本實(shí)用新型涉及高速動(dòng)車組外部車下設(shè)備的溫度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置。

背景技術(shù)：

目前菲尼克斯電氣公司申請(qǐng)了一個(gè)發(fā)明專利《CN201380010328-具有位置補(bǔ)償?shù)臏囟葴y(cè)量模塊》闡述了一種利用熱電偶隨溫度變化阻值的特性進(jìn)行溫度測(cè)試的模塊。

上述技術(shù)存在的不足主要如下：

一、此溫度測(cè)量模塊未集成溫度限值報(bào)警功能，及在測(cè)量范圍內(nèi)任意設(shè)定報(bào)警限制值；

二、需要通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接外圍顯示屏來(lái)顯示溫度，不但占用空間，同時(shí)長(zhǎng)距離總線方式傳輸數(shù)據(jù)在高速動(dòng)車組上述大功率設(shè)備中應(yīng)用很容易收到干擾，可靠性不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置，解決了在高速動(dòng)車組車下設(shè)備惡劣的電磁環(huán)境下，溫度測(cè)量模塊能夠一體式完成溫度實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警溫度限值設(shè)定及報(bào)警輸出等功能，便于與動(dòng)車組其它電氣設(shè)備的聯(lián)合應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置，包括有一測(cè)溫器，所述測(cè)溫器上連接一溫度傳感器，所述測(cè)溫器包括：測(cè)溫器主板和測(cè)溫器顯示板，所述測(cè)溫器顯示板一體式設(shè)于測(cè)試器主板的殼體上，

所述測(cè)溫器主板包括主控部分、繼電器輸出部分、溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化部分、三位七段碼驅(qū)動(dòng)部分、電源部分、對(duì)外端口、測(cè)溫器顯示板插槽和輸入量濾波部分，所述測(cè)溫器顯示板包括三位七斷碼顯示器、第一撥碼開(kāi)關(guān)、第二撥碼開(kāi)關(guān)、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、指示燈和連接顯示器主板的兩個(gè)連接器，所述測(cè)溫器顯示板通過(guò)測(cè)溫器顯示板插槽連接入測(cè)溫器主板。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述主控部分包括主控芯片、電壓基準(zhǔn)電路、電壓檢測(cè)電路和相應(yīng)的外圍電路，所述主控芯片為51單片機(jī)。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述繼電器輸出部分包括繼電器和繼電器驅(qū)動(dòng)電路，所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路由三個(gè)三極管、三個(gè)電阻和三個(gè)電容構(gòu)成，所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)主控芯片發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器進(jìn)行通斷。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化部分包括測(cè)溫模塊。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述三位七段碼驅(qū)動(dòng)部分包括三個(gè)PNP三極管，七個(gè)NPN三極管以及十七個(gè)電阻。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述電源部分包括電壓轉(zhuǎn)化電路、EMC濾波電路和相應(yīng)的安規(guī)保護(hù)電路。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述對(duì)外端口包括有電源的輸入端口、三線式熱電偶PT100的輸入端口、軟件燒寫連接器的輸出端口和三組繼電器的輸出端口。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述軟件燒寫連接器連接51單片機(jī)的軟件燒寫器接口。

在本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述溫度傳感器為三線式熱電偶PT100。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置解決了在高速動(dòng)車組車下設(shè)備惡劣的電磁環(huán)境下，溫度測(cè)量模塊能夠一體式完成溫度實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警溫度限值設(shè)定及報(bào)警輸出等功能，便于與動(dòng)車組其它電氣設(shè)備的聯(lián)合應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本實(shí)用新型的測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置中測(cè)溫器主板一較佳實(shí)施例的主視圖；

圖2是本實(shí)用新型的測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置中測(cè)溫器主板一較佳實(shí)施例的后視圖；

圖3是本實(shí)用新型的測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置中測(cè)溫器顯示板一較佳實(shí)施例的主視圖；

圖4是本實(shí)用新型的測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置中測(cè)溫器顯示板一較佳實(shí)施例的俯視圖；

圖5是本實(shí)用新型的測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置中測(cè)溫器顯示板的端蓋一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型的測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置中一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中各部件的標(biāo)記如下：1、第一撥碼開(kāi)關(guān)，2、第二撥碼開(kāi)關(guān)，3、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，4、指示燈，5、顯示器，6、測(cè)溫模塊輸入端口，7、繼電器觸點(diǎn)，8、熱電偶PT100。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1至圖6，本實(shí)用新型實(shí)施例包括：

一種測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置，包括有一測(cè)溫器， 所述測(cè)溫器包括：測(cè)溫器主板和測(cè)溫器顯示板，所述測(cè)溫器顯示板一體式設(shè)于測(cè)試器主板的殼體上。

所述測(cè)溫器上連接一溫度傳感器，所述溫度傳感器為三線式熱電偶PT100。

所述測(cè)溫器主板包括如下八個(gè)功能區(qū)：主控部分、繼電器輸出部分、溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化部分、三位七段碼驅(qū)動(dòng)部分、電源部分、對(duì)外端口、測(cè)溫器顯示板插槽和輸入量濾波部分。

主控部分：主要由主控芯片U3，電壓基準(zhǔn)電路（電阻R33，穩(wěn)壓芯片U7），電壓檢測(cè)電路（二極管D3，電阻R34，電容C24）和相應(yīng)的外圍電路（晶振40M，復(fù)位電路U5，濾波容C14）組成，其中主控芯片為51單片機(jī)。

51單片機(jī)作為本裝置控制的大腦，接收溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化部分過(guò)來(lái)的電壓信號(hào)，將其與電壓基準(zhǔn)電路進(jìn)行比較使其轉(zhuǎn)化為數(shù)字量進(jìn)行顯示，同時(shí)溫度轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的數(shù)字量與撥碼開(kāi)關(guān)和撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的設(shè)定值進(jìn)行比較：

一旦實(shí)測(cè)溫度的數(shù)字量超過(guò)設(shè)定限值，則驅(qū)動(dòng)繼電器輸出部分輸出觸點(diǎn)導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)指示燈閃動(dòng)報(bào)警；

若在發(fā)生報(bào)警后實(shí)測(cè)溫度又降低，小于設(shè)定溫度值1℃則報(bào)警解除，51單片機(jī)將驅(qū)動(dòng)繼電器輸出部分觸點(diǎn)斷開(kāi)，并給出紅色指示燈常亮信號(hào)。

繼電器輸出部分：主要由繼電器（U1、U2、U3）和繼電器驅(qū)動(dòng)電路組成。

繼電器驅(qū)動(dòng)電路由三個(gè)三極管（Q11、Q12、Q13）、三個(gè)電阻（R18、R19、R20）、三個(gè)電容（C11、C12、C13）構(gòu)成，主要功能是根據(jù)主控芯片U3發(fā)出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器進(jìn)行通斷。

溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化部分：主要由測(cè)溫模塊U6構(gòu)成。

測(cè)溫模塊U6的功能就是將三線式熱電偶PT100在-60℃~60℃范圍線性變化的電阻量轉(zhuǎn)化為0~5V之間線性變化電壓量，同時(shí)利用線性補(bǔ)償?shù)脑硐驘犭娕糚T100的長(zhǎng)距離引線接入的誤差。其映射關(guān)系如下：

U=（60+T）/24；

U代表電壓值，單位為V；

T代表溫度值，單位為℃，其最小分度設(shè)定為0.5。

三線式熱電偶PT100具有如下幾點(diǎn)特點(diǎn)：

一、其0℃時(shí)阻值為100Ω；

二、當(dāng)熱電偶的溫度增加后其阻值會(huì)隨溫度線性增加；

三、當(dāng)熱電偶的溫度減小后其阻值也會(huì)隨溫度線性減?。?/p>

四、三組引線便于檢測(cè)模塊對(duì)其引線阻抗進(jìn)行補(bǔ)償。

三位七段碼驅(qū)動(dòng)部分：主要由三個(gè)PNP三極管（Q1~Q3），七個(gè)NPN三極管（Q4~Q10）及十七個(gè)電阻（R1~R17）組成。

電源部分：主要由電壓轉(zhuǎn)換電路、EMC濾波電路以及相應(yīng)的安規(guī)保護(hù)電路組成。

其中，電壓轉(zhuǎn)換電路由一個(gè)電源模塊U1（其輸入電壓范圍為66V~154VDC，最大輸出功率為10W，兩組輸出電壓分別為：12VDC、-12VDC），一個(gè)二次非隔離電源電路（電源芯片U2，二極管D2，電感L2、L3，電阻R30、R31，電解電容C8、C9，瓷片電容C10），三個(gè)電解電容C5~C7，其主要功能是給其它部分去進(jìn)行供電。

EMC濾波電路由一個(gè)共模電感L1，兩個(gè)電容C1、C4和一個(gè)壓敏電阻MV1組成，其主要是濾除外界對(duì)設(shè)備的干擾以及防止設(shè)備內(nèi)部的干擾影響其它設(shè)備。

安規(guī)保護(hù)電路由一個(gè)保險(xiǎn)絲F1、一個(gè)熱敏電阻NTC1、兩個(gè)電容C2、C3及一個(gè)二極管D1組成，其主要作用為：

一、保護(hù)人員不被強(qiáng)電觸到；二、防止操作人員失誤將電壓極性接反，損壞裝置；三、若本裝置出現(xiàn)短路時(shí)及時(shí)能夠與供電系統(tǒng)斷開(kāi)保護(hù)其它電器設(shè)備。

對(duì)外端口：主要由電源輸入端口及三線式熱電偶PT100輸入端口，軟件燒寫連接器輸出端口和三組繼電器輸出端口組成。

其中電源及三線式熱電偶PT100一共有五個(gè)輸入端口，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表1：

其中繼電器輸出以及軟件燒寫連接器一共有六個(gè)輸出端口，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表2：

軟件燒寫連接器主要是連接51單片機(jī)的軟件燒寫器接口。

測(cè)溫器顯示板插槽：主要是連接測(cè)溫器顯示板所用。

輸入量濾波部分：主要是濾除測(cè)溫器顯示板撥碼開(kāi)關(guān)和撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的干擾。

所述測(cè)溫器顯示板主要包括：三位七段碼顯示器U4，撥碼開(kāi)關(guān)（SW1、SW2），撥動(dòng)開(kāi)關(guān)（SW3），指示燈PWR和連接顯示器主板的兩個(gè)個(gè)連接器（J1、J2），所述測(cè)溫器顯示板通過(guò)測(cè)溫器顯示板插槽連接入測(cè)溫器主板。

本實(shí)用新型測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置的工作過(guò)程為：

一、需配合PT100（三線式）溫度傳感器使用，能夠顯示實(shí)時(shí)環(huán)境溫度。如附圖6所示，“A”，“B”，“B”分別接PT100（三線式）溫度傳感器的“A”，“B”，“B”端，“-100V”與“+100V”分別接電源的負(fù)端和正端，“PE”接大地。

二、通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)和撥動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定報(bào)警溫度，一旦檢測(cè)溫度高于設(shè)定值時(shí)， L1與U1，L2與U2和L3與U3三路同時(shí)斷開(kāi)，LED指示燈閃爍。如圖6所示，“X10”和“X1”處的撥碼開(kāi)關(guān)用來(lái)分別設(shè)定報(bào)警溫度的十位和個(gè)位，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“-”表示設(shè)定報(bào)警數(shù)值為負(fù)，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥到“+”表示設(shè)定報(bào)警數(shù)值為正。

本實(shí)用新型測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用如下：

實(shí)施例一

將三線式熱電偶PT100放在動(dòng)車組需要測(cè)量溫度的車下設(shè)備上，然后通過(guò)引線的方式將測(cè)溫器主板連接到測(cè)溫模塊，接上110VDC電源，顯示器5即會(huì)顯示出所測(cè)設(shè)備的溫度數(shù)值。

若我們將報(bào)警溫度設(shè)定為57℃，則將第一撥碼開(kāi)關(guān)1（對(duì)應(yīng)設(shè)定值十位數(shù)字）指針撥向數(shù)字5位置，將第二撥碼開(kāi)關(guān)2（對(duì)應(yīng)設(shè)定值個(gè)位數(shù)字）指針撥向數(shù)字7位置，再將撥動(dòng)開(kāi)關(guān)3（對(duì)應(yīng)設(shè)定值的正負(fù)）撥向“+”的一邊即可完成設(shè)定。

一旦在動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中所測(cè)設(shè)備溫度超過(guò)設(shè)定限值57℃，則三組繼電器觸點(diǎn)7即斷開(kāi)，此時(shí)測(cè)得報(bào)警信號(hào)Ⅰ端電壓為100VAC，報(bào)警信號(hào)Ⅱ端電壓為+12VDC，報(bào)警信號(hào)Ⅲ電壓端電壓為+24VDC，指示燈4將不斷閃動(dòng)。

本實(shí)用新型的主要技術(shù)核心如下：

一、根據(jù)PT100（熱敏電阻）阻值隨溫度變化而變化的特性，將溫度變化轉(zhuǎn)化為電壓變化信號(hào)，再通過(guò)單片機(jī)的AD端口，將電壓模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量供單片機(jī)處理；

二、利用兩組數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)分別設(shè)定所需報(bào)警溫度的十位數(shù)字和個(gè)位數(shù)字，一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)定溫度值正、負(fù)狀態(tài)；

三、利用三位七段碼顯示器實(shí)時(shí)顯示測(cè)量到的溫度值；

四、帶有三組報(bào)警輸出繼電器（具有隔離功能）。

本實(shí)用新型測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置的實(shí)測(cè)溫度效果如下表3：

本實(shí)用新型測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置的設(shè)計(jì)效果如下：

一、自帶的三位7段碼顯示器實(shí)時(shí)顯示測(cè)量到的溫度值，其測(cè)量及顯示范圍為：-60℃~60℃，更有利于動(dòng)車組檢修人員直接觀察維護(hù)；

二、帶有過(guò)問(wèn)報(bào)警功能，且過(guò)溫限值可以直接通過(guò)兩個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)和一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)定測(cè)量范圍內(nèi)的任意數(shù)值；

三、具有三組隔離的繼電器，正常情況下三組輸出觸點(diǎn)保持導(dǎo)通狀態(tài)，一旦實(shí)際溫度超過(guò)設(shè)定限值形成報(bào)警，此時(shí)三組繼電器的輸出觸點(diǎn)將同時(shí)斷開(kāi)，顯示板上的紅色指示燈將不停地閃爍以示報(bào)警；

四、能夠進(jìn)行導(dǎo)軌式安裝，保證安裝的便利性。

本實(shí)用新型測(cè)量動(dòng)車組車下設(shè)備溫度的裝置的有益效果是：

過(guò)溫值設(shè)定與溫度實(shí)時(shí)顯示一體式設(shè)計(jì)，集成了溫度報(bào)警功能，解決了在高速動(dòng)車組車下設(shè)備惡劣的電磁環(huán)境下，溫度測(cè)量模塊能夠一體式完成溫度實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警溫度限值設(shè)定及報(bào)警輸出等功能，便于與動(dòng)車組其它電氣設(shè)備的聯(lián)合應(yīng)用。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。