鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法及結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法及結構，本發明利用鋁電解槽母線上兩點間的微小直流電壓，經自取能電路轉換為適合測量電路工作的直流電壓后給測量電路供電，同時還可以為外部的無線收發電路供電，這樣的方式解決了鋁電解槽熱電信號測量裝置或儀器采用外部電源供電和電池供電存在的問題，測量鋁電解槽熱電信號時不需要外部電源或電池供電，因此用本熱電傳感器構成的熱電測量裝置安裝、拆卸方便，節能環保，免維護。
【專利說明】鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法及結構
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電學領域，尤其是一種鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法及結構。
【背景技術】
[0002]目前鋁電解槽熱電信號測量裝置或儀器的供電方式主要有外部電源供電或電池供電兩種。
[0003]外部電源供電方式通過導線連接外部電源，從而為鋁電解槽熱電信號測量裝置或儀器供電，這種方式存在著供電電纜的鋪設、拆卸和維護不便的問題，甚至會影響到正常工藝操作，當測溫點數量較多時，此問題尤其突出。
[0004]采用電池供電的鋁電解槽熱電信號測量裝置或儀器雖有安裝拆卸方便、易于擴展的特點，但受到普通電池使用溫度的限制，它們不適合長時間近距離工作在溫度較高環境的一些工業現場，同時這類鋁電解槽熱電信號測量裝置或儀器必須定時更換電池，這些缺陷使得它們在一些環境溫度較高場合及需長時間工作的儀器中的應用受到了限制。
[0005]自取能方式主要有利用電磁感應原理取能和利用環境溫差取能兩種。
[0006]利用電磁感應原理自附近交流磁場取能的無線測溫裝置或儀器適用于靠近交流電源的測溫，其使用范圍受到一定限制。
[0007]環境溫差取能目前主要利用半導體熱電片進行熱能-電能轉換，其優點是成本低，體積小，輸出電壓較大。但也存在致命的缺陷，即使用時其熱端的溫度不能過高，一般不能超過60°C,否則將造成半導體熱電片損壞。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是:提供一種鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法及結構，它安裝、拆卸方便，節能環保，免維護，以克服現有技術的不足。
[0009]本發明是這樣實現的:鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法，從鋁電解槽的同一根母線上的兩點取電，利用這兩點之間存在的電勢差，將母線電壓通過自取能電路轉換為兩路1.8V飛.5V直流電源，其中一路為熱電信號測量電路供電，另一路為熱電傳感器的外部電路供電，從而實現鋁電解槽熱電傳感器的自取能。
[0010]所述的熱電信號測量電路對溫度和電壓進行測量放大后輸出與被測量熱電信號對應的O?5V直流電壓。
[0011]母線上取電的兩點間的電壓不小于30mv。
[0012]鋁電解槽熱電傳感器的自取能結構，包括母線，設有升壓型DC-DC轉換器A及升壓型DC-DC轉換器B，升壓型DC-DC轉換器A的輸入端與母線的接線點A連接，升壓型DC-DC轉換器B的輸入端與母線的接線點B連接，升壓型DC-DC轉換器A與熱電測量電路的輸入端連接，升壓型DC-DC轉換器B與外部電路的輸入端連接。
[0013]所述的外部電路為控制器或無線收發電路中的一個或兩個。
[0014]由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明利用鋁電解槽母線上兩點間的微小直流電壓，經自取能電路轉換為適合測量電路工作的直流電壓后給測量電路供電，同時還可以為外部的無線收發電路供電，這樣的方式解決了鋁電解槽熱電信號測量裝置或儀器采用外部電源供電和電池供電存在的問題，測量鋁電解槽熱電信號時不需要外部電源或電池供電，因此用本熱電傳感器構成的熱電測量裝置安裝、拆卸方便，節能環保，免維護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]附圖1為本發明的實施例的結構示意圖；
附圖2為本發明的實施例的升壓型DC-DC轉換器的電路圖；
附圖3為本發明的實施例的低功耗放大器的電路圖；
附圖4為本發明的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明的實施例:鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法，從鋁電解槽的同一根母線上的兩點取電，利用這兩點之間存在的電勢差，母線上取電的兩點間的電壓不小于30mv ；將母線電壓通過自取能電路轉換為兩路3.3V直流電源，其中一路為熱電信號測量電路供電，另一路為電傳感器的外部電路供電，從而實現鋁電解槽熱電傳感器的自取能；熱電信號測量電路對溫度和電壓進行測量放大后輸出與被測量熱電信號對應的O?3V直流電壓。
[0017]鋁電解槽熱電傳感器的自取能結構如圖1所示，包括母線3，設有升壓型DC-DC轉換器Al及升壓型DC-DC轉換器B2，升壓型DC-DC轉換器Al的輸入端與母線3的接線點A4連接，升壓型DC-DC轉換器B2的輸入端與母線的接線點B5連接，升壓型DC-DC轉換器Al與熱電測量電路6的輸入端連接，升壓型DC-DC轉換器B2與外部電路的輸入端連接；外部電路包括控制器及無線收發電路。
[0018]本實施例中，升壓型DC-DC轉換器Al及升壓型DC-DC轉換器B2均采用型號為LTC3109的DC-DC轉換器，鋁電解槽的母線3上的電壓接入到升壓型DC-DC轉換器的ini和in2兩端，此實施例中DC-DC轉換器的輸出電壓為3.3V ;熱電信號測量電路6用于測量鋁電解槽母線電壓、槽電壓、鋁電解槽溫度(可測量母線溫度、槽殼溫度和槽底溫度等)，此實施例中采用低功耗集成放大器AD8420構成放大電路，其放大倍數由電阻Rl和R2決定，Rl和R2的阻值需根據被測熱電信號范圍具體計算，利用兩個這樣的電路，配上經計算后適當的Rl和R2的阻值即可實現分別對母線溫度和電壓的測量；熱電測量電路6由低功耗放大電路組成，溫度傳感器采用熱電偶，其輸出為與被測熱電信號對應的0V?3V直流電壓。
[0019]圖1中升壓型DC-DC轉換器Al的輸出電壓Vra用于給熱電信號測量電路6供電；升壓型DC-DC轉換器B2的輸出電壓Va2用于給熱電傳感器外部電路供電,利用Va2米作為供電電源，而無需另外采用其他電源。
【權利要求】
1.一種鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法，其特征在于:從鋁電解槽的同一根母線上的兩點取電，利用這兩點之間存在的電勢差，將母線電壓通過自取能電路轉換為兩路1.8疒5.5V直流電源，其中一路為熱電信號測量電路供電，另一路為熱電傳感器的外部電路供電，從而實現鋁電解槽熱電傳感器的自取能。
2.根據權利要求1所述的鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法，其特征在于:所述的熱電信號測量電路對溫度和電壓進行測量放大后輸出與被測量熱電信號對應的O?5V直流電壓。
3.根據權利要求1所述的鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法，其特征在于:母線上取電的兩點間的電壓不小于30mv。
4.一種采用權利要求1所述的鋁電解槽熱電傳感器的自取能方法的自取能結構，包括母線(3)，其特征在于:設有升壓型DC-DC轉換器A (I)及升壓型DC-DC轉換器B (2)，升壓型DC-DC轉換器A (I)的輸入端與母線(3)的接線點A (4)連接，升壓型DC-DC轉換器B(2)的輸入端與母線的接線點B (5)連接，升壓型DC-DC轉換器A (I)與熱電測量電路(6)的輸入端連接，升壓型DC-DC轉換器B (2)與外部電路的輸入端連接。
5.根據權利要求4所述的自取能結構，其特征在于:所述的外部電路為控制器或無線收發電路中的一個或兩個。
【文檔編號】G01K7/02GK104242654SQ201410517034
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】王民慧, 王武, 李秦偉, 楊濤, 黃 俊, 王紫千 申請人:貴州大學