一種電解槽智能手持測量儀的制作方法
【專利摘要】一種電解槽智能手持測量儀，其包括：一熱電偶采集電路；一電壓信號采集電路；一運算放大及信號處理電路，連接于該熱電偶采集電路和電壓信號采集電路的輸出端；一AD轉(zhuǎn)換電路連接于運算放大及信號處理電路的輸出端；一中央處理器，連接AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端、一存儲電路、一外部接口電路、一操控單元及一顯示單元，該中央處理器接收的數(shù)字采集信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度及電壓值，并存儲到存儲器中，當(dāng)需要上傳數(shù)據(jù)時，通過操控單元選擇外部接口電路中的相應(yīng)通信方式后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行處理。本實用新型能夠精確采集鋁電解槽爐底壓降及溫度，自動記錄存儲測量數(shù)據(jù)，并通過外設(shè)接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)指導(dǎo)鋁電解生產(chǎn)，減少人工成本，提高工作效率。
【專利說明】一種電解槽智能手持測量儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鋁電解槽常用參數(shù)測量儀器，特別是一種用于采集及自動記錄并保存電解槽爐低壓降及爐膛溫度等參數(shù)的電解槽智能手持測量儀。
【背景技術(shù)】
[0002]目前工業(yè)電解鋁現(xiàn)場的很多電解槽數(shù)據(jù)都采用現(xiàn)場采集并人工筆錄的形式來完成，如單臺電解槽的溫度、爐底壓降，通過工作人員利用不同的測量儀器(測溫儀、毫伏表)分別進(jìn)行測量后人工手寫記錄，全部測量完成后交計算機(jī)站由操作員人工錄入電腦，指導(dǎo)鋁電解生產(chǎn)。由于這項工作繁瑣，因此完成這項工作至少需要二人，且不能保證錄入數(shù)據(jù)的正確無誤。如果能根據(jù)電解鋁廠需求開發(fā)一種儀器，實現(xiàn)電解槽溫度、電壓自動采集，且自動存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并通過USB或其它類似的接口和電腦相連，以文檔的形式提供給上位機(jī)，再由上位機(jī)軟件將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分發(fā)給各個鋁電解分廠指導(dǎo)電解鋁生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在于為解決電解鋁工業(yè)現(xiàn)場的槽溫、爐底壓降等物理量的人工抄錄問題提供一種電解槽智能手持測量儀，能夠精確采集單臺鋁電解槽爐底壓降及溫度，自動記錄存儲測量數(shù)據(jù)，并通過USB、工業(yè)CAN總線、串口等外設(shè)接口將保存數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)處理后指導(dǎo)鋁電解生產(chǎn)，減少人工成本，提高工作效率，并保證錄入數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。
[0004]本發(fā)明通過以下方案實現(xiàn):一種電解槽智能手持測試儀包括:
[0005]一熱電偶采集電路，用于采集電解槽溫度，溫度(Tl020°C ；
[0006]一電壓信號采集電路，用于采集電解槽爐底壓降，精度可達(dá)0.lmV，最高可以承受電壓為100V ；
[0007]—運算放大及信號處理電路，連接于該熱電偶采集電路和電壓信號采集電路的輸出端，用于對熱電偶采集電路、電壓信號采集電路送入的信號進(jìn)行放大、濾波及零點調(diào)整；
[0008]一 AD轉(zhuǎn)換電路，連接于運算放大及信號處理電路的輸出端，用于將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0009]一中央處理器，連接AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端及一存儲電路、一外部接口電路、一操控單元和一顯示單元，該中央處理器接收AD轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度及電壓值，并將這些數(shù)據(jù)存儲到存儲電路的數(shù)據(jù)存儲器中，同時在顯示單元上顯示，當(dāng)需要上傳數(shù)據(jù)時，通過操控單元選擇外部接口電路中的相應(yīng)通信方式后將數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行處理；
[0010]一電源管理單元，用于管理系統(tǒng)供電及調(diào)整系統(tǒng)在不同工作條件下的工作電流，其包括與AD轉(zhuǎn)換電路連接的電池電壓采集電路，延長系統(tǒng)工作時間。
[0011]所述熱電偶采集電路、電壓信號采集電路、運算放大及信號處理電路、AD轉(zhuǎn)換電路、中央處理器、存儲電路、外部接口電路設(shè)置于一外殼中，操控單元、顯示單元設(shè)置于該外殼上，該外殼上還設(shè)置有外部接口電路的外部通信接口、與熱電偶采集電路和電壓信號采集電路連接的傳感器接口、存儲電路的存儲卡插入口。
[0012]所述操控單元優(yōu)選為導(dǎo)電膠按鍵，所述顯示單元優(yōu)選為液晶顯示屏。所述操控單元用于設(shè)置電解槽槽號，所述顯示單元用于顯示采集的溫度、電壓量值以及電池電量等參數(shù)。
[0013]所述外殼為通用的儀表外殼。
[0014]所述外部通信接口包括與電腦相連的多個USB接口，與電解槽控制設(shè)備相連的串行通信及工業(yè)總線CAN通信接口，用于將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)處理。所述USB接口分為minUSB接口和常規(guī)USB接口。
[0015]所述存儲電路用于存儲電解槽號、采集電解槽溫度及爐底壓降值等相關(guān)參數(shù)。
[0016]本實用新型通過熱電偶采集電路、電壓信號采集電路解決了電解鋁工業(yè)現(xiàn)場的槽溫、爐底壓降等物理量的人工抄錄問題，本實用新型是一種成本低、精度高、并能與現(xiàn)有鋁電解控制設(shè)備直連實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄芑O(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型電解槽智能手持設(shè)備硬件原理圖。
[0018]圖2為本實用新型電解槽智能手持設(shè)備外觀結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在參考附圖描述本實用新型的實施例。圖1為本實用新型電解槽智能手持設(shè)備一實施例的硬件原理圖，圖2為本實用新型電解槽智能手持設(shè)備一實施例的外觀結(jié)構(gòu)圖，該實施例適用于電解槽溫度及電壓采集。在該實施例中，本實用新型電解槽智能手持測量儀包括熱電偶采集電路1、電壓信號采集電路2、運算放大及信號處理電路3、AD轉(zhuǎn)換電路4、中央處理器5、存儲電路8、外部接口電路9、電池電壓采集電路10、操控單元6、顯示單元7以及電源管理電路11。
[0020]由圖2可知,該電解槽智能手持儀包括一外殼19,該外殼19上設(shè)有熱電偶米集電路I和電壓信號采集電路2的電壓及溫度傳感器接口 12，該外部接口電路9的串行通信及工業(yè)總線CAN通信接口 13、minUSB接口 16及常規(guī)USB接口 17，顯示單元7的液晶顯示屏14，存儲電路8的存儲卡插入口(SD卡安裝位置15)，操控單元6的導(dǎo)電膠按鍵18。
[0021]所述熱電偶采集電路I用于采集電解槽溫度，傳感器為熱電偶，通過專門的熱電偶采集芯片將溫度轉(zhuǎn)換成電壓值，送入運算放大及信號處理電路3進(jìn)行處理。
[0022]所述電壓信號采集電路2用于采集電解槽爐底壓降，進(jìn)過過壓保護(hù)并將差分信號轉(zhuǎn)成有效電壓后送入運算放大及信號處理電路3進(jìn)行處理。
[0023]所述運算放大及信號處理電路3用于對熱電偶采集電路1、電壓信號采集電路2送入的信號進(jìn)行放大、濾波及零點調(diào)整后送入AD轉(zhuǎn)換電路4進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0024]所述AD轉(zhuǎn)換電路4將運算放大及信號處理電路3傳入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸?shù)街醒胩幚砥?進(jìn)行處理。
[0025]所述中央處理器5為32位ARM處理器，接收AD轉(zhuǎn)換電路4的數(shù)字信號進(jìn)行計算，計算出準(zhǔn)確的溫度及電壓值，并將計算出的數(shù)據(jù)存儲到SD卡數(shù)據(jù)存儲器中，當(dāng)需要上傳數(shù)據(jù)時，通過操控單元(導(dǎo)電膠按鍵)6選擇相應(yīng)的通信方式將SD卡中的數(shù)據(jù)通過外部接口電路9傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行處理。
[0026]所述操控單元6為導(dǎo)電膠按鍵，用于選擇通信方式、設(shè)置槽號等。
[0027]所述顯示單元7用于顯示系統(tǒng)運行情況及相關(guān)參數(shù)，配合操控單元6完成對系統(tǒng)的設(shè)置。
[0028]所述外部接口電路9包括USB接口、串行通信及工業(yè)總線CAN通信接口，其中USB接口、串行通信口用于與計算機(jī)相連，工業(yè)總線CAN通信接口用于與電解槽控制設(shè)備相連，可以將存儲電路8中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)(計算機(jī))上。
[0029]所述電源管理電路11由專門的電源管理芯片及相關(guān)電路組成，根據(jù)不同模式(低功耗模式、關(guān)斷、部分功能使用模式等)為系統(tǒng)供電，并能對電池進(jìn)行充放電管理。
【權(quán)利要求】
1.一種電解槽智能手持測量儀，其特征在于包括: 一熱電偶采集電路，用于采集電解槽溫度； 一電壓信號采集電路，用于采集電解槽爐底壓降； 一運算放大及信號處理電路，連接于該熱電偶采集電路和電壓信號采集電路的輸出端，用于對熱電偶采集電路、電壓信號采集電路送入的信號進(jìn)行放大、濾波及零點調(diào)整； 一 AD轉(zhuǎn)換電路，連接于運算放大及信號處理電路的輸出端，用于將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 一中央處理器，連接AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端及一存儲電路、一外部接口電路、一操控單元和一顯示單元，該中央處理器接收AD轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字信號，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度及電壓值，并將這些數(shù)據(jù)存儲到存儲電路的數(shù)據(jù)存儲器中，同時在顯示單元上顯示，當(dāng)需要上傳數(shù)據(jù)時，通過操控單元選擇外部接口電路中的相應(yīng)通信方式后將數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行處理； 一電源管理單元，用于管理系統(tǒng)供電及調(diào)整系統(tǒng)在不同工作條件下的工作電流，其包括與AD轉(zhuǎn)換電路連接的電池電壓采集電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解槽智能手持測量儀，其特征在于，所述熱電偶采集電路、電壓信號采集電路、運算放大及信號處理電路、AD轉(zhuǎn)換電路、中央處理器、存儲電路、外部接口電路設(shè)置于一外殼中，操控單元、顯示單元設(shè)置于該外殼上，該外殼上還設(shè)置有外部接口電路的外部通信接口、與熱電偶采集電路和電壓信號采集電路連接的傳感器接口、存儲電路的存儲卡插入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電解槽智能手持測量儀，其特征在于，所述外部通信接口包括串行通信及工業(yè)總線CAN通信接口和多個USB接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電解槽智能手持測量儀，其特征在于，所述USB接口分為minUSB接口和常規(guī)USB接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電解槽智能手持測量儀，其特征在于，所述操控單元優(yōu)選為導(dǎo)電膠按鍵，所述顯示單元優(yōu)選為液晶顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電解槽智能手持測量儀，其特征在于，所述傳感器接口連接溫度傳感器和電壓傳感器。
【文檔編號】G01D21/02GK203768473SQ201420150981
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】張文根, 陳鴻飛 申請人:湖南盛翔自控有限公司