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淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀的制作方法

文檔序號:6588442閱讀:1290來源:國知局
專利名稱:淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種冷卻特性儀,尤其是一種精度高,顯示直觀,實現(xiàn) 冷速數(shù)值實時計算的淬火介質(zhì)冷卻特性儀,具體地說是一種淬火介質(zhì)冷卻特 性測試儀。
背景技術(shù)
目前,國內(nèi)外常見的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀大多采用電子積分器來實 現(xiàn)冷卻速度的計算功能,由于冷卻速度計算對采樣溫度值非常敏感,電子積 分器在進(jìn)行冷卻速度計算前,沒有對溫度特性曲線進(jìn)行數(shù)字濾波和求導(dǎo),得 到的冷卻速率值和冷卻速度隨溫度變化的特性曲線不夠精確,不能準(zhǔn)確的反 映介質(zhì)的冷卻特性。而且,現(xiàn)有的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀通常采用打印機(jī) 和數(shù)碼顯示管作為用戶界面,它的直觀性比較差,用戶操作時必須對照操作 碼示意表來進(jìn)行,使用繁瑣、不直觀,而且容易出錯。此外,現(xiàn)有的淬火介
質(zhì)冷卻特性儀存儲空間小、通常采用串行接口作為儀器和PC機(jī)通訊的接口,
但是目前的絕大多數(shù)筆記本和部分臺式機(jī)上,都已經(jīng)取消了串口設(shè)備,這無 疑給冷卻特性測試儀的使用帶來極大麻煩,而且通訊速度比較慢,給數(shù)據(jù)傳 輸帶來了不便。因此,現(xiàn)有的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀不具有實時計算冷卻 速度,直觀顯示計算結(jié)果,存儲信息量大和數(shù)據(jù)傳輸高速便捷的要求,不能 滿足現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀存在的冷卻速 度計算不及時,計算結(jié)果顯示的直觀性差,存儲信息量小和數(shù)據(jù)傳輸速度慢
3的問題,提出一種能實時計算冷卻速度,直觀顯示計算結(jié)果,存儲信息量大 和數(shù)據(jù)傳輸高速便捷的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀。 本實用新型的技術(shù)方案是
一種淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀,其特征是它包括帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯?模塊、降噪模塊、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲器、鍵盤和顯示器,帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤?放大模塊的信號輸入端作為淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀的信號輸入與淬火介質(zhì) 冷卻特性測試儀探頭部分的熱電偶的信號輸出端相連,帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤?大模塊的信號輸出端與降噪模塊的信號輸入端相連,降噪模塊的信號輸出端 接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號輸入端,單片機(jī)的存儲信號端與數(shù)據(jù)存儲器相連,單片 機(jī)的控制信號輸入端與鍵盤相連,單片機(jī)的顯示輸出端與顯示器的信號輸入 端相連。
本實用新型的單片機(jī)的通用串行總線USB輸出端與電腦相連。
本實用新型還包括聲光提示設(shè)備,聲光提示設(shè)備包括LED顯示燈和蜂鳴
器,單片機(jī)的提示信號輸出端與聲光提示設(shè)備的對應(yīng)信號輸入端相連。
本實用新型的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀由電源模塊為相應(yīng)的工作模塊提 供工作電源。
本實用新型的降噪模塊包括電容C、電感L和電阻R,電阻R的一端作
為降噪模塊的信號輸入端接帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號輸出端,電阻R 的另一端分別接電容C和電感L的一端,電容C的另一端接地,電感L的另
一端作為降噪模塊的信號輸出接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號輸入端。 本實用新型的有益效果
1、 本實用新型依托單片機(jī)強(qiáng)勁的計算能力,可以實現(xiàn)冷卻速度數(shù)值的實 時計算。由于冷卻速度的計算對采樣溫度值非常敏感,在進(jìn)行冷卻速度計算 前單片機(jī)對溫度特性曲線進(jìn)行數(shù)字濾波,隨后對濾波后的溫度特性曲線進(jìn)行 數(shù)值求導(dǎo),得到冷卻速度的數(shù)值和冷卻速度隨溫度變化的特性曲線實時準(zhǔn)確, 可靠性高。
2、 本實用新型采用LCD顯示器構(gòu)成用戶界面,使用圖形菜單的形式,通過測試設(shè)置向?qū)硗瓿蓽y試參數(shù)設(shè)置,不僅界面友好直觀,而且不易出錯。 探頭的熱電偶所測溫度和測試結(jié)果都實時顯示在LCD顯示器上,本實用新型 的便捷性好,可操作性強(qiáng)。
3、 本實用新型測試所得數(shù)據(jù)在單片機(jī)控制下存儲在數(shù)據(jù)存儲器FLASH芯 片中,并可通過通用串行總線USB信號輸出端存儲于電腦上。儀器采用大容 量數(shù)據(jù)存儲器FLASH芯片,可保存超過512次的測試數(shù)據(jù),為用戶現(xiàn)場測試 提供非常大的自由度。
4、 本實用新型采用目前普遍使用的通用串行總線USB作為通訊接口,不 僅可方便的與電腦連接通訊,而且在通訊速度上遠(yuǎn)高于串行接口。
5、 本實用新型具有多種提醒和報警裝置,首先在顯示器的用戶界面上有 測試顯示,還有由LED顯示器和蜂鳴器構(gòu)成的聲光提示設(shè)備,用來提醒測試 開始、測試結(jié)束和儀器故障。


圖1是本實用新型的原理框圖。
圖2是本實用新型降噪模塊的電路圖。
圖3是本實用新型電源模塊的電路圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。 如圖1所示, 一種淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀,它包括帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤?放大模塊(型號可為AD595AQ)、降噪模塊、單片機(jī)(可采用SOC單片機(jī), 型號可為C8051F340)、數(shù)據(jù)存儲器(采用FLASH存儲器,型號可為 at45db801)、鍵盤和顯示器(采用4.2英寸LCD顯示器),帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤?放大模塊的信號輸入端作為淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀的信號輸入與淬火介質(zhì) 冷卻特性測試儀探頭部分的熱電偶的信號輸出端相連,帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤?大模塊的信號輸出端與降噪模塊的信號輸入端相連,降噪模塊的信號輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號輸入端,單片機(jī)的存儲信號端與數(shù)據(jù)存儲器相連,單片 機(jī)的控制信號輸入端與鍵盤相連,單片機(jī)的顯示輸出端與顯示器的信號輸入 端相連。單片機(jī)的通用串行總線USB信號輸出端與電腦相連。本實用新型還
包括聲光提示設(shè)備,聲光提示設(shè)備包括LED顯示燈和蜂鳴器,單片機(jī)的提示 信號輸出端與聲光提示設(shè)備的對應(yīng)信號輸入端相連。
本實用新型的帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K(型號可為AD595AQ),采用 帶冷端補(bǔ)償?shù)臒犭娕紝S梅糯笃麟娐穼型熱偶的輸出信號進(jìn)行放大,以 AD595AQ構(gòu)成的典型放大電路予以實現(xiàn)。采用12V電源對AD595AQ供電, 可確保電路在熱電偶工作于0 1200度之間時,對熱電偶的輸出信號進(jìn)行放 大和冷端補(bǔ)償。
本實用新型的單片機(jī)(可采用SOC單片機(jī),型號可為C8051F340)是一 個完整的SOC系統(tǒng),具有10bit高速ADC、 USB控制器、高速8051微內(nèi)核、 較大容量程序FLASH和精準(zhǔn)時鐘源等,其最高工作時鐘頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過80C51 系列單片機(jī),指令執(zhí)行周期也遠(yuǎn)小于80C51系列單片機(jī),是淬火介質(zhì)冷卻特 性測試儀主機(jī)的核心處理器。首先,利用內(nèi)置高速ADC對輸入電壓信號進(jìn)行 采樣,將模擬信號轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼,由于電壓信號代表了熱偶的溫度,很顯 然,這個二進(jìn)制碼也就對應(yīng)著某一個溫度值。由于測試環(huán)境不可避免的存在 噪聲,即使在噪聲濾波電路后,依然不能忽略噪聲的影響。在AD采樣時, 采用多次采樣求平均值的方法來減小噪聲的影響。
本實用新型的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀由電源模塊為相應(yīng)的工作模塊提 供工作電源。如圖3所示,電源模塊采用整流二極管和濾波電容將220V市電 電源進(jìn)行通過常用的整流濾波電路整流濾波產(chǎn)生12V直流電源,隨后采用電 壓轉(zhuǎn)換芯片IC2 (型號可為AOZIOIO),將12V直流電源變換成穩(wěn)定且具有較 好電流負(fù)載能力的5V直流電源,再采用電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3 (型號可為 LM1117-3.3V)將5V直流電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定且紋波小的3.3V直流電源。其中, 12V直流電源供給探頭手柄內(nèi)的帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K(型號可為 AD595AQ), 5V直流電源供給顯示器、鍵盤、蜂鳴器、LED顯示燈和通用串
6行總線接口即USB 口, 3.3V供給單片機(jī)(可采用SOC單片機(jī),型號可為 C8051F340)和數(shù)據(jù)存儲器(采用FLASH存儲器,型號可為at45db801 )。
本實用新型的降噪模塊采用電容、電感以及電阻等無源元件構(gòu)成噪聲濾 波網(wǎng)絡(luò),對輸入電壓信號進(jìn)行濾波,有效降低信號噪聲。如圖2所示,降噪 模塊包括電容C、電感L和電阻R,電阻R的一端作為降噪模塊的信號輸入 端接帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號輸出端,電阻R的另一端分別接電容 C和電感L的一端,電容C的另一端接地,電感L的另一端作為降噪模塊的 信號輸出接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號輸入端。
本實用新型的鍵盤采用由16個微型按鈕構(gòu)成的4X4矩陣式鍵盤,這樣 16個鍵盤只需要8個輸入/輸出10 口即可完成,大大節(jié)約了IO口資源。矩陣 式鍵盤的掃描程序比并行鍵盤的掃描程序復(fù)雜,掃描時間也略長,但對性能 強(qiáng)勁的SOC單片機(jī)(型號可為C8051F340)來說,完全可以做到及時有效的 鍵盤響應(yīng)。
權(quán)利要求1、一種淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀,其特征是它包括帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K、降噪模塊、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲器、鍵盤和顯示器,帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號輸入端作為淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀的信號輸入與淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀探頭部分的熱電偶的信號輸出端相連,帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號輸出端與降噪模塊的信號輸入端相連,降噪模塊的信號輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號輸入端,單片機(jī)的存儲信號端與數(shù)據(jù)存儲器相連,單片機(jī)的控制信號輸入端與鍵盤相連,單片機(jī)的顯示輸出端與顯示器的信號輸入端相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀,其特征是所述的單片機(jī) 的通用串行總線USB輸出端與電腦相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀,其特征是所述的淬火介 質(zhì)冷卻特性測試儀還包括聲光提示設(shè)備,聲光提示設(shè)備包括LED顯示燈和蜂 鳴器,單片機(jī)的提示信號輸出端與聲光提示設(shè)備的對應(yīng)信號輸入端相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀,其特征是所述的淬火介 質(zhì)冷卻特性測試儀由電源模塊為相應(yīng)的工作模塊提供工作電源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀,其特征是所述的降噪模 塊包括電容C、電感L和電阻R,電阻R的一端作為降噪模塊的信號輸入端 接帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號輸出端,電阻R的另一端分別接電容C 和電感L的一端,電容C的另一端接地,電感L的另一端作為降噪模塊的信號輸出接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號輸入端。
專利摘要一種淬火介質(zhì)冷卻特性測試儀,它包括帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K、降噪模塊、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲器、鍵盤和顯示器,帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的輸入端接熱電偶的輸出端,帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的輸出端接降噪模塊的輸入端,降噪模塊的輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端,單片機(jī)的存儲端接數(shù)據(jù)存儲器,單片機(jī)的控制輸入端與鍵盤相連,單片機(jī)的顯示輸出端接顯示器。本實用新型能實時計算冷卻速度,具有直觀顯示計算結(jié)果,存儲信息量大和數(shù)據(jù)傳輸高速便捷的優(yōu)點。
文檔編號G06F13/38GK201331515SQ20092003852
公開日2009年10月21日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者左永平, 林天泉, 聶曉霖, 益 鄭 申請人:南京科潤工業(yè)介質(zhì)有限公司
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