CN117472117A - 一种零度恒温扫描开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种零度恒温扫描开关，包括扫描开关本体以及设置于扫描开关本体内的温度控制机构、通道切换控制机构和线路连接机构；温度控制机构包括半导体制冷片、温度传感器、均热板和温度控制器，温度控制器与温度传感器和半导体制冷片连接，扫描开关本体的上表面固定安装有均热板，温度传感器的探头内插在均热板中；通道切换机构包括通道控制模块和通道切换模块，通道控制模块用于控制通道切换模块进行不同被检通道的切换；线路连接机构包括内插接口，内插接口嵌入在均热板内，内插接口的末端与通道切换模块连接。本发明能够实现热电偶计量的零度补偿，具有操作方便、不损伤偶丝、线路集成度高、节省空间的优点。

Description

一种零度恒温扫描开关

技术领域

本发明属于扫描开关产品领域，涉及一种零度恒温扫描开关。

背景技术

热电偶在工业生产、热力发电、装备制造等领域得到广泛应用。热电偶是一种常用的温度测量装置，其原理是利用两种不同材料在温度变化时的电势差来测量温度。为了保证热电偶测温的准确性，需要在热电偶出厂以及使用过程中对热电偶进行计量。热电偶计量过程中，需要进行冷端补偿，目前热电偶计量中最常用的补偿方式为自动补偿、冰点补偿(零度补偿)两种方式。自动补偿采用外接测温传感器，测量环境温度并补偿至测量结果中。冰点补偿采用冰点器实现零度环境，再通过人工将热电偶冷端接至冰点器中。由于环境温度波动大、均匀性差等问题，在对精度要求高的热电偶计量中，多采用冰点补偿。目前常规的冰点补偿方式存在以下四方面问题：

1.操作繁琐，效率低。需要将每只被测热电偶冷端与检定铜线连接后插入冰点器中。针对带插接头的热电偶，还需利用补偿导线连接至冷端法兰上接入冰点器中。操作过程复杂，影响操作人员工作效率。

2.容易损坏热电偶。热电偶冷端需要与检定铜线拧在一起，长期如此，热电偶冷端偶丝容易损害断开，影响热电偶使用寿命。

3.线路接点多，容易出现连接问题。由于需要连接检定铜线、冰点器、热电偶冷端等多个部件，导致操作人员后期需要连接的线路连接点较多，容易出现线路连接问题，并且故障连接点较难排查。

4.使用设备、检定铜线较多，占用操作空间。实际操作过程中需要使用的设备包括冰点器、扫描开关、检定铜线等，并且检定铜线通常为8组-16组，占用了较大的操作空间，同时热电偶一般在高温下(300℃以上)进行检定校准且操作台空间有限，紧凑的操作空间也给安全带来了一定的隐患。

综上所述，需要对热电偶计量零度补偿方式进行改进，以克服现存问题，简化操作，提高热电偶计量效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种零度恒温扫描开关，能够实现热电偶计量的零度补偿，具有操作方便、不损伤偶丝、线路集成度高、节省空间的优点。

本发明的一个方面提供一种零度恒温扫描开关，包括扫描开关本体以及设置于所述扫描开关本体内的温度控制机构、通道切换控制机构和线路连接机构；

所述温度控制机构包括半导体制冷片、温度传感器、均热板和温度控制器，所述扫描开关本体的侧面设置有所述半导体制冷片，所述扫描开关本体内设置有所述温度控制器，所述温度控制器与所述温度传感器和所述半导体制冷片连接，所述扫描开关本体的上表面固定安装有所述均热板，所述温度传感器的探头内插在所述均热板中，所述半导体制冷片用于产生零度恒温环境，所述温度传感器用于监测所述均热板的温度并将温度信号反馈给所述温度控制器，所述温度控制器根据所述温度传感器反馈的温度信号对所述半导体制冷片进行控制；

所述通道切换机构包括通道控制模块和通道切换模块，所述通道控制模块用于控制所述通道切换模块进行不同被检通道的切换；

所述线路连接机构包括内插接口，所述内插接口嵌入在所述均热板内，所述内插接口的末端与所述通道切换模块连接。

优选地，所述通道切换机构还包括控制按键和指示灯，所述指示灯用于指示当前工作通道，所述控制按键用于实现通道切换的手动控制。

优选地，所述线路连接机构还包括接口压钮和输出接口，所述接口压钮用于控制所述内插接口的打开与闭合，所述输出接口用于连接外部测试仪表。

优选地，所述温度控制机构还包括散热片，所述散热片安装在所述扫描开关本体的侧面，所述散热片的外侧为翅形散热结构，所述散热片的内侧与所述半导体制冷片的热端连接，所述半导体制冷片的热端与所述散热片之间涂有导热硅脂。

优选地，所述内插接口采用V型按压接口，所述内插接口的插入深度为1cm以上。

优选地，所述扫描开关本体内设置有两组均热风扇，所述两组均热风扇为对角安装。

本发明上述方面的零度恒温扫描开关能够实现热电偶计量的零度补偿，具有操作方便、不损伤偶丝、线路集成度高、节省空间等优点

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1是本发明一种零度恒温扫描开关的俯视示意图；

图2是本发明一种零度恒温扫描开关的正视示意图；

图3是本发明一种零度恒温扫描开关的侧视示意图。

图中：1、扫描开关本体；2、半导体制冷片；3、温度传感器；4、均热板；5、传感器探头；6、内插接口；7、均热风扇；8、散热片；9、通道控制模块；10、通道切换模块；11、控制按键；12、指示灯；13、温度控制器；14、接口压钮；15、输出接口；16、散热结构。

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，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，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。

请参阅图1-3，本发明的实施方式提供一种零度恒温扫描开关，作为多通道切换器用于对热电偶开展计量工作。本发明实施方式的零度恒温扫描开关包括扫描开关本体1以及扫描开关本体1内设置的温度控制机构、通道切换控制机构和线路连接机构。

温度控制机构用于产生零度恒温环境，包括半导体制冷片2、温度传感器3、均热板4、均热风扇7、散热片8和温度控制器13，扫描开关本体1的侧面设置有半导体制冷片2，扫描开关本体1内设置有温度控制器13，温度控制器13与温度传感器3连接，温度传感器3用于监测均热板4温度，并将温度信号反馈给温度控制器13，半导体制冷片2与温度控制器13的输出连接，温度控制器13根据温度传感器3反馈的信号对半导体制冷片2进行PID控制(比例积分微分控制)，扫描开关本体1的上表面固定安装有均热板4，内插接口6嵌入在均热板4中，均热板4采用紫铜材料制作，用于实现内插接口6的均温，温度传感器3的传感器探头5内插在均热板4中。扫描开关本体1的左右两侧设置有两组均热风扇7，均热风扇7置于扫描开关本体1内部成对角布置，用于实现扫描开关本体1内部均温。

通道切换机构用于切换不同的被检通道，并由输出通道将信号输出，包括通道控制模块9、通道切换模块10、控制按键11和指示灯12，扫描开关本体1内设置有通道控制模块9，通道控制模块9与电源及通讯接口连接，用于实现通道切换模块10的控制，其通过检测上位机命令或按键命令，在对应通道位置输出高电平，进而控制通道切换模块10对应继电器吸合，达到控制通道切换的目的。通道控制模块9的上端通过排线与通道切换模块10连接，通道切换模块10通过接线端子与内插接口6连接，通道切换模块10布置有多组继电器阵列，配合通道控制模块9实现内插接口6自动与手动切换的功能，通道切换模块10上设置有控制按键11和指示灯12，指示灯12用于指示当前工作通道，控制按键11用于实现通道切换的手动控制。

线路连接机构用于连接热电偶，包括内插接口6、接口压钮14、输出接口15。内插接口6嵌入在均热板4内，可保证接口温度为零度。内插接口6可以为V型按压接口，插入深度为1cm以上，在兼容各种热电偶接头的同时可有效保护热电偶丝不被损坏。内插接口6的末端与通道切换模块10连接，可将检测信号传送到输出端，内插接口6的上侧设置有接口压钮14，内插接口6用于连接不同型号与规格的热电偶接头，接口压钮14用于控制内插接口6的打开与闭合，接口压钮14按下后内插接口6打开，将热电偶接口插入到内插接口6后松开接口压钮14，内插接口6将热电偶接头锁死，通道切换模块10的输出端连接有输出接口15，通道切换后的信号均由输出接口15输出，输出接口15用于连接外部测试仪表，读取信号。

扫描开关本体1的侧面固定安装有散热片8，散热片8的内侧与半导体制冷片2的热端连接，用于半导体制冷片2对外散热，散热片8外侧为翅形散热结构16，半导体制冷片2的热端与散热片8之间涂有导热硅脂，增加对外散热。

在使用本发明实施方式的零度恒温扫描开关对热电偶开展计量时，将标准器及被检热电偶插接到扫描开关的内插接口6中，内插接口6与接口压钮14配合使用。开启扫描开关电源并设定温度为零度，通过固定在散热结构16内侧的半导体制冷片2进行制冷，通过内置的温度传感器3进行温度反馈。达到设定温度后，通过手动控制或软件控制扫描开关依次切换各个通道，读取各通道数值进行数据采集，分别用电测仪表读取标准通道与被检通道示值，直至读取完成全部传感器示值，最后通过人工或软件进行计算，得到被检热电偶的计量结果。完成所有计量任务后，关闭扫描开关电源，取下插接在内插接口6的热电偶。

本发明实施方式的零度恒温扫描开关通过半导体制冷片2产生零度恒温环境，温度控制器13通过嵌入在均热板4中的传感器探头5采集反馈信号，保证均热板4处于零度恒温的稳态环境中，散热片8与均热风扇7可更好地保证设备内部的温度均匀性。被检热电偶插入到内插接口6中，内插接口6嵌入在均热板4中。由于均热板4处于零度恒温环境中，因此插入在内插接口6的热电偶可实现零度补偿。同时，通道控制模块9与通道切换模块10可通过上位机或手动控制，将被检信号切换，依次连接到输出接口15，配合测试仪表实现信号的测量。

综上所述，本发明实施方式的零度恒温扫描开关在侧面四周增加了半导体制冷片2，用于制冷并保证扫描开关内部的温场均匀性；扫描开关本体的上表面增加了插入式内插接口6，用于保证接口末端达到零度并减小外界温度对接口末端温度的影响；侧面结构设计为翅形散热结构16，增加对外散热，提升了该扫描开关的降温速度；扫描开关内部设计有两只均热风扇7，增加了内部空气流动，提升了温场的均匀性；扫描开关可以通过手动控制与程序控制切换通道，无需人为更换通道，提升了工作效率。

而且，本发明实施方式的零度恒温扫描开关通过扫描开关内部产生零度恒温环境，被检热电偶只需插入到内插接口6中便可以实现零度补偿，简化了操作，提升了效率。扫描开关的内插接口6设计为V型压接口，在兼容各种热电偶接头的同时可有效保护热电偶丝不被损坏。扫描开关的输入为各个被检热电偶，输出仅为单路输出，减少了需要操作人员连接的线路接点，保证了计量过程的稳定性。将常规需要用到的冰点器、扫描开关、检定铜线等功能改进集成到了本发明实施方式的扫描开关中，有效减少了操作空间的占用。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种零度恒温扫描开关，其特征在于，包括扫描开关本体(1)以及设置于所述扫描开关本体(1)内的温度控制机构、通道切换控制机构和线路连接机构；

所述温度控制机构包括半导体制冷片(2)、温度传感器(3)、均热板(4)和温度控制器(13)，所述扫描开关本体(1)的侧面设置有所述半导体制冷片(2)，所述扫描开关本体(1)内设置有所述温度控制器(13)，所述温度控制器(13)与所述温度传感器(3)和所述半导体制冷片(2)连接，所述扫描开关本体(1)的上表面固定安装有所述均热板(4)，所述温度传感器(3)的探头内插在所述均热板(4)中，所述半导体制冷片(2)用于产生零度恒温环境，所述温度传感器(3)用于监测所述均热板(4)的温度并将温度信号反馈给所述温度控制器(13)，所述温度控制器(13)根据所述温度传感器(3)反馈的温度信号对所述半导体制冷片(2)进行控制；

所述通道切换机构包括通道控制模块(9)和通道切换模块(10)，所述通道控制模块(9)用于控制所述通道切换模块(10)进行不同被检通道的切换；

所述线路连接机构包括内插接口(6)，所述内插接口(6)嵌入在所述均热板(4)内，所述内插接口(6)的末端与所述通道切换模块(10)连接。

2.如权利要求1所述的零度恒温扫描开关，其特征在于，所述通道切换机构还包括控制按键(11)和指示灯(12)，所述指示灯(12)用于指示当前工作通道，所述控制按键(11)用于实现通道切换的手动控制。

3.如权利要求1或2所述的零度恒温扫描开关，其特征在于，所述线路连接机构还包括接口压钮(14)和输出接口(15)，所述接口压钮(14)用于控制所述内插接口(6)的打开与闭合，所述输出接口(15)用于连接外部测试仪表。

4.如权利要求1-3中任一项所述的零度恒温扫描开关，其特征在于，所述温度控制机构还包括散热片(8)，所述散热片(8)安装在所述扫描开关本体(1)的侧面，所述散热片(8)的外侧为翅形散热结构(16)，所述散热片(8)的内侧与所述半导体制冷片(2)的热端连接，所述半导体制冷片(2)的热端与所述散热片(8)之间涂有导热硅脂。

5.如权利要求1-4中任一项所述的零度恒温扫描开关，其特征在于，所述内插接口(6)采用V型按压接口，所述内插接口(6)的插入深度为1cm以上。

6.如权利要求1-5中任一项所述的零度恒温扫描开关，其特征在于，所述扫描开关本体(1)内设置有两组均热风扇(7)，所述两组均热风扇(7)为对角安装。