数字化红外温度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数字化红外温度传感器，特别是应用于铁路车辆轴温探测系统。
【背景技术】
[0002]铁路车辆轴温智能探测系统(THDS)作为车辆运行安全监控系统(5T)的重要组成部分，利用轨边高速红外温度传感器和智能跟踪装置实时检测运行车辆的轴承温度，进行跟踪报警，能够及时发现车辆热轴，从而防止热切轴，是确保铁路运输安全的重要行车设备。
[0003]作为铁路车辆轴温探测系统核心的红外温度传感器一直以来都采用模拟信号完成数据传输及命令通信。模拟信号抗干扰性能差，应用多个传感器时无法实现各个通道的数据整合，系统设计不灵活。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种数字化红外温度传感器，将现有基于模拟信号传输的红外温度传感器全面数字化，将红外温度敏感元件采集到的模拟电压信号经嵌入式处理器转换成数字信号后通过以太网进行数字信号传输，同时上位机也通过以太网发送控制及调整命令实现外部控制传感器工作。
[0005]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种数字化红外温度传感器，其组成包括:红外温度敏感元件、嵌入式处理器、元温传感器、制冷电路、网络模块，所述的红外温度敏感元件单向传输信号至信号放大电路，所述的信号放大电路单向传输信号至所述的嵌入式处理器，所述元温传感器单向传输信号至元温转换电路，所述的元温转换电路单向传输信号至所述的嵌入式处理器，所述嵌入式处理器单向传输信号至校零/保护门电路，所述的嵌入式处理器单向传输信号至制冷电路，所述的制冷电路单向传输信号至制冷元件，所述嵌入式处理器双向传输信号至所述的网络模块。
[0006]所述的数字化红外温度传感器，所述的元温转换电路承接所述的元温传感器的信号至电阻R2的一端、可变电阻RWI的一端、电阻R3的一端与电容Cl的一端，所述的电阻R2并联芯片Ul的引脚I号、所述的芯片Ul的引脚2号与电阻Rl的一端，所述的电阻Rl的另一端连接所述的可变电阻RWl的另一端，所述的芯片Ul的引脚6号并联所述的电阻R3的另一端与所述的电容Cl的另一端；
所述的芯片Ul的引脚3号并联可变电阻RW2的一端与电阻R4的一端，所述的可变电阻RW2的另一端连接电阻R5的一端，所述的电阻R5的另一端连接所述的芯片Ul的引脚4号，所述的电阻R4的另一端连接所述的芯片Ul的引脚4号；
所述的芯片UI的引脚7号并联电容C 2的一端、电阻R 8的一端与电阻R9的一端，所述的电阻R8的另一端接地，所述的电阻R9的另一端并联电阻RlO的一端与运算放大器的U2的正相输入端，所述的运算放大器的U2的反相输入端与所述的运算放大器的U2的输出端均连接电阻Rll的一端，所述的电阻Rll的另一端将信号传至所述的嵌入式处理器；
所述的芯片Ul的引脚8号连接NPN型三极管Ql的发射极e，所述的芯片Ul的引脚9号连接所述的NPN型三极管Ql的基极b，所述的芯片Ul的引脚10号并联所述的NPN型三极管Ql的集电极c与所述的电容C2的另一端；
所述的芯片Ul的引脚12号连接电阻R6的一端，所述的电阻R6的另一端连接电阻R7的一端，所述的电阻R6的另一端连接所述的元温传感器的信号；
所述的芯片Ul的引脚13号与所述的芯片Ul的引脚14号均连接所述的元温传感器的信号。
[0007]所述的数字化红外温度传感器，所述的信号放大电路承接所述的红外温度敏感元件的信号至运算放大器的U4的反相输入端与电阻R21的一端，所述的运算放大器的U4的正相输入端并联电阻R24的一端与电阻R22的一端，所述的电阻R24的另一端连接电阻R25的一端，所述的电阻R25的另一端接地，所述的电阻R22的另一端并联所述的电阻R21的另一端与电阻R23的一端，所述的电阻R23的另一端接地；
所述的运算放大器的U4的输出端连接电阻R26的一端，所述的电阻R26的另一端并联电阻R28的一端、电容C7的一端与运算放大器的U5的反相输入端，所述的运算放大器的U5的正相输入端串联电阻R27，所述的运算放大器的U5的输出端并联所述的电阻R28的另一端、所述的电容C7的另一端与电阻R29的一端，所述的电阻R29的另一端连接运算放大器的U6的反相输入端、电阻R30与电阻R31，所述的电阻R30并联电容C8，所述的电阻R31并联电容C9，所述的运算放大器的U6的正相输入端连接电阻R32，所述的电阻R31并联所述的电容C9后并联所述的运算放大器的U6的输出端与电阻R33的一端，所述的电阻R33的另一端并联电阻R34的一端、电阻R35的一端与电容ClO的一端，所述的电阻R34的另一端接地，所述的电容ClO的另一端连接电阻R36的一端，所述的电阻R36的另一端并联运算放大器的U7的反相输入端、可变电阻RW3的一端与电容Cll的一端，所述的电阻R35的另一端连接所述的运算放大器的U7的正相输入端，所述的可变电阻RW3与所述的电容Cll并联后再并联所述的运算放大器的U7的输出端与电阻R37的一端，所述的电阻R37的另一端并联电阻R38的一端与所述的嵌入式处理器，所述的电阻R38的另一端接地。
[0008]所述的数字化红外温度传感器，所述的嵌入式处理器发出控制信号CTR，所述的控制信号CTR传递给并联的电阻R13的一端与电阻R12的一端，所述的电阻Rl 3的另一端连接PNP型三极管Q2的基极b，所述的PNP型三极管Q2的发射极e连接所述的电阻R12的另一端，所述的PNP型三极管Q2的集电极c连接继电器Kl的正端，所述的继电器Kl的正端与所述的继电器Kl的负端之间串联二极管Dl，所述的继电器Kl的校零电压JLV+并联电阻RVl的一端与电阻R14的一端，所述的电阻R14的另一端串联电容C3的一端，所述的电容C3的另一端并联所述的电阻RVl的另一端、所述的继电器Kl的引脚9号与所述的继电器Kl的引脚11号，所述的继电器KI的引脚11号与所述的继电器KI的引脚6号之间连接电容C4，所述的电容C4连接磁簧继电器K2的引脚2号与所述的磁簧继电器K2的引脚6号；
所述的磁簧继电器K2的引脚I号连接电阻R15的一端，所述的电阻R15的另一端并联电容C5的一端与运算放大器的U3的反相输入端，所述的运算放大器的U3的正相输入端连接电阻R16的一端，所述的电阻R16的另一端接地，所述的放大器的U3的输出端并联电容C5的另一端与调整输出信号JLOUT; 所述的放大器的U3连接PNP型三极管Q4的发射极e，所述的PNP型三极管Q4的基极b并联电阻R19的另一端与电阻R20的一端，所述的电阻R20的另一端并联电压负端与所述的PNP型三极管Q4的集电极c;
所述的放大器的U3连接NPN型三极管Q3的发射极e，所述的NPN型三极管Q3的集电极c并联电阻R17的一端与电压正端，所述的NPN型三极管Q3的基极b并联所述的电阻R17的另一端与电阻R18的一端，所述的电阻R18的另一端连接所述的电阻R19。
[0009]所述的数字化红外温度传感器，所述制冷电路包括集成电源模块UPl，所述的集成电源模块UPl的引脚1、引脚4、引脚5、引脚30、引脚32、引脚33、引脚34与引脚37相连接；
所述的集成电源模块UPl的引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20与引脚40均接地，所述的集成电源