專利名稱：高爐煉鐵爐溫檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電路，具體涉及一種高爐煉 鐵爐溫檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)和最基本的參數(shù)之一，在生產(chǎn)過(guò)程中常需對(duì)溫 度進(jìn)行檢測(cè)與監(jiān)控。高爐是一個(gè)包括復(fù)雜物理化學(xué)變化和傳輸過(guò)程的高溫 反應(yīng)器，生產(chǎn)實(shí)踐表明爐溫過(guò)高或過(guò)低都不利于高爐的正常生產(chǎn)。爐溫過(guò) 高會(huì)使焦比升高并使鐵產(chǎn)量降低，并且導(dǎo)致發(fā)生爐況故障；爐溫過(guò)低會(huì)使 爐內(nèi)反應(yīng)熱量不足甚至導(dǎo)致高爐事故發(fā)生。因此，爐溫的檢測(cè)與控制十分 關(guān)鍵。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)方法往往費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，效率底下，不便應(yīng)用在對(duì)特 殊場(chǎng)合的溫度檢測(cè)中。
國(guó)內(nèi)外常用單片機(jī)技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)系統(tǒng)，但在生產(chǎn)過(guò)程中由于強(qiáng) 干擾源、射頻干擾和電磁干擾的存在，會(huì)影響單片機(jī)控制系統(tǒng)工作的可靠 性。另外，由于單片機(jī)受到本身采樣頻率的限制，溫度測(cè)量過(guò)程輸出的采 樣時(shí)間間隔很長(zhǎng)，影響了對(duì)擾動(dòng)的行之有效的監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、 成本低、實(shí)時(shí)性好的爐溫檢測(cè)電路。
本發(fā)明包括十字熱電偶、第一瞬態(tài)抑制二極管D1、第二瞬態(tài)抑制二極 管D2、限幅保護(hù)二極管D3、第一濾波電容C1、第二濾波電容C3、第三濾 波電容C4、第四濾波電容C5、三端濾波電容C2、第一交流反饋電容C6、 第二交流反饋電容C7、第一濾波電阻R1、第二濾波電阻R2、第三濾波電 阻R3、第一反饋電阻R4、第二反饋電阻R5、第三反饋電阻R6、第-一上拉 電阻R7、第二上拉電阻R8、第一濾波電感L1、第二濾波電感L2、第一運(yùn) 算放大器0P1、第二運(yùn)算放大器0P2、 A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100。
4第一瞬態(tài)抑制二極管Dl的陽(yáng)極分別與十字熱電偶的正極、第一濾波電
感Ll的一端和第一濾波電容Cl的一端連接，第一瞬態(tài)抑制二極管Dl的陰 極與第二瞬態(tài)抑制二極管D2的陰極連接，第一濾波電感L1的另一端與三 端濾波電容C2的一個(gè)正極端連接，三端濾波電容C2的另一個(gè)正極端與第 二濾波電感L2的一端連接，第二濾波電感L2的另一端分別與第二濾波電 容C3的一端、第一濾波電阻R1的一端連接，第一濾波電阻R1的另一端分 別與第二濾波電阻R2的一端、第三濾波電容C4的一端連接，第二濾波電 阻R2的另一端與第一運(yùn)算放大器0P1的同向輸入端連接，第一運(yùn)算放大器 0P1的反向輸入端分別與第一反饋電阻R4的一端、第二反饋電阻R5的一 端、第一交流反饋電容C6的一端連接，第二反饋電阻R5的另一端分別與 第一交流反饋電容C6的另一端、第一運(yùn)算放大器0P1的輸出端、第三濾波 電阻R3的一端連接，第三濾波電阻R3的另-一端分別與第四濾波電容C5的 一端、限幅保護(hù)二極管D3的陰極、第二運(yùn)算放大器0P2的同向輸入端連接， 第二運(yùn)算放大器0P2的反向輸入端分別與第三反饋電阻R6的一端、第二交 流反饋電容C7的一端連接，第三反饋電阻R6的另一端分別與第二交流反 饋電容C7的另一端、第二運(yùn)算放大器0P2的輸出端連接，十字熱電偶的負(fù) 極、第二瞬態(tài)抑制二極管D2的陽(yáng)極、第一濾波電容C1的另一端、三端濾 波電容C2的負(fù)極端、第二濾波電容C3的另一端、第三濾波電容C4的另一 端、第一反饋電阻R4的另一端、第四濾波電容C5的另一端、限幅保護(hù)二 極管D3的陽(yáng)極接地，第一運(yùn)算放大器0P1的正電源輸入端、第二運(yùn)算放大 器0P2的正電源輸入端與+12V電源連接，第一運(yùn)算放大器0P1的負(fù)電源輸 入端、第二運(yùn)算放大器0P2的負(fù)電源輸入端與-12V電源連接。
A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的1腳與第二運(yùn)算放大器0P2的輸出端連接， A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的3腳與第一上拉電阻R7的一端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯 片ADS1100的4腳與第二上拉電阻R8的一端連接，第一上拉電阻R7的另 一端、第二上拉電阻R8的另一端以及A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的5腳與+5V 電源連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的2腳和6腳接地。
本發(fā)明中的第一瞬態(tài)抑制二極管Dl、第二瞬態(tài)抑制二極管D2構(gòu)成防 雷電電路，具有把過(guò)高的電壓限制在一個(gè)安全范圍之內(nèi)，從而起到保護(hù)后面電路的作用。第一濾波電容C1、第一濾波電感L1與三端濾波電容C2 — 起構(gòu)成第一n型濾波電路，三端濾波電容C2、第二濾波電感L2與第二濾
波電容C3—起構(gòu)成第二n型濾波電路，第一濾波電阻R1、第三濾波電容
C4與第二濾波電阻R2 —起構(gòu)成T型濾波電路，信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)n型濾波電 路和一個(gè)T型濾波電路之后，濾除有害的高頻成分。第一運(yùn)算放大器0P1 與第一反饋電阻R4、第二反饋電阻R5、第一交流反饋電容C6—起構(gòu)成同 向放大電路，使信號(hào)放大，其中第一反饋電阻R4與第二反饋電阻R5構(gòu)成 確定放大系數(shù)的電路。第三濾波電阻R3和第四濾波電容C5構(gòu)成RC濾波電 路，目的在于除去第一運(yùn)算放大器0P1產(chǎn)生的有害高頻噪聲，改善信噪比。 限幅保護(hù)二極管D3提供限幅保護(hù)的作用。第二運(yùn)算放大器0P2與第三反饋 電阻R6、第二交流反饋電容C7 —起構(gòu)成正向電壓跟隨電路，目的在于提 供低阻抗輸出，為A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100提供良好的信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換芯片 ADS1100與第一上拉電阻R7和第二上拉電阻R8 —起構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換電路， 把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)提供給CPU處理。本發(fā)明采用的元器件成熟可 靠、成本低廉、來(lái)源豐富。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明說(shuō)明。
如圖1所示，高爐煉鐵爐溫檢測(cè)電路包括十字熱電偶1、第一瞬態(tài)抑 制二極管Dl、第二瞬態(tài)抑制二極管D2、限幅保護(hù)二極管D3、第一濾波電 容C1、第二濾波電容C3、第三濾波電容C4、第四濾波電容C5、三端濾波 電容C2、第一交流反饋電容C6、第二交流反饋電容C7、第一濾波電阻R1、 第二濾波電阻R2、第三濾波電阻R3、第一反饋電阻R4、第二反饋電阻R5、 第三反饋電阻R6、第一上拉電阻R7、第二上拉電阻R8、第一濾波電感L1、 第二濾波電感L2、第一運(yùn)算放大器0P1、第二運(yùn)算放大器0P2、 A/D轉(zhuǎn)換芯 片ADS誦，A/D轉(zhuǎn)換芯片采用美國(guó)德州儀器公司的ADS1100A0IDBVT芯片。
第一瞬態(tài)抑制二極管Dl的陽(yáng)極分別與十字熱電偶的正極、第一濾波電 感L]的一端和第一濾波電容Cl的一端連接，第一瞬態(tài)抑制二極管Dl的陰
6極與第二瞬態(tài)抑制二極管D2的陰極連接，第一濾波電感L1的另一端與三 端濾波電容C2的一個(gè)正極端連接，三端濾波電容C2的另一個(gè)正極端與第 二濾波電感L2的一端連接，第二濾波電感L2的另一端分別與第二濾波電 容C3的一端、第一濾波電阻R1的一端連接，第一濾波電阻R1的另一端分 別與第二濾波電阻R2的一端、第三濾波電容C4的一端連接，第二濾波電 阻R2的另一端與第一運(yùn)算放大器0P1的同向輸入端連接，第一運(yùn)算放大器 0P1的反向輸入端分別與第一反饋電阻R4的一端、第二反饋電阻R5的一 端、第一交流反饋電容C6的一端連接，第二反饋電阻R5的另一端分別與 第一交流反饋電容C6的另一端、第一運(yùn)算放大器0P1的輸出端、第三濾波 電阻R3的一端連接，第三濾波電阻R3的另一端分別與第四濾波電容C5的 一端、限幅保護(hù)二極管D3的陰極、第二運(yùn)算放大器0P2的同向輸入端連接， 第二運(yùn)算放大器0P2的反向輸入端分別與第三反饋電阻R6的一端、第二交 流反饋電容C7的一端連接，第三反饋電阻R6的另一端分別與第二交流反 饋電容C7的另一端、第二運(yùn)算放大器0P2的輸出端連接，十字熱電偶的負(fù) 極、第二瞬態(tài)抑制二極管D2的陽(yáng)極、第一濾波電容C1的另一端、三端濾 波電容C2的負(fù)極端、第二濾波電容C3的另一端、第三濾波電容C4的另一 端、第一反饋電阻R4的另一端、第四濾波電容C5的另一端、限幅保護(hù)二 極管D3的陽(yáng)極接地，第一運(yùn)算放大器0P1的正電源輸入端、第二運(yùn)算放大 器0P2的正電源輸入端與+12V電源連接，第一運(yùn)算放大器0P1的負(fù)電源輸 入端、第二運(yùn)算放大器0P2的負(fù)電源輸入端與-12V電源連接；A/D轉(zhuǎn)換芯 片的1腳與第二運(yùn)算放大器0P2的輸出端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片的3腳與第 一上拉電阻R7的一端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片的4腳與第二上拉電阻R8的一 端連接，第一上拉電阻R7的另一端、第二上拉電阻R8的另-一端以及A/D 轉(zhuǎn)換芯片的5腳與+5V電源連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片的2腳和6腳接地。
權(quán)利要求
1、高爐煉鐵爐溫檢測(cè)電路，其特征在于包括十字熱電偶、第一瞬態(tài)抑制二極管D1、第二瞬態(tài)抑制二極管D2、限幅保護(hù)二極管D3、第一濾波電容C1、第二濾波電容C3、第三濾波電容C4、第四濾波電容C5、三端濾波電容C2、第一交流反饋電容C6、第二交流反饋電容C7、第一濾波電阻R1、第二濾波電阻R2、第三濾波電阻R3、第一反饋電阻R4、第二反饋電阻R5、第三反饋電阻R6、第一上拉電阻R7、第二上拉電阻R8、第一濾波電感L1、第二濾波電感L2、第一運(yùn)算放大器OP1、第二運(yùn)算放大器OP2、A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100；第一瞬態(tài)抑制二極管D1的陽(yáng)極分別與十字熱電偶的正極、第一濾波電感L1的一端和第一濾波電容C1的一端連接，第一瞬態(tài)抑制二極管D1的陰極與第二瞬態(tài)抑制二極管D2的陰極連接，第一濾波電感L1的另一端與三端濾波電容C2的一個(gè)正極端連接，三端濾波電容C2的另一個(gè)正極端與第二濾波電感L2的一端連接，第二濾波電感L2的另一端分別與第二濾波電容C3的一端、第一濾波電阻R1的一端連接，第一濾波電阻R1的另一端分別與第二濾波電阻R2的一端、第三濾波電容C4的一端連接，第二濾波電阻R2的另一端與第一運(yùn)算放大器OP1的同向輸入端連接，第一運(yùn)算放大器OP1的反向輸入端分別與第一反饋電阻R4的一端、第二反饋電阻R5的一端、第一交流反饋電容C6的一端連接，第二反饋電阻R5的另一端分別與第一交流反饋電容C6的另一端、第一運(yùn)算放大器OP1的輸出端、第三濾波電阻R3的一端連接，第三濾波電阻R3的另一端分別與第四濾波電容C5的一端、限幅保護(hù)二極管D3的陰極、第二運(yùn)算放大器OP2的同向輸入端連接，第二運(yùn)算放大器OP2的反向輸入端分別與第三反饋電阻R6的一端、第二交流反饋電容C7的一端連接，第三反饋電阻R6的另一端分別與第二交流反饋電容C7的另一端、第二運(yùn)算放大器OP2的輸出端連接，十字熱電偶的負(fù)極、第二瞬態(tài)抑制二極管D2的陽(yáng)極、第一濾波電容C1的另一端、三端濾波電容C2的負(fù)極端、第二濾波電容C3的另一端、第三濾波電容C4的另一端、第一反饋電阻R4的另一端、第四濾波電容C5的另一端、限幅保護(hù)二極管D3的陽(yáng)極接地，第一運(yùn)算放大器OP1的正電源輸入端、第二運(yùn)算放大器OP2的正電源輸入端與+12V電源連接，第一運(yùn)算放大器OP1的負(fù)電源輸入端、第二運(yùn)算放大器OP2的負(fù)電源輸入端與-12V電源連接；A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的1腳與第二運(yùn)算放大器OP2的輸出端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的3腳與第一上拉電阻R7的一端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的4腳與第二上拉電阻R8的一端連接，第一上拉電阻R7的另一端、第二上拉電阻R8的另一端以及A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的5腳與+5V電源連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片ADS1100的2腳和6腳接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及高爐煉鐵爐溫檢測(cè)電路?，F(xiàn)有電路效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、采樣時(shí)間長(zhǎng)、成本高昂。本發(fā)明包括十字熱電偶模塊、防雷電電路、濾波器模塊、低通濾波器模塊、同向運(yùn)放模塊、正向電壓跟隨器模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊。十字熱電偶模塊采用熱電偶來(lái)獲取爐溫溫度信號(hào)，防雷電電路起到保護(hù)后面電路的作用，濾波電容、濾波電感一起構(gòu)成∏型濾波電路和T型濾波電路，濾除有害的高頻成分。本發(fā)明采用的元器件成熟可靠、成本低廉、來(lái)源豐富。
文檔編號(hào)C21B7/24GK101492751SQ20091009641
公開(kāi)日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2009年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月2日
發(fā)明者周曉慧, 李樹(shù)奎, 薛安克, 鄒洪波, 魯仁全 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)