专利名称：试验数据采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于压力、温度、流量等测试设备技术领域，尤其适用于试验单位进行 非固定式安装，可以实现压力、温度、流量等试验数据信号连续采集的装置。
背景技术：
目前，公知的试验数据采集装置所有通道与试验仪表(热电偶、变送器等)的连接、 不同采集板之间的连接均由手工完成，没有机箱外壳配置，而且在使用变送器测量压力或 差压信号时，均需要单独为每台变送器供给MV电源，给现场测试工作带来较多的困难。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种试验数据采集装置，主要解决现有测试装置在现 场安装不方便以及变送器测量供电问题，具有结构简单、接线方便、统一供电、稳定可靠性 强等功能，可以在现场方便地连接热电偶、热电阻、压力变送器或差压变送器等测试仪表， 实现压力、温度或流量等信号的连续稳定采集。本装置主要应用于发电厂汽轮机组的热力 试验，也可应用于其它行业类似设备的试验。本实用新型是这样实现的一种试验数据采集装置，其特征在于将分散式采集板 安装在机箱内，并将分散式采集板的各通道的测试连接线和数据输入输出线接线端子引至 机箱面板的航空插头上，以方便连接各类测试仪表；同时机箱内布有测量电流信号通道即 变送器的统一供电线路，以对每个仪表统一供电。所述的统一供电线路供电电压为MV，由外部220V电压经过电源转换器转换而 来，并在机箱上设置输入输出端，以方便为下一块板子供电。所述的分散式试验采集板为英国施伦伯杰仪器公司生产的IMP分散式数据采集 板35951C-35953A型，有20个通道，所能连接的测试仪表有热电偶、压力变送器或差压变送 器，测量温度、压力或流量；热电偶通道，其连接线采用K型热电偶补偿导线，并将温度通道 的G端和L端短接；压力或流量通道在连接器内部Hi和Lo端并联一个100 Ω电阻。所述的分散式试验采集板也可为英国施伦伯杰仪器公司生产的IMP分散式数据 采集板3595 1B-3595 型，有10个通道，测量温度，连接的测试仪表有热电阻。所述的分散式采集板数量大于3块时，在最后一块板上安装Terminal终端块。所述的试验数据采集装置，其特征在于机箱面板上设置以下端口 24V电源 端口 2个，一进一出；试验模拟信号通道20个或10个(根据原采集板的通道数量定， 35951C-35953A为20个通道，3595 1B-3595 3B为10个通道);采集板输入输出数字信号通 道2个；对电源端口安装两芯航空插头；模拟信号测量通道安装三芯或四芯航空插头，热电 阻信号测量采用四芯插头，电流信号测量采用三芯插头；输入输出数字信号通道安装四芯 航空插头，采集板为多个，温度通道不需要供给24V直流电源，而每个压力或流量通道需要 与MV电源输入端连接，实现MV电源在测量回路中的串接。本实用新型的积极效果是有效解决了原有测试装置在现场安装不方便以及变送器测量供电问题，具有结构简单、接线方便、统一供电、稳定可靠性强等功能，可以在现场方 便地连接热电偶、热电阻、压力变送器或差压变送器等测试仪表，实现压力、温度或流量等 信号的连续稳定采集。本装置主要应用于发电厂汽轮机组的热力试验，亦可应用于其它行 业类似设备的试验。以下结合实施例及其附图作详述，但不作为对本实用新型的限定。
图1为实施例机箱内连接示意图。图2为图1的机箱面板示意图。图3为图2的机箱内部俯视图。图4、图5为通道布线示意图。图中，25-电压信号接点，沈-电流信号接点，27-温度测量，28-压力(流量测 量)，29-电源输入，30-电源输出，31-数据输入，32-数据输出；1 20信号测量通道， 21-电源输入，22-电源输出，23-数据输入，24-数据输出；51 M固定采集板的螺孔； 101和102为航空插头的两个芯(芯的材料为热电偶同型号材料)，分别连接着采集板适配 器内的负极和正极，用来测量热电偶温度信号；103、104分别为MV电源输入端的负极和正 极，输入端用普通2芯航空插头，115、116为并联到相邻端子的电源连接线；105、106为航空 插头的两个芯，分别连接着采集板适配器的负极和正极，用来测量电流信号；109、110、111、 112、113、114、115、116为连接线缆，109、110材料为同型号的热电偶补偿导线(其它均为普 通导线)。
具体实施方式
实施例1 根据原采集板尺寸设计机箱，内部电路原理图见图1，机箱端子面板示 意图见图2，机箱内部俯视图见图3，通道布线示意图见图4、图5。该试验数据采集装置，将分散式采集板安装在机箱内，并将分散式采集板的各通 道的测试连接线和数据输入输出线接线端子引至机箱面板的航空插头上，以方便连接各类 测试仪表；同时机箱内布有测量电流信号通道即变送器的统一供电线路，以对每个仪表统 一供电。一供电线路供电电压为MV，由外部220V电压经过电源转换器转换而来，并在机箱 上设置输入输出端，以方便为下一块板子供电。分散式试验采集板为英国施伦伯杰仪器公 司生产的IMP分散式数据采集板35951C-35953A型，有20个通道，所能连接的测试仪表有 热电偶、压力变送器或差压变送器，测量温度、压力或流量；热电偶通道，其连接线采用K型 热电偶补偿导线，并将温度通道的G端和L端短接；压力或流量通道在连接器内部Hi和Lo 端并联一个100 Ω电阻。分散式试验采集板或为英国施伦伯杰仪器公司生产的IMP分散式 数据采集板3595 1B-3595 型，有10个通道，测量温度，连接的测试仪表有热电阻。分散 式采集板数量大于等于3块，在最后一块板上安装Terminal终端块，使用时作为最后一块 板子使用。实施方案在设计时，借鉴了德国SIEMENS公司和ALSTOM公司试验设备经验。实施 时所采用的采集板为英国施伦伯杰仪器公司生产的IMP分散式数据采集板，其型号共有两 种，分别为；3595 IC (配；3595 3A连接器)和；3595 IB (配；3595 连接器)，前者可以测量直流电压、直流电流、温度信号，后者可以测量电压、电阻、温度、应变信号，连接变送器时， 既可以通过测量电压，来转换为压力(差压)信号，也可以通过测量电流来转换，一般来说， 使用电流信号更方便些，因此方案设计时仍然沿用这个习惯，即通过在压力或流量测量通 道在连接器内部Hi和Lo端并联一个100 Ω电阻来实现。本方案实施后，采集装置可以测 量以下四种仪器信号热电偶、热电阻、压力变送器、差压变速器，其中3595 1C-3595 3Α用 于热电偶、压力变送器、差压变送器，3595 1Β-3595 用于热电阻。实施第一步，按照采集板尺寸设计机箱，机箱面板如图2，1 20为模拟信号测量 通道，21-电源输入。，22-电源输出，23-数据输入，24-数据输出。电源输入、电源输出采用 二芯航空插头，数据输入、数据输出采用四芯航空插头，模拟信号通道均采用三芯插头，对 于3595 1Β-3595 型采集板来说，其模拟信号通道有10个，采用四芯插头，其它均与前述 一样。实施第二步，按照图1和图4布置内部线路，各类信号电缆的正极、负极、屏蔽与航 空插头的连接顺序可自行约定，但是一定要统一，否则会出现测试困难，甚至出现烧毁仪器 现象。内部线缆焊接时，对于不同仪表，需要区分其型号、规格或材料，热电偶采用K型热电 偶补偿导线，数据输入和数据输出连接线采用专用线缆，电源连接采用白色普通导线，压力 (差压)变送器采用黑色普通导线，热电阻采用专用耐高温线缆。连线之前，需要按照图4对相关通道做如下工作连接热电偶测量温度的通道， 将G端和L端短接(如图，107)，压力或流量测量通道在Hi端和Lo端并联一个100 Ω电阻 (如图，108)。电源输入(图29)和电源输出(图，30)是为变送器供电而设计的，仅与压力或流量 测量通道连接(图，111、112、113、114、115)，电源输入接M直流电源，来自于专用的电源转 换器。这样的线路布置即可实现对每台变送器的供电，从而取代了从就地为每台变送器供 电的方案。采集装置在使用时，每块采集板需设置有不同的索引地址，本方案在实施时，地址 号按照由小到大进行了统一设置，并将其对应编号喷漆在机箱外壳。当采集系统中使用的采集板数量超过3块时，必须且只能在最后一块板上安装终 端块，该终端快安装于采集板的固定位置，系统才能识别，由于加装机箱以后，所有元件均 相对固定，不方便更改，因此，本方案实施时，将终端块分别安装于地址编号为N2 5和施10 的采集板上，以作为备用或作为两套系统使用，使用时该板子只能作为最后一块板子使用。考虑到有些场合下，需要直接串联4 20mA电流信号，原设计思路为，如果需串接 信号，可在电源输入端插上已短路过的航空插头，这样，内部电源线路即形成回路，但在实 践中发现，相邻两个通道会互相影响，信号不稳定，重新调整方案为，将原来供电线路断开。由于3595 1C-3595 3A板连接信号有以下三种热电偶温度信号、变送器电流信 号、直接串接电流信号，因此，各类信号通道数量的优化配置需要考虑，本方案在实施中作 如下考虑既能满足现场温度和压力、流量测点使用数量，又可以尽量减少采集板的数量， 进而减少数据传输电缆长度，施01、施02、施03、施04机箱，通道01 - 10采集热电偶温度 信号，通道11 - 20采集变送器压力(差压)信号，N2 05机箱，通道01 - 10直接串接现场 电流信号，通道11-20采集变送器压力(差压)信号，并在该板子上安装Terminal终端块， Na 06,No 07,No 08,No 09机箱，通道01 — 10采集热电偶温度信号，通道11 一 20采集变送器压力(差压)信号，N2 10机箱，通道01 - 10直接串接现场电流信号，通道11-20采集变送 器压力(差压)信号，并在该板子上安装Terminal终端块，Ns 1Γ No 15机箱，通道01 — 10 采集热电阻温度信号。后10个通道为电流信号，这样，加上3595 IB板的温度测量信号，基 本就可以满足现场要求。 新型数据采集装置的特点简化了现场仪器仪表的连接，提高了可靠性，提高了工 作效率，减少了维护量；通过在机箱上布置电源，可以方便地统一为变送器供电，改变了原 来变送器单独供电的方式；采集板地址编号固定，并与机箱编号一致，便于管理数量较多的 采集板。
权利要求1.一种试验数据采集装置，其特征在于将分散式采集板安装在机箱内，并将分散式采 集板的各通道的测试连接线和数据输入输出线接线端子引至机箱面板的航空插头上，以方 便连接各类测试仪表；同时机箱内布有测量电流信号通道即变送器的统一供电线路，对每 个仪表统一供电。
2.根据权利要求1所述的试验数据采集装置，其特征在于所述的统一供电线路供电电 压为MV，由外部220V电压经过电源转换器转换而来，并在机箱上设置输入输出端。
3.根据权利要求1所述的试验数据采集装置，其特征在于所述的分散式试验采集板为 英国施伦伯杰仪器公司生产的IMP分散式数据采集板35951C-35953A型，有20个通道，所 能连接的测试仪表有热电偶、压力变送器或差压变送器，测量温度、压力或流量；热电偶通 道，其连接线采用K型热电偶补偿导线，并将温度通道的G端和L端短接；压力或流量通道 在连接器内部Hi和Lo端并联一个100 Ω电阻。
4.根据权利要求1所述的试验数据采集装置，其特征在于所述的分散式试验采集板为 英国施伦伯杰仪器公司生产的IMP分散式数据采集板3595 1B-3595 3B型，有10个通道， 测量温度连接的测试仪表有热电阻。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的试验数据采集装置，其特征在于所述的分散式采集 板数量大于等于3块，在最后一块板上安装Terminal终端块，使用时作为最后一块板子使 用。
专利摘要本实用新型提供了一种试验数据采集装置，属于测试设备技术领域。将分散式采集板安装在机箱内，并将分散式采集板的各通道的测试连接线和数据输入输出线接线端子引至机箱面板的航空插头上，以方便连接各类测试仪表；同时机箱内设有测量电流信号即变送器的通道统一供电线路，以对每个仪表统一供电。具有结构简单、接线方便、统一供电、稳定可靠性强等功能，可以在现场方便地连接热电偶、热电阻、压力变送器、差压变送器等仪表，实现压力、温度、流量等信号的连续稳定采集。本装置主要应用于发电厂汽轮机组的热力试验，也可应用于其它行业类似设备的试验。
文档编号G01K7/10GK201903365SQ20102060854
公开日2011年7月20日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者姚力强, 王兴国 申请人:河北省电力研究院