專利名稱:線式溫度傳感器的制作方法
技術領域:
本發(fā)明與溫度傳感器有關,尤其與隧道火災監(jiān)測報警裝置的線式溫度傳感器有關。
隧道火災監(jiān)測報警裝置用感溫電纜作測溫傳感器。它由兩條外表涂有預定低熔點絕緣物質的互絞導線組成。在正常狀態(tài)下是互相絕緣的?;鹎榘l(fā)生時,環(huán)境溫度達到電纜外層絕緣物質預定熔化溫度時,絕緣層被破壞,兩條導線短路報警。報警后,由于傳感器發(fā)生物理破壞需要更換修復,對于隧道環(huán)境安裝施工不便。另外,這種傳感器的報警信號與其短路故障信號無區(qū)別,其實用性差。
本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單,成本低廉,使用方便,靈敏度高,實用性好,既可監(jiān)測全隧道的溫度變化,又可方便設置報警值的線式溫度傳感器。
本發(fā)明是這樣實現的線式溫度傳感器由一條熱敏合金線RT構成,RT的一端與恒流源1的輸出連接,RT的另一端接模擬地,RT的兩端與放大器2的兩輸入端連接。
熱敏合金線的合金包括如下組分和用量,重量份鎳95-98錳0.2-0.5鋅0.2-0.5硅0.1-0.3鈷0.2-0.5上述合金經拉線工藝制成線,再經退火而成熱敏合金線。
合金線的退火溫度為其再結晶溫度,約為1000℃左右。
線式溫度傳感器的恒流源1為二極管D1、晶體管V1、V2、V3組成的電橋,V1、V2、V3的基極、V2的集電極接摸擬地,V1的集電極接RT的一端,V1、V3的發(fā)射極接直流電源,V2的發(fā)射極經D1接直流電源。
線式溫度傳感器的V1的發(fā)射極通過電位器W1接直流電源,V3的發(fā)射極經電位器W2接直流電源。
線式溫度傳感器的放大器2為運算放大器7650,RT的一端經電阻R17接放大器的同相輸入端,恒流源電橋的一橋臂接電阻R3,R3接于放大器的兩輸入端之間。
線式溫度傳感器的RT有正溫度系數,其電阻率為0.05-0.1歐·毫米2/米(25℃),電阻值變化率為0.004-0.006歐姆/℃。
線式溫度傳感器的RT的長度為100米,外徑為0.6毫米,電阻溫度系數為5423PPm/℃。
線式溫度傳感器的RT的長度為1000米,其電阻溫度變化率為0.1522歐姆/℃。
本發(fā)明結構簡單,成本低廉,溫度靈敏度高,強度高,抗腐蝕能力強,安裝施工方便??墒秩菀椎卦诖竺娣e設置??蓪Υ蠓秶鷥冗M行實時溫度監(jiān)測??煞奖愕馗鶕?guī)范和不同的環(huán)境情況設置報警值??蛇m時、準確發(fā)出火災報警。火災發(fā)生后,即使傳感器外層絕緣層受損,只要合金線未燒斷,仍可正常使用。本實用新型有開放式結構,可任意布線,便于改建和擴建報警系統(tǒng)。
圖1為本發(fā)明的框圖。
圖2為實施例電路原理圖。
如下是
具體實施例方式本發(fā)明以熱敏合金線作為傳感器與下位機的恒流源和放大器連接,下位機將熱敏合金線感測到的溫度信號經過適當的變換,再通過通訊電纜將數據傳送到遠處的計算機系統(tǒng),在此進行一定的處理后即可進行溫度監(jiān)測和火災報警。
熱敏合金線具有電阻與溫度正溫度線性特性。其合金組成包括重量份鎳97,錳0.4,鋅0.3,硅0.2,鈷0.4。合金經常規(guī)工藝冶煉,拉制成線材,經1000℃退火處理而成熱敏合金線。
在系統(tǒng)中它被直接接入下位機中。下位機中的恒流源為其提供恒定的電流,其作用是將線式溫度傳感器的溫度電阻特性變換為溫度電壓特性,以供放大器輸入。由D1、V1、V2、V3組成的恒流源電橋為熱敏合線Rt提供恒定電流,電流大小由W1調節(jié),當Rt的電阻值隨溫度呈線性變化時,其兩端的電壓也隨溫度呈線性變化。Rt的一端接摸擬地,另一端通過電阻R7接入運算放大器7650的同相輸入端,電橋的另一橋臂為電阻R3提供恒定電流,電流大小通過電位器W2調節(jié),調節(jié)R3兩端的電壓對運算放大器調零。本實用新型的調零點為-30℃(通過摸擬電阻調節(jié)),放大器輸出端接入摸擬多路開關的通道(摸擬多路開關可接入多個相同的探測通道,這樣可擴大下位機的探測范圍)。摸擬多路開關的輸出通過電位器W3、R11、接入V/F變換器AD650的電壓輸入端,AD650的第8腳為脈沖頻率輸出端,通過三極管V7和光電耦合器件LBC135,經7414斯密特觸發(fā)器送入單片機的計數器輸入端,單片機通過該端口進行數據采集。通過上述電路,溫度被變換為單片機能識別的脈沖信號。由于Rt的電阻與溫度呈線性關系,因此V/F變換器的輸出頻率與溫度也呈線性關系,符合方程T=KF+B(式中T為Rt所處位置的環(huán)境溫度,F為V/F變換器的輸出頻率,K為溫度、頻率系數,B為0℃時V/F變換器的輸出頻率)。在本實用新型中,熱敏合金線Rt的長度為100米,外徑為0.6毫米,經實測,其溫度電阻變化系數為5423PPm。對于1000米的Rt,電阻、溫度變化率為0.1522Ω/℃。下位機完成采集,經處理后,將數據通過RS485通訊線路傳送給遠處的計算機。計算機根據一個給定的一次方程即可計算出對應的溫度值,從而根據溫度變化率確定是否發(fā)出報警。
權利要求
1.一種線式溫度傳感器,其特征在于由一條熱敏合金線RT構成,RT的一端與恒流源(1)的輸出連接,RT的另一端接模擬地,RT的兩端與放大器(2)的兩輸入端連接。
2.根據權利要求1所述的線式溫度傳感器,其特征在于熱敏合金線的合金包括如下組分和用量,重量份鎳95-98錳0.2-0.5鋅0.2-0.5硅0.1-0.3鈷0.2-0.5上述合金經拉線工藝制成線,再經退火而成熱敏合金線。
3.根據權利要求2所述的線式溫度傳感器,其特征在于合金線的退火溫度為其再結晶溫度。
4.根據權利要求1所述的線式溫度傳感器,其特征在于恒流源(1)為二極管D1、晶體管V1、V2、V3組成的電橋,V1、V2、V3的基極、V2的集電極接摸擬地,V1的集電極接RT的一端,V1、V3的發(fā)射極接直流電源,V2的發(fā)射極經D1接直流電源。
5.根據權利要求1所述的線式溫度傳感器,其特征在于V1的發(fā)射極通過電位器W1接直流電源,V3的發(fā)射極經電位器W2接直流電源。
6.根據權利要求1所述的線式溫度傳感器,其特征在于放大器(2)為運算放大器7650,RT的一端經電阻R17接放大器的同相輸入端,恒流源電橋的一橋臂接電阻R3,R3接于放大器的兩輸入端之間。
7.根據權利要求1或2或3或4所述的線式溫度傳感器,其特征在于RT有正溫度系數,其電阻率為0.05-0.1歐·毫米2/米(25℃),電阻值變化率為0.004---0.006歐姆/℃。
8.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的線式溫度傳感器,其特征在于RT的長度為100米,外徑為0.6毫米,電阻溫度系數為5423PPm/℃。
9.根據權利要求1或2或3或4或5或6所述的線式溫度傳感器,其特征在于RT的長度為1000米,其電阻溫度變化率為0.1522歐姆/℃。
全文摘要
本發(fā)明為一種線式溫度傳感器,由一條熱敏合金線RT構成,RT的一端與恒流源1的輸出連接,RT的另一端接模擬地,RT的兩端與放大器2的兩輸入端連2接。以熱敏合金線作為傳感器與下位機的恒流源和放大器連接,下位機將熱敏合金線感測到的溫度信號經過適當的變換,再通過通訊電纜將數據傳送到遠處的計算機系統(tǒng),在此進行一定的處理后即可進行溫度監(jiān)測和火災報警。
文檔編號G01K7/00GK1306199SQ0110709
公開日2001年8月1日 申請日期2001年2月5日 優(yōu)先權日2001年2月5日
發(fā)明者張益康, 張益燦, 楊邦朝, 郭明杰 申請人:康達(成都)電子有限公司