专利名称：一种热电偶离线检测仪的制作方法
技术领域：
一种热电偶离线检测仪技术领域[0001]本实用新型属于检测仪表技术领域，尤其涉及一种热电偶离线检测仪。
背景技术：
[0002]随着科学技术的发展，钢铁企业连铸自动化程度不断提高。在钢水连铸过程中， 结晶器是铸机设备中非常重要的设备，结晶器的工作状况将直接影响铸坯质量，而基于热电偶测温的漏钢预报系统可以有效的检测结晶器的工作状况并预防漏钢，从而提高生产效率。[0003]影响漏钢预报系统检测的准确性和稳定性的因素主要为相嵌在结晶器铜板上的多个热电偶的三个参数是否一致，即测温精度是否一致、响应时间是否一致以及稳定性是否一致。目前，采用热电偶检测仪对多个热电偶的上述三个参数进行检测，进而检测多个热电偶的测温精度是否一致，以及响应时间、稳定性是否一致。[0004]而现有技术中的热电偶检测仪，为实验室设备，体积巨大，对环境要求高，便携性差，不能满足钢铁企业等对其进行现场使用的要求，进而导致其市场应用前景较差。实用新型内容[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种热电偶离线检测仪，以使其体积较小、 使用方便、便携性好，从而满足钢铁企业等对其进行现场使用的要求，进而提高其市场应用前景。[0006]为此，本实用新型提供如下技术方案[0007]一种热电偶离线检测仪，包括[0008]用于采集多个热电偶的温度的温度采集装置；[0009]与所述温度采集装置相连，用于对所采集的多个热电偶的温度进行分析处理，检测多个热电偶的测温精度、响应时间以及稳定性的嵌入式工控机；[0010]与所述嵌入式工控机相连，用于进行人机交互操作的人机模块。[0011]优选的，所述温度采集装置包括[0012]用于连接多个热电偶的多路热电偶插孔；[0013]与所述多路热电偶插孔相连的温度采集卡。[0014]优选的，所述温度采集卡包括[0015]与所述多路热电偶插孔中每路分别相连的，用于对每路热电偶插孔连接的热电偶进行温度检测的多路测温单元；[0016]与所述多路测温单元同时相连的多路选通器；[0017]与所述多路选通器和所述嵌入式工控机同时相连，用于和所述嵌入式工控机相协调，完成数据的转换盒传输的微处理器。[0018]优选的，所述测温单元包括[0019]与热电偶插孔相连，用于接收所述热电偶的电信号并对所述电信号进行滤波放大的滤波放大器；[0020]与所述滤波放大器相连，用于根据热电偶的冷端补偿信号对放大后的电信号进行修正的冷端补偿器；[0021]与所述冷端补偿器相连，用于对修正后的电信号进行模数转换的模/数A/D转换器。[0022]优选的，所述嵌入式工控机包括基于Windows系列的检测软件和工控机硬件。[0023]优选的，所述热电偶离线检测仪，还包括与所述温度采集装置和所述嵌入式工控机同时相连，并用于为所述温度采集装置和所述嵌入式工控机提供稳定电源的电源模块。[0024]优选的，所述热电偶离线检测仪，还包括状态显示模块，所述状态显示模块包括[0025]与所述电源模块相连的，用于显示所述电源模块工作状态的电源指示灯；[0026]与所述嵌入式工控机相连的，用于显示所述嵌入式工控机工作状态的工控机工作指示灯；[0027]与所述嵌入式工控机相连的工控机重启指示灯；[0028]与所述嵌入式工控机相连的，用于显示所述热电偶离线检测仪工作状态的仪器指示灯。[0029]优选的，所述人机模块具体包括触摸式液晶显示屏。[0030]优选的，所述热电偶离线检测仪，还包括与所述嵌入式工控机相连的接口模块，所述接口模块包括鼠标接口、键盘接口、通用串行总线USB接口、推荐标准RS232接口和打印机接口。[0031]优选的，所述热电偶离线检测仪，还包括用于安装所述温度采集装置、所述嵌入式工控机、所述电源模块、所述人机模块、所述接口模块和所述状态显示模块的便携式保护箱。其中[0032]所述便携式保护箱包括箱体以及与所述箱体相连的箱盖。[0033]本实用新型实施例提供的热电偶离线检测仪，包括了温度采集装置、与所述温度采集装置相连的，用于对采集的多个热电偶的温度进行分析处理，检测多个热电偶的测温精度、响应时间以及稳定性的嵌入式工控机以及用于进行人机交互操作的人机模块。由于嵌入式工控机无风扇结构、体积小巧(公知)，故集成了嵌入式工控机的本实用新型具有体积较小的特点，使用方便、便携性好，从而满足了钢铁企业等对其进行现场使用的要求，进而提高了其市场应用前景。


[0034]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0035]图I是本实用新型实施例提供的热电偶离线检测仪的结构示意图；[0036]图2是本实用新型实施例提供的温度采集装置的工作原理图；[0037]图3是本实用新型实施例提供的热电偶离线检测仪的面板结构示意图；[0038]图4是本实用新型实施例提供的热电偶离线检测仪的工作流程图。
具体实施方式
[0039]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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。[0040]本实用新型提供了一种热电偶离线检测仪，请参见图1，该热电偶离线检测仪包括温度采集装置100、嵌入式工控机200和人机模块300，其中[0041]温度采集装置100，用于采集多个热电偶的温度。[0042]其中，温度采集装置100包括用于连接多个热电偶的多路热电偶插孔；以及与上述多路热电偶插孔相连，用于采集多个热电偶的温度的温度采集卡。上述温度采集卡具体包括多路测温单元、多路选通器和微处理器。上述多路测温单元与上述多路热电偶插孔中每路分别相连，用于对每路热电偶插孔连接的热电偶的温度进行检测；上述多路选通器与上述多路测温单元同时相连；上述微处理器与上述多路选通器和上述嵌入式工控机同时相连，用于和上述嵌入式工控机相协调，完成数据的转换和传输。[0043]具体地，测温单元包括滤波放大器、冷端补偿器和A/D(Analog. Digital，模/数) 转换器，其中滤波放大器与热电偶插孔相连，用于接收上述热电偶的电信号并对电信号进行滤波放大；冷端补偿器与上述滤波放大器相连，用于根据热电偶的冷端补偿信号对放大后的电信号进行修正；A/D转换器与上述冷端补偿器相连，用于对修正后的电信号进行模数转换。[0044]为提高测量精度，本实施例具体采用高精度的A/D转换器。[0045]上述电信号具体为电动势。[0046]由于现有的漏钢预报系统需要同时检测60-90支热电偶，而现有的检测设备一般只能同时测量20-30支，不能大批量地对热电偶进行检测，从而降低了检测效率。为解决上述问题，本实施例中，温度采集装置100具体包括96路热电偶插孔，其可同时接入96支热电偶，即同时可有96路热电偶温度信号输入接口。在面板结构上，本实施例将上述96路热电偶插孔分别集成在两路热电偶插座上，即第一插座和第二插座，两路插座结构相同，分别设有48路电热偶插孔，记为1-48路和49-96路。相应地，温度采集卡集成分别与上述96路热电偶插孔相连的96路测温单元，分别对每路电热偶插孔上连接的电热偶进行温度测量。[0047]可见，本实用新型解决了上述问题，可以大批量地对热电偶进行检测，进而提高了检测效率。[0048]基于上述器件，请参见图2，温度采集装置100的工作原理如下各路输入信号即热电偶的电信号进入温度采集装置100后，在各路滤波放大器内被滤波放大；之后进入各路冷端补偿器，各路冷端补偿器根据热电偶的冷端补偿信号对放大后的电信号进行修正； 修正后的电信号在各路A/D转换器内被进行模数转换处理，转换为数字信号；多路选通器依次将各路数字信号传输给微处理器，微处理器将数字信号进行处理后传输至嵌入式工控机(图中未不出)。[0049]嵌入式工控机200与温度采集装置100相连，用于对所采集的多个热电偶的温度进行分析处理，检测多个热电偶的测温精度、响应时间以及稳定性。其中，嵌入式工控机200 具体通过USB (Universal Serial BUS，通用串行总线)接口与温度采集装置100相连。[0050]对热电偶的测温精度、响应时间以及稳定性进行检测的原理如下[0051]精度检测利用带有标准温度传感器的温度加热装置对待检测的热电偶进行预设温度加热，之后本实用新型的热电偶离线检测仪对热电偶的温度进行测量，并将测量的热电偶的温度以同时刻标准温度传感器的的温度为基准进行精度分析。[0052]响应时间检测温度加热装置对多个热电偶进行预设温度加热，直至每个热电偶的温度达到预设温度，本实用新型的热电偶离线检测仪记录每个热电偶从开始加热至达到预设温度所经历的时间，并将所记录的时间以预设响应时间(即标准温度传感器从开始加热至达预设温度所经历的时间)为基准，对热电偶响应时间进行分析、检测。[0053]稳定性检测在一定时长内，多次检测多个热电偶的测温精度和响应时间，并对每个热电偶的多次检测的测温精度和相应时间进行比较、分析，判断其测温精度和响应时间是否稳定。[0054]具体地，嵌入式工控机200包括基于Windows系列的检测软件和工控机硬件。[0055]工控机硬件具体包括但不限于性能可选配的硬盘、主板、内存等。[0056]上述检测软件安装在工控机中，其基于上述检测原理设计其功能，检测软件为用户提供一软件界面。该软件界面通过触摸式液晶显示屏(下文述及)将检测软件的功能呈现给用户，并接受用户的操作指令，在其后台程序的支撑下，实现对所采集的多个热电偶的温度进行分析处理，进而检测多个热电偶的测温精度是否一致、响应时间是否一致以及稳定性是否一致的功能。[0057]软件界面包括数据分析界面、系统参数设置界面、测量显示界面、查询界面以及数据输出方式界面。[0058]数据分析界面在后台程序的支撑下实现对热电偶进行测温精度、响应时间以及稳定性分析。[0059]系统参数设置界面包括测量参数设置子界面、调用默认参数子界面、热电偶型号选择子界面等。测量参数设置子界面上，分别列出了标准温度传感器和热电偶的参数。[0060]测量显示界面包括实时测量曲线显示区、测量数据数字显示区及操作提示等。其中，实时测量曲线显示区显示的测量曲线包括热电偶检测时的温度曲线图，上述测量曲线是不加任何人工处理的实时过程数据曲线，每次测量所得数据曲线都被保存在嵌入式工控机的硬盘上供以后查询分析；测量数据数字显示区所显示的内容包括被测热电偶的型号、 当前的日期时间、本次测量的数据编号等，存储时将这些内容逐一保存。[0061]查询界面可提供热电偶温度曲线查询功能，界面上可以再现当时测量时所得实时记录曲线及相关数据。查询时可采用上下翻页顺序浏览，也可以使用键盘输入数据编号的方式查询。[0062]数据输出方式界面提供可供选择的数据输出方式，该数据输出方式，包括USB输出方式、RS232输出方式和打印机输出接口。[0063]精度测量时，检测软件接收到温度采集装置传输的多个热电偶的温度以及标准温度传感器的温度，并自动计算出被测的多个热电偶与标准温度传感器之间的温差，如果温差大于被允许的误差，则检测软件判定被测热电偶不合格，应用时，应剔除不合格的热电7偶。[0064]响应时间检测时，检测软件计算出所有热电偶从开始加热到加热至预设温度各自所经历的时间，如果被测的热电偶所经历的时间与预设响应时间的差值大于被允许的误差，则检测软件判定被测热电偶不合格，应用时应将该不合格的热电偶剔除。[0065]稳定性检测时，在一定时长内，多次检测多个热电偶的测温精度和响应时间，检测软件对每一热电偶的多次测量的测温精度和相应时间进行比较、分析，判断其测温精度和响应时间是否稳定，若同一批次中热电偶性能(精度和响应时间)相差较大，差值大于被允许的误差，则检测软件判定稳定性不一致，在实际应用时应剔除稳定性差的热电偶，保证同一批次热电偶的稳定性。[0066]由于现有检测软件功能上相对成熟，本实施例中嵌入式工控机中安装的检测软件直接采用现有技术中检测软件。[0067]人机模块300，与嵌入式工控机200相连，用于进行人机交互操作。[0068]具体地，本实施例中，人机模块300采用触摸式液晶显示屏实现其人机交互的功倉泛。[0069]本实用新型实施例提供的热电偶离线检测仪，包括了温度采集装置、与上述温度采集装置相连的，用于对采集的多个热电偶的温度进行分析处理，检测多个热电偶的测温精度、响应时间以及稳定性的嵌入式工控机以及用于进行人机交互操作的人机模块。由于嵌入式工控机无风扇结构、体积小巧(公知)，故集成了嵌入式工控机的本实用新型具有体积较小的特点，使用方便、便携性好，从而满足了钢铁企业等对其进行现场使用的要求，进而提高了其市场应用前景。[0070]在本实用新型其他实施例中，上述热电偶离线检测仪还包括电源模块，电源模块与温度采集装置100和嵌入式工控机200同时相连，并用于为温度采集装置100和嵌入式工控机200提供稳定电源。其中，电源模块具体包括内置电源和电源插口。[0071 ] 电源模块供电的方式可以是充电式的，也可以是电池式的，若内置电源充满后，可以供电7小时，免去了检测现场找电源插座的麻烦，为用户使用本实用新型提供了方便。[0072]在本实用新型其他实施例中，上述热电偶离线检测仪还包括接口模块，接口模块设置于与嵌入式工控机200上，其包括鼠标接口、键盘接口、USB接口、RS232接口和打印机接口。[0073]该实施例中的各接口扩展了本实用新型的功能，为用户使用本实用新型提供了便利，例如，用户对仪器的操作可通过触摸式液晶显示屏实现，也可以通过分别连接于鼠标接口、键盘接口上的鼠标、键盘实现。[0074]在本实用新型其他实施例中，上述热电偶离线检测仪还包括状态显示模块，状态显示模块包括电源指示灯、工控机工作指示灯、工控机重启指示灯以及仪器指示灯。上述电源指示灯，用于显示电源模块工作状态的；工控机工作指示灯，用于显示嵌入式工控机工作状态；工控机重启指示灯在嵌入式工控机重启时显示；仪器指示灯用于显示上述热电偶离线检测仪工作状态。[0075]本实施例中的各个指示灯可方便用户实时了解热电偶离线检测仪的相关器件的工作状态。[0076]在本实用新型其他实施例中，上述热电偶离线检测仪还包括便携式保护箱，其用于安装温度采集装置100、嵌入式工控机200、人机模块300、电源模块、接口模块和状态显示模块。[0077]其中，便携式保护箱具体包括箱体以及与上述箱体相连的箱盖。[0078]本实施例中的便携式保护箱可起到防电磁干扰、防尘和防震作用，适用于不同的工作场合。[0079]具体地，本实用新型的热电偶离线检测仪将其包括的各器件集成在一体实现其功能，具有非常高的硬件集成和功能集成。[0080]请参见图3，其为本实用新型提供的热电偶离线检测仪的面板结构示意图，如图2 所示，面板左边集成了 2路热电偶插座第一插座I和第二插座2，2路热电偶插座分别包括 48路热电偶插孔，即1_48路和49_96路；面板中间为触摸式液晶显不屏3 ;面板右边从上至下依次为电源插口 4及电源指示灯5、嵌入式工控机启动键6及工控机工作指示灯7、嵌入式工控机重启键8及工控机重启指示灯9、仪器启动键10及仪器指示灯11、键盘接口 12、鼠标接口 13、USB接口 14、RS232接口 15和打印机接口 16。[0081]请参见图4，其示出了本实用新型的热电偶离线检测仪的工作流程，包括如下步骤[0082]SI :将被测热电偶连接到本热电偶离线检测仪的热电偶插孔上。[0083]S2 :连接电源(或直接使用内置电源供电)。[0084]S3 :启动嵌入式工控机，待嵌入式工控机启动后，进入检测软件的软件界面。[0085]S4 :启动温度采集装置(即按仪器启动键)。[0086]S5 :设置测量参数，开始检测。[0087]S6 :完成测量后，关闭热电偶离线检测仪。[0088]具体地，可在嵌入式工控式的windows界面上关闭热电偶离线检测仪，与普通电脑关机类似。[0089]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种热电偶离线检测仪，其特征在于，包括 用于采集多个热电偶的温度的温度采集装置； 与所述温度采集装置相连，用于对所采集的多个热电偶的温度进行分析处理，检测多个热电偶的测温精度、响应时间以及稳定性的嵌入式工控机； 与所述嵌入式工控机相连，用于进行人机交互操作的人机模块。
2.根据权利要求I所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，所述温度采集装置包括 用于连接多个热电偶的多路热电偶插孔； 与所述多路热电偶插孔相连的温度采集卡。
3.根据权利要求2所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，所述温度采集卡包括 与所述多路热电偶插孔中每路分别相连的，用于对每路热电偶插孔连接的热电偶进行温度检测的多路测温单元； 与所述多路测温单元同时相连的多路选通器； 与所述多路选通器和所述嵌入式工控机同时相连，用于和所述嵌入式工控机相协调，完成数据的转换和传输的微处理器。
4.根据权利要求3所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，所述测温单元包括 与热电偶插孔相连，用于接收所述热电偶的电信号并对所述电信号进行滤波放大的滤波放大器； 与所述滤波放大器相连，用于根据热电偶的冷端补偿信号对放大后的电信号进行修正的冷端补偿器； 与所述冷端补偿器相连，用于对修正后的电信号进行模数转换的模/数A/D转换器。
5.根据权利要求I所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，所述嵌入式工控机包括基于Windows系列的检测软件和工控机硬件。
6.根据权利要求I所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，还包括与所述温度采集装置和所述嵌入式工控机同时相连，并用于为所述温度采集装置和所述嵌入式工控机提供稳定电源的电源模块。
7.根据权利要求6所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，还包括状态显示模块，所述状态显示模块包括 与所述电源模块相连的，用于显示所述电源模块工作状态的电源指示灯； 与所述嵌入式工控机相连的，用于显示所述嵌入式工控机工作状态的工控机工作指示灯； 与所述嵌入式工控机相连的工控机重启指示灯； 与所述嵌入式工控机相连的，用于显示所述热电偶离线检测仪工作状态的仪器指示灯。
8.根据权利要求I所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，所述人机模块具体包括触摸式液晶显示屏。
9.根据权利要求I所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，还包括与所述嵌入式工控机相连的接口模块，所述接口模块包括鼠标接口、键盘接口、通用串行总线USB接口、推荐标准RS232接口和打印机接口。
10.根据权利要求9所述的热电偶离线检测仪，其特征在于，还包括用于安装所述温度采集装置、所述嵌入式工控机、所述电源模块、所述人机模块、所述接口模块和所述状态显示模块的便携式保护箱，其中 所述便携式保护箱包·括箱体以及与所述箱体相连的箱盖。
专利摘要本实用新型公开了一种热电偶离线检测仪，其包括用于采集多个热电偶的温度的温度采集装置；与所述温度采集装置相连，用于对所采集的多个热电偶的温度进行分析处理，检测多个热电偶的测温精度、响应时间以及稳定性的嵌入式工控机；与所述嵌入式工控机相连的，用于进行人机交互操作的人机模块。由于嵌入式工控机无风扇结构、体积小巧(公知)，故集成了嵌入式工控机的本实用新型具有体积较小的特点，使用方便、便携性好，从而满足了钢铁企业等对其进行现场使用的要求，进而提高了其市场应用前景。
文档编号G01K15/00GK202814599SQ20122033687
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者何涛焘, 田陆, 文华北 申请人:湖南镭目科技有限公司