專利名稱：數顯電子溫濕度測報儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種電子溫濕度檢測報警儀器，尤其適用于煙葉烘烤工藝中，作為觀察掌握烤房中溫濕度變化情況，提醒管理人員及時調整爐火，以保證煙葉烘烤質量。
煙葉烘烤在烤煙加工中是極為關鍵的一環，在田間種植出了高質量的煙葉，往往因烘烤中的溫濕度掌握不當，致使煙葉質量低劣，造成農民經濟收入的損失，常使農民對烤煙的種植失去信心。也不能為煙草工業提供優質原料，影響了煙草工業的效益。究其原因，主要是在烘烤過程中，操作人員對烤房中的溫度和濕度難于及時了解，所以不能及時調節爐火。即使是有經驗的烘烤操作人員，也必須打開烤房門進行觀察，常使烤房中溫度下降，也影響烘烤質量。通常使用的儀器是溫濕度表，其弱點就在于不能在不開烤房門的條件下，對烤房中溫度進行觀察；也不能作任何自動報警提示，因而不可避免地出現前述問題。尤其是處于烤房門窗附近的10多桿煙葉，受到的影響就更大，難于變黃，成了青煙。煙葉等級懸殊一至二個級別，經濟價值就大不一樣。所以，既影響農民收入，也不利卷煙工業對優質原料的要求，還導致國家財政收入減少。申請號為96201896.8的專利申請技術就是解決這個問題的一種方案；但由于指針式表頭的直觀性差，影響了設置報警參數的精確度，農民還感到不滿意。
本實用新型的目的就是提供一種由電子線路構成的對烤房中溫度和濕度作探測、溫濕度顯示直觀準確、報警及時的電子溫濕度測報儀。
實現上述目的的方案是有一個提供工作電流的電源電路、一個溫度濕度探測及指示電路、一個上下限聲光報警電路三部分構成。電源電路由變壓器L、整流管D1-4及電容C1構成的橋式整流濾波電路，再經三端穩壓管7805構成的穩壓電路等組成。在三端穩壓電路后接入一個保證輸出可靠電信號的抗干擾電容C5，關鍵是由可以置于烤房內上、中、下部位的與電源相接的至少三個溫度探測器件和一個濕度探測器件，同與數顯表頭G的一端相接的W1形成一個橋臂；用于調節上下限報警的電位器W3、W4的一端與地相接，另一端與W1的一端相接構成一個橋臂；W5和開關S5及設定報警摸擬數值的電路R3、W5構成一個橋臂，W5接恒流管BG1的漏極，及W3、W4的輸入端通過BG1的偏置電阻R5與BG1的柵極和源極相接為一個橋臂，形成了以指示溫濕度的數顯表頭G為中心的橋式溫濕度探測指示電路，由集成塊CD4069形成的六反向門電路構成了溫度聲光報警信號電路。
進一步的方案是聲光報警信號電路分為上限報警和下限報警兩部分，上限報警部分由接在恒流管輸出端的電位器W3及其接在W3滑動觸頭上的CD4069的管腳1，通過偏置電阻R4與CD4069的管腳2相接的三極管BG2及其在BG5的集電極與地間串接的發光管LED2、分壓電阻R6構成；下限報警部分由接在恒流管輸出端的電位器W4及其接在W4滑動觸頭上的CD4069的管腳3，通過偏置電阻R5與CD4069的管腳4相接的三極管BG3及在其集電極上接的發光管LED3構成；通過一個鉗位二極管D5同BG5的集電極、BG3的發射極相接，形成了上下限聲響報警信號取樣電路，其后是鉗位二極管D5接CD4069的管腳5，CD4069的管腳6和9相接，在管腳9、8與D5的輸出端分別接電阻R8和電容C3，CD4069的管腳7接地構成一個多諧振蕩器；多諧振蕩器與后面的音頻發生器通過二極管D6相接，在CD4069的管腳11上接有D6，其管腳10與13相接，在其管腳13、12到D6的輸出端間，分別接有電阻R9、電容C4，CD4069的管腳14與提供電源的穩壓管DW相接構成了音頻發生器；推挽放大聲響電路由取得音頻信號的電阻R10作為BG4和BG5的偏置電阻，接在BG4和BG5的基極上，BG4和BG5的發射極連在一起后，通過電容C5與喇叭相接構成。
為了能按需要設置報警溫度的數值，從三端穩壓管7805的輸出端串接電位器W5和電阻R3，經開關S5與電位器W2接通，形成了設置上下限報警數值的摸擬電路。為了方便數顯表頭G的校準，在數顯表頭G的兩端分別接有電位器W1和W2作為數顯管的校準電路。
在恒流管BG1的柵極與原極間接偏置電阻R2，BG1的漏極接在W2的滑動觸頭上，W3、W4就接在BG1的源極上。為使聲光報警電路有可靠的工作電源，從橋式整流電路的輸出端引出電流，經穩壓管DW穩壓后向BG5的發射極、BG3的集電極、CD4069的管腳14和推挽功放管BG4的集電極提供相應部分的工作電源。
按上述方案即可制成電子溫濕度測報儀，尤其適于農民在煙葉烤房中使用，避免了常規烘烤中的開門觀察溫度，導致烤房內溫度下降，影響煙葉烘烤質量的毛病。
本實用新型的優點是采用了電源電路提供穩定的工作電流，由一個以數顯表頭G為中心的橋式電路完成溫濕度探測任務，對溫濕度變化反應靈敏，W5、R3、開關S5經W2、數顯表頭G等構成的可按照工作需要設置上下限報警摸擬數值電路，既直觀，又適應了用戶的靈活需要。報警信號經恒流管BG1和電位器W3、W4取出，送給相應的光電報警電路，顯示清楚明了。上下限聲響報警共用了一個多諧振蕩和一個音頻發生以及推挽功放電路，對發音元件喇叭提供了可靠的音頻信號使其發出有節湊的嘀嘀聲，音質清晰，信號給人予急迫感。及時提醒操作人員采取相應措施，保證烘烤技術要求的溫度。


圖1、本實用新型電原理圖；圖2、本實用新型控制器件及顯示器件在盒體正面的布置圖；圖3、本實用新型控制器件及顯示器件在盒體背面的布置圖。
參照圖1，本實用新型屬于電子技術在農村煙葉烘烤中作為溫濕度監測報警的應用。根據功能分為電源電路、溫濕度探測及指示電路、上下限聲光報警電路三個部分。電源電路用一個將市電220V交流電作降壓處理的變壓器B，變為12V后送給整流濾波電路。整流濾波電路由4只1N4001整流二極管，即D1-D4構成橋式整流電路，其輸出端接一個470uf的電容C1進行濾波處理，再并接一個三端穩壓塊LM7805穩壓，經抗干擾電容C2后，以5V電壓向溫濕度探測顯示電路提供工作電源。為了便于沒有市電的農村使用，設置了一個使用蓄電池的交直流轉換開關S1，可使用直流電源DC12V。
參照圖1，溫濕度探測顯示電路由一個數顯表頭G為中心的橋式電路構成。數顯表頭G的一端接電位器W1的滑動觸頭形成調零電路；W1的一端接電路的地端，另一端與穩壓電路的輸出端、四個溫濕度探頭的輸入端及設定摸擬報警數值的電路中的電位器W5的一端相接。數顯表頭G的另一端，接用于調整數顯表的最大量程范圍的電位器W2的一端，W2的另一端與開關S5相接，S5的兩個開關檔分別與溫濕度測量開關S4和設定報警摸擬數值的電路上的電阻R3相接；S4也用兩個檔次的開關，它的一個檔與三個溫度探頭K1、K2、K3的三檔開關S3相接，它的另一個檔與干濕度測量探頭K4相接。設定溫度報警摸擬值的電路由與穩壓電路輸出端連接的電位器W5和電阻R3串接構成，R3的一端接在開關S5的一個檔次接線柱上；W2的滑動觸頭和其與開關S5的接線柱連接后再同恒流管BG1相接，即BG1的漏極與W2相接，其柵極與源極間接有偏置電阻R2，在BG1的源極還接有W3和W4，構成上下限溫度報警的取樣電路。W3、W4的一端與BG1的源板相接，它們的另一端接地，其中心滑動觸頭分別與后面的上下限聲光報警電路相接。其中，四個溫濕度測量探頭采用1N4148硅高速開關二極管制成，利用其負溫度特性原理進行工作。
參照圖1，上下限報警電路分為光電報警顯示和聲音報警顯示電路。主要使用集成塊CD4069及與其相配合的PNP型三極管BG2、NPN型三極管BG3、形成推挽放大電路的三極管BG4、BG5及發音喇叭等，分別構成了上下限光電報警、多諧振蕩、音頻發生、聲響等功能的電路。上限光電報警顯示電路，由接在CD4069的管腳1上的電位器W3的滑動觸頭到CD4069的管腳2構成的上限道門電路F1，提供上限報警信號，再經BG2將信號放大，使接在其集電極上的發光管LED2發光顯示報警；在BG2的基極與CD4069的管腳間接有電阻R4，作為BG2的偏置電路，將信號送給BG2；BG2的發射極與穩壓管DW相接，以取得穩定的工作電流。下限光電報警顯示電路，由接在CD4069的管腳3上的W4的滑動觸頭到CD4069的管腳4構成的下限報警電路F2，提供下限報警信號；經BG3將信號放大，使接在BG3的集電極上的發光管LED3作出顯示。BG3的工作電流通過LED3接到穩壓管DW上獲得，DW的電流取自于橋式整流電路輸出端。其中BG2選用9012、BG3選用9013型三極管。
參照圖1，上下限聲響報警電路由門電路F3、F4及電阻R8電容C3構成的多諧振蕩器和門電路F5、F6及電阻R9電容C4構成的音頻發生器，還有由三極管BG4、BG5、電阻R10、電容C5構成的推挽功放電路及發音元件喇叭等組成。上限音響報警信號從接在BG2的集電極上的發光管LED2與分壓電阻R6間，經取樣電阻R7取出，下限音響報警信號從BG3的發射極取出，經一個1N4149二極管D5送給多諧振蕩器，即D5的輸出極接CD4069的管腳5，CD4069的管腳6與管腳9相接，再從管腳9、8上分別接電阻R8電容C3到D5的輸出端，CD4069的管腳7接地，構成了多諧振蕩器。其信號通過二極管D6送給后面的音頻發生器。即D6的輸出端接CD4069的管腳11，其管腳10與13相接；再從其管腳13、12上分別接電阻R9、電容C4到D6的輸出端；CD4069的管腳14與穩壓管DW相接，構成音頻發生器。音頻信號經R10送給由三極管BG4、BG5構成的推挽功放電路，經電容C5后推動喇叭工作，發出嘀嘀的報警聲。其中BG4采用9013型三極管，BG5采用9012型三極管，R10接在BG4、BG5的基極上，BG5的集電極接地，BG4的集電極接穩壓管DW，喇叭的一端接BG4的集電極，另一端同電容C5連接后與兩管子的發射極相接。
按照上述方案即可制成一個煙葉烤房電子溫濕度測報儀，將其電路連接好后，安裝在一個盒體中，開關、插座、調控器件及顯示器件安裝在盒體的前后面板上。參照圖2、3，盒體正面左上部安裝數顯表頭G、左下部安裝控制三個測量探頭的溫度選擇開關S3，采用三檔開關，分別對上、中、下三個探頭K1、K2、K3作出選擇。上限報警調控器(即電位器W3)、下限報警調控器(即電位器W4)以及設定上下限溫度報警摸擬數值的調控器W5的旋鈕，安裝在右半部的中間。右半部上面橫向順序安裝下限報警指示燈LED3，上限報警指示燈LED2，電源指示燈LED1；右半部的下面橫向順序安裝開關S5、S4和市電電源控制開關S。盒體背面左上部作為固定喇叭的位置，開有多個便于聲音傳出的透氣孔；其下部安裝直流電源插口CD，其右上部橫向排列，安裝四個溫濕度檢測探頭同電路連接的插孔，依次是濕度探頭插孔A1，下、中、上三個溫度探頭插孔A2、A3、A4。其右下部橫向安裝交直流轉換開關S1、保險管BX和220伏市電插座AC。
使用時，將三個溫度檢測探頭K1、K2、K3分別置于烤房內上、中、下三個部位，通過其連接導線引出，插于盒體背面的插孔A2、A3、A4中，濕度探頭K4置于烤房中的適當位置，其引出導線插于盒體背面的插孔A1中即可；旋轉開關S5的旋鈕，使其與W5、R3構成的電路接通，再旋轉W5的旋鈕，使數顯表頭G顯示規定的上限溫度值，如40℃；再旋轉W3的旋鈕到LED2發光，同時喇叭發出聲響，即表示上限報警溫度已設定；再旋轉W5的旋鈕，使數顯表頭G顯示規定的下限溫度值。如20℃，再旋轉W4到LED3發光、同時喇叭發出聲響，即表示下限報警溫度被設定。再將開關S5旋到與S4接通的位置，S4又撥到與S3接通的位置，即可反應溫度檢測情況。如所測溫度超過上下限溫度時，儀表就報警。將S4轉到與濕度探頭接通位置，即可反應濕度檢測情況。要了解烤房內上、中、下不同部位的情況，只需轉動S3，使其與上、中、下三個測溫探頭K1、K2、K3分別接通，即可分別觀察到各部位的溫度情況。如要使用蓄電池作電源，則旋轉交直流轉換開關S1于直流檔，同時將蓄電池插頭插入插座DC中；為使上下限報警有區別，LED2用紅色發光管，LED3用綠色發光管。為安全用電，在市電進入變壓器B前的電路中接保險管BX，BX裝在盒體背面下部。
權利要求1.一種數顯電子溫濕度測報儀，是有一個提供工作電流的電源電路、一個溫度濕度探測及指示電路、一個上下限聲光報警電路三部分構成，電源電路由變壓器L、整流管D1-4及電容C1構成的橋式整流濾波電路，再經三端穩壓管7805構成的穩壓電路等組成，在三端穩壓電路后接入一個保證輸出可靠電信號的抗干擾電容C2，其特征是由可以置于烤房內上、中、下部位的與電源相接的至少三個溫度探測器件和一個濕度探測器件，同與數顯表頭G的一端相接的W1形成一個橋臂；用于調節上下限報警的電位器W3、W4的一端與地相接，另一端與W1的一端相接構成一個橋臂；W2和開關S5及設定報警摸擬數值的電路R3、W5構成一個橋臂，W2接恒流管BG1的漏極，及W3、W4的輸入端通過BG1的偏置電阻R5與BG1的柵極和源極相接為一個橋臂，形成了以指示溫濕度的數顯表頭G為中心的橋式溫濕度探測指示電路，由集成塊CD4069形成的六反向門電路構成了溫度聲光報警信號電路。
2.根據權利要求1所述的數顯電子溫濕度測報儀，其特征在于聲光報警信號電路分為上限報警和下限報警兩部分，上限報警部分由接在恒流管輸出端的電位器W3及其接在W3滑動觸頭上的CD4069的管腳1，通過偏置電阻R4與CD4069的管腳2相接的三極管BG2及其在BG2的集電極與地間串接的發光管LED2、分壓電阻R6構成；下限報警部分由接在恒流管輸出端的電位器W4及其接在W4滑動觸頭上的CD4069的管腳3，通過偏置電阻R5與CD4069的管腳4相接的三極管BG3及在其集電極上接的發光管LED3構成；通過一個鉗位二極管D5同BG2的集電極和BG3的發極相接，形成了上下限聲響報警信號取樣電路，其后是鉗位二極管D5接CD4069的管腳5，CD4069的管腳6和9相接，在管腳9、8與D5的輸出端分別接電阻R8和電容C3，CD4069的管腳7接地構成一個多諧振蕩器；多諧振蕩器與后面的音頻發生器通過二極管D6相接，在CD4069的管腳11上接有D6，其管腳10與13相接，在其管腳13、12到D6的輸出端間，分別接有電阻R9、電容C4，CD4069的管腳14與提供電源的穩壓管DW相接構成了音頻發生器；推挽放大聲響電路由取得音頻信號的電阻R10作為BG4和BG5的偏置電阻，接在BG4和BG5的基極上，BG4和BG5的輸出端連在一起后，通過電容C5與喇叭相接構成。
3.根據權利要求1所述的數顯電子溫濕度測報儀，其特征在于從三端穩壓管7805的輸出端串接電位器W5和電阻R3，經開關S5與電位器W2接通，形成了設置上下限報警數值的摸擬電路；在數顯表頭G的兩端分別接有電位器W1和W2作為表頭的校準電路。
專利摘要一種數顯電子溫濕度測報儀,由電源、溫濕度探測及指示、報警三部分電路構成,由三個溫度探測器件和一個濕度探測器件構成檢測電路,一個設定上下限報警數值的電路,一個由六反向門電路構成的聲光報警指示電路,它們接在一個數顯表頭G上,構成了電子溫濕度測報儀。主要在農民的煙葉烤房中使用,可隨時了解烤房中的溫濕度情況,便于及時調節爐火溫度,保證煙葉烘烤質量。
文檔編號G01D7/00GK2299303SQ9721399
公開日1998年12月2日 申請日期1997年4月18日 優先權日1997年4月18日
發明者張兆慶 申請人:張兆慶