數字式紅外測溫儀的製作方法
2023-05-28 02:58:51 1
專利名稱:數字式紅外測溫儀的製作方法
本實用新型數字式紅外測溫儀(以下簡稱測溫儀)，是一種非接觸式的高溫(500～2500℃)測量儀器，特別適宜於冶金工業測溫用。
雖然非接觸式測量溫度的技術發展較早，例如輻射高溫計，光學高溫計等，現在研製的品種仍然很多，但總的說來，不同程度地存在下述不足之處1、缺乏系列化，適應溫度測量範圍較窄。
2、缺乏完整的適應不同環境條件的安裝附件。
3、缺乏輻射係數調整；缺乏線性化器；缺乏峰值、瞬時值顯示；缺乏多種電信號輸出(模擬信號、數位訊號)環節與自控系統相配接。
由於上述原因，使得測溫儀表的適應性較差。
本實用新型測溫儀旨在為用戶提供一種系列化的適應不同測溫範圍的、同時具有輻射係數調整、線性化好的，可輸出模擬信號及數位訊號可方便地與自控系統相配接的儀器。以滿足用戶的需要。
本實用新型測溫儀的特點在於，溫度的檢測過程及數據處理，均在微計算機的控制下進行。採樣保持、峰值、瞬時值或平均值的選擇顯示，輻射係數的調整、線性化及報警功能都由微電腦程式處理。並通過I／O接口輸出BCD代碼的數位訊號和數據總線輸出D／A變換後的模擬信號，供與自控系統聯機使用。
圖1是本實用新型測溫儀的原理框圖。
如圖1所示，測溫儀由紅外探測器(1)、A／D(模／數)變換器(2)、CPU(微處理器)(3)、I／O(輸入／輸出)接口(4)、ROM／RAM(只讀存儲器／隨機存儲器)(5)、數碼管顯示器(6)、數位訊號輸出插座(7)、D／A(數／模)變換器(8)、功能選擇開關(9)、輻射係數調整開關(10)若干部分組成。
紅外探測器是溫度傳感器，它將溫度信號變換為模擬量電信號，電信號由A／D變換器變為數字量輸進CPU，微計算機應用程式固化在ROM中，在程序處理下，溫度量值由數碼管顯示器顯示出來，輸出BCD碼數字量和D／A變換後的模擬量，供自控系統聯機使用。功能選擇開關是為選擇峰值、瞬時值或平均值顯示而設置的。輻射係數調整開關是為著消除傳感器的參數非一致性而設置的。
圖2是本實用新型測溫儀的一個實施例。
如圖2所示，(1)是紅外探測器，它選用了英國LAND公司OQO系列產品，它的測溫原理是探測熱目標的某段範圍的輻射能量來確定熱目標的溫度，被測熱目標來的輻射能經過一套光學系統的會聚照射在探測器上，將溫度轉換為模擬電信號，但這信號是非線性的。OQO系列產品在400～2500℃的範圍內是分段的，便於適應不同的測溫範圍，為測溫儀的系列化提供了方便。(2)是A／D變換器，它選用了14433晶片，紅外探測器輸出的模擬電信號輸入A／D變換器後變為數位訊號輸給I／O接口(4)的Z80PIO1的PA0～PA7，其PB0～PB4接達林頓驅動器1413，控制四位七段數碼管顯示器(6)的字位選擇，其PB4～PB7接七段解碼驅動器4511，作四位七段數碼管顯示器的字形選擇。PIO1的PB0～PB7還兼作BCD碼數字量的出埠，與一個BCD碼輸出插座(7)相連。I／O接口(4)的Z80PIO2的PA0～PA7與一組八個功能選擇開關(9)相連，這組開關決定顯示現時的測量值還是追溯顯示原有的測量值，顯示的是峰值，還是瞬時值或平均值，若顯示的是平均值，是近10秒內測量的平均值，還是近20秒或近50秒測量的平均值。PIO2的PB0～PB7也與一組八個輻射係數調整開關(10)相連，調整輻射係數以消除傳感器的非一致性。(3)為微處理器，選用Z80CPU，它是微計算機的核心。(5)是存儲器，EPROM中寫入了應用程式，選用2716晶片，RAM選用6116晶片。(8)是D／A變換器，選用DAC0832晶片，它把微計算機測量到的數字量變換為0～10mA或4～20mA的模擬量。
圖3是計算機應用程式的框圖，各框的含義如下(11)接通電源，啟動。(12)初始化、(13)讀面板，確定操作方式、(14)內存、(15)實時採樣處理、(16)線性化化處理、(17)顯示瞬時值、(18)顯示峰值、(19)瞬時值處理、(20)瞬時處理、(21)平均值處理、(22)顯示過程處理。
本實用新型測溫儀的實施例選用Z80系列微計算機，實際上亦可選用MCS－48系列、MCS－51和Z8系列的單片機，都能達到預期效果。
權利要求
1.一種以紅外探測器為溫度傳感器，具有測量和數字顯示及信號輸出部分的非接觸式的數字式紅外測溫儀，其特徵在於它採用了微計算機，它有一個BCD碼輸出插座(7)，還有一組功能選擇開關(9)和一組輻射係數調整開關(10)。
2.由權利要求
1所述的數字式紅外測溫儀，其特徵在於微計算機可選用Z80系列微計算機，亦可選用MCS－48系列或MCS－51系列或Z8系列單片機。
3.由權利要求
1所述的數字式紅外測溫儀，其特徵在於它的BCD碼輸出插座(7)可由一個D／A(數／模)變換器(8)取代；也可以BCD碼輸出插座(7)和D／A(數／模)變換器(8)二者兼有。
專利摘要
本實用新型為一種帶微計算機的非接觸式的測溫儀，測溫範圍在400～2500℃分段系列化。適用於冶金部門。具有模擬和數位訊號輸出，可方便地與自控系統相聯。溫度測量的採樣、保持、平均值、峰值或瞬時值的顯示以及輻射係數的調整，線性化等均由電腦程式處理。
文檔編號G01J5/00GK86207433SQ86207433
公開日1987年9月16日 申請日期1986年10月9日
發明者黃智偉 申請人:湖南省衡陽市電子研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan