專利名稱：鋁電解質(zhì)專用測溫儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬測量領域，特別涉及應用熱電偶自動測量鋁電解質(zhì)溫度的記錄和存
儲裝置。
背景技術(shù)：
鋁電解過程中，監(jiān)視電解質(zhì)溫度具有重要意義一方面，要通過技術(shù)手段降低鋁 電解質(zhì)溫度來節(jié)約電能；另一方面，必須保證合適的鋁電解質(zhì)溫度來保證生產(chǎn)的持續(xù)運 行。 一般，鋁電解廠每天都要對電解槽的電解質(zhì)溫度進行測量。常用的方法與公告號為 CN2699296Y公開的裝置相似，通用的溫度測量儀配上熱電偶溫度傳感器進行測量，然后用 紙質(zhì)表格進行手工記錄，最后將記錄結(jié)果手工錄入到計算機中進行保存和分析。生產(chǎn)人員 在測量電解質(zhì)溫度同時還要進行"鋁水平"及"電解質(zhì)水平"測量記錄。由于整個過程為手 工操作，人工記錄的勞動效率低下，尤其在電解槽數(shù)量較多時，手工記錄、錄入造成的數(shù)值 差錯也經(jīng)常發(fā)生，最終會給電解生產(chǎn)帶來影響
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是針對以上不足而提供一種鋁電解質(zhì)專用測
溫儀，該測溫儀能夠自動記錄、保存鋁電解質(zhì)溫度，且在液晶屏上實時顯示測量溫度，并通
過USB接口將測量記錄結(jié)果傳送給計算機。該測溫儀體積小巧，便于操作，能極大地提高勞
動效率，節(jié)約時間和人力成本。 本實用新型所采取的技術(shù)方案是 —種鋁電解質(zhì)專用測溫儀，包括有與微處理器連接的鍵盤接口電路、實時時鐘電 路和電源電路；微處理器還通過溫度傳感器接口電路與插入電解質(zhì)的熱電偶溫度傳感器連 接，實時接收經(jīng)過溫度傳感器接口電路處理后的溫度信號，并進行變換、處理、計算；微處理 器還與存儲器連接，將經(jīng)過變換、處理、計算后得到的溫度數(shù)值保存至存儲器中；微處理器 通過鍵盤接口電路將"鋁水平"和"電解質(zhì)水平"數(shù)據(jù)存至存儲器中。 溫度傳感器接口電路中包括有并接在微處理器上的熱電阻傳感器，測量熱電偶輸 入端溫度，做熱電偶測量中的冷端補償。 為了實時直觀的顯示測量的溫度數(shù)值，微處理器還與液晶顯示電路連接。 為了保持與PC機的通信，微處理器還連接有USB接口電路。 微處理器采用MSP430F4270低功耗微處理器。存儲器采用具有I2C接口的24L C256 EEP R0M。 液晶顯示電路包括有128X64液晶屏。 USB接口電路包括有CH341T芯片。 本實用新型能夠達到的有益效果是 1、本實用新型體積小巧，使用方便，能夠快速、高效測量電解質(zhì)溫度，自動保存數(shù) 據(jù)，從而大大降低人工成本，提高勞動效率。
3[0015] 2、本實用新型設置有微處理器和存儲器，能夠自動采集熱電偶溫度信號，自動計 算溫度數(shù)據(jù)，并自動進行保存；微處理器可通過鍵盤接口電路將"鋁水平"和"電解質(zhì)水平" 數(shù)據(jù)自動存至存儲器中。 3、本實用新型采用USB接口 ，能夠和PC機進行通信，將保存在其中的數(shù)據(jù)自動上 傳給PC機。 4、本實用新型采用低功耗微處理器，降低了功耗，整個設備的電池使用壽命大大 延長。 5、本實用新型采用128X64液晶屏，液晶屏具有背光，能夠在現(xiàn)場光線不足時，清 晰顯示，同時液晶屏在長時間不使用時，能夠自動關(guān)閉，節(jié)約電能。 6、本實用新型能自動檢測熱電偶是否接入，采用熱電阻做熱電偶信號的冷端補 償，補償效果良好。

圖1為本實用新型電路組成圖。 圖2為本實用新型電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述 如圖1、圖2所示該鋁電解質(zhì)專用測溫儀由微處理器1及與微處理器1連接的存 儲器2 、液晶顯示電路4、按鍵接口電路5 、USB接口電路6 、實時時鐘電路3 、傳感器接口電路 7和電源電路8組成。 1.其中微處理器1包括處理器芯片U6、晶振X3和電阻R15、電容C7組成的復位電 路，芯片U6采用MSP430F4270，微處理器1完成溫度信號的處理、計算并通過接口控制其它 外圍電路；存儲器2包括EEPROM存儲器芯片U4、芯片U3和電阻R4、電阻R5兩個上拉電阻， 芯片U4為241X256，該電路實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲功能，芯片U4的I2C總線接口 5腳、6腳分別接至 芯片U3的3腳、13腳，芯片U3是雙4選1雙向模擬開關(guān)CD4052，在芯片U3的10腳為低電 平時，芯片U3的1腳、3腳、12腳和13腳導通，芯片U3的1腳、12腳分別接至處理器芯片U6 的P5. 0、 P5. 5接口 ，芯片U6通過P5. 0、 P5. 5讀寫芯片U4 ;液晶顯示電路3實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示， 包括液晶顯示模塊J3、背光控制電路電阻R19、電容C21、三極管BG4、電阻R22、電阻R26、三 極管BG6、復位電路電阻R29、電容C16和灰度控制電位器電阻RT1，液晶顯示模塊的4腳、5 腳、6腳、7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、13腳、14腳、15腳、16腳分別接至處理器芯片U6 的P5. 4、P5. 3、P5. 2、P2. 0、P2. 1、P2. 2、P2. 3、P2. 4、P2. 5、P2. 6、P2. 7、P5. 7、P5. 6，處理器芯 片U6通過這些接口讀寫液晶顯示模塊J3 ;三極管BG4的基極接至芯片U6的P6. 5腳，P6. 5 為高電平時，三極管BG4、三極管BG6導通，J3的19腳為高電平，液晶模塊背光亮；調(diào)整電阻 RT1電位計，可調(diào)整液晶模塊J3的2腳電壓，從而改變液晶模塊J3的灰度；按鍵接口電路 5完成用戶輸入功能，包括芯片U7、二極管Dl、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、 二極管D6、二極管D7和各按鍵Sl至S20，芯片U7采用74HC164串入并出移位寄存器芯片， 處理器芯片U6的Pl. 0接至芯片U7的1、2腳，Pl. 1接至芯片U7的8腳，處理器芯片U6的 PI. 2、P1. 3、P1. 4分別接至按鍵的行掃描，P1. O發(fā)出列掃描信號，在Pl. 1發(fā)出的時鐘信號作用下，掃描矩陣鍵盤的列，若有鍵按下，則可獲得鍵盤的行掃描碼，最終確定按下的鍵，且通 過鍵盤接口電路控制可同時將"鋁水平"和"電解質(zhì)水平"數(shù)據(jù)保存至到存儲器中；USB接口 電路6提供和PC機的接口 ， PC機能通過該接口讀取儀器中存儲的數(shù)據(jù)，該接口電路包括芯 片U2、芯片U1、電阻R20、晶振X1、電容C1、電容C2、插接件J1、電容E1、電容C3，芯片U2采 用CH341T USB總線轉(zhuǎn)接芯片，芯片Ul采用LT1121，將USB接口提供的5V電源轉(zhuǎn)換為3. 3V 電源，供給芯片U2使用，晶振XI、電容Cl、電容C2為芯片U2的晶振電路；芯片U2將PC機 的USB接口轉(zhuǎn)換為It接口，芯片U2的I2C總線接口 15腳、16腳分別接至芯片U3的5腳、 14腳，芯片U3是雙4選1雙向模擬開關(guān)CD4052，在芯片U3的10腳為高電平時，芯片U3的 14腳、13腳、5腳和3腳導通，芯片U3的3腳、13腳連接存儲器芯片U4的5腳、6腳，這樣 外部PC機可通過Jl接口的2腳、3腳兩個數(shù)據(jù)線經(jīng)芯片U2、芯片U3讀取芯片U4中存儲的 數(shù)據(jù)；實時時鐘電路3為整個儀器提供實時時鐘，包括芯片U5、電阻R6、電阻R7、電源BT1、 晶振X2，芯片U5為ISL1208時鐘芯片，BT1為后備電池，為時鐘電路提供后備電源，保持時 鐘不間斷運行，X2為芯片U5的晶振，電阻R6、電阻R7為芯片U5的it接口上拉電阻；傳感 器接口電路7包括插接件J2、電阻R8、電阻RIO、電阻Rll、電阻R12、電阻R13、電阻R17、電 容C4、電容C5、電容C9、電容C10、二極管D9、電阻RT2，插接件J2和插入電解質(zhì)中的熱電偶 連接，熱電偶的輸入信號接處理器芯片U6的一路AD轉(zhuǎn)換器引腳P6. 2、 P6. 3，電阻R8為上 拉電阻，電阻R10、電阻R11為分壓電阻，電阻R8、電阻R10分別接微處理器提供的參考電源 V REF，這樣在無熱電偶接入時，AD輸入信號為一特定值，若有熱電偶接入，則AD輸入端不 為特定值，從而可判斷是否有熱電偶接入，電阻R12、電容C4和電阻R13、電容C5組成濾波 電路。電阻RT2為熱電阻傳感器，測量熱電偶輸入端溫度，做熱電偶測量中的冷端補償，熱 電阻輸入信號接處理器芯片U6的一路AD轉(zhuǎn)換器引腳P6. 0、P6. 1。本鋁電解質(zhì)專用測溫儀 采用四節(jié)鎳氫電池供電，電源電路8為整個儀器提供穩(wěn)定電源，包括插接件J4、芯片U8、芯 片U9、電阻R24、三極管BG3、電阻R23、電容C18、三極管BG2、電阻R36、電阻R37、電阻R9、電 阻R16、開關(guān)S21、電阻R18、電容C8、三極管BG1、電阻R20、電阻R25、三極管BG5、電阻R27、 電阻R35、電阻R14、電容C17、電阻R21， J4為電源接口 ，電容Cll、電容C12、電容C13、電容 C14、電容C1、電容E4為電源濾波電容，三極管BG1、三極管BG5組成電池電壓檢測電路，處 理器芯片U6的P6. 7接三極管BG1基極，P6. 7為高電平時，電池電壓經(jīng)三極管BG5進入處 理器芯片U6的一路AD轉(zhuǎn)換器引腳Pl. 7，處理器芯片U6可通過Pl. 7測量電池電壓，在電 池電壓過低時，發(fā)出報警，開關(guān)S21、芯片U9、芯片U8組成電源開關(guān)機控制電路，S21為電源 開關(guān)，芯片U9為十進制計數(shù)器，芯片U8采用LT1121電源穩(wěn)壓芯片，芯片U8的5腳為低電 平時，關(guān)斷電源輸出。電源上電，芯片U9復位，3腳輸出高電平，2腳、4腳輸出低電平。2腳 低電平經(jīng)三極管BG3反相后變?yōu)楦唠娖?，接入芯片U8的5腳，芯片U8的1腳輸出3. 3V電 平。按下S21，芯片U9的14腳為低電平，松開S21，芯片U9的14腳為高電平，在芯片U9的 14腳形成脈沖，在該脈沖作用下，芯片U9計數(shù)器加l，其3腳輸出低電平，2腳輸出高電平， 2腳高電平經(jīng)三極管BG3反相，變?yōu)榈碗娖?，關(guān)斷芯片U8輸出。按下S21，芯片U9的14腳 為低電平，松開S21，芯片U9的14腳為高電平，在芯片U9的14腳形成脈沖，在該脈沖作用 下，芯片U9計數(shù)器加1，4腳高電平使芯片U9復位，3腳輸出高電平，2腳、4腳輸出低電平。 2腳低電平經(jīng)三極管BG3反相后變?yōu)楦唠娖?，接入芯片U8的5腳，芯片U8的1腳輸出3. 3V 電平。
權(quán)利要求一種鋁電解質(zhì)專用測溫儀，包括有與微處理器連接的鍵盤接口電路、實時時鐘電路和電源電路，其特征在于微處理器還通過溫度傳感器接口電路與插入電解質(zhì)的熱電偶溫度傳感器連接，實時接收經(jīng)過溫度傳感器接口電路處理后的溫度信號，并進行變換、處理、計算；微處理器還與存儲器連接，將經(jīng)過變換、處理、計算后得到的溫度數(shù)值保存至存儲器中；通過鍵盤接口電路將“鋁水平”和“電解質(zhì)水平”數(shù)據(jù)存至存儲器中。
2. 如權(quán)利要求1所述的鋁電解質(zhì)專用測溫儀，其特征在于溫度傳感器接口電路中包括有并接在微處理器上的熱電阻傳感器。
3. 如權(quán)利要求1所述的鋁電解質(zhì)專用測溫儀，其特征在于微處理器還與液晶顯示電路連接，實時直觀的顯示測量的溫度數(shù)值。
4. 如權(quán)利要求1所述的鋁電解質(zhì)專用測溫儀，其特征在于微處理器還連接有USB接口電路，保持與PC機的通信。
5. 如權(quán)利要求l所述的鋁電解質(zhì)專用測溫儀，其特征在于微處理器采用MSP430F4270低功耗微處理器。
6. 如權(quán)利要求l所述的鋁電解質(zhì)專用測溫儀，其特征在于存儲器采用具有"C接口的24L C256 EEP匪。
7. 如權(quán)利要求3所述的鋁電解質(zhì)專用測溫儀，其特征在于液晶顯示電路包括有128X64液晶屏。
8. 如權(quán)利要求4所述的鋁電解質(zhì)專用測溫儀，其特征在于USB接口電路包括有CH341T芯片。
專利摘要本實用新型公開一種鋁電解質(zhì)專用測溫儀，包括有與微處理器連接的鍵盤接口電路、實時時鐘電路和電源電路；微處理器還通過溫度傳感器接口電路與插入電解質(zhì)的熱電偶溫度傳感器連接，實時接收經(jīng)過溫度傳感器接口電路處理后的溫度信號，并進行變換、處理、計算；微處理器還與存儲器連接，將經(jīng)過變換、處理、計算后得到的溫度數(shù)值保存至存儲器中。本實用新型體積小巧，使用方便，能夠快速、高效測量電解質(zhì)溫度，自動保存數(shù)據(jù)，且可通過鍵盤接口電路將“鋁水平”和“電解質(zhì)水平”數(shù)據(jù)存至存儲器中，從而大大降低勞動強度，提高勞動效率和記錄的準確性。
文檔編號G01K7/02GK201522338SQ20092022415
公開日2010年7月7日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者徐思, 李應武, 王志才, 王旭東, 袁志強, 閆利峰 申請人:鄭州經(jīng)緯科技實業(yè)有限公司