CN2434681Y - 便携式液晶显示氢气露点测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种在火力发电厂使用的可移动的便携式液晶显示氢气露点测试仪,主要结构有壳体座、壳体罩、液晶显示机构、电控电路板、单片计算机、充电机构、稳压散热机构、变压器、多芯插头插座、指示装置、调控开关,采用计算机和电路控制技术、程序化的自动完成氢气压力、露点、温度、湿度的数值测量、体积小、易携带、可移动、操作简单、方便、显示迅速准确,是火力发电厂理想的氢气露点测试仪器。

Description

便携式液晶显示氢气露点测试仪

本实用新型为一种在火力发电厂现场使用的可移动的便携式液晶显示氢气露点测试装置。主要用于测试火力发电厂使用的冷却氢气的露点、湿度、温度、气压，属火力发电厂测试仪表的设计与制造的技术领域。

目前，火力发电厂的发电设备大都采用氢冷发电机组，即用氢气做冷却剂的发电机组，氢气在制造和使用中会产生不同含量的水蒸气，这样也就增加了氢气中水分的含量，湿度亦增加，将会影响发电机组的绝缘性能。还会使机组的零部件腐蚀，降低了机组寿命，还会引发事故。氢气中的水蒸气有气态变为液态时有一个临界温度，将会产生露珠，即露点，测量露珠的温度并换算就可得到氢气的湿度、压力，即可根据其数值调控氢气状况，以保证发电机组的正常运转，故在火力发电厂测试冷却氢气的露点是十分重要的。

国内有的火力发电厂使用的氢气露点测试仪，虽然可测量氢气压力、露点、温度、湿度，但结构落后，数码显示管每次只能显示一种数值，如果需要连续观测另一项参数时，则必须等下一个循环过来才能看到，工作程序十分繁琐，浪费时间，使用很不方便。

有的火力发电厂使用的露点测试装置只能安装在某一固定位置，不可移动，每一有关场所都得配备一台同类仪表，造成很大的设备浪费，由于它的不可移动性，也给测试带来很大的局限性。

有的火力发电厂使用的氢气露点测试仪，技术落后，测量数据误差大、数据不够准确，测量、计算、显示、报警不能同步进行，测试性能低。

有的氢气露点测试仪只能使用220V交流电源，不能使用低压直流电源，一旦停电就不能进行，而且还很不安全。

本实用新型的发明目的就是针对现有技术的不足，设计一种新型的供火力发电厂使用的便携式可移动的、交直流两用的、用液晶方式同步显示的、程序控制的氢气露点测试仪，应用计算机信息技术，程序化的完成信息摄取、收集、计算、指令、显示、报警功能，使氢气露点测试仪真正成为一完整的计算机控制的自动化测试装置。

本使用新型的主要结构由：壳体座、壳体罩、液晶显示模块、液晶显示控制器、电控电路板、单片计算机、智能充电机构、稳压散热机构、变压器、多芯插头、插座、调控开关、指示灯、电缆导线组成；其特征为在壳体座1的上方装有壳体罩2、提手4，壳体座1的正面中间位置装有液晶显示模块3，壳体座1的右侧上方有指示灯5、6，中间有开关7、8、9，下方有旋扭10；壳体座1的内部中间位置装有电控电路板11、充电电路板12，电控电路板11上装有单片计算机14，充电电路板12上装有智能充电模块13，壳体座1的内部左侧板上装有液晶显示模块3及液晶显示控制器26，壳体座1的右侧板上装有充电电池15、保险管16、电源开关17、多芯插座18、19、33、电源插座25，壳体座1的右下方装有稳压散热器21、22、变压器49，各电器零部件之间由电缆导线联结。

所述的电控电路板11上有单片计算机14及14个分电路，即电源变换电路IC1、交直流选择电路IC2、直流变换电路IC3、可调稳压电路IC4，可调稳压电路IC5、逆变电路IC6、显示器直流变换电路IC7、晶体震荡电路IC8、量程选择电路IC9、单片计算机监控电路IC10、模拟数字转换电路IC11、控制执行机构继电器电路IC12、报警电路IC13、液晶显示电路IC14；

电源变换电路IC1：220V交流电源经K、L点进入K₁，一路经电阻R₅、二极管D₂滤波接发光二极管D₃进行电源显示，一路经变压器TC变压后，经二极管D₄、D₅、D₆、D₇组成整流桥整流后接电容C₁、C₂进入稳压器U8、U9，稳压器U8输出后通过+18V电源接点V_P进入充电电路，稳压器U9输出后进入交直流选择电路IC2的开关K₃；

交直流选择电路IC2：开关K₃通过切换分别给两个电路供电，一路通过接点V_CC1、V_SS1进入充电电路，一路进入直流变换电路开关K₄，开关K₄通过接点V_B1V_B2进入充电电路；

直流变换电路IC3：由开关K₄传输来的直流电压信号进入直流变换器U7、通过端子85、84、接点I、G向计算机U₁输入+5V直流电压，通过端子83、82进入可调稳压电路IC4，通过端子81、82进入可调稳压电路IC5，U₇的端子84、85通过P、Q点联结液晶显示控制电路IC14的端子54、57；

可调稳压电路IC4：由变换器U₇传输来的+12V电压信号经电阻R17、R18、R19、可调稳压器T3稳压后，通过接点M及稳压电路IC5的O点接多芯插座，给外配的传感器供电；

可调稳压电路IC5：由变换器U₇传输来的-12V直流电压信号，经电阻R20、R21、R22及可调稳压器T4稳压后通过接点O、N，进入多芯插座、给外配的传感器供电。

逆变电路IC6：由直流变换电路IC3的端子84、85及接点P、Q传输来的+5V直流电压信号进入电源逆变器U₆，由逆变器U₆输出的高频交流信号通过端子77、78进入液晶显示模块3的端子106、107；

显示器直流变换电路IC7：由直流变换电路IC3的变换器U₇传输来的电压信号进入变换器U₅、R16，变换后与液晶显示控制电路的端子55、56联结；

晶体振荡电路IC8：晶体振荡器XT联通电容C3、C4滤波后联结单片计算机U1的端子11、12；

量程选择电路IC9；+5V的直流电源V_CC接通后经电阻R4进入单片计算机U₁的端子8，另一路经开关K2接地；

计算机监控电路IC10：+5V直流电源V_CC接通后经电阻R2、R3接地，另一路经端子36进入监控芯片U₃，U₃的端子37、38接二极管D₁，U₃的端子41、40、39分别联结单片计算机U1的端子5、6、7；

模拟数字转换电路IC11：+5V直流电源V_CC接通后经电阻R1接地，另一路进入模拟数字转换器U₂，U₂的端子28、29、30分别联结外配信息传感器的A、B、C端，转换器U₂的端子35、34、33、32分别联结单片计算机U₁的1、2、3、4端子；

控制执行机构继电器IC12：由单片计算机U₁的端子13、14输出，一路经电阻R10、R11、三极管T₁联结固态继电器SSR1，再经电阻R8、电容C5、压敏电阻YM1联结多芯插座18的D、E端；另一路经电阻R12、R13、三极管T2进入固态继电器SSR2，再经电阻R9、电容C6、压敏电阻YM2联结多芯插座18的F、H端；固态继电器SSR1、SSR2分别经电阻R7、R6与+5V直流电源V_CC联通；

报警电路IC13：由单片计算机U₁的端子15输出后联结光电耦合器TP，光电耦合器TP一路经三极管T₅接地，一路联通蜂鸣器FM，另一路经电阻R14联通+5V直流电源V_CC；

液晶显示控制电路IC14：单片计算机U₁的端子16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27分别联结液晶显示控制器U₄的端子42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53，控制器U₄的端子71、70、69、68、67、66、65、64、63、62、61、60、59、58分别联结液晶显示模块U₁₀的端子92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105，同时，控制器U₄通过端子106、107与递变器U₆联结。

所述的智能充电机构是由；充电电路板12、智能充电模块13、充电电池15组成；充电电路板12上装有智能充电模块13，即充电模块U₁₁，充电模块U₁₁的端子108、109联结交直流选择电路IC2的V_SS1端，充电模块U₁₁的端子117经电阻R23、端子116经发光二极管D8、电阻R24，端子115经发光二极管D9、电阻R25、端子114输出会合后经电容C8接V_SS1，同时端子117经接点W1、三极管T7、接点W3、电阻R31接交直流选择电路IC2的电源端V_SS1；充电模块U₁₁的端子112直接接交直流选择电路IC2的V_CC1电源端；充电模块U₁₁的端子113经R26、R27、电容C7、三极管T6进入电源变换电路IC1的+18V直流电源端VP，另一路经二极管D10、电阻R30、三极管T7、电阻R31联结IC2的V_SS1电源端；充电模块U₁₁的端子111、110输出后通过电阻R28、R29联通充电电池BA，即件号15，并同时联通交直流选择电路IC2上的VB1、VB2电源端，充电电池15即BA为通用直流固体电池。

所述的稳压散热机构由：结构相同的散热器21、22组成，在固定板45上装有稳压器44，散热片48，中间由螺钉46、螺母47固定。

本实用新型与背景技术相比具有明显的先进性和实用性、采用了计算机信息技术，使电控电路板，智能充电机构，液晶显示机构、指示装置、信息采集、数据计算、报警机构都置于单片计算机的控制指令之下；其显示为液晶模块显示，清晰度好、精确性强、变换快，可在同一时间显示储存的数据；本测试仪体积小、便于携带，操作简单方便，可移动，可在火力发电厂的各个生产场所测量氢气的露点，不需固定安装，一般一个中型发电厂配备1-2个本测试仪就可完成所有的测试任务，测试中不受环境影响，可在各种复杂、恶劣的环境中使用，测试一样准确，显示一样清晰，适应性强；本测试仪还设置了交直流两用电源，在没有220V交流电源时照样可完成测试任务；本测试仪还有报警装置，当测出氢气露点值超出标准时，可给出报警信号显示，以提示关、停或调整制氢设备，保证了生产安全；由于计算机技术的应用，使本测试仪程序化的完成信息摄取、采集、计算、指令、显示、报警功能，成为一完整的计算机控制的自动测试装置。

附图说明：

图1为测试仪整体结构图

图2为壳体座结构图

图3为壳体罩结构图

图4为图1的A-A剖面图

图5为测试仪工作原理框图

图6为测试仪电路框图

图7为测试仪电控电路图

图8为智能充电电路图

图9为稳压散热器主视图

图10为稳压散热器俯视图

图11为液晶显示器外形图

以下结合附图对本实用新型做进一步详述；

图1、2、3所示，壳体罩2套在壳体座1上，并用螺钉27固定，壳体座1正面左侧为兰紫色矩形显示屏，以显示所测氢气露点、温度、相对湿度、绝对温度、氢气压力，右侧装有电源指示灯5、充电指示灯6、充电运行选择开关7、交直流选择开关8、量程选择开关9、报警设置旋扭10；壳体罩2两侧有散热孔28、安装螺钉27、上部有提手4；壳体座1和壳体罩2均用1毫米厚的钢板制作；壳体座1正面设有方窗29、螺钉孔32、安装孔30、31，底部有安装孔36、侧部设有安装孔32，后部设有安装孔34、41、43、方窗35。

图4所示，此为图1的A-A剖面图，正面中间装有电控电路板11、单片计算机14，充电电路板12、智能充电模块13；左侧装有液晶显示模块3、显示控制器26，及指示灯5、6、开关7、8、9、旋扭10；右侧装有充电电池15、电源开关17、保险管16、多芯插座18、19、33、电源插座25；左下部装有变压器9、稳压散热器21、22；

多芯插座18设D、E、F、H端点，多芯插座18通过导线23接通外部受控设备52，它接受单片计算机的指令，对制氢系统实现控制，多芯插座19通过导线50接通氢气管道上的压力传感器53上的对应联结点，多芯茶座33通过导线51接通氢气管道上的温湿度传感器54上的对应联结点，多芯插座18、19、33通过导线23、50、51、多芯插头40、39、38，分别与外部受控设备52、氢气压力传感器53，氢气温湿度传感器54相联，不可错位联结，否则将产生使用错误。

图4、9、10所示稳压散热器21、22是为了解决集成稳压器44的散热而设置的，两结构一样，是在固定板45上安装稳压器44，然后安装由金属薄板制成的叶片式散热片48，并用螺钉46、螺母47固紧，由于散热片为多个叶片组成，散热面积较大，通过壳体罩1的散热孔排出，既可解决稳压器的自身热量的散失，又可使壳体内的电器元件热量散失。

图11所示，液晶显示机构由液晶显示模块3和液晶显示控制器26组成，并联通测试仪电控电路板11及单片计算机14，显示模块3和控制器26可整体配套购置安装，以显示快捷、灵敏为佳，可采用DMF-50081型模块和SED1330模块控制器。

图4、8所示，智能充电机构由充电电路板12、智能充电模块13、充电电池15组成一完整自动充电装置，模块13为计算机控制模块，装在充电电路板12上并联通充电池15；接通220V电源后，将充电运行选择开关置于充电位置，交直流选择开关置于交流位置，就可通过充电电路自动的完成充电功能，充电池15为直流固体储能式电池；当把交直流选择开关置于直流位置后就可使充电电池15的电流供测试仪使用。

图5为测试仪工作原理图，测试仪在单片计算机的控制下，使电控电路板、电压变换、液晶显示机构，智能充电构、稳压散热机构、信息采集、信息指示互相联动。

图6为测试仪电控电路框图，单片计算机CPU可采用PIC16C65型，其左侧为输出入端、右侧为输出端，并与各个分电路联通，采用直流电源为+5V、+18V、±12V、+15V，以计算机为中心组成一完整的工作电路。

本实用新型的使用方法如下：

首先将220V电源插头20接通，然后将多芯插头40、39、38分别插入外部受控设备52、氢气压力传感器53、氢气温湿度传感器54，将充电运行开关置于运行位置，交直流开关置于交流位置，量程选择开关9、报警旋扭10置于开启选择位置，然后将电源开关17开启，指示灯5即点亮，电控电路板11、计算机14即开始工作，由多芯插头39、38摄取的氢气压力传感器53、氢气温湿度传感器54的数据信息，经计算机14计算、变换、信息处理后，向液晶显示控制器26发出指令，液晶显示模块3在显示控制器26的控制下，开始显示氢气压力、温度、露点、湿度；显示数值每间隔1-2秒即被刷新变换一次，数据超过预先设定值时，计算机即发出指令、蜂鸣器报警，控制执行机构开始工作，通过多芯插头40接通外部受控设备，关、停或调整制氢设备，从而自动的完成了氢气信息摄取、传输、计算、指令、显示、报警的全过程。当没有220V电源时，即可把交直流开关置于直流位置，充电电池15即可接通工作，电控电路板11及计算机14及其他部件均开始工作，效果一样。

还可利用此技术进行其他气体露点的测量。

Claims (4)

1、一种便携式液晶显示氢气露点测试仪，本使用新型的主要结构由：壳体座、壳体罩、液晶显示模块、液晶显示控制器、电控电路板、单片计算机、智能充电机构、稳压散热机构、变压器、多芯插头、插座、调控开关、指示灯、电缆导线组成；其特征为在壳体座(1)的上方装有壳体罩(2)、提手(4)，壳体座(1)的正面中间位置装有液晶显示模块(3)，壳体座(1)的右侧上方有指示灯(5)、(6)，中间有开关(7)、(8)、(9)，下方有旋扭(10)；壳体座(1)的内部中间位置装有电控电路板(11)、充电电路板(12)，电控电路板(11)上装有单片计算机(14)，充电电路板(12)上装有智能充电模块(13)，壳体座(1)的内部左侧板上装有液晶显示模块(3)及液晶显示控制器(26)，壳体座(1)的右侧板上装有充电电池(15)、保险管(16)、电源开关(17)、多芯插座(18)、(19)、(33)、电源插座(25)，壳体座(1)的右下方装有稳压散热器(21)、(22)、变压器(49)，各电器零部件之间由电缆导线联结。

2、根据权利要求1所述的便携式液晶显示氢气露点测试仪，其特征在于所述的电控电路板(11)上有单片计算机(14)及14个分电路，即电源变换电路IC1、交直流选择电路IC2、直流变换电路IC3、可调稳压电路IC4、可调稳压电路IC5、逆变电路IC6、显示器直流变换电路IC7、晶体震荡电路IC8、量程选择电路IC9、单片计算机监控电路IC10、模拟数字转换电路IC11、控制执行机构继电器电路IC12、报警电路IC13、液晶显示电路IC14；

电源变换电路IC1：220V交流电源经K、L点进入K₁，一路经电阻R₅、二极管D₂滤波接发光二极管D₃进行电源显示，一路经变压器TC变压后，经二极管D₄、D₅、D₆、D₇组成整流桥整流后接电容C₁、C₂进入稳压器U8、U9，稳压器U8输出后通过+18V电源接点V_P进入充电电路，稳压器U9输出后进入交直流选择电路IC2的开关K₃；

交直流选择电路IC2：开关K₃通过切换分别给两个电路供电，一路通过接点V_CC1、V_SS1进入充电电路，一路进入直流变换电路开关K₄，开关K₄通过接点V_B1V_B2进入充电电路；

直流变换电路IC3：由开关K₄传输来的直流电压信号进入直流变换器U7、通过端子85、84、接点I、G向计算机U₁输入+5V直流电压，通过端子83、82进入可调稳压电路IC4，通过端子81、82进入可调稳压电路IC5，U₇的端子84、85通过P、Q点联结液晶显示控制电路IC14的端子54、57；

可调稳压电路IC4：由变换器U₇传输来的+12V电压信号经电阻R17、R18、R19、可调稳压器T3稳压后，通过接点M及稳压电路IC5的O点接多芯插座，给外配的传感器供电；

可调稳压电路IC5：由变压器U₇传输来的-12V直流电压信号，经电阻R20、R21、R22及可调稳压器T4稳压后通过接点O、N，进入多芯插座、给外配的传感器供电。

逆变电路IC6：由直流变换电路IC3的端子84、85接点及P、Q传输来的+5V直流电压信号进入电源逆变器U₆，由逆变器U₆输出的高频交流信号通过端子77、78进入液晶显示模块(3)的端子106、107；

显示器直流变换电路IC7：由直流变换IC3的变换器U₇传输来的电压信号进入变换器U₅、R16，变换后与液晶显示控制电路的端子55、56联结；

晶体振荡电路IC8：晶体振荡器XT联通电容C3、C4滤波后联结单片计算机U₁的端子11、12；

量程选择电路IC9；+5V的直流V_CC接通后经电阻R4进入单片计算机U₁的端子8，另一路经开关K2接地；

计算机监控电路IC10：+5V直流电源V_CC接通后经电阻R2、R3接地，另一路经端子36进入监控芯片U₃，U₃的端子37、38接二极管D₁，U₃的端子41、40、39分别联结单片计算机U₁的端子5、6、7；

模拟数字转换电路IC11：+5V直流电源V_CC接通后经电阻R1接地，另一路进入模拟数字转换器U₂，U₂的端子28、29、30分别联结外配信息传感器的A、B、C端，转换器U₂的端子35、34、33、32分别联结单片计算机U₁的1、2、3、4端子；

控制执行机构继电器IC12：由单片计算机U₁的端子3、14输出，一路经电阻R10、R11、三极管T1联结固态继电器SSR1，再经电阻R8、电容C5、压敏电阻YM1联结多芯插座(18)的D、E端；另一路经电阻R12、R13、三极管T2进入固态继电器SSR2，再经电阻R9、电容C6、压敏电阻YM2联结多芯插座(18)的F、H端；固态继电器SSR1、SSR2分别经电阻R7、R6与+5V直流电源V_CC联通；

报警电路IC13：由单片计算机U₁的端子15输出后联结光电耦合器TP，光电耦合器TP一路经三极管T5接地，一路联通蜂鸣器FM，另一路经电阻R14联通+5V直流电源V_CC；

液晶显示控制电路IC14：单片计算机U1的端子16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27分别联结液晶显示控制器U₄的端子42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53，控制器U₄的端子71、70、69、68、67、66、65、64、63、62、61、60、59、58分别联结液晶显示模块U₁₀的端子92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105，同时，控制器U₄通过端子106、107与递变器U₆联结。

3、根据权利要求1所述的便携式液晶显示氢气露点测试仪，其特征在于所述的智能充电机构是由：充电电路板(12)、智能充电模块(13)、充电电池(15)组成；充电电路板(12)上装有智能充电模块(13)，即充电模块U₁₁，充电模块U₁₁的端子108、109联结交直流选择电路IC2的V_SS1端，充电模块U₁₁的端子117经电阻R23、端子116经发光二极管D8、电阻R24，端子115经发光二极管D9、电阻R25、端子114输出会合后经电容C8接V_SS1，同时端子117经接点W1、W2、三极管T7、接点W3、电阻R31接交直流选择电路IC2的电源端V_SS1；充电模块U₁₁的端子112直接接交直流选择电路IC2的V_CC1电源端；充电模块U₁₁的端子113经R26、R27、电容C7、三极管T6进入电源变换电路IC1的+18V直流电源端VP，另一路经二极管、电阻R30、三极管T7、电阻R31联结IC2的V_SS1电源端；充电模块U₁₁的端子111、110输出后通过电阻R28、R29联通充电电池BA，即件号(15)，并同时联通交直流选择电路IC2上的VB1、VB2电源端，充电电池(15)即BA为通用直流固体电池。

4、根据权利要求1所述的便携式液晶显示氢气露点测试仪，其特征在于所述的稳压散热机构由：结构相同的散热器(21)、(22)组成，在固体板(45)上装有稳压器(44)、散热片(48)，中间由螺钉(46)、螺母(47)固定。

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