專利名稱：一種溫度測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及溫度測量裝置。
背景技術(shù)：
在一些金屬(如銅、鋁)的生產(chǎn)過程中，電解槽是用于電解、將氧化 鋁還原為純金屬(如銅、鋁)的生產(chǎn)設(shè)備，它的運轉(zhuǎn)狀況直接關(guān)系到金屬
的各項生產(chǎn)指標(biāo)如產(chǎn)量、電流效率和能耗。電解是在930-970。C的高溫熔 融冰晶石電解質(zhì)中進(jìn)行。溫度過高，還原金屬的"二次反應(yīng)"加強(qiáng)，電流效 率降低；電解槽槽幫熔化，電解質(zhì)直接侵蝕耐火材料，導(dǎo)致電解質(zhì)對槽殼 鋼板的腐蝕，以致電解槽發(fā)生早期破損，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。 一般情況下， 由于陰極鋁液在電解槽底部劇烈運動，強(qiáng)烈沖刷陰極炭塊，對于陰極炭塊 質(zhì)量較差、或筑爐過程、焙燒啟動過程存在隱患的電解槽，往往會引起沖 蝕坑甚至局部破損，或者由于電解槽槽底在生產(chǎn)過程受熱應(yīng)力的作用發(fā)生 破損，比如，鋁水滲漏熔化陰極鋼棒甚至槽底鋼板，若不及時發(fā)現(xiàn)維修， 會導(dǎo)致漏槽等嚴(yán)重事故的發(fā)生，被迫停槽大修。另外，當(dāng)電解溫度過低， 則會導(dǎo)致電解槽伸腿嚴(yán)重，槽膛變形，也影響電解過程的正常運行。上述 現(xiàn)象的發(fā)生，都會導(dǎo)致電解槽的側(cè)部散熱孔、陰極鋼棒或槽底鋼板表面溫 度快速升高或降低。因此，生產(chǎn)過程中的電解質(zhì)溫度的高低直接影響到出 鋁量和產(chǎn)出能耗比，溫度過高不僅會造成能源的浪費，還會影響電解槽的 使用壽命；反之，雖然能耗下降，但是可能嚴(yán)重影響到出鋁量，并造成電 解槽內(nèi)部結(jié)殼加厚。所以通過測量電解質(zhì)的溫度，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題，
并及時采取措施以保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。
目前，電解質(zhì)溫度檢測的方式是由工作人員定時用具有K型熱電偶接
口的普通溫度測量儀進(jìn)行測試，將被測設(shè)備的編號/位置編號、溫度連同測
量時間一同記錄在記錄單中，測量結(jié)束后直接謄寫成或輸入到計算機(jī)中再
打印成報表上報主管領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行分析。因此，測量過程需要兩個人進(jìn)行配合，
勞動強(qiáng)度大，操作環(huán)節(jié)多，而且容易發(fā)生溫度數(shù)據(jù)的讀取、記錄和輸入錯誤。
實用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實用新型提供一種溫度測量裝置，可對電解質(zhì)的溫度自 動進(jìn)行實時測量和顯示。
本實用新型提供的一種溫度測量裝置，包括
熱傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、顯示單元，微處理器、時鐘單元，所述熱 傳感器的輸出連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入，所述時鐘單元和所述才莫數(shù) 轉(zhuǎn)換單元的輸出分別與微處理器相連接，微處理器的輸出與顯示單元的輸 入相連接。
更適宜地，該溫度測量裝置還包括
信號放大單元，設(shè)置在熱傳感器與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間；
信號放大單元的輸入與熱傳感器的輸出相連接，信號放大單元的輸出 連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸入。
本實用新型提供的溫度測量裝置中設(shè)置有熱傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、 顯示單元，微處理器、時鐘單元，所述熱傳感器連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元， 所述時鐘單元、顯示單元和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別與微處理器相連接。根 據(jù)本實用新型可以實現(xiàn)鋁電解槽等設(shè)備電解質(zhì)溫度的測量，可同時顯示設(shè) 備編號、實測溫度、測量時間，避免人工記錄測量數(shù)據(jù)的麻煩，提高了測 量的準(zhǔn)確性；降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，又提高了工作效率。


圖1為本實用新型提供的溫度測量裝置的架構(gòu)示意圖。
具體實施方式

如圖l所示，本實用新型提供的一種溫度測量裝置，包括 熱傳感器l、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3、顯示單元9，微處理器4、時鐘單元6， 所述熱傳感器1的輸出連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3的輸入，所述時鐘單元 6和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3的輸出分別與微處理器4相連接，微處理器4的 輸出與顯示單元9的輸入相連接。 還包括
信號放大單元2，設(shè)置在熱傳感器1與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3之間；信號放大單元2的輸入與熱傳感器1的輸出相連接，信號放大單元2
的輸出連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3的輸入。
用于操作該溫度測量儀的按鍵7，該按鍵7通過接口與所述微處理器 4相連接。
用于保存測量數(shù)據(jù)的存儲單元10,所述存儲單元10與所述微處理器 4相連接。
用于與計算機(jī)連接的通訊接口 13,通訊接口 13與所述微處理器4相連接。 還包括電池11及電源切換單元12,
電源切換單元12的兩個輸入端分別與電池11和通訊纟妄口 13相連才妄， 所述電源切換單元12的輸出與所述^t處理器4相連接。
亮度檢測單元8,所述亮度檢測單元8的輸出與所述微處理器4的輸 入相連才妻。
溫度補(bǔ)償單元5，用于根據(jù)環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償； 所述溫度補(bǔ)償單元5連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元3的輸入。 實施例一
本實施例提供的溫度測量裝置是一種多功能電解質(zhì)溫度測量儀，參 照圖1,該溫度測量儀包括熱電偶器件1、信號放大器2、模數(shù)轉(zhuǎn)換器3、 液晶顯示器9，嵌入式微處理器4、實時時鐘6，具體連接關(guān)系為熱電偶 接口 1的輸出與信號放大器2的輸入連接，信號放大器2的輸出連接模數(shù) 轉(zhuǎn)換器3的輸入,模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片3的輸出與嵌入式微處理器4的輸入連接， 嵌入式微處理器4的輸出連接液晶顯示器9的輸入；所述實時時鐘芯片的 輸出與嵌入式微處理器4的輸入連接。
該溫度測量儀工作時，通過外接熱電偶將溫度信號轉(zhuǎn)換成微弱的電信 號；信號放大器2和模數(shù)轉(zhuǎn)換器3完成能量信號的濾波、放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換， 然后傳遞到嵌入式微處理器4得到實際溫度，嵌入式微處理器4同時讀取 實時時鐘6的當(dāng)前時間，連同溫度一起傳遞到顯示器9進(jìn)行顯示。更適宜 地，還可根據(jù)測量需要，在該溫度測量儀內(nèi)預(yù)先設(shè)定被測設(shè)備的編號設(shè)備 序列號也一同在顯示器上顯示，以簡化才喿作。
此外，還可設(shè)置的溫度補(bǔ)償單元5用于根據(jù)環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償，從而
6保證測量精度。
本實施例中，熱感應(yīng)單元1采用符合國標(biāo)的熱電偶器件，信號放大器
2是AD8552運算放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器3是TLV2544型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，嵌入式微處理器采用ATmega64型微處理器，時鐘6采用的是DS1307型時鐘芯片。
實施例二
本實施例中提供的溫度測量裝置與前述實施例一基本相同，在前述溫度測量儀上還設(shè)置有用于操作該溫度測量儀的按一建7,在前述測量儀內(nèi)還設(shè)置有用于保存測量數(shù)據(jù)的非易失存儲器10,所述按鍵7的輸出與嵌入式微處理器4的輸入連接，非易失存儲器10的輸出與嵌入式微處理器4的輸入連接，非易失存儲器10的輸入與嵌入式微處理器4的輸出連接。非易失存儲器可保證測量數(shù)據(jù)包括溫度、時間、測量位置等信息。使得溫度測量儀在掉電情況下數(shù)據(jù)仍能長時間保存，按鍵7可以使操作人員根據(jù)測量要求隨時查閱歷史溫度信息。
本實施例中所述非易失存儲器IO具體可采用FM24C512型存儲器。
實施例三
本實施例中提供的溫度測量裝置與前述實施例基本相同，其區(qū)別在于，本實施例的溫度測量儀中還設(shè)置有與計算機(jī)連接的USB通訊接口 13,所述USB通訊接口 13的輸出與嵌入式微處理器4的輸入連接，USB通訊接口 13的輸入與嵌入式微處理器4的輸出連接。USB通訊接口 13的作用在于可以通過標(biāo)準(zhǔn)的USB接口將本實用新型所述溫度測量儀與計算機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)下載和上傳操作，并可以實現(xiàn)溫度測量儀和計算機(jī)之間的帶電熱插拔，方便使用和操作。
本實施例中所述的USB通訊接口 13可采用USB轉(zhuǎn)RS232橋接芯片。
實施例四
本實施例中提供的溫度測量裝置與前述實施例基本相同，其區(qū)別在于，本實施例的溫度測量^f義中還包括電源切換單元12、電池11，所述電源切換單元12的輸出與嵌入式微處理器4的輸入連接，USB通訊接口單元13的輸出與電源切換單元12的輸入連接，電池11的輸出與電源切換
7芯片12的輸入連接。
當(dāng)溫度測量儀通過標(biāo)準(zhǔn)USB通訊電纜連接到計算機(jī)上，電源切換單元12自動切換到USB 口供電方式，同時切斷電池與多功能電解質(zhì)溫度測量儀的電氣連接，自動打開溫度測量儀，達(dá)到方便操作和節(jié)省電池，延長使用壽命的目的。
所述電源切換單元12為可控開關(guān)器件或集成電路芯片。
本實施方式所述的電源切換單元12采用美國TI公司的TPS2111芯片，用于實現(xiàn)電源自動切換，電池11的電壓范圍為5~9V。
實施例五
本實施例中提供的溫度測量裝置與前述實施例基本相同，其區(qū)別在于，本實施例的溫度測量儀中還包括亮度檢測單元8,所述的亮度檢測單元8的輸出與嵌入式微處理器4的輸入連接。當(dāng)嵌入式微處理器通過亮度檢測芯片檢測到外部光線較強(qiáng)時，自動關(guān)閉液晶顯示器上的背光電源，達(dá)到省電的目的；反之，當(dāng)嵌入式微處理器通過亮度檢測芯片檢測到外部光線較弱時，自動打開液晶顯示器上的背光電源，便于操作人員在較暗的環(huán)境下操作。
本實施例中所述的亮度檢測單元8采用光敏器件，如標(biāo)準(zhǔn)的光敏電阻即可。
實施例六
本實施例中提供的溫度測量裝置與前述實施例基本相同，其區(qū)別在于，本實施例的溫度測量儀還具有超限報警功能，即每次將測得的溫度與預(yù)先設(shè)定的溫度上限進(jìn)行比較，當(dāng)溫度超過上限時，自動通過溫度測量儀體內(nèi)部的蜂鳴器進(jìn)行聲音報警。
在具體應(yīng)用中，本實用新型的溫度測量裝置可做成槍狀，便于插入到電解質(zhì)中進(jìn)行溫度測量。
本實用新型提供的溫度測量裝置，可以實現(xiàn)被測設(shè)備電解質(zhì)溫度的測量，根據(jù)本實用新型可以實現(xiàn)被測設(shè)備電解質(zhì)溫度的測量，可同時顯示設(shè)備編號、實測溫度、測量時間，避免人工記錄測量數(shù)據(jù)的麻煩，提高了測量的準(zhǔn)確性；降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，又提高了工作效率。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護(hù)范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種溫度測量裝置，其特征在于，包括熱傳感器(1)、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)、顯示單元(9)，微處理器(4)、時鐘單元(6)，所述熱傳感器(1)的輸出連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)的輸入，所述時鐘單元(6)和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)的輸出分別與微處理器(4)相連接，微處理器(4)的輸出與顯示單元(9)的輸入相連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的溫度測量裝置，其特征在于，還包括 信號放大單元(2),設(shè)置在熱傳感器(1)與模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)之間； 信號放大單元(2)的輸入與熱傳感器(1)的輸出相連接，信號放大單元(2)的輸出連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)的輸入。
3、 如權(quán)利要求1所述的溫度測量裝置，其特征在于，還包括 用于操作該溫度測量儀的按鍵(7),該按鍵(7)通過接口與所述微處理器(4)相連接。
4、 如權(quán)利要求1所述的溫度測量裝置，其特征在于，還包括 用于保存測量數(shù)據(jù)的存儲單元(10),所述存儲單元(10)與所述孩吏處理器(4 )相連接。
5、 如權(quán)利要求1所述的溫度測量裝置，其特征在于，還包括 用于與計算機(jī)連接的通訊接口 (13)，通訊接口 (13)與所述微處理器(4)相連接。
6、 如權(quán)利要求5所述的溫度測量裝置，其特征在于，還包括電池(ll) 及電源切換單元(12),電源切換單元(12)的兩個輸入端分別與電池(11)和通訊接口 (13) 相連接，所述電源切換單元(12)的輸出與所述微處理器(4)相連接。
7、 如權(quán)利要求1所述的溫度測量裝置，其特征在于，還包括 亮度檢測單元(8 ),所述亮度檢測單元(8 )的輸出與所述微處理器(4 )的輸入相連接。
8、 如權(quán)利要求1所述的溫度測量裝置，其特征在于，還包括 溫度補(bǔ)償單元(5 ),用于根據(jù)環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償； 所述溫度補(bǔ)償單元(5)連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)的輸入。
9、 如權(quán)利要求1至8中任一項所述的溫度測量裝置，其特征在于，所述熱傳感器(1)為熱電偶器件；和/或 所述微處理器(4)為嵌入式微處理器；和/或 所述顯示單元(9)為液晶顯示器。
10、如權(quán)利要求4所述的溫度測量裝置，其特征在于, 所述熱傳感器(1)為熱電偶器件；和/或 所述微處理器(4)為嵌入式微處理器；和/或 所述顯示單元(9)為液晶顯示器；和/或 存儲單元(10)釆用的是非易失存儲器。
專利摘要本實用新型公開了一種溫度測量裝置，包括熱傳感器(1)、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)、顯示單元(9)，微處理器(4)、時鐘單元(6)，所述熱傳感器(1)的輸出連接到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)的輸入，所述時鐘單元(6)和所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元(3)的輸出分別與微處理器(4)相連接，微處理器(4)的輸出與顯示單元(9)的輸入相連接。根據(jù)本實用新型可以實現(xiàn)被測設(shè)備電解質(zhì)溫度的測量，可同時顯示設(shè)備編號、實測溫度、測量時間，避免人工記錄測量數(shù)據(jù)的麻煩，提高了測量的準(zhǔn)確性；降低了操作人員的勞動強(qiáng)度，又提高了工作效率。
文檔編號G01K7/02GK201285330SQ20082010990
公開日2009年8月5日 申請日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者張志芳, 趙仁濤, 軍 鐵 申請人:北方工業(yè)大學(xué)