专利名称：防爆型多点测温系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度探测技术，具体地说，是一种利用铠装多点热电偶、多通道温 度变送器和防爆箱构成的防爆型多点测温系统。
背景技术：
目前工业常用热电偶和变送器组成的系统比较复杂，一般由一支热电偶对应一只 变送器，现场的构成元素多种多样，许多变送器都需要外加保护盘和保护箱来加以保护，占 用的空间和位置都大，需要大量电缆和补偿导线。很多单独的锅炉合成塔装置需要与控制 系统相连，而因为距离太远或现场条件不允许等因素造成许多困难。现有技术的缺点是在测量合成塔、反应罐、脱硫环节以及管道等介质中的温度 时，采用传统的温变模块只能接收一个点的热偶信号，但在实际情况中，需要同时测量不同 深度、不同位置的温度并进行PLC (Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器) 或DCS (Distributed Control System，分布式控制系统)控制，如果采用传统热电偶和传 统的变送器，则需要多支热电偶和多只变送器才能实现以上功能，从而需要大量的连接电 缆和补偿导线，而且每个变送器外加一个保护箱，增加了安装成本，同时，传统的变送器还 需要与模数转换装置连用，使用起来非常不方便。发明内容针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种防爆型多点测温系统，在测 量合成塔、反应罐以及管道等介质中的温度时，一个温度感应器可同时测量不同深度温度， 一个变送器可以处理多个温度探测点的数据，系统结构简单，实用性强，便于用户使用和维 护，系统成本也比较低廉。为了实现上述目的，本实用新型提供一种防爆型多点测温系统，包括温度感应器、 变送器以及控制系统，其关键在于所述温度感应器设置有N根长度不一的热电偶，用于测 试N个不同位置点的温度，所述变送器设置有P个模拟输入接口、一个数字输出接口，所述 模拟输入接口与所述温度感应器中的一根热电偶电性连接，所述变送器将P个模拟输入接 口所接收的模拟电偶信号转化为数字信号并以RS485形式从数字输出接口输出，所述变送 器的输出端还连接有信号端子，所述信号端子将Q个变送器输入的信号按RS485总线协议 合成一路信号上传至信号转接器，所述信号转接器将RS485总线协议的信号按RS232协议 转换并将转换的数据上传到所述控制系统中，所述N、P、Q均为大于或等于1的整数，且P大 于或等于N，所述N、P以及Q的取值根据具体的应用场合确定。每一个温度感应器中设置有N根长度不一的热电偶，可以同时测量同一位置不同 深度的温度点，一个变送器中设置有P个模拟输入接口，可以同时处理P个热电偶上传的模 拟电偶信号，通常在应用场合中将P设为N的倍数，使得一个变送器与多个温度感应器配 套，如果测量的位置点过多，可以将多个变送器的输出信号接口连接在同一个信号端子上， 变送器将将P个模拟输入接口所接收的模拟电偶信号转化为数字信号并以RS485形式从数字输出接口输出，而信号端子则将Q个变送器输入的信号按RS485总线协议合成一路信号 上传至信号转接器，最终由信号转接器按照RS232协议上传到控制系统中，整个过程实现 了数字式信号传输，减少了信号在传递过程中的衰减，控制系统通过地址寻址确定每个变 送器中每个模拟通道的地址，通过软件读取每个模块每个地址的数据而实时获得现场真实 数据。为了各种危险场合的应用，所述温度感应器为防爆型铠装多点热电偶，包括防爆 接线盒、金属保护管以及铠装热电偶，所述防爆接线盒的侧壁上开设有两个电气接口，所述 金属保护管的上端伸入防爆接线盒内并与所述防爆接线盒固接在一起，在金属保护管内穿 设有N根长度不一的铠装热电偶，其中N=l_4，一般情况设为4根。相应地，变送器采用多通 道温度变送器，设置有P个模拟输入接口，其中P=8，也就是说，一个变送器可以对应于两个 温度感应器。所述金属保护管的上段还套装有加强机构，该加强机构由补强管和法兰盘构成， 其中补强管的上端与所述防爆接线盒的外壁焊接固定，补强管的下端与法兰盘焊接固定， 补强管下端与金属保护管的连接处还设置有闷头，该闷头套装在补强管与法兰盘之间，补 强管与闷头之间焊接固定，闷头与金属保护管的外壁焊接固定。所述变送器、信号端子以及信号转接器均内置于防爆箱中，主要利用间歇隔爆 原理，采用具有足够强度的防爆箱，能够在各种危险场所起到保护作用，防爆等级可达 EXd II CT6。通常在工业控制中，控制系统采用PLC控制系统或DCS控制系统。本实用新型的显著效果是一个温度感应器可同时测量多个不同深度的温度点， 一个变送器可以处理多个温度探测点的数据，而且采用的变送器自带模数转换功能，多个 变送器的数据信号线汇成总线以RS485通信协议上传到信号转接器中，最后由信号转接器 上传到控制系统，采用树形分布，系统结构简单，实用性强，相对于传统的热电偶和变送器 来说，用户使用和维护更加方便，所需防爆箱的数量相对较少，系统成本也比较低廉。
图1是本实用新型的电路原理框图；图2是图1中变送器2的信号管脚分布图；图3是图1中温度感应器1的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例及其工作原理进行详细的描述。如图1所示，本实用新型提出一种防爆型多点测温系统，包括温度感应器1、变送 器2以及控制系统3，所述温度感应器1为防爆型铠装多点热电偶，其内部设置有4根长度 不一的热电偶，可以同时测量4个不同深度的温度点，变送器2为多通道温度变送器，设置 有8个模拟输入接口，可以同时输入8个现场温度点，这样每一个变送器2可以连接两个温 度感应器1，多个变送器2以RS485协议输出的数字信号经过信号端子4合成并以RS485总 线上传到信号转接器5中，图中变送器2的数量为3，信号转接器5用于实现RS485与RS232 通信协议的转换，最终将获取的现场数据上传到控制系统3中，根据不同的工业应用场所，控制系统3可以采用PLC控制系统，也可以采用DCS控制系统。如图2所示，变送器2的8个模拟输入接口分别为Vl 士一V8士，图中的R)(D，TXD为 数字信号输出接口，24V+和OV为变送器电源接口，控制系统可以向信号转接器5提供24V 的直流电源，通过信号转接器5为变送器2以及其他现场设备供电，变送器2按照寻址方式 处理8路信号输入端口上传的模拟电偶信号，测量准确度为士0. 2°C，扫描周期小于1. 5秒， 8路模拟通道接收到的信号在变送器2内完成模数转换，转换后的数字信号按照RS485通信 协议从RXD，T)(D数字信号输出接口输出。数据上传的过程采用数字信号传输，减少了信号 在传送过程中的衰减。如图3所示，为了实现温度感应器1同时测量多个不同深度的温度点，所述温度感 应器1为防爆型铠装多点热电偶，包括防爆接线盒11、金属保护管13以及铠装热电偶14， 所述防爆接线盒11的侧壁上开设有两个电气接口 111，所述金属保护管13的上端伸入防爆 接线盒11内并与所述防爆接线盒11固接在一起，在金属保护管13内穿设有4根长度不一 的铠装热电偶14，可以测量1-4个温度点，图3为半剖图，只看到3根。所述金属保护管13的上段还套装有加强机构12，该加强机构12由补强管121和 法兰盘122构成，其中补强管121的上端与所述防爆接线盒11的外壁焊接固定，补强管121 的下端与法兰盘122焊接固定，补强管121下端与金属保护管13的连接处还设置有闷头 123，该闷头123套装在补强管121与法兰盘122之间，补强管121与闷头123之间焊接固 定，闷头123与金属保护管13的外壁焊接固定。为了能够适应具有爆炸性气体的危险场所，所述变送器2、信号端子4以及信 号转接器5均内置于防爆箱中，在防爆箱上设置有多个电气接口，用于穿插信号连接线 和电源导线，将各种现场电气设备安装在防爆箱内，使得整个系统的防爆等级可以达到 EXd II CT6，可以广泛应用于合成塔、反应罐以及脱硫环境等介质的温度测量，增强了系统 的安全特性。本实用新型的工作原理是利用防爆型铠装多点热电偶作为温度感应器1，一只温度感应器内有4根长度不 一的热电偶，可以同时测量4个温度点，变送器2采用多通道变送器，一个变送器可以同时 处理8个温度探测点上传的模拟电偶信号，变送器2将接收的模拟电偶信号转化为数字 信号并以RS485形式从数字输出接口输出，而信号端子4则将多个变送器2输入的信号按 RS485总线协议合成一路信号上传至信号转接器5，最终由信号转接器5按照RS232协议上 传到控制系统3中，整个过程实现了数字式信号传输，减少了信号在传递过程中的衰减，控 制系统通过地址寻址确定每个变送器中每个模拟通道的地址，通过软件读取每个模块每个 地址的数据而实时获得现场真实数据。权利要求1.一种防爆型多点测温系统，包括温度感应器(1)、变送器(2)以及控制系统(3)，其特 征在于所述温度感应器(1)设置有N根长度不一的热电偶，用于测试N个不同位置点的温 度，所述变送器(2 )设置有P个模拟输入接口、一个数字输出接口，所述模拟输入接口与所 述温度感应器(1)中的一根热电偶电性连接，所述变送器(2)将P个模拟输入接口所接收 的模拟电偶信号转化为数字信号并以RS485形式从数字输出接口输出，所述变送器(2)的 输出端还连接有信号端子(4)，所述信号端子(4)将Q个变送器(2)输入的信号按RS485总 线协议合成一路信号上传至信号转接器(5)，所述信号转接器(5)将RS485总线协议的信号 按RS232协议转换并将转换的数据上传到所述控制系统(3)中，所述N、P、Q均为大于或等 于1的整数，且P大于或等于N。
2.根据权利要求1所述的防爆型多点测温系统，其特征在于所述温度感应器(1)为防 爆型铠装多点热电偶，包括防爆接线盒(11)、金属保护管(13)以及铠装热电偶(14)，所述 防爆接线盒(11)的侧壁上开设有两个电气接口(111)，所述金属保护管(13 )的上端伸入防 爆接线盒(11)内并与所述防爆接线盒(11)固接在一起，在金属保护管(13)内穿设有N根 长度不一的铠装热电偶(14)，其中N=l-4。
3.根据权利要求2所述的防爆型多点测温系统，其特征在于所述金属保护管(13)的 上段还套装有加强机构(12)，该加强机构(12)由补强管(121)和法兰盘(122)构成，其中补 强管(121)的上端与所述防爆接线盒(11)的外壁焊接固定，补强管(121)的下端与法兰盘 (122)焊接固定，补强管(121)下端与金属保护管(13)的连接处还设置有闷头(123)，该闷 头(123)套装在补强管(121)与法兰盘(122)之间，补强管(121)与闷头(123)之间焊接固 定，闷头(123)与金属保护管(13)的外壁焊接固定。
4.根据权利要求1所述的防爆型多点测温系统，其特征在于所述变送器(2)为多通道 温度变送器，设置有P个模拟输入接口，其中P=8。
5.根据权利要求1所述的防爆型多点测温系统，其特征在于所述变送器(2)、信号端 子(4)以及信号转接器(5)均内置于防爆箱中。
6.根据权利要求1所述的防爆型多点测温系统，其特征在于所述控制系统(3)为PLC 控制系统或DCS控制系统。
专利摘要本实用新型公开了一种防爆型多点测温系统，包括温度感应器、变送器以及控制系统，其特征在于温度感应器设置有N根长度不一的热电偶，用于测试N个不同位置点的温度，变送器设置有P个模拟输入接口、一个数字输出接口，模拟输入接口与温度感应器中的一根热电偶电性连接，数字输出接口还连接有信号端子以及信号转接器。其显著效果是一个温度感应器可同时测量多个不同深度的温度点，一个变送器可以处理多个温度探测点的数据，变送器自带模数转换功能，多个变送器的数据信号线汇成总线以RS485通信协议上传到信号转接器中，再由信号转接器接入控制系统，系统采用树形分布，结构简单，实用性强，使用和维护方便，成本也比较低廉。
文档编号G01K7/02GK201837478SQ20102057645
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者汪联军 申请人:重庆迪洋仪表有限责任公司