专利名称：淬火测温仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测温仪的设计和制造技术领域。
目前，淬火工艺过程中，被淬火工件的温度取决于加热时间，但是在加热时间一定时，由于工件本身大小不一，因此其温度一定不同，淬火后工件的质量就会出现差异，甚至造成质量不过关，浪费严重。
本实用新型的目的是提供一种测温准确，可测得小目标工件真实温度的淬火测温仪。
本实用新型的目的是这样实现的，其由棱镜分光装置、光电转换、前置放大、模数转换、单片机数据处理系统、数模转换及输出和电源电路构成。数模转换及输出电路是将单片机输出的代表被测温度的数字信号和数字通讯信号，分别通过光电耦合器U10(TLP521-4)和快速光耦U11、U12(6N136)向后级传输，其中温度信号通过光电耦合器后，首先经施密特反向门U16(74HC14)整形，再传给数模转换集成电路U13(MAX504)的2、4、5脚，由其12脚输出电压模拟信号，MAX504的1脚为强反馈端，保证T2，T3组成的V/I转换电路的带载能力和输出值的稳定，数字通讯信号的串行输入、输出口TXD、RXD分别接到U11、U12的3、6脚上，再分别由6、3脚连接到通信集成电路MAX485，MAX485的2、3脚，与U16(74HC14)的8脚连接，受单片机发送过来的高低电信号控制决定其工作的收发状态，6、7脚在D6、D7、D8稳压管的保护下，直接与微机连接，实现数字通讯功能。电源电路为外接的24V电源经D5保护二极管和C13、C14滤波后，由U17(24D5)电压转换电路转换输出±5V直流电压，此电压在经C15、C16和C17、C18器件滤波为单片机和模数转换电路提供±5V电源，经C13、C14波后的电源同时提供给U15开关电源转换电路(MC34063)由其2输出，经蓄流二极管Z1，高频扼流圈L1，储能电容C21及滤波电容C23、C24等的作用下，为光耦后面的电路U10、U11、U12U13、U4、U16提供电源。
本实用新型的优点是结构合理，能对小目标工件测量真实温度值，采用光电耦合器U10和快速光耦U11，U12向后级传输，实现隔离作用，使信号更准确。采用电源分别提供，提高抗干扰能力，避免干扰信号从电源串入信号通道，测得温度值更准确稳定。单片机选用内存为30MROM(75E58)节省了外接存储器。采用辐射方式，比色原理进行测温，因此在淬火现场工件频繁，水汽、灰尘大的环境下，特别适用，彻底解决了以加热时间来确定加热温度带来的成品合格率低的问题。
以下结合附图及实施例对本实用新型进行详细的说明。
图1为本实用新型光电转换、前置放大、模数转换、单片机数据处理系统电路图。
图2为本实用新型数模转换及输出电路图。
图3、4为本实用新型电源电路图。
图5为本实用新型结构示意图。
该淬火测温仪由棱镜分光装置、光电转换、前置放大、模数转换、单片机数据处理系统、数模转换及输出和电源电路构成。光电转换是采用光电传感器件P1、P2将从棱镜分光装置中分离出来的光信号转换成电信号。前置放大是将两路电信号分别经D1，D2和D3、D4保护器件后，由两级高阻低漂移运算放大器件U1和U3(TLC2252)放大输出电压信号。模数转换电路是前置放大电路输出的模拟量电压值信号，首先经模拟开关电路U2(4053)根据从单片机来的空制切换信号，按时序切换，轮流输出到模数转换集成电路MAX132的第14脚，MAX132的23、22、21脚外接积分电阻R11电容C6，它们决定积分斜率，5、6脚外接晶体振荡器X2(32768)或分频集成电路4017.18脚连接精密电源U5(MC1403)提供的0.5V基准电源。1、2、3、4分别与单片机78E58的25、26、27、28脚相连接，接收单片机来的时钟及控制信号，将前级来的模拟电压信号转换成数字电压信号传给单片机。单片机数据处理系统是单片机选用具有30MROM的78E58，其35、36、37、38、39脚与看门狗电路U7(X25045)连接，确保单片机不会发生死机现象，其10、11用于与上位机串街通讯，18、19外接晶振，为本机提供时钟信号，25、26、27、28脚与模拟转换电路连接，采集前端的电压数字信号作为程序运算的依据，14、15、16、17脚将单片机运算的结果，传输给数模转换及输出电路。数模转换及输出电路是将单片机输出的代表被测温度的程度数字信号和数字通讯信号，分别通过光电耦合器U10(TLP521-4)和快速光耦U11、U12(6N136)向后级传输，其中温度信号通过光电耦合器后，首先经施密特反向门U16(74HC 14)整形，再传给数模转换集成电路U13(MAX504)的2、4、5脚，由其12脚输出电压模拟信号，MAX504的1脚为强反馈端，保证T2，T3组成的V/I转换电路的带载能力和输出值的稳定，数字通讯信号的串行输入、输出口TXD、RXD分别接到U11、U12的3、6脚上，再分别由6、3脚连接到通信专用集成电路MAX485，MAX485的2、3脚，与U16(74HC14)的8脚连接，受单片机发送过来的高低电信号控制决定其工作的收发状态，6、7脚在D6、D7、D8稳压管的保护下，直接与微机口连接，实现数字通讯功能。电源电路为外接的24V电源经D5保护二极管和C13、C14滤波后，由U17(24D5)电压转换电路转换输出±5V直流电压，此电压在经C15、C16和C17、C18器件滤波为单片机和模数转换电路提供±5V电源，经C13、C14滤波后的电源同时提供给U15开关电源转换电路(MC34063)由其2输出，经蓄流二极管Z1，高频扼流圈L1，储能电容C21及滤波电容C23、C24等的作用下，为光耦后面的电路U10、U11、U12、U13、U14、U16提供电源。棱镜分光装置采用专利号为97222832.2的结构，棱镜分光装置1、光电转换、前置放大、模数转换、单片机数据处理系统、数模转换及输出和电源电路都装在外壳2内。棱镜分光装置达到物镜到目标的距离与目标直径之比为400∶1。将该仪表在容易垂直看到被测温度点的一侧安好，安装距离在400倍有效测量直径范围内，然后打开物镜，目镜使温度计内场栏反射镜孔像清晰可见，再前后拉物镜筒，直到看清被测目标，最后用测温仪两侧紧固螺钉固定物镜筒，以防松动，经实验达到测温要求。
权利要求1.淬火测温仪，由棱镜分光装置、光电转换、前置放大、模数转换、单片机数据处理系统、数模转换及输出和电源电路构成，数模转换及输出电路是将单片机输出的代表被测温度的数字信号和数字通讯信号，分别通过光电耦合器U10(TLP521-4)和快速光耦U11、U12(6N136)向后级传输，其中温度信号通过光电耦合器后，首先经施密特反向门U16(74HC14)整形，再传给数模转换集成电路U13(MAX504)的2、4、5脚，由其12脚输出电压模拟信号，MAX504的1脚为强反馈端，保证T2，T3组成的V/I转换电路的带载能力和输出值的稳定，数字通讯信号的串行输入、输出口TXD、RXD分别接到U11、U12的3、6脚上，再分别由6、3脚连接到通信集成电路MAX485，MAX485的2、3脚，与U16(74HC14)的8脚连接，受单片机发送过来的高低电信号控制决定其工作的收发状态，6、7脚在D6、D7、D8压管的保护下，直接与微机口连接，电源电路为外接的24V电源经D5保护二极管和C13、C14滤波后，由U17(24D5)电压转换电路转换输出±5V直流电压，此电压在经C15、C16和C17、C18器件滤波为单片机和模数转换电路提供±5V电源，经C13、C14滤波后的电源同时提供给U15开关电源转换电路(MC34063)由其2输出，经蓄流二极管Z1，高频扼流圈L1，储能电容C21及滤波电容C23、C24等的作用下，为光耦后面的电路U10、U11、U12、U13、U14、U16提供电源。
2.根据权利要求1所述的淬火测温仪，其特征是光电转换是采用光电传感器件P1、P2将从棱镜分光装置中分离出来的光信号转换成电信号，前置放大是将两路电路信号分别经D1，D2和D3、D4保护器件后，由两级高阻低漂移运算放大器件U1和U3(TLC2252)放大输出电压信号，模数转换电路是前置放大电路输出的模拟量电压值信号，首先经模拟开关电路U2(4053)根据从单片机来的控制切换信号，按时序切换，轮流输出到模数转换集成电路MAX132的第14脚，MAX132的23、22、21脚外接积分电阻R11电容C6，它们决定积分斜率，5、6脚外接晶体振荡器X2(32768)或分频集成电路4017.18脚连接精密电源U5(MC1403)提供的0.5V基准电源，1、2、3、4分别与单片机78E58的25、26、27、28脚相连接，接收单片机来的时鉮及控制信号，将前级来的模拟电压信号转换成数字电压信号传给单片机，单片机数据处理系统是单片机选用具有30MROM的78E58，其35、36、37、38、39脚与看门狗电路U7(X25045)连接，确保单片机不会发生死机现象，其10、11用于与上位机串街通讯，18、19外接晶振，为本机提供时钟信号，25、26、27、28脚与模拟转换电路连接，采集前端的电压数字信号作为程序运算的依据，14、15、16、17脚将单片机运算的结果，传输给数模转换及输出电路。
专利摘要淬火测温仪属于测温仪器仪表的设计。其由棱镜分光装置、光电转换、前置放大、模数转换、单片机数据处理系统、数模转换及输出和电源电路构成。数模转换是通过光电耦合器和快速光偶向后级传输,电源电路分两路分别给单片机、模数转换电路及光耦后面的电路供电。实现隔离作用,避免干扰信号从电源串入信号通道,辐射方式,比色原理进行测温,因此在淬火现场工件频繁,水汽、灰尘大的环境下特别适用,测温真实可靠。
文档编号G01J5/52GK2406235SQ9925054
公开日2000年11月15日 申请日期1999年12月3日 优先权日1999年12月3日
发明者姚伟国, 姚伟强, 明宗宝, 阎荣芝, 李震, 王金峰 申请人:姚伟国