温度计的制作原理

温度计的制作原理（精选7篇）

温度计的制作原理 篇1

铆焊被大量应用机械产品的制作, 它包括钳工、车工、焊工、铆工等工作分类, 主要工作就是根据设计方提供的图纸和制作要求, 利用优质原料和适用工具, 把各种板材、型材制作成符合相关标准的合格产品的过程。铆焊技术被广泛应用于航空航天、桥梁、船舶和石油化工等行业, 基本上涉及所有的应用领域。

1 铆焊件温度控制的热力学分析

本文重点从技术角度进行研究, 在铆焊件焊接的工作当中, 主要是通过加热加压来实现, 也可以填加一定的填充材料, 从而实现由图纸向产品转化的过程。

1.1 焊接传热的基本形式

焊接的受热过程是局部的, 在整体上存在较大的温差, 在焊件内部或者与周围的介质之间都可能发生热传递。根据热力学原理, 其传递过程一般有传导、辐射和对流。大量的学者通过实践研究证明:在特定条件下, 通过热源传递到焊件上的能量, 以对流和辐射为主;焊条和基材获得热能量后, 以传导的方式进行传播。所以, 在铆焊件的焊接过程中, 要充分考虑到焊件整体上的温度分布情况以及随时间的消耗性, 这是我们在研究铆焊件温控时不得不思考的问题。

1.2 焊接的接着分类

在铆焊件的焊接过程, 接触细节部分大致分为焊缝、热熔区和影响区三个部分。焊缝指的是依靠母材的热传导作用, 金属结晶凝固的方式, 使液态金属结晶呈现柱状, 其成长方向与焊接熔池壁相垂直, 交汇于熔池中呈固态结晶状;熔合区指的是母材与焊缝连接的过渡区域, 从微观状态来看, 熔合线呈现半熔化状态。在焊接时, 所谓的熔合线指的是固态母材与液态焊接金属的线状交界。熔合区的温度介于固液两态相交线的温度之间, 该区域晶粒十分粗大, 固态组织与化学成分呈现出不均匀分布状态, 成型后为过热组织;所谓的热影响区域, 在整个切割和焊接的过程当中, 材料在未熔化的前提下, 因为受热而发生机械性和金相组织变化的部分区域。

2 温度控制对铆焊件的影响

2.1 焊接的热过程

要想充分了解温控的作用方式, 必须要了解热过程的主要特点。一是焊接温度高。普通的焊接加热温度最高可达AC3以上, 在熔合线区域的温度最高可达1400℃左右;二是升温速度快。由于焊接热源相对集中, 导致加热速度很快, 比热处理要快上几百倍;三是高温持续时间短。由于焊接具有热循环的理论特点, 往往在AC3以上的温度保持相对较短;四是自然连续冷却。铆焊件的焊接过程, 往往都是在自然条件下, 采取连续冷却方式进行成型, 只有在特殊情况下, 才会进行保温处理及其他相关的程序。

2.2 铆焊件制作的焊接缺陷

常见的焊接缺陷种类很多, 一般分为内部和外部两种。其中内部缺陷主要出现熔合区域, 具备一定的隐蔽性, 只有通过破坏性的试验或者无损检验法, 才能够发现。比如未熔合和焊透、气孔、夹渣、裂缝等;外部缺陷指的是内眼可视或者采用简单工具可以发现的问题。如焊瘤、咬边、弧坑、裂纹或者表面气孔等现象。

2.3 产生铆焊件缺陷的温控原因

铆焊件的焊接过程是一个很复杂的流程, 任何一个环节的疏忽和技术失误都会造成焊件制作的失败。通过对温控原因分析来看, 主要有以下几点:一是质量意识不强。没有相应的技能, 没有按照规定的流程进行焊接, 缺乏对温度的控制导致失败;二是焊口表面清理不好。主要表面在存在水锈或者油渍, 没有清理干净, 影响焊接温度的传递, 导致失败;三是生产器材质量问题。主要表现在CO2不纯净和焊机或者其他焊接器材质量不过关, 导致升温时间过长或者达不到温度要求, 影响焊接效果;四是温度控制不良。主要表现焊接人员对加热时间和温度掌握不好, 导致传递时间过长, 破坏内部结构;五是环境要求不达标。主要表现在焊接场所温度过高或者污染严重, 即使有再严格的焊接流程, 也难免在焊件上产生缺陷。

3 加强焊接温度控制的措施及对策

通过以上分析, 我们可以看到, 温度会影响铆焊件的金属晶粒的熔化和成长过程, 这种影响往往体现在型材的相变, 我们统称为热影响区域。产生热影响区域, 会使相关区域晶粒粗大, 焊接质量低, 为了避免此类问题的发生, 必须要采取相应的对策及办法。

3.1 做好准备工作

充分的准备工作是实现铆焊件成功焊接的必要条件, 要采用热切割的方式对坡口进行处理, 防止母材边缘形成淬硬层, 淬硬层往往以其低塑性而造成冷加工的开裂, 进行这种处理可以有效的保证金属的热传递;必须要及时消除和清理焊接区域存在污渍问题, 比如水分、锈迹、氧化膜及其他污物等, 以确保能够实现既定温度, 必要时要对焊接材料进行除湿处理, 以保证实现应有的技术效果;对于技术要求较高的复杂件或者精密件, 在开始加工前, 必须要进行缓慢的预热, 以防止快速加温而导致的变形和缺陷。

3.2 焊接操作方法

对电弧燃烧的时间控制可以实现对温度的控制, 如果熔池温度过高, 可以相应减少燃烧时间, 降低温度;反之, 则升温;在焊接的方法运用上, 采取特定的摆幅和坡口两侧的停顿, 来控制熔池的问题, 使熔孔基本上一致, 避免形成焊瘤;在焊接时, 必须要高度重视焊接的角度, 角度对温度的影响绝对是决定性的, 当夹角垂直时, 会使电弧相对集中, 熔池温度高;反之, 则温度低。另外, 角度控制在90°-95°之间时, 可以使背面较为平整, 防止和控制接头内凹现象;在起弧时, 一定要先进行试验, 在高度板上调整好电流强度, 对温度进行检测, 合格后再划擦引弧, 利用反馈电路加强对温度的控制, 避免因升温过高过快而导致的烧伤, 最好采取直线运条方式进行焊接;焊接后的热处理过程非常重要, 如果处理不当, 会导致前功尽弃。进行热处理的主要目的是消除残余应力的影响, 改善焊接区域的性能, 对焊接区域及就近部位, 使用金属相变温度点以下的热量进行均匀加热, 而后采用均匀冷却的方式, 消除应力和退火。

4 结束语

本文通过对相关热学理论、焊接过程存在的问题及解决问题的对策进行了研究和探讨, 取得了一定的理论成果。随着焊接技术的发展, 越来越多的智能化系统被应用致焊接体系, 对于温度的控制将会越来越精确, 但对于铆焊件的焊接仍然要大量依赖于手工, 不可能批量进行, 所以加强对铆焊件焊接温控技术的研究仍然有其重要意义。

摘要：铆焊件被广泛应用于工程机械和机械产品的制作当中, 涉及到的工艺流程较多, 经过多年努力, 相关企业正在由数量型向质量型转变, 由产业密集型向技术创新型转变, 其关键技术已经逐渐成熟和发展起来。随着工人劳动条件的改善、生产技术的革新、智能化生产线的应用, 生产工艺和流程越来越简化、越来越经济、也越来越灵活, 大大提高了生产效率。但无论怎样改变, 焊接时温度控制始终是铆焊件制作的关键环节, 文章就如何加强温控, 提高产品的合格率进行分析, 力求为行业发展提供有益的理论尝试。

关键词：铆焊件,焊接温度,温控

参考文献

[1]陈黎明.焊接过程中温度控制对焊件合格率的影响[J].中国包装工业, 2012 (18) .

[2]冯莹莹, 骆宗安, 张殿华等.模糊控制策略对焊接热模拟温度控制的优化[J].钢铁研究学报, 2012 (04) .

[3]彭勇.再流焊接的温度控制[J].金属铸锻焊技术, 2009 (08) .

[4]胡芳, 谢冰, 张志谊.热压焊机焊接温度控制的仿真与实验[J].武汉理工大学学报 (信息与管理工程版) , 2008 (04) .

[5]张君彩.焊接温度对焊管焊缝质量的影响[J].焊接, 2009 (04) .

温度计的制作原理 篇2

温度(temperature)是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。温度作为一种最基本的环境参数,在日常生活中经常被使用,比如粮库测温系统、冷库测温系统、智能化建筑控制系统,都需要进行温度测量,用得较多的是多点温度测量系统,因此,智能多点温度测量系统的设计与制作尤为重要。本文将介绍智能多点温度测量系统的设计与制作过程。

1 部件简介

1.1 单总线数字温度计 DSl8B20

DSl8B20是世界上 第一片支 持“单总线”接口的数字温度传感器,能够直接读取被测物的温度值。它具有多种封装形式,可以适应不同的环境需求。其测量范围在 -55 ~ +125℃,测量精度可达±0.5℃,稳定度为1%。通过编程可实现9、10、11、12位的分辨率读出温度数据,对应的温度量化值分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃,芯片出厂时默认为12位的转换精度。读取或写入DS18B20仅需要一根总线,要求外接一个约4.7kΩ的上拉电阻,当总线闲置时,其状态为高电平。

1.2 AT89C51 简介

AT89C51是一种带4K字节闪存的低电压、高性能CMOS8位微处理器的单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机,是AT89C51的一种精简版本。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容,由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中,AT89C51是一种高效微控制器,它在很多嵌入式控制系统使用。

1.3 Proteus 平台

Proteus软件是Labcenter公司的一款电路设计与仿真软件 , 它包括ISIS、ARES等模块 ,ARES用来完成PCB设计 ,ISIS用来完成电路原理图的绘制与仿真。Proteus仿真基于VSM技术 , 其最大优势在于能仿真大量单片机芯片 , 如MCS-51系列、PIC系列等 , 以及单片机外围电路 , 如键盘、LED等。通过Proteus软件能够轻易地获得一个功能齐全、实用方便的单片机实验环境。

2 系统硬件设计

2.1 总体结构

由DS18B20和AT89C51的特征决定,系统硬件设计如图1所示 :

系统采用8片DS18B20构成传感器网络,通过并行链接方式连接至单片机的通用I/O端口,单片机获得温度信息后,通过特定算法,将信息通过LED显示,同时上传数据至上位机处理待命。

2.2 DS18B20 操作命令

初始化 :总线上所 有操作要 初始化 ,MCU先发复位信号 , 之后 ,DS18B20发出在线信号 , 并等待接受命令 ;ROM操作命令 :MCU收到DS18B20在线信号后 , 发送4个ROM操作命令中的一个 , 这些命令字均为8位 :

①读命令 (33H) :MCU可读出DS18B20的ROM中8位系列产品代码、48位产品序列号和8位CRC码。读命令仅适用于单个DS18B20在线情况 , 当多个DS18B20在线时,为了保证开漏输出,将产生线与输送线结合 , 从而引起数据冲突。

②选择定位 命令 (55H) :多个DS18B20在线时 ,MCU发出该命令和1个64位数列 ,DS18B20内部ROM与主机数列一致 , 响应主机发送的寄存器操作命令 , 其他DS18B20等待复位。其也可用在单个DS18B20的情况。

③跳过ROM序列号检测命令 (CCH):在单个DS18B20在线系统 中 , 该命令允许MCU跳过ROM序列号检 测而直接对寄存器操作 , 节省了时间。在多个DS18B20系统中 , 该命令将引起数据冲突。

④查询命令 (F0H) :用于系统初建时 ,MCU了解总线上的设备及其64位序列号。

⑤报警查询命令 (ECH) :该命令类似ROM查询命令 , 仅当上次温度测量值已置位 报警标志 ( 高于TH或低于TL),DS18B20才响应该命令 , 若DS18B20处于上电状态 , 该标志将保持有效 , 直到下列两种情况,该标志将失效 :本次测量温度发生变化 , 测量值处于TH、TL之间 ;TH、TL改变 , 温度值处于新的范围。

存储器操作命令 :

①写入 (4EH) :用于把数据写入寄存器第2至第4字节 , 从第2字节 (TH) 开始。复位信号发出之前必须把这三个字节写完。

②读出 (BEH) :用于读出寄存器中的内容 , 从第1字节开始 , 直到读完第9字节 , 若仅需要寄存器中部分内容 ,MCU可在合适时刻发送复位命令。

③复制 (48H) :用于把暂存器第2至第4字节转存至DS18B20的EERAM中 ,如果DS18B20是由信号线供电 , 主机发出此命令后 , 总线必须保证至少10ms的上拉 , 当发出命令后 , 主机发出读时序来读总线 , 如果转存正在进行 , 读结果为0,转存结束为1。

④开始转换 (44H) :DS18B20收到该命令后立刻进行温度转换。若DS18B20处于空闲 状态 , 当温度转 换正在进 行时 ,MCU读总线将收到0, 转换结束为1。如果DS18B20是由信号线供电 , MCU发出此命令后必须立即提供至少相应于分辨率的温度转换时间的上拉。

⑤回调 (B8H) :该命令把EERAM中的内容回调到寄存器TH、TL和设置寄存器单元 ,DS18B20上电时能自动回调 , 因此 , 设备上电后TH、TL存在有效数据。该命令发出后,若MCU读总线 , 读到0意味着忙 ,1为回调结束。

⑥读电源标志 (B4H) :MCU发出命令后读总线 ,DS18B20将发送电源标志 ,0为信号线供电 ,1为外接电源。

3 系统软件设计

3.1 软件运行流程图

主程序执行流程如图2所示 , 先对所有DS18B20进行初始化 , 然后重复调用写命令和读数据模块 , 最后将数据处理结果送LED显示。

3.2 提高读取速度

单只DS18B20温度计采用的是位寻址方法,而当一个系统中有8只DS18B20时,就需要使用单总线,通过查询序列号来依次读取,程序过于复杂,减缓系统运行速度,故在本系统中,将位寻址改为字节寻址,比如 :#defineD QP3;DQ=0x00;DQ=0xff,这样一次便可读取I/O8个位数据,提高系统运行速度。

4 系统仿真

利用Proteus平台进行系统仿真,完成电路设计和软件编程后,编辑程序,装入单片机,进行仿真,可以看到智能多点温度测量系统得以实现,由于篇幅关系不再做详细说明 , 仿真试验中原件表现正常。在后面的测试中,测量数据与温度计吻合,符合仿真结果。在此基础上还可以加入控制开关及超量蜂鸣报警器。

5 注意事项

1、因为该系统使用的DS18B20达到了8H,需要解决微处理器的总线驱动问题 ;

2、连接DS18B20的总线电缆有长度限制。仿真试验中,当采用普通信号电缆时,长度超过50m,读取的测温数据将发生错误。当采用双绞线带屏蔽电缆时,正常通讯距离可达150m。由此可见,在使用DS18B20进行长距离测温系统设计时要考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。

6 结论

温度计的制作原理 篇3

关键词：单片机,温度信号,串行通信接口,实时,采集

1、系统主要设计思想

本系统是以单片机C语言来进行软件设计, 为了便于扩展和更改, 软件的设计采用模块化结构, 使程序设计的逻辑关系更加简洁明了, 硬件在软件的控制下协调运作。

本系统分为上位机和下位机两部分。下位机利用单片机对温度传感器采集到的温度数据定时采样, 并在液晶屏上显示, 同时将采集到的温度数据通过串口传送到上位PC机上;上位机在屏幕上显示温度数据, 若温度超过一定阀值, 在屏幕上告警, 下位机也能实时显示环境温度, 并且具备报警功能。下位机主要采用支持在线下载的ATMEL公司生厂的S系列单片机AT89S51来驱动字符型液晶显示模块MS12864R, 驱动温度传感器, 和语音报警芯片ISD1110;上位机采用采用VisualBasic语言编写。

2、系统设计的主要功能及技术指标

(1) 利用单片机对温度传感器采集到的温度数据定时采样, 并有显示。 (2) 将采集到的温度数据通过串口传送到上位PC机上。 (3) 上位机能在屏幕上显示温度数据。 (4) 当温度超过50摄氏度时, 通过语音报警电路实现语音报警。 (5) 温度范围为0-99摄氏度;温度误差为±1摄氏度。

3、系统硬件电路设计

本系统硬件部分由单片机最小系统 (即单片机主控芯片、时钟电路、复位电路) 、液晶显示电路、温度采集电路、语音报警电路、上位机电路等模块组成。整机电源电路采用7805转换为直流5V给整个电路供电。

液晶显示模块采用的是MS12864R液晶显示器, 它是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式, 内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块;其显示分辨率为128×64, 内置8192个16×16点汉字, 和128个16×8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令, 可构成全中文人机交互图形界面。低电压低功耗是其又一显著特点。

温度采集模块采用DS18B20温度传感器。DS18B20数字传感器是一个3脚的芯片, 1脚为接地, 2脚为数据输入数据输出, 3脚为可选的VCC电源。通过一个单线接口发送或接收数据, 因此单片机与DS18B20之间仅需一条连接线。

语音报警模块采用ISD1110系列, 单片录放时间10秒, 音质好。芯片采用CMOS技术, 内含震荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、平滑滤波器、扬声器驱动及EEPROM阵列。最小的录放系统仅需麦克风、喇叭、两个按钮、电源及少数电阻电容。在录放操作结束后, 芯片自动进入低功耗节电模式、功耗仅0.5uA。片内信息可保存几十年, EEPROM单片可反复录音十万次。

由于温度采集和实施控制是通过单片机控制系统实现, 而微机完成温度监控, 所以需要采用单片机和微机之间的通信协议。本设计应用条件为传输距离不超过15米的短距离数据传输, 且传输数据量较小, 所以采用在控制领域里应用较广泛RS232C串行通信方式。单电源电平转换芯片MAX232C可以使电路变得简单, 可靠。

针对近程小批量的数据通信, 设计时采用3线制 (RXD, TXD, GND) 软握手的零MODEM方式。即:将PC机和单片机的“发送数据线 (TXD) ”与“接收数据 (RXD) ”交叉连接, 二者的地线 (GND) 直接相连而其它信号线如握手信号线均不用, 而采用软件握手。这样即可以实现预定的任务, 又可以简化电路设计节约了成本。

由于RS232C是早期为促进公用电话网络进行数据通信而制定的标准, 其逻辑电平与TTL, MOS逻辑电平不同。逻辑0电平规定为+5～+15V之间, 逻辑1是电平为-5～-15V之间。因此在将PC机和单片机的RXD和TXD交叉连接时, 必须进行电平转换。

4、下位机软件设计

下位机主要完成从温度传感器上采集数据, 将采集到的数据在液晶模块上显示, 同时将采集到的温度通过串口传送到上位机上显示, 并判断温度数值是否达到阀值, 若达到阀值, 则控制报警电路报警等功能。因此下位机软件分初始化模块, 温度采集模块, 数据通信模块, 液晶显示模块, 语音报警模块五部分组成。

5、上位机软件设计

上位机程序主要完成与下位机的串口通讯, 显示下位机采集到的温度数据, 并将下位机送来的数据在文本框中显示出来, 并要求与下位机同步显示。

在一个监测系统中, 上位机需要时刻监控下位机的工作状态, 若下位机通信线路发生故障, 应能及时告警提示。因此在系统设计中, 约定下位机每隔2秒向上位机报送一次采集到的温度数据, 若下位机正常, 上位机应在1秒内接收到下位机传送来的数据。实现的方法是设置一个1秒的定时器, 若1秒时间内收到一组数据, 重新计时。

程序设计语言采用VB语言, 实现的上位机界面显示如图1所示。

温度计的制作原理 篇4

铆焊是掘进机机械生产中重要而常见的工艺, 掘进机铆焊件加工包括众多的工种, 如:钳工、铆工、焊工, 是一项复杂的加工工艺和生产过程, 在掘进机大型化、功能和的背景下, 铆焊件制作成为决定掘进机技术性能、煤炭生产安全、企业经济效益的关键环节。温度是掘进机铆焊件制作过程中一个重要的参量, 温度控制不良加工出的掘进机铆焊件将不能发挥出设计的强度和功能, 不但会影响掘进机性能, 还会影响煤炭生产的进程与安全。应该从掘进机铆焊件加工过程的热力学分析入手, 对于影响掘进机铆焊件质量的各要素进行逐一确定, 进而找到提高掘进机铆焊件控制温度, 提升掘进机铆焊件加工质量的措施, 以达到对掘进机技术性能的保障与提高作用。

2 掘进机铆焊件温度的热力学分析

2.1 掘进机铆焊件加工中热传导的主要形式。

掘进机铆焊件制作过程中受热呈现局部化, 导致在铆焊件和掘进机其他部位之间存在一定的温度差异, 这会形成铆焊件与周边结构之间的辐射和传导两种热传递, 如果不对热传递进行全面控制会出现铆焊件温度过低, 或者是铆焊件与其他结构温差, 这些都不利于掘进机铆焊件的加工和制作, 影响掘进机铆焊件的强度和性能, 产生掘进机的质量隐患和通病。

2.2 掘进机铆焊件制作中接触部位的分类。

(1) 铆焊件焊缝, 焊缝是铆焊过程中熔池中成固态的金属结晶, 这是母材金属结晶聚凝的表现, 其成长与熔池的池壁垂直。 (2) 铆焊件热熔区, 焊缝和母材连接的半熔化状态区域是热熔区, 这一区域呈现出化学成分复杂和晶体颗粒较大的特点, 容易产生过热组织。 (3) 焊接影响区, 这是掘进机铆焊件焊接过程中热量能够传导或辐射的部位, 在制作过程中, 这些部位会因热量的影响而出现金相上的部分改变, 进而导致机械性能和强度的变化。

3 掘进机铆焊件制作中主要的影响因素

3.1 掘进机铆焊件焊接的热特点。

(1) 掘进机铆焊件焊接的温度高, 普通的焊接件焊接温度可以达到1600K。 (2) 掘进机铆焊件焊接升温快, 与常见的焊接热处理相比, 铆焊的热源非常集中, 这会出现掘进机铆焊件温度升高迅速的特点。 (3) 高温保持时间短, 由于掘进机铆焊件与其他结构和部位紧密连接, 很容易通过辐射和传导将热量迅速传递出去, 这样就会在短时间降低铆焊件的温度。

3.2 掘进机铆焊件焊接的温控因素。

如果在掘进机铆焊件制作中失去了对温度的精确控制, 将会导致掘进机铆焊件加工质量和性能出现问题和隐患, 导致掘进机铆焊件温控出现问题的主要因素有: (1) 没有对掘进机铆焊件制作过程进行温度控制的意识, 导致掘进机铆焊件焊接中没有应用相应的技能和规范, 最终出现掘进机铆焊件加工的质量问题; (2) 掘进机铆焊件焊口没有规范清理, 出现积水、油污, 这会降低焊接件温度的传递, 影响掘进机铆焊件加工的质量。 (3) 焊接材料和器材问题, 二氧化碳纯度不足, 焊条质量不高, 母材技术性能有问题等原因都会造成掘进机铆焊件制造过程中温度控制失去精确性, 导致掘进机铆焊件出现缺陷和隐患。

4 提升掘进机铆焊件的制作中温度控制的方法

4.1 做好掘进机铆焊件制作的准备工作。

要采用热切割的方式对掘进机铆焊件坡口进行处理, 防止母材边缘形成淬硬层, 淬硬层往往以其低塑性而造成冷加工的开裂, 进行这种处理可以有效的保证金属的热传递;必须要及时消除和清理焊接区域存在污渍问题, 比如水分、锈迹、氧化膜及其他污物等, 以确保能够实现既定温度, 必要时要对焊接材料进行除湿处理, 以保证实现应有的技术效果。

4.2 正确应用掘进机铆焊件焊接操作工艺。

在焊接的方法运用上, 采取特定的摆幅和坡口两侧的停顿, 来控制熔池的问题, 使熔孔基本上一致, 避免形成焊瘤;在焊接时, 必须要高度重视焊接的角度, 角度对温度的影响绝对是决定性的, 当夹角垂直时, 会使电弧相对集中, 熔池温度高;反之, 则温度低。在起弧时, 一定要先进行试验, 在高度板上调整好电流强度, 对温度进行检测, 合格后再划擦引弧, 利用反馈电路加强对温度的控制, 避免因升温过高过快而导致的烧伤, 最好采取直线运条方式进行焊接。进行掘进机铆焊件热处理要以消除残余应力为主, 使金属相变温度点以下的热量进行均匀加热, 而后采用均匀冷却的方式, 消除应力和退火。

结语

铆焊件是掘进机的重要结构和功能部件, 在煤炭市场需求旺盛, 能源和资源大量需要增长的背景下, 掘进机的技术性能、开采能力和安全有了更进一步的提升, 作为掘进机生产制造企业应该应对这一行业、市场实际, 以铆焊件质量的提升来确保掘进机技术性能和安全水平。应该对掘进机铆焊件温度展开物理学、结构学和热力学的分析, 确定影响掘进机铆焊件制作的主要因素, 以加强掘进机铆焊件加工中技术的强化、扎实的准备和规范的操作了确保掘进机铆焊件温度的控制, 进而实现掘进机铆焊件质量和性能的保障, 达到对掘进机整体性能发挥和运行安全的保障。

摘要：铆焊件是掘进机制造过程中常见的部件和结构, 要对掘进机铆焊件的加工和控制技术予以高度关注。本研究从掘进机铆焊件制作的实际出发, 在进行掘进机铆焊件温度热力学分析的基础上, 描述了掘进机铆焊件制作中基本形式和分类, 同时对影响掘进机铆焊件制造的各个因素加以研讨和确定, 进而提供了从掘进机铆焊件制作准备和操作方法两个方向, 希望能够提升掘进机铆焊件的制作过程中温度控制水平, 达到提升掘进机铆焊件生产质量目标。

关键词：掘进机铆焊件,制作,焊接温度,热力学分析,准备工作,焊接操作

参考文献

[1]陈黎明.焊接过程中温度控制对焊件合格率的影响[J].中国包装工业, 2012 (13) .

袋装微贮草的制作原理及过程 篇5

微贮技术原理和一般青贮的原理是相同的, 都是在厌氧环境中使乳酸菌大量繁殖, 从而将饲料中的淀粉和可溶性糖变成乳酸贮存饲料的方法。当乳酸积累到一定浓度后, 便抑制腐败菌的生长, 这样就可以把青贮料的养分长期保存下来。本微贮成败的关键是:微贮原料中要有一定的含糖量;原料的含水量要适度, 以含水率在65%~75%为宜;温度适宜, 一般以19~37℃为宜;使之缺氧, 将原料压实, 排出空气, 形成厌氧环境。

1 操作步骤

此袋装微贮草技术, 主要通过挤丝揉搓、添加菌种、压捆包扎、套袋密封4步制作流程, 经过1个月左右的微生物发酵后, 即可生产出合格的玉米秸秆袋装微贮草。具体操作步骤如下:

1.1 准备工作

按要求系好的尼龙绳、捆扎内外袋的短尼龙绳、0.6mm以上的黑色聚乙烯塑料薄膜袋、普通编织袋、水 (以地下井水为最好, 自来水最好曝晒1 d以上) 、红糖或糖蜜、铁丝钩、EM菌液、小推车、三相电源、玉米秸秆揉丝机、电动液压打包机、青玉米秸秆若干。

1.2 挤丝揉搓

改传统的横切为纵切, 专家称为秸秆加工90度的革命。使用玉米秸秆揉丝机将玉米秸秆加工成青绿秸秆草丝。这是揉丝机与传统的铡草机不同之处。

1.3 配料

配制生产1 000 kg玉米秸秆所用菌液, 取EM菌液2kg, 加糖蜜或红糖2 kg, 水根据实际情况加 (以手攥玉米秸秆草丝时, 指间无水滴下, 松开手看到明显水分为宜) , 常温下充分混合均匀。将上述制备好的菌液按比例喷洒在加工好的玉米秸秆草丝上, 翻动搅拌均匀。

1.4 压捆包扎

将拌有菌种的玉米秸秆草丝装入电动液压打包机内挤压成型, 然后进行捆扎。这里必须使用电动液压打包机 (此机器是玉米秸秆揉丝草压缩打包的专用设备。它的中间是空的, 四面封闭的装置, 两侧各有一门, 上面有盖, 当进行打包时, 需将两侧的门关上, 上面的盖推开, 然后把拌匀后的草丝装填到里面, 装满后推上上盖, 盖紧。接通电源, 用手柄开关控制, 进行压缩, 压缩至一定程度, 即自行停止, 压缩结束) 。草压缩成捆后, 用准备好的绳 (4根) , 均匀捆扎, 注意不要扎的太紧, 以防草捆回弹挣断绳。捆扎后, 操纵手柄使液压油缸复位, 这时把草捆取出。

1.5 装袋密封贮存

打成捆的体积与袋是相匹配的, 可以说是量身定做的。先把黑色塑料薄膜内袋套上, 然后再套上外袋, 分别进行扎口。一定要扎紧, 不要扎破内袋。如有漏气则更换新袋。

1.6 存放与管理

将成品运到准备好的空地上存放, 上可用玉米秸秆遮盖来防晒。要及时检查, 决不能漏气进水, 一定要防止鼠害、鸡啄, 如有裂缝及时用胶布修补。

2 发酵时间及质量

发酵时间根据环境温度而定, 5~8月21~30 d, 4月、9月30~40 d, 其他月份40 d以上。微贮后, 秸秆草丝为金黄色, 并有果香、弱酸味, 可进行直接饲喂, 若发臭发霉发粘, 则不能再用于饲喂。

3 袋装微贮草的优缺点

3.1 袋装优点

(1) 饲草品质好。玉米秸秆, 经过微生物处理, 喷香柔软, 粗蛋白提高2.5%, 牛羊采食速度提高40%, 采食率近100%, 纤维消化率提高10.7%。 (2) 方便运输。揉丝袋装微贮草经过打包机压缩后密度大, 可作远距离调运, 完全作为商品进入流通领域。 (3) 便于贮存。袋装微贮草可露天堆放2年不变质, 取草饲喂非常方便。玉米干秸秆揉丝、压捆后, 便于码垛堆放, 还能避免因露天垛放玉米干秸秆容易引起的火灾及霉变。 (4) 效果显著。袋揉丝装微贮草完全达到优质饲草标准, 经全国不同地点测试 (临朐县奶牛协会也进行了多户试验) 表明:用微贮草喂牛羊, 日增重提高10%左右, 奶牛日产奶量增加3kg左右, 奶质提高, 畜体的免疫力明显增强, 牛羊采食率和利用率高, 可适当减少精料的喂量。

3.2 缺点步骤繁琐, 生产成本较高。

4 小结

袋装微贮草技术是一项新的饲草加工技术, 这种技术生产出的微贮草含有丰富的菌体蛋白、矿物质和纤维素等营养物质, 与一般青贮相比有很多的优点, 是牛羊理想的优质粗饲料, 被誉为牛羊的面包。此袋装微贮草技术, 主要通过挤丝揉搓、添加菌种、压捆包扎、套袋密封4步制作流程, 经过1个月左右的微生物发酵后, 即可生产出合格的玉米秸秆袋装微贮草。

参考文献

[1]吴军峰.玉米秸秆机械化揉丝制草技术[J]农机科技推广, 2004, (11) .

[2]张本源.秸秆袋装微贮饲料加工机械的研究[J]农产品加工 (学刊) , 2005, (2) .

[3]马全福.机械化玉米秸秆揉丝袋装微贮技术[J]河北农业科技, 2008, (10) .

温度计的制作原理 篇6

电子爱好者和在校学生完全可根据本文的介绍, 很方便地为自己制作一个实用、节能的温度显示器, 来实时显示出周围环境的温度。该显示器使用范围广, 除了可用在平常需要测试温度的场所外, 还特别适合在有阳光而无电源的地方以及防爆要求比较严格的场所, 如野外蔬菜大棚、海洋养鱼场、烟叶天然发酵库、野外弹药库等。

一、系统电路及工作原理

1. 系统电路

图1为温度显示器的工作原理图, 图上面主要为测温电路和显示电路。

2. 工作原理

测温部分采用LM35DZ来感应温度, 因其输出电压值与摄氏温度成线性正比关系, 可直接将此电压送到ICL7136进行A/D转换, 再由7136驱动LCD显示出实时温度值。

系统选用了多个低功耗器件、采用比较简洁电路、并使用光控开关技术, 在黑暗中停止对系统继续供电, 保证显示器在很低功耗下工作, 节省了能源, 而且使用太阳能电池供电, 充分利用了新型可再生能源。

3. 测温原理分析

精密集成温度传感器LM35DZ是一个三端器件, 输出电压与摄氏温标成线性, 比例系数为+10.0mV/℃, 即当温度为25℃时, 输出电压为+250mV;当温度为0℃时, 输出电压为0.0mV。这样可以直接将它的2脚通过R4连接到正信号输入端IN+。

用可调RP1作基准电压的分压电路, 期中RP1宜采用精密多圈电位器, 调整它使基准电压Uref+=1.00V。实际电路中将IN-端、Uref-端与COM端短接。

对于ICL7136的使用, 在这里不做过多的讲解, 它的用法和大家熟悉的ICL7107、ICL7106基本相同。

二、系统低功耗与节能分析

以前类似这样的电子产品, 只是过多注重了功能的实现, 没怎么重视节能降耗以及实现产品的绿色制造。下面谈谈怎样通过降低功耗来达到节能效果的。

1. 选用低功耗器件

通过选用一些自身功耗低的元器件, 来降低整个系统的功耗。

单片三位半A/D转换器选用ICL7136, 是美国Intersil公司生产, 是目前应用较广泛、功耗较低的一种单片三位半A/D转换器。电压范围较宽:6.8～15V, 典型工作电流为60μA左右, 自身功耗小于1mV, 仅仅相当于ICL7106的1/20不到, 用一节9V万用表电池可正常工作3000小时以上。

温度检测选用LM35DZ, 是由国半公司所生产的温度传感器, 其输出电压与摄氏温标呈线性关系。在常温下, 不需要额外的校准处理即可达到±1/4℃的准确率。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种, 在单电源模式下工作电流约为50μA, 工作电压较宽, 可在3.8～20V的供电电压范围内正常工作, 非常省电。

2. 简化电路、改进电路降低功耗

尽量简化电路和对一些不太合理的电路进行优化改进, 以达到降耗的目的。

低压检测和小数点显示电路如图1所示, 传统的电路一般采用一片CD4070型四异或门集成电路搭建而成, 在这里充分发挥ICL7136自身功能, 以及利用电容充、放电的特性, 用尽量少的器件实现了小数点的显示和低电压的检测与提示。通过简化和改进老式电路, 来降低功耗。

ICL7136的时钟振荡器由内部反相器F1、F2以及外部阻容元件R0、C0组成。通过增大R0、C0的值, 使f0大约降为20kHz, 降低了ICL7136工作频率, 使测量频率也减小, 基本保证测量速率为1次/秒左右, 这样既不影响测试速度, 也不妨碍人们对温度的实时观察。通过这种降低工作频率来达到降耗、节能的目的。

另外, 有很多情况是可让仪器睡眠, 不必工作的。例如, 晚上人们都休息了, 没有人关心温度, 这时候显示器工作纯粹是浪费。为了节能, 设计了一个光控开关电路, 白天只要有些亮光, 光敏电阻RP2就变的较小, 有较高电压加载在三极管9013的基极, 可使它饱和导通, 相当于电源开关被合上, 显示器就能正常工作;到了晚上一片漆黑时, 光敏电阻阻值变的很大, 9013进入截止状态, 电源开关断开, 整个系统几乎无电流, 处于休眠状态。这样也可以大大节约能源, 起到很好的降耗功效。在由白天进入黑暗的过程中, 三极管9013由饱和到截止有个短暂的过渡阶段, 此阶段电源供给ICL7136电压不足, 这时会在液晶块的左侧出现电压低的欠压显示图标, 提示此刻的温度数值不准, 不便记录。针对此现象, 为了尽量保证读数准确, 在电源部分串接了D2, 用以抬高LM35供电电压, 确保在ICL7136停止工作前, 其输出电压是线性的。

采用上述诸多种方式后, 大大降低了显示器的功耗, 系统正常工作电流大约为110μA左右。

三、系统制作与调试

1. 制作

(1) LM35测温探头的制作

比较简单的方式是把它直接焊在电路板上, 但这种方式一般只能检测显示器周围空气的温度。有时要远距离的测试其他物体的温度, 那就要对它进行包装了。包装方法如下:先用双芯屏蔽线与它3个电极脚焊接好, 金属屏蔽线一般作地线与第3脚相连, 在焊接处用热塑管加热套紧。再将它放入直径为5mm、长度为200mm左右的不锈钢套管内, 也可用相应粗度的废旧天线代替, 然后用703硅胶密封好两端, 等硅胶干后, 再用热塑管套牢整个部分即可。这样处理后就可远距离检测气体和液态物质的温度了。

(2) 太阳能电池电源的制作

以前的类似产品一般用市电或者9V电池供电, 这样总会遇到停电或电池用完需更换问题, 使用起来比较麻烦。现在我采用太阳能电池和扣式充电电池结合起来供电, 可以长期放心使用。

现在市面上有各种各样的太阳能LED小手电筒, 作为玩具类的小礼品, 价格很便宜。可以买2个, 去掉塑料外壳后, 将里面的太阳能电池板串联起来就能很容易得到9V左右直流电源了。在阳光充足时, 每个太阳能电池可产生4.5V左右电压, 串联后一方面能直接给显示器供电, 同时多余的电也能给2节3.6V扣式锂电池充电。当外界光线较弱, 太阳能电池电压不足时, 由锂电池自动切换给显示器供电。由于整机功耗较低, 即使长时间阴雨天气或者在阴暗的环境下也能正常工作半年左右。

(3) 电路板的制作

系统可制作在100mm×150mm的多功能洞洞板上, 有条件的话, 也可使用PROTEL软件绘制PCB板, 用雕刻机在单面铜箔板上自制电路板。一般在板子上端放置三位半LCD液晶显示屏, 它下面装上40脚IC插座, 按照脚的定义, 用短接线细心连接LCD显示屏与LC插座的各个引脚。再插接外围元器件并焊接好, 将2个太阳能电池板用双面胶在下面与电路板粘牢, 经检查无误后, 才可插上ICL7136, 并通电测试系统。

2. 调试

先将一支100℃的水银温度计与温度探头一起插入冰水混合物中, 看显示是否为00.0℃, 如有偏差可适当改变积分器输出端电阻, 使得显示为00.0℃;再将水银温度计和测温探头取出, 在空气中平衡一会后, 这样可以避免热冲击力损伤水银温度计和LM35, 再一起放入沸水中, 调整RP1, 使显示为100.0℃。这样多次反复调整, 即可很精确地显示出实际温度。

四、温度显示器实物图

图2为自制、调试好后的整机实物图, 图

温度监控报警与记录系统设计制作 篇7

该温度监控报警与记录系统以AT89C51单片机为核心, 采用新型可编程温度传感器18B20进行温度检测, 具有抗干扰能力强、温度采集精度高、不需要复杂的调理电路和AD转换电路等特点。该系统由主机和从机两部分组成。从机的AT89C51单片机完成数据采集、处理和数码显示, 并通过串口与主机进行通信。主机实时监控从机采集的数据状况、通过液晶显示器显示报警时刻和该时刻的温度, 同时将报警时刻的数据存到24C02中, 因而在掉电的情况下, 系统同样能够记录报警时刻数据, 从而轻松地实现了温度的实时监控、报警和记录。

系统框图如图1所示。该系统由主控模块 (包括主机、液晶显示器、24C02存储器、语音报警模块、键盘等) 和从机 (包括温度采集电路和数码显示电路) 两部分组成。

二、问题及解决方法

1. 键盘电路

(1) 电路

键盘电路如图2所示。此键盘的最大优点是占用I/O口少, 其原理是从单片机的三个I/O口依次送高 (低) 电平, 而通过I/O口上串接的二极管组成的逻辑开关组合来对应不同的键值, 从而达到了用较少的I/O口得到较多键值的目的。

(2) 问题及其解决

该键盘做好后, 发现按下按键1和按键0, 数码管都显示1, 即按键0和按键1的键值一样。解决的方法如下:

步骤一:试了一个以前做的好键盘没问题, 由此确定程序没问题, 应该是硬件的问题;

步骤二:检查硬件, 键值1和0都显示1, 测了测0健, 是好的;

步骤三:0键和1键都显示1, 所以二极管没坏, 应该是连线短路或开路。和PCB图对照, 发现和0健相连的一根导线没连上。

分析出现此问题的原因, 是在做板子时转印效果不好, 而转印后又没有认真检查, 因此没有及时发现有一根线没连上。

2. 数码显示电路

(1) 电路

数码显示电路如图3所示。

(2) 问题及其解决

做出74HC595数码显示部分后, 发现后级显示一直不正常。解决的方法如下:

步骤一:先拿另一块好板试, 正常, 由此判断程序没问题, 电路设计没问题, 应该是硬件有问题;

步骤二:检测各数码管, 发现有的数码管是坏的, 把坏的换成好的, 显示还是不正常;

步骤三:检查电路板, 没有发现短路和断路的地方;

步骤四:换了两个芯片, 仍不正常;

步骤五:最后更换了前级芯片, 显示终于正常了。

分析出现此问题的原因, 是在焊接前拿的是旧芯片, 没有检测好坏。所以, 在焊接前检测各元件的好坏, 是非常重要的。

3. 通信问题

在本系统中, 从机既要把从温度传感器18B20采集的温度数据通过串口发给主机, 又要通过键盘设定温度上下限值和通过数码管显示温度的上下限值。在实际调试时发现, 18B20实时采集温度值和与主机之间的串口通信发生了冲突。

具体解决方法如下:

步骤一:向主机发送数据一直不成功, 关中断再开中断, 还是不行;

步骤二:认真看了发送的数据, 并结合C语言程序设计, 才知道问题出在不能同时发送数组上。

为何会出现这个问题?

分析出现此问题的原因, 是以前通信部分没整好, 加上本系统通信部分较复杂, 在程序中需要开中断、关中断, 而且要处理的数据较多, 因而导致了通信的失败。这给我们的最大启示, 就是要注重基础知识的学习, 掌握好编程的各个细节。

4. 存储报警数据没有掉电保护问题

AT89C51单片机没有掉电存储功能。通过查资料, 我们采用24C02芯片存储报警数据, 该芯片在断电后对数据依然有记忆功能, 下次上电时, 单片机可以从中读取相关数据。

5. 电源不能同时带动两块系统板的问题

解决方法如下:

步骤一:用示波器测了测电源输出电压的波形, 纹波较大;

步骤二:因其能带一个系统板, 所以一直以为是芯片有问题;

步骤三:后来换了一个电源, 发现是变压器的功率太小了, 带不起两个系统板。

三、经验总结

1. 检查电路

检查电路一般按照按照先检测硬件, 后检测软件的顺序, 硬件一般容易比较出问题 (如断路、短路、焊盘脱焊、元件损坏等) 。

2. 做印制板

在做好一个电路板后, 一定要先用万用表欧姆挡测一下板子的所有导线是否有断路或短路处。因为图纸是用打印机打印的, 很可能有导线断路的现象, 在转印前, 一定要用笔描一下, 尽管如此, 还是可能有未描到的地方, 我们在做印制板时, 就出现过此类问题。

3. 焊接

在焊接前, 一定要检测各元件的好坏, 电阻要测一下阻值。千万不要嫌麻烦, 不要认为是新元件就一定没有问题。如果焊接前没有检测, 焊好了后在调试时发现问题, 检查起来就既麻烦又费时了。

4. 检查电路的步骤

第一步:检查电路一定要先从电源开始, 应检查电源变压器功率是否足够, 有没有加滤波电路等;

第二步:检查接线是否有错误, 尤其是电源线、连接线是否有断路等;

第三步:检查电路是否存在断路和短路的地方;

第四步:逐级检查, 例如检查L298驱动电路, 看是否有脉冲, 光耦是否导通, 没导通可能是光耦有问题, 导通后再检查后级;