存。现场显示可选。
    (可选带显示采集主机)

    二、功能特点
    1. 多点测量、一体式结构
    • 多个测温节点分布于测量链上,形成稳定的温度剖面数据。
    • 各测温点采用并联总线结构,互不干扰。
    2. 节点独立编号,实现精准识别
    • 每个测量点自带序列号(ID),用于精准定位测点位置。
    • 数据管理更清晰,便于维护、比对与长期趋势分析。
    3. 高精度测温性能
    • 典型精度:±0.1℃
    • 分辨率:0.01℃
    • 响应速度快、数据稳定可靠。
    4. 低功耗,适用于长期野外监测
    • 工作电压范围宽(9-30VDC),可兼容太阳能、市电及电池供电。
    • 内置防反接保护,提高系统可靠性。
    5. 工业级通信能力
    • 支持 RS485 接口
    • 采用标准 MODBUS-RTU 协议
    • 可接入各类 PLC、RTU、数据采集主机、云平台
    6. 结构耐用、防护性能优越
    • 节点密封性强,适应户外极端环境。
    • 探头外凸结构保证测量实时性与准确性。

    三、监测原理
    水热能传感器通过内置的高精度温度敏感元件(数字式温度探头),按照固定间隔布设多个测温节点形成温度链。
    工作流程如下:
    1. 每个测温节点实时采集温度数据;
    2. 数据通过数字信号转换模块处理;
    3. 各节点以并联总线方式输出至主干通讯线;
    4. 通过 RS485 上行至数据采集主机;
    5. 主机根据测点 ID 自动识别各层温度;
    6. 用户可在电脑、平台、APP 中查看温度剖面曲线。
    该原理可精准反映水体、土壤等介质的 层间温度变化规律,用于科学研究和环境监控。

    四、设备参数
    序号
    项目
    技术指标
    1
    测量精度
    ±0.1℃(典型)
    2
    分辨率
    0.01℃
    3
    测量范围
    -55℃~85℃
    4
    工作温度范围
    -55℃~125℃
    5
    存储温度范围
    -55℃~125℃
    6
    供电电压
    9~30VDC
    7
    保护功能
    防反接保护
    8
    通信接口
    RS485
    9
    通讯协议
    MODBUS-RTU
    10
    绝缘电阻
    ≥100MΩ @ 50V
    11
    测温节点数量
    可定制
    12
    节点间距
    可定制

    五、应用行业
    水热能传感器广泛用于以下行业:
    1. 水文与水资源监测
    • 湖泊、水库温度分层(热分层研究)
    • 地下水温监测
    2. 农业与生态环境监测
    • 土壤剖面温度监测
    • 农田蒸散研究
    • 环境温度动态监测
    3. 地质与气候研究
    • 冻融层变化研究
    • 地热通量监测
    • 多年冻土区域科学研究
    4. 工程领域
    • 隧道工程温度监测
    • 材料温度场变化分析

    六、安装方式
    1. 垂直插入式(用于土壤剖面)
    • 将传感器按深度插入到土壤剖面中
    • 确保每个节点与土壤紧密接触
    2. 水体悬挂式(湖泊/河流/水库)
    • 采用锚钢索或浮球系统实现垂直悬挂
    • 保证测温链垂直稳定不摆动
    3. 井孔吊挂式
    • 适用于监测井、水文井
    • 可通过吊绳固定深度
    4. 固定支架安装
    • 适合室内研究或工程结构体监测
    • 使用固定夹具保护节点线束

    七、使用场景
    • 水库热分层动态监测
    • 农田地温分层研究
    • 冻土温度变化监测
    • 地下水温变化趋势分析
    • 河道水环境监测
    • 地质灾害监测(如泥石流区域地温变化)
    • 实验室温度梯度研究

    八、效果分析
    1. 高精度温度剖面获取能力
    通过多层节点布设,能够精准反映:
    • 不同深度温度差异
    • 温度随时间变化趋势
    • 垂向热量交换规律
    2. 实时性强、响应速度快
    • 外凸式感温结构使热量传递更快
    • 响应时间短,适用于快速变化环境
    3. 数据可靠连续性强
    • 工业级通信
    • 抗干扰能力强
    • 长期运维稳定性高
    4. 清晰形成温度剖面图
    可形成:
    • 温度分层图
    • 多日/多月温度深度曲线
    • 热量分布动态模型

    九、国标规范
    本产品设计与检测参考以下标准:
    1. GB/T 18204—公共场所卫生检验方法
    2. GB/T 17626—电磁兼容抗干扰标准
    3. GB 4943—信息技术设备安全规范
    4. GB/T 2423—环境试验(温度、湿度、振动相关)
    5. MODBUS 协议标准说明文档
    6. GB/T 19267.1—数据传输及系统兼容性标准

    十、参考文献
    1. MODBUS-RTU 通讯协议规范手册
    2. 《环境监测技术规范》国家环境保护总局
    3. 《土壤环境监测技术规范》
    4. 《水文监测技术导则》
    5. 传感器行业应用技术白皮书
    6. 相关环境监测标准 GB/T 18204 系列文档
    智能灌溉硬件提供商

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