温度检测系统（共12篇）
温度检测系统 篇1
1研究背景与意义
温度是物理学中的基本物理量,它表示了物体内分子热运动的剧烈程度,温度只能通过物体随温度变化的特征物理量来间接测量,无法直接获取,对它的精确检测和控制,随着科学的发展越发重要。近年,温度检测发展迅猛,由最初的分散传感集中控制结构,到现在的智能化、简单化的分散控制;由于虚拟技术在智能化仪器中的使用,加速了智能温度检测的发展;以数据采集为基础结构发展的温度传感检测报警器在各类应用中也发挥着举足轻重的作用[1]。然而现有的温度检测技术在稳定性、精确性方面已经不再能够满足科学研究的需求,因此,对检测及算法的研究显得尤为重要。
2系统简介
通过特征物理量的变化来推算出当前的温度值,同时温度的变化是一个渐变量,随着时间的变化不是很剧烈。只有对温度作出更准确的检测判断以及与温度变化能匹配的控制过程,才能为后续其它控制打下可靠的基础。当温度发生变化时,传感器中相应的物理量随之发生相应的变化,经内部电路的处理———转化为相对应的电压或电流值,然后再进行数据处理[1,2],最后推算出所测量的实际温度数值。如果要控制温度值使他达到预设的期望值,就必须选择合适的控制算法和外围硬件。在传统检测算法中,温度控制的精度最主要的是由温度传感器的精度决定的,当然也要考虑后续数字信号处理的精度。粗糙的传感器检测精度,只能获得尚可的控制精度。然而如果在后续信号处理过程采用模糊智能算法,可以减弱粗糙温度传感器引起的控制精度不高这一问题,这也是模糊算法本身的优势,输入量的模糊化以及模糊推理算法,对输入量的精度不需要做特别的要求,也可以获得高精度的控制过程。本文采用模糊算法与传统的PID算法相结合,达到控制高精度的目的。
3系统要求与软硬件构成
温度传感器检测的范围预定为-40℃~100℃,测温精度数值为:±1℃。用户通过按键进行对温度进行目标设定。当传感器的测量值超过预定范围,给出报警信号。为了防止在预定值附近发生乒乓效应,设定冗余偏移量Δ为1℃[3]。报警的方式普通蜂的鸣叫声,同时以四位数码的形式在LED屏显示。如果传感器检测值没有超过预定范围,就参与模糊PID运算,给出控制信号。
根据功能设计,这个系统主要分为下面三个部分:①温度数据采集模块;②数据处理模块;③用户接口模块。
其中温度数据采集模块主要是以DHT11为核心的模块组。它运用单总线方法,接口便利,而且不需要额外的校准。分辨率为8bit,可以满足一般环境温度的检测需要。数据处理模块主要是由AT89S51单片机对DHT11采集到的温度数据进行数据判断处理、计算和推理逻辑操控功能。而用户接口模块主要由按键、LCD1602显示器和蜂鸣警报器构成。按键用来用户设定温度数值,LCD1602显示器用来显示数据,蜂鸣报警器用来提醒用户。
单片机处理收集到的的数据,采用模糊PID算法得到控制信号,同时把温度信号送给显示器以及其他电路。按键电路的主要功能是设置温度预定区间和目标温度值,超出这个区间便会发声报警。另外也有一个复位按键,进行复位操作。而当前的温度值主要由显示电路来完成。
把DHT11的DATA口连接AT89S51的P3.0口,把LCD1602与AT89S51的P0口连接[4],当所测出的温度值不在预设值区间时,蜂鸣器便会蜂鸣报警,原理图如图1所示。
根据功能的所需,软件流程图如图2所示。设计目标是进行对温度的实时检测并结合预设值进行比较,如果在预设值范围内,进行模糊PID运算;当实际温度值超出了预设值范围,则提醒用户进行范围调节,这个时蜂鸣器报警。首先,在刚接上电源时,蜂鸣器首先蜂鸣,这样不仅可以验证蜂鸣器是否能够正常工作的同时,也警示用户检测系统开始工作。接着LCD进入初始化,显示出温度数值,另一方面,结合按键的功能,进行温度预设范围。然后把采集到的数据进行模糊PID处理,最终给出精确控制量,同时对外输出数据。
4结论
本检测系统最大的优点是具有高的性价比,另外,高集成度使得作品体积很小,采用USB方式供电,这样直接的表现就是方便用户的使用,携带。最后整个系统操作非常简单,让它的适用性更广。然而,该作品的缺点任然是精确度问题,一是显示的温度值只能精确到整数部分;二就是检测范围问题,温度检测的范围固定值为-40℃~100℃。
摘要：系统采用数字输出温度传感器DHT11和具备低耗能、高性能的8位单片机——AT89S51以及高集成的LCD1206字符型液晶显示模块、蜂鸣报警器组成温度检测报警器,用户通过按键来设定一个目标温度值,系统检测出实际温度数值,经过噪声滤除处理,与预先设定的温度范围值进行模糊PID运算,并输出控制信号。软件部分包括主程序、显示模块子程序和测温度子程序。
关键词：AT89S51单片机,LCD1206显示器,DHT11传感器
参考文献
[1]李俊.基于单片机的温湿度检测与控制系统研究[J].微计算机信息,2010(21):146-146.
[2]张冬林,李鑫,戴梅.基于DHT11的低成本蚕室温湿度自动控制系统设计[J].现代农业科技,2010(18):14-15.
[3]刘宝元,张玉虹,姜旭,段存丽.基于单片机的温湿度监控系统设计[J].国外电子测量技术,2009(12):77-80,83.
[4]李建民.单片机在温度控制系统中的应用[M].江汉大学学报,1996:210-215.
温度检测系统 篇2
其能够实时的对周围环境温度进行采集和监视，通常条件下可检测10m左右的范围内的温度。
关键词 DS18B20;红外线;脉宽调制
0 引言
远程红外温度采集系统是通过红外通讯技术实现对温度的信息的数据传输，红外线经过发射器发射到指定位置，探测到有效数据后返回经过接收器接收，完成对温度信息的采集。
远程红外温度采集系统是采用红外通讯技术实现对温度数据的采集，红外通讯技术是基于AT89C51单片机的红外温度采集系统设计，其操作简单、使用方便、使用成本低等特性在温度采集方面得以广泛的应用。
其能够实时的对周围环境温度进行采集和监视，通常条件下可以检测10m左右的范围内的温度。
本文结合红外通讯技术介绍一种基于单片机远程红外测温系统，并对该系统的设计方案及设计原理进行了详细讨论。
1 红外通信原理
红外通信原理流程是发射模块是由单片机构成，能够调制二进制编码数据，使其转换为脉冲数据串信号，在经过发射管的推动发射出去红外信号。
在接收端通过红外线脉冲波的接收模块对红外信号进行接收，在通过检验、放大、编制、译码转化为可读的有效数据。
红外线接收模块通过一体化红外接收头接收解调，并通过单片机解码，再显示在数码显示管上供我们读取数据。
红外通信原理流程：
单片机(输出调制)-红外发射电路(发送)-一体化红外接收头(接收解调)-单片机(解码)-显示管(显示数值)。
2 系统设计方案
远程红外温度采集系统设计的硬件设备采用数字温度传感器(DS18B20)对周围环境的温度进行采集，在通过单片机(AT89S51)对温度信息进行输出调制，经过调制后通过红外线发射电路(二极管发射器)发射到空中，接收端采用一体化红外接收头对发射端发射过来的红外线进行采集，经过接收解调(检验、放大等)，传送给单片机(AT89S51)进行解码，通过四位数码显示管显示出当前环境的温度。
硬件设计与实现：
1)数字温度传感器(DS18B20)
数字温度传感器(DS18B20)能够感知环境周围的温度，并将感知的温度进行采集和将温度信息转变为数据，数字温度传感器(DS18B20)通过对1线I/O口进行数据写入，再采用串行通信与微控制器进行通信(温度传感器工作电压3V～5V，测量温度精度0.5°，测量温度范围-55°～+125°)温度采集电路如图示。
2)控制单元
远程红外温度采集系统的控制单元采用单片机AT89S51，单片机AT89S51拥有8KB的FlashROM内存，可进行反复的数据存储与擦拭，用于对数字温度传感器(DS18B20)感应到的温度信息进行存储和编辑。
单片机AT89S51拥有连接数字温度传感器(DS18B20)与数码显示二级管的连接接口，可将温度信息进行调制传输和解制显示。
3)显示模块
远程红外温度采集系统的温度是通过4位八段的数码管显示，能够将采集的温度数值精准到0.1°。
3 软件设计原理
经红外遥控接收器对红外脉冲信号的每个脉宽进行测量，通过CPU解码，同时执行指令还原PWM码。
将红外脉冲的脉宽以二进制数值(0，1)表示，对红外脉冲信号的脉冲宽度、间隔时间、脉冲周期进行划分脉冲宽度在0.56ms，间隔时间在1.68ms，脉冲周期在2.24ms的脉冲信号用“1”表示，其他宽度、间隔时间、脉冲周期的脉冲信号用“0”表示。
当INT0为高电平时启动定时器进行计数;到INT0变为低电平时，结束计数，读取这一周期T0的数值。
再将T0设置为初值0，进行循环操作。
通过单片机对二进制“0”“1”进行解码，并在数码管中显示出所探测的环境温度数值。
4 结论
远程红外温度采集系统的设计主要是通过数字温度传感器(DS18B20)对周围环境的温度进行采集，在通过单片机(AT89S51)对温度信息进行输出调制，经过调制后通过红外线发射电路(二极管发射器)发射到空中，接收端采用一体化红外接收头对发射端发射过来的红外线进行采集，经过接收解调(检验、放大等)，传送给单片机(AT89S51)进行解码，通过四位数码显示管显示出当前环境的温度。
我们通过对红外线传输与接收原理的学习，更好的掌握远程红外温度采集系统的设计。
制作的无线红外温度采集系统硬件，可以实现温度的无线采集，并且相当精确。
本系统中38kHz载波的产生和红外编码都是通过软件产生，节省了硬件。
当然，电路还有些改进的地方，比如可设置温度上下限，并能进行报警，起到提醒用户的作用。
参考文献
[1]陈杰.传感器检测技术[M].北京：高等教育出版社，.
[2]MoulyM，PauterMB.GSM数字移动通信系统[M].北京：电子工业出版社，.
[3]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，.
[4]孙涵芳，徐爱卿.MCS51系列单片机原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，1991.
基于虚拟仪器设计温度检测系统 篇3
关键词 虚拟仪器 温度检测 LabVIEW
中图分类号：TP274.1 文献标识码：A
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。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。
虚拟仪器测温系统是用虚拟仪器技术改造传统的测温仪，使其具有更强大的功能。通过LabVIEW软件实现虚拟温度测量系统，改善了工作条件，提高了精度，节约了时间，降低了成本。该系统的扩展性很强，可进一步扩充其功能，如实现对温度远程测控等。该系统构建测控系统的方法，可推广到类似的应用中，有着十分重要的现实意义。
本设计实现了一套在Windows平台下的基于虚拟仪器的温度自动化测试系统。该系统基于LabVIEW虚拟仪器软件能对温度进行实时显示，存储和报警。
1 绘制原理图
2 温度计及标签
鼠标右键，出现控件选项，在经典中选择经典数值中的温度计，控件放置到前面板设计窗口的合适位置。然后，用鼠标右键该控件，在弹出的选项中，单击显示项中的标签，将该控件的名称显示。再鼠标右键，出现控件选项，在新式中选择修饰中的标签控件，拖放到前面板设计窗口的合适位置，并输入文本“虚拟温度检测系统”。
3 报警指示灯及滑动开关
鼠标右键，出现在控件选项，在经典中选择经典布尔中的方型指示灯并拖放到前面板的适当位置，并编辑其标签为温度超过上限。鼠标右键，出现控件选项，在新式中选择布尔中的垂直滑动杆开关，拖放到前面板合适的位置。然后，用鼠标右击该控件，在弹出的快捷菜单中，单击显示项中的标签，隐藏该控件的标签显示。其他相关控件也可以这样设置。
4 系统主要功能
（1）该温度监测系统的数据由随机数模拟产生，当前温度值可实时显示。（2）可设置温度的上、下限，当温度超过上、下限时，有报警提示。（3）能统计分析温度的平均值和最大最小值，并能在华氏和摄氏温度之间转换。（4）温度的变化能在波形图上显示。如图2。
5 设计的数据指标
（1）由demo VI产生的温度可以在华氏和摄氏2种之间进行切换，其单位为℃，其温度范围在-20℃到60℃之间，其精度为4位；（2）温度上限设定值的范围为20℃到50℃之间；（3）温度下限设定值的范围为-12℃到12℃之间；（4）波形图表的纵标尺设置在-20到60之间；（5）温度超过温度上限或者超过温度下限时，LED警示灯亮否者LED正常灯亮。
参考文献
[1] 吴东成.LabVIEW虚拟仪器程序设计及应用.北京：人民邮电出版社，2008（12）.
[2] 林继鹏.虚拟仪器原理及应用.北京：中国电力出版社，2009（02）.
温度检测系统 篇4
分布式光纤测温技术是接触式测温法的一种。光纤内传送的是光信号, 有良好的抗射频干扰和抗电磁干扰的特点, 耐高电压和强电磁场, 耐电离辐射, 并且光缆还具有阻燃、防爆、耐腐蚀等优点, 即使在比较恶劣的有害环境中也能对被测对象的温度进行实时检测, 监测其变化。对于温度异常的位置能及时发现, 并给出准确的报警。
1 光纤温度传感系统工作原理
分布式光纤温度传感是一种用于实时测量空间温度场分布的新技术, 对光纤沿线地点的温度进行分布连续检测, 以光纤作为温度传感器, 依据光纤的光时域反射 (OTDR:Optical Time Domain Reflectometry) 原理以及光纤的背向拉曼散射 (Raman Scattering) 温度效应。在光纤中, 光信号传输到光纤内的任意位置, 都会产生拉曼散射光。拉曼散射光在光纤内的整个空间角内是均匀分布的, 其中一部分拉曼散射光会沿光纤传送路径向光源处传播, 称为背向拉曼散射光。光探测单元接收并分别滤出Anti-Stokes光和Stokes光, 只要计算出这两种光的强度比, 就可以计算出反射点的温度。
分布式光纤温度传感系统由脉冲激光器、滤波器件、多通道切换设备、高速数据处理单元、高速数据采集系统和光电转换电路等组成, 如图1所示。激光脉冲信号经由耦合器射入用作传感回路的光纤通道, 采集由光纤通道传送回的背向散射光波, 并对光波用波长进行区别, 将光波分为分成斯托克斯通道和反斯托克斯通道。对于由高灵敏、低噪声硅雪崩二极管组件组成的光电检测装置放置于低温恒温槽, 以使雪崩二极管组件能稳定工作。温度信号的解调和信号处理、显示主要计算机进行处理。
2 系统结构
分布式光纤测温系统主要由DTS测温主机、网络交换机、CSM状态监测主机、测温光缆、客户终端等设备组成, 如图2所示。
测温光缆将监测信号传送至DTS测温主机, DTS测温主机对测温光缆传回的温度信号及火灾信息进行滤波、光电转换、放大、模数转换后, 通过以太网交换机送至CSM主机。CSM主机通过采集温度数据, 绘制显示温度图表, 并将相应数据通过以太网送至客户终端。
1) 测温光缆
测温光缆固定在待监测电缆回路上, 在电缆中间接头采取加强敷设来实现对电缆接头的重点监控。
测温光缆根据安装方式的不同, 可分为外置式光纤测温系统和内置式光纤测温系统。外置式光纤测温系统在进行光缆敷设时, 将光缆敷设在电力电缆外护套之外。内置式光纤测温系统在进行探测光缆敷时, 将光缆敷设在电力电缆内部的金属护套和绝缘屏蔽层之间。探测光缆的外置式敷设和内置式敷设各有特点, 应根据实际需要进行选择。
2) DST测温主机
DTS测温主机具有监测距离远, 监测通道多, 定位准确, 温度分辨率高, 测量时间短等特点。DTS测温主机通常安装在监控室内, 与测温光缆相连, 实现对电力电缆表面温度信息的采集、处理, 输出温度报警信息等功能, 如图3所示。
3) CSM主机
CSM主机通常安装在中央控制室或者监控室内, 其与DTS测温主机之间的通讯, 可以通过以太网或modbus总线等, 并通过以太网与外部网络进行通信。CSM主机主要功能是实现对DTS测温主机参数设置, 如通道选择、监测区域划分、报警参数设置、通信参数设置等;采集和显示电缆表面的温度数据和温度曲线;计算电缆导体温度数据, 并显示温度数据和温度曲线;实现对被测电缆布局的组态;输出多级报警等。
3 结束语
由于测温光纤具有无电磁干扰、抗干扰能力强、阻燃、防爆、耐腐蚀、能在有害环境中安全运行、具有本征安全、测量距离远、测量精度高、定位快速准确等特点, 能够对温度进行实时监测, 并将测量结果快速准确传送到监控端, 对发现温度异常点, 预防故障发生, 准确定位故障发生位置, 保障系统安全正常运行有着重要作用。
参考文献
[1]刘媛, 张勇, 雷涛, 等.分布式光纤测温技术在电缆温度监测中的应用[J].山东科学, 2008, 21 (6) :50-54.
[2]周琦, 乐坚浩, 刘佳诞.分布式光纤测温技术的发展现状及其在电力领域中的应用[J].科协论坛, 2012, 11:20-22.
飞行器多路温度巡检系统设计 篇5
针对因飞机机身局部结冰引起的飞行事故屡屡发生,严重威胁到飞行安全的.问题,研究出一种适用于机身各部位温度检测和功能事务管理的多路温度巡检系统,该系统利用机身表皮内嵌的温度传感器感知外界实时的温度变化,并通过RS485通信方式,将温度信息传递给单片机进行数据集中和处理,其结果通过DSP串行口在液晶屏中显示.另外,该系统利用uC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统作为其事务管理系统,使整个温度巡检过程简单、高效.实验结果显示:该系统可以实时反映温度传感器所处的环境温度.
作 者：樊琼剑 程林 杨忠 沈春林 FAN Qiong-jian CHENG Lin YANG Zhong SHEN Chun-lin 作者单位：樊琼剑,FAN Qiong-jian(南京航空航天大学,自动化学院,江苏,南京,210016;空军航空大学,航空控制工程系,吉林,长春,130022)
程林,杨忠,沈春林,CHENG Lin,YANG Zhong,SHEN Chun-lin(南京航空航天大学,自动化学院,江苏,南京,210016)
刊 名：传感器与微系统 PKU英文刊名：TRANSDUCER AND MICROSYSTEM TECHNOLOGIES年，卷(期)：200726(10)分类号：V233.7关键词：结冰 温度传感器 多路温度巡检系统 嵌入式操作系统
★ 飞行器多路温度巡检系统设计
★ 英语读写范文
★ 读写体会
★ 基于FPGA的VME自定义总线接口设计论文
★ 异步串行通信接口的IP核设计
★ 高中英语读写教学论文
★ 六年级读写竞赛试题
★ 阅读教学中读写结合的探究 教案教学设计
★ 读写结合的一条新路(网友来稿)
温度检测系统 篇6
关键词： 温度传感器 嵌入式系统 测试系统
1.引言
温度传感器是一类被广泛应用且被最先开发的传感器。但大多数温度传感器没有对数字信号分析及处理，达到自动化控制的效果。因此，本设计基于这种情况，利用相关软硬件提高了温度传感器的实用价值。
2.总体设计
2.1系统功能模块设计
从需求分析可以看出，该系统的功能模块应包括以下几个部分：实时温度采集与更新模块、自定义温度警报模块、超温报警模块。DS18B20采用了单总线方式的传输协议，即只需要一根管脚就可以对输入输出进行控制。此种单总线传输协议在实际应用中有很大优势，使用此种协议的芯片不需要任何外围电路，对硬件设计时的复杂性大大简化了许多。
2.2系统软件设计方案
2.2.1嵌入式操作系统选择
在本设计当中，硬件平台完全支持Linux、开发便捷迅速、资料众多、内核小、效率高等优点决定了在本设计当中的稳定性等优点，均使得本设计采用了Linux作为开发的操作系统。
2.2.2应用层程序语言选择
应用程序使用C语言进行开发，使用Linux标准C语言接口，与驱动层进行交互。
3.硬件设计
3.1整体硬件电路设计
根据硬件设计方案，在开发中用到的硬件有Tiny6410开发板、DS18B20数字温度传感器、USB转串口数据线。
3.2硬件连接方式
将USB转串口线一端接在Tiny6410的串口1上，另一端连接PC机USB接口。两个DS18B20传感器的VCC与GND管脚并联起来，与Tiny6410开放的电源与地线接口相连，两个传感器的数据接口一起连接在S3C6410的GPIO的管脚上。
4.软件设计
4.1嵌入式系统架构
本系统在软件方面主要由Linux内核裁剪和移植、底层驱动程序开发、上层应用程序开发三部分组成。其中，Linux内核的运行需要有引导程序BootLoader、内核的配置裁剪与编译、根文件系统的编译三个部分支持。
4.2驱动程序设计
在本设计当中，对DS18B20数字温度传感器根据其数据手册上的传输协议及参数进行驱动编写，首先要明确其控制参数及流程。本系统中对传感器的操作流程如下：
DS18B20写操作：
（1）置数据线高电平；
（2）延时2微秒；
（3）置数据线低电平；
（4）延时15微秒；
（5）按从低位到高位的顺序发送字节（一次只发送一位）；
（6）延时60微秒；
（7）数据线拉到高电平；
（8）循环上述步骤使9位传送完毕；
（9）数据线拉高电平。
DS18B20读操作：
（1）置数据线高电平；
（2）延时2微秒；
（3）数据线拉低电平；
（4）延时2微秒；
（5）数据线拉高电平；
（6）延时8微秒；
（7）读数据线状态进行数据处理；
（8）延时50微秒。
5.结语
本设计在温度的测量精度上较为准确，系统能快速反应并准确显示改变后的温度。在长时间运行下测量结果依然准确，在实际生产生活的温度测量工作中具有较大实用价值。同时系统中仍存在一些不足有待弥补。
参考文献：
[1]徐亦朱.DS18B20中文手册[M].安徽：安徽大学出版社，2013.
[2]沙占友.智能化集成温度传感器原理与应用[M].机械工业出版社，2002-7-1.
[3]罗苑棠.嵌入式Linux驱动程序和系统开发实例精讲[M].电子工业出版社，2009.
[4]Tiny6410刷机指南[M].广州友善之臂计算机科技有限公司，2013-05-14.
室内温度多点检测系统设计 篇7
温度检测在在现代生活中发挥着重要的作用,无论是对大气环境还是一般小型场所的温度检测,往往都需要配置多个检测点来实现对特定区域内环境温度的准确测量。这些具体的温度检测系统在实现的时候会根据应用要求而体现出不同的结构组成,如对大气环境的检测现在一般是通过无线传感器网络来实现,通过布设大量的传感器节点实现对较大范围内的温度数据的有效采集,并通过主控系统进行处理,实现对大气环境温度的综合、准确测量与分析,这样的系统结构比较复杂、系统构建成本较高,目前还不适应在一般小型场所普及使用。本文设计的主要目的在提出一种适用于在小型室内场所(如居室、办公室、小型仓库)使用的多点温度采集检测系统的设计方案。
在传统的多点温度检测系统中,采用的基本方法是将采样的模拟信号进行长距离传输后再进行A/D转换,在此过程中就会产生长线传输,多检测点切换及放大电路零点漂移等因素造成的温度误差,为了保证测量数据准确性,就必须采用措施解决上述问题,这就使得系统设计过程变得复杂化。而现在由于数字温度芯片DS18B20具有的功能集成化、输出信号数字化,控制简单化等特点而广泛的应用于各种温度检测系统的设计中,该芯片可实现单片机处理及控制,省去传统的测温方法所需的很多外围电路,并且物理化学性很稳定,在0～100℃时,最大线形偏差小于1℃。采用温度芯片DS18B20设计多点温度检测系统可使系统具有电路简洁,抗干扰性能强等特点。
1 系统硬件设计
本文设计方案以数字温度芯片DS18B20为核心,采用AT89C52单片机作为系统的控制器,实现对小型区域内的温度采集与告警控制功能。系统基本组成如图1所示。
系统控制器采用AT89C52八位单片机实现。该单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小,硬件实现简单,安装方便。可以单独对实现多个DS18B20控制工作。DS18B20与单片机连接模式如图2所示。
1.1 温度数据采集模块
温度数据采集模块以单线数字温度传感器DSl8B20为基础,该传感器是由DALLAS公司生产的新一代适配微处理器的智能温度传感器。该传感器将地址线、数据线、控制线合为一根双向串行数据的信号线,并允许在这根信号线上接多个DS18B20。它具有3引脚T0-92小体积封装形式;测温范围较广,为-55～+125℃,编程实现9～12位的数字值读数方式,测温分辨率为0.0625℃。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也而采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或两根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路,适用于远距离多点温度检测系统的设计。DS18B20内部结构图如图3所示。
本文系统中DS18B20采用外部供电方式,理论上可以在一根数据总线上挂256个DS18B20,但根据实际应用发现,所挂接的DS18B20的数量不要超过25为宜,否则系统功耗较大,同时单线长度也不宜超过80米,否则也会影响到数据传输的准确性。在此情况下可以采用分组的方式,用单片机的多个I/O口来驱动多路DS18B20。实际应用中还可以使用一个MOSFET将I/O口线直接和电源相连,起到上拉的作用。
1.2 键盘控制模块
由于在本文系统中允许用户按照实际要求设定温度阈值,所以在系统电路设计需要考虑用户这一需求。阈值设定的基本思想是在用户启动系统后,能够根据对实际居室内的环境温度要求,设定所允许的最高室内环境温度。本文系统设计过程时,通过在单片机P1.0,P1.1,P1.2,P1.3口连接四个按钮开关分别实现复位,阈值设定选择、数值加、数值减等功能。电路图如图5所示。
1.3 系统显示模块
通过该模块实现采集温度数据的实时显示功能,给用户提供直观的温度测量数据,并以此作为是否要采取措施调节室内温度,该模块设计采用LCD1602来实现,LCD1602与单片机连接电路如图4所示。
1.4 报警模块
该模块的基本功能是在室内实际的测量温度达到用户设定阈值的时候实施告警提示功能,在本文设计中采用的是最简单的蜂鸣器告警功能。所设计的报警控制模块电路如图5所示。
2 系统软件设计
在系统硬件构建完成后,要使得系统能正常工作,实现对室内环境中的多点温度检测,系统控制软件起着核心作用。根据对系统功能的规划要求,所设计的多点温度检测系统要实现对室内不同区域的环境温度检测及实时显示功能,并在实际检测温度高于设定值时实施报警以使用户及时采集降温措施,对于报警阈值可在系统中根据实际要求进行随意设定。根据这一基本要求所确定的系统控制软件基本设计思路如图6所示。
由于在本文系统规划设计时确定的检测点为5个,所以要实现对着5路温度数据的循环检测、显示与判定,为了有效避免数据冲突,在程序设计时通过延时中断控制程序来实现对不同检测点上的数据读取切换功能。延时中断程序设计流程如图7所示。
3 结束语
以AT89C52和DS18B20为基础设计多点温度检测与报警系统,该系统通过在室内环境中布设若干温度数据检测点(本文系统中5个检测点),检测点采集到温度数据后以有线方式送到主控器分析处理并实时显示,主控器通过延时中断方式循环读取来自各检测点的数据,并将来自检测点温度与设定的阈值相比较,数据正常则继续循环读取,若某一检测点的数据超过设定阈值则启动报警,提示用户采取降温措施。经过实验室测试,结果表明该系统能够稳定的完成小型区域内的多点温度实时检测及温度超限报警功能,可应用于对室内环境温度要求严格的病房、居室、办公场所、小型仓库等场所。
摘要：温度检测目前广泛应用于工农业生产及人民生活的的各个领域。介绍了以DS18B20和AT89C52单片机为基础设计实现多点温度检测与分析报警功能的基本过程,阐述了系统的基本组成及硬件、软件设计过程,并完成了系统功能的实验室测试,结果表明该系统能够实现小型区域内的多点温度检测与温度超限报警,可应用于对环境温度要求严格的病房、居室、办公室、小型仓库等场所。
关键词：温度检测,多点,阈值,集成温度传感器
参考文献
[1]丁晓进,史小军,朱为,等.基于DS18B20的多点温度检测[J].电子工程师,2006(7).
[2]刘长勇,叶希梅.基于DS18B20的温度测量装置的设计[J].鲁东大学学报:自然科学版,2009(3).
[3]张明,刘岑俐.基于PIC单片机和DS18B20的温度测量系统设计[J].电子测试,2010(4).
[4]曹海平.基于单片机和DS18B20的分布式多点温度检测系统的设计[J].自动化技术与应用,2008(11).
[5]潘勇,孟庆斌.基于DS18B20的多点温度测量系统设计[J].电子测量技术,2008(9).
[6]余威明.DS18B20高精度多点温度检测显示系统[J].仪表技术,2007(3).
基于ARM温度检测系统设计 篇8
在生活、生产等领域中,传统靠人工对温度、湿度、液位等信号的检测系统,外围电路相对复杂,测量精度也较低,并且还需进行温度校准;外部设备体积较大、使用不够方便,更重要的是参数设定不能独立完成,且成本也比较高,已经越来越不能适应快速社会的要求。因此如何将微处理器与各种机器、设备结合起来,简化人工操作、实现自动化,成为一个很迫切的问题。为此设计该温度检测系统。
1 系统的主要功能及结构
1.1 系统主要功能
温度采集、显示:通过温度传感器DS18B20采集到不同环境下的温度值,传送到S3C2410的外部扩展端口将采集的温度数据加以处理,再通过SPI总线传送给数码管显示。
实时功能:通过S3C2410内部功能模块RTC,处理器通过读取BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON和BCDYEAR寄存器中的值就能够完成显示时间功能,并将时间值送到数码管显示。
报警功能:当温度传感器DS18B20检测到的温度超过100℃时,通过报警指示灯的闪亮提示温度过高,已达到报警功能。
1.2 系统的结构
Samsung S3C2410X微处理器是三星公司专为应用提供的高性价比和高性能的微控制器解决方案,它使用ARM920T核心,主频高达200MHz至260MHz.内部还集成了16 KB Cache、MMU虚拟存储器管理、外部存储器控制器、LCD控制器、2个SPI总线接口、4通道PWM定时器等,降低了系统总成本和减少了外围器件。
该结构采用的就是以高集成度的S3C2410处理器的控制系统,它主要进行温度采集、数据处理、显示、报警和远程通信(备用功能接口),完成所需要的温度采集系统。系统的总体结构图如图1所示。
2 系统的硬件设计
2.1 RTC时钟电路
S3C2410X实时时钟(RTC)单元特性:
本设计中S3C2410实时时钟(RTC)单元是处理器集成的片内外设。由开发板上的后备电池供电,可以在系统电源关闭的情况下运行。RTC发送8位BCD码数据到CPU。BCD数据:秒、分、小时、星期、日期、月份和年份;闹钟(定时)功能:产生定时中断或激活系统;自动计算闰年;无2000年问题;独立的电源输入;支持毫秒级时间片中断,为RTOS提供时间基准。
读/写寄存器:访问RTC模块的寄存器,首先要设RTCCON的bit0为1。CPU通过读取RTC模块中寄存器BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON和BCDYEAR的值,得到当前的相应时间值。然而,由于多个寄存器依次读出,所以有可能产生错误。比如:用户依次读取年(1989)、月(12)、日(31)、时(23)、分(59)、秒(59)。当秒数为1到59时,没有任何问题,但是,当秒数为0时,当前时间和日期就变成了1990年1月1日0时0分。这种情况下(秒数为0),用户应该重新读取年份到分钟的值。
后备电池:RTC单元可以使用后备电池通过管脚RTCVDD供电。当系统关闭电源以后,CPU和RTC的接口电路被阻断,后备电池只需要驱动晶振和BCD计数器,从而达到最小的功耗。
闹钟功能:RTC在指定的时间产生定时信号,包括CPU工作在正常模式和休眠(power down)模式
2.2 温度采集和温度越界报警设计
温度采集使用的是温度传感器DS18B20。使用集成芯片,能够有效的减小外界的干扰,提高测量的精度,简化电路的结构。由于DS18B20为单总线数字传感器,其外部温度采集电路只需提供一个上拉电阻就可以了。同时将DS18B20的DQ引脚接到S3C2410外部扩展端口的GPB5引脚,就能完成温度采集功能了。其电路连接如图2所示。
采集的温度经处理后通过外部扩展口3传输到S3C2410进行处理,当采集的温度超过规定温度上限时,S3C2410I/O口中的GPB0端口输出控制信号是蜂鸣器鸣叫,同事控制GPB2发光二极管,让二极管闪亮,已达到警示功能。具体电路连接如图3所示。
2.3 显示功能设计
本部分电路主要使用四位七段数码管和移位寄存器74HC595组成。S3C2410通过SPI0总线将要采集来的温度值传送到移位寄存器芯片74HC595寄存,再由移位寄存器输送给数码管的段码,再由SPI1总线将要数码管段选信号传送到另一片移位寄存器芯片74HC595寄存,再由移位寄存器输送给数码管位码,从而实现移位寄存点亮数码管显示。输送数据时间通过延时控制,调整延时程序的延时时间已达到静止显示效果。具体电路连线图如图4所示。
3 系统的软件设计
3.1 程序结构分析
主程序调用了6个子函数,分别是I/O端口初始化、ARM板初始化、SPI总线初始化、数码管显示、温度信号处理、超温报警。
ARM板初始化函数:实现SS3C2410 CPU初始化和串口显示函数的程序。I/O端口初始化函数:实现SS3C2410 I/O端口初始化的程序。SPI总线初始化函数:实现对SPI总线的初始化包括预分频,控制寄存器配置。数码管显示函数:调用SPI总线发送数据子函数。温度信号处理函数:对温度芯片送过来的数据进行处理,保存采集的温度值。超温报警函数:实现当温度过高时,对GPB0口发送报警信号。程序结构图如图5所示
3.2 主程序流程图
主程序开始先设置初始化,包括S3C2410处理器、I/O端口、SPI总线初始化,然后程序自动检测实验板是否正常,如果正常则检验SPI总线是否正常工作,如果SPI总线也正常则开始读取温度值,如果两者有一个不正常,程序则重复检测。当检测板子正常,程序从DS18B20读取温度值,并通过外部引脚3将温度值传送到CPU并对检测出来的温度值进行处理将温度值分散成一位数形式,处理完的数据通过SPI0总线传给四位7段数码管的段码位,通过SPI总线来控制数码管的位码,同时控制延时时间以保证显示的正常。报警程序则是当采集来的温度值超过规定值时,S3C2410 CPU则将报警信号送到指定的GPB0口,同时让GPB2连接的指示灯闪亮。接着程序回到检测板子是否正常的程序主程序入口。主要程序流程图如图6所示。
4 结束语
本系统完成了温度采集系统的设计,同时保留了通信接口,以便日后的升级和扩展(实现远程通信和温度参数显示与控制功能)。采用的控制核心为S3C2410,具有低价格、低功耗、高性能等特点,主频高达200MHz至260MHz,其提供了丰富的内部设备,减少了外围器件,使系统更加简洁方便。
参考文献
[1]王忠飞,胥芳.MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用[M].西安电子科技大学出版社,2007.P268-273.[1]王忠飞,胥芳.MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用[M].西安电子科技大学出版社,2007.P268-273.
[2]赵娜赵刚,于珍珠,等.基于51单片机的温度测量系统[J].微计算机信息,2007,1-2:146-148.[2]赵娜赵刚,于珍珠,等.基于51单片机的温度测量系统[J].微计算机信息,2007,1-2:146-148.
[3]何希才.新型实用电子电路400例.电子工业出版社,2000年,60-65.[3]何希才.新型实用电子电路400例.电子工业出版社,2000年,60-65.
[4]段群杰.零基础学ARM9嵌入式LINUX系统开发[M].机械工业出版社,2010.10.1.[4]段群杰.零基础学ARM9嵌入式LINUX系统开发[M].机械工业出版社,2010.10.1.
通信系统电源温度监控系统 篇9
目前,通信系统大多由不间断电池供电,大型通信系统还有专门的电池室,配有一主一备2套电源系统,由多个固体电池串并联组成,电池温度过高会影响其工作效率和寿命,因此对电池温度进行实时监控具有一定的实际意义。
1 电源温度监控的任务与监控系统组成
1.1 温度监控的主要任务
本系统可对最多8组通信电池温度、1路机房环境(温度、湿度)、2路直流电压及2路220V交流电压进行测量;可设定温度门限值,当温度超过设定门限值后可自动报警;可根据实际情况启动空调或风扇来调节温度;可与上位机进行通信,将各项参数传送到上位机,数据传输距离大于200m。
1.2 温度监控系统的组成
温度监控系统由PLC(欧姆龙C200H)、按键、LED显示、电机与报警装置及传感器等外围电路组成,如图1所示。C200H为模块化、总线式结构,以CPU单元为核心,单元模块均通过总线SYSBUS与CPU单元相连接。
(1)ID001:输入按键数据,设定温度上下限。设置了复位键、温度上限设定值加1键、温度下限设定值加1键3个按键。
(2)OD211:输出采集数据到LED显示器。设置了4位LED,其中最高位显示数据标志。OD211直接输出1位BCD码及4个位选通控制信号到7段LED锁存、译码、驱动功能芯片,即可实现4位LED的动态扫描显示。
(3)OC221:输出空调、风扇电机及报警指示灯的控制信号。
(4)TS001:输入温度传感器的信号,相当于变送器和A/D转换器,内部有光电隔离电路,可有效隔离干扰信号。TS001可将传感器输出信号转换为相应的温度数据(4位BCD码)送给PLC,由于1个TS001单元最多可有4路输入,因此本系统采用2个TS001单元实现8组通信电池温度数据的采集;还可接不同类型的热电偶,并根据要求选择不同的量程范围,其精度为±(满量程×1%+1)℃。另外,TS001单元提供了冷端补偿电阻,输入热电偶只需用补偿导线连接到TS001的相应输入端即可,使用和连线相当方便。
(5)AD002:输入JWS温湿度变送器的信号及整流、分压得到的交直流电压信号。它可将输入的模拟量信号转换为相应的4位BCD码送给PLC,实现环境数据、电压数据的采集。AD002内部也有光电隔离电路。
(6)LK202:连接PLC与上位计算机。它提供RS-422接口,可将PLC链入Host Link网作为其通信节点之一,并将采集到的各项参数及系统工作状态数据实时传送到上位机,实现分布式远程监控。
2 系统软件
由于使用了多个特殊单元,温度监控系统控制任务较多、程序较长,因此可结合具体任务分段编制子程序,再由主程序根据系统工作流程将子程序(各功能段)排列组合在一起,使系统通过执行程序完成既定任务。主程序框图如图2所示。
2.1 数据采集子程序
数据采集子程序的功能是配合TS001、AD002单元依次将8路电池温度信号、1路环境信号(机房温度、湿度)、2路直流电压信号及2路交流电压信号输入到PLC的DM预定通道存储。
使用TS001单元前需先进行开关设置,并进行I/O表登记。开关设置为:选择4路输入、J型热电偶;量程范围由PLC程序设定,即由PLC程序向指令单元写入温度范围代码,代码为11,温度范围为0～200℃;单元号设定为0、1(IR100～105、IR110～115)。
2个TS001单元将转换结果存放于IR区的101～104、111～114通道中以便PLC读取。在105及115通道中设有存储器错误标志位及各路输入断线标志位,读取数据时应先判断相应标志位状态。为此,在DM区0000通道设置了9个出错记忆位,当判断出错时,置位相应记忆位,不读相应数据,否则将数据读到DM区相应通道。
使用AD002单元前也需先进行开关设置,并进行I/O表登记。开关设置为:单元号设定为2(IR120～129);通过编程选择6路电压输入,输入量程范围均为0～10V。AD002单元将转换结果存放于IR区的121～128通道中以便PLC读取。在IR区的129通道中设有各路输入断线标志位,读取数据时也和TS001单元一样,应先判断相应标志位状态。
2.2 数据显示子程序
数据显示子程序的功能是依次将DM区相应通道中的采集数据送显示器,每个数据显示20s。显示数据前先判断出错记忆位状态,无错误正常显示,否则显示出错代码。
2.3 温度设定值输入子程序
温度设定值输入子程序的功能是完成温度上下限数据的设置,温度门限值设定只使用了2个键。当温度上限设定值加1键按下时,存放温度上限设定值的DM区相应通道数据加1,并在显示器上显示,直到该键释放;当加1到最大值时,该通道清零。温度下限设定过程与此相似。
2.4 门限比较、控制信号输出子程序
门限比较、控制信号输出子程序的功能是依次将8路温度值与设定值进行比较,最后根据比较结果输出控制信号来启停空调、风扇及控制报警装置。比较之前先判断出错记忆位状态,无错误比较,反之不比较。
2.5 通信子程序
通信子程序的功能是与上位机通信,将采集到的各项参数及系统工作状态数据实时传送到上位机。LK202是Host Link单元,并且提供RS-422通信口,因此通过Host Link单元及RS-422通信口互连而成的是1:N Host Link网络,即1个上位机(PC)与多个下位机(PLC)组成的网络,使用Host Link通信协议和轮询方式。PLC的Host Link单元中已有通信程序,故响应帧是在PLC的Host Link单元中自动生成,通信前只需将数据设置好即可。PLC也可使用TXD指令主动向上位机发起通信,TXD指令可以按要求的数据帧格式将数据发送给上位机。
3 结束语
电源温度监控系统组成简单,抗干扰能力强,控制功能完善,具有的通信功能易于联网实现远程监控,适应性强。采用PLC对电源温度进行实时监控,可有效防止电池工作温度过高,提高其工作效率,延长使用寿命,这对通信系统的可靠稳定运行起着重要作用。
摘要：介绍基于PLC的电源温度监控系统的主要技术功能和软硬件实现方法。实践证明,这种温度监控系统结构简单、抗干扰能力强,能远程监控通信系统电源温度。
关键词：通信电源,温度监控,远程,PLC
参考文献
温度检测系统 篇10
为了满足现代工、农业对温度监测和控制的要求, 温度采集器必须朝着小型、高速和高稳定性的方向发展。而传统的温度采集系统一般是基于模拟的温度传感器, 得到模拟信号处理后再经过周A/D转换得到数字信号。一方面, 模拟信号在处理和传输过程中极易受到干扰而影响温度采集的精度和稳定性;另一方面, 高精度A/D转换器价格较高而影响系统的成本, 使得整个温度采集系统的性价比降低。随着现代科学技术的飞速发展, 特别是大规模集成电路设计技术的发展, 微型化、集成化、数字化、智能化正成为温度传感器发展的一个重要方向。针对这种情况, 研究和改进多点温度的监测具有现实的意义。
2. 硬件组成
数字温度传感器可通过串行口, 也可通过其它I/O口线与微机接口, 无须经过其它变换电路, 直接输出被测温度值。因此, 利用数字温度传感器对多点温度进行测量时非常好的解决方案。本设计以AT89S52单片机为控制单元、温度传感器DS18B20为主要检测器件, 实现多路温度的测量、显示、存储和报警。本设计使用C语言进行设计开发, 采用Proteus7.4进行电路的设计并仿真, 实现:八路温度循环检测, 超限自动报警还可固定其中一路检测, 测量温度的同时, 还能记录当时的时间, 并存储到EEPROM中, 温度测量范围为-10℃～+100℃, 精度为±0.5℃。系统设计的总框图如图1所示。
3. 软件设计
系统程序主要包括主程序, 读DS18B20序列号程序, 读出温度子程序, 写温度子程序, 温度换命令子程序, 计算温度子程序, 存储子程序, 液晶显示子程序等。主程序主要是对DS18B20进行匹配, 读取温度, 显示温度, 存储信息以及报警, 系统设计主流程图见图2。
4. 结论
由于温度传感器逐渐向着数字化、智能化的方向发展, 目前基于温度探测的监控或者报警系统也产生了深刻的变化。电路设计得更简单, 也部分简化了软件的编写。另外, 无论是响应速度、系统运行周期、抗干扰能力、支持总线功能等等指标, 都大大优于传统的、基于模拟传感器的测温系统。
参考文献
[1]祁伟, 杨婷.单片机C51程序设计教程与实验[M].北京航空航天大学出版社.2006
[2]赵建领, 薛园园.51单片机开发与应用技术详解[M].电子工业出版社.2009
[3]邓智坚, 倪远平, 基于ARM7和数字温度传感器的多点温度测量系统设计[J], 中国仪器仪表, 2007年第04期
[4]张毅刚, 修林成, 胡振江.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2005.
[5]蒋鸿宇, 王勇, 植涌.由DS18B20构成的多点温度测量系统[J].应用天地.2006.09
温度对渗透检测灵敏度的影响 篇11
【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
温度检测系统 篇12
1 检测系统构成及原理
温度火焰信号检测系统采用以美国Silicon Labs公司生产的C8051F500单片机为主控单元, 并采用双MCU, 利用其自身具有的12位AD同时采集红外测温传感器和火焰检测传感器传入的模拟量信号, 增强了系统抗干扰能力。采用一阶惯性滤波实现信号的降噪及还原, 采集到的两路信号直观的显示于数码管上, 并通过串行口输出两路经处理过的信号到上位机。检测系统构成框图如图1所示。
1.1 变送器和信号处理
采用双C8051F500作为主控单元, 利用片上12位AD构成数据采集系统, 对采集到的温度和火焰信号进行信号处理, 并通过串口将处理后的数据发送到上位机进行监控。
1.2 红外测温
本系统采用非接触式全辐射的红外测温方法。非接触式测温方法不会破坏被测介质的温度场和流场。同时, 感温元件传热惯性小, 可用于测量快变及不稳定热力过程的温度, 测量上限不受材料性质的影响, 适合在锅炉机等高温场合应用。系统选用德国OPTRIS公司的1MH型红外激光探头, 其测量温度范围为:650℃~1800℃, 分辨率为0.1℃, 自带的放大器可对探头信号进行放大、线性化处理和消噪处理, 特别适用于锅炉检测的测温探头。
1.3 火焰检测
火焰检测的主要是对火焰进行检测和监视, 在锅炉点火、低负荷异常运行时有效防止炉内爆炸事故, 确保锅炉安全运行。如图2火焰检测探头原理图。
本系统采用VTB5041光电传感器, 它是320nm~1100nm硅光电池器件, 测量范围为波长400nm~800nm的可见光, 并使用对数放大器进行放大处理。可见光火检同时检验火焰闪烁频率和可见光亮度, 并进行逻辑加运算来检测燃烧火焰的存在。同时采用火焰平均光强和脉动闪烁频率双信号, 可提高检测器的可靠性。
2 系统硬件设计
系统硬件电路设计除了包括单片机最小系统外, 还包括数模转换电路、串行通信接口电路、报警电路和显示电路等。
2.1 串行通信接口
串行通信电路是实现单片机与上位机之间温度和火焰数据的传输, 按照帧发送字节, 帧格式采用波特率9600, 无校验位, 8位数据位, 1位停止位[1]。串行口硬件接口电路如图3所示。
2.2 报警电路
报警电路主要由三极管、固态继电器和报警器构成, 其主要作用是当温度值或火焰值低于某个阈值时, 由工作在饱和的NPN三极管8050构成的开关电路控制继电器的常开触点闭合, 从而实现报警器工作。报警电路可有效的避免炉膛燃烧不稳定和温度场不均匀导致的炉膛灭火停炉。
2.3 显示电路
显示电路8位数码管, 其中四位显示温度信息, 另外四位显示火焰信息。通过动态循环扫描74LS138译码器和单片机数字IO口实现数码管的段选和位选, 利用数码管的余辉效应和人眼视觉的暂留效应可实现对温度值和火焰信息的读取[2]。
3 软件算法
利用C8051F500自身12位ADC采集的温度和火焰值经过一阶惯性滤波算法进行降噪还原, 再将处理过的数据通过串行口上位机进行实时监控。
一阶低通滤波算法采用此次采样值与上次滤波输出值进行加权, 得到有效滤波值, 使得输出对输入有反馈作用。一阶低通滤波算法公式如下:
式 (1.1) 中:β是滤波系数;x (n) 是此次采样值;y (n-1) 是上次滤波输出值;y (n) 是本次滤波输出值。β的取值范围为[0, 1]。
使用一阶滤波最重要的就是平衡灵敏度和平稳度[3]。当β无限趋近于0, 得到的数据趋于平稳, 但是灵敏度的实时性有较大的滞后;反之, β无限趋于1时, 数据的灵敏度较好, 但是数据的波动较大, 平稳性差。根据现场调试经验取β=0.27, 得到的数据值在接受的灵敏度范围内取得尽可能好的平稳度。
4 结论
基于单片机的温度火焰检测系统, 具有抗干扰性好、逻辑判断准确和经济实用等优点, 能很好地适应锅炉结构复杂、燃煤质量差异大的现场工况, 为锅炉安全运行提供了有力保障。
摘要：介绍基于单片机的锅炉温度火焰检测系统, 可以将现场的实时温度和火焰信号传输到上位机, 并在上位机上实时读取检测点火焰强度和温度值。温度检测和火焰检测分别是根据高温火焰的辐射特性和红外线特性进行测量, 并在检测系统设定下限阈值报警电路, 具有良好的经济性和实用性。
关键词：单片机,锅炉,温度火焰,检测系统
参考文献
[1]沙占友, 等.单片机外围电路设计[M].北京:电子工业出版社.
[2]娄建中, 祁冰.一种基于单片机的温度测量电路[J].河南机电高等专科学校学报, 2009 (9) :10-12.