CN205679330U - 一种渔船高精度温度测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种渔船高精度温度测量系统，包括控制模块、AD采集模块、报警输出模块、触摸显示模块、多个温度测量模块以及多个PT100温度传感器，其中，多个PT100温度传感器设置在冷库中重要区域，用于通过阻值变化感应冷库相应区域的环境温度；温度测量模块用于检测PT100温度传感器的阻值并将其转化为电压信号；AD采集模块对电压信号进行采样获取电压值，控制模块根据电压值计算出温度值并判断温度值是否超出温度预设范围。采用本实用新型的技术方案，采用PT100温度传感器并采用的三线制接法，将PT100的两侧相等的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除，从而大大提高了测量的精度。

Description

一种渔船高精度温度测量系统

技术领域

本实用新型属于渔船设备领域，尤其涉及一种渔船高精度温度测量系统。

背景技术

近年来，随着人们经济水平的逐步提高，海鲜产品逐步走进了寻常百姓的家中，相应地带动了高经济价值海洋鱼类的消费。海洋鱼类一般都需要大型渔船进行远洋捕捞，海鲜产品的保鲜问题变得至关重要，对渔船设备的需求不断提高。在海鲜运销过程中，发现往往由于缺氧、排泄物的累积、二氧化碳尝试增加、PH值变化大，以及水的晃动使鱼体粘膜剥落和体表损伤等，由于缺乏专业的海鲜冷藏保鲜技术，大大影响了海鲜产品的成活率和质量。低温冷冻技术则是最重要的一种手段之一，海产品需要在-20℃以下才不会变质，如达不到-20℃海产品的鲜味就截然不同。大型海洋渔船内部需配备有冷库及其制冷设备，但通常缺乏配备有专门的温度测量系统，而渔船在航行过程中工作环境复杂，在运输过程中如果不及时对冷库温度进行检测，如果冷库温度超出最佳冷藏温度区间，海产品储存温度过高，容易使得海鲜的肉质发生改变。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够监测冷库温度的渔船高精度温度测量系统。

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供以下技术方案：

一种渔船高精度温度测量系统，包括控制模块、AD采集模块、报警输出模块、触摸显示模块、多个温度测量模块以及多个PT100温度传感器，其中，所述多个PT100温度传感器设置在冷库中重要区域，用于通过阻值变化感应冷库相应区域的环境温度；每个PT100温度传感器连接一个温度测量模块，所述温度测量模块用于检测PT100温度传感器的阻值并将其转化为电压信号；所述AD采集模块对电压信号进行采样获取电压值，所述控制模块根据电压值计算出温度值并判断温度值是否超出温度预设范围，如果超出温度预设范围，控制所述报警输出模块输出声光报警信号；所述触摸显示模块用于显示温度值，并能设置温度预设范围。

优选地，还包括多路选择器，所述多路选择器受控于所述控制模块，用于选接不同温度测量通道与所述AD采集模块相连接。

优选地，所述温度测量模块进一步包括第一接口X1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一芯片U1、第二芯片U2、第一变阻器VR1、第二变阻器VR2、第一电容C1、第二电容C2和第一二极管D1。

优选地，所述第一芯片U1采用运放芯片LM358。

优选地，所述第二芯片U2采用基准稳压源芯片TL431。

优选地，所述PT100温度传感器与所述温度测量模块采用三线制接法。

优选地，所述控制模块采用Microchip公司MTPS32处理内核的单片机。

优选地，所述AD采集模块采用24位高精度数模转换器。

优选地，所述触摸显示模块采用7寸24真彩色电容式触摸屏。

优选地，所述报警输出模块包括温度高限报警模块和温度低限报警模块。

与现有技术相比较，本实用新型采用PT100温度传感器并采用的三线制接法，将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除，从而大大提高了测量的精度。

附图说明

图1为本实用新型一种渔船高精度温度测量系统的原理框图。

图2为本实用新型一种渔船高精度温度测量系统另一种实施方式的原理框图。

图3为本实用新型一种渔船高精度温度测量系统中温度测量电路的电路原理图。

如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

为了克服现有技术的上述技术缺陷，参见图1，所示为本实用新型一种渔船高精度温度测量系统的原理框图，包括控制模块、AD采集模块、报警输出模块、触摸显示模块、多个温度测量模块以及多个PT100温度传感器，其中，多个PT100温度传感器设置在冷库中重要区域，用于通过阻值变化感应冷库相应区域的环境温度，PT100温度传感器为铂电阻温度传感器，是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器，由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等,被广泛用于中温(-200℃～650℃)范围的温度测量中。PT100是一种广泛应用的测温元件，在-50～600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，所以需要进行非线性校正。校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正，模拟校正有很多现成的电路，其精度不高且易受温漂等干扰因素影响，数字化校正则需要在微处理系统中使用，将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中，根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值。

每个PT100温度传感器连接一个温度测量模块，温度测量模块用于检测PT100温度传感器的阻值并将其转化为电压信号；AD采集模块采用24位高精度数模转换器，用于对电压信号进行采样获取电压值，控制模块采用Microchip公司MTPS32处理内核的单片机，根据电压值计算出温度值并判断温度值是否超出温度预设范围，一般温度预设范围为-50～-20℃，如果超出温度预设范围，控制报警输出模块输出声光报警信号，报警输出模块包括温度高限报警模块和温度低限报警模块，超出上限值，温度高限报警模块输出声光报警信号，超出下限值，温度低限报警模块输出声光报警信号；触摸显示模块用于显示温度值，并能设置温度预设范围，采用7寸24真彩色电容式触摸屏，让显示更加丰富直观。改变参数可通过触摸屏，快速简洁。无需繁琐的操作和多余的设备。

24位高精度数模转换器，通常为8路采样输入通道，当有更多温度测量通道时，通常需要多片AD芯片，但24位高精度数模转换器价格昂贵，会增加系统成本。参见图2，所示为本实用新型渔船高精度温度测量系统另一种实施方式的原理框图，还包括多路选择器，多路选择器受控于控制模块，用于选接不同温度测量通道与AD采集模块相连接。通过多路选择器复用AD芯片的采样输入通道，当有16路、32路或者更多温度测量通道时，也只需采用一片24位高精度数模转换器芯片。

参见图3，所示为本实用新型中，温度测量模块测量模块的原理框图，PT100温度传感器与温度测量模块采用三线制接法，将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除，从而提高温度测量精度。

温度测量模块进一步包括第一接口X1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一芯片U1、第二芯片U2、第一变阻器VR1、第二变阻器VR2、第一电容C1、第二电容C2和第一二极管D1。其中，第一芯片U1采用运放芯片LM358，第二芯片U2采用基准稳压源芯片TL431。具体连接方式如下；PT100温度传感器的一端与第一接口X1第三脚连接并共同与地连接，PT100温度传感器的另一端并接出两根线分别与第一接口X1的第一脚和第二脚连接，第一接口X1的第一脚与第二电阻R2的一端、第三电阻R3的一端、第六电阻R6的一端相连接，第二电阻R2的另一端与第三电阻R3的另一端、第一变阻器VR1的一端、第一电阻R1的一端以及TL431的负端相连接，第一电阻R1的另一端与电源相连接，TL431的正端与第一变阻器VR1的另一端一起与地端相连接，TL431的控制端与第一变阻器VR1的变阻端相连接，第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端和LM358的第三脚相连接，第七电阻R7的另一端接地；第一接口X1的第二脚与第二变阻器VR2的一端相连接，第二变阻器VR2的另一端与第二变阻器VR2的变阻端和第四电阻R4的一端相连接，第四电阻R4的另一端与第八电阻R8的一端和LM358的第二脚相连接，第八电阻R8的另一端与LM358的第一引脚和第五电阻R5的一端相连接，第五电阻R5的另一端与第一二极管D1的负端、第二电容C2的一端相连接共同与AD采集模块的输入端相连接，第一二极管D1的正端与第二电容C2的另一端一起接地；LM358的第四引脚接地，LM358的第八引脚与第一电容C1的一端与电源连接，第一电容C1的另一端接地。

上述电路采用桥式测温电路，其测温原理：采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源；采用R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥(其中R1＝R2，VR2为100Ω精密电阻)，当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号，这个压差信号经过运放LM358放大后输出期望大小的电压信号，该信号可直接连AD转换芯片。差动放大电路中R3＝R4、R5＝R6、放大倍数＝R5/R3，运放采用单一5V供电。

在电路调试中，同幅度调整R1和R2的电阻值可以改变电桥输出的压差大小；改变R5/R3的比值即可改变电压信号的放大倍数，以便满足设计者对温度范围的要求；放大电路必须接成负反馈方式，否则放大电路不能正常工作；VR2调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定，例如Pt100的零点温度为0℃，即0℃时电阻为100Ω，当电位器阻值调至109.885Ω时，温度的零点就被设定在了25℃。测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节，这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变；理论上，运放输出的电压为输入压差信号×放大倍数，但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非这样的关系，压差信号比理论值小很多，实际输出信号为4.096*(RPt100/(R1+RPt100)-RVR2/(R1+RVR2))式中电阻值以电路工作时量取的为准。电桥的正电源必须接稳定的参考基准，因为如果直接VCC的话，当网压波动造成VCC发生波动时，运放输出的信号也会发生改变，此时再到以VCC未发生波动时建立的温度-电阻表中去查表求值时就不正确了，这可以根据上式进行计算得知。

上述技术方案采用PT100温度传感器并采用的三线制接法，将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除，从而大大提高了测量的精度。AD转换采集使用24位高精度数模转换器，显示采用7寸24真彩色电容式触摸屏，让显示更加丰富直观。改变参数可通过触摸屏，快速简洁。无需繁琐的操作和多余的设备。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种渔船高精度温度测量系统，其特征在于，包括控制模块、AD采集模块、报警输出模块、触摸显示模块、多个温度测量模块以及多个PT100温度传感器，其中，所述多个PT100温度传感器设置在冷库中重要区域，用于通过阻值变化感应冷库相应区域的环境温度；每个PT100温度传感器连接一个温度测量模块，所述温度测量模块用于检测PT100温度传感器的阻值并将其转化为电压信号；所述AD采集模块对电压信号进行采样获取电压值，所述控制模块根据电压值计算出温度值并判断温度值是否超出温度预设范围，如果超出温度预设范围，控制所述报警输出模块输出声光报警信号；所述触摸显示模块用于显示温度值，并能设置温度预设范围。

2.根据权利要求1所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，还包括多路选择器，所述多路选择器受控于所述控制模块，用于选接不同温度测量通道与所述AD采集模块相连接。

3.根据权利要求1所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，所述温度测量模块进一步包括第一接口X1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一芯片U1、第二芯片U2、第一变阻器VR1、第二变阻器VR2、第一电容C1、第二电容C2和第一二极管D1。

4.根据权利要求3所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，所述第一芯片U1采用运放芯片LM358。

5.根据权利要求3所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，所述第二芯片U2采用基准稳压源芯片TL431。

6.根据权利要求3所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，所述PT100温度传感器与所述温度测量模块采用三线制接法。

7.根据权利要求1所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，所述控制模块采用Microchip公司MTPS32处理内核的单片机。

8.根据权利要求1所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，所述AD采集模块采用24位高精度数模转换器。

9.根据权利要求1所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，所述触摸显示模块采用7寸24真彩色电容式触摸屏。

10.根据权利要求1所述的渔船高精度温度测量系统，其特征在于，所述报警输出模块包括温度高限报警模块和温度低限报警模块。