一种智能温度巡检仪制造技术

一种智能温度巡检仪，属检测技术领域，用于解决温度检测问题。其技术方案是：它由热电偶、通道选择电路、信号调理电路ＴＬ、热电偶冷端补偿电路、ＣＰＵ、液晶显示电路ＹＪ构成。信号调理电路ＴＬ由两级放大电路构成，热电偶冷端补偿电路由单总线数字温度传感器ＳＷＣ构成，所述信号调理电路ＴＬ的输入端增加一个工频陷波电路，所述信号调理电路ＴＬ的输出端增加一个信号提升电路，所述热电偶各增加一个保护电路，所述ＣＰＵ连接一个存储电路ＣＣ。本实用新型专利技术线路简单，工作可靠，操作方便，测量精度高，数据能自动显示和存储，不仅实现了温度监测无人值守，而且大大提高了温度监测的测试质量。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种以热电偶为检测元件的智能型温度检测仪器，属检测

技术介绍
公知的热电偶温度巡检仪均采用热敏电阻或者电桥补偿网络对热电偶的冷端温度进行补偿，其实现方式是采用模拟电路将补偿电势直接与热电偶的热电势叠加。这种温度巡检仪存在着线路复杂、调试困难、在恶劣的工业现场环境容易受到干扰、测量精度低的缺点，并且不同的热电偶补偿网络不兼容。而且，现有温度巡检仪只是对温度监测点的温度进行循环监测显示，并不进行数据存储记录，温度数值需要有专人进行手工记录，因而不适用于需要长时间对温度监测数据进行记录的场合。除此之外，热电偶属于金属材料，当它与被测点带电体发生接触或者产生过高的感应电势时，高电压会传入测温装置，有可能造成测温装置损坏。以上问题的存在，不仅使温度监测工作量加大，而且极大地影响了检测工作质量的提高。
技术实现思路
本技术用于克服现有技术的不足、而提供一种线路简单、易于操作、工作可靠、测量精度高的智能温度巡检仪。本技术所称问题是以下述技术方案实现的一种智能温度巡检仪，它由热电偶DO1-DO16、通道选择电路、信号调理电路TL、热电偶冷端补偿电路、CPU、液晶显示电路YJ、存储电路CC构成，其中，通道选择电路由模拟多路复用器U1构成，信号调理电路TL由仪表放大器U2、可编程增益放大器U3组成的两级放大电路构成，热电偶冷端补偿电路由单总线数字温度传感器SWC构成，热电偶的输出端接通道选择电路的输入端，通道选择电路的输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端、热电偶冷端补偿电路的输出端接CPU的输入端，显示电路接CPU的输出接口、存储电路接CPU的输出接口，各部分电路的构成与连接关系为各监测点的热电偶的负端接地，正端分别接模拟多路复用器U1的输入端NO1-NO16，模拟多路复用器U1的COM端的输出信号接仪表放大器U2的信号输入端+IN，仪表放大器U2的OUT端的输出信号接可编程增益放大器U3的信号输入端VIN+，可编程增益放大器U3的VO端的输出信号接CPU的ADC0端，单总线数字温度传感器SWC的DQ端输出的温度信号接CPU的PB0端，液晶显示电路YJ接CPU的输出接口PORT1；存储电路CPU的输出接口PORT2；CPU的PC2、PC3、PC4、PC5端输出的地址信号接模拟多路复用器U1的A0、A1、A2、A3端，CPU的PC0、PC1端输出的增益控制信号分别接可编程增益放大器U3的A0、A1(信号调理电路的C、D)端。上述智能温度巡检仪，所述信号调理电路TL的输入端增加一个工频陷波电路，工频陷波电路由电阻R17、R18、R19、电容C1、C2、C3组成，它们接成陷波器，其输入端A接模拟多路复用器U1的COM端，输出端接仪表放大器U2的信号输入端+IN。上述智能温度巡检仪，所述信号调理电路TL的输出端增加一个信号提升电路，信号提升电路由运算放大器F1、F2、电阻R20、R21组成，电阻R20、R21串联连接，运算放大器F1接成电压跟随器，其同相输入端可编程增益放大器U3的VO端，其输出端经电阻R20、R21的串联电路接参考电压V_REF，运算放大器F2也接成电压跟随器，其输入端接电阻R20、R21的串接点，其输出端B接CPU的ADC0端。上述智能温度巡检仪，所述热电偶各增加一个保护电路，保护电路由稳压二极管Z1-Z16、电阻R1-R16组成，二极管Z1、电阻R1与热电偶DO1并联连接，二极管Z2、电阻R2与热电偶DO2并联连接，依此类推，二极管Z16、电阻R16与热电偶DO16并联连接。上述智能温度巡检仪，所述CPU连接一个存储电路CC，存储电路CC由八双向总线发送/接发器U5、USB总线通用接口芯片U4、USB外部存储器接口组成，八双向总线发送器U5的A1-A8端分别接CPU的AD0-AD7端，其B1-B8端分别接USB总线通用接口芯片U4的D0-D7端，USB总线通用接口芯片U4的UD-、UD+端接USB外部存储器接口的2、3端，CPU的PC6、INT2、WR、RD端分别接USB总线通用接口芯片U4的A0、INT#、WR#、RD#端，八双向总线发送/接发器U5的DIR端接CPU的RD端。本技术工作过程是各热电偶的热电势通过保护电路后，经通道选择电路依次选通，被送入调理电路。在调理电路中，滤除工频干扰后，信号进入第一级放大电路进行放大，然后顺序进入第二级可控放大电路、信号提升电路，最后进入CPU的AD接口进行转换。CPU根据信号强弱调整第二级放大电路增益，以保证信号测量的精度。每完成一次通道循环检测后，CPU读取数字冷端补偿电路输入的环境温度数值，并将各通道的温度数值分别与冷端温度数值相加就是相应的通道温度值。CPU将最后温度值输出到液晶显示器，并同时存储到USB存储器中。本技术线路简单，工作可靠，操作方便，测量精度高，数据能自动显示和存储，不仅实现了温度监测无人值守，而且大大提高了温度监测的测试质量。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术电原理框图；图2是本技术电原理图； 图3是信号调理电路的电原理图；图4是存储电路的电原理图。具体实施方式图2中，Z1-Z16为瞬态抑制二极管，分别跨接在各热电偶正端与负端之间，当热电偶与被测点带电体发生金属性接触或者感应电势很高，正端电压高于二极管的保护电压时，二极管瞬时导通，将电压拉为零电势，高电压不会进入巡检仪。当短路容量不是很大时，二极管在故障去除后会自动恢复。温度是一个大惯性物理量，在短时间内不会发生突变，当二极管瞬时导通时，热电偶的热电势也通过二极管接地，这在温度巡检仪上将显示温度发生突变，据此可以判断故障通道。当某通道不接热电偶或热电偶烧断时，运算放大器的输入端通过电阻接地，避免了运算放大器的输入端发生开路现象，降低了运算放大器的损耗。热电偶冷端温度补偿采用单总线数字温度传感器DS18B20X，该传感器温度测量范围为-55℃～+125℃，分辨率可达0.0625℃。CPU只需一根端口线就能与DS18B20X通信，直接读取到温度值。因线路简单，数据不容易受到干扰。采用数字温度传感器DS18B20X作为热电偶冷端温度补偿，不受热电偶类型的影响，测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强。巡检仪配有USB外部存储器接口，可实现温度监测数据实时自动记录存储。USB外部存储器接口采用CH375AUSB总线通用接口芯片，它支持USB全速设备，其内置了处理Mass-Storage海量存储设备的专用通讯协议固件，单片机可以直接以扇区为单位读写常用的USB存储设备(包括USB硬盘、USB闪存盘等)。存储信息中包括实时时钟提供的时间信息(超温报警、通道故障、定时打印等时刻)。存储的数据可通过计算机和相应软件进行处理和分析。CPU采用Mega128。权利要求1.一种智能温度巡检仪，其特征是它由热电偶DO1～DO16、通道选择电路、信号调理电路TL、热电偶冷端补偿电路、CPU、液晶显示电路YJ、存储电路CC构成，其中，通道选择电路由模拟多路复用器U1构成，信号调理电路TL由仪表放大器U2、可编程增益放大器U3组成的两级放大电路构成，热电偶冷端补偿电路由单总线数字温度传感器SWC构成，热电偶的输出端接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能温度巡检仪，其特征是：它由热电偶ＤＯ１～ＤＯ１６、通道选择电路、信号调理电路ＴＬ、热电偶冷端补偿电路、ＣＰＵ、液晶显示电路ＹＪ、存储电路ＣＣ构成，其中，通道选择电路由模拟多路复用器Ｕ１构成，信号调理电路ＴＬ由仪表放大器Ｕ２、可编程增益放大器Ｕ３组成的两级放大电路构成，热电偶冷端补偿电路由单总线数字温度传感器ＳＷＣ构成，热电偶的输出端接通道选择电路的输入端，通道选择电路的输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端和热电偶冷端补偿电路的输出端接ＣＰＵ的输入端，显示电路接ＣＰＵ的输出接口，各部分电路的构成与连接关系为：　　　　各监测点的热电偶的负端接地，正端分别接模拟多路复用器Ｕ１的输入端ＮＯ１～ＮＯ１６，模拟多路复用器Ｕ１的ＣＯＭ端的输出信号接仪表放大器Ｕ２的信号输入端＋ＩＮ，仪表放大器Ｕ２的ＯＵＴ端的输出信号接可编程增益放大器Ｕ３的信号输入端ＶＩＮ＋，可编程增益放大器Ｕ３的ＶＯ端的输出信号接ＣＰＵ的ＡＤＣ０端，单总线数字温度传感器ＳＷＣ的ＤＱ端输出的温度信号接ＣＰＵ的ＰＢ０端，液晶显示电路ＹＪ接ＣＰＵ的输出接口ＰＯＲＴ１。ＣＰＵ的ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣ４、ＰＣ５端输出的地址信号接模拟多路复用器Ｕ１的Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３端，ＣＰＵ的ＰＣ０、ＰＣ１端输出的增益控制信号分别接可编程增益放大器Ｕ３的Ａ０、Ａ１端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵双喜，王淼，王保利，焦翠坪，
申请(专利权)人：保定天威集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]