專利名稱：鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度測(cè)試儀器，特別適用于鋼軌測(cè)溫計(jì)的檢定。
為適應(yīng)鐵路現(xiàn)代化的進(jìn)程，保證鐵路運(yùn)輸安全，防止因溫度變化引起斷軌或脹軌跑道，廣泛采用鋼軌測(cè)溫計(jì)測(cè)量鋼軌溫度，以得于調(diào)整、預(yù)留軌縫或進(jìn)行鋼軌銷定時(shí)測(cè)量軌溫用。軌溫計(jì)是工作用計(jì)量器具，根據(jù)檢定規(guī)程要求進(jìn)行周期檢定，檢定周期為半年，這樣就需要相應(yīng)的檢定儀器。
現(xiàn)在軌溫計(jì)的測(cè)量范圍為－40℃～＋70℃，根據(jù)規(guī)程要求除零點(diǎn)必須檢定外，包括上、下限在內(nèi)的均布不少于4點(diǎn)也必須檢定，這樣就需要有冰點(diǎn)槽(檢定零點(diǎn)用)，中溫恒溫水槽(檢定零點(diǎn)以上至70℃的溫度)、低溫槽(本定零點(diǎn)以下低溫用)三套不同的檢定設(shè)備才能完成對(duì)軌溫計(jì)的檢定。這三套設(shè)備及附加設(shè)備和安裝費(fèi)總投資需幾十萬(wàn)元，這對(duì)鐵路基層站段無(wú)法購(gòu)置，以至無(wú)法按期進(jìn)行檢定，此外，這套檢定設(shè)備不能實(shí)際模擬現(xiàn)場(chǎng)軌溫計(jì)測(cè)軌溫的條件。
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種具有體積小重量輕，且將中溫、低溫及冰點(diǎn)的檢定為一本，模擬現(xiàn)場(chǎng)軌溫計(jì)測(cè)軌溫的條件，更能準(zhǔn)確的反映軌溫計(jì)的誤差，最為理想的軌溫計(jì)檢定儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的；一種軌溫計(jì)檢定儀包括電源、自動(dòng)控溫裝置、溫度源裝置所組成，其特殊之處在于自動(dòng)控溫裝置是由溫度傳感器、模擬放大器、A／D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、控制按鈕、顯示儀表所組成，溫度信號(hào)由溫度探頭傳感器送入模擬放大器經(jīng)放大后送入A／D轉(zhuǎn)換部分，變成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算、再送入內(nèi)存儲(chǔ)器，同時(shí)送入面板顯示儀表、顯示溫度值，在控溫時(shí)采用PID運(yùn)算方式，根據(jù)溫度傳感器實(shí)測(cè)溫度值與設(shè)定溫度值的偏差進(jìn)行運(yùn)算，得出控制值，輸出脈沖信號(hào)與可控硅電源相接控制可控硅導(dǎo)通角大小，來(lái)改變加熱(致冷)功率、使溫度得到連續(xù)控制；溫度源裝置是由半導(dǎo)體溫差致冷器、冷卻水箱及工作槽組成半導(dǎo)體溫差致冷器是由N型半導(dǎo)體同P型半導(dǎo)體聯(lián)成的電偶以構(gòu)成的致冷片所組成，致冷器的冷熱面上裝有導(dǎo)熱板，工作槽放在上導(dǎo)熱板上，水箱裝在下導(dǎo)熱板上，水箱的進(jìn)出排水管通過(guò)軟管與冷卻水循環(huán)泵相接，致冷器通過(guò)繼電器與可控硅直流電源相接，利用改變電流的方向和可控硅導(dǎo)通角大小，來(lái)控制工作槽的制冷或加熱的溫度。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是該軌溫計(jì)檢定儀體積小重量輕、且將中溫、低溫及冰點(diǎn)的檢定為一體，能模擬現(xiàn)場(chǎng)軌溫計(jì)測(cè)軌溫的條件，更能準(zhǔn)確的反映軌溫計(jì)的誤差，可以在額定溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制任意連續(xù)調(diào)節(jié)溫度，滿足不同溫度點(diǎn)的檢定要求。
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型最佳實(shí)施例

圖1為鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀結(jié)構(gòu)示意圖圖2為鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀控制方框圖圖3為鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀電氣原理圖圖4為一級(jí)半導(dǎo)體溫差致冷器結(jié)構(gòu)示意圖圖5為二級(jí)半導(dǎo)體溫差致冷器結(jié)構(gòu)示意圖圖中1.前面板 16.導(dǎo)流片2.數(shù)碼顯示管 17.下導(dǎo)熱板(熱面)3.工作指示燈 18.水箱4.操作鍵 19.溫差電原件5.電源指示燈 20單板機(jī)調(diào)節(jié)器6.電壓表 21雙向可控硅7.電源開(kāi)關(guān) 22鉑電阻8.工作槽 23熔絲管9.溫度計(jì)槽 24電解電容10.進(jìn)水管 25變壓器11.出水管 26可控硅直流電源12.控溫元件 27半導(dǎo)體溫差致冷器13.軟管 28開(kāi)關(guān)14.冷卻水循環(huán)泵 29繼電器15.上導(dǎo)熱板(冷面)一種鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示它由電源裝置、自動(dòng)控溫裝置和溫度源等組成并安裝在機(jī)體內(nèi)，在機(jī)殼的前面板1上安裝有溫度數(shù)碼顯示管2、工作指示燈3、操作鍵4、電源指示燈5、電壓表6、電源開(kāi)關(guān)7、工作槽8，在其槽中有溫度計(jì)槽9和裝有控溫元件12，在機(jī)體的兩側(cè)設(shè)有冷卻水管10、11并與冷卻水循環(huán)泵14相連。
鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀的控制部分如框圖2和原理圖3所示它采用了8031單片計(jì)算機(jī)構(gòu)成的智能控制儀表集信號(hào)采集、測(cè)量、傳遞通信為一體、功能強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便?？刂七^(guò)程是將溫度信號(hào)由溫度探頭送入模擬放大器，經(jīng)放大后送入A／D轉(zhuǎn)換、變成數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，運(yùn)算、再送入內(nèi)存、同時(shí)送入面板顯示測(cè)試值，在控溫時(shí)采用PID運(yùn)算方式，根據(jù)實(shí)測(cè)溫度值與設(shè)定溫度值的偏差進(jìn)行運(yùn)算，得出控制值，輸出脈沖信號(hào)控制可控硅導(dǎo)通角大小，來(lái)改變加熱(致冷)功率，使溫度得到連續(xù)控制。
鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀的溫度源裝置如圖1、3、4所示它是由半導(dǎo)體溫差致冷器27、水箱18、冷卻水循環(huán)泵14等組成半導(dǎo)體溫差致冷器27是由N型半導(dǎo)體同P型半導(dǎo)體聯(lián)成的電偶對(duì)構(gòu)成的溫差電原件19所組成，致冷器27的冷熱面上裝有導(dǎo)熱板15、17，工作槽8放在上導(dǎo)熱板15上，水箱18裝在下導(dǎo)熱板17上，水箱18的進(jìn)出排水管10、11通過(guò)軟管13與冷卻水循環(huán)泵14相接，致冷器27的導(dǎo)流片16通過(guò)繼電器29與可控硅直流電源26相接，利用改變電流的方向和可控硅導(dǎo)通角大小，來(lái)控制工作槽的制冷或加熱的溫度。
為了考慮我國(guó)東北地區(qū)的氣溫低，軌溫也低的特點(diǎn)，軌溫計(jì)設(shè)計(jì)按－40℃～＋70℃。為了保證在檢定時(shí)能達(dá)到－40℃，對(duì)該檢定儀進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，采用二級(jí)致冷的半導(dǎo)體溫差致冷器如圖5所示它是在一級(jí)致冷體的熱面17再加幾組致冷組件，用其冷面15對(duì)一級(jí)致冷組件的熱面17進(jìn)行冷卻，以增大一級(jí)致冷組件冷熱面的溫差，使一級(jí)致冷組件的冷面達(dá)到更低的溫度，以達(dá)到檢定－40℃的要求。
主要技術(shù)數(shù)據(jù)1.電源220V、頻率50Hz
2.加熱(致冷)功率20型 500W 40型 1000W3.溫度范圍－20℃～＋70℃(20型)－40℃～＋70℃(40型)4.溫場(chǎng)均勻度≤±0.1℃5.溫度波動(dòng)度≤±0.1℃／15分鐘6.相對(duì)溫度≤85％7.環(huán)境溫度10℃～30℃8.工作區(qū)有效面積120×160mm9.降溫(升溫)速度＞2℃／分10.外形尺寸500×420×26011.重量10kg
權(quán)利要求1.一種鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀是把冰點(diǎn)槽、中溫恒溫水槽、低溫槽三套設(shè)備的功能綜合為一體用于檢定鋼軌測(cè)溫計(jì)，包括電源裝置、自動(dòng)控溫裝置、溫度源裝置，其特征在于電源裝置采用可控硅直流電源；自動(dòng)控溫裝置是由溫度傳感器、摸擬放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、控制按鈕、顯示儀表所組成，溫度信號(hào)由溫度探頭傳感器送入模擬放大器經(jīng)放大后送入A/D轉(zhuǎn)換部分，變成數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，運(yùn)算、再送入內(nèi)存儲(chǔ)器，同時(shí)送入面板顯示儀表，顯示溫度值，根據(jù)溫度傳感器實(shí)測(cè)溫度值與設(shè)定溫度值的偏差進(jìn)行運(yùn)算，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，把脈沖信號(hào)輸入到可控硅電源，控制可控硅導(dǎo)通角大小，來(lái)改變加熱(致冷)功率，使溫度得到連續(xù)控制；溫度源裝置是由半導(dǎo)體溫差致冷器、冷卻水箱及工作槽組成；半導(dǎo)體溫度致冷器由N型半導(dǎo)體同P型半導(dǎo)體聯(lián)成的電偶對(duì)構(gòu)成的致冷片所組成，致冷器的冷熱面上裝有導(dǎo)熱板、工作槽放在上導(dǎo)熱板上，水箱裝在下導(dǎo)熱板上，水箱的進(jìn)出排水管通過(guò)軟管與冷卻水循環(huán)泵相接，致冷器通過(guò)繼電器與可控硅直流電源相接，利用改變電流的方向和可控硅導(dǎo)通角大小來(lái)控制工作槽的制冷或加熱的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢定儀，其特征在于半導(dǎo)體溫差致冷器采用一級(jí)半導(dǎo)體溫差致冷器或二級(jí)半導(dǎo)體溫差致冷器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢定儀，其特征在于單片機(jī)采用8031單片機(jī)。
專利摘要鋼軌測(cè)溫計(jì)檢定儀是把冰點(diǎn)槽、中溫恒溫水槽、低溫槽三套設(shè)備的功能綜合為一體用于檢定鋼軌測(cè)溫計(jì)，包括電源、控溫和溫度源等裝置，其中電源裝置采用可控硅直流電源；自動(dòng)控溫裝置是由溫度傳感器、模擬放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、控制按鈕、顯示儀表所組成；溫度源裝置采用半導(dǎo)溫差體致冷器，用改變電源的方向和可控硅導(dǎo)通角來(lái)控制工作槽制冷或加熱的溫度。該檢定儀的主要優(yōu)點(diǎn)是體積小重量輕、且將中溫、低溫及冰晶的檢定為一體，滿足不同溫度點(diǎn)的檢定要求。
文檔編號(hào)G01K15/00GK2131099SQ9222084
公開(kāi)日1993年4月28日 申請(qǐng)日期1992年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月26日
發(fā)明者王邦田, 李連成 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市北方計(jì)控電器廠, 鐵道部標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量研究所