检测温度范文10篇
检测温度范文（精选10篇）
检测温度 第1篇
在水泥生产中, 熟料温度的测定一般用测温枪在熟料表面检测, 温度高的有300℃, 低的80℃, 代表性不强。对此, 我们制作了一种简便、快捷、准确的检测熟料温度装置。
在熟料输送机旁检修电源箱里接24V直流电源, 安装一个温度变送器, 接3~5m电源线, 安装量程为400℃的热电阻。选一个废弃的铁皮油桶 (约高400mm, 直径Φ300mm) , 用50mm厚保温棉将桶皮包裹, 再用硅胶布将保温棉包裹, 桶盖用2层铁片, 中间夹50mm厚保温棉, 在保温桶中间预留热电阻插孔 (见图1) 。
检测熟料温度时, 提前将热电阻插入桶内, 在熟料输送机上多点取料混在一起倒入保温桶内, 热电阻测出熟料温度, 温度变送器上显示的最高温度值即为这一时间段熟料温度。检测的熟料温度一般都在100~150℃, 波动范围小, 代表性强。
检测温度 第2篇
毕业论文
温度传感器检测与维修
系 别: 汽车工程系 专 业: 汽车检测与维修 班 级: 汽检09373 学 号: 姓 名: 指导教师:
2011年12月23日 吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
摘要
发动机控制系统用传感器是整个汽车传感器的心，种类很多，包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、空气流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等。这些流量传感器向发动机的电子控制单元（ECO）提供发动机的工作状况信息，供 ECU 对发动机工作状况进行精确控制，以提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和惊醒故障检测。
关键词： 发动机、温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器 吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
目录
第一章 绪论.............................................................................................................3 第一章 温度传感器工作原理..................................................................................4
2.1 温度传感器简介.......................................................................................4 第三章 温度传感器常见故障分析与检测（或者：典型温度传感器故障分析与排除）.......................................................................................................................6 第四章 总结.............................................................................................................7 致
谢.......................................................................................................................8 参考文献...................................................................................................................9 吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
第一章 绪论
随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，传统的机械系统已经难以解决某些与汽车功能要求有关的问题，因而将逐步被电子控制系统代替。传感器作为汽车电控系统的关键部件，其优劣直接影响到系统的性能。目前，普通汽车上大约装有几十到近百只传感器，豪华轿车上则更多，这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。下面我们主要分析一下各个传感器的控制。
绪论是对要写内容及相关内容的论述，包含发展历史、现状、发展前景等。吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
第一章 温度传感器工作原理
2.1 温度传感器简介
主要检测发动机温度，吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度、催化温度等，将它们转变成电信号，从而控制喷油嘴针阀开启时刻和持续时间，以保证供给发动机最佳混合气并达到排气净化效果等。实际应用的温度传感器主要有线绕电阻式、热敏电阻式和热电偶式。线绕电阻式温度传感器的精度较高，但响应特性差；热敏式传感器灵敏度高，响应特性较好，但线性差，适用温度较低；热电偶式传 感器的精度高，测温范围宽，但需考虑放大器和冷端处理问题。温度传感器又分为 接触式度传感器和非接触式温度传感器。如图2-1
图2-1温度传感器 吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
2.1.1、温度传感器功用
温度传感器的功用包含 1.2.3.2.1.2、温度传感器分类
温度传感器分为三类 2.1.3、温度传感器结构
2.1.4温度传感器工作原理
吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
第三章 温度传感器常见故障分析与检测（或者：典型温度传感器故障分析与排除）
吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
第四章 总结
对所写内容进行总结。
吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
致
谢
本论文是在某某老师的指导下完成的。我熟知老师专业知识的渊博，不管是理论课还是实训课，我们都是在一种心情愉悦的状态下去接受，不能不说是老师那种略带幽默的讲课方式带来的，可以说，老师或多或少都对我造成一些影响，至少改变了我对那些课程的学习态度，让我学习到了一些专业知识，并且学到很多处事道理，很感激老师谢谢我论文导师王贵荣老师，老师在我写论文的过程中为我提出许多宝贵意见，指正了我论文中的许多不足，使我的论文得以顺利完成，在此对导师的细心指导表示衷心感谢！吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
参考文献
[1] 王刚．汽车构造．北京：人民交通出版社，1997（五号字，宋体）
吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
Summary
Introduction With the development of electronic technology, automotive-increasingly, traditional mechanical systems have been difficult to solve some issues related to the functional requirements with cars, which will be gradually replaced by electronic control system.。Sensor as a key component of automotive electronic control system, its advantages and disadvantages of direct impact to system performance。At present, probably equipped with dozens of to nearly one hundred sensors on the ordinary car, luxury cars are more, these sensors are mainly distributed in engine control system, chassis control system and automobile body control system.Next, we focused on the control of each sensor.吉林交通职业技术学院2013届毕业论文
温度对渗透检测灵敏度的影响 第3篇
【关键词】渗透检测；温度；灵敏度
【中图分类号】U464.13 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0041-02
1 前言
随着新材料在产品中的广泛运用，许多有色金属和非铁磁性材料的应用，渗透检测越来越受到人们的重视。影响渗透检测质量的因素很多，本文通过试验研究其影响因素，有效的提高渗透检测的灵敏度和可靠性，可以让渗透检测在航机生产、质量把关中发挥更大的作用。本文针对环境温度对渗透检测的灵敏度的影响，特进行该试验。
2 试验条件
2.1 设备
采用宇光公司生产的半自动荧光生产线。
2.2 试片和材料
5点荧光工艺试片：Sherwin PSM-5
材料：渗透剂，Ardrox 9703；清洗剂，自来水；显像剂，Ardrox 9D4A。
2.3 试验参数
按照下表参数进行荧光渗透检测。
3 试验步骤
1）将干净的试块使用风枪在常温下将其干燥10分钟（室内温度为：15℃），按2.3参数进行渗透检测，使用高清相机在黑光灯下将试片状况记录下来，为相片1；
2）使用超声波清洗试片，充分干燥后，将试片在30℃的烘箱中保持10分钟，按2.3参数进行渗透检测，使用高清相机在黑光灯下将试片状况记录下来，为相片2；
3）使用超声波清洗试片，充分干燥后，将试片在60℃的烘箱中保持10分钟，按2.3参数进行渗透检测，使用高清相机在黑光灯下将试片状况记录下来，为相片3；
4）将相片进行比照，对比试块显示的荧光点数和亮度。
4 实验结果
相片1，缺陷显示能显示5个点，但是第5个点颜色很浅，几乎不能见，其余几个点的显示也不亮；相片2，缺陷显示能显示5个点，第5个点能看见，颜色比相片1的要深，其余几个点的显示较亮；相片3，缺陷显示能显示5个点，第5个点已清晰可见其形状，其余几个点的显示明亮。
5 结果分析
渗透检测过程其实就是渗透液对表面开口缺陷的毛细作用，而显像过程主要也是渗透液对显像剂形成的微笑缝隙的毛细作用。而润湿的液体在毛细管中上升的高度h为：
H=2a cos θ/prg
a-液体表面张力系数，单位N/m。
θ-接触角，单位是°
p-液体的密度，单位是Kg/m3
□-液体在管中的上升高度，单位是m
通过对试验结果分析，温度的差异对渗透检测效果的影响主要是通过影响渗透液的性能、缺陷的大小和裂纹内气压大小的变化三个方面进行的。
①对裂纹的影响：试片表面温度增加，则缺陷受热膨胀，开口长大，裂纹的宽度也增加，深入裂纹内的渗透液增多，相应会提高渗透剂的渗透能力，对细微裂纹的影响更明显。但是，若裂纹宽而浅的话，则会因此丧失毛细作用对探伤效果而产生负作用。
②对渗透剂性能的影响：试片表面温度提高，覆盖在试块表面的渗透剂温度也相应增加，会减小渗透剂的表面张力，使其粘度下降，增加其流动性，从而提高渗透能力。
③对裂纹内气压的影响：温度增高时，裂纹中的气体分子运动加剧，内压升高，部分气体变排除裂纹。而将加热的试块浸入渗透液中，温度较低的渗透液封闭裂纹开口，试片温度降低，裂纹内的气压下降，则会产生负压，这样渗透液能更多的渗入裂纹内部。使得检测的灵敏度得以提高。
6 结论
一般情况下，渗透深度由渗透液性能和裂纹本身特点决定的，在温度变化不大的范围内，利用加热工件表面温度能增加渗透深度。渗透的深度越深，则渗透液在裂纹内的截留能力越强，则越容易形成缺陷显示，从而达到提高检测灵敏度提高的目的。
为了得得清晰的缺陷显示，控制工件的清洗和显像，也是至关重要的。根据本实验，利用相同的原理，在清洗时采用温度较低的清洗剂（水），可以一定程度的防治工件的过洗，保证了裂纹内截留的渗透液；而在给工件显像钱，给工件施加一定的温度，有利于裂纹的渗透液更大程度的回渗到工件表面，从而形成清晰可见的缺陷，提高探伤的灵敏度。
7 注意要点
在工艺实施过程中，需要注意工件渗透钱的加温，不能任意扩大，审问的上限必须考虑渗透液的性能。渗透液在高温下，蒸发加快，清油组分先蒸发，将会影响渗透剂的渗透性能，所以不能任意给工件升温，必须由试验找出最佳温度。
参考文献
[1]孙殿寿等编.渗透检测.北京：机械工业出版社
检测温度 第4篇
国内大型火力发电厂在锅炉出口处设计有烟温探针系统, 用来测量锅炉出口烟气温度, 防止在锅炉启动时因再热器没有蒸汽流过, 导致再热器超温而烧坏。常规烟温探针为可伸缩式, 测温元件为热电偶, 即采用接触式测温。实际使用过程中因为伸缩机构等部件, 在高温下运行常常出现故障, 如高温变形、卡涩, 导致烟温探针无法正常使用, 严重影响锅炉及机组安全, 本文中介绍红外线温度测量技术, 采用非接触式测量, 没有伸入炉膛的机械结构, 可以有效避免上述问题发生, 实现对炉膛出口温度的全过程检测, 大大提高机组运行安全性。
1 温度测量技术
炉膛烟气温度测量, 有接触式及非接触式两种测量方式。接触式测温在电站温度测量中有着广泛的应用, 如热电阻、热电偶、双金属温度计等等, 均属于接触式温度计。锅炉烟温采用热电偶, 接触式测温的特点是感温元件直接与被测介质接触, 具有响应时间快、测量精度高、使用方便、结构简单的优点, 其缺点是受被测介质冲刷, 在炉膛高温、灰粉恶劣的工作环境下测温元件保护管易磨损, 从而影响其使用寿命。非接触式测温主要包括声学法和光学法两种, 光学法又可分为辐射光谱法和激光光谱法, 红外线温度计为辐射光谱法温度检测的典型应用, 其原理是通过测定烟气中一些成分的气体光谱, 从而测定气体的温度。红外线测温装置由于没有机械传动部件, 设备维护工作量小, 可靠性高, 测量精度在±1%, 体积较常规烟温探针小, 节约空间, 安装简单, 不会出现卡涩, 变形磨损等等设备损坏故障[1]。
2 烟温探针与红外线炉膛温度计
国内大型电站设计的烟温探针一般装设在锅炉两侧出口烟气处, 每侧装设一套烟温探针, 主要用于在锅炉启动时, 检测炉膛出口出烟温度, 防止再热器管子烧坏, 也用于低负荷时烟气温度检测。烟温探针包括支撑系统、测温及控制系统、位置控制系统、冷却系统、控制柜等部分组成。烟温探针为接触式温度测量, 热电偶固定在烟温探针顶部, 探针可以将测温热电偶送入炉膛, 使热电偶在炉膛内做伸缩运动, 探针可以连续或间隙前进, 也可停留在任意位置, 超温时退出。热电偶沿炉膛宽度方向测量不同位置上温度, 将测得的温度远传至集控室, 供运行人员监视。烟温探针由于结构复杂, 机械部件多, 且探针需要在高温, 高粉尘的炉膛内伸缩运动, 在使用中容易出现热电偶故障, 行程机构卡涩, 高温变形, 探针无法伸缩等问题, 使烟温探针不能正常工作, 不利于机组安全运行。
非接触式光学法测温根据物体的辐射能量随其温度变化而变化原理制成。在自然界中, 当物体的温度高于绝对零度时, 就会不断地向四周辐射电磁波, 其中包含了波段位于0.75μm~100μm的红外线。按照普朗克辐射定律, 单位面积单位时间辐射功率和温度的四次方成正比。根据这个关系可以得出:随着温度升高, 物体的辐射能量加强, 辐射峰值向短波方向移动, 这是红外辐射理论的出发点[1]。
电站中使用的红外线炉膛温度计, 基于高温CO2光谱分析法测量温度。其原理是燃料在燃烧过程中会产生大量的CO2气体, 通过对接收高温CO2红外光谱进行分析, 即可获得温度参数。红外线炉膛温度传感器设定为CO2光谱, 当视场内CO2气体被加热到特定温度时, 传感器可以直接测量出CO2气体的温度, 也即此时炉膛内烟气温度。
红外线炉膛温度计主要由红外遥感探测器、冷却装置、安装连接件等组成。特制的红外滤色镜使其光谱反应只接受CO2特殊红外光谱段能量, 并可以屏蔽杂乱红外辐射及干扰, 保证了测量精度。红外线炉膛温度计不适合CO2浓度过低的区域, 一般要求视场内CO2浓度在10%以上。
红外线炉膛温度计采用非接触测量, 没有需要转动、活动的部件, 系统简单, 维护费用低。相比烟温探针长达5 m~10 m的行程机构, 红外线炉膛温度计体积、重量大大减少, 每个探头重量仅十几千克, 减少安装空间。测量范围120℃~1 650℃, 高温不必退出, 可以实现全过程检测烟气温度。
3 红外线温度计在电厂中的应用
国内电厂对炉膛出口处温度测量主要采用烟温探针, 重点监视锅炉点火时烟气温度, 防止再热器超温。但由于烟温探针结构性缺陷, 烟温探针高温变形后, 行走机构不能伸进、退出, 导致其不能正常运行, 许多电厂烟温探针成了摆设, 失去锅炉出口温度监视必要手段, 给锅炉启动运行带来危害。在锅炉正常运行时, 因炉膛燃烧环境特殊性, 任何直接接触式热电偶在高温、粉尘的环境下都无法长期工作, 因此无法实现全过程监控炉膛出口烟温的检测, 以致造成炉膛出口结焦、水冷壁一侧磨损、管壁超温等事故发生。
红外线温度计因采用非接触式测量技术, 避免了与炉膛内高温, 粉尘介质接触, 整个装置结构简单, 没有推进装置, 可以实现从启动到正常运行的全过程烟气温度检测, 为锅炉运行提供更详细的燃烧数据, 从而有效减少锅炉烟气超温引发的各种事故。
红外线温度计在国外从80年代起得到推广应用, 逐步取代了烟温探针, 国内电厂从近几年开始使用, 也取得良好效果。目前红外温度计代表产品有美国JNT公司的Infra-view和美国FGS公司Boiler-temp II。以JNT公司的Infra-view为例, 红外线炉膛温度计智能传感器技术参数如下:
测量精度:可达1%;
测量范围:120℃~1 650℃;
信号输出:标准4 m A~20 m A信号输出, 带HART协议;
最大负载:700Ω;
工作环境温度:121℃;
视场角:30﹕1;
反应时间:100 ms;
防护等级:NEMA 4;
探测器总长度尺寸:约60 cm。
传感器有保护冷却套及超温保护装置, 在非正常工况下保护传感器。整套装置的性能完全能满足锅炉炉膛烟气温度测量要求。
Infra-view传感器目前在国内已在70多家电厂100多套锅炉上安装使用。如深圳妈湾发电厂、大唐湖南耒阳电厂、宁夏中宁发电厂等等。各个电厂成功的应用表明, 用红外线温度计完全可以取代烟温探针。由于红外温度计设备采购价格较烟温探针要贵一倍左右, 许多电厂基于价格因素选择常规烟温探针, 但从长远使用来看, 红外温度计以其结构简单, 安装方便, 免维护, 能提供全过程监测数据的优势, 将会在电厂中得到越来越多的应用。
4 结语
随着电站机组规模增加, 对机组自动化控制水平提高, 对电厂的检测提出越来越高的要求, 红外线温度计以其简单的结构、精确的测量、稳定的工作性能, 将会在更多的电站得到越来越广泛应用。
参考文献
检测温度 第5篇
为儿子策划“车轮上的课堂”
今年33岁的冯樱是广州人，曾在媒体工作多年。婚前，冯樱就是个背包客，19岁就开始了独自背包旅行，走了半个中国。25岁时，她游学欧洲2年。然而，有了儿子小宝后，生活规律全被打乱了，她的精力全花在了小宝身上。因为平时丈夫的工作非常忙，在丈夫的要求下，她辞职做起了全职太太。
可是，几年后，她经常会陷入一种苦恼：想逃脱烦累却又无路可逃。家事繁琐、前途不明、健康流逝，再加上孩子调皮，令她感到十分疲惫和焦虑。只是当她带着小宝陪着丈夫出差的时候，才是她心情得以释放的时候。而那时的小宝也特别的好奇和兴奋。她记得一次她和丈夫带着半岁的小宝去看大海。下午四五时的阳光下，海浪温柔地向我们涌来又退去，小宝的眼神从惊讶变成入迷，指着大海“呀呀”地讲个不停。夕阳给他光滑的皮肤勾勒出闪亮的金边，冯樱觉得,那一刻，他真的像个天使！在回程的船上，小宝枕着波涛睡去，又恰好在海上明月升起的那一刻醒来。冯樱看着丈夫抱着小宝到甲板上看银盘般的满月和满海面的月光，感觉那真是个美好的夜晚！此后，冯樱经常带着小宝跟着丈夫出差。
2011年5月，眼看小宝已满4岁，每天充满好奇的“为什么”也越来越多，冯樱决定借此策划一场“车轮上的课堂”——去美国租辆车，带着小宝玩自驾游，在拓宽孩子眼界的同时，也给自己的心情放个假！
尽管一向热衷于旅行和挑战自我，但在决定一个人开车，带着幼小的儿子前往美国西部看大峡谷之前，冯樱还是害怕了很久。丈夫挺身而出说：“我带你们去！”冯樱却坚决反对。她知道，身为公司领导的丈夫要比自己忙百倍，哪能耽误他的事业？
随后，冯樱试图动员身边的朋友同行。然而，她征询了很多年轻妈妈的意见，她们都把头摇得像拨浪鼓，她还向遇到的每一个美国人咨询此行是否靠谱，他们也连连说“NO！”。当发现一切无果之后，冯樱还是不想放弃出行计划。凭什么有了孩子，就自缚手脚呢？可一时又想不出好办法。
恰在这时，她邂逅了一个时尚族群——“跨国沙发客”。所谓“跨国沙发客”，就是你到异国旅行时免费睡别人家的沙发，并在这张“活地图”的引领下尽情享受当地的美食美景；对方到中国游玩时睡你家的空闲沙发……双方既节省了大笔餐宿费，还能轻松溶入异国家庭，体验美妙的“深度游”！
冯樱当即兴奋地想：如果能得到“沙发客”的帮助，我和儿子的美国自驾游就安全、有趣多了！于是，在得到了丈夫的支持后，她当即在国际沙发客俱乐部网站注册了会员。
通过一番网上交流和筛选，两个月后，冯樱决定带着小宝投奔美国的婉婷、艾丽丝和索菲等5位女性“沙发客”。婉婷是一位美藉华人，听说冯樱想驾车游遍美国，就指点说：“完全可以，只需办一个中英文的双语驾照，在美国各地租车很方便！”
9月，冯樱终于大胆地迈出第一步，领着儿子踏上了飞往纽约的航班。勇气像盐，化平淡为神奇。她和小宝，也因此得以经历人生中美好而难忘的一段旅程。
不花钱也能玩美国自驾游
母子俩抵达旧金山时，婉婷已经在机场迎接了。两个年龄相仿的女子一见如故，婉婷对帅气可爱的小宝更是疼爱有加。当天，这位资深“沙发客”带冯樱母子品尝佳肴、观赏美景；晚上，婉婷则把一间卧室让出来，供给两母子睡。这令冯樱感慨不已：“我们真的很幸运，初次当‘沙发客’就有幸睡到了宽大舒适的床，而不是客厅里的沙发。”作为回报，她给婉婷的女儿教唐诗宋词，并赠送给女主人一条苏绣披肩。
几天后，在婉婷的帮助下，冯樱租下一辆汽车。冯樱这位从未单独开过长途的“菜鸟司机”一踩油门，就载着4岁的儿子踏上了征程。与大多数中国游客只喜欢在美国东部几个繁华城市旅行不同，冯樱不爱走寻常路，她设计了一条新鲜有趣而又寓教于乐的旅行路线——奔向广阔的西部！那里有惊人的自然奇观，有神秘的印第安人，有令人唏嘘的淘金热遗迹……
从旧金山到洛杉矶，漫长蜿蜒而又景色迷人的1号沿海公路，号称“世界上最美的公路”之一。公路紧贴着蓝蓝的太平洋，只有双向两车道，西边大海东边高山。路上会经过一座横跨巨大深渊的悬空大桥，与《哈利波特》里那座苏格兰大桥相比，一点都不逊色。这份美景不仅让冯樱大开眼界，小宝也惊喜得“哇哇”叫喊。
然而美景永远不会被轻易看到。在西北部的佛蒙特州，无数山路曲折起伏，冯樱的车子像开在飘带上。而进入田纳西州后，公路就变得又细又长，简直像过山车轨道，高高的大陡坡连着漫长的上坡。这还算好的，进入大雾山后，车子就像进了赛车场，一个接一个的S型、180°、270°甚至360°螺旋上升的弯道。冯樱只能靠看侧窗来观察对面来车，因为弯道太倾斜了！小宝一边说“危险”，一边又很兴奋。冯樱对儿子感叹道：“我想我是再不会去玩什么电脑赛车游戏了，哪有现实版刺激？”。
除了探访美国独立战争的遗迹，冯樱还带小宝在康涅狄格州神秘海港登上了19世纪的捕鲸船，在罗德岛玩了美国最老的旋转木马，在鳕鱼角搭船出海，探访了囤肥准备南游的大鲸鱼群……而在美国西部一个山区小镇游玩时，母子俩还赶上了当地的南瓜节庆典。只见一台拖拉机载着一只直径1米多的南瓜，应该是今年当地的南瓜王了。小宝第一次见那么大的南瓜，惊得嘴巴张成了“O”型。
当地的小朋友都在围着南瓜王嬉闹，7岁的比尔和5岁的迈克对小宝特别友好，给他玩充气锤，还掰玉米秆给他做武器。小宝和一帮异国小男孩对打得开心极了。分别时，比尔不舍地问：“小宝还回来吗？”
在向美国西部的大峡谷进发时，冯樱和小宝要经过一段人烟稀少的地方。尽管已经被放逐到荒滩戈壁上孤零零的漫长车道上，小宝依然无忧无虑地在后座玩他的变形飞机。饿了就让妈妈停车给他弄吃的，困了就躺在后座上听着他钟情的儿歌呼呼大睡。
冯樱就没有儿子那么轻松了，她每天不仅要长途驾车，还要照顾好小宝。即便投宿到了“沙发友”家中，浑身疲惫的她也不能马上去休息，还要给自己和儿子洗衣服、写旅行笔记、向丈夫报平安。
而比身体劳累更可怕的是遭遇意外。一天深夜，当这对母子驱车行驶在荒凉西部一条山巅公路上时，只听“嘣”的一声巨响，他们后轮的一个车胎突然爆裂！冯樱急踩刹车，差点把车子甩进一侧的万丈深谷中。母子俩惊出了一身冷汗！惊魂稍定，冯樱赶紧向交警部门打电话求救。
夜黑如墨，又远离人区，冯樱和儿子只能惊恐不安地躲在车内，等待着美国交警的救援。此时万一遇到坏人可怎么办啊？！想到这里，冯樱不由地打了个冷颤。这时小宝很“爷们”地说：“妈妈不怕，还有我陪你呢！”一句话惹得一向坚强的冯樱当场落泪。
两小时后，当两位美国交警赶来为他们换上新轮胎，并了解到这对中国母子的经历后，不由得被他们的精神所感动，当即竖起大拇指说：“你们真是好样的！伟大的妈妈和勇敢的儿子！”
此次自驾游历时两个月，冯樱母子几乎穿越了美国全境，行程7000多公里。这段“天涯苦旅”不仅让儿子领略了生活的艰辛和人性的温暖，见识了诸多美景奇观和自然万象，也让冯樱的生命里多了一抹绚丽和传奇色彩。因为有多名热心“沙发客”为他们提供食宿和帮助，母子俩的旅行花销却少得可怜。
nlc202309010931
“蹭”行中国6000里呼唤信任
自从收获了这番花小钱畅游美国的经历后，不仅冯樱迷恋上了那种“在路上”的感觉，就连4岁的小宝也经常心里痒痒，仰起脸问妈妈：“下次幼儿园放假了，我们还出去玩好吗？”
2011年10月13日，两岁的小悦悦在佛山一个五金城相继被两车碾压，7分钟内，18名路人路过但都视而不见，漠然而去，最后一名拾荒阿姨上前施以援手，引发网友广泛热议。几天后，抢救无效的小悦悦不幸离世。惊闻此事，冯樱痛心不已：如今有些人，为何会如此冷漠呢？她以“笨妈小宝”的网名，在微博上对见死不救者发起了口诛笔伐：“泯灭了人性就不配为人。”此后她就想，除了为灾区捐款捐物，定期带着小宝去看望敬老院和孤儿院的老人、孩子，自己还能为社会做点什么呢？
2012年元旦前夕，冯樱终于遇到一个契机。春节临近，最热门的话题莫过于“买票难，回家难！”就在此时，腾讯微博却策划了一场“世界没有陌生人，140元回家”的活动。它涉及全国5条线路，被选中的11位活动体验者，分别从广州、敦煌、上海、长沙等地出发，身上仅带140元，一路“蹭”回家，并且通过微博进行全程直播，以此“测试社会温度”。
听到这个消息，本打算“飞”回宁夏银川与公婆共度春节的冯樱，当即改变主意，带着儿子报名参加了“140元回家”活动，并成功入选。
2012年1月1日，10名活动体验者兵分五路，踏上了“不花钱回乡”的坎坷征途。其中有海归博士，也有都市白领和普通打工者，而最引人注目的，莫过于携子随行的年轻母亲冯樱。为了这趟“奇迹之旅”，她甚至辞去了刚做了几个月的工作。
按规定，他们必须用21天的时间回到家乡，才算成功过关。考虑到漫长行程中难免会遇到困难，冯樱把旅行包装得鼓鼓的：睡袋、衣服、相机、地图、明信片、压缩饼干、常用药物、孩子的玩具、饮用水等等，该带的她全带上了。此外，她还将280元钱全部缝进了衣服里：“不到性命攸关之际，我们娘儿俩绝不动用一分钱。”
世界上只有未相逢的朋友，没有陌生人
临行前，冯樱发了一篇微博：“我想把这个世界介绍给4岁的儿子，但我不想让他看到恐惧和冷漠。你是否愿意给我们一个惊喜？我计划靠沿途各地朋友们的帮助，带小宝从广州回到冰天雪地的宁夏，与他的爷爷奶奶过一个亲情浓浓的春节。行走路线为广州、长沙、武汉、信阳、郑州、三门峡、西安、平凉、固原、银川。”经过无数热心人的“转播”，这篇微博在网上引起了极大关注。50分钟后，素不相识的网友“leydo”就给冯樱送来了一张广州到长沙的高铁车票。
次日凌晨抵达长沙站后，冯樱问了几家旅馆，都不愿意让他们免费住一晚。没有新的车票，又无法进入火车站候车室取暖，她只好领着儿子在温暖的麦当劳熬到了天亮。
没想到一大早，长沙网友蔡姐就在她的微博上留言：“你和小宝何时到长沙啊，我愿意接待你们！”一见面，两位萍水相逢的女性亲如姐妹，小宝更不拿自己当外人，刚见面就说：“蔡阿姨，我饿了。”
鲜鱼馆、湘菜坊、家宴……在长沙待了两天，热情好客的蔡姐换着花样招待冯樱和小宝。第一次吃湘菜，小宝辣得直伸舌头。冯樱说：“之前从不敢吃辣椒的儿子自从离开湖南后，就变成‘辣不怕’了。”
第二天，另一位网友还带母子俩到岳麓山、湖南省博物馆、橘子洲头等带有浓郁文化气息的景点游览一番，领略当地独有的湖湘文化。不安分的小宝调皮地跑来跑去，像一只快乐的小鸟。
在蔡姐的援助下，1月4日，冯樱和小宝抵达武汉，并在此待了一天半。冯樱感激地说：“先后有4位网友帮助了我，他们带我和小宝到武汉著名的户部巷吃小吃，又带我们逛了辛亥革命博物馆，感受武汉大学的魅力，领略壮观的长江大桥……”
到河南信阳后，在旅行社工作的网友董杰将冯樱和小宝接到家中，并和父母齐上阵，做了一桌子拿手菜款待母子俩。
由于想从不同的角度测量“社会温度”，信阳到郑州这段路程，冯樱先后搭乘了两辆顺风车。第二辆货车是在高速公路服务站联系到的，当她向司机大哥讲明情况后，对方二话没说，就把这娘儿俩送到了郑州市区。直到分别时冯樱才惊讶地得知，其实这位司机根本不顺路，本来要朝南方行驶的他，为了送她一程，却驾车向北跑了200多公里。
2012年1月5日上午，郑州网友“清茶”带冯樱和小宝喝胡辣汤、吃烧饼，中午品尝了极具特色的河南烩面和蒸羊肉。然后，去当年蒋介石炸堤的花园口看寂寞无人的黄河，寒风萧瑟，黄土飞扬。下午，“清茶”带母子俩走进了河南博物院和二七塔。
在洛阳，已为冯樱定好宾馆的网友，因为家中有事无缘与母子俩见面。午饭时，另一位网友以“洛阳水席”这种当地传统名吃宴请他们。令馮樱惊喜的是，这位女网友和她有很多共同之处，两人简直相见恨晚；没时间见冯樱的网友“笑尘”，还悄悄给她的手机充了话费！网友“五月”则为她送来一张去西安的车票。冯樱动情地说：“我想小宝长大后，也会像帮助过我们的热心人一样善良。此行不仅让他领略了各地的风土人情，认识各种朋友，更感知到了人与人之间的温暖和信任。”
2012年春节前夕，这对传奇母子在西安、平凉、固原等地的热心网友帮助下，终于安全抵达了地处大西北的宁夏银川市。他们收获了一路惊喜，而给予网友们的则是一番别样的快乐。冯樱与儿子用他们“蹭”遍中美两国的经历证明：只要你是真诚的，这个世界就没有陌生人，而只有尚未相逢的朋友！
粮仓温度检测系统的设计 第6篇
关键词：DS18B20,温度,AT89C51,CP2103
1 引言
粮食是人类赖以生存的保障。我国又是一个人口众多的国家, 粮食储备是保障人民无粮食之忧, 促进国家稳定发展的重要保障。粮食温度检测是粮食储备工作中十分关键的一个因素。温度检测不当会造成粮食发霉, 变质。据有关数据资料显示, 因为检测不当每年粮食损失近数百亿斤。而粮仓温度测量点多, 靠人工检测是一件很费时, 费力的事情。还有准确度难以保证。随着科技的发展, 一种可以节省人力消耗, 又可以保证粮食的品质的智能温度检测系统应运而生。本文介绍了利用AT89C51单片机实现的温度检测系统。
2 系统整体方案设计
本文介绍的粮仓温度检测系统是由上位机和下位机两部分组成。其中上位机主要用来以表格的形式来显示当前各部分的温度值, 以及如果有温度超出设定范围时点亮对应的状态灯来通知工作人员;下位机是以AT89C51为核心的检测系统。主要负责把当前各个测量点的温度值传给上位机, 如果有温度超出范围发出报警。上位机和下位机通过RS485进行通信。
2.1 系统硬件电路设计
硬件电路设计主要是下位机的设计, 上位机是一台PC机;现在好多PC机没有串口, 都被USB接口取代。所以上位机和下位机采用CP2103芯片实现RS485转USB。下位机电路设计分为:电源电路, 控制电路, RS485转USB电路。
2.1.1 电源电路设计
AT89C51的工作电压为5V;电网电压为220V, 50HZ的交流电, 所以先通过一个变压器T1降压, 在通过整流桥将电压转换为直流电压;此时得到的直流电压可能含有交流分量, 所以要通过C1和C3组成的滤波电路对其进行滤波处理;再通过7805得到稳定的5V电压。
电源电路如图1所示:
2.1.2 控制电路设计
控制电路主要包括:温度传感器电路和报警电路。
温度传感器采用Dallas公司生产的单总线的数字温度传感器DS18B20, 它传给单片机的信号为数字信号, 所以可以简化硬件电路的设计。而且每个DS18B20有唯一的一个连续64位的产品号, 所以允许在一根电缆上连接多个传感器, 可以节省I/O资源。它可以提供9～12位的数据来显示温度传感器的值, 测温范围为-55℃～+125℃, 其中在-10℃～+85℃的范围内的测量精度为±0.5℃。
报警电路的设计:当有温度超出设定范围时, 就会有报警声。提醒工作人员采取必要的措施。图2中的MAX485用来实现485通信。控制电路如图2所示:
2.1.3 RS485转USB接口电路的设计
鉴于现在好多PC机上已经没有串口的现象, 本文上位机与下位机之间的连接采用RS485转USB的电路。采用485转USB的桥接芯片CP2103。CP2103是一款专用的USB转RS485和RS232的芯片, 可以减少硬件电路的设计, 使外围芯片数量达到最少。为了确保外部电路对PC机不产生损坏电路中采用了光电隔离器。如图3所示:
2.2 软件设计
2.2.1 下位机软件设计
下位机主要完成温度数据的采集, 以及把温度值传给上位机。当受到上位机传来上下限值发生变化信息时, 及时更改保存的上下限值。当所采集的温度值超出所设定的范围时, 发出报警信号。当串行中断产生时, 下位机把保存的温度值传给上位机, 完成与上位机的通信。
2.2.2 上位机软件的设计
上位机软件采用C++Builder6.0编程, 主要是对粮仓的温度进行实时显示, 以及对温度上下限值的设置。工作人员不需到粮仓也可以看到各个粮仓现在的温度情况。减少工作人员的工作量。在界面上也可以看到是否有超出范围的情况。
3 结束语
本文介绍的温度检测系统, 具有体积小, 操作简单, 维护方便等优点;特别适合与中小型粮仓温度检测。而且也可以用到别的温度监测系统中。
参考文献
[1]Integrating the internet into Your Measurement System.National In strum ents.1999.
热管理设计中的温度检测 第7篇
关键词：热管理,温度传感器,远端温度传感器,数字温度传感器,模拟温度传感器
检测位置:正确选择传感器的关键
使用温度传感器的第一步是根据具体应用正确选择传感器类型。首先, 理解需要测量的目标温度。
检测PCB温度
表贴传感器非常适合PCB (印制电路板) 测温。RTD (电阻温度检测器) 、热敏电阻和IC (集成电路) 传感器都提供表贴封装, 而且温度范围适合于PCB的温度检测。由于IC传感器所固有的线性度高、成本低等特性, 通常是这类应用的最佳选择。IC传感器还可提供其它功能, 例如:数字接口或温度监控功能。相对于其他技术而言, 这些功能使其在系统成本、设计复杂度和性能方面占据很大优势。
精确测量PCB温度的关键之一是把传感器置于正确的位置。多数情况是关注某个特定器件或器件组的温度测量, 以确保温度不超出安全工作范围, 或者是补偿由于温度引起的器件性能的变化。如果传感器的位置非常敏感, 最好使用小尺寸封装的温度传感器, 例如TDFN、SC70或SOT23封装, 可以很容易地把传感器置于合适位置。需要将传感器置于嘈杂或远离其它温度相关电路时, 最好选择数字输出的温度传感器。如果需要监测PCB多个位置的温度, 带有I2C、SMBus或1-Wire接口的本地数字温度传感器不失为最佳选择, 可以将具有不同从地址的器件挂接到同一总线。许多常见的I2C传感器提供设置不同从地址的输入。例如, MAX7500和DS75LX都带有3个地址输入。
另一种监测多个PCB位置的方法是采用带有分立晶体管温度检测的多通道远端温度传感器。图1所示提供了一个示例, 其中MAX6697监测其内部温度, 并利用分立晶体管监测6路外部温度, 总共可监测7个温度点, 而仅需单个I2C从地址。
检测环境温度
由于传感器的温度必须与空气温度相同, 并且与其它不同温度的所有部件 (PCB、电源、CPU) 相隔离, 因此, 测量环境温度比较困难。热敏电阻、热电偶和RTD可带有长引线, 如果引线足够长且足够细, 即可帮助检测元件与PCB之间的隔热。如果检测元件与PCB具有足够的隔离, 其温度将为环境温度。这三种类型的传感器中, 由于热敏电阻成本低、信号调理要求简单, 被广泛用于通用的环境温度检测。图2所示为如何利用热敏电阻、热电偶或RTD测量环境温度的示例。图中, 热敏电阻与电路板的表面具有很好隔离, 长引线有助于提供与电路板的隔热。
由于IC传感器的最佳导热通路是与电路板具有相同温度的引脚, 使用表贴封装的温度传感器IC测量环境温度将更加困难。如果PCB处于测温环境内, 安装在PCB上的传感器即可用来测量环境温度。但是, 如果PCB上的元件耗散功率过大, 温度将高于环境温度, IC测量的温度是升高后的PCB温度, 而不是环境温度。注意, 即使采用传统封装, 例如TO92, IC传感器的位置在PCB的上方, 也会通过引脚传导热量, 测得的温度实际等于PCB温度。图3所示为板装TO92封装的温度传感器IC。板装传感器能很好地测量PCB温度, 但不适合用于测量环境温度。
尽管容易受PCB温度的影响, 传感器IC依然是测量空气温度的最佳方案, 因为它们不仅仅是传感器——往往还提供更多其它功能, 例如:数字输出、可寻址能力或温度监控功能。在使用TO92封装IC检测环境温度时, 请使用双绞线将传感器与PCB隔离开。与使用热敏电阻一样, 如果引线足够长且足够细, 可实现足够的隔热, 从而获得准确的环境温度读数。图4所示是按照这种方式使用TO92传感器的示例, 采用Maxim的1-Wire接口数字温度传感器。二极管温度传感器亦可用来测量环境温度。这种情况下, 可以把分立晶体管安装在双绞线的末端。Maxim的任何远端二极管传感器均可用来测量晶体管温度。
CPU、图形处理器、FPGA、ASIC、功率器件的温度检测
如远端数字温度传感器部分所述, 有些元件, 尤其是高性能IC, 例如CPU、GPU和FPGA, 都有一个双极型晶体管, 用于温度测量。该晶体管通常采用集电极接地的PNP管。基极和发射极构成“二极管”连接。由于测温晶体管位于IC管芯, 测量精度远远优于其他技术, 而且导热时间常数相当小。Maxim的远端二极管传感器专门优化用于此类器件的温度监测。注意, 不同IC的温度测量二极管的理想因子和串联电阻会有所不同。这些差异的影响在远端二极管传感器应用指南部分进行了说明。
有些IC没有安装测温二极管, 但集成了热敏电阻帮助监测温度 (参见热敏电阻部分) 。这些热敏电阻很难使用, 具有非常小的温度系数且精度差。标称25℃下阻值变化产生的误差会达到±50℃或甚至更大。所以, 在使用之前必须在一个或两个温度点对其进行校准。低温度系数使得典型热敏电阻转换器 (例如MAX6698) 的分辨率为6℃/LSB左右。图5所示为MAX6698对一个集成热敏电阻进行测量时, 得到的热敏电阻通道编码与温度的典型关系曲线。注意, 尽管测试结果有一定参考价值, 但分辨率很低。
远端二极管传感器的应用
远端传感器的PCB布局指南
使用远端温度传感器时, 遵循以下原则有助于获得最佳结果。DXP连接阳极, DXN连接阴极。注意, 精度与拾取噪声总量有关, 不太容易预测其影响。在交付最终布局时, 务必验证精度是否满足要求。
1.远端温度传感器尽量靠近测温二极管安装。在嘈杂环境下, 例如计算机主板, 该距离最远可达20cm。如果能够避免较强的噪声源, 可适当延长距离。噪声源包括:CRT、时钟发生器、存储器总线和PCI总线。
2. 勿使DXP-DXN引线跨越高速数据线或在其附近平行排列, 即使经过良好滤波, 这些信号也很容易引入+30℃的误差。
3. DXP和DXN引线保持平行且彼此靠近。每对平行线应该直接连接到一个测温二极管。请务必使这些引线远离任何高压走线, 例如+12VDC。必须将PCB污物造成的漏电流降至最小, DXP与地之间的20MΩ漏电阻即可造成大约+1℃的误差。如果不能避开高压走线, 须在DXP-DXN外侧布置接GND的保护线 (参见图6) 。
4. 尽量避免使用过孔和交叉线, 将铜/焊盘的热电偶效应降至最低。
5.使用尽可能宽的走线——一般为5mil至10mil。注意, 如果使用长而窄的走线, 需要了解引线电阻对温度的影响。
6.使用嘈杂电源时, 增加一个与VCC串联的电阻 (最大47Ω) 。
7.在DXP-DXN输入跨接一个滤波电容, 靠近远端传感器IC放置, 电容值请参考传感器数据资料的推荐值。
电缆连接测温二极管有些情况下, 需要将测温二极管放置在超出常规电路板跨度的距离以外——例如, 用二极管测量大型机柜另一端的温度。当距离不是很远, 噪声也相对较低时, 可以利用简单的双绞线连接, 能够在长达3m或4m的距离内保持正常工作。对于更远距离 (长达30m左右) 或噪声很大, 则应使用屏蔽电缆连接远端传感器, 屏蔽层接地。Belden 8451电缆比较适合此类应用。注意, 电缆的等效串联电阻会影响温度读数, 所以最好使用具有电阻抵消功能的温度传感器, 或者计算引线电阻的影响, 并从测试温度中减去该值。还须注意电缆的电容, 它会降低允许在测温二极管输入端使用的最大电容。
使用分立式测温二极管当远端测温二极管为一个分立晶体管时, 将其集电极和基极连接在一起。NPN和PNP管非常适合这种应用。表1列出了能够配合远端温度传感器使用的分立式晶体管的例子。必须采用小信号晶体管, 具有相对较高的正向偏压;否则会超出A/D输入电压范围。最大预期温度下的正向偏压在10μA时必须大于0.25V, 最低预期温度点下的正向偏压在100μA时必须大于0.95V, 必须使用大功率晶体管, 确保基极电阻小于100Ω。严谨的正向电流增益指标 (比如50<β<150) 说明制造商具有良好的过程控制, 器件具有一致的VBE特性。
分立晶体管制造商通常不规定或保证理想因子。由于高质量的分立晶体管的理想因子通常都在相对较窄的范围内, 这一点应该不成问题。我们已经注意到, 采用各种不同的分立晶体管时, 远端温度读数的波动小于±2℃。尽管如此, 最好还是对选定厂家的多款分立式晶体管的温度读数进行一致性验证。
测温二极管设计
有些IC厂商, 例如:微处理器和FPGA制造商, 多年以来已经在其产品中集成了测温二极管, 并且掌握了这些器件的设计技术。对于初次集成测温二极管的IC设计人员, 本节提供了一些有益参考:
1.将二极管的内阻降至最小。如上文所述, 每欧姆串联电阻将引起大约+0.45℃的误差。如果在二极管连接配置中, 将晶体管的基极连接至集电极, 基极电阻会使β值增高。这种情况下, 集电极电阻无关紧要, 除非它造成二极管连接器件在100µA下出现饱和。
2.将晶体管的β值降至最小有助于在整个温度和电流范围内保持集电极电流比 (以及精度) 。
3.二极管的正向偏压必须在温度检测ADC的输入量程内。在整个测温范围内, 正向电流为10µA时, 正向偏压必须大于0.25V;正向电流为100µA, 正向偏压必须小于0.95V。
4. 大多数工艺中, 没有隔离的P/N结。如果连接成二极管的晶体管满足以下限制条件, 则能够正常工作:
A.如果是NPN管, 三个端子必须与任何电源隔离开, 将基极连接至集电极构成一个二极管;
B.如果是PNP管, 可以将集电极接地, 但发射极和基极必须与所有电源隔离开。
5. 必须对测试电路进行测量, 确定是否工作正常。测量精度非常重要——电压必须精确到100µV, 10µA和100µA偏置电流下需要精确到±0.1%。测温晶体管能够与Maxim的所有远端温度传感器配合工作。
6. 耦合至测温结的噪声会产生温度测量误差, 需要仔细地将测温器件与噪声源隔离开, 包括数字信号和嘈杂电源。
A.在物理位置上, 将测温器件与承载高速数字信号的引线隔离开。将数字信号与测温晶体管和绑定焊盘之间的金属线也从物理上隔离开。
B.请勿将测温结的焊盘靠近高速数字信号的焊盘, 特别是高速缓冲器输出。可能的话, 将测温结的绑定焊盘靠近直流输入焊盘 (例如, 用于引脚设置的直流逻辑电平输入) 。
C.用n+和p+保护环将测温器件包围起来。
7. 图7所示为带有基底集电极的垂直PNP管的典型结构。10个发射极连接在一起, 每个发射极占用20µm×2.5µm空间。
参考文献
[1]MAX6697数据手册[D]
[2]MAX6698数据手册[D]
[3]DS18B20数据手册[D]
[4]PT100温度传感器的正温度系数补偿[D].Maxim应用笔记3450
氧气浓度和温度检测系统研究 第8篇
中国约56% 的矿井开采的是易自燃煤层。煤矿火灾作为一种较突出的灾害,对人员生命安全和财产危害较大,引发的后果非常严重。
氧气浓度场和温度场的分布是煤矿自燃危险区域的重要判据。目前,煤矿企业主要采用热电偶和热电阻温度探测法、气体探测法、数理解算法、磁力探测法、煤炭电阻 探测法来 预测预报 早期煤矿 火灾[1,2]。但上述探测技术存在响应时间长、精度低、 可靠性差等问题,无法满足煤矿复杂环境下火灾预警的应用需求。
可调谐激光光谱吸收检测技术与传统探测技术相比,其优点:1灵敏度高:激光器线宽很窄,结合谐波锁相解调和频率调制技术,可使最小检测分辨率达到10-6。2抗干扰性强:能在复杂背景下选择某一特定气体吸收谱线进行测量,具有极高的气体选择性。3非接触式测量:激光穿过待测区域,不会破坏待测气体的特征场,适应高温、高粉尘和强腐蚀等恶劣工业环境的能力较强。4响应时间短:激光调谐通过电子器件控制,通常在几毫秒内完成扫描,测量过程无需采样,无需预处理,激光与气体物理反应速度快。5分布式测量:结合光纤和波分复用技术,可实现多点同时监测,也可得出1条光路上待测气体的平均浓度和温度[3,4,5]。本文采用可调谐激光光谱吸收检测技术,设计了一套氧气浓度和温度检测系统,通过实时检测氧气浓度和温度变化,为煤矿火灾预警提供基础数据。
1可调谐激光光谱吸收检测技术
可调谐激光 光谱吸收 检测技术 基于BeerLambert吸收定律,利用半导体激光器发射的激光频率随温度和电流可调的特性,对待测气体浓度、温度等进行定量检测。当频率为υ的单频激光束通过光程为L、压力为P、温度为T、浓度为X的待测气体时,待测气体 对激光能 量的吸收 满足BeerLambert吸收定律,即
式中:I0,I分别为入射光和透射光强度;S(T)为T时光谱线的线强;线性函数 Ф 决定被测气体吸收谱线的形状。
S(T)可表示为
式中:T0为参考温度;S(T0)为T0时光谱线的线强;Q(T0)为T0时的分子配分函数;Q(T)为T时的分子配分函数;h为普朗克常数;c为光速;E为分子跃迁的低能级能量;k为玻尔兹曼常量。
由式(2)得T时选择的光谱谱线对的线强比为
式中:S1(T0),S2(T0)分别为T0时谱线对的光谱线线强;E1,E2分别为谱线对第1条、第2条谱线的分子跃迁的低能级能量。
由式(3)可知,谱线对线强比R为气体温度T的函数,通过测量R即可推算出T。
2系统设计方案
根据HITRAN光谱数据库,氧气在近红外区域的特征吸收光谱如图1所示。根据图1确定系统的工作波长为760~765nm,选择的氧气吸收谱线对波长为761,764nm。
基于可调谐激光光谱吸收检测技术的氧气浓度和温度检测系统主要包括光学部分、电路部分、机械部分、软件部分。其中光学部分和软件部分为系统核心。光学部分主要包括光源、采样气室和光电探测器,实现电-光-电信号的转换。软件部分为系统的算法实现过程,通过软件控制算法和数据处理实现有用信号的提取。电路部分包括激光器驱动及恒温控制电路、信号采集电路等。
2.1光学部分
2.1.1光源选型
分布反馈式半导体激光器具有光谱纯度高、波长选择性好、波长易于调制、稳定性好等特点。通过性能测试,选用DFB14-O2型氧气检测用分布反馈式半导体激光器。该激光器谱线线宽约为2 MHz, 主要测试参数见表1。
2.1.2采样气室选型
氧气在近红外区域761nm附近的光谱吸收率约为1.20×10-3/cm。为提高系统检测精度,需增大采样气室的光程长度。采用Herriott多次反射 腔气室结构,腔体前后端分别放置1片高精度反射镜,且镜片的曲率、半径相同。入射激光束在腔体内经过多次来回反射,以0.3 m腔长实现了9 m光程。该气室还具有小型化、结构稳定、光路易调等优点。
2.1.3光电探测器选型
通过查阅资料,选用Silicon PIN高速光电探测器。该光电探测器的响应时间为2ns,响应的中心波长为750±50 nm,响应的光 谱宽度为200~ 1 000nm,最大峰值响应率为0.5A/W,暗电流约为5nA[6]。
2.2软件部分
系统软件在LabVIEW平台实现,包括信号触发、信号调制、D/A、A/D、信号处理等单元。软件通过控制波形发生器输出正弦波模拟信号对激光器进行波长扫描,扫描频率为10kHz;通过控制数据采集卡采集光电探测器接收的电信号。采集信号再经锁相放大、滤波、互相关等处理,转换为被测气体的浓度和温度等信息。
3系统测试
在实验室环境下搭建了一套基于可调谐激光光谱吸收检测技术的氧气浓度和温度检测系统。通过进气口通入不同浓度的氧气,通过控制热电阻设定气体温度。通过对采样波形进行数据处理,得到氧气吸收的二次谐波信号,并进行数据反演,最终得出氧气浓度和温度[7]。
3.1解调信号浓度反演及实验测试
系统通过控制激光器发射单纵模光波,光波经过采样气室时被氧气吸收。光电探测器将光信号转换为电信号,如图2所示。在该波段范围内,存在2个吸收缺陷(氧气吸收光能量,对应位置的电信号会减小),分别对应氧气的2条吸收谱线,其中任何一条谱线都可用于测量氧气浓度。电信号经锁相放大、滤波、谐波提取等处理后变为二次谐波信号,如图3所示。对于特定吸收谱线,二次谐波信号的面积与氧气浓度呈一对一正相关关系,通过求解二次谐波信号的面积即可反演光路中氧气的实际浓度。 二次谐波信号的面积与氧气标准浓度的关系如图4所示。
对求解的二次谐波信号面积Y进行基于最小二乘法的分段二次函数拟合,得到氧气浓度X。当0≤X<20.0%时,拟合函数为
当20.0%≤X<60.0%时,拟合函数为
当60.0%≤X<100.0%时,拟合函数为
经反演得出的氧气浓度如图5所示,可看出在0~100.0%氧气浓度范围内,反演的氧气浓度与通入的标准氧气浓度的线性误差小于1%。
3.2解调信号温度反演及实验测试
由光谱吸收理论可知,温度主要对光谱的吸收率和光谱吸收宽度产生影响。在253~1 000K,光谱吸收率峰值由0.154%/cm变为0.018%/cm,光谱吸收宽度由6nm展宽为14nm。随着温度升高, 氧气的光谱吸收率呈下降趋势,氧气吸收光谱的信号会减小。
当氧气压强恒定时,通过求解谱线对二次谐波信号面积的比值,可反演出对应的氧气温度,如图6所示。
氧气吸收谱线对二次谐波面积的比值S随温度T的升高呈单调下降趋势,并具有一一对应 关系。对S进行基于最小二乘法的分段二次函数拟合,即可得到温度T。当253K≤T<600K时,拟合函数为
当600K≤T≤1 000K时,拟合函数为
经反演得出的氧气温度如图7所示,可看出氧气温度与实际设定温度的误差在2%以内。
4结语
实验室测试结果表明,基于可调谐激光光谱吸收检测技术的氧气浓度和温度检测系统具有精度高、可靠性好等特点,为煤矿火灾预警提供了一种新的技术途径。
摘要：针对现有煤矿火灾探测技术存在的响应时间长、精度低、可靠性差等问题,基于可调谐激光光谱吸收检测技术,设计了一套氧气浓度和温度检测系统,并在实验室环境下对该系统进行了测试,结果表明,在0~100.0%氧气浓度范围内,系统测量误差小于1%;在253~1 000K气体温度范围内,系统测量误差小于2%。
铁路低压配电温度检测系统设计 第9篇
1 电路的总体方案设计
本文的主要工作是研究与设计一种基于AT89S51的温度检测系统, 使之应用于铁路电力配电柜及箱变式变压器等配电方面, 在实用中具有非常广阔的应用前景。
该温度测量系统, 实现对温度的实时测量与显示, 具有温度超限报警功能等。系统包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计部分包括单片机控制芯片, 温度测量电路, 温度显示电路, 报警电路和温度控制电路, 软件设计部分包括相应信号采集与处理程序及单片机接口子程序等, 实现实时测温、显示、控制与报警功能。
温度控制系统采用AT89S51八位机作为微处理单元进行控制。采用4个键把设定温度的最高值和最低值存入单片机的数据存储器, 还可以通过键盘完成温度检测功能的转换。温度传感器把采集的信号与单片机里的数据相比较来控制温度控制器。
2 温度检测系统的硬件设计
2.1 时钟 (晶振) 电路
时钟电路就是提供单片机内部各种操作的时间基准的电路, 没有时钟电路单片机就无法工作。此次设计中, 我们采用由内部方式产生时钟的方法形成时钟电路。
内部方式:在XTAL1和XTAL2端外接石英晶体作定时元件, 内部反相放大器自激振荡, 产生时钟。时钟发生器对振荡脉冲二分频, 即若石英频率fosc=6MHz, 则时钟频率=3MH2, 因此, 时钟是一个双向信号, 由P1相和P2相构成。fosc可在2MHZ-12MHZ选择。小电容可以取30PF左右。
2.2 DS18B20总体简介
DS18B20内部结构主要由四部分组成:64位光刻ROM, 温度传感器, 非挥发的温度报警触发器TH和TL, 高速暂存器。
2.3 DS18B20接口电路
在硬件上, DS18B20与单片机的连接有两种方法, 一种是VCC接外部电源, GND接地, I/O与单片机的I/O线相连;I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。我们采用的是这种连接方法, 把DS18B20的数据线与单片机的13管脚连接, 再加上上拉电阻。
2.4 键盘接口电路
本系统有重新设定上下限的功能, 故需要键盘来键入。我们采用4个键的键盘通过按下不同的按键可实现实时显示温度和刷新温度限值。
用AT89S51的P2口接4个键键盘, 以P2.1-P2.4接K1-K4键, 无按键按下时, P2.1-P2.4处于高电平状态, 有键按下时, 与K1-K4对应P2.1-P2.4的电平状态为低。键盘输入的信息主要进程是:
(1) 单片机通过中断查询的方式检查P2.0-P2.4是否有处于低电平状态的, 若有, 则判断为有键按下; (2) 由于单片机端口与4个按键有对应关系, 故通过判断哪个端口处于低电平状态, 则说明相应的键是按下的。
2.5 温度控制电路和报警电路的设计
温度检测系统由DS18B20采集的温度信号, 转换输出与某温度值相对应的二进制8位BCD码, 传输给AT89S51单片机, 经其计算、转换出的实测温度值与设定上限值比较, 若温度值超限, 则单片机控制蜂鸣器, 使它发出报警声, 若是高于上限值就启动制冷器, 使温度恢复到正常范围, 从而实现了报警、控制功能。
2.6 显示电路的设计
根据显示内容和方式的不同可以分为, 数显LCD, 点阵字符LCD, 点阵图形LCD在此设计中我们采用点阵字符LCD, 这里采用常用的2行16个字的1602液晶模块。
温度检测系统中, AT89S51单片机的并口P0与LCD1602的8位双向数据线相连接, 通过并口输入或输出数据或指令, 从而实现温度显示功能, 基本操作时序如下。
读状态输入:RS=L, RW=H, E=H输出:DB0~DB7=状态字
写指令输入:RS=L, RW=L, E=下降沿脉冲, DB0~DB7=指令码
输出:无
读数据输入:RS=H, RW=H, E=H输出:DB0~DB7=数据
写数据输入:RS=H, RW=L, E=下降沿脉冲, DB0~DB7=数据
输出:无
把8根数据线和P1口连接, 把3根控制线和P3.5、P3.6、P3.7连接。给VCC端加上+5V的电压, GND端接地。VEE端的驱动电压不要过大, 要调节滑动变阻器使VEE在0.7伏以下显示器才能工作。
3 系统的主程序设计
主程序是系统的监控程序, 在程序运行的过程中必须先经过初始化, 包括键盘程序, 中断程序, 以及各个控制端口的初始化工作。系统在初始化完成后就进入温度测量程序, 实时的测量当前的温度, 并与设定的报警温度上限值进行比较, 信息通过LCD显示出来。程序中以查询的方式来重新设定温度的上限。根据硬件设计完成对温度的控制。按下4个键键盘上的K1键可以显示设定好的温度上限, 按下K2键可以重新设定温度下限。系统软件设计的总体流程图如图1。
参考文献
[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计, 第一版[M].北京航空航天大学出版社, 1993, 19-24.
基于单片机的温度检测系统 第10篇
本系统将监测点的温湿度采集并处理器进行分析处理, 当超出设定值后, 控制系统将发出命令使警报系统启动, 提醒外界进行人工干预。主要构成有温度采集部分, 湿度采集部分, 单片机控制部分以及警报系统。其结构框图如图1所示。其硬件电路以AT89S52为核心, 并配以键盘、LCD显示器等硬件电路。
2 硬件电路设计
2.1 温度采集电路
选用温度传感器DS18B20对外界温度进行检测, 具有以下特点:适应电压范围宽, 在使用中不需要任何外围元件, 可实现高精度测温, 检测速度快, 测量结果直接以数字温度信号输出, 具有极强的抗干扰纠错能力、传输距离长、分辨率强等优点。DS18B20完成温度转换时, 它将会返回“1”, 否则返回“0”, 从而实现单片机对DS18B20温度数据的读取。
2.2 键盘电路接口设计
在单片机的应用中键盘电路是最常用的人机接口电路, 使用键盘电路来实现湿度值的清零、增1、减1以及翻页等操作功能。本系统利用一个按键做开始, 通过按键次数进行相应的设置, 利用编写软件的方法实现。在一定程度上减少键盘电路占用的I/O端口, 提高了I/O端口利用率。
2.3 LCD显示电路设计
采用LCD1602液晶显示:本系统需要正常的时钟显示, 而且可以设定和调整时间, 采用串行工作方式液晶显示不仅能够节省单片机的I/O口, 同时也能直观的显示时间、出现故障时的地址编号以及一些必备的字符。
3 系统软件设计
本设计是从主程序、温湿度处理部分、键盘设置、LCD显示、报警控制几个方面进行具体描述的。
系统单片机代码采用C语言编写, 以Keil u Vision2为开发环境。系统软件实现的功能:
a.LCD初始化;b.通过LCD显示温湿度值;c.比较监测到的温度值和报警设置值, 发现超限则蜂鸣器报警提示。
结束语
本文设计的单片机监测系统可以设置参数范围, 若超出范围可以及时发出警报提醒外界进行干预控制。该系统可以对环境进行实时的监控, 具有结构简单、性价比高、易于实现、监控方便等特点。实验证明, 该系统实现了对环境的精确控制, 达到了很好的效果, 可广泛应用于控制领域。
摘要：本系统是采用温度传感器DS18B20进行数据采集, 以AT89C52单片机做控制器来实现温湿度控制显示的。该系统具有通用性较强、并且自动判断温度是否超标、用LCD显示界面友好、精度高的特点。
关键词：传感器,单片机,温湿度
参考文献
[1]周兴华.手把手教你学单片机C程序设计[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2007.
[2]夏方林.一种基于单片机AT89C51的温湿度控制仪的设计[J].工业仪表与自动化装置, 1999, (1) :32-34.
