多通道高精度智能化焦爐測溫方法及其測溫裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及焦爐測溫方法及其測溫裝置，特別是一種多通道高精度智能化焦爐測溫方法及其測溫裝置。
【背景技術】
[0002]隨著市場對焦炭質量要求的日益提高，焦爐各項溫度的準確測量是對現行加熱制度檢查的必要手段，同時也為調整加熱制度提供了依據。原來的光學高溫計因不能連續測溫和自動進行數值記錄，并且存在人工記錄誤差等缺點，已不能滿足目前焦爐生產的需要。一般市場中用于焦爐的紅外測溫儀，一臺儀器只能測量一個焦化爐的溫度，并沒有充分地利用到電子電路的多路處理能力，使得焦爐現場需要部署多個測溫儀，使得整個焦爐的測溫系統變得臃腫，甚至是浪費成本。
[0003]針對上述現狀，中國實用新型專利ZL201520573291.3提出了一種多路在線式紅外測溫儀，包括電子盒和分別通過光纖與所述電子盒相連的多個光學探頭，電子盒包括電源部分和分別與電源部分相連的信號預處理部分、核心處理部分、顯示部分和通信接口部分。該專利的技術方案結合電子電路技術，采用更加先進、靈活、高效的處理方式，集高集成度、高穩定性、自適應性、多選擇性、可擴展性等眾多優點于一身。但是紅外測溫的精度受光斑尺寸、工作波長、環境條件等因素影響較大，其精度的穩定性無法得到保證。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對上述現有技術中紅外測溫儀測量精度的穩定性無法得到保證的不足，提供一種具有高精度測量能力的多通道高精度智能化焦爐測溫方法及其測溫裝置。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
多通道高精度智能化焦爐測溫裝置的測溫方法包括以下步驟:
(I)系統初始化。多通道高精度智能化焦爐測溫裝置上電或復位后，首先由MCU 進行初始化。
[0006](2)PB-0EM2-SEA模塊初始化。若通信接口部分為RS485模塊，則去掉步驟(2)。
[0007](3)啟動。完成初始化后的MCU輸出一個脈沖信號至數字溫度測量芯片，使得數字溫度測量芯片復位隨即進入啟動狀態。
[0008](4)通道分配。啟動完成后M⑶對數字溫度測量芯片進行通道分配。
[0009](5)啟動轉換。通道分配完成后，數字溫度測量芯片就做好了開始轉換的準備。MCU發送命令啟動數字溫度測量芯片轉換。
[0010](6)轉換。數字溫度測量芯片進行轉換。
[0011](7)若數字溫度測量芯片轉換沒有完成，則返回步驟(6)繼續進行轉換。若數字溫度
測量芯片轉換完成了，則進行步驟(8)。. (8)讀取結果。MCU在數字溫度測量芯片上讀取溫度轉換結果。
[0012](9)數據處理。M⑶對溫度轉換結果進行數據處理。
[0013](10)故障指示。對于任意一個通道，如果一次溫度轉換完成后數據處理時結果正確，則與該通道相對應的故障指示LED燈熄滅。反之，如果檢測到故障，則與該通道對應的故障指示LED燈點亮。
[0014](11)通信處理。故障指示完成后就與外界進行通信。若數字溫度測量芯片的輸入通道連接的傳感器部分有變化時，則返回步驟(4)，反之，則返回步驟(5)。
[0015]多通道高精度智能化焦爐測溫裝置，包括電源部分、數字溫度測量部分、核心處理部分、故障指示部分、通信接口部分和I?19個傳感器部分。所述電源部分分別與所述數字溫度測量部分、核心處理部分、故障指示部分和通信接口部分相連。每個所述傳感器部分都與所述數字溫度測量部分相連。所述核心處理部分分別與所述數字溫度測量部分、故障指示部分和通信接口部分相連。
[0016]每個所述傳感器部分包括熱電偶和補償導線。所述熱電偶的冷端通過所述補償導線與所述數字溫度測量部分相連。
[0017]所述數字溫度測量部分包括數字溫度測量芯片、冷端補償電路和與所述熱電偶相匹配的輸入電路。所述數字溫度測量芯片的輸入通道分別與所述輸入電路和冷端補償電路相連。所述輸入電路通過所述補償導線與所述熱電偶的冷端相連。所述數字溫度測量芯片與所述核心處理部分相連。
[0018]在其中一個實施例中，所述電源部分包括非隔離型24V轉5V模塊、非隔離型5V轉
3.3V模塊和隔離型24V轉5V模塊。
[0019]所述的非隔離型24V轉5V模塊的輸出端連接所述的數字溫度測量芯片。所述的非隔離型5V轉3.3V模塊的輸出端連接所述的核心處理部分和故障指示部分。所述的隔離型24V轉5V模塊的輸出端連接所述的通信接口部分。
[0020]在其中一個實施例中，所述核心處理部分包括MCU和分別與MCU相連的復位電路、時鐘電路和下載電路。所述MCU分別與所述數字溫度測量芯片、故障指示部分和通信接口部分相連。
[0021]在其中一個實施例中，所述故障指示部分包括與所述熱電偶相匹配的故障指示LED燈。所述故障指示LED燈與所述核心處理部分相連。
[0022]在其中一個實施例中，所述輸入電路包括抗混迭電路和故障保護電路。所述抗混迭電路分別與所述補償導線的正極和數字溫度測量芯片的輸入通道相連。所述故障保護電路分別與所述補償導線的正極、補償導線的負極和數字溫度測量芯片的輸入通道相連。
[0023]在其中一個實施例中，所述冷端補償電路包括三極管。所述三極管的基極和集電極短接后以單端方式連接到所述數字溫度測量芯片上。
[0024]在其中一個實施例中，所述通信接口部分為RS485模塊。
[0025]所述RS485模塊包括高速光耦、RS485接口電路和RS485通信指示燈。所述核心處理部分分別與RS485接口電路和RS485通信指示燈相連。所述高速光耦與所述RS485接口電路相連，用來電氣隔離所述RS485接口電路和核心處理部分。
[0026]在其中一個實施例中，所述通信接口部分為Profibus-DP模塊。
[0027]所述Profibus-DP模塊包括站地址撥碼開關、PB-0EM2-SEA模塊、Profibus-DP通信指示燈和依次串聯的總線上拉電阻、總線下拉電阻、總線終端匹配電阻。
[0028]所述總線上拉電阻、總線下拉電阻和總線終端匹配電阻與所述PB-0EM2-SEA模塊相連，所述PB-0EM2-SEA模塊與所述核心處理部分相連。所述站地址撥碼開關與所述核心處理部分相連。所述Profibus-DP通信指示燈與所述PB-0EM2-SEA模塊相連。
[0029]在其中一個實施例中，所述數字溫度測量芯片為LTC2983芯片。
上述多通道高精度智能化焦爐測溫方法及其測溫裝置的有益效果:
1、電路簡單可靠，使用的LTC2983芯片具有自動調零功能并內置高精度基準電源以及具有自動冷端補償功能，解決了目前常用的熱電偶數字溫度測量技術中存在的電路設計復雜和調試困難的問題。
[0030]2、可以連接幾乎所有的標準化熱電偶(B、E、J、K、N、S、R和T型)和非標準化熱電偶。
[0031]3、具有多通道并能夠在多個通道上連續運行轉換。
[0032]4、能夠自動檢測故障并進行故障指示。
[0033]5、測量精度高，在-200°01372°C溫度范圍內測量精度達到± 2°C，分辨率達0.001-C。
[0034]6、具有RS485和Prof ibus-DP 二種通信方式，通信方式可靠。
【附圖說明】
[0035]圖1為本發明的基本結構框圖。
[0036 ]圖2為本發明的傳感器部分示意圖。
[0037]圖3為本發明電源部分的電路原理圖。
[0038]圖4為本發明數字溫度測量部分的部分輸入電路的電路原理圖。
[0039]圖5為本發明數字溫度測量部分的數字溫度測量芯片和冷端補償電路的電路原理圖。
[0040]圖6為本發明核心處理部分的電路原理圖。
[0041 ]圖7為本發明故障指示部分的電路原理圖。
[0042]圖8為本發明通信指示部分的RS485模塊的高速光耦電路原理圖。
[0043]圖9為本發明通信指示部分的RS485模塊的部分電路原理圖。
[0044]圖10為本發明的通信指示部分的Profibus-DP模塊的電路原理圖。
[0045]圖11為本發明的軟件流程框圖。
【具體實施方式】
[0046]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行全面的描述。附圖中給出了本發明的首選實施例。但是，本發明可以以許多不同形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容更加透徹全面。
[0047]當一個元件被認