专利名称：高炉炼铁炉温检测电路的制作方法
技术领域：
本发明属于工业控制技术领域，涉及一种电路，具体涉及一种高炉炼 铁炉温检测电路。
背景技术：
温度是工业生产中常见和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温 度进行检测与监控。高炉是一个包括复杂物理化学变化和传输过程的高温 反应器，生产实践表明炉温过高或过低都不利于高炉的正常生产。炉温过 高会使焦比升高并使铁产量降低，并且导致发生炉况故障；炉温过低会使 炉内反应热量不足甚至导致高炉事故发生。因此，炉温的检测与控制十分 关键。传统的温度检测方法往往费时、费力，效率底下，不便应用在对特 殊场合的温度检测中。
国内外常用单片机技术来设计温度检测系统，但在生产过程中由于强 干扰源、射频干扰和电磁干扰的存在，会影响单片机控制系统工作的可靠 性。另外，由于单片机受到本身采样频率的限制，温度测量过程输出的采 样时间间隔很长，影响了对扰动的行之有效的监测。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、功耗低、 成本低、实时性好的炉温检测电路。
本发明包括十字热电偶、第一瞬态抑制二极管D1、第二瞬态抑制二极 管D2、限幅保护二极管D3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C3、第三滤 波电容C4、第四滤波电容C5、三端滤波电容C2、第一交流反馈电容C6、 第二交流反馈电容C7、第一滤波电阻R1、第二滤波电阻R2、第三滤波电 阻R3、第一反馈电阻R4、第二反馈电阻R5、第三反馈电阻R6、第-一上拉 电阻R7、第二上拉电阻R8、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一运 算放大器0P1、第二运算放大器0P2、 A/D转换芯片ADS1100。
4第一瞬态抑制二极管Dl的阳极分别与十字热电偶的正极、第一滤波电
感Ll的一端和第一滤波电容Cl的一端连接，第一瞬态抑制二极管Dl的阴 极与第二瞬态抑制二极管D2的阴极连接，第一滤波电感L1的另一端与三 端滤波电容C2的一个正极端连接，三端滤波电容C2的另一个正极端与第 二滤波电感L2的一端连接，第二滤波电感L2的另一端分别与第二滤波电 容C3的一端、第一滤波电阻R1的一端连接，第一滤波电阻R1的另一端分 别与第二滤波电阻R2的一端、第三滤波电容C4的一端连接，第二滤波电 阻R2的另一端与第一运算放大器0P1的同向输入端连接，第一运算放大器 0P1的反向输入端分别与第一反馈电阻R4的一端、第二反馈电阻R5的一 端、第一交流反馈电容C6的一端连接，第二反馈电阻R5的另一端分别与 第一交流反馈电容C6的另一端、第一运算放大器0P1的输出端、第三滤波 电阻R3的一端连接，第三滤波电阻R3的另-一端分别与第四滤波电容C5的 一端、限幅保护二极管D3的阴极、第二运算放大器0P2的同向输入端连接， 第二运算放大器0P2的反向输入端分别与第三反馈电阻R6的一端、第二交 流反馈电容C7的一端连接，第三反馈电阻R6的另一端分别与第二交流反 馈电容C7的另一端、第二运算放大器0P2的输出端连接，十字热电偶的负 极、第二瞬态抑制二极管D2的阳极、第一滤波电容C1的另一端、三端滤 波电容C2的负极端、第二滤波电容C3的另一端、第三滤波电容C4的另一 端、第一反馈电阻R4的另一端、第四滤波电容C5的另一端、限幅保护二 极管D3的阳极接地，第一运算放大器0P1的正电源输入端、第二运算放大 器0P2的正电源输入端与+12V电源连接，第一运算放大器0P1的负电源输 入端、第二运算放大器0P2的负电源输入端与-12V电源连接。
A/D转换芯片ADS1100的1脚与第二运算放大器0P2的输出端连接， A/D转换芯片ADS1100的3脚与第一上拉电阻R7的一端连接，A/D转换芯 片ADS1100的4脚与第二上拉电阻R8的一端连接，第一上拉电阻R7的另 一端、第二上拉电阻R8的另一端以及A/D转换芯片ADS1100的5脚与+5V 电源连接，A/D转换芯片ADS1100的2脚和6脚接地。
本发明中的第一瞬态抑制二极管Dl、第二瞬态抑制二极管D2构成防 雷电电路，具有把过高的电压限制在一个安全范围之内，从而起到保护后面电路的作用。第一滤波电容C1、第一滤波电感L1与三端滤波电容C2 — 起构成第一n型滤波电路，三端滤波电容C2、第二滤波电感L2与第二滤
波电容C3—起构成第二n型滤波电路，第一滤波电阻R1、第三滤波电容
C4与第二滤波电阻R2 —起构成T型滤波电路，信号经过两个n型滤波电 路和一个T型滤波电路之后，滤除有害的高频成分。第一运算放大器0P1 与第一反馈电阻R4、第二反馈电阻R5、第一交流反馈电容C6—起构成同 向放大电路，使信号放大，其中第一反馈电阻R4与第二反馈电阻R5构成 确定放大系数的电路。第三滤波电阻R3和第四滤波电容C5构成RC滤波电 路，目的在于除去第一运算放大器0P1产生的有害高频噪声，改善信噪比。 限幅保护二极管D3提供限幅保护的作用。第二运算放大器0P2与第三反馈 电阻R6、第二交流反馈电容C7 —起构成正向电压跟随电路，目的在于提 供低阻抗输出，为A/D转换芯片ADS1100提供良好的信号。A/D转换芯片 ADS1100与第一上拉电阻R7和第二上拉电阻R8 —起构成A/D转换电路， 把模拟信号转换成数字信号提供给CPU处理。本发明采用的元器件成熟可 靠、成本低廉、来源丰富。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图进一步对本发明说明。
如图1所示，高炉炼铁炉温检测电路包括十字热电偶1、第一瞬态抑 制二极管Dl、第二瞬态抑制二极管D2、限幅保护二极管D3、第一滤波电 容C1、第二滤波电容C3、第三滤波电容C4、第四滤波电容C5、三端滤波 电容C2、第一交流反馈电容C6、第二交流反馈电容C7、第一滤波电阻R1、 第二滤波电阻R2、第三滤波电阻R3、第一反馈电阻R4、第二反馈电阻R5、 第三反馈电阻R6、第一上拉电阻R7、第二上拉电阻R8、第一滤波电感L1、 第二滤波电感L2、第一运算放大器0P1、第二运算放大器0P2、 A/D转换芯 片ADS誦，A/D转换芯片采用美国德州仪器公司的ADS1100A0IDBVT芯片。
第一瞬态抑制二极管Dl的阳极分别与十字热电偶的正极、第一滤波电 感L]的一端和第一滤波电容Cl的一端连接，第一瞬态抑制二极管Dl的阴
6极与第二瞬态抑制二极管D2的阴极连接，第一滤波电感L1的另一端与三 端滤波电容C2的一个正极端连接，三端滤波电容C2的另一个正极端与第 二滤波电感L2的一端连接，第二滤波电感L2的另一端分别与第二滤波电 容C3的一端、第一滤波电阻R1的一端连接，第一滤波电阻R1的另一端分 别与第二滤波电阻R2的一端、第三滤波电容C4的一端连接，第二滤波电 阻R2的另一端与第一运算放大器0P1的同向输入端连接，第一运算放大器 0P1的反向输入端分别与第一反馈电阻R4的一端、第二反馈电阻R5的一 端、第一交流反馈电容C6的一端连接，第二反馈电阻R5的另一端分别与 第一交流反馈电容C6的另一端、第一运算放大器0P1的输出端、第三滤波 电阻R3的一端连接，第三滤波电阻R3的另一端分别与第四滤波电容C5的 一端、限幅保护二极管D3的阴极、第二运算放大器0P2的同向输入端连接， 第二运算放大器0P2的反向输入端分别与第三反馈电阻R6的一端、第二交 流反馈电容C7的一端连接，第三反馈电阻R6的另一端分别与第二交流反 馈电容C7的另一端、第二运算放大器0P2的输出端连接，十字热电偶的负 极、第二瞬态抑制二极管D2的阳极、第一滤波电容C1的另一端、三端滤 波电容C2的负极端、第二滤波电容C3的另一端、第三滤波电容C4的另一 端、第一反馈电阻R4的另一端、第四滤波电容C5的另一端、限幅保护二 极管D3的阳极接地，第一运算放大器0P1的正电源输入端、第二运算放大 器0P2的正电源输入端与+12V电源连接，第一运算放大器0P1的负电源输 入端、第二运算放大器0P2的负电源输入端与-12V电源连接；A/D转换芯 片的1脚与第二运算放大器0P2的输出端连接，A/D转换芯片的3脚与第 一上拉电阻R7的一端连接，A/D转换芯片的4脚与第二上拉电阻R8的一 端连接，第一上拉电阻R7的另一端、第二上拉电阻R8的另-一端以及A/D 转换芯片的5脚与+5V电源连接，A/D转换芯片的2脚和6脚接地。
权利要求
1、高炉炼铁炉温检测电路，其特征在于包括十字热电偶、第一瞬态抑制二极管D1、第二瞬态抑制二极管D2、限幅保护二极管D3、第一滤波电容C1、第二滤波电容C3、第三滤波电容C4、第四滤波电容C5、三端滤波电容C2、第一交流反馈电容C6、第二交流反馈电容C7、第一滤波电阻R1、第二滤波电阻R2、第三滤波电阻R3、第一反馈电阻R4、第二反馈电阻R5、第三反馈电阻R6、第一上拉电阻R7、第二上拉电阻R8、第一滤波电感L1、第二滤波电感L2、第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、A/D转换芯片ADS1100；第一瞬态抑制二极管D1的阳极分别与十字热电偶的正极、第一滤波电感L1的一端和第一滤波电容C1的一端连接，第一瞬态抑制二极管D1的阴极与第二瞬态抑制二极管D2的阴极连接，第一滤波电感L1的另一端与三端滤波电容C2的一个正极端连接，三端滤波电容C2的另一个正极端与第二滤波电感L2的一端连接，第二滤波电感L2的另一端分别与第二滤波电容C3的一端、第一滤波电阻R1的一端连接，第一滤波电阻R1的另一端分别与第二滤波电阻R2的一端、第三滤波电容C4的一端连接，第二滤波电阻R2的另一端与第一运算放大器OP1的同向输入端连接，第一运算放大器OP1的反向输入端分别与第一反馈电阻R4的一端、第二反馈电阻R5的一端、第一交流反馈电容C6的一端连接，第二反馈电阻R5的另一端分别与第一交流反馈电容C6的另一端、第一运算放大器OP1的输出端、第三滤波电阻R3的一端连接，第三滤波电阻R3的另一端分别与第四滤波电容C5的一端、限幅保护二极管D3的阴极、第二运算放大器OP2的同向输入端连接，第二运算放大器OP2的反向输入端分别与第三反馈电阻R6的一端、第二交流反馈电容C7的一端连接，第三反馈电阻R6的另一端分别与第二交流反馈电容C7的另一端、第二运算放大器OP2的输出端连接，十字热电偶的负极、第二瞬态抑制二极管D2的阳极、第一滤波电容C1的另一端、三端滤波电容C2的负极端、第二滤波电容C3的另一端、第三滤波电容C4的另一端、第一反馈电阻R4的另一端、第四滤波电容C5的另一端、限幅保护二极管D3的阳极接地，第一运算放大器OP1的正电源输入端、第二运算放大器OP2的正电源输入端与+12V电源连接，第一运算放大器OP1的负电源输入端、第二运算放大器OP2的负电源输入端与-12V电源连接；A/D转换芯片ADS1100的1脚与第二运算放大器OP2的输出端连接，A/D转换芯片ADS1100的3脚与第一上拉电阻R7的一端连接，A/D转换芯片ADS1100的4脚与第二上拉电阻R8的一端连接，第一上拉电阻R7的另一端、第二上拉电阻R8的另一端以及A/D转换芯片ADS1100的5脚与+5V电源连接，A/D转换芯片ADS1100的2脚和6脚接地。
全文摘要
本发明涉及高炉炼铁炉温检测电路。现有电路效率低、结构复杂、采样时间长、成本高昂。本发明包括十字热电偶模块、防雷电电路、滤波器模块、低通滤波器模块、同向运放模块、正向电压跟随器模块和A/D转换模块。十字热电偶模块采用热电偶来获取炉温温度信号，防雷电电路起到保护后面电路的作用，滤波电容、滤波电感一起构成∏型滤波电路和T型滤波电路，滤除有害的高频成分。本发明采用的元器件成熟可靠、成本低廉、来源丰富。
文档编号C21B7/24GK101492751SQ20091009641
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者周晓慧, 李树奎, 薛安克, 邹洪波, 鲁仁全 申请人:杭州电子科技大学