CN2131099Y - 钢轨测温计检定仪 - Google Patents

Abstract

钢轨测温计检定仪是把冰点槽、中温恒温水槽、 低温槽三套设备的功能综合为一体用于检定钢轨测 温计，包括电源、控温和温度源等装置，其中电源装置 采用可控硅直流电源；自动控温装置是由温度传感 器、模拟放大器、A/D转换器、单片机、存储器、控制 按钮、显示仪表所组成；温度源装置采用半导温差体 致冷器，用改变电源的方向和可控硅导通角来控制工 作槽制冷或加热的温度。该检定仪的主要优点是体 积小重量轻、且将中温、低温及冰晶的检定为一体，满 足不同温度点的检定要求。

Description

本实用新型涉及一种温度测试仪器，特别适用于钢轨测温计的检定。

为适应铁路现代化的进程，保证铁路运输安全，防止因温度变化引起断轨或胀轨跑道，广泛采用钢轨测温计测量钢轨温度，以得于调整、预留轨缝或进行钢轨销定时测量轨温用。轨温计是工作用计量器具，根据检定规程要求进行周期检定，检定周期为半年，这样就需要相应的检定仪器。

现在轨温计的测量范围为－40℃～＋70℃，根据规程要求除零点必须检定外，包括上、下限在内的均布不少于4点也必须检定，这样就需要有冰点槽（检定零点用），中温恒温水槽（检定零点以上至70℃的温度）、低温槽（本定零点以下低温用）三套不同的检定设备才能完成对轨温计的检定。这三套设备及附加设备和安装费总投资需几十万元，这对铁路基层站段无法购置，以至无法按期进行检定，此外，这套检定设备不能实际模拟现场轨温计测轨温的条件。

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种具有体积小重量轻，且将中温、低温及冰点的检定为一本，模拟现场轨温计测轨温的条件，更能准确的反映轨温计的误差，最为理想的轨温计检定仪。

本实用新型的技术方案是这样实现的；一种轨温计检定仪包括电源、自动控温装置、温度源装置所组成，其特殊之处在于自动控温装置是由温度传感器、模拟放大器、A／D转换器、单片机、存储器、控制按钮、显示仪表所组成，温度信号由温度探头传感器送入模拟放大器经放大后送入A／D转换部分，变成数字信号送入单片机中，进行数据处理、运算、再送入内存储器，同时送入面板显示仪表、显示温度值，在控温时采用PID运算方式，根据温度传感器实测温度值与设定温度值的偏差进行运算，得出控制值，输出脉冲信号与可控硅电源相接控制可控硅导通角大小，来改变加热（致冷）功率、使温度得到连续控制；温度源装置是由半导体温差致冷器、冷却水箱及工作槽组成：半导体温差致冷器是由N型半导体同P型半导体联成的电偶以构成的致冷片所组成，致冷器的冷热面上装有导热板，工作槽放在上导热板上，水箱装在下导热板上，水箱的进出排水管通过软管与冷却水循环泵相接，致冷器通过继电器与可控硅直流电源相接，利用改变电流的方向和可控硅导通角大小，来控制工作槽的制冷或加热的温度。

本实用新型与现有技术相比的优点是该轨温计检定仪体积小重量轻、且将中温、低温及冰点的检定为一体，能模拟现场轨温计测轨温的条件，更能准确的反映轨温计的误差，可以在额定温度范围内实现自动控制任意连续调节温度，满足不同温度点的检定要求。

现结合附图详细描述本实用新型最佳实施例：

图1为钢轨测温计检定仪结构示意图

图2为钢轨测温计检定仪控制方框图

图3为钢轨测温计检定仪电气原理图

图4为一级半导体温差致冷器结构示意图

图5为二级半导体温差致冷器结构示意图

图中1.前面板 16.导流片

2.数码显示管 17.下导热板（热面）

3.工作指示灯 18.水箱

4.操作键 19.温差电原件

5.电源指示灯 20单板机调节器

6.电压表 21双向可控硅

7.电源开关 22铂电阻

8.工作槽 23熔丝管

9.温度计槽 24电解电容

10.进水管 25变压器

11.出水管 26可控硅直流电源

12.控温元件 27半导体温差致冷器

13.软管 28开关

14.冷却水循环泵 29继电器

15.上导热板（冷面）

一种钢轨测温计检定仪的结构如图1所示它由电源装置、自动控温装置和温度源等组成并安装在机体内，在机壳的前面板1上安装有温度数码显示管2、工作指示灯3、操作键4、电源指示灯5、电压表6、电源开关7、工作槽8，在其槽中有温度计槽9和装有控温元件12，在机体的两侧设有冷却水管10、11并与冷却水循环泵14相连。

钢轨测温计检定仪的控制部分如框图2和原理图3所示它采用了8031单片计算机构成的智能控制仪表集信号采集、测量、传递通信为一体、功能强、操作简便。控制过程是将温度信号由温度探头送入模拟放大器，经放大后送入A／D转换、变成数字信号后送入单片机中，进行数据处理，运算、再送入内存、同时送入面板显示测试值，在控温时采用PID运算方式，根据实测温度值与设定温度值的偏差进行运算，得出控制值，输出脉冲信号控制可控硅导通角大小，来改变加热（致冷）功率，使温度得到连续控制。

钢轨测温计检定仪的温度源装置如图1、3、4所示它是由半导体温差致冷器27、水箱18、冷却水循环泵14等组成：半导体温差致冷器27是由N型半导体同P型半导体联成的电偶对构成的温差电原件19所组成，致冷器27的冷热面上装有导热板15、17，工作槽8放在上导热板15上，水箱18装在下导热板17上，水箱18的进出排水管10、11通过软管13与冷却水循环泵14相接，致冷器27的导流片16通过继电器29与可控硅直流电源26相接，利用改变电流的方向和可控硅导通角大小，来控制工作槽的制冷或加热的温度。

为了考虑我国东北地区的气温低，轨温也低的特点，轨温计设计按－40℃～＋70℃。为了保证在检定时能达到－40℃，对该检定仪进行特殊设计，采用二级致冷的半导体温差致冷器如图5所示它是在一级致冷体的热面17再加几组致冷组件，用其冷面15对一级致冷组件的热面17进行冷却，以增大一级致冷组件冷热面的温差，使一级致冷组件的冷面达到更低的温度，以达到检定－40℃的要求。

主要技术数据

1.电源：220V、频率50Hz

2.加热（致冷）功率：20型 500W 40型 1000W

3.温度范围：－20℃～＋70℃（20型）

－40℃～＋70℃（40型）

4.温场均匀度：≤±0.1℃

5.温度波动度：≤±0.1℃／15分钟

6.相对温度：≤85％

7.环境温度：10℃～30℃

8.工作区有效面积：120×160mm

9.降温（升温）速度：＞2℃／分

10.外形尺寸：500×420×260

11.重量10kg

Claims (3)

1、一种钢轨测温计检定仪是把冰点槽、中温恒温水槽、低温槽三套设备的功能综合为一体用于检定钢轨测温计，包括电源装置、自动控温装置、温度源装置，其特征在于电源装置采用可控硅直流电源；自动控温装置是由温度传感器、摸拟放大器、A/D转换器、单片机、存储器、控制按钮、显示仪表所组成，温度信号由温度探头传感器送入模拟放大器经放大后送入A/D转换部分，变成数字信号送入单片机中，进行数据处理，运算、再送入内存储器，同时送入面板显示仪表，显示温度值，根据温度传感器实测温度值与设定温度值的偏差进行运算，产生脉冲信号，把脉冲信号输入到可控硅电源，控制可控硅导通角大小，来改变加热(致冷)功率，使温度得到连续控制；温度源装置是由半导体温差致冷器、冷却水箱及工作槽组成；半导体温度致冷器由N型半导体同P型半导体联成的电偶对构成的致冷片所组成，致冷器的冷热面上装有导热板、工作槽放在上导热板上，水箱装在下导热板上，水箱的进出排水管通过软管与冷却水循环泵相接，致冷器通过继电器与可控硅直流电源相接，利用改变电流的方向和可控硅导通角大小来控制工作槽的制冷或加热的温度。

2、根据权利要求1所述的检定仪，其特征在于半导体温差致冷器采用一级半导体温差致冷器或二级半导体温差致冷器。

3、根据权利要求1所述的检定仪，其特征在于单片机采用8031单片机。

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