CN208887795U - 一种多通道温度巡检装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多通道温度巡检装置及系统，该巡检装置包括多个温度检测单元，多个温度检测单元的输出端依次与模拟开关的输入端一一对应连接；模拟开关的输出端与放大器的输入端连接，放大器的输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的第一信号输出端与计数器的控制端连接，计数器的输出端与模拟开关的通道选择端连接，数据处理器的第二信号输出端与显示界面的信号输入端连接。本实用新型通过模拟开关实现对多个通道的温度进行检测，通过计数器控制模拟开关的依次开关，节省了资源。与继电器方案相比，降低了整个装置的生产成本；在器件尺寸大小方面，进一步节省了工作空间，节省了电力资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多通道温度检测装置，特别是涉及一种带电磁屏蔽的多通道温度巡检装置及系统。
背景技术
温度检测在现实生活、生产当中应用比较普遍，而且起着相当大的作用，特别是一些工厂的应用当中，关于温度的检测更是非常重要的环节。温度的检测和控制直接和安全生产、产品质量、生产效率、节约能源等重大技术指标相联系。而多路的温度检测在一些范围比较大的施工场地或者是监控现场的应用更是广泛，为应用者提供了现场多点实时环境温度信息。但是有很多温度检测是在强磁场下进行的，由于电磁波会干扰到仪器对温度的检测，会影响检测结果的准确性，进而影响生产环节甚至有安全问题存在。现在市场上大多是8通道的温度检测仪器，对于那些需要检测更多通道的生产环节，还是不能达到要求，需要更多的仪器进行监控，而且，市场上的多通道的温度检测仪器，其装置内的开关功能都是使用的继电器实现的，因此此类装置的生产成本很高。
针对检测通道太少的问题，公开号为CN 108303191 A的中国专利披露了多通道温度采集装置及系统，包括：传感器接线端、多个多通道信号采集板和数据处理器，恒流源电路、AD转换芯片、前向通道信号隔离电路、电源隔离电路、电压基准电路、FPGA芯片及总线接线端；其特征在于:所述传感器接线端、所述多通道信号采集板和所述数据处理器依次相连；所述传感器接线端，用于接入不同类型的传感器；所述多通道信号采集板，用于采集所述接入的传感器的待测量值；所述数据处理器，用于根据所述待测量信号生成待测量信号，并将所述待测量信号传送给后端处理器。所述恒流源电路，用于采集热电阻的温度值；所述AD转换芯片，用于将所述温度值通过24位转换精度转换为数字温度信号；所述前向通道信号隔离电路，用于通过光耦隔离来控制所述24位转换精度转换；所述电源隔离电路，用于将所述恒流源电路所在的模拟电路和所述FPGA芯片所在的数字电路进行电源隔离；所述电压基准电路，用于为所述恒流源电路、所述AD转换芯片、所述前向通道信号隔离电路和所述电源隔离电路提供基准电压；所述FPGA芯片，用于对所述数字温度信号进行处理。但该专利忽略了电磁波会干扰到仪器对温度的检测，未对整个装置进行电磁屏蔽保护，而且通道数量还是有些局限。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种多通道温度巡检装置及系统。
为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种多通道温度巡检装置，其包括与多个待测物一一对应连接的多个温度检测单元，所述多个温度检测单元的输出端依次与模拟开关的输入端一一对应连接；还包括放大器，计数器和处理器；所述模拟开关的输出端与放大器的输入端连接，所述放大器的输出端与处理器的信号输入端连接，所述处理器的第一信号输出端与计数器的控制端连接，所述计数器的输出端与模拟开关的通道选择端连接，数据处理器的第二信号输出端与显示界面的信号输入端连接。
本实用新型的多通道温度巡检装置通过模拟开关实现对多个通道的温度进行检测，通过计数器控制模拟开关的依次开关，只需要简单的一个系统就可以对多个通道的温度进行检测，节省了资源。与继电器方案相比，降低了整个装置的生产成本；在器件尺寸大小方面，进一步节省了工作空间，节省了电力资源。
在本实用新型的一种优选实施方式中，在所述多通道温度巡检装置外部设置有电磁屏蔽网络。屏蔽电磁波对整个系统的干扰，提高测温的准确性。
为了实现本实用新型的上述目的，根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提供了一种利用本发明的多通道温度巡检装置的系统，其包括本发明的多通道温度巡检装置和显示界面，所述多通道温度巡检装置的温度检测单元与多个待测物一一对应连接，所述多通道温度巡检装置的处理器数据输出端与显示界面连接。
本实用新型的系统可以对多个通道的温度进行检测，节省了资源。降低了整个装置的生产成本，节省了工作空间，节省了电力资源。
附图说明
图1是本实用新型一种优选实施方式中多通道温度巡检装置的系统框图；
图2是本实用新型一种优选实施方式中一个模拟开关的引脚连接图；
图3是本实用新型一种优选实施方式中放大器的电路图；
图4是本实用新型一种优选实施方式中稳压管的电路连接图；
图5是本实用新型一种优选实施方式中计数器的电路连接图；
图6是本实用新型一种优选实施方式中处理器ADC通道采样电路的电路连接图；
图7是本实用新型一种优选实施方式中处理器的电路连接图；
图8是本实用新型一种优选实施方式中串口屏连接线引脚图；
图9是本实用新型一种优选实施方式中与非门连接线引脚图；
图10是本实用新型一种优选实施方式中电源模块电路结构图；
图11是本实用新型一种优选实施方式中系统的接地示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本实用新型提供了一种多通道温度巡检装置，如图1所示，其包括与多个待测物一一对应连接的多个温度检测单元，在本实施方式中优选热电偶，热电偶温度传感器可以为K型(镍铬-铝镍)热电偶温度传感器。多个温度检测单元的输出端依次与模拟开关的输入端一一对应连接。该多通道温度巡检装置还包括放大器，计数器和处理器。模拟开关的输出端与放大器的输入端连接，放大器的输出端与处理器的信号输入端连接，处理器的第一信号输出端与计数器的控制端连接，计数器的输出端与模拟开关的通道选择端连接，数据处理器的第二信号输出端与显示界面的信号输入端连接。
在本实施方式中，处理器输出脉冲，计数器的计时；计数器输出通道选择信号，模拟开关的相应端口打开，对应温度检测单元的数据传输给处理器。
本实施方式中，在多通道温度巡检装置外部设置有电磁屏蔽网络。可以屏蔽空间内电磁波对整个系统的干扰，进而提高测温的准确性。装置上的每一个端子，有一个连接点为共地点，整个装置的电磁屏蔽网的接地线，热电偶温度采集线的电磁屏蔽网的接地线，整个电路的接地线，通过共地点处连接到，装置下方的铜柱，铜柱被螺丝固定在装置的金属外壳上面，金属外壳与大地相连，通过此方法可以有效地屏蔽外界电磁波对整个系统的干扰，提高测温的准确性。在本实施方式中，电磁屏蔽网络使用市场面常见的电磁屏蔽网，可以达到屏蔽到电磁波对整个装置的电磁干扰。
在本实施方式中，还包括LED指示灯，工作时指示灯变亮，表明系统正在正常工作。
在本实施方式中，还包括稳压管，所述稳压管的输出端与放大器的供电端连接。
在本实施方式中，该多通道温度巡检装置包括m个模拟开关，每个模拟开关具有n个数据传输通道，所述m，n均为正整数，处理器的m个输出端与m个模拟开关的控制端相连，选择m个模拟开关中的一个工作。优选地m为8，n为4。
在本实施方式中，数据处理器产生一个时钟信号，所述时钟信号的信号输出端与计数器74lvc161的CP端连接。m个模拟开关的输出端通过一条数据总线与数据处理器的第一输入信号连接。
在本实用新型的一种优选实施方式中，该装置包括32条热电偶对待测物温度的模拟信号进行采集。如图11所示，通过给热电偶温度采集线的屏蔽网络连接一条地线，与整个装置共地。通过这根接地线很大程度地提高热电偶采集到的温度模拟信号较稳定，且通过数据处理器得到的温度值较为准确。
在本实施方式中，数据处理器可选择单片机、MCU等，如选用STM32单片机，型号为STM32F103zet6，其电路连接图如图7所示。
在本实施方式中，32条热电偶等间隔排列，其输出端通过滤波电容后依次接入型号为CD4052的模拟开关的输入端，其电路连接如图2和3所示。处理器通过PB1管脚与计数器74lvc161的CP端连接，处理器产生固定频率的时钟控制计数器的计数周期，其中，计数器的Q0Q1管脚与二输入与非门的2A，2B管脚连接，如图9所示。计数器的输出端Q0Q1管脚分别与八个模拟开关CD4052芯片的AB管脚连接，处理器管脚PB3产生一个持续的高电平，随后变为持续的低电平，同时PB4管脚产生持续的高电平，随后变为持续的低电平，然后PB5、PB6、PB7、PB8、PB9、PB10依次进行高低电平的转换，其中，PB3与第一模拟开关的INH管脚连接，PB4与第二模拟开关的INH管脚连接，PB5与第三模拟开关的INH管脚连接，PB6与第四模拟开关的INH管脚连接，PB7与第五模拟开关的INH管脚连接，PB8与第六模拟开关的INH管脚连接，PB9与第七模拟开关的INH管脚连接，PB10与第八模拟开关的INH管脚连接，分别控制八个模拟开关从而实现通道选择，其中74lvc161芯片的D1D2D3D4管脚连接低电平。
在优化热电偶采集得到的数据的一种优选实施方式中，8个模拟开关CD4052芯片的输出管脚Xout与AD8495芯片的IN+连接(正向输入端)，Yout与AD8495芯片的IN-连接(反向输入端)如图4所示，AD8495芯片的输出端out通过采样电路与处理器的PB0管脚连接，如图8所示。
模拟开关的输入端和输出端，分别增加开关电容，在整个电路中起到滤波的作用，模拟开关的输出端与AD8495放大器的输入端连接，AD8495放大器的输出端通过TLVH431稳压管与stm32的ADC模块的输入端连接，如图5所示。如图6所示，ADC模块通过采样电路得到采样信号。
在本实用新型的一种优选实施方式中，还包括串口屏显示，数据处理器的TXD管脚与串口屏的RXD管脚连接，如图7、8所示，两个模块通过URAT进行通信，串口屏上显示“通道(*)温度值：***”，例如，通道2温度值：100℃。
在本实施方式中，如图10所示，还包括电源模块，为系统提供稳定的电源，该电源模块包括AC-DC转换芯片、DC-DC转换芯片、第一电容、第二电容和第三电容。AC-DC转换芯片的输入端与市电连接，AC-DC转换芯片的输出端分别与DC-DC转换芯片的输入端、第一电容的第一端、第二电容的第一端连接，第一电容的第二端和第二电容的第二端与地连接，DC-DC转换芯片的输出端与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与地连接。具体AC-DC转换芯片的型号可为WA5-220D12D3，DC-DC转换芯片的型号可选用LM1084。
本实用新型使用AD8495放大器，该放大器的输入端与数据总线相连接，输出端通过采集电路与数据处理器的ADC通道相连接。热电偶输出的放大和冷端补偿。
在本实用新型另外的优选实施方式中，模拟开关的输入端和输出端都增加开关电容。起到滤波的作用，其电容值大小需视情况而定不易过大。
本实用新型还提供了一种利用多通道温度巡检装置的系统，其包括本实用新型的多通道温度巡检装置和显示界面，所述多通道温度巡检装置的温度检测单元与多个待测物一一对应连接，所述多通道温度巡检装置的处理器数据输出端与显示界面连接。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种多通道温度巡检装置，其特征在于，包括与多个待测物一一对应连接的多个温度检测单元，所述多个温度检测单元的输出端依次与模拟开关的输入端一一对应连接；
还包括放大器，计数器和数据处理器；
所述模拟开关的输出端与放大器的输入端连接，所述放大器的输出端与数据处理器的信号输入端连接，所述数据处理器的第一信号输出端与计数器的控制端连接，所述计数器的输出端与模拟开关的通道选择端连接，数据处理器的第二信号输出端与显示界面的信号输入端连接。
2.如权利要求1所述的多通道温度巡检装置，其特征在于，在所述多通道温度巡检装置外部设置有电磁屏蔽网络。
3.如权利要求1或2所述的多通道温度巡检装置，其特征在于，还包括稳压管，所述稳压管的输出端与放大器的供电端连接。
4.如权利要求1或2所述的多通道温度巡检装置，其特征在于，包括m个模拟开关，每个模拟开关具有n个数据传输通道，所述m，n均为正整数，数据处理器的m个输出端与m个模拟开关的控制端相连，选择m个模拟开关中的一个工作。
5.如权利要求1或2所述的多通道温度巡检装置，其特征在于，数据处理器产生一个时钟信号，所述时钟信号的信号输出端与计数器的CP端连接。
6.如权利要求1或2所述的多通道温度巡检装置，其特征在于，m个模拟开关的输出端通过一条数据总线与数据处理器的第一输入信号连接。
7.如权利要求1或2所述的多通道温度巡检装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括AC-DC转换芯片、DC-DC转换芯片、第一电容、第二电容和第三电容；
所述AC-DC转换芯片的输入端与市电连接，AC-DC转换芯片的输出端分别与DC-DC转换芯片的输入端、第一电容的第一端、第二电容的第一端连接，第一电容的第二端和第二电容的第二端与地连接，DC-DC转换芯片的输出端与第三电容的第一端连接，第三电容的第二端与地连接。
8.如权利要求4所述的多通道温度巡检装置，其特征在于，所述m为8，n为4。
9.一种利用如权利要求1或2所述的多通道温度巡检装置的系统，其特征在于，包括权利要求1所述的多通道温度巡检装置和显示界面，所述多通道温度巡检装置的温度检测单元与多个待测物一一对应连接，所述多通道温度巡检装置的数据处理器数据输出端与显示界面连接。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，在所述多通道温度巡检装置外部设置有电磁屏蔽网络。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110958010A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-04-03 | 青岛中物云传智能科技有限公司 | 一种对射式光电开关 |
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2018
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