多通道高精度智能化焦?fàn)t測(cè)溫方法及其測(cè)溫裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焦?fàn)t測(cè)溫方法及其測(cè)溫裝置，特別是一種多通道高精度智能化焦?fàn)t測(cè)溫方法及其測(cè)溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著市場對(duì)焦炭質(zhì)量要求的日益提高，焦?fàn)t各項(xiàng)溫度的準(zhǔn)確測(cè)量是對(duì)現(xiàn)行加熱制度檢查的必要手段，同時(shí)也為調(diào)整加熱制度提供了依據(jù)。原來的光學(xué)高溫計(jì)因不能連續(xù)測(cè)溫和自動(dòng)進(jìn)行數(shù)值記錄，并且存在人工記錄誤差等缺點(diǎn)，已不能滿足目前焦?fàn)t生產(chǎn)的需要。一般市場中用于焦?fàn)t的紅外測(cè)溫儀，一臺(tái)儀器只能測(cè)量一個(gè)焦化爐的溫度，并沒有充分地利用到電子電路的多路處理能力，使得焦?fàn)t現(xiàn)場需要部署多個(gè)測(cè)溫儀，使得整個(gè)焦?fàn)t的測(cè)溫系統(tǒng)變得臃腫，甚至是浪費(fèi)成本。
[0003]針對(duì)上述現(xiàn)狀，中國實(shí)用新型專利ZL201520573291.3提出了一種多路在線式紅外測(cè)溫儀，包括電子盒和分別通過光纖與所述電子盒相連的多個(gè)光學(xué)探頭，電子盒包括電源部分和分別與電源部分相連的信號(hào)預(yù)處理部分、核心處理部分、顯示部分和通信接口部分。該專利的技術(shù)方案結(jié)合電子電路技術(shù)，采用更加先進(jìn)、靈活、高效的處理方式，集高集成度、高穩(wěn)定性、自適應(yīng)性、多選擇性、可擴(kuò)展性等眾多優(yōu)點(diǎn)于一身。但是紅外測(cè)溫的精度受光斑尺寸、工作波長、環(huán)境條件等因素影響較大，其精度的穩(wěn)定性無法得到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中紅外測(cè)溫儀測(cè)量精度的穩(wěn)定性無法得到保證的不足，提供一種具有高精度測(cè)量能力的多通道高精度智能化焦?fàn)t測(cè)溫方法及其測(cè)溫裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
多通道高精度智能化焦?fàn)t測(cè)溫裝置的測(cè)溫方法包括以下步驟:
(I)系統(tǒng)初始化。多通道高精度智能化焦?fàn)t測(cè)溫裝置上電或復(fù)位后，首先由MCU 進(jìn)行初始化。
[0006](2)PB-0EM2-SEA模塊初始化。若通信接口部分為RS485模塊，則去掉步驟(2)。
[0007](3)啟動(dòng)。完成初始化后的MCU輸出一個(gè)脈沖信號(hào)至數(shù)字溫度測(cè)量芯片，使得數(shù)字溫度測(cè)量芯片復(fù)位隨即進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)。
[0008](4)通道分配。啟動(dòng)完成后M⑶對(duì)數(shù)字溫度測(cè)量芯片進(jìn)行通道分配。
[0009](5)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。通道分配完成后，數(shù)字溫度測(cè)量芯片就做好了開始轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)備。MCU發(fā)送命令啟動(dòng)數(shù)字溫度測(cè)量芯片轉(zhuǎn)換。
[0010](6)轉(zhuǎn)換。數(shù)字溫度測(cè)量芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0011](7)若數(shù)字溫度測(cè)量芯片轉(zhuǎn)換沒有完成，則返回步驟(6)繼續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。若數(shù)字溫度
測(cè)量芯片轉(zhuǎn)換完成了，則進(jìn)行步驟(8)。. (8)讀取結(jié)果。MCU在數(shù)字溫度測(cè)量芯片上讀取溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果。
[0012](9)數(shù)據(jù)處理。M⑶對(duì)溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0013](10)故障指示。對(duì)于任意一個(gè)通道，如果一次溫度轉(zhuǎn)換完成后數(shù)據(jù)處理時(shí)結(jié)果正確，則與該通道相對(duì)應(yīng)的故障指示LED燈熄滅。反之，如果檢測(cè)到故障，則與該通道對(duì)應(yīng)的故障指示LED燈點(diǎn)亮。
[0014](11)通信處理。故障指示完成后就與外界進(jìn)行通信。若數(shù)字溫度測(cè)量芯片的輸入通道連接的傳感器部分有變化時(shí)，則返回步驟(4)，反之，則返回步驟(5)。
[0015]多通道高精度智能化焦?fàn)t測(cè)溫裝置，包括電源部分、數(shù)字溫度測(cè)量部分、核心處理部分、故障指示部分、通信接口部分和I?19個(gè)傳感器部分。所述電源部分分別與所述數(shù)字溫度測(cè)量部分、核心處理部分、故障指示部分和通信接口部分相連。每個(gè)所述傳感器部分都與所述數(shù)字溫度測(cè)量部分相連。所述核心處理部分分別與所述數(shù)字溫度測(cè)量部分、故障指示部分和通信接口部分相連。
[0016]每個(gè)所述傳感器部分包括熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線。所述熱電偶的冷端通過所述補(bǔ)償導(dǎo)線與所述數(shù)字溫度測(cè)量部分相連。
[0017]所述數(shù)字溫度測(cè)量部分包括數(shù)字溫度測(cè)量芯片、冷端補(bǔ)償電路和與所述熱電偶相匹配的輸入電路。所述數(shù)字溫度測(cè)量芯片的輸入通道分別與所述輸入電路和冷端補(bǔ)償電路相連。所述輸入電路通過所述補(bǔ)償導(dǎo)線與所述熱電偶的冷端相連。所述數(shù)字溫度測(cè)量芯片與所述核心處理部分相連。
[0018]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電源部分包括非隔離型24V轉(zhuǎn)5V模塊、非隔離型5V轉(zhuǎn)
3.3V模塊和隔離型24V轉(zhuǎn)5V模塊。
[0019]所述的非隔離型24V轉(zhuǎn)5V模塊的輸出端連接所述的數(shù)字溫度測(cè)量芯片。所述的非隔離型5V轉(zhuǎn)3.3V模塊的輸出端連接所述的核心處理部分和故障指示部分。所述的隔離型24V轉(zhuǎn)5V模塊的輸出端連接所述的通信接口部分。
[0020]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述核心處理部分包括MCU和分別與MCU相連的復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和下載電路。所述MCU分別與所述數(shù)字溫度測(cè)量芯片、故障指示部分和通信接口部分相連。
[0021]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述故障指示部分包括與所述熱電偶相匹配的故障指示LED燈。所述故障指示LED燈與所述核心處理部分相連。
[0022]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輸入電路包括抗混迭電路和故障保護(hù)電路。所述抗混迭電路分別與所述補(bǔ)償導(dǎo)線的正極和數(shù)字溫度測(cè)量芯片的輸入通道相連。所述故障保護(hù)電路分別與所述補(bǔ)償導(dǎo)線的正極、補(bǔ)償導(dǎo)線的負(fù)極和數(shù)字溫度測(cè)量芯片的輸入通道相連。
[0023]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述冷端補(bǔ)償電路包括三極管。所述三極管的基極和集電極短接后以單端方式連接到所述數(shù)字溫度測(cè)量芯片上。
[0024]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述通信接口部分為RS485模塊。
[0025]所述RS485模塊包括高速光耦、RS485接口電路和RS485通信指示燈。所述核心處理部分分別與RS485接口電路和RS485通信指示燈相連。所述高速光耦與所述RS485接口電路相連，用來電氣隔離所述RS485接口電路和核心處理部分。
[0026]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述通信接口部分為Profibus-DP模塊。
[0027]所述Profibus-DP模塊包括站地址撥碼開關(guān)、PB-0EM2-SEA模塊、Profibus-DP通信指示燈和依次串聯(lián)的總線上拉電阻、總線下拉電阻、總線終端匹配電阻。
[0028]所述總線上拉電阻、總線下拉電阻和總線終端匹配電阻與所述PB-0EM2-SEA模塊相連，所述PB-0EM2-SEA模塊與所述核心處理部分相連。所述站地址撥碼開關(guān)與所述核心處理部分相連。所述Profibus-DP通信指示燈與所述PB-0EM2-SEA模塊相連。
[0029]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)字溫度測(cè)量芯片為LTC2983芯片。
上述多通道高精度智能化焦?fàn)t測(cè)溫方法及其測(cè)溫裝置的有益效果:
1、電路簡單可靠，使用的LTC2983芯片具有自動(dòng)調(diào)零功能并內(nèi)置高精度基準(zhǔn)電源以及具有自動(dòng)冷端補(bǔ)償功能，解決了目前常用的熱電偶數(shù)字溫度測(cè)量技術(shù)中存在的電路設(shè)計(jì)復(fù)雜和調(diào)試?yán)щy的問題。
[0030]2、可以連接幾乎所有的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶(B、E、J、K、N、S、R和T型)和非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶。
[0031]3、具有多通道并能夠在多個(gè)通道上連續(xù)運(yùn)行轉(zhuǎn)換。
[0032]4、能夠自動(dòng)檢測(cè)故障并進(jìn)行故障指示。
[0033]5、測(cè)量精度高，在-200°01372°C溫度范圍內(nèi)測(cè)量精度達(dá)到± 2°C，分辨率達(dá)0.001-C。
[0034]6、具有RS485和Prof ibus-DP 二種通信方式，通信方式可靠。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)框圖。
[0036 ]圖2為本發(fā)明的傳感器部分示意圖。
[0037]圖3為本發(fā)明電源部分的電路原理圖。
[0038]圖4為本發(fā)明數(shù)字溫度測(cè)量部分的部分輸入電路的電路原理圖。
[0039]圖5為本發(fā)明數(shù)字溫度測(cè)量部分的數(shù)字溫度測(cè)量芯片和冷端補(bǔ)償電路的電路原理圖。
[0040]圖6為本發(fā)明核心處理部分的電路原理圖。
[0041 ]圖7為本發(fā)明故障指示部分的電路原理圖。
[0042]圖8為本發(fā)明通信指示部分的RS485模塊的高速光耦電路原理圖。
[0043]圖9為本發(fā)明通信指示部分的RS485模塊的部分電路原理圖。
[0044]圖10為本發(fā)明的通信指示部分的Profibus-DP模塊的電路原理圖。
[0045]圖11為本發(fā)明的軟件流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的首選實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容更加透徹全面。
[0047]當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)