專利名稱：便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種恒溫控制加熱裝置，更具體地說，是一種便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置。
背景技術(shù)：
便攜式檢測(cè)儀器往往需要現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定的提供加熱源，這導(dǎo)致了溫度成為這些行業(yè)極為普遍又極為重要的熱工參數(shù)之一?？刂茰囟鹊氖侄卧絹碓蕉啵欢€是存在著控溫精度不高、不夠及時(shí)或者壽命短等一系列問題。而單片機(jī)因其高可靠性和高性價(jià)比，在工業(yè)控制系統(tǒng)，智能化儀器儀表和智能接口等諸多領(lǐng)域內(nèi)得到了極為廣泛的應(yīng)用。新型內(nèi)容由于現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本實(shí)用新型提出一種便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其目的在于解決現(xiàn)有的便攜式檢測(cè)儀器中恒溫控制加熱裝置的響應(yīng)慢、精度不高且壽命短的問題。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案解決上述問題:便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，包括加熱組件、用于感測(cè)所述加熱組件溫度的溫度傳感器、與所述溫度傳感器連接且根據(jù)所述溫度傳感器的檢測(cè)發(fā)出控制指令的單片機(jī)和與所述單片機(jī)連接且根據(jù)所述單片機(jī)發(fā)出的控制指令控制加熱組件加熱的控制電路。所述控制電路包括一固態(tài)繼電器、一晶閘管觸發(fā)電路以及一連接所述固態(tài)繼電器和晶閘管觸發(fā)電路的交流接觸器。所述晶閘管觸發(fā)電路還包括一隔離功放器。所述固態(tài)繼電器和所述隔離功放器連接所述單片機(jī)。所述單片機(jī)為ATmega8。還包括與所述單片機(jī)連接的顯示器及調(diào)控鍵盤。還包括一與所述單片機(jī)相連的用于過限報(bào)警的LED。固態(tài)繼電器由輸入電路，隔離或耦合電路和輸出電路三部分組成。由于本實(shí)用新型采用了單片機(jī)，且由晶閘管觸發(fā)電路和交流接觸器協(xié)調(diào)控制電路的通斷，可以加快加熱器的反應(yīng)速度和提高加熱的溫度精度，并延長該加熱裝置的各部件的使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型的工作原理圖；圖2是本實(shí)用新型的晶體管觸發(fā)電路示意圖；圖3是本實(shí)用新型的橋式整流電路示意圖；圖4是本實(shí)用新型的單片機(jī)ATmega8的引腳圖。
具體實(shí)施方式
:下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，詳細(xì)描述本實(shí)用新型。結(jié)合圖1所示，為本實(shí)用新型的工作原理圖。便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，包括加熱組件1、用于感測(cè)所述加熱組件I溫度的溫度傳感器2、與所述溫度傳感器2連接且根據(jù)所述溫度傳感器2的檢測(cè)發(fā)出控制指令的單片機(jī)3和與所述單片機(jī)3連接且根據(jù)所述單片機(jī)3發(fā)出的控制指令控制加熱組件I加熱的控制電路4。所述控制電路4包括一固態(tài)繼電器41、一晶閘管觸發(fā)電路42以及一連接所述固態(tài)繼電器41和晶閘管觸發(fā)電路42的交流接觸器43。所述晶閘管觸發(fā)電路42還包括一隔離功放器44。所述固態(tài)繼電器41和所述隔離功放器44連接所述單片機(jī)3。本實(shí)用新型的便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置還包括與所述單片機(jī)3連接的顯示器5及調(diào)控鍵盤6。以及一與所述單片機(jī)3相連的用于過限報(bào)警的LED7等。在本實(shí)用新型的恒溫控制加熱裝置使用過程中，分為三個(gè)階段:全速升溫段、調(diào)溫段(或保溫段)和自然降溫段。本實(shí)用新型的原理如圖1所示，在該恒溫控制加熱裝置的單片機(jī)中設(shè)定一個(gè)預(yù)期值8 ;溫度傳感器2將加熱組件I中的溫度信息傳輸給單片機(jī)1，經(jīng)過處理后，一方面送往顯示器5 ;另一方面與所述與設(shè)定的預(yù)期值8相比較，通過單片機(jī)的調(diào)控和控制電路4控制溫度達(dá)到預(yù)期值8。其中，控制電路4中由兩塊組成:由晶閘管觸發(fā)電路42和交流接觸器43協(xié)調(diào)控制通斷。由于初始的全功率加熱電流大，晶閘管允許通過的電流小，故采用交流接觸器43進(jìn)行控制；在后期的溫度調(diào)整時(shí)期，需要來回通斷以調(diào)整溫度達(dá)到預(yù)期值8，對(duì)交流接觸器43的觸點(diǎn)壽命有很大的影響，故采用晶閘管觸發(fā)電路42。結(jié)合圖4所示，在本實(shí)施例中，所述單片機(jī)3為ATmega8。ATmega8是基于增強(qiáng)的AVRRISC結(jié)構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，ATmega8的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá)lMIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。一般的溫度傳感器，采用熱敏電阻。熱敏體積小，價(jià)格便宜，易于通過接觸測(cè)試固體溫度。但是對(duì)于測(cè)量液體溫度表現(xiàn)不佳。再者，熱敏電阻特性的非線性(或者說近似的分段線性)給單片機(jī)的多點(diǎn)恒溫帶來麻煩，要通過大量測(cè)試建立溫度/電壓(τ/v)表格，才能實(shí)現(xiàn)。在本實(shí)施例中的溫度傳感器2采用DS18B20。DS18B20具有精度高，測(cè)量范圍大，不需要輔助電源等特點(diǎn)，且通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS18B20之間僅需一條連接線(加上地線)，并且用戶可以自定義非易失性溫度報(bào)警設(shè)置，所以DS18B20在溫度控制，工業(yè)系統(tǒng)，消費(fèi)品等許多熱感測(cè)系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。在本實(shí)用新型中，固態(tài)繼電器41由輸入電路，隔離或耦合電路和輸出電路三部分組成。安輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CM0S兼容，正負(fù)邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器41的輸入與輸出電路的隔離和稱合方式有光電稱合和變壓器稱合兩種。固態(tài)繼電器41的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時(shí)，通常使用兩個(gè)可控娃或一個(gè)雙向可控娃，直流輸出時(shí)可使用雙極性器件或功率場(chǎng)效應(yīng)管。固態(tài)繼電器41的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)高壽命，高可靠:SSR沒有機(jī)械零部件，有固體器件完成觸點(diǎn)功能，由于沒有運(yùn)動(dòng)的零部件，因此能在高沖擊，振動(dòng)的環(huán)境下工作，由于組成固態(tài)繼電器41的元器件的固有特性，決定了固態(tài)繼電器41的壽命長，可靠性高。(2)靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好:固態(tài)繼電器41的輸入電壓范圍較寬，驅(qū)動(dòng)功率低，可與大多數(shù)邏輯集成電路兼容不需加緩沖器或驅(qū)動(dòng)器。(3)快速轉(zhuǎn)換:固態(tài)繼電器41因?yàn)椴捎霉腆w其間，所以切換速度可從幾毫秒至幾微妙。(4)電磁干擾小:固態(tài)繼電器41沒有輸入"線圈"，沒有觸點(diǎn)燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個(gè)零電壓開關(guān)，在零電壓處導(dǎo)通，零電流處關(guān)斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。交流接觸器43是廣泛用作電力的開斷和控制電路。它利用主接點(diǎn)來開閉電路，用輔助接點(diǎn)來執(zhí)行控制指令。主接點(diǎn)一般只有常開接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)具有常開和常閉功能的接點(diǎn)，小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器43的接點(diǎn)，由銀鎢合金制成，具有良好的導(dǎo)電性和耐高溫?zé)g性。晶閘管有三個(gè)極，分別為陽極、陰極和控制極。為了說明晶體閘管的工作原理，我們把晶閘管看成由PNP (Tl)和NPN (T2)兩個(gè)三極管組合而成，用圖2表示電路模型來表示。當(dāng)陽-陰極之間加正向電壓Vak (Ea)時(shí)，同時(shí)控制極-陰極間加正向電壓Vgk (Eg)時(shí)，就產(chǎn)生控制極電流Ig (Ib2)，經(jīng)T2放大后，形成集電極電流Ic2=i3 2Ib2，這個(gè)電流又是Tl的基極電流Ibl，即Ibl=Ic2，同樣經(jīng)Tl放大，產(chǎn)生集電極電流Icl=i3 Ii3 21b2，此電流又作為T2的基極電流再行放大，如此循環(huán)往復(fù)，形成正反饋過程，從而使晶閘管完全導(dǎo)通。這個(gè)導(dǎo)通過程是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的，一般不超過幾微秒，稱為觸發(fā)導(dǎo)通過程。導(dǎo)通后即使去掉Eg，晶閘管依靠自身的正反饋?zhàn)饔萌匀豢梢跃S持導(dǎo)通，并成為不可控。因此Eg只起觸發(fā)導(dǎo)通的作用，一經(jīng)觸發(fā)后，不管Eg存在與否，晶閘管仍將導(dǎo)通。晶閘管導(dǎo)通時(shí)，其正向壓降(陽-陰極間)一般約為0.6 1.2V，但應(yīng)注意的是，如果因外電路負(fù)載電阻增加而使晶閘管的陽極電流Ia降低到小于某一數(shù)值Ih時(shí)，就不能維持正反饋過程，晶閘管就不能導(dǎo)通，而呈阻斷狀態(tài)因此稱Ih為晶閘管的最小維持電流，它表示維持晶閘管導(dǎo)通的最小陽極電。如果陽極電流Ia小于Ih，則晶閘管呈現(xiàn)正向阻斷狀態(tài)。如果已導(dǎo)通的晶閘管的外加電壓降到零(或切斷電源)，則陽極電流Ia降到零，晶閘管自行阻斷。如果晶閘管加上反向電壓，則此時(shí)PN結(jié)承受反向電壓，無論控制極是否加上觸發(fā)電壓，晶閘管均不導(dǎo)通，呈反向阻斷狀態(tài)。綜上分析可知，晶閘管的導(dǎo)通條件為:除了在陽-陰極間加上一定大小的電壓外，還要在控制極-陰極間加正向觸發(fā)電壓，只要電路滿足這兩個(gè)條件，晶閘管才能導(dǎo)通，否則就處于阻斷狀態(tài)。同時(shí)還要注意到，一旦管子觸發(fā)導(dǎo)通后，控制極即失去控制作用，這時(shí)要使電路阻斷，必須使陽極電壓降到足夠小，使陽極電流降到Ih以下。雙向可控硅的優(yōu)點(diǎn)是控制電路簡(jiǎn)單，沒有反向耐壓?jiǎn)栴}。在本實(shí)用新型的恒溫控制加熱裝置初始的升溫過程中，加熱功率很大(24KW)，故采用交流接觸器43來完成，而在后來的溫度調(diào)節(jié)過程中需要來回通斷微調(diào)，對(duì)接觸觸點(diǎn)的壽命影響很大，并且由于此時(shí)加熱功率小，故采用更加精準(zhǔn)的晶閘管觸發(fā)電路42來完成控制。[0034]另，由于本系統(tǒng)所用到的一系列芯片的電源都是直流電源，而現(xiàn)實(shí)中用的都是交流電，故要把交流電整流成直流電，本實(shí)用新型中運(yùn)用的是橋式整流法把交流電整流成直流電，從而滿足系統(tǒng)的要求。整流原理圖如圖3所示。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)高效率精確控制，降低調(diào)節(jié)溫差，縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低燃耗，節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)達(dá)到以下技術(shù)要求:延長機(jī)械轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)壽命，解決大功率電器的升溫難題；參數(shù)設(shè)定便利、直觀，溫度測(cè)量準(zhǔn)確，溫控精度±0.5°C，控制溫度范圍O 120°C，過限報(bào)警，并最終由大屏幕液晶顯示參數(shù)。應(yīng)理解，這些實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求1.便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其特征在于:包括加熱組件、用于感測(cè)所述加熱組件溫度的溫度傳感器、與所述溫度傳感器連接且根據(jù)所述溫度傳感器的檢測(cè)發(fā)出控制指令的單片機(jī)和與所述單片機(jī)連接且根據(jù)所述單片機(jī)發(fā)出的控制指令控制加熱組件加熱的控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其特征在于:所述控制電路包括一固態(tài)繼電器、一晶閘管觸發(fā)電路以及一連接所述固態(tài)繼電器和晶閘管觸發(fā)電路的交流接觸器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其特征在于:所述晶閘管觸發(fā)電路還包括一隔離功放器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其特征在于:所述固態(tài)繼電器和所述隔離功放器連接所述單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其特征在于:所述單片機(jī)為ATmegaS。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其特征在于:還包括與所述單片機(jī)連接的顯示器及調(diào)控鍵盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其特征在于:還包括一與所述單片機(jī)相連的用于過限報(bào)警的LED。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，其特征在于:所述固態(tài)繼電器由輸入電路，隔離或耦合電路和輸出電路三部分組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種便攜式絕緣油中腐蝕性硫檢測(cè)裝置用恒溫控制加熱裝置，包括加熱組件、用于感測(cè)所述加熱組件溫度的溫度傳感器、與所述溫度傳感器連接且根據(jù)所述溫度傳感器的檢測(cè)發(fā)出控制指令的單片機(jī)和與所述單片機(jī)連接且根據(jù)所述單片機(jī)發(fā)出的控制指令控制加熱組件加熱的控制電路。由于本實(shí)用新型采用了單片機(jī)，且由晶閘管觸發(fā)電路和交流接觸器協(xié)調(diào)控制電路的通斷，可以加快加熱器的反應(yīng)速度和提高加熱的溫度精度，并延長該加熱裝置的各部件的使用壽命。
文檔編號(hào)G05B19/042GK203164784SQ201320007930
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者孫利雄, 秦錕, 張川, 張小平 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司保山供電局