一種表皮無線測溫裝置的製作方法
2023-04-25 20:02:51 1
專利名稱：一種表皮無線測溫裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於測溫技術領域，特別是涉及一種表皮無線測溫裝置，適於高溫表
皮溫度測量。
背景技術：
在煉鐵生產過程中，高爐、熱風爐、熱風送風設備、以及熱風送風管路的內部溫度 很高，達到120(TC或更高。工業上通常在高溫的內部和金屬外表面之間加裝隔熱內襯來降 低外表面溫度和熱能損耗， 一旦內襯損毀，會使金屬外表面局部溫度過高，在壓力的作用下 有可能起包甚至爆裂，處理不及時可能產生安全事故。在這些地方，監測、監控設備外表面 溫度是十分重要的工作。 以往我們採用可攜式紅外測溫儀人工巡檢方式來檢測這些溫度，紅外測溫儀依靠 目標面積的紅外輻射能量來測量溫度，瞄準檢測點的角度、與檢測點距離、瞄準的時間以及 瞄準的精度等都會影響測量出的溫度數值。由於人工檢測的隨意性較大，不同的人、不同的 角度檢測同一個點得出的溫度都有差異。另外有些檢測點位於不安全的角落，人工檢測很 不方便有時還有危險，這些點常常會被遺漏。總之，人工採集的數據一般無法定量分析、跟 蹤，不容易看出趨勢，無法提前預判，這對我們提高高爐工藝水平不利，也容易產生不安全 隱患。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種表皮無線測溫裝置，解決了高溫情況下表面吸附 測溫的可靠性和準確性問題，降低了功耗。 本實用新型包括無線測溫終端、無線網絡傳輸協議(KZ-710)、無線中繼器、無線採 集器、計算機、無線聲光報警器、無線顯示屏，無線測溫終端根據工藝需要安裝到測量點上， 即與需要測溫的表皮相連；無線中繼器根據無線測溫終端實際位置，並依據開闊地收發距 離，通過儀器24小時有無誤碼、傳輸通道是否通暢、未來有無變故的方面測試後，布置在現 場位置，通過無線網絡傳輸協議接收無線測溫終端及其他無線中繼器的數據並進行轉發； 無線採集器安裝在主控室，接收無線中繼器及無線測溫終端發射的溫度信息，並通過RS232 總線與計算機相連，通過計算機進行數據的分析；無線聲光報警器、無線顯示屏壁掛於主控 室無線信號最穩定的位置，實現數據時時顯示和超標報警。 無線測溫終端1進行表皮溫度測量，通過無線網絡傳輸協議(KZ-710)將採集溫
度數據傳輸給無線中繼器和無線採集器，無線中繼器將接收到的數據通過無線網絡傳輸協 議(KZ-710)傳輸給無線採集器，無線採集器將採集數據通過RS232串口傳至計算機進行數
據分析、匯總，計算機完成測溫點溫度數據處理並以畫面形式顯示，作為值班室監測分析依 據；計算機將需要大屏顯示數據通過RS232串口傳至無線採集器，無線採集器通過無線網 絡傳輸協議(KZ-710)將數據傳至無線顯示屏時時顯示；如果發生數據失效及錯誤等情況， 計算機將報警信息通過RS232串口傳至無線採集器，無線採集器通過無線協議(KZ-710)將報警信息傳至無線聲光報警器，進行聲光報警，提示崗位職工，及時採取措施。 無線測溫終端包括傳感器、接入電路單元、轉換電路單元、數據處理單元、無線收
發電路單元、電池六個組件，電池通過導線直接和數據處理單元相連，為整個電路供電；數
據處理單元通過導線及多組數據線與接入電路、轉換電路、發射電路相連，實現各電路的電
力供應及工作控制；傳感器通過引線直接與接入電路相連，通過與基準電阻比較獲得傳感
器兩端阻值；接入電路通過數據線與轉換電路相連，將測量的阻值信息傳輸給轉換電路轉
換成數字量；轉換電路通過一組六根數據線與數據處理單元相連，將數字量信息傳輸給數
據處理單元，數據處理單元通過該數字量計算獲得溫度值，數據處理單元通過一組十根數
據線與發射電路相連，將溫度信息發射出去。整個測溫終端的工作電路僅僅集中在80mm大
小的圓盤內部，完成數據的採集、轉換及發射工作。同時該無線測溫終端從結構、測溫電路
方案和無線傳輸協議上解決了高溫情況下表面吸附測溫的可靠性和準確性問題，降低了功
耗，實現了單節高能鋰電池長期連續工作至少2年以上。 本實用新型的優點在於 1、採用此無線測溫終端1一-KZ-710-BMXX，溫度測量漂移小； 2、無線測溫終端與無線中繼器、無線中繼器與無線採集器之間採用KZ-710無線 網絡傳輸協議(KZ-710)，每個測溫數據都可以多路徑同時傳輸，提高傳輸可靠性，安裝靈 活、方便； 3、無線測溫終端的天線、電池內置，防水防潮，適合工業現場使用；整套系統結構 簡單、合理，可全部採用電池供電無需敷設電纜； 4、沒有現場分線盒、控制器，沒有PLC，不佔用空間，節省電力，節省成本， 5、體積小，整個無線測溫終端僅有80mm*100mm的圓柱大小。 本實用新型的創新點在於無線測溫終端電路的集成，整個測溫終端的工作電路僅 僅集中在80mm大小的圓盤內部，完成數據的採集、轉換及發射工作。同時該無線測溫終端 從結構、測溫電路方案和無線傳輸協議上解決了高溫情況下表面吸附測溫的可靠性和準確 性問題，降低了功耗，實現了單節高能鋰電池長期連續工作至少2年以上。
圖l本實用新型單節點結構示意圖，其中無線測溫終端1、無線網絡傳輸協議 (KZ-710) 2、無線中繼器3、無線採集器4、計算機5、無線聲光報警器6、無線顯示屏7。 圖2本實用新型系統結構示意圖。 圖3本實用新型結構框圖。
具體實施方式如圖l，本實用新型結構框圖，該裝置包括無線測溫終端1、無線網絡傳輸協議 (KZ-710) 2、無線中繼器3、無線採集器4、計算機5、無線聲光報警器6、無線顯示屏7。無 線測溫終端1進行表皮溫度測量，通過無線網絡傳輸協議(KZ-710)2將採集溫度數據傳 輸給無線中繼器3和無線採集器4，無線中繼器3將接收到的數據通過無線網絡傳輸協議 (KZ-710) 2傳輸給無線採集器4，無線採集器4將採集數據通過RS232串口傳至計算機5進 行數據分析、匯總，計算機5完成測溫點溫度數據處理並以畫面形式顯示，作為值班室監測分析依據；計算機5將需要大屏顯示數據通過RS232串口傳至無線採集器4，無線採集器4通過無線網絡傳輸協議(KZ-710)2將數據傳至無線顯示屏7時時顯示；如果發生數據失效及錯誤等情況，計算機5將報警信息通過RS232串口傳至無線採集器4，無線採集器4通過無線協議(KZ-710)2將報警信息傳至無線聲光報警器6，進行聲光報警，提示崗位職工，及時採取措施。 如圖2，本實用新型系統結構示意圖，該圖中S為無線測溫終端1 ， R為無線中繼器3， C為無線採集器4， X無線顯示屏7， B為無線聲光報警器6。無線測溫終端1、無線中繼器3的數量可以是小於255的任意一個值，同時任何一個無線測溫終端1可以將測量信號傳給任何一個無限中繼器3，不僅僅是一對一關係，這樣可以增加信號採集的及時性及可靠性。由於以上數據傳輸採用一對多或多對多方式，故無線中繼器3通過合理的現場布局，可以降低其使用數量，並仍能保證數據的及時與可靠。 如圖3本實用新型結構框圖，該圖中無線測溫終端1進行溫度數值的測量和傳輸
工作，其中包括傳感器、接入電路單元、轉換電路單元、數據處理單元、無線收發電路單元、
電池六個組件。傳感器採集表皮溫度信號，並將採集信號送至接入電路單元，接入電路設
置基準電阻，與傳感器兩端電阻進行對比後獲得傳感器兩端電阻值，同時接入電路將該阻
值輸出至轉換電路單元，轉換電路根據得到的傳感器兩端阻值計算得出相應的數字量，並
將得出數字量送給數據處理單元，數據處理單元計算獲得相應的溫度信息，將收到的數據
送給無線收發電路單元進行無線發送；其中電池通過導線直接和數據處理單元相連，為整
個電路供電，依靠數據處理單元判斷其它電路是否需要得電，需要則傳輸電力，進行數據處
理與傳輸，不需要則不提供電力維持休眠狀態，保證了測溫終端的節能與低耗，該測溫終端
僅需一節高能鋰電池供電，可持續工作2年。同時無線測溫終端1將6個組件完全集中到
80mm大小的圓盤內部，完成數據的採集、轉換及發射工作，達到了電路的集成，避免了傳統
的恆流源、恆壓源等電路的冗餘，節省了空間，實現了電路的精簡及高效。並且上述接入電
路的基準電阻法測量的傳感器兩端電阻轉換溫度法精確性高，測量漂移小。 無線測溫終端1的無線收發單元通過無線網絡傳輸協議(KZ-710)2將得出的溫度
數值傳輸給無線中繼器3，進行數據的收發工作。無線中繼器包含數據處理單元、無線收發
單元、電池三個組件，無線收發電路接收到測溫終端1發射出來的溫度數值後，經過數據處
理單元比對轉換後，再經過無線收發電路發射出去。 無線中繼器3的無線收發單元通過無線網絡傳輸協議(KZ-710)2將得出的溫度數值傳輸給無線採集器4，進行數據的採集及傳輸工作。無線採集器4接收數據後通過RS232總線傳給計算機5，計算機5對採集的數據進行匯總、分析，得出各測溫點的溫度顯示及時時趨勢，並將需要顯示的數據反傳給無線採集器4的數據處理單元，通過數據處理單元指令無線收發電路進行數據發送給無線顯示屏7，進行時時數值顯示。假如得出溫度數值超出警戒範圍或數據出錯，計算機5通過總線RS232反傳給無線採集器數據處理單元，數據處理單元指令無線收發單元將信號發送給無線聲光報警器6進行聲光報警，提示崗位職工採取防護措施。
權利要求一種表皮無線測溫裝置，包括無線測溫終端、無線網絡傳輸協議(KZ-710)、無線中繼器、無線採集器、計算機、無線聲光報警器、無線顯示屏，其特徵在於無線測溫終端(1)與需要測溫的表皮相連；無線中繼器(3)布置在現場位置，無線採集器(4)安裝在主控室，並通過RS232總線與計算機(5)相連，無線聲光報警器(6)、無線顯示屏(7)壁掛於主控室無線信號的位置。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於無線測溫終端(1)包括傳感器、接入電路 單元、轉換電路單元、數據處理單元、無線收發電路單元、電池六個組件；電池通過導線直接 和數據處理單元相連，數據處理單元通過導線及四組數據線與接入電路、轉換電路、發射電 路相連，傳感器通過引線直接與接入電路相連，接入電路通過數據線與轉換電路相連，轉換 電路通過多組數據線與數據處理單元相連，數據處理單元通過該數字量計算獲得溫度值， 數據處理單元通過一組十根數據線與發射電路相連。
專利摘要一種表皮無線測溫裝置，屬於測溫技術領域。包括無線測溫終端、無線網絡傳輸協議、無線中繼器、無線採集器、計算機、無線聲光報警器、無線顯示屏，其特徵在於無線測溫終端(1)與需要測溫的表皮相連；無線中繼器(3)布置在現場位置，無線採集器安裝在主控室，並通過RS232總線與計算機(5)相連，無線聲光報警器(6)、無線顯示屏(7)壁掛於主控室無線信號最穩定的位置(採用儀器檢測，同一區域無線信號最穩定的位置為合適位置)。優點在於，將各電路匯集到80mm大小的圓盤內部，完成數據的採集、轉換及發射工作，達到了電路的集成，節省空間，電路精簡、高效。解決了高溫情況下表面吸附測溫的可靠性和準確性問題，降低了功耗，該測溫終端僅需一節高能鋰電池供電，可持續工作2年。
文檔編號A61B5/01GK201481405SQ200920222380
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月4日 優先權日2009年9月4日
發明者萬雷, 劉豔玲, 吳海福, 王尉平, 王建民, 賈國利, 鄭敬先, 馬金芳 申請人:河北省首鋼遷安鋼鐵有限責任公司;首鋼總公司