基于无线通讯的热电偶集群调试系统及其使用方法与流程

本发明属于热电偶集群调试系统，更具体地，涉及一种基于无线通讯的热电偶集群调试系统及其使用方法。

背景技术：

1、在冶金工程中，热电偶是常用的测温仪表之一，其测温范围大，能将热信号转为工厂自动化系统能够接收的电信号，例如常用的k分度热电偶能够将热信号转变为电势信号，以实现温度数据监控。高炉、焦化、烧结等系统中均大量使用，以高炉为例，炉壁上每一层都有一圈热电偶，因此在大型高炉表面构成了包含成百上千个热电偶在内的热电偶集群，从而调试工作量极大。鉴于此，研发一种针对热电偶集群快速调试的辅助方案及其使用方法具有重要意义。

2、为了解决上述技术问题，中国实用新型专利cn220304696u公开了一种玻璃窑炉用热电偶，包括窑炉炉体，所述窑炉炉体的一侧固定安装有两个绝缘板，两个所述绝缘板的一侧均固定连接有支架，一个所述支架的一侧固定连接有导向杆，另一个所述支架的一侧通过轴承转动连接有转轴，所述转轴的一端固定连接有旋钮。本实用新型的优点在于：通过导向杆、转轴、旋钮、第一锥齿轮、第二锥齿轮、丝杆、移动板、导向板、固定螺栓、连接卡槽、连接卡块、连接插孔和热电偶结构的配合设置，使得安装和拆卸热电偶结构的操作较为简便，并且能够方便调节热电偶结构的伸出长度，极大的节约了安装和调试热电偶结构所需要的时间，减小了工人的劳动强度，达到了提高工作效率的效果；此外，中国实用新型专利cn209214789u公开了一种应用于玻璃窑炉的热电偶安装组件，包括热电偶和安装机构，安装机构包括第一固定板、第二固定板、第三固定板、套筒、第一紧固件和第二紧固件，第二固定板固定连接第一固定板，第二固定板的第二水平部上开有第一滑槽；第三固定板位一端上开有第一通孔，所述第三固定板通过第一紧固件可移动式安装在第二水平部上；所述第三固定板上还开有第二滑槽，所述套筒固定连接有第四固定板，所述第四固定板一端上开有第二通孔，第四固定板通过第二紧固件可移动式安装在第三固定板上；所述套筒的外周表面上还开有与螺杆配合的螺孔。本实用新型具有安装快速便捷、移动方便，且移动后不需要在进行重新调试的优点。

3、上述专利技术方案在调试效率上有一定提高，但仍存在以下改进之处：(1)对于热电偶数量大的高炉检测工程而言，需人工逐一分拣调试热电偶与plc设备的接线正确性，因而调试效率较低，上述专利技术未公开热电偶引线正确性判断的快速调试方案；(2)对于需要攀爬的安装位置调试起来还有安全隐患，因此，可从调试方法上改进，采用非接触式调试方案省去人工攀爬作业；(3)现场施工环境复杂，造成热电偶引线的高强度磨损，导致产生热电偶引线的补偿电阻阻值偏差，影响传感器的测量精度，在上述专利技术中对补偿电阻的阻值调试验证上均未公开有效方案。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于无线通讯的热电偶集群调试系统及其使用方法，通过采用无线接收装置，省去了需工作人员攀爬调试的高危作业步骤，从而仅需人工在地面遥控即可完成热电偶集群的调试工作，从而极大提高了施工效率，此外，本发明通过设计轻量化的温控测试箱，实现了在安装前的及时检查，规避了热电偶运输至场地过程中出现质量问题，对施工进程的影响。

2、为了实现上述目的，按照本发明的第一方面，系统包括：

3、热电偶、用于测试热电偶测温性能的温控测试箱、对所述热电偶构成的集群发射通讯数据包的无线信号发射器；

4、所述热电偶，包括热电偶测温端头、固定设于所述热电偶测温端头尾部的无线信号接收器与内置辅助调试电路单元、用于接收处理所述无线信号接收器捕获数据及控制所述内置辅助调试电路单元动作的解析处理电路、用于处理所述热电偶测温端头信号的模拟信号处理输出电路；所述解析处理电路包括与所述无线信号接收器输出端连接的传感器内置主控芯片、与所述传感器内置主控芯片的输出端连接的蜂鸣器和指示灯，所述内置辅助调试电路单元与传感器内置主控芯片的输出端连接；

5、所述温控测试箱，包括测试箱壳体、设于测试箱壳体上方的保温盖体、开设于保温盖体中心的出线孔、设于所述保温盖体下方的恒温腔、设于所述测试箱壳体内部的控温整流单元、用于控制产热的温控电路单元；

6、所述通讯数据包，包括指定热电偶编号区、开关通断状态控制区、数据包校验区、保留区。

7、优选的，所述热电偶还包括：

8、设于所述热电偶测温端头尾部的可拆端盖；

9、所述可拆端盖将所述热电偶测温端头、无线信号接收器、内置辅助调试电路单元、解析处理电路及模拟信号处理输出电路一并可拆卸盖合。

10、优选的，所述热电偶测温端头、无线信号接收器、内置辅助调试电路单元、解析处理电路及模拟信号处理输出电路均一体式固定封装至热电偶测温端头尾部。

11、优选的，所述内置辅助调试电路单元包括：

12、与所述热电偶测温端头两端分别连接的第一输出导线、第一中间导联线、将所述第一中间导联线末端作为第一不动端设置的单刀双掷型调试模式切换开关、与所述调试模式切换开关的动端连接的第二输出导线、将一端作为调试模式切换开关第二不动端的第二中间导联线、与所述第二中间导联线另一端连接的变阻式调试模块、与所述变阻式调试模块输出端连接的并联导线；所述并联导线的另一端与第一输出导线连接；

13、所述变阻式调试模块，包括由变阻切换开关与定值电阻相互串联构成的基本变阻模块，所述基本变阻模块的数量至少为三个，各个基本变阻模块之间相互并联连接。

14、优选的，所述内置辅助调试电路单元包括：

15、与所述热电偶测温端头两端分别连接的第一输出导线、第一中间导联线、将所述第一中间导联线末端作为动端设置的单刀双掷型调试模式切换开关、与所述调试模式切换开关的第一不动端连接的第二输出导线、将一端作为调试模式切换开关第二不动端的第二中间导联线、与所述第二中间导联线另一端连接的变阻式调试模块、与所述变阻式调试模块输出端连接的串联导线；所述串联导线的另一端与第二输出导线连接；

16、所述变阻式调试模块，包括由变阻切换开关与定值电阻相互串联构成的基本变阻模块，所述基本变阻模块的数量至少为三个，各个基本变阻模块之间相互并联连接。

17、优选的，所述控温整流单元包括：

18、与所述测试箱壳体固定连接的气室隔板、设于所述气室隔板右侧的鼓风机、沿鼓风机下游依次设置的第一整流多孔介质、前端回流气室、气体换热腔室、第二整流多孔介质、恒温测试腔室、第三整流多孔介质、用于循环内部温控气体的温气回流组件。

19、优选的，所述温气回流组件包括：

20、设于气室隔板左侧的前端回流气室、设于第三整流多孔介质右侧的末端回流气室、用于联通所述前端回流气室与末端回流气室的温气回流管。

21、优选的，所述温控电路单元包括：

22、温控箱主控芯片、与所述温控箱主控芯片输出端连接的数模转化器、通过第一钳位电阻与运算放大器构成的电压跟随器、设于电压跟随器反馈回路的功率放大器、用于转化功率放大器输出电流的参考电阻、设于功率放大器发射极与参考电阻之间的前端回流气室。

23、优选的，所述无线信号发射器包括：数字键盘、显示器、模式切换键、信号使能键。

24、按照本发明的第二方面，一种基于无线通讯的热电偶集群调试系统使用方法，包括如下步骤：

25、s100：工程开始前，与设计院沟通，提前确定使用热电偶的型号，并确定模拟信号处理输出电路中的电阻值，同时按照施工图纸要求，将满足数量需求的热电偶及轻量化的温控测试箱带至施工场地；

26、s200：在安装热电偶之前，通过温控测试箱检测热电偶的输出值，保证安装前各个热电偶的有效性；

27、s300：将热电偶安装至高炉炉壁后，施工人员手动操作无线信号发射器并发出含有热电偶编号的通讯数据包，从而各只热电偶通过内置的无线信号接收器接收通讯数据包，并通过热电偶解析处理电路完成数据包解析，若与自身热电偶编号相同，则实现对本热电偶内置辅助调试电路单元进行控制，同时蜂鸣器及指示灯被激活，提示工作人员热电偶的安装位置；

28、s400：观察上位机示值，判断热电偶与plc连线的正确性，以及补偿导线及热敏电阻探头的有效性。

29、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

30、1.本发明的一种基于无线通讯的热电偶集群调试系统，通过采用无线接收装置，省去了需工作人员攀爬调试的高危作业步骤，从而仅需人工在地面遥控即可完成热电偶集群的调试工作，从而极大提高了施工效率，此外，本发明通过设计轻量化的温控测试箱，实现了在安装前的及时检查，规避了热电偶运输至场地过程中出现质量问题，对施工进程的影响；

31、2.本发明的一种基于无线通讯的热电偶集群调试系统，通过采用单刀双掷型电子开关及变阻式调试模块相结合，实现了热电偶工作模式与调试模式的灵活切换，当热电偶接收到进入调试模式的指令后，调试模式切换开关被切换，从而将原始第一中间导联线与第二输出导线联通状态断开，并切换为第二中间导联线与第二输出导线联通，进而在无线数据包指令控制下，实现变阻切换开关的通断状态设定，实现了指定定值电阻的接入，进而可在plc端查看输出示值，在线判断补偿导线的有效性，实现了在热电偶安装过程中，对易损补偿导线质量的高效检测；

32、3.本发明的一种基于无线通讯的热电偶集群调试系统，通过将调试模式切换开关的动端设为第一中间导联线，并将变阻式调试模块输出端通过串联导线与第二输出导线连接，当热电偶接收到进入调试模式的指令后，调试模式切换开关被切换，从而将原始第一中间导联线与第二输出导线联通状态断开，并完成第一中间导联线与第二中间导联线的连接，同时在变阻式调试模块138的作用下，实现了对热电偶及补偿导线的综合检查。