CN201193963Y - 矿用温度传感器校准装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种矿用温度传感器校准装置，其特征在于：由温度校准单元和输出信号检测单元组成，所述温度校准单元包括有标准水银温度计、恒温槽，所述标准水银温度计测量所述恒温槽中的温度，该标准水银温度计的显示值作为校准时的标准温度值；所述输出信号检测单元包括有选择控制电路、电流表、频率计，所述选择控制电路设置有第一输出端和第二输出端，分别连接所述电流表和频率计。温度校准单元校准被检传感器的显示值，输出信号检测单元校准被检传感器的输出信号值。该装置量程宽，既能校准输出信号为频率信号的温度传感器，也能校准输出信号为电流的输出传感器，还能进行负载特性校准，设备兼容性强，校准精度高，易于操作。

Description

矿用温度传感器校准装置
技术领域
本实用新型属于传感器校准装置，具体地说，涉及一种矿用温度传感器校准装置。
背景技术
煤矿井下充满了可燃性气体，当井下环境温度达到一定值时，在氧气充足的情况下，可燃性气体会发生燃烧甚至爆炸，带来重大安全事故，为了有效的预防事故的发生，在井下都安装有温度传感器，用于实时检测环境温度的大小。井下人员可以通过直接观察温度传感器的显示值了解环境温度值，地上人员通过温度传感器的输出信号了解当前井下的环境温度值。温度传感器的输出信号可以是电流信号，也可以是频率信号，该输出信号通过电缆传输到地上，通过相应的计算后，该输出信号转换成对应的温度值。通常温度传感器在使用一段时间后，精度会出现偏差，或显示值与环境温度不符，或输出信号对应的温度值与环境温度不符，需要对其进行校准。
目前，还没有专门的矿用温度传感器校准装置，在对矿用温度传感器进行校准时，通常采用冰水混合物作为标准温度源，将被检温度传感器的敏感元件部分放入冰水混合物中，待稳定后，观察温度传感器的显示值是否为0，如果显示值为0，则不需要校准，如果不为0，则将该温度传感器的显示值调为0即可，这种校准方法比较粗糙，无法实现精确校准。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种矿用温度传感器校准装置，能够对不同输出信号的温度传感器，实现显示值和输出值的精确校准。
为达到上述目的，本实用新型表述一种矿用温度传感器校准装置，其关键在于：由温度校准单元和输出信号检测单元组成，所述温度校准单元包括有标准水银温度计、恒温槽，所述标准水银温度计测量所述恒温槽中的温度，该标准水银温度计的显示值作为校准时的标准温度值；所述输出信号检测单元包括有选择控制电路、电流表、频率计，所述选择控制电路设置有第一输出端和第二输出端，分别连接所述电流表和频率计。
被检温度传感器检测所述恒温槽内温度，并经所述选择控制电路，选择输出信号至所述电流表或频率计。所述温度校准单元实现对被检温度传感器显示值的校准，所述输出信号检测单元实现对被检温度传感器输出信号值的校准。
所述选择控制电路包括按钮开关、第二、第三互锁开关、负载电阻和直流电源，所述按钮开关的常闭开关的输入端接收输入信号，该常闭开关的输入端与输出端之间并连所述负载电阻，所述按钮开关的常闭开关的输出端还连接所述第二互锁开关的常闭开关的输入端，该第二互锁开关的常闭开关的输出端连接所述第三互锁开关的常闭开关，该第三互锁开关的常开开关作为所述第一输出端与所述电流表的正极连接，该电流表的负极连接所述直流电源负极，所述第二互锁开关的常开开关作为所述第二输出端连接所述频率计的正极，该频率计的负极与所述直流电源负极连接。
所述按钮开关的常闭开关的输入端接收被检温度传感器的输出信号。在矿井下，被检温度传感器需要通过电缆才能将信号输出到地面上，设置所述负载电阻用于模拟电缆电阻。
当被检温度传感器的输出信号为频率信号时，按下所述第二互锁开关，接通所述频率计，当被检温度传感器的输出信号为电流信号时，按下所述第三互锁开关，接通所述电流表，在进行负载特性检测时，还需要按下所述按钮开关，使所述负载电阻接入线路中。第二、三互锁开关互锁，同时按下第二、三互锁开关时，只能接通频率计，保证每次使用时，所述选择控制电路仅有一个信号输出端有效。通过所述选择控制电路，所述电流表、频率计和负载电阻有机地连接起来，提高了校准设备的兼容性。
所述选择控制电路还包括有连接电阻，所述连接电阻与所述频率计并联。
有些厂家生产的输出信号为频率的被检温度传感器，连接在所述选择控制电路中不形成回路，设置所述连接电阻后，可以构成回路，实现被检温度传感器的校准。
所述选择控制电路固定在箱体内部，所述按钮开关、第二、第三互锁开关及直流电源的显示屏和调节旋钮位于所述箱体前面板上。
所述箱体上还固定所述电流表，该电流表显示屏位于该箱体前面板上。
所述恒温槽由低温恒温槽和/或超级恒温槽组成，当校准温度低于室温时，选用所述低温恒温槽，当校准温度高于室温时，选用所述超级恒温槽。
所述低温恒温槽的工作范围为-20℃～室温，工作介质为酒精，所述超级恒温槽的工作范围为室温～100℃，工作介质为纯净水。所述低温恒温槽和超级恒温槽结合使用，可以实现-20℃～100℃的校准，同时避免了使用同一个恒温槽需要更换工作介质的麻烦。
本实用新型的显著效果是：提供了一种矿用温度传感器校准装置，能够提供稳定的温度源，并将电流表、频率计、负载电阻有机地连接起来，对不同输出信号的温度传感器，实现显示值和输出值的精确校准，当被检温度传感器输出信号为电流信号时，电流表显示其输出值，当被检温度传感器输出信号是频率信号时，频率计显示其输出值，也可以方便的进行负载特性检定，校准装置整体性及兼容性好，两种温度范围的恒温槽的设置，省去了更换工作介质的麻烦，操作更简单，校准的精度也更高。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是选择控制电路原理图；
图3是箱体前面板结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1：
如图1所示：一种矿用温度传感器校准装置，由温度校准单元1和输出信号检测单元2组成，所述温度校准单元1包括有标准水银温度计3、恒温槽4，该恒温槽4由低温恒温槽9和/或超级恒温槽10组成，当校准温度低于室温时，选用所述低温恒温槽9，当校准温度高于室温时，选用所述超级恒温槽10，所述标准水银温度计3测量所述恒温槽4中的温度，该标准水银温度计3的显示值作为校准时的标准温度值；所述输出信号检测单元2包括有选择控制电路5、电流表6、频率计7，所述选择控制电路5设置有第一输出端和第二输出端，分别连接所述电流表6和频率计7。
被检温度传感器检测所述恒温槽4内温度，并经所述选择控制电路5，选择输出信号至所述电流表6或频率计7。所述温度校准单元1实现对被检温度传感器显示值的校准，所述输出信号检测单元2实现对被检温度传感器输出信号值的校准。
如图2所示：所述选择控制电路5包括按钮开关J1、第二、第三互锁开关J2、J3、负载电阻R和直流电源B，所述按钮开关J1的常闭开关的输入端接收输入信号，该常闭开关的输入端与输出端之间并连所述负载电阻R，所述按钮开关J1的常闭开关的输出端还连接所述第二互锁开关J2的常闭开关的输入端，该第二互锁开关J2的常闭开关的输出端连接所述第三互锁开关J3的常闭开关，该第三互锁开关J3的常开开关作为所述第一输出端与所述电流表6的正极连接，该电流表6的负极连接所述直流电源B负极，所述第二互锁开关J2的常开开关作为所述第二输出端连接所述频率计7的正极，该频率计7的负极与所述直流电源B负极连接。
所述选择控制电路5还包括有连接电阻R0，所述连接电阻R0与所述频率计7并联。
所述按钮开关J1的常闭开关的输入端接收被检温度传感器的输出信号。在矿井下，被检温度传感器需要通过电缆才能将信号输出到地面上，设置所述负载电阻R用于模拟电缆电阻。有些厂家生产的输出信号为频率的被检温度传感器，连接在所述选择控制电路5中不形成回路，设置所述连接电阻R0，可以形成回路，实现被检温度传感器的校准。
当被检温度传感器的输出信号为频率信号时，按下所述第二互锁开关J2，接通所述频率计7，当被检温度传感器的输出信号为电流信号时，按下所述第三互锁开关J3，接通所述电流表6，在进行负载特性检测时，还需要按下所述按钮开关J1，使所述负载电阻R接入线路中。第二、三互锁开关J2、J3互锁，同时按下第二、三互锁开关J2、J3时，只能接通频率计7，保证每次使用时，所述选择控制电路5仅有一个信号输出端有效。通过所述选择控制电路5，所述电流表6、频率计7和负载电阻R有机地连接起来，提高了校准设备的兼容性。
如图3所示：所述选择控制电路5固定在箱体8内部，所述按钮开关J1、第二、第三互锁开关J2、J3及直流电源B的显示屏和调节旋钮位于所述箱体8前面板上。
所述箱体8上还固定所述电流表6，该电流表6显示屏位于该箱体8前面板上。
所述标准水银温度计3采用棒式二等标准水银温度计，所述直流电源B采用HB-17直流稳定电源，所述低温恒温槽9型号为DC-2006，所述超级恒温槽10型号为SC-15，所述电流表6为MB4204直流数字电流表，所述频率计7为E312B00通用计数器，所述负载电阻R阻值为500Ω，所述连接电阻R0阻值为1KΩ。
所述DC-2006型低温恒温槽9的工作范围为-20℃～室温，工作介质为酒精，所述SC-15型超级恒温槽10的工作范围为室温～100℃，工作介质为纯净水。所述低温恒温槽9和超级恒温槽10结合使用，可以实现-20℃～100℃的校准，同时避免了使用同一个恒温槽需要更换工作介质的麻烦。
所述被检温度传感器输出信号为频率信号时的校准，其工作原理如下：
校准前：
将标准水银温度计3和被检温度传感器的探头插入所述恒温槽4内，连接好各仪器，并使所述按钮开关J1、第二、第三互锁开关J2、J3全部处于弹开位置；接通低温恒温槽9的电源开关，将低温恒温槽9的温度设定为被检温度传感器测量范围的下限值；接通超级恒温槽10，将超级恒温槽10温度设定为被检温度传感器量程的50％。同时将所述直流电源B输出电流调至500mA，输出电压调至12V。
零点校准：低温恒温槽9降至设定温度并稳定后，读取被检温度传感器显示值和标准水银温度计3的显示值，同时，调节该被检温度传感器显示值与标准水银温度计3的显示值一致。
示值校准：超级恒温槽10温度升至设定温度并稳定后，将被检温度传感器探头从低温恒温槽9中取出。该探头取出后，在环境温度下放置2分钟，然后插入超级恒温槽10中，待示值稳定后，读取该被检温度传感器和标准水银温度计3的显示值，同时，调节该被检温度传感器显示值与标准水银温度计3的显示值一致。
基本误差检测：按下所述第二互锁开关J2，所述第二互锁开关J2的常闭开关断开，常开开关闭合，所述频率计7接通，所述负载电阻R短路，所述电流表6断路。记录此时所述频率计7和被检温度传感器的显示值，按照公式a
G = ( G m - G 0 P m - P 0 ) × ( P i - P 0 )
将频率计7显示的频率值换算成温度值。式中，G表示检测输出信号Pi对应的温度；Gm表示输出电信号上限对应的温度；G0表示输出电信号下限对应的温度；Pi表示检测的输出电信号；Pm表示输出电信号范围上限标称值；P0表示输出电信号范围下限标称值。Gm、G0、Pm、P0均是根据被检温度传感器型号说明书给出的固定值。
选择被检温度传感器量程的0、25％、50％、75％、100％5个点进行检测，温度低于室温的检测点，采用低温恒温槽9进行检测，温度高于室温的检测点，采用超级恒温槽10进行检测，各检测点检测方法相同。
负载特性检测：在第二互锁开关J2按下的同时，还需按下所述按钮开关J1，按钮开关J1的常闭开关断开，所述负载电阻R与频率计7串接。记录此时所述频率计7和被检温度传感器的显示值，并将频率计7示值按公式a换算成温度值。检测点的选择与基本误差检测相同。各检测点温度换算值与未外接负载电阻R时的各检测点温度换算值比较，变化应不超过基本误差的规定，否则调节被检温度传感器。
所述被检温度传感器输出信号为电流信号时，校准操作过程与频率信号作为输出信号的被检温度传感器操作大致相同，其不同之处主要在于：在进行基本误差检测时，弹起所述按钮开关J1和第二互锁开关J2，按下所述第三互锁开关J3，所述第三互锁开关J3的常闭开关断开，常开开关闭合，所述电流表6接通，所述负载电阻R短路，所述频率计7断路。
记录此时电流表6和被检温度传感器的显示值，并计算电流表6显示值对应的温度值，比较后，调节被检温度传感器。

Claims (5)

1.一种矿用温度传感器校准装置，其特征在于：由温度校准单元(1)和输出信号检测单元(2)组成，所述温度校准单元(1)包括有标准水银温度计(3)、恒温槽(4)，所述标准水银温度计(3)测量所述恒温槽(4)中的温度，该标准水银温度计(3)的显示值作为校准时的标准温度值；
所述输出信号检测单元(2)包括有选择控制电路(5)、电流表(6)、频率计(7)，所述选择控制电路(5)设置有第一输出端和第二输出端，分别连接所述电流表(6)和频率计(7)。
2.根据权利要求1所述矿用温度传感器校准装置，其特征在于：所述选择控制电路(5)包括按钮开关(J1)、第二、第三互锁开关(J2、J3)、负载电阻(R)和直流电源(B)，所述按钮开关(J1)的常闭开关的输入端接收输入信号，该常闭开关的输入端与输出端之间并连所述负载电阻(R)，所述按钮开关(J1)的常闭开关的输出端还连接所述第二互锁开关(J2)的常闭开关的输入端，该第二互锁开关(J2)的常闭开关的输出端连接所述第三互锁开关(J3)的常闭开关，该第三互锁开关(J3)的常开开关作为所述第一输出端与所述电流表(6)的正极连接，该电流表(6)的负极连接所述直流电源(B)负极，所述第二互锁开关(J2)的常开开关作为所述第二输出端连接所述频率计(7)的正极，该频率计(7)的负极与所述直流电源(B)负极连接。
3.根据权利要求2所述矿用温度传感器校准装置，其特征在于：还包括有连接电阻(R0)，所述连接电阻(R0)与所述频率计(7)并联。
4.根据权利要求2所述矿用温度传感器校准装置，其特征在于：所述选择控制电路(5)固定在箱体(8)内部，所述按钮开关(J1)、第二、第三互锁开关(J2、J3)及直流电源(B)的显示屏和调节旋钮位于所述箱体(8)前面板上；所述箱体(8)上还固定所述电流表(6)，该电流表(6)显示屏位于该箱体(8)前面板上。
5.根据权利要求1所述矿用温度传感器校准装置，其特征在于：所述恒温槽(4)由低温恒温槽(9)和/或超级恒温槽(10)组成，当校准温度低于室温时，选用所述低温恒温槽(9)，当校准温度高于室温时，选用所述超级恒温槽(10)。
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