устройство для измерения температуры

Классы МПК:G01K7/02 с использованием термоэлектрических элементов, например термопар
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-12-03
публикация патента:

Изобретение относится к технике измерения физической температуры объекта с помощью термопары и может быть использовано в области температурных измерений с использованием термопар, в частности, в литейном производстве для определения скоростей охлаждения различных зон слитка при кристаллизации или закалке. Измеритель температуры содержит компаратор, несколько термопар с дифференциальными усилителями, аналого-цифровой преобразователь и микроконтроллер. Технический результат - повышение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности одновременного измерения температуры в нескольких точках и записи значений температуры с последующим выводом на обрабатывающее устройство. 1 ил.

устройство для измерения температуры, патент № 2516036

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее термопары, дифференциальные усилители, отличающееся тем, что оно состоит из двух и более термопар, каждая из которых подключена к входу своего дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу общего компаратора, компаратор подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу микроконтроллера, соединенного первой шиной обмена данных с клавиатурой, второй шиной обмена данных с портом RS232, первый выход микроконтроллера соединен с входом цифрового индикатора и второй выход - с входом компаратора для образования обратной связи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике измерения физической температуры объекта с помощью термопары.

Известно устройство для измерения температуры, патент РФ № 2437068 от 2010.06.30 - пирометр, включающий первый и второй каналы, каждый из которых содержит оптоэлектронный преобразователь и синхронный детектор. Пирометр содержит оптически связанный с первым и вторым каналами модулятор излучения, оптически связанный со вторым каналом источник опорного излучения и соединенный с выходами каналов процессор, подключенный к регистратору. Пирометр содержит источник шумового излучения, который подключен к процессору, и блок управления, подключенный к источнику шумового излучения и синхронным детекторам обоих каналов.

Недостатком данного изобретения является то, что оно позволяет измерить лишь температуру поверхности объекта. Температуру внутренних слоев объекта измерения с помощью этого прибора измерить нельзя.

Известно устройство для измерения температуры, А.С. № 839370 от 2005.05.27, содержащее термочувствительный элемент, соединенный с ядерно-квадрупольным резонансным детектором, усилитель, генератор линейно изменяющегося напряжения, две цепи перестройки резонансной частоты, коммутирующий ключ, пороговый блок, вход которого подключен к выходу усилителя, а один из выходов блока к блокирующему входу генератора линейно изменяющегося напряжения; второй выход - инверсный - к управляющего входу коммутирующего ключа, и включенное в цепь информационного высокочастотного выхода ядерно-квадрупольного детектора, аналоговый выход которого подключен через усилитель к одной из цепей перестройки резонансной частоты, а вторая цепь перестройки резонансной частоты подключена к выходу мостовой схемы. В устройстве используют датчик температуры и мостовую схему измерения его сигнала, а пороговый блок выполнен в виде триггера Шмидта.

Недостаток устройства - оно измеряет температуру лишь в одной точке и достаточно сложно в изготовлении из-за большого количества элементов.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для измерения температуры с непосредственным отсчетом (патент РФ № 2017088). Изобретение относится к температурным измерениям с использованием термопары, датчика температуры, первого и второго дифференциального усилителя, источника опорного напряжения.

Недостаток устройства - неспособность измерять одновременно температуру в нескольких точках, кроме того, данный прибор не может осуществлять запись значений измерений для последующей обработки.

Задача изобретения - создание измерителя, одновременно снимающего показания в интервале температур в нескольких точках исследуемого объекта и сохраняющего их для дальнейшей обработки.

Устройство для измерения температуры содержит термопары, дифференциальные усилители. Каждая из термопар подключена к входу своего дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу общего компаратора. Компаратор подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к входу микроконтроллера, соединенного первой шиной обмена данных с клавиатурой, второй шиной обмена данных с портом связи с компьютером, первый выход которого соединен с входом цифрового индикатора и вторым выходом с входом компаратора для образования обратной связи.

Микроконтроллер сохраняет данные и при необходимости выводит их на персональный компьютер для дальнейшей обработки. С помощью обратной связи микроконтроллер может управлять работой компаратора, задавая границы принимаемого сигнала с термопар.

На фиг.1 изображена принципиальная схема работы заявляемого устройства для измерения температуры.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в следующем. В результате включения в схему работы компаратора 3 и микроконтроллера 5 появляется возможность получать данные в интервале температур с нескольких термопар от 1-N одновременно, сохранять их и передавать для дальнейшей обработки. На пути движения сигнала от термопар с 1-N, соединенных с дифференциальными усилителями ДУ1, ДУ2, устройство для измерения температуры, патент № 2516036 , ДУ, до N к микроконтроллеру 5 расположен компаратор 3. Компаратор 3 отсекает не попадающие в интервал температур значения, затем сигнал с помощью АЦП 4 преобразуется в цифровую форму, и уже нужные данные попадают для обработки на микроконтроллер 5. Причем наличие компаратора 3 между микроконтроллером 5 и термопарой 1 дает возможность одновременно принимать сигнал с термопар от 1-N одновременно. Микроконтроллер 5 имеет возможность через обратную связь управлять работой компаратора 3, настраивать рабочие интервалы температур, воспринимаемые компаратором 3. Также микроконтроллер 5 выводит получаемые данные на индикатор 7 и данные через порт RS232 8 на компьютер. Управление работой микроконтроллера 5 и устройства в целом осуществляют через клавиатуру 6.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2516036

patent-2516036.pdf

Класс G01K7/02 с использованием термоэлектрических элементов, например термопар

устройство для измерения температуры газовых потоков -  патент 2522838 (20.07.2014)
передатчик параметров процесса с определением полярности термопары -  патент 2521746 (10.07.2014)
устройство для измерения температуры -  патент 2507488 (20.02.2014)
цифровой измеритель температуры -  патент 2504743 (20.01.2014)
погружной зонд -  патент 2502064 (20.12.2013)
контактная головка (варианты) -  патент 2496099 (20.10.2013)
термопарный датчик -  патент 2485460 (20.06.2013)
преобразователь температуры в напряжение -  патент 2480719 (27.04.2013)
устройство для измерения давления, температуры и теплового потока -  патент 2476842 (27.02.2013)
способ измерения температуры термопарами, измерительная информационная система для его осуществления и температурный переходник -  патент 2475712 (20.02.2013)
Наверх