CN103049023B - 一种无线温控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于温控领域，提供一种无线温控装置，包括无线温度传感器、无线数字接收器和温控器，所述无线温度传感器由测温元件、A/D转换模块以及射频数字发送模块依次连接组成，所述无线数字接收器由射频数字接收模块和微处理器连接组成，所述温控器由脉冲宽度调制电路和加热件控制机构连接组成，所述微处理器的输出端与脉冲宽度调制电路相连；所述无线温度传感器设置于运动式的测控对象上，所述无线数字接收器和温控器设置于地面控制台上。本发明装置可以很方便地用来对运动体的温度进行测控，确保测控精度。
Description
技术领域
本发明属于温控领域，具体涉及一种无线温控装置。
背景技术
现有温控仪的测温元件与控制单元之间必须有金属导线（补赏线）相连，才能将测得的表示温度值的电量值传送给控制单元。因而，对于运动体的温度测控会产生一定的困难。另外，当测温元件与控制单元之间的距离较远时，也会增加连接线的长度和电阻值。这样会使得成本增加和测温误差加大。
发明内容
本发明就是针对现有技术中的不足之处，而提供一种无线温控装置，该装置不但解决了运动部件的温度测控问题，同时，能够以其优良的控制性能向其它温控应用领域推广。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的：一种无线温控装置，包括无线温度传感器、无线数字接收器和温控器，所述无线温度传感器由测温元件、A/D转换模块以及射频数字发送模块依次连接组成，所述无线数字接收器由射频数字接收模块和微处理器连接组成，所述温控器由脉冲宽度调制电路和加热件控制机构连接组成，所述微处理器的输出端与脉冲宽度调制电路相连；所述无线温度传感器设置于运动式的测控对象上，所述无线数字接收器和温控器设置于地面控制台上。
在上述技术方案中，所述无线温度传感器由集成了射频数字通讯模块和A/D转换模块的集成电路nRF24E2连接Pt100温度传感器制成。
在上述技术方案中， 所述无线数字接收器由射频数字通讯集成电路nRF2401连接微处理器AT89C51RD2制成。
在上述技术方案中，所述加热件控制机构为控制加热件输入功率的固态继电器。
无线温度传感器首先将测控对象的实测温度模拟量信号经过A/D转换模块转换成数字量，然后，将数字量温度信号经过射频数字通讯模块以数字射频信号发出。安置在地面控制台上的无线数字接收器接收到温度数字信息后把它传给微处理器，微处理器将测定值与设定的温度值进行比较，经过控制运算，将其运算得到的控制值控制脉冲宽度调制电路，使PWM（即脉冲宽度调制电路）输出一定占空比的脉冲电压。用此脉冲电压控制固态继电器的通断，从而控制供给加热件的电功率，进而达到控制测控对象温度的目的。
在上述技术方案中，在无线温度传感器将实测温度数据信号发射前，对其进行特殊编码，加入无线温度传感器的ID号，那么，一个无线数字接收器和温控器就可以接收和处理多个无线温度传感器发出的射频数据信号，并且将它们相互区别开来。微处理器对这些温度数据信号进行运算处理后，可以用来控制多路PWM。也就是说，使用一台本发明提供的温控装置可以同时对多个测控对象的温度进行控制。
综上所述，本发明装置的优势在于采用无线温度传感器作为测温元件，采用短程无线数字通讯技术传输检测信号，因而可以很方便地用来对运动体的温度进行测控，确保测控精度。而且，测温元件与控制单元之间不必用金属导线相连，即使当测温元件与控制单元之间的距离较远时（几十米之内），也能很方便使用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无线温控装置的工作原理示意图。
图2是本发明实施例提供的无线温控装置的工作状态示意图。
其中：1.缸体，2.电加热管，3.导热油，4. 旋转支承轴，5. 无线温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。
在造纸行业，纸品加工行业，以及纺织印染行业的生产过程中，都有一个对产品加热烘干的工艺过程。其生产线上有一种专门用于对产品加热烘干的辊筒，即烘缸，其缸体表面温度需控制在一定的范围内。由于烘缸在生产过程中作旋转运动，所以，对其表面温度的测量有一定的困难。目前，采取的方法是让感温探头（热电偶，铂电阻）与烘缸表面摩擦接触感温或将微弱的感温信号由滑环引出。这两种方法都会引起很大的测量误差，从而影响温度控制精度。
本发明实施例提供一种无线温控装置，可应用于电加热旋转烘缸的温度控制，克服上述烘缸温控技术中的不足。
如图1所示，本实施例提供一种无线温控装置，主要由两部分组成，一部分是由测温元件、A/D转换模块以及射频数字发送模块依次连接组成的无线温度传感器，另一部分是由射频数字接收模块，微处理器（CPU），PWM阵列，以及人机界面组成的无线数字接收器和温控器。
所述无线温度传感器由集成了射频数字通讯模块和A/D转换模块的集成电路nRF24E2配以Pt100温度传感器制成。所述无线数字接收器由射频数字通讯集成电路nRF2401和微处理器AT89C51RD2制成。
如图2所示，本发明中的被测对象为电加热旋转烘缸，包括缸体1和旋转支承轴4，所述缸体1架设在旋转支承轴4上可绕旋转支承轴4作旋转运动，旋转支承轴4架设在轴承座上，所述缸体1壁为夹层结构，夹层内封闭有导热油3，夹层内设有若干电加热管2。
无线温度传感器5固定安装在测控对象上即固定在作旋转运动的电加热旋转烘缸的缸体上，测温元件即Pt100铂电阻把感受到的温度值变换成电压值输送到A/D转换模块。A/D转换模块把模拟量的电压值变换成表示温度高低的数字量传送给射频数字发送模块。射频数字发送模块将这些数字量进行编码，加上无线数字接收器地址，发射模块ID号后，将这些数据信息以射频信号发射到空中。
无线数字接收器在接收到这些射频信号后将它们还原成数据信息传送给微处理器。首先，微处理器对来自各个不同的无线温度传感器的数据分别进行处理，与设定值进行比较，PID控制运算等，然后，将处理的结果分别控制PWM阵列中各个不同的PWM单元，使它们输出各自的脉冲宽度调制电压脉冲。这些脉冲宽度调制电压脉冲控制各自的固态继电器导通和断开的时间比率，也就是控制了各个电加热管供电功率。因而使得各测控对象的温度得到控制。
人机界面的作用是给人和温控装置之间提供一个信息交流的平台。操作者可以通过操作按键，拨码开关或者触摸显示屏等方式将各个测控对象的设置温度值告知温控装置。
温控装置则是通过数码管或显示屏显示各测控对象的温度设定值和温度实测值，用一些LED指示灯指示各部分电路的工作状态。如果出现一些异常状态，则用蜂鸣器和LED指示灯通知操作者。
一台温控装置可以同时对一至四个测控对象进行温度控制，无线数字通讯的传输距离可达三十米。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (3)
1.一种无线温控装置，包括无线温度传感器、无线数字接收器和温控器，其特征在于：所述无线温度传感器由测温元件、A/D转换模块以及射频数字发送模块依次连接组成，所述无线数字接收器由射频数字接收模块和微处理器连接组成，所述温控器由脉冲宽度调制电路和加热件控制机构连接组成，所述微处理器的输出端与脉冲宽度调制电路相连；所述无线温度传感器设置于运动式的测控对象上，所述无线数字接收器和温控器设置于地面控制台上；所述无线温度传感器由集成了射频数字通讯模块和A/D转换模块的集成电路nRF24E2连接Pt100温度传感器制成，所述无线数字接收器由射频数字通讯集成电路nRF2401连接微处理器AT89C51RD2制成。
2.根据权利要求1所述的无线温控装置，其特征在于：所述加热件控制机构为控制加热件输入功率的固态继电器。
3.根据权利要求1所述的无线温控装置，其特征在于：通过在无线温度传感器将实测到的测控对象的温度数据信号发射前，对其进行编码，加入无线温度传感器的ID号，一个无线数字接收器和温控器可接收和处理多个无线温度传感器发出的射频数据信号，并且将它们相互区别开来；微处理器对这些温度数据信号进行运算处理后，控制多路PWM。
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