CN106500859A - 一种数字温度计及温度检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种数字温度计及温度检测系统，用以提高温度测量的准确度。该数字温度计包括：测温元件、引线和保护管；其中，所述保护管包裹所述测温元件和所述引线，用于保护所述测温元件和所述引线；所述测温元件与所述引线的一端连接，用于获取所述数字温度计所处的环境的温度值；所述引线的另一端从所述保护管的开口伸出，用于将所述测温元件与其他设备相连。

Description

一种数字温度计及温度检测系统
技术领域
本发明实施例涉及温度领域，尤其涉及一种数字温度计及温度检测系统。
背景技术
由于空调系统的制热功能一般通过外部提供热水源来实现，制冷功能一般通过外部提供冷水源来实现，因此监控空调系统的出水管道和回水管道中的水温，对于调控空调系统的制热能力和制冷能力来说都是非常重要的。
在现有技术中，主要选用铠装热电阻或装配式热电阻检测空调系统的出水管道和回水管道中的水温。随着热电阻所处环境的温度的变化，热电阻的阻值会发生变化，控制器采集热电阻两端的电压，计算热电阻所处环境的温度。由于用于连接控制器和热电阻的导线的阻值不为零，所以控制器实际采集的电压除了热电阻两端的电压外，还包括导线的电压。控制器在计算时，会将实际采集的电压减去导线的电压，得到热电阻两端的电压，再计算热电阻所处环境的温度，其中，导线的电压是一个预设的固定值。因此，若导线的电阻发生变化，则导线的电压也会发生变化，导致控制器根据采集的电压计算出的热电阻两端的电压不准确，进而导致计算得到的热电阻所处环境的温度值不准确。
发明内容
本发明实施例提供一种数字温度计和温度检测系统，用于提高温度测量的准确度。
第一方面，提供一种数字温度计，包括：包括：测温元件、引线和保护管；
其中，所述保护管包裹所述测温元件和所述引线，用于保护所述测温元件和所述引线；
所述测温元件与所述引线的一端连接，用于获取所述数字温度计所处的环境的温度值；
所述引线的另一端从所述保护管的开口伸出，用于将所述测温元件与其他设备相连。
可选的，所述数字温度计还包括带螺纹的连接件，所述连接件通过所述螺纹固定在所述保护管上，并用于固定所述数字温度计。
可选的，所述数字温度计还包括仪表头，所述仪表头包括电线接口和接线端子；
其中，所述仪表头与所述保护管在所述保护管的开口所在的一端连接，所述引线的另一端通过所述接线端子，与通过所述电线接口接入所述仪表头的外部电线相连接。
可选的，所述测温元件为数字温度传感器芯片。
可选的，所述保护管的直径大于或等于8mm。
第二方面，提供一种温度检测系统，包括数字温度计和控制器；
其中，所述数字温度计包括测温元件、引线和保护管；所述保护管包裹所述测温元件和所述引线，用于保护所述测温元件和所述引线；所述测温元件与所述引线的一端连接，用于获取所述数字温度计所处的环境的温度值；所述引线的另一端从所述保护管的开口伸出，用于将所述测温元件与所述控制器相连；所述数字温度计用于检测水管内的水的温度值，并将所述温度值通过所述引线发送给所述控制器；
所述控制器用于接收所述数字温度计通过所述引线发送的温度值，以监控所述水管内的水的温度。
可选的，所述温度检测系统还包括第一电缆，所述第一电缆的电容值小于预设电容值；所述数字温度计还包括仪表头；所述仪表头包括电线接口和接线端子；
其中，所述仪表头与所述保护管在所述保护管的开口所在的一端连接，所述引线的另一端通过所述接线端子，与通过所述电线接口接入所述仪表头的所述第一电缆相连接；
所述控制器通过所述第一电缆与所述测温元件相连。
可选的，所述温度检测系统还包括转换器，所述转换器通过所述第一电缆与所述测温元件相连，通过第二电缆与所述控制器相连，用于将所述数字温度计通过所述第一电缆发送的温度值通过所述第二电缆发送给所述控制器。
可选的，所述第一电缆为单总线，所述温度检测系统包括至少两个所述数字温度计，所述至少两个数字温度计通过所述单总线接入所述转换器。
本发明实施例提供的数字温度计，可通过测温元件直接获取数字温度计所处的环境的温度值，不受引线的阻值变化的影响，操作简单，且提高了温度测量的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的数字温度计的一种剖面结构示意图；
图2为现有技术中TO-92封装的DS18B20数字芯片的示意图；
图3为本发明实施例提供的数字温度计的一种剖面结构示意图
图4为本发明实施例提供的温度检测系统的一种示意图；
图5为本发明实施例提供的温度检测系统的一种示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
另外，本文中的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本文中的术语“多个”，表示两个或两个以上。另外，本文中字符“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
为了更好地理解，下面将结合说明书附图介绍本发明实施例提供的技术方案。
请参见图1，本发明实施例提供一种数字温度计，包括测温元件101、引线102和保护管103。其中，保护管103包裹测温元件101和引线102，用于保护测温元件101和引线102。测温元件101与引线102的一端连接，用于获取数字温度计所处的环境的温度值。引线102的另一端从保护管的开口伸出，用于将测温元件101和其他设备相连。
测温元件101可以通过数字温度传感器芯片实现，例如为达拉斯(Dallas)半导体公司生产的DS18B20数字芯片，当然也可以采用其他的数字温度传感器芯片，本发明实施例对此不做限制。以下以测温元件101是DS18B20数字芯片为例。
DS18B20数字芯片的常见封装包括TO-92封装、SO封装、μSOP封装等。其中，请参见图2，由于TO-92封装的外观为直插三极管，较适合于制作单独的测温设备，所以在本发明实施例中采用TO-92封装的DS18B20数字芯片。
请继续参见图2，采用TO-92封装形式的DS18B20数字芯片包括三个引脚，分别是接地(Ground，GND)引脚、数据(Data，DQ)引脚和工作电源正极(VDD)引脚。例如引脚1可以是GND引脚，引脚2可以是DQ引脚，引脚3可以是VDD引脚。因此，在本发明实施例所提供的数字温度计中可以包括三根引线102，这三根引线102分别与DS18B20数字芯片的三个引脚连接，即，每根引线102的一端可以通过焊接的方式与TO-92封装的DS18B20数字芯片的一个引脚相连。
保护管103可以采用耐腐蚀、抗冲击的材料制作，以防止受环境腐蚀或破坏，还可避免在水管中因保护管103被腐蚀而污染水质。例如，不锈钢304或不锈钢316的耐腐蚀性特别好，也非常耐高温，所以可以选用这两种材料制作保护管103。
保护管103的直径需大于或等于测温元件101的宽度，否则测温元件101不易安装到保护管103中，或是在保护管103中可能会受到损坏。根据TO-92封装的DS18B20数字芯片的宽度，本发明实施例中保护管103的直径可以大于或等于8mm。
图1中所示的数字温度计，可通过测温元件101直接获取数字温度计所处的环境的温度值，操作简单，且提高了温度测量的准确度。
在可能的实施方式中，本发明实施例所提供的数字温度计还可以包括带螺纹的连接件104，用于固定数字温度计。请参见图3。连接件104的内表面带有螺纹(图1中未示)，连接件104通过内表面的螺纹套接在保护管103外表面。另外，连接件104的外表面也可以带有螺纹，当数字温度计用于测试管道内部的温度时，通过连接件104外表面的螺纹，可以将数字温度计上测温元件101所在的一端固定在管道内，或，当数字温度计用于测试某些仪器内部的温度时，通过连接件104外表面的螺纹，可以将数字温度计上测温元件101所在的一端固定在仪器内。当然，连接件104的外表面也可以不包括螺纹，在这种情况下，可通过将连接件焊接在管道内部或仪器内部的方式固定数字温度计。以下以数字温度计用于测试管道内部的温度为例。
连接件104可以通过螺纹接头等元件实现。连接件104的直径由保护管103的直径决定。例如，若保护管103的直径为8mm，则连接件104可以选用规格为M16×1.5的螺纹接头。
保护管103从测温元件101所在的一端到连接件104所在的位置的长度可以根据国家相关规范以及管道或仪器的内部深度决定。
请继续参见图3，在可能的实施方式中，本发明实施例所提供的数字温度计还可以包括仪表头105，仪表头105包括电线接口1051和接线端子1052。仪表头105与保护管103在保护管103的开口所在的一端连接连接，仪表头105主要起到进一步保护引线102和测温元件101，以及将外部电线与引线102连接起来的作用。其中，引线102不与测温元件101连接的一端通过接线端子1052，与通过电线接口1051接入仪表头105的外部电线相连接。
其中，接线端子1052与引线102的数量相等，并且为一一对应的关系。
仪表头105除接线端子1052外的部分可采用易成形、外形美观、重量轻、以及耐腐蚀能力强的材料制作，例如铝合金或不锈钢就是具备这些特点的材料，因此可以用来制作仪表头105。
接线端子1052可以采用工业上常见的接线端子，例如可以采用螺栓式接线端子，本发明实施例对此不做限制。
从电线接口1051接入仪表头105的外部电线可以有三根，与三根引线102连接，每根外部电线连接一根引线102。外部电线不与引线102连接的一端可以与其他设备相连。
本发明实施例所提供的数字温度计，可通过测温元件101直接获取数字温度计所处的环境的温度值，不受引线102的阻值变化的影响，操作简单，且提高了温度测量的准确度。
请参见图4，本发明一实施例提供一种温度检测系统，包括数字温度计401和控制器402。
其中，数字温度计401包括测温元件101、引线102和保护管103；保护管103包裹测温元件101和引线102，用于保护测温元件101和引线102；测温元件101与引线102的一端连接，用于获取数字温度计401所处的环境的温度值；引线102的另一端从保护管103的开口伸出，用于将测温元件101与控制器402相连；数字温度计401用于获取水管内的水的温度值并将温度值通过引线102发送给控制器402；控制器402用于接收数字温度计401通过引线102发送的温度值，以监控水管内的水的温度。
可选的，数字温度计401还可以包括带螺纹的连接件104，连接件104通过螺纹固定在保护管上，并用于将数字温度计401固定在水管上。
可选的，数字温度计401还可以包括仪表头105，仪表头105包括电线接口1051和接线端子1052；
其中，仪表头105与保护管103在保护管103的开口所在的一端连接，引线102的另一端通过接线端子1052，与通过电线接口1051接入仪表头105的外部电线相连接。
可选的，数字温度计401中的测温元件101可以为数字温度传感器芯片。
数字温度传感器芯片可以将获取的温度值以数字信号的形式发送给控制器402，不易受平行敷设的电力电缆的干扰，进一步提高了温度测量的准确度。
图4中所示的数字温度计401可以与图1-3任一所示的数字温度计是同一个。
本发明实施例提供的温度检测系统可以用于辅助空调系统的制热、制冷性能，而DS18B20数字芯片的测温范围为[-55℃，125℃]，尤其是在[-10℃，85℃]时精度可达±0.5℃，因此，可以采用DS18B20数字芯片作为测温元件101。以下以该测温元件101为DS18B20数字芯片为例。
图4中所示的数字温度计401主要可以用于检测以下位置的温度：板式换热器的四个进、出水口管道；空调系统的出、回水管道；制冷机、溴冷机等的冷冻水、冷却水的进、出水管道等。
在具体实施过程中，将数字温度计401和控制器402连接的外部电线可以为第一电缆。第一电缆为低电容电缆，这是因为DS18B20的工作电压范围为[3V，5V]，比较低，为了尽可能地消除线路对所传输的数据的干扰，容易最好采用低电容电缆。
在可能的实施方式中，将数字温度计401与控制器402连接的第一电缆可以为低电容的单总线，例如DJYVP-1×3×1.5型低电容电缆。单总线技术采用单根信号线同时传输时钟信号和数据信号，而且数据传输是双向的，因而这种单总线技术具有结构简单、成本低廉，便于总线扩展和维护等优点。
本发明实施例中，控制器402可以是计算机，也可以是可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，还可以是别的设备。本发明实施例对此不做限制。当控制器402是计算机或PLC时，单总线不能直接接入控制器402的接口，因此，请参见图5，连接数字温度计401的单总线可以先接入转换器403，然后转换器403再将单总线上传输的温度值通过第二电缆发送给控制器402。第二电缆是可以直接接入控制器402上的数据接口的电缆。例如，当控制器402是计算机时，第二电缆可以是RS232数据线；当控制器402是PLC时，第二电缆可以是RS485数据线。转换器403例如可以是DS18D20通讯转换器。
请继续参见图5，多个数字温度计401的GND引脚可以并联接入同一根与转换器403相连的GND总线，多个数字温度计401的DQ引脚可以并联接入同一根与转换器403相连的DQ总线，以及多个数字温度计401的VDD引脚可以并联接入同一根与转换器403相连的VDD总线。之所以允许这样连接，是因为每个DS18B20数字芯片都拥有一个全球唯一的64位序列号，多个DS18B20数字芯片制作的数字温度计401并联接入一条单总线时，控制器402可以依靠每个DS18B20数字芯片独有的64位序列号辨认每个数字温度计。这样，可以很轻松地利用一个控制器402去控制很多分布在不同区域的数字温度计401，非常方便。
在热电阻测温系统中，多个热电阻只能分别通过不同的电缆与控制设备相连，不能多个热电阻接入同一根电缆，然后通过该电缆与控制设备相连。因此上述接线方式比传统的热电阻测温系统节省电缆材料，也节省控制器402或转换器403接收多个温度计发送的温度值所需的接口数量。
其中，每个数字温度计401接入总线的长度不大于0.5米，且越短越好。如果一个数字温度计401接入总线的长度过长，会使得该数字温度计401接入总线的方式不再是手拉手连接方式，而是T型连接方式，导致数字温度计401采集到的温度值无法通过总线传输。
本发明实施例所提供的温度检测系统，可通过测温元件101直接获取数字温度计401所处的环境的温度值，不受引线102的阻值变化的影响，操作简单，且提高了温度测量的准确度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：通用串行总线闪存盘(Universal Serial Bus flash disk)、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用以对本发明的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数字温度计，包括：测温元件、引线和保护管；
其中，所述保护管包裹所述测温元件和所述引线，用于保护所述测温元件和所述引线；
所述测温元件与所述引线的一端连接，用于获取所述数字温度计所处的环境的温度值；
所述引线的另一端从所述保护管的开口伸出，用于将所述测温元件与其他设备相连。
2.如权利要求1所述的数字温度计，其特征在于，所述数字温度计还包括带螺纹的连接件，所述连接件通过所述螺纹固定在所述保护管上，并用于固定所述数字温度计。
3.如权利要求1所述的数字温度计，其特征在于，所述数字温度计还包括仪表头，所述仪表头包括电线接口和接线端子；
其中，所述仪表头与所述保护管在所述保护管的开口所在的一端连接，所述引线的另一端通过所述接线端子，与通过所述电线接口接入所述仪表头的外部电线相连接。
4.如权利要求1-3任一所述的数字温度计，其特征在于，所述测温元件为数字温度传感器芯片。
5.如权利要求4所述的数字温度计，其特征在于，所述保护管的直径大于或等于8mm。
6.一种温度检测系统，包括数字温度计和控制器；
其中，所述数字温度计包括测温元件、引线和保护管；所述保护管包裹所述测温元件和所述引线，用于保护所述测温元件和所述引线；所述测温元件与所述引线的一端连接，用于获取所述数字温度计所处的环境的温度值；所述引线的另一端从所述保护管的开口伸出，用于将所述测温元件与所述控制器相连；所述数字温度计用于检测水管内的水的温度值，并将所述温度值通过所述引线发送给所述控制器；
所述控制器用于接收所述数字温度计通过所述引线发送的温度值，以监控所述水管内的水的温度。
7.如权利要求6所述的温度检测系统，其特征在于，所述数字温度计还包括带螺纹的连接件，所述连接件通过所述螺纹固定在所述保护管上，并用于将所述数字温度计固定在所述水管上。
8.如权利要求6所述的温度检测系统，其特征在于，所述温度检测系统还包括第一电缆，所述第一电缆的电容值小于预设电容值；所述数字温度计还包括仪表头；所述仪表头包括电线接口和接线端子；
其中，所述仪表头与所述保护管在所述保护管的开口所在的一端连接，所述引线的另一端通过所述接线端子，与通过所述电线接口接入所述仪表头的所述第一电缆相连接；
所述控制器通过所述第一电缆与所述测温元件相连。
9.如权利要求8所述的温度检测系统，其特征在于，所述温度检测系统还包括转换器，所述转换器通过所述第一电缆与所述测温元件相连，通过第二电缆与所述控制器相连，用于将接收的所述数字温度计通过所述第一电缆发送的温度值通过所述第二电缆发送给所述控制器。
10.如权利要求9所述的温度检测系统，其特征在于，所述第一电缆为单总线，所述温度检测系统包括至少两个所述数字温度计，所述至少两个数字温度计通过所述单总线接入所述转换器。
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