CN202002746U

CN202002746U - 一种多路温度记录仪

Info

Publication number: CN202002746U
Application number: CN2011200424481U
Authority: CN
Inventors: 饶建华; 刘小康; 周冬梅
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: China University of Geosciences
Priority date: 2011-02-21
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-02-21

Abstract

本实用新型涉及一种多路温度记录仪，包括有电源开关、通讯模块、单片机模块、电源、电源处理模块、显示模块、温度测量模块、热电偶、电路主板和外壳，所有模块均布置在一个100mm×10mm×8mm的电路主板上，可根据需要采用不同的材料做成不同形状的外壳。本记录仪结构简单，体积小，内置于被测物体内部，可同时测量和记录7个点的温度，采用K型热电偶作为测量元件，可直接与被测点接触，测温准确，测温范围0-1024℃，测量精确度达到0.25℃。本温度记录仪结构简单、体积小、工作可靠，性价比高，可广泛地应用于静止的、运动的、被埋覆的和普通条件下物体的温度测量。

Description

一种多路温度记录仪

技术领域

本实用新型涉及一种多路温度记录仪，具体地说是一种测量对象为埋覆在地下或在其他物体里面温度的小型的多路温度记录仪，测量的温度范围为0-1024℃。

背景技术

目前，在地质、钢铁、航天、化工等诸多领域的生产中，需要应用各种不同的温度记录仪。尽管近年来温度记录仪的开发很快，温度记录仪形式也有很多，有传统的机械模拟仪表，第一代无纸记录仪和网络化多功能无纸记录仪；有大型和小型的，单路和多路的温度记录仪。小型温度记录仪有如耐高温智能温度记录仪，全部装置可以置身于工业炉内部进行温度的测量；还有插卡式小型温度记录仪，采用的内置热敏电阻作为温度测量模块，实现了读取和记录数据分离使其体积减小了，该记录仪主要应用于冰冻冷藏、冷链运输、医疗保健、温室管理、水族养殖、食品储运等行业的温度测量与监控。但是以上这些小型温度记录仪在测量较小被埋覆物体内部温度的应用上比较少。因为上述小型温度记录仪不能满足测量对象为埋覆在地下或在其他小物体里面温度测量的需要。测量对象置于细小型的被埋覆型物体内，如测量进行钻进的钻头温度、工业过程中需要使用到的细长钢管的内部温度、物料内部温度等。由于测量对象细小及被埋覆在物体内部，因此不易外接电源或者是外挂温度记录仪，为了能保证测量过程不受干扰，就必须要求电源和测温装置全部都要内置于被测对象内，即要求整个记录仪都要内嵌安装，这样对温度记录仪的体积有严格的要求。而当前小型的温度记录仪通常存在有无法更小型或微型化、无法测量旋转物体内部的温度及测温范围窄等不足，还有常常存在热电偶或数据传输线会影响物料的正常处理，或因为热电偶或数据传输线脱落造成测量失败等弊病。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述温度记录仪存在的技术问题而提供一种体积小、测温范围较大，测量精确度高，可以置于地质勘探的钻头、还有如钢管等一些较狭小空间的运动或非运动被测对象内的多路温度记录仪。

本实用新型达到上述目的所采取的技术方案是：一种多路温度记录仪，包括电源开关、通讯模块、单片机模块、电源、电源处理模块、显示模块、温度测量模块、热电偶、电路主板和外壳，所述的电源、电源开关和电源处理模块串接，电源处理模块与单片机模块和温度测量模块连接，单片机模块分别与通讯模块、温度测量模块和显示模块连接，温度测量模块含有7路数据温度转换器，每路数据温度转换器都与一个K型热电偶连接；所述的电源开关、通讯模块、单片机模块、电源处理模块、显示模块和温度测量模块均布置在一块电路主板上，电源和电路主板安装在外壳内。

本实用新型的一种多路温度记录仪，所述的电源采用小型锂电池，或者钮扣式电池，或者干电池；所述的电源处理模块将电源采用稳压处理成为3.3V的直流电压；所述的单片机模块采用STC12C5616AD；所述的热电偶采用K型热电偶作为测温传感器。

所述的电源开关、通讯模块、单片机模块、电源处理模块、显示模块、温度测量模块均组合成在一块100mm×10mm×8mm的电路主板上，可以根据需要采用不同的材料做成不同形状的外壳。电路主板的正面安装有电源开关、通讯模块和单片机模块，电路主板的背面安装有电源处理模块、显示模块、温度测量模块。

所述的电源视工作时间和工作环境来选择不同的电池。电源经过电源处理模块稳压处理为3.3V的直流电压，给主板上的元件供电并进行低功耗处理，无需再外接电源，便于对埋覆在地下或置于物体内部的测量对象进行温度测量和记录。

所述的通讯模块，是指与计算机和温度记录仪之间的数据通信，温度记录仪记录完数据后，计算机通过串口利用相应的命令将数据从记录仪里读出来，在计算机上作进一步的处理。通讯模块支持RS232通讯协议，并在软件中对数据采用保密措施，提高了记录仪的保护功能。所述的单片机模块，除了能进行控制和管理其他模块外，还带有一个数据存储器，可进行数据存储，无需采用片外存储器。通过所述的显示模块能实时显示温度记录仪的运行状态以及报警信息，提高了人机交互功能。

所述的温度测量模块，含有7路数据温度转换器，每路数据温度转换器都与一个热电偶连接；采用K型热电偶作为温度传感器，与被测物体直接接触，测温范围较大，精确度高。7路数据温度转换器可以任意选择其中的1路或多路进行温度采集，也能同时选择7路温度采集，可实现7路准确测量和记录不同时刻的温度值。

本实用新型一种多路温度记录仪，采用贴片式的电路优化设计，同时将温度记录仪的现场记录和数据读取分离，大大降低了读取和处理数据的硬件成本，使得记录仪的电路主板体积减小。

本实用新型的多路温度记录仪与同类的其他温度记录仪相比具有如下优点：

1、本实用新型的多路温度记录仪，采用现场记录和数据读取分离，通过温度记录仪的通讯模块与计算机通信，计算机将记录在单片机模块中的存储器内的信息读取出来作进一步的数据处理，这样可大大降低读取和处理数据的硬件成本，同时通过软件数据加密，提高了数据的安全性。

2、本实用新型采用电池作为电源供电，无需外接电源，采用贴片式的电子芯片和电路的优化设计，大大减小了温度记录仪的体积，整个记录仪可内置于被测对象内部，并随运动物体一起运动，极大地提高了对被埋覆运动物体温度测量的方便性和可行性。

3、本实用新型采用K型热电偶作为测温传感器，配以隔热好的外壳，可在较宽的温度范围内进行测量，硬件电路的优化设计提高了本实用新型的性价比。

4、本实用新型结构简单、体积小、工作可靠和测量精度高，可同时采集物体7个点的温度信息。本多路温度记录仪尤其适合用于在被埋覆物体内部多点温度的测量，能适应各种测温空间小、无供电电源、要求整个记录仪全部内置于被测物体内部的特殊工况；本实用新型可广泛地应用于静止的、运动的、被埋覆的和普通条件下物体的温度测量。

附图说明

图1为本实用新型的多路温度记录仪的结构示意框图。

图2为本实用新型的多路温度记录仪中部件在电路主板正面上的布置示意图。

图3为本实用新型的多路温度记录仪中部件在电路主板背面上的布置示意图。

图4为本实用新型多路温度记录仪的工作流程图。

上述图中：1电源开关、2通讯模块、3单片机模块、4电源、5电源处理模块、6显示模块、7温度测量模块、8热电偶、9电路主板、10外壳。

具体实施方式

本实用新型的多路温度记录仪结合附图和实施例作进一步详述。

实施例1：本实用新型的一种多路温度记录仪，其结构参见图1，包括有电源开关1、通讯模块2、单片机模块3、电源4、电源处理模块5、显示模块6、温度测量模块7、热电偶8、电路主板9和外壳10，所述的电源4、电源开关1和电源处理模块5串接，电源处理模块5与单片机模块3和温度测量模块7连接，单片机模块3分别与通讯模块2、温度测量模块7和显示模块6连接，温度测量模块7含有7路数据温度转换器，每路数据温度转换器都与一个K型热电偶8连接；所述的电源开关1、通讯模块2、单片机模块3、电源处理模块5、显示模块6和温度测量模块7均布置在一块电路主板上，电源4和电路主板9安装在外壳10内。

电路主板9上的各种部件和模块布置参见图2和图3，电路主板9的正面安装有电源开关1、通讯模块2和单片机模块3；电路主板9的背面安装有电源处理模块5、显示模块6、温度测量模块7，热电偶8的引线一端接在温度测量模块7中。

实施例2：将本实用新型的一种多路温度记录仪安装在地质勘探用的钻头中，因被测钻头工作时温度超过150℃，因此温度记录仪要选能隔热的外壳，当钻头在钻进时被埋覆在地下，需要测量和记录钻进时钻头的温度。本多路温度记录仪的单片机工作流程参见图4，记录仪完成测量和记录工作后与计算机配合，完成数据读取、分析和处理。

记录仪的工作过程是：

①、根据测温时长和测温空间的大小选择不同类型的电池作为记录仪的电源4，在此选择大容量锂电池作为供电电源；

②将本记录仪安装在地质勘探用的钻头中要求测量温度的位置，7个K型热电偶8根据实际的被测对象将热电偶固接在钻头要测温的点上，并保证热电偶8与被测钻头有良好的接触；

③按下电路主板9上的电源开关1，开启系统电源，系统先进行自检，自检成功后，显示模块6的运行指示灯亮，如果自检不成功，显示模块6有报警信息显示；系统按照软件里预先设定的间隔时间进行多点温度的测量和记录，显示模块6可以通过显示采集指示灯来显示当前的采集状态；将钻头进行钻探作业；

④记录仪在钻头作业期间测量和记录温度，此过程中，如果单片机模块3中的存储器已满，显示模块6指示灯亮，同时不再记录数据；当数据记录完成后，将钻头提升到地面上，按下电路主板9上的电源开关1，关闭电源4，将温度记录仪从钻头中取下；

⑤温度记录仪完成测量和记录后，记录仪通过通讯模块2与计算机连接起来，通过计算机输入连接密码，待记录仪与计算机连接成功后，记录仪会发送相应的字符给计算机，准备读取记录的数据；

⑥通过计算机输入对应的命令字符，可以对温度记录仪中存储的数据进行读取、擦除等操作，并将读取出来的数据采用软件作进一步的数据分析和处理。

本实用新型温度记录仪结构简单、体积小、工作可靠，性价比高，测量温度范围宽和测量精度高，可同时采集物体7个点的温度信息，本温度记录仪可广泛地应用于静止的、运动的、被埋覆的和普通条件下物体的温度测量。

Claims

1.一种多路温度记录仪，包括电源开关、通讯模块、单片机模块、电源、电源处理模块、显示模块、温度测量模块、热电偶、电路主板和外壳，其特征在于：所述的电源、电源开关和电源处理模块串接，电源处理模块与单片机模块和温度测量模块连接，单片机模块分别与通讯模块、温度测量模块和显示模块连接，温度测量模块含有7路数据温度转换器，每路数据温度转换器都与一个K型热电偶连接；所述的电源开关、通讯模块、单片机模块、电源处理模块、显示模块和温度测量模块均布置在一块电路主板上，电源和电路主板安装在外壳内。

2.根据权利要求1所述的多路温度记录仪，其特征在于：所述的电源采用小型锂电池，或者钮扣式电池，或者干电池；所述的电源处理模块将电源采用稳压处理成为3.3V的直流电压；所述的单片机模块采用STC12C5616AD；所述的热电偶采用K型热电偶作为测温传感器。