一種帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工業控制領域中的熱電偶溫度檢測領域，特別是指一種帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統。
【背景技術】
[0002]在工業控制領域，尤其是過程控制領域，溫度通常是主要的控制參數，溫度控制在過程控制中非常重要，溫度控制系統的性能直接影響到產品的質量。而熱電偶通常被用來檢測被測對象溫度的傳感器件，但是熱電偶在使用中可能會發生斷線開路故障，這時直接接受熱電偶輸出信號的溫度采集系統就無法判斷是溫度正常波動，還是開路故障。溫度控制失效可能導致被控對象過度加熱，從而帶來無法想象的嚴重后果。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型提出一種帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統，其特殊之處是可以對熱電偶開路故障進行判斷，從而提供一種安全、有效的多路熱電偶溫度檢測系統。
[0004]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0005]一種帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統，其結構包括:
[0006]N路熱電偶，各路熱電偶的兩個測量端通過多路差分復用器與一溫度控制模塊相連接；
[0007]所述溫度控制模塊，其接受所述熱電偶產生的熱電信號，并將微小熱電信號利用儀表運放放大后計算被測物體的溫度；
[0008]所述多路差分復用器與溫度控制模塊之間設置開路檢測電路。
[0009]上述技術方案中，所述開路檢測電路具體為:在多路差分復用器與溫度控制模塊之間設置偏置電阻，包括上偏置電阻R1、下偏置電阻R2，用來提供開路檢測的偏置電壓；其中，上偏置電阻Rl通過模擬開關與正電源相連，下偏置電阻R2通過模擬開關與負電源相連。
[0010]上述技術方案中，所述N路熱電偶，其中，N為自然數。
[0011]上述技術方案中，所述溫度控制模塊，其接受所述熱電偶產生的熱電信號，并利用儀表運放的高輸入阻抗和高共模抑制的特性來準確放大微小的熱電信號，并根據處理后熱電信號來計算被測物體的溫度。
[0012]上述技術方案中，所述上偏置電阻R1、下偏置電阻R2的阻值均不小于10ΜΩ。
[0013]綜上所述，本實用新型通過模擬開關將多路熱電偶匯聚到單個溫度控制模塊，并在熱電偶與溫度控制模塊之間設置由模擬開關控制的偏置電阻，當熱電偶開路時，可以在熱電偶輸入的正負極間產生一足以使測量系統滿量程的電壓差，溫度控制模塊可以及時檢測這個大于熱電偶滿量程的電壓差，并發出報警，提示操作人員檢測熱電偶斷線故障。而且用于開路檢測的偏置電阻通過模擬開關連接，不會影響正常的溫度測量精度。該方法簡單可靠，實現成本低，可以檢測各種類型熱電偶是否開路，大大提高了生產效率及安全性。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本實用新型帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統的電路結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]本實用新型中的上、下以附圖中的上、下方向為準。
[0018]本實用新型的帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統，其結構包括:
[0019]N路熱電偶，各路熱電偶的兩個測量端通過差分模擬開關與一溫度控制模塊相連接;
[0020]所述溫度控制模塊，其接受所述熱電偶產生的熱電信號，并將微小熱電信號利用儀表運放放大后計算被測物體的溫度；
[0021]多路模擬開關與溫度控制模塊之間設置偏置電阻。
[0022]上述技術方案中，在多路模擬開關與溫度控制模塊之間設置的偏置電阻包括:上偏置電阻R1，下偏置電阻R2，用來提供開路檢測的偏置電壓；其中，上偏置電阻Rl通過模擬開關與正電源相連，下偏置電阻R2通過模擬開關與負電源相連，模擬開關由所述溫度控制模塊控制開閉。
[0023]上述技術方案中，所述N路熱電偶，其中，N為自然數。
[0024]上述技術方案中，所述溫度控制模塊，其接受所述熱電偶產生的熱電信號，并利用儀表運放的高輸入阻抗和高共模抑制的特性來準確放大微小的熱電信號，并根據處理后熱電信號來計算被測物體的溫度。
[0025]工業上常用的熱電偶有S、R、B、K、N、E、J、T型等8種類型，以下部分以最常用的K型熱電偶為例，其溫度測量范圍為-270?1372°C，對應的輸出電勢差大小為-5.891?54.886mV。
[0026]具體如圖1所示的實施例中，包括N路熱電偶溫度傳感器(N為自然數)，N路熱電偶通過多路差分復用器與溫度控制模塊相連，在多路差分復用器與溫度控制模塊之間增加了開路檢測電路:上偏置電阻Rl的一端接+12V電源，另一端通過模擬開關Kl接熱電偶正極；下偏置電阻R2的一端接-12V電源，另一端通過模擬開關K2接熱電偶負極。
[0027]上述技術方案中，偏置電阻R1、R2的阻值均應不小于10ΜΩ，優選值為10ΜΩ，模擬開關K1、K2由溫度控制模塊控制開閉。
[0028]在正常測量時，熱電偶信號通過多路差分復用器與溫度控制模塊直接相連，模擬開關Kl、K2設置為開通狀態，這時開路檢測電路不會對正常的溫度測量有任何影響。
[0029]當設置為開路檢測模式時，模擬開關Κ1、Κ2閉合，這樣就在熱電偶與溫度控制模塊間增加偏置電阻R1、R2。如果熱電偶連接正常沒有斷線，由于熱電偶內阻很小，相對于兆歐級的偏置電阻Rl、R2可以忽略不計，多路差分復用器導通內阻和信號線上的濾波器等效電阻一般就幾ΚΩ，相對于10ΜΩ的偏置電阻也很小，在信號線間產生的分壓很小，不足以超過熱電偶滿量程時產生的電勢差。而當熱電偶斷線時，由于溫度控制模塊兆歐級以上高輸入阻抗，使得信號線上產生較大的電勢差，足以超過熱電偶滿量程時的電勢差，從而顯示報警，提示熱電偶斷線故障。
[0030]綜上所述，本實用新型通過模擬開關將多路熱電偶匯聚到單個溫度控制模塊，并在熱電偶與溫度控制模塊之間設置由模擬開關控制的偏置電阻，通過模擬開關K1、K2分別設置熱電偶正負極兩端的上偏置電阻R1、下偏置電阻R2，從而通過測量熱電偶兩端的電勢差的大小，來判斷熱電偶是否斷線開路。當熱電偶開路時，可以在熱電偶輸入的正負極間產生一足以使測量系統滿量程的電壓差，溫度控制模塊可以及時檢測這個大于熱電偶滿量程的電壓差，并發出報警，提示操作人員檢測熱電偶斷線故障。而且用于開路檢測的偏置電阻通過模擬開關連接，不會影響正常的溫度測量精度。該方法簡單可靠，實現成本低，可以檢測各種類型熱電偶是否開路，大大提高了生產效率及安全性。
[0031]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統，其特征在于，結構包括: N路熱電偶，各路熱電偶的兩個測量端通過多路差分復用器與一溫度控制模塊相連接; 所述溫度控制模塊，其接受所述熱電偶產生的熱電信號，并將微小熱電信號利用儀表運放放大后計算被測物體的溫度； 所述多路差分復用器與溫度控制模塊之間設置開路檢測電路。2.根據權利要求1所述的帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統，其特征在于，所述開路檢測電路具體為: 在多路差分復用器與溫度控制模塊之間設置偏置電阻，包括上偏置電阻R1、下偏置電阻R2，用來提供開路檢測的偏置電壓； 其中，上偏置電阻Rl通過模擬開關與正電源相連，下偏置電阻R2通過模擬開關與負電源相連。3.根據權利要求2所述的帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統，其特征在于: 所述N路熱電偶，其中N為自然數。4.根據權利要求3所述的帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統，其特征在于: 所述上偏置電阻R1、下偏置電阻R2的阻值均不小于10ΜΩ。
【專利摘要】本實用新型提出了一種帶開路檢測的多路熱電偶溫度檢測系統，通過模擬開關將多路熱電偶匯聚到單個溫度控制模塊，并在熱電偶與溫度控制模塊之間設置由模擬開關控制的偏置電阻，當熱電偶開路時，可以在熱電偶輸入的正負極間產生一足以使測量系統滿量程的電壓差，溫度控制模塊可以及時檢測這個大于熱電偶滿量程的電壓差，并發出報警，提示操作人員檢測熱電偶斷線故障。而且用于開路檢測的偏置電阻通過模擬開關連接，不會影響正常的溫度測量精度。該方法簡單可靠，實現成本低，可以檢測各種類型熱電偶是否開路，大大提高了生產效率及安全性。
【IPC分類】G01K15/00, G01R31/02
【公開號】CN204694377
【申請號】CN201520240290
【發明人】孔祥玉, 李咸良, 趙懷玉
【申請人】山東創恒科技發展有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月20日