专利名称：发电机组的温度单片微机检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种发电机组的温度单片微机检测仪，属自动检测仪器仪表技术领域，特别涉及发电机组的温度参数自动检测的仪器仪表。
发电机组的温度参数包括发电机、水轮机、汽轮机的运行过程中需要测量的各点温度。由于运行过程中的发电机、水轮机、汽轮机的各点温度参数正确地反映着它们的运行状态，所以只有准确地测量发电机组的温度，才能保证发电机组的正常运行、防止事故的发生。然而，现有的发电机组的温度测量仪，一般采用多路转换开关及温渡显示仪表，由人工手动切换来实现温度测量或采用多路温度巡回检测仪进行巡回检测，但它们的转换开关均是采用机械触点开关，因此存在着机械触点开关电阻的变化而影响对发电机组温度的准确测量，并导致发电机组的运行状态无法正确监视的缺点和问题。
本实用新型的目的就是为了克服现有的发电机组温度测量仪器都采用机械触点开关而存在机械触点开关电阻变化影响发电机组温度的准确测量并导致无法监视发电机组的运行状态的缺点和问题，设计一种智能型的、能自动准确测量发电机组温度、自动监控发电机组运行状态的发电机组的温度单片微机检测仪。
本实用新型是通过下述结构技术方案来实现的
图1为本检测仪的外型结构示意图，它由机壳、面板、电路板共同连接构成，其中面板上具有温度检测通道显示屏1、温度显示屏2、巡回检测指示灯3、打印指示灯4、定点／巡回切换按钮5、打印按钮6、BCD拨码盘7；图2为本检测仪的电路方框图，其电路由BCD拨码盘7、温度传感器8、温度测量电路9、模拟放大电路10、多路转换器11、A／D转换器12、I／O并行接口13、15、单片微型计算机14、显示译码器16、打印／通讯接口17、操作显示电路18共同电气连接构成，其中，BCD拨码盘7、温度传感器8、温度测量电路9、模拟放大电路10、多路转换器11、A／D转换器12与单片微型计算机14共同电气连接构成发电机组的温度直接测量装置，并采用计算机软件编制出由BCD拨码盘所选择的温度巡回检测通道，其关键在于它配有检测过程中可随时把数据列表打印或远距离传输到上位计算机的打印／通讯接口17；其相互连接关系为面板及电路板固定在机壳支架上，面板上的温度检测通道显示屏1、温度显示屏2、巡回检测指示灯3、打印指示灯4等通过信号传输线与电路板相对应连接；温度传感器8通过信号传输线与温度测量电路9及模拟放大电路10相电气连接，模拟放大电路10通过信号传输线与多路转换器11的多路转换开关相电气连接，多路转换器11的多路转换开关通过信号传输线与A／D转换器12相电气连接，A／D转换器12、BCD拨码盘7通过I／O并行接口13与单片微型计算机14相电气连接，显示译码器16通过I／O并行接口15与单片微型计算机14相电气连接，单片微型计算机14分别通过信号传输线与打印／通讯接口17、操作显示电路18相电气连接。其工作原理为每一通道的温度传感器把发电机组的温度参数转变成电参数，这电参数经信号传输线输入到各通道独立的温度测量电路及模拟放大电路进行放大，然后经多路转换器的多路模拟电子开关进行选择和转换到A／D转换器，再经A／D转换器进行模／数转换，转换结果经I／O并行接口13输入到单片微型计算机进行运算，运算处理后的通道值及温度值经I／O并行接口15输送至显示译码器进行译码显示。在上述检测过程中，BCD拨码盘的始点值及终点值用来确定巡回检测的通道范围，打印／通讯接口随时把存放于单片微机存贮器内的通道值及相对应的温度数据进行列表打印或传输到上位计算机以便把数据汇总及进行远距离监控；图3为本检测仪的基本电路原理图。本检测仪可有多个温度检测输入通道，本实施例设计有24路温度检测输入通道，每通道的温度传感器、温度测量电路及模拟放大电路均相同，图3只画出了三通道的温度传感器、温度测量电路及模拟放大电路。其电路中的温度传感器8包括热敏电阻RT1～RT24，RT1～RT24分别为第1～24温度检测输入通道的温度传感器；24路通道的温度测量电路9由恒压电路集成件U18～U20、电阻R1～R120、电位器W1～W24及热敏电阻RT1～RT24共同电气连接构成，其中，U18、U19、U20分别能供8路温度测量电路共同连接使用，第1通道温度测量电路由U18、R1～R5、W1、RT1串并联连接构成，第16通道温度测量电路由U19、R76～R80、W16、RT16串并联连接构成，第24通道温度测量电路由U20、R116～R120、W24、RT24串并联连接构成，24路通道的模拟放大电路10由运算放大器集成件U21～U44、电阻R121～R216、电位器W25～W48共同电气连接构成，其中，第1温度检测通道的模拟放大电路由U21、R121～R124、W25并串联连接构成，第16通道的模拟放大电路由U36、R181～R184、W40并串联连接构成，第24通道的模拟放大电路由U44、R213～R216、W48并串联连接构成；多路转换器11由电子模拟转换集成件U15～U17共同相互并联连接构成；A／D转换器12由A／D转换集成件U4、恒压电路集成件U5、电阻R217～R218、电容C1～C2、电位器W49共同相互电气连接构成；I／O并行接口13、15由集成件U2～U3共同相互并联连接构成；单片微型计算机14由CPU集成件U1构成；BCD拨码盘7由始点值高位及低位拨码盘、终点值高位及低位拨码盘共同构成；显示译码器16由集成件U9～U14共同相互电气连接构成；打印／通讯接口17由集成件U7～U8、电容C3、二极管D3共同相互电气连接构成；操作显示电路18由缓冲电路集成件U6、电阻R219～R223、二极管D1～D2、按钮T1～T2共同相互电气连接构成；电路工作原理为温度传感器8，即RT1～RT24把发电机组的温度参数变成电量后，由各通道独立的温度测量电路9及模拟放大电路10进行放大，温度测量电路中的W1～W24均为温度测量电路的温度调零电位器，各通道的模拟放大电路中的W25～W48均为满量程电位器，然后经由U15～U17连接构成的多路转换器11进行选择并输送到U4～U5组成的A／D转换器12进行模数转换后，经U3构成的I／O并行接口13输送到单片微机14、由CPU根据输入的通道值及温度值进行数据处理，经处理后的数据通过U2构成的I／O并行接口15输送到U9～U14构成的显示译码器进行译码，再送到数码管进行显示。在上述检测过程中，BCD拨码盘7的始点值及终点值通过U3构成的I／O并行接口13输入到单片微机U1，并在此通道范围内进行巡回检测，由U7～U8构成的打印／通讯接口17随进把存放于单片微机U1存贮器内的温度数据及相应通道值进行列表打印或传输到上位计算机进行远距离监控，由U6构成的操作显示电路18控制及显示检测仪的打印、巡回检测状态。
本实用新型与现有的发电机组温度检测技术相比有如下的优点和有益效果①本检测仪是单片微机控制的智能仪表，能对运行的发电机组的温度参数进行全自动检测，并配有打印／通讯接口可随时把检测结果进行列表打印或传输到上位计算机进行远距离监控；②本检测仪具有多通道检测，且每一通道的温度传感器均采用相同而又独立的温度测量电路和模拟放大电路，同时采用了多路转换的电子模拟开关，使本检测仪能长期连续运行并准确测量发电机组的温度参数，③本检测仪结构简单、操作方便、工作稳定、检测结果准确可靠，且不需要专门的维护保养。
下面对说明书附图进一步说明如下图1为发电机组的温度单片微机检测仪的外形结构示意图。1为通道显示屏、2为温度显示屏、3为巡回检测指示灯、4为打印指示灯、5为定点／巡回切换按钮T1、6为打印按钮T2、7为BCD拨码盘；图2为发电机组的温度单片微机检测仪的电路方框图；图3为发电机组的温度单片微机检测仪的基本电路原理图，图中发光二极管D1、D2分别为巡回检测指示灯、W1～W24为各通道温度调零电位器、W25～W48为各通道温度满量程电位器、T1、T2分别为定点／巡回切换按钮、打印按钮、CZ1、CZ2为打印／通讯接口。
本实用新型的实施方式可为如下①用一般的机加工方法加工机壳和面板，发明人曾按图1所示加工出样机的机壳及面板，其尺寸为160×80×250mm，面板尺寸为160×80mm。然后再按图1所示，排列、加工、安装检测通道显示屏、温度显示屏、巡回检测指示灯D1、打印指示灯D2、定点／巡回切换按钮T1、打印按钮T2、BCD拨码盘等；②按图3所示绘制印刷电路板，并按图3所示筛选电器元件，其中集成件U1可选用MCS－51型单片微机，U2、U3可选用8155型I／O并行接口，U4可选用MC14433型A／D转换器、U5、U18～U20可选用MC1403型恒压电路集成件、U6可选用7406型缓冲器、U7、U8可分别选用1489、1488型串行打印／通讯接口、U9～U14可选用74LS247显示译码器、U15～U17可选用4051型电子模数转换器、U21～U44可选用OP07型运算放大器；③按图3所示，安装好电路板，并固定于机壳内，并用导线与面板上的显示屏、指示灯、按钮、BCD拨码盘等进行电气连接，然后，经加电和简单调试，便能较好地实施本实用新型。发明人按上述的实施方式制作的样机可在0～50℃的环境温度下工作，温度传感器输入通道为1～24通道，发电机组的温度测量范围为0～200℃，测量温度误差≤0.3℃，检测仪的分辨率为0.1℃。
实施使用本检测仪时，应预先按图3所示把发电机组的温度传感器与本检测仪进行电气连接，并根据发电机组输入到本检测仪的温度传感器数目，通过BCD拨码盘7设置通道的始点值及终点值。其步骤为(1)开启仪器电源，本仪器按照BCD拨码盘所设置的始点值及终点值范围内进行巡回检测，巡回指示灯3发亮，检测通道显示屏显示出温度传感器的输入通道数，温度显示屏显示出该输入通道所测量的温度值；(2)按压定点／巡回切换按钮5，巡回检测指示灯3熄灭，仪器便定点检测BCD拨码盘始点值所设置的输入通道，检测通道显示屏显示出BCD拨码盘的始点值，温度显示屏显示出相对应该始点值的输入通道的温度值；(3)再按压定点／巡回切换按钮5，巡回检测指示灯3发亮，仪器又再进行巡回检测，在检测过程中，只要按压打印按钮6，打印指示灯4便发亮，即可把BCD拨码盘所设置的始点值及终点值范围内的通道数和对应的温度值进行列表打印，打印完毕后，打印指示灯自动熄灭，或者由打印／通讯接口把数据输送到上位计算机进行数据汇总或远距离监控。
权利要求1.一种发电机组的温度单片微机检测仪，其特征在于它由机壳、面板、电路板共同连接构成，其中面板上具有温度检测通道显示屏(1)、温度显示屏(2)、巡回检测指示灯(3)、打印指示灯(4)、定点/巡回切换按钮(5)、打印按钮(6)、BCD拨码盘(7)；其电路由BCD拨码盘(7)、温度传感器(8)、温度测量电路(9)、模拟放大电路(10)、多路转换器(11)、A/D转换器(12)、I/O并行接口(13)、(15)、单片微型计算机(14)、显示译码器(16)、打印/通讯接口(17)、操作显示电路(18)共同电气连接构成，其中，BCD拨码盘(7)、温度传感器(8)、温度测量电路(9)、模拟放大电路(10)、多路转换器(11)、A/D转换器(12)与单片微型计算机(14)共同电气连接构成发电机组的温度直接测量装置，其关键在于它配有检测过程中可随时把数据列表打印或远距离传输到上位计算机的打印/通讯接口(17)；其相互连接关系为面板及电路板固定在机壳支架上，面板上的温度检测通道显示屏(1)、温度显示屏(2)、巡回检测指示灯(3)、打印指示灯(4)通过信号传输线与电路板相对应连接；温度传感器(8)通过信号传输线与温度测量电路(9)及模拟放大电路(10)相电气连接，模拟放大电路(10)通过信号传输线与多路转换器(11)的多路转换开关相电气连接，多路转换器(11)的多路转换开关通过信号传输线与A/D转换器(12)相电气连接，A/D转换器(12)、BCD拨码盘(7)通过I/O并行接口(13)与单片微型计算机(14)相电气连接，显示译码器(16)通过I/O并行接口(15)与单片微型计算机(14)相电气连接，单片微型计算机(14)分别通过信号传输线与打印/通讯接口(17)、操作显示电路(18)相电气连接。
2.按权利要求1所述的发电机组的温度单片微机检测仪，其特征在于所述的电路可有多个温度检测输入通道，电路中的温度传感器(8)包括热敏电阻RT1～RT24，RT1～RT24分别为第1～24温度控测输入通道的温度传感器；24路通道的温度测量电路(9)由恒压电路集成件U18～U20、电阻R1～R120、电位器W1～W24及热敏电阻RT1～RT24共同电气连接构成，其中，U18、U19、U20分别能供8路温度测量电路共同连接使用，第1通道温度测量电路由U18、R1～R5、W1、RT1串并联连接构成，第16通道温度测量电路由U19、R76～R80、W16、RT16串并联连接构成，第24通道温度测量电路由U20、R116～R120、W24、RT24串并联连接构成，24路通道的模拟放大电路(10)由运算放大器集成件U21～U44、电阻R121～R216、电位器W25～W48共同电气连接构成，其中，第1温度检测通道的模拟放大电路由U21、R121～R124、W25并串联连接构成，第16通道的模拟放大电路由U36、R181～R184、W40并串联连接构成，第24通道的模拟放大电路由U44、R213～R216、W48并串联连接构成；多路转换器(11)由电子模拟转换集成件U15～U17共同相互并联连接构成；A／D转换器12由A／D转换集成件U4、恒压电路集成件U5、电阻R217～R218、电容C1～C2、电位器W49共同相互电气连接构成；I／O并行接口(13)、(15)由集成件U2～U3共同相互并联连接构成；单片微型计算机(14)由CPU集成件U1构成；BCD拨码盘(7)由始点值高位及低位拨码盘、终点值高位及低位拨码盘共同构成；显示译码器(16)由集成件U9～U14共同相互电气连接构成；打印／通讯接口(17)由集成件U7～U8、电容C3、二极管D3共同相互电气连接构成；操作显示电路(18)由缓冲电路集成件U6、电阻R219～R223、二极管D1～D2、按钮T1～T2共同相互电气连接构成。
专利摘要本实用新型是发电机组的温度单片微机检测仪，它由面板及电路板固定于机壳支架构成，面板有通道及温度显示屏、巡检及打印指示灯、定点/巡回切换及打印按钮、BCD拨码盘，它们通过信号线或控制线与电路板连接，电路中的温度传感器、温度测量电路、模拟放大电路、多路转换器、A/D转换器之间通过信号线相互电气连接，A/D转换器、BCD拨码盘、显示译码器通过I/O并行接口与单片微机相电气连接，微机通过信号线与打印/通讯接口、操作显示电路相电气连接。本检测仪结构简单、操作方便、工作稳定、准确、可靠。
文档编号G01K7/16GK2202309SQ9422340
公开日1995年6月28日 申请日期1994年9月29日 优先权日1994年9月29日
发明者庄稼苗, 黄少先, 殷作武, 王耀荣, 张益 申请人:华南理工大学