熱電偶在線檢定校準系統的製作方法

2023-05-02 07:07:11

專利名稱：熱電偶在線檢定校準系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱電偶在線檢定校準系統，屬於工業用熱電偶檢定設備領域。
背景技術：
熱電偶在企業工業生產中應用最廣泛，是溫度測量儀表中常用的測溫元件。在計量檢測行業，熱電偶的檢定必須將熱電偶從應用環境中拆卸，送入實驗室，與標準偶綁定放入熱電偶檢定爐內檢定；檢定過程中引起生產停產，將造成極大地的人力、物力、財力及時間的浪費。目前國內其他技術機構也對熱電偶的現場檢定/校準進行研究，但始終無法避免存在的兩個問題:1、在檢定/校準過程中將工業熱電偶從工作環境中取出；2、計量檢定人員需長時間在現場進行檢定/校準工作。

實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術的缺陷而提供一種能夠在企業連續生產不用拆卸的前提下實現熱電偶校準，並且實現數據遠程傳輸的熱電偶在線檢定校準系統。實現上述目的的技術方案是:熱電偶在線檢定校準系統，包括工作熱電偶連接二次儀表，其特徵在於:在窯爐的工作熱電偶一側設置標準熱電偶，工作熱電偶與標準熱電偶的輸出端連接熱電偶數據採集器的輸入端，若干熱電偶數據採集器的輸出端通過無線通訊裝置連接主機。將標準熱電偶置於被檢的工作熱電偶同一溫度環境中，取得標準溫度信號，通過熱電偶數據採集器將標準信號和被測信號轉換並通過無線網絡遠距離傳送至主機，確定出被檢的工作熱電偶的溫度響應曲線，主機自動進行數據分析並生成校準記錄與報告。該設計對二次儀表的信號採集產生的影響可以忽略，不影響其正常工作。其中優選方案是:所述的熱電偶數據採集器包括放大器、A/D轉換器和單片機，放大器的輸入端分別連接工作熱電偶與標準熱電偶，放大器的輸出端連接A/D轉換器的輸入端，A/D轉換器的輸出端連接單片機的輸入端，單片機的通訊端設置485晶片連接無線通訊裝置。由於熱電偶在測量溫度時，輸出非常微弱的毫伏信號，因此在進行A/D轉換時，需對前端毫伏信號進行放大。數據傳送經過RS485收發器MAX485，由單片機串行口的TXD和RXD發送和接收。MAX485是一種差分平衡型低功率收發器晶片。RS485最大的優點在於它的多點總線互連功能，可以連接I臺主機和多臺終端同時通信。由於它是半雙工的方式，只能有一方發送，一方接收，而且它採用差動電平接收的方法提高抗幹擾能力，適合在比較惡劣的環境下工作。所述的放大器為測量放大器集成晶片AD521。所述的單片機為MSP430F149。[0013]本實用新型的有益效果是:通過將標準熱電偶置於被檢的工作熱電偶同一溫度環境中，取得標準溫度信號，通過熱電偶數據採集器將標準信號和被測信號轉換並通過無線網絡遠距離傳送至主機，確定出被檢的工作熱電偶的溫度響應曲線，主機自動進行數據分析並生成校準記錄與報告。該設計對二次儀表的信號採集產生的影響可以忽略，不影響其正常工作。本實用新型具有便攜性、在線性、智能性等優點於一身，適合各類計量技術機構以及熱電偶使用企業對熱電偶的在線校準，改變了原有熱電偶檢定必須將熱電偶拆卸送檢的傳統量傳方式，使得企業連續生產得到保障，同時也為熱電偶數據的準確溯源提供依據。

圖1是本實用新型的原理方框圖；圖2是本實用新型的熱電偶數據採集器的原理方框圖；其中:1、窯爐2、標準熱電偶3、熱電偶數據採集器4、主機5、二次儀表6、工作熱電偶。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，工作熱電偶6連接二次儀表5。在窯爐I的工作熱電偶6—側設置標準熱電偶2，工作熱電偶6與標準熱電偶2的輸出端連接熱電偶數據採集器3的輸入端，若干熱電偶數據採集器3的輸出端通過無線通訊裝置連接主機4。熱電偶數據採集器3包括放大器、A/D轉換器和單片機，放大器的輸入端分別連接工作熱電偶與標準熱電偶，放大器的輸出端連接A/D轉換器的輸入端，A/D轉換器的輸出端連接單片機的輸入端，單片機的通訊端設置485晶片連接無線通訊裝置。放大器為測量放大器集成晶片AD521。AD521電流輸入偏壓為80nA，電壓輸入偏差為ΙΟΟΟμ V，可適應(-55 125) °C的工作環境。單片機為MSP430F149。MSP430系列是一組超低功耗的微控制器，由多種針對不同應用目標而以不同模塊組成的型號組成。微控制器設計成可使用電池長期工作，電源電壓範圍 1.8 3.6V。MSP430F149 有 60KB 的 Flash 和 2KB 的 RAM。其中 Flash 又分為 120 段主存儲器(每段512B)和兩段信息存儲器(每段128B)。Flash可以整個擦除也可以分段擦除，這給系統的軟硬體設計帶來了極大的便利和靈活。鑑於單片機存儲器的容量和特點，夕卜部不用擴展存儲器和I/O 口，外圍設備得到了簡化。MSP430F149的工作電壓是3.3V，因此，其I/O電平也是3.3V邏輯電平，並且與5V TTL電平兼容。MSP430F149有兩個串行異步通信口。工作原理和使用過程:將標準熱電偶2置於被檢的工作熱電偶6同一溫度環境中，取得標準溫度信號，通過熱電偶數據採集器3將標準信號和被測信號轉換並通過無線網絡遠距離傳送至主機4，確定出被檢的工作熱電偶的溫度響應曲線，主機自動進行數據分析並生成校準記錄與報
生口 ο窯爐溫控系統中，二次儀表將工作熱電偶提供的熱電動勢轉化為溫度信號；並且通過控制裝置反饋給溫控系統來保證窯爐溫度的穩定。而在與二次儀表並聯的熱電偶數據採集器僅僅是採集信號，並不與控溫信號衝突；通過實驗數據表明，並聯對控溫產生的影響可以忽略。以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬於本實用新型的範疇，應由各權利要求所限定。
權利要求1.一種熱電偶在線檢定校準系統，包括工作熱電偶連接二次儀表，其特徵在於:在窯爐的工作熱電偶一側設置標準熱電偶，工作熱電偶與標準熱電偶的輸出端連接熱電偶數據採集器的輸入端，若干熱電偶數據採集器的輸出端通過無線通訊裝置連接主機。
2.根據權利要求1所述的熱電偶在線檢定校準系統，其特徵在於:所述的熱電偶數據採集器包括放大器、A/D轉換器和單片機，放大器的輸入端分別連接工作熱電偶與標準熱電偶，放大器的輸出端連接A/D轉換器的輸入端，A/D轉換器的輸出端連接單片機的輸入端，單片機的通訊端設置485晶片連接無線通訊裝置。
3.根據權利要求2所述的熱電偶在線檢定校準系統，其特徵在於:所述的放大器為測量放大器集成晶片AD521。
4.根據權利要求2所述的熱電偶在線檢定校準系統，其特徵在於:所述的單片機為MSP430F149。
專利摘要一種熱電偶在線檢定校準系統，屬於工業用熱電偶檢定設備領域。包括工作熱電偶連接二次儀表，其特徵在於在窯爐的工作熱電偶一側設置標準熱電偶，工作熱電偶與標準熱電偶的輸出端連接熱電偶數據採集器的輸入端，若干熱電偶數據採集器的輸出端通過無線通訊裝置連接主機。通過熱電偶數據採集器將標準信號和被測信號轉換並通過無線網絡遠距離傳送至主機，確定出被檢的工作熱電偶的溫度響應曲線，主機自動進行數據分析並生成校準記錄與報告，該設計不影響二次儀表的信號採集。本實用新型具有便攜性、在線性、智能性等優點，使得企業連續生產得到保障，同時也為熱電偶數據的準確溯源提供依據。
文檔編號G01K15/00GK202974509SQ20122074948
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者陳杰, 徐先鵬 申請人:淄博市計量測試所