專利名稱：基于無線供電的測溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于無線供電的測溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在鋼鐵企業(yè)中擁有大量的用于生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)的鋼水罐、鐵水罐或魚雷罐，它們是鋼鐵生產(chǎn)中必不可少的一環(huán)。在冶金生產(chǎn)環(huán)節(jié)中需要實時的了解被中轉(zhuǎn)的液態(tài)金屬的溫降。但是由于鋼水罐自身承載高溫液態(tài)金屬的緣故，其高溫的罐體上無法安裝任何需要電纜供電的測溫設(shè)備，只能在專用的測溫點進行人工測溫。這樣不僅會造成不必要的人力及物力的損失，而且不能對鋼水罐內(nèi)的溫度進行實時的監(jiān)控，降低了煉鋼作業(yè)的工作的效率。另外，市面上出現(xiàn)了一種無線測溫系統(tǒng)，這種測溫系統(tǒng)在溫度采集模塊采用電池或有線 電源進行供電，然后將溫度采集模塊采集的溫度信號以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給溫度處理模塊。這種測溫系統(tǒng)采用電池或有線電源進行供電，無法在高溫環(huán)境中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以實時的采集鋼水罐中液體金屬的溫度，方便作業(yè)人員實時了解液態(tài)金屬的溫度參數(shù)，提高煉鋼作業(yè)的工作效率的基于無線供電的測溫系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N基于無線供電的測溫系統(tǒng)，包括電源、溫度顯示單元、通過近場諧振的方式實現(xiàn)電無線傳輸?shù)臒o線電力橋生成模塊、無線信號處理及發(fā)射單元、無線信號接收單元及溫度測量單元。所述溫度顯示單元與所述無線信號接收單元連接。所述無線信號接收單元及所述無線電力橋生成模塊分別與所述電源連接。所述溫度測量單元及所述無線電力橋生成模塊分別與所述無線信號處理及發(fā)射單元連接。所述溫度測量單元設(shè)置在高溫容器的內(nèi)部。進一步地，所述無線電力橋生成模塊包括高頻諧振電路、高頻功率放大電路、近場諧振發(fā)生線圈、近場諧振接收線圈、高頻整流濾波電路及直流降壓電源。所述高頻諧振電路及所述高頻功率放大電路分別與所述電源連接。所述高頻諧振電路通過所述高頻功率放大電路與所述近場諧振發(fā)生線圈連接。所述近場諧振接收線圈通過所述高頻整流濾波電路與所述直流降壓電源連接。所述直流降壓電源與所述無線信號處理及發(fā)射單元連接。進一步地，所述溫度測量單元為埋入式R分度號熱電偶。進一步地，所述無線信號處理及發(fā)射單元包括無線信號發(fā)射電路及熱電偶調(diào)理電路。所述無線信號發(fā)射電路及所述熱電偶調(diào)理電路分別與所述直流降壓電源連接。所述無線信號發(fā)射電路通過所述熱電偶調(diào)理電路與所述埋入式R分度號熱電偶連接。進一步地，還包括耐高溫陶瓷罩及防撞罩。所述耐高溫陶瓷罩固定在高溫容器側(cè)壁上，且所述埋入式R分度號熱電偶設(shè)置在所述耐高溫陶瓷罩內(nèi)部。所述防撞罩固定在所述耐高溫陶瓷罩上方的高溫容器側(cè)壁上。進一步地，所述近場諧振接收線圈與所述近場諧振發(fā)生線圈正對設(shè)置，且所述近場諧振接收線圈與所述近場諧振發(fā)生線圈之間的距離小于或等于3m。進一步地，所述近場諧振發(fā)生線圈及所述近場諧振接收線圈均為直徑O. 5cm的實心銅線繞組形成的直徑為5cm的線圈。所述近場諧振發(fā)生線圈的匝數(shù)為30。所述近場諧振接收線圈的匝數(shù)為10。進一步地,所述電源采用220V的交流電。所述溫度顯示單元為LED顯示器或IXD
顯示器。進一步地，還包括耐火磚。所述無線信號處理及發(fā)射單元及所述無線電源接收單元設(shè)置在所述耐火磚內(nèi)。所述耐火磚埋設(shè)在高溫容器的側(cè)壁中。本申請?zhí)峁┑臏y溫系統(tǒng)可以實時的采集鋼水罐中液體金屬的溫度，方便作業(yè)人員實時了解液態(tài)金屬的溫度參數(shù)，提高了煉鋼作業(yè)的工作效率。


圖I為本申請實施例提供的基于無線供電的鋼水罐測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本申請實施例提供的埋入式R分度號熱電偶、無線電源接收單元和無線信號處理及發(fā)射單元的分布示意圖。
具體實施例方式參見圖I和圖2，本申請實施例提供的一種基于無線供電的測溫系統(tǒng)，包括電源(采用220V的交流電)、溫度顯示單元、通過近場諧振的方式實現(xiàn)電無線傳輸?shù)臒o線電力橋生成模塊(包括高頻諧振電路、高頻功率放大電路、近場諧振發(fā)生線圈、近場諧振接收線圈、高頻整流濾波電路及直流降壓電源)、無線信號處理及發(fā)射單元(包括無線信號發(fā)射電路及熱電偶調(diào)理電路)、無線信號接收單元、溫度測量單元(采用埋入式R分度號熱電偶5)、耐高溫陶瓷罩4及防撞罩3。溫度顯示單元與無線信號接收單元連接。無線信號接收單元、高頻諧振電路及高頻功率放大電路分別與電源連接。近場諧振發(fā)生線圈與高頻功率放大電路連接。近場諧振接收線圈與高頻整流濾波電路連接。高頻整流濾波電路、無線信號發(fā)射電路及熱電偶調(diào)理電路分別與直流降壓電源連接。無線信號發(fā)射電路與熱電偶調(diào)理電路連接。熱電偶調(diào)理電路與埋入式R分度號熱電偶5連接(連接導(dǎo)線的中間部分設(shè)置在高溫容器的外側(cè))。參見圖2，無線信號發(fā)射電路、熱電偶調(diào)理電路、近場諧振接收線圈、高頻整流濾波電路、直流降壓電源均設(shè)置在耐火磚2內(nèi)，耐火磚2埋設(shè)在高溫容器I的側(cè)壁中。耐高溫陶瓷罩固定在高溫容器I內(nèi)部的側(cè)壁上，且埋入式R分度號熱電偶5設(shè)置在耐高溫陶瓷罩4內(nèi)部。防撞罩3固定在耐高溫陶瓷罩4上方的高溫容器I側(cè)壁上。近場諧振接收線圈與近場諧振發(fā)生線圈正對設(shè)置，且近場諧振接收線圈與近場諧振發(fā)生線圈之間的距離小于或等于3m (如lm、2m或3m)。近場諧振發(fā)生線圈及近場諧振接收線圈均為直徑O. 5cm的實心銅線繞組形成的直徑為5cm的線圈，其中近場諧振發(fā)生線圈的匝數(shù)為30，近場諧振接收線圈的匝數(shù)為10。在本實施例中，溫度顯示單元采用LED顯示器或IXD顯示器。高溫容器為鋼水罐、鐵水罐或魚雷罐。本申請實施例提供的基于無線供電的測溫系統(tǒng)的工作原理如下高頻諧振電路與220V交流電源連接，220V交流電經(jīng)高頻諧振電路調(diào)制為20MHZ的交流電，再經(jīng)高頻功率放大電路放大成500V的交流電流。交流電流通過近場諧振發(fā)生線圈以近場諧振的方式發(fā)射到3米外的近場諧振接收線圈中(近場諧振接收線圈中的電壓為50V)。近場諧振發(fā)生線圈與近場諧振接收線圈通過近場諧振的方式建立無線電力橋后，獲得的電流在高頻整流濾波電路中進行整流，然后在直流降壓電源中進行分壓，分成12V直流電源給無線信號發(fā)射電路供電，5V給熱電偶調(diào)理電路供電。電偶調(diào)理電路采集埋入式R分度號熱電偶的信號的溫度信號，經(jīng)過隔離放大后傳輸給無線信號發(fā)射電路，無線信號發(fā)射電路將電偶調(diào)理電路傳送來的電信號(包含溫度數(shù)據(jù)的電信號)以無線的方式發(fā)送給無線信號接收單元。無線信號接收模并將電信號(包含溫度數(shù)據(jù)的電信號)傳輸給溫度顯示單元(采用LED顯示器或LCD顯示器)進行顯示。其中埋入式R分度號熱電偶被富含氧化硅的高溫陶瓷保護罩保護，在高溫陶瓷保護罩上面還有一層硼化物陶瓷的防撞罩，以防止兌入鋼水的時候損壞高溫陶瓷保護罩。本申請?zhí)峁┑幕跓o線供電的測溫系統(tǒng)適用于鋼水罐、鐵水罐或魚雷罐等高溫設(shè)備。本申請實施例具有以下有益效果I、可以實時的采集高溫容器中液體金屬的溫度，方便作業(yè)人員實時了解液態(tài)金屬的溫度參數(shù)，提高了煉鋼作業(yè)的工作效率。 2、取代了對高溫容器中的液體金屬進行人工測溫的方法，節(jié)省了大量的人力及物力。3、適用面廣，能適用于鋼水罐、鐵水罐或魚雷罐等高溫設(shè)備。4、整個測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，便于在工程上實施。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本申請的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本申請進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本申請的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本申請技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本申請的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于無線供電的測溫系統(tǒng)，其特征在于，包括電源、溫度顯示單元、通過近場諧振的方式實現(xiàn)電無線傳輸?shù)臒o線電力橋生成模塊、無線信號處理及發(fā)射單元、無線信號接收單元及溫度測量單元； 所述溫度顯示單元與所述無線信號接收單元連接； 所述無線信號接收單元及所述無線電力橋生成模塊分別與所述電源連接； 所述溫度測量單元及所述無線電力橋生成模塊分別與所述無線信號處理及發(fā)射單元連接； 所述溫度測量單元設(shè)置在高溫容器的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述無線電力橋生成模塊包括高頻諧振電路、高頻功率放大電路、近場諧振發(fā)生線圈、近場諧振接收線圈、高頻整流濾波電路 及直流降壓電源； 所述高頻諧振電路及所述高頻功率放大電路分別與所述電源連接； 所述高頻諧振電路通過所述高頻功率放大電路與所述近場諧振發(fā)生線圈連接； 所述近場諧振接收線圈通過所述高頻整流濾波電路與所述直流降壓電源連接； 所述直流降壓電源與所述無線信號處理及發(fā)射單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度測量單元為埋入式R分度號熱電偶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述無線信號處理及發(fā)射單元包括無線信號發(fā)射電路及熱電偶調(diào)理電路； 所述無線信號發(fā)射電路及所述熱電偶調(diào)理電路分別與所述直流降壓電源連接； 所述無線信號發(fā)射電路通過所述熱電偶調(diào)理電路與所述埋入式R分度號熱電偶連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括耐高溫陶瓷罩及防撞罩； 所述耐高溫陶瓷罩固定在高溫容器側(cè)壁上，且所述埋入式R分度號熱電偶設(shè)置在所述耐高溫陶瓷罩內(nèi)部； 所述防撞罩固定在所述耐高溫陶瓷罩上方的高溫容器側(cè)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述近場諧振接收線圈與所述近場諧振發(fā)生線圈正對設(shè)置，且所述近場諧振接收線圈與所述近場諧振發(fā)生線圈之間的距離小于或等于3m。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述近場諧振發(fā)生線圈及所述近場諧振接收線圈均為直徑O. 5cm的實心銅線繞組形成的直徑為5cm的線圈； 所述近場諧振發(fā)生線圈的匝數(shù)為30 ； 所述近場諧振接收線圈的匝數(shù)為10。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測溫系統(tǒng)，其特征在于，所述電源采用220V的交流電； 所述溫度顯示單元為LED顯示器或LCD顯示器。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括耐火磚； 所述無線信號處理及發(fā)射單元及所述無線電源接收單元設(shè)置在所述耐火磚內(nèi)； 所述耐火磚埋設(shè)在高溫容器的側(cè)壁中。
全文摘要
本申請涉及溫度測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于無線供電的測溫系統(tǒng)，包括電源、溫度顯示單元、通過近場諧振的方式實現(xiàn)電無線傳輸?shù)臒o線電力橋生成模塊、無線信號處理及發(fā)射單元、無線信號接收單元及溫度測量單元。所述溫度顯示單元與所述無線信號接收單元連接。所述無線信號接收單元及所述無線電力橋生成模塊分別與所述電源連接。所述溫度測量單元及所述無線電力橋生成模塊分別與所述無線信號處理及發(fā)射單元連接。所述溫度測量單元設(shè)置在高溫容器的內(nèi)部。本申請?zhí)峁┑臏y溫系統(tǒng)可以實時的采集鋼水罐中液體金屬的溫度，方便作業(yè)人員實時了解液態(tài)金屬的溫度參數(shù)。
文檔編號H02J17/00GK102914381SQ20121042593
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者張永雋, 高振鷹, 陳倩倩 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司