CN208765865U - 温度测量系统及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及温度检测技术领域，具体涉及一种温度测量系统及装置，该温度测量系统包括微处理器、多个测量元件以及温度测量通道，一个测量元件与一个温度测量通道电连接，每个温度测量通道均包括前端电路、A/D转换器、隔离电源以及隔离通信模块。该测量元件用于检测温度感应信号，前端电路用于将温度感应信号转换为电压变化信号后输入至A/D转换器，该A/D转换器将电压变化信号的形式由模拟信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的电压变化信号通过隔离通信模块发送至微处理器，进而由微处理器对电压变化信号处理得到温度数据。

Description

温度测量系统及装置

技术领域

本实用新型涉及温度检测技术领域，具体而言，涉及一种温度测量系统及装置。

背景技术

随着现代测量技术的飞速发展，对温度测量的精度及稳定性要求日益提高，同时复杂、灵活、个性化的客户需求千差万别，市场竞争全球化，使开发周期不断缩短，大量的温度测量模块在工控行业中广泛应用，导致温度测量模块的开发及应用面临巨大的挑战。

目前市面上的通用温度测量模块，通常无法满足客户的温度测量应用需求，常常需要根据客户的需求定制特性的应用产品，这就导致需要较长的开发周期，以适用特定的应用。同时市售的温度测量模块，常常通道数较少，且无通道隔离，使得通道间信号会相互干扰，导致测量精度不高，而且也无法适应多点测量的复杂应用环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种温度测量系统，以实现多通道整列设计，适用于复杂环境，且通道间电气隔离，避免通道间信息传输相互影响，保证测量精度。

本实用新型的另一目的在于提供一种温度测量装置，以实现多通道整列设计，适用于复杂环境，且通道间电气隔离，避免通道间信息传输相互影响，保证测量精度。

本实用新型是这样实现的：

一种温度测量系统，所述温度测量系统包括微处理器、多个测量元件以及温度测量通道，一个测量元件与一个温度测量通道电连接，每个所述温度测量通道均包括前端电路、A/D转换器、隔离电源以及隔离通信模块，所述隔离电源为对应的温度测量通道供电，所述温度测量通道通过所述隔离通信模块独立与所述微处理器进行通信；所述测量元件用于检测温度感应信号；所述前端电路用于将所述温度感应信号转换为电压变化信号后输入至所述A/D转换器；所述A/D转换器用于将所述电压变化信号的形式由模拟信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的电压变化信号通过同一温度测量通道下的隔离通信模块发送至所述微处理器；所述微处理器用于对所述电压变化信号处理得到温度数据。

进一步地，所述隔离通信模块包括隔离通信前端模块以及隔离通信后端模块，所述隔离通信前端模块与所述隔离通信后端模块通信连接，所述隔离通信前端模块包含于所述温度测量通道，所述隔离电源包括DC-DC转换器，所述DC-DC转化器用于将输入电压转换为固定电压以为所述温度测量通道供电；所述隔离通信后端模块与所述微处理器通信连接，并由为所述微处理器供电的电源模块为所述隔离通信后端模块供电。

进一步地，所述测量元件为热电偶或热电阻，所述测量元件用于放置于待测设备中或待测环境下以检测温度感应信号。

进一步地，所述微处理器、多个温度测量通道可集成设置在板卡中，所述板卡安插在用于工业控制的工控机中，所述板卡通过信号线与所述测量元件电连接。

进一步地，所述微处理器用于将处理得到的温度数据发送至所述工控机的显示器中进行实时显示。

一种温度测量装置，所述温度测量装置包括工控机、板卡以及多个测量元件，所述板卡安插于所述工控机内，所述板卡集成设置了微处理器以及多个温度测量通道，一个温度测量通道通过信号线与一个测量元件电连接以接收所述测量元件检测得到的温度感应信号；每个所述温度测量通道包括前端电路、A/D转换器、隔离电源以及隔离通信模块，所述前端电路用于将所述温度感应信号转换为电压变化信号后输入至所述A/D转换器；所述A/D转换器用于将所述电压变化信号的形式由模拟信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的电压变化信号通过同一温度测量通道下的隔离通信模块发送至所述微处理器；所述微处理器用于对所述电压变化信号处理得到温度数据。

进一步地，所述隔离通信模块包括隔离通信前端模块以及隔离通信后端模块，所述隔离通信前端模块与所述隔离通信后端模块通信连接，所述隔离通信前端模块包含于所述温度测量通道，所述隔离电源包括DC-DC转换器，所述DC-DC转化器用于将输入电压转换为固定电压以为所述温度测量通道供电；所述隔离通信后端模块与所述微处理器通信连接，并由为所述微处理器供电的电源模块为所述隔离通信后端模块供电。

进一步地，所述测量元件为热电偶或热电阻，所述测量元件用于放置于待测设备中或待测环境下以检测温度感应信号。

进一步地，所述微处理器用于将处理得到的温度数据发送至所述工控机的显示器中进行实时显示。

进一步地，所述工控机用于对接收到的多个温度数据进行分析比对以预警工作人员对待测设备或待测环境进行温度调节。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种温度测量系统及装置，该温度测量系统包括微处理器、多个测量元件以及温度测量通道，一个测量元件与一个温度测量通道电连接，每个温度测量通道均包括前端电路、A/D转换器、隔离电源以及隔离通信模块。该测量元件用于检测温度感应信号，前端电路用于将温度感应信号转换为电压变化信号后输入至A/D转换器，该A/D转换器将电压变化信号的形式由模拟信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的电压变化信号通过隔离通信模块发送至微处理器，进而由微处理器对电压变化信号处理得到温度数据。由此可见，本方案中，温度测量通道为多个，进而可根据实际温度检测需要确定实际温度测量通道的个数，另外，每个温度测量通道都具有独立的电源以及通信模块，避免了多个通道间相互干扰，保证了温度测量的精度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型所提供的一种温度测量系统的结构示意图。

图2示出了本实用新型所提供的一种温度测量通道的结构示意图。

图示：10-温度测量系统；110-测量元件；120-温度测量通道；130-微处理器；121-前端电路；122-A/D转换器；123-隔离电源；124-隔离通信模块；1241-隔离通信前端模块；1242-隔离通信后端模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的温度测量系统中包括多个温度测量通道，该温度测量通道的数量可根据实际需求进行确定，以更加满足不同场景下温度测量的需求。此外，每个温度测量通道均有自身独立的电源和通信模块，进而避免了各个温度测量通道间的干扰，各个温度测量通道具有较好的电气隔离，保证了温度测量的精度。

该温度测量系统的其中一种应用场景为应用于温度测量装置中，该温度测量装置包括工控机、板卡以及多个测量元件，该板卡安插于工控机内，板卡通过信号线与测量元件电连接，该测量元件将放置于需测量温度的设备内或需测量温度的环境中以检测温度感应信号，并将该温度感应信号通过该信号线传输至板卡内，由板卡根据该温度感应信号处理得到具体的温度数据，显示于工控机的显示器上供工作人员查看。该板卡内集成了多个温度测量通道，一个温度测量通道对应于一个测量元件，且每个温度测量通道均有独立的供电电源以及与测量元件通信的隔离通信模块，因此，各个温度测量通道之间独立工作，避免了电气干扰，保证了温度数据测量的精确度。

容易理解的，该温度测量系统还可以应用于其他应用环境中，如将该温度测量系统中包含的微处理器以及多个温度测量通道集成设置为一个独立的设备结构，该设备结构通过信号线电连接多个测量元件，通过将多个测量元件放置于待测环境下，直接将检测得到的温度感应信号传输至设备结构中进行处理得到具体温度数据。或者，将温度测量系统中包含的微处理器以及多个温度测量通道集成设置为一块可插接电路板，将该电路板插接在电脑中，该电路板的引脚电连接多个测量元件，进而接收多个测量元件检测得到的温度感应信号，并进一步分析得到具体的温度数据。

可理解的，该多个测量元件的放置位置可根据实际需要进行确定，多个测量元件可分别放置于不同待检测设备中，也可放置于待检测环境中，也可放置于同一待检测设备的不同位置处，以进行温度检测。

请参照图1，是本实用新型提供的一种温度测量系统10的结构示意图，该温度测量系统10包括多个测量元件110、多个温度测量通道120以及微处理器130，一个测量元件110对应电连接一个温度测量通道120，该多个温度测量通道120均与微处理器130连接，以将检测得到的温度感应信号发送至微处理器130中，进而该微处理器130会对该温度感应信号进行进一步处理得到温度数据后，并通过通讯总线发送至外部进行显示。

该测量元件110为热电偶或热电阻，其放置于需检测温度的设备中或待检测温度的环境下，用于检测温度感应信号。即是说，当测量元件110为热电偶时，将检测电压变化，当测量元件110为热电阻时，将检测电阻变化，并将检测结果发送至对应连接的温度测量通道120。

该温度测量通道120进一步包括前端电路121、A/D转换器122、隔离电源123以及隔离通信模块124，该前端电路121用于将接收的温度感应信号转换为电压变化信号后输入至A/D转换器，该A/D转换器122用于将电压变化信号的形式由模拟信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的电压变化信号通过该温度测量通道120的隔离通信模块124发送至微处理器130中。由微处理器130对该电压变化信号处理得到温度数据，并通过通讯总线发送至外部显示器进行显示供工作人员查看。需要说明的是，每个温度测量通道120均有独立的隔离电源123和隔离通信模块124，因此，各个温度测量通道120可独立地对各自接收到的温度感应信号进行处理，而不会发生相互干扰，保证了温度测量的准确性。同时，对于不同环境，可人为地选定温度测量通道120的数量，更加符合用户温度测量的需求。

进一步地，请参照图2，是本实用新型提供的一种温度测量通道120的结构示意图，该温度测量通道120的隔离通信模块124进一步包括隔离通信前端模块1241以及隔离通信后端模块1242，该隔离通信前端模块1241与隔离通信后端模块1242通信连接，该隔离通信前端模块1241存在于温度测量通道120中，该隔离电源123包含DC-DC转换器，其用于将输入电压转换为固定电压为整个温度测量通道120进行供电。该隔离通信后端模块1242与微处理器130连接，其由为微处理器130供电的电源对该隔离通信后端模块1242进行供电。换句话说，该隔离通信模块124与温度测量通道120一一对应设置，且该隔离通信模块124一端与温度测量通道120连接，另一端与微处理器130连接，以作为温度测量通道120与微处理器130之间温度感应信号传递的桥梁，同时避免温度测量通道120之间的同时传递信息带来的电气干扰，保证了对测量元件110温度测量的精度。

由此可见，本实用新型提供的一种温度测量系统，包括多个温度测量通道，多通道阵列便于客户根据自身需求组合采集方案，通道间的隔离能够适应复杂的应用环境，保障温度信号采集的稳定度以及精确度。

综上所述，本实用新型提供的一种温度测量系统及装置，该温度测量系统包括微处理器、多个测量元件以及温度测量通道，一个测量元件与一个温度测量通道电连接，每个温度测量通道均包括前端电路、A/D转换器、隔离电源以及隔离通信模块。该测量元件用于检测温度感应信号，前端电路用于将温度感应信号转换为电压变化信号后输入至A/D转换器，该A/D转换器将电压变化信号的形式由模拟信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的电压变化信号通过隔离通信模块发送至微处理器，进而由微处理器对电压变化信号处理得到温度数据。由此可见，本方案中，温度测量通道为多个，进而可根据实际温度检测需要确定实际温度测量通道的个数，另外，每个温度测量通道都具有独立的电源以及通信模块，避免了多个通道间相互干扰，保证了温度测量的精度。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种温度测量系统，其特征在于，所述温度测量系统包括微处理器、多个测量元件以及温度测量通道，一个测量元件与一个温度测量通道电连接，每个所述温度测量通道均包括前端电路、A/D转换器、隔离电源以及隔离通信模块，所述隔离电源为对应的温度测量通道供电，所述温度测量通道通过所述隔离通信模块独立与所述微处理器进行通信；

所述测量元件用于检测温度感应信号；

所述前端电路用于将所述温度感应信号转换为电压变化信号后输入至所述A/D转换器；

所述A/D转换器用于将所述电压变化信号的形式由模拟信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的电压变化信号通过同一温度测量通道下的隔离通信模块发送至所述微处理器；

所述微处理器用于对所述电压变化信号处理得到温度数据。

2.如权利要求1所述的温度测量系统，其特征在于，所述隔离通信模块包括隔离通信前端模块以及隔离通信后端模块，所述隔离通信前端模块与所述隔离通信后端模块通信连接，所述隔离通信前端模块包含于所述温度测量通道，所述隔离电源包括DC-DC转换器，所述DC-DC转化器用于将输入电压转换为固定电压以为所述温度测量通道供电；

所述隔离通信后端模块与所述微处理器通信连接，并由为所述微处理器供电的电源模块为所述隔离通信后端模块供电。

3.如权利要求1所述的温度测量系统，其特征在于，所述测量元件为热电偶或热电阻，所述测量元件用于放置于待测设备中或待测环境下以检测温度感应信号。

4.一种温度测量装置，其特征在于，所述温度测量装置包括工控机、板卡以及多个测量元件，所述板卡安插于所述工控机内，所述板卡集成设置了微处理器以及多个温度测量通道，一个温度测量通道通过信号线与一个测量元件电连接以接收所述测量元件检测得到的温度感应信号；

每个所述温度测量通道包括前端电路、A/D转换器、隔离电源以及隔离通信模块，所述前端电路用于将所述温度感应信号转换为电压变化信号后输入至所述A/D转换器；所述A/D转换器用于将所述电压变化信号的形式由模拟信号转换为数字信号，并将转换为数字信号的电压变化信号通过同一温度测量通道下的隔离通信模块发送至所述微处理器；所述微处理器用于对所述电压变化信号处理得到温度数据。

5.如权利要求4所述的温度测量装置，其特征在于，所述隔离通信模块包括隔离通信前端模块以及隔离通信后端模块，所述隔离通信前端模块与所述隔离通信后端模块通信连接，所述隔离通信前端模块包含于所述温度测量通道，所述隔离电源包括DC-DC转换器，所述DC-DC转化器用于将输入电压转换为固定电压以为所述温度测量通道供电；

所述隔离通信后端模块与所述微处理器通信连接，并由为所述微处理器供电的电源模块为所述隔离通信后端模块供电。

6.如权利要求4所述的温度测量装置，其特征在于，所述测量元件为热电偶或热电阻，所述测量元件用于放置于待测设备中或待测环境下以检测温度感应信号。

7.如权利要求4所述的温度测量装置，其特征在于，所述微处理器用于将处理得到的温度数据发送至所述工控机的显示器中进行实时显示。

8.如权利要求4所述的温度测量装置，其特征在于，所述工控机用于对接收到的多个温度数据进行分析比对以预警工作人员对待测设备或待测环境进行温度调节。