CN115468665A - 一种智能总线温度变送器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能总线温度变送器，属于温度测量技术领域。本发明所述的温度变送器主要由测温元件、保护套管、信号处理单元、显示单元、壳体、总线信号接口和固定螺纹几部分组成。所述的智能总线温度变送器，将检测的温度信号转换成数字信号，通过总线进行信号输出。总线接口采用航空插头结构，可以与配对接头对插拧紧即可完成接线，多个智能总线温度变送器只需要通过航空插头连线首尾相连，即可组成一条总线，既减少了现场施工难度，又避免了传统温度变送器接错线的可能，避免了设备损坏，提高了工作效率，适合工业化应用。
Description
技术领域
01、本发明属于温度测量技术领域，具体涉及一种智能总线温度变送器。
技术背景
02、目前，温度变送器主要是普通的有线温度变送器，是将测压元件传感器检测的气体、液体等物理温度参数转化为4-20mA或0-10VDC等标准电信号，再由这些电信号接入PLC等信号采集设备，根据温度变送器4-20mA或0-10VDC等标准电信号对应实际量程的线性关系进行转化成温度信号，进行温度显示或参与到系统控制过程中。
03、普通的有线温度变送器输出是4-20mA或0-10VDC等标准电信号，不能直接输出温度数值，必须经过PLC或其他采集设备将标准电信号跟温度变送器的量程进行对应转换，存在量程设置错误最终导致温度测量错误的隐患。
04、普通的有线温度变送器必须一对一与PLC或其他采集设备的4-20mA或0-10VDC模拟量采集通道相连。而控制现场一般都有多个温度变送器在不同的监测位置，这样就导致控制电缆、桥架等材料和施工工程量增加。
05、普通的有线温度变送器的输出端子有正负极性，现实应用中多个温度变送器与模拟量采集通道对应接线时容易造成通道接线错误或正负极接线错误，导致信号采集错误或设备损坏。
06、为了解决施工的复杂问题，出现了无线温度变送器，但是无线温度变送器需要电池供电，而满足工业控制需求的温度变送器都需要较快的采集频率，电池寿命无法满足要求。所以，无线温度变送器只能应用于不需要频繁采集的温度监测，无法满足普遍的市场需求。
07、因此，工控领域就特别需要一种施工简便的温度变送器来降低施工难度，提高施工速度及确保工程质量。
发明内容
08、针对上述温度变送器不足及市场需求，本发明提供了一种新型智能总线温度变送器，解决了温度变送器的供电和信号传输问题，降低了施工难度，提高了施工速度，减少了施工成本。
09、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种智能总线温度变送器，其特征在于，包括测温元件、保护套管、信号处理单元、显示单元、壳体、总线接口公插头端、总线接口母插头端和固定螺纹；所述变送器的测温元件位于保护套管内，可以与测量介质充分接触；信号处理单元、显示单元都在壳体之内，总线接口公插头端位于壳体顶部的一侧，总线接口母插头端位于壳体顶部的另一侧，分别通过电缆防水接头与壳体拧紧固定，构成一个整体。智能总线温度变送器安装时，通过套管上的固定螺纹，与管道上的测温底座连接固定，实现管道介质温度测量。本发明通过模块化设计，结构合理，采用航空插头连接，无需接线，安装简单。
10、进一步的，上述智能总线温度变送器，显示单元位于壳体内，显示单元前端的观察窗为透明可视材质，可以直接观察测量的温度数值。
11、进一步的，上述智能总线温度变送器，测温元件包含但不限于热电阻PT100、PT500、PT1000或热电偶等测温元件。
12、进一步的，上述智能总线温度变送器，位于保护套管内的测温元件，通过导线与信号处理单元连接，信号处理单元将测温元件测量的电阻信号或电压信号，通过信号处理单元处理转换输出，一路输出用于显示单元显示温度数值；一路输出信号转化为适合总线传输的数字信号，通过导线与总线接口公插头端和总线接口母插头端并联接在一起。
13、进一步的，上述智能总线温度变送器，所述总线接口公插头端位于壳体的一侧，由公插头端插针、活结螺母、密封圈、壳体连接件组成，公插头端插针通过壳体内部导线与信号处理单元的供电端子与信号输出端子相连。
14、进一步的，上述智能总线温度变送器，所述总线接口母插头端位于壳体的另一侧，由母插头端插孔、壳体连接件、螺杆组成，母插头端插孔通过壳体内部导线与信号处理单元的供电端子与信号输出端子相连。
15、进一步的，上述智能总线温度变送器，位于壳体一侧的总线接口公插头端其中一个插针，与壳体另一侧的总线接口母插头端对应的一个插孔，在壳体内通过导线连接在一起，连接处进行绝缘处理，可用于通讯总线屏蔽层连接。
16、进一步的，上述智能总线温度变送器，所述的总线包括但不局限于RS485、MBUS、Profibus、CanBus总线方式。
17、进一步的，上述智能总线温度变送器，所述的总线接口公插头端的插针与总线接口母插头端的插孔数目一致，根据总线供电及信号传输方式不同以及是否需要采用屏蔽电缆，由采用不同方式总线实际所需导线的类型决定，可以分为2芯总线接口、3芯总线接口、4芯总线接口、5芯总线接口等。
18、进一步的，上述智能总线温度变送器，在多个温度变送器安装接线时，只需要使用与所述的智能总线温度变送器总线接口芯数一致的航空插头总线电缆，分别与所述的智能总线温度变送器的总线接口相连，拧紧螺母即可构成一条供电及通讯总线。
19、与现有温度变送器技术相比，本发明的有益效果如下：20、本发明通过将温度信号转换成总线数字信号，采集的是计算后的温度数字，不需要再对4-20mA或0-10V的标准电信号与量程进行转换计算，也避免了电信号因线路的影响，提高了温度测量精度。
21、本发明采用总线式航空插头结构，通过航空插头总线电缆与所述的智能总线温度变送器手拉手连接，构成总线进行设备供电及信号传输，减少了信号电缆、桥架等施工材料和现场施工工作量，降低了施工难度，提高了施工速度，避免了接线错误，提高了工程质量。
22、本发明采用总线式航空插头结构，通过航空插头总线电缆与所述的智能总线温度变送器手拉手连接，构成总线进行设备供电及信号传输，解决了无线通讯温度变送器的供电和实时传输问题，提高了温度变送器的使用寿命。
附图说明
23、图1为本发明的结构示意图
24、图2为本发明多总线温度变送器连接示意图
25、图中：1、测温元件；2、保护套管；3、显示单元；4、壳体；5、总线接口公插头端；6、总线接口母插头端；7、活结螺母；8、密封圈；9、电缆防水接头；10、电缆防水接；11、总线接口母插头端；12、公插头端插针；13、母插头端插孔；14、螺杆；15、固定螺纹；16、航空插头总线电缆母插头端；17、航空插头总线电缆公插头端；18、航空插头总线电缆；。
具体实施方式
26、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。
27、如图1所示的一种智能总线温度变送器，包括测温元件1、保护套管2、信号处理单元3、显示单元4、壳体5、总线接口公插头端6、总线接口母插头端11；所述变送器的温度检测单元2、信号处理单元3、显示单元都在4壳体之内5，总线接口公插头端位于6壳体5顶部的一侧，总线接口母插头端11位于壳体5顶部的另一侧，分别通过螺纹与壳体拧紧固定，构成一个整体。
28、本发明的工作原理及使用流程：本温度变送器安装时，通过套管2上的固定螺纹15，与管道上的测温底座连接固定，套管2插入到管道内的介质里。套管2内的测温元件1通过导线与信号处理单元3连接，信号处理单元3将测温元件测量的电阻信号或电压信号，通过信号处理单元处理转换输出，一路输出用于显示单元4显示温度数值；一路输出信号转化为适合总线传输的数字信号，通过导线与总线接口公插头端6和总线接口母插头端11并联接在一起，用于对本温度变送器供供电和总线通讯传输。
29、当需要测量多个温度变送器信号时，将多个温度变送器分别通过测量接头安装在管道中，各温度变送器之间，通过总线电缆18的航空插头首尾连接，如图2所示，将1#温度变送器一侧的总线接口母插头端11与航空插头总线电缆18的公插头端17插紧，通过螺母7拧紧固定；航空插头总线电缆18的母插头端16与2#温度变送器一侧的总线接口公插头端6插紧，通过螺母7拧紧固定；以此类推，最后一个温度变送器通过航空插头总线电缆，连接到设备供电及总线信号采集设备上，完成对所有温度变送器的供电及信号采集。本发明采用首尾连接方式，避免了常规4-20mA等电信号温度变送器必须与采集设备一一对应的连接方式，避免了接线错误，减少了施工电缆，提高了工作效率。
30、以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种智能总线温度变送器，其特征在于，包括测温元件(1)、保护套管(2)、信号处理单元(3)、显示单元(4)、壳体(5)、总线接口公插头端(6)、总线接口母插头端(11)；所述变送器的信号处理单元(3)、显示单元(4)都在壳体(5)之内，总线接口公插头端(6)位于壳体(5)顶部的一侧，总线接口母插头端(11)位于壳体(5)顶部的另一侧，分别通过电缆防水接头(10)与壳体拧紧固定，构成一个整体。智能总线温度变送器安装时，通过套管(2)上的固定螺纹(15)，与管道上的测温底座连接固定，实现管道介质温度测量。
2.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，显示单元(4)位于壳体(5)内，显示单元前端的观察窗为透明可视材质，可以直接观察测量的温度数值。
3.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，测温元件(1)包含但不限于热电阻PT100、PT500、PT1000或热电偶等测温元件。
4.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，位于保护套管(2)内的测温元件，通过导线与信号处理单元(3)连接，信号处理单元(3)将测温元件测量的电阻信号或电压信号，通过信号处理单元处理转换输出，一路输出用于显示单元(4)显示温度数值；一路输出信号转化为适合总线传输的数字信号，通过导线与总线接口公插头端(6)和总线接口母插头端(11)并联接在一起。
5.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，所述总线接口公插头端(6)位于壳体(5)的一侧，由公插头端插针(12)、活结螺母(7)、密封圈(8)、左侧壳体连接件(9)组成，公插头端插针(12)通过壳体(5)内部导线与信号处理单元(3)的供电端子与信号输出端子相连。
6.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，所述总线接口母插头端(11)位于壳体(5)的另一侧，由母插头端插孔(13)、右侧壳体连接件(10)、螺杆(14)，母插头端插孔(13)通过壳体(5)内部导线与信号处理单元(3)的供电端子与信号输出端子相连。
7.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，位于壳体(5)一侧的总线接口公插头端(6)其中一个插针与壳体(5)另一侧的总线接口母插头端(11)对应的一个插孔，在壳体(5)内通过导线连接在一起，连接处进行绝缘处理，可用于通讯总线屏蔽层连接。
8.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，所述的总线包括但不局限于RS485、MBUS、Profibus、CanBus总线方式。
9.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，所述的总线接口公插头端(6)的插针(12)与总线接口母插头端(11)的插孔(13)数目一致，根据总线供电及信号传输方式不同以及是否需要采用屏蔽电缆，由采用不同方式总线实际所需导线的类型决定，可以分为2芯总线接口、3芯总线接口、4芯总线接口、5芯总线接口等。
10.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，在多个温度变送器安装接线时，需要使用与所述的智能总线温度变送器总线接口芯数一致的航空插头总线电缆(16)，分别与所述的智能总线温度变送器的总线接口公插头端(6)和温度变送器的总线接口母插头端(11)依次相连，拧紧活接螺母(7)构成一条设备供电及通讯总线。
11.根据权利要求1所述的一种智能总线温度变送器，其特征在于，采用总线式航空插头结构，通过航空插头总线电缆与所述的智能总线温度变送器的总线接口公插头端(6)和总线接口母插头端(11)首尾连接，构成一条总线进行设备供电及信号传输。
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