专利名称：一种数字式温度控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字式温度控制器，尤其是一种适用于在石油化工、油气储运等行业，加热炉燃烧器电加热器温度的实时检测和控制的数字温度控制器。
背景技术：
目前，在石油化工、油气储运等行业，加热炉燃烧器电加热器的温度控制器大多采用膨胀式温控开关和温度指示器。其设计存在调节性能差，准确度低，不易实现自动化控制缺陷。
发明内容本实用新型的目的是针对以上不足而提供一种利用热电阻测温的数字式温度控制器，其信号灵敏度高、易于连续测量、可以远传、无需参比温度，便于实现自动化控制。本实用新型的技术解决方案是一种数字式温度控制器，其特征是电源模块通过恒流源模块接温度传感器，温度传感器通过A/D转换模块接处理器CPU模块的输入端口，在处理器CPU模块的输入端口上连接有键盘模块，处理器CPU模块的输出端口上连接有显示模块和开关量控制模块。本实用新型的技术解决方案中所述的处理器CPU模块是由微型处理器U14及外围电路组成，外围电路包括连接在微型处理器U14上的存储器U15，存储器U15通过电阻R8 Rll接电源模块，连接在微型处理器U14上的电容C8、C9、C24和晶振Yl。本实用新型的技术解决方案中所述的A/D转换模块是由AD转换器U2及外围电路组成，外围电路包括连接在AD转换器U2上的计数器U4，基准电压源U9，电容C17、C18、C4-C6、C19和电阻R60、R61、R7、R12，AD转换器U2和计数器U4的输出端口分别接微型处理器U14的输入端口 ；所述的基准电压源U9与电源模块8连接。本实用新型的技术解决方案中所述的显示模块由三只高亮度数码管DS1、DS2和DS3和8只驱动三极管Q1-Q8、译码器U5、三只发光二极管D7-D9及其外围元件排阻R30、R49、R19，电阻R18、R20、R21组成，所述的三只高亮度数码管分别与8只驱动三极管的集电极连接；所述的驱动三极管Q1-Q8的发射极与电源模块连接；所述的译码器U5与排阻R30串联后接驱动三极管的基极；所述的发光二极管D7-D9的阳极分别与电阻R18、R20和R21串联后接至电源模块，发光二极管D7-D9的阴极分别与处理器CPU模块微型处理器U14连接。本实用新型的技术解决方案中所述的开关量控制模块由隔离光耦U3、驱动三极管Q11、继电器Kl及其外围元件电阻R13、二极管D6组成，驱动三极管Qll的基极与隔离光耦U3连接，驱动三极管Qll的集电极与电源模块连接，驱动三极管Qll的发射极与继电器Kl线圈和二极管D6并联电路连接。本实用新型的技术解决方案中所述的处理器CPU模块的微型处理器包括STC或51系列单片机。[0010]本实用新型的技术解决方案中所述的温度传感器5为热电阻传感器。本实用新型采用温度传感器在恒流源模块的作用下采集被测温度，产生的电压信号VO经A/D转换模块调理后送至处理器CPU模块，经处理器CPU模块运算后将实际温度值输出在显示模块上，同时处理器CPU模块根据设定的参数控制开关量控制模块输出。由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果I、数字式温度控制器的温度传感器为热电阻传感器，易于连续测量、可以远传、无需参比温度，稳定性高、互换性好、准确度高。2、数字式温度控制器的处理器CPU模块，通过键盘设定参数值，方便可靠，灵活性强。3、数字式温度控制器的开关量控制模块的继电器初始触点状态，可通过键盘灵活设置，适应性强。 4、数字式温度控制器的整体设计简洁，电路结构简单，易于实现，成本低廉，易于维护修。
图I为本实用新型较佳的实施例的结构方框图。图2为本实用新型较佳的实施例的电路图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型的数字式温度控制器包括用于处理温度信号的处理器CPU模块1，连接在处理器CPU模块I输入端上的键盘模块2和A/D转换模块3，连接在处理器CPU模块I输出端口上的显不模块4、开关量控制模块6,在A/D转换模块3的输入端上连接有温度传感器5，温度传感器5相连在恒流源模块7上，由电源模块8为A/D转换模块3、显示模块4、开关量控制模块6、恒流源模块7，以及处理器CPU模块I提供工作电源；工作时，温度传感器5在恒流源模块7的作用下采集被测温度，产生的电压信号经A/D转换模块3处理后，将温度传感器5输出的电压信号转换为处理器CPU模块I能识别的数字信号送至处理器CPU模块1，处理器CPU模块I依据键盘模块2设定的参数，经处理器CPU模块I运算后将实际温度值输出在显示模块4上，同时处理器CPU模块I根据设定的参数控制开关量控制模块6的输出。如图2所示，本实用新型的处理器CPU模块I由微型处理器U14及其外围元件电容C8、C9、C24、晶振Y1、存储器U15以及电阻R8-R11组成；微型处理器U14的1、2、4脚分别与存储器U15的6、5 (2)、I脚连接;存储器U15的6、5 (2)、1、7脚分别通过电阻R8-R11接至电源模块8的DVCC端口。A/D转换模块3由AD转换器U2及其外围元件电容C17、C18、C4-C6、C19，电阻R60、R61、R7、R12，计数器U4、基准电压源U9、与U9连接的电阻R5、电容C3组成，A/D转换模块3的AD转换器U2的3、10、24脚与电源模块8的GND端口相连接，A/D转换模块3的AD转换器U2的11脚与电源模块8的AVCC端口相连接，A/D转换模块3的AD转换器U2的I脚与电源模块8的-5V端口相连接，基准电压源U9的I脚与2脚连接后与电阻R5、R7相连接，基准电压源U9的3脚与电源模块8的GND端口连接，计数器U4的16脚与电源模块8的DVCC端口相连接；计数器U4的8、11脚与电源模块8的GND端口连接，A/D转换模块3的AD转换器U2的22脚与计数器U4的6脚相连接，AD转换器U2的21、23、22和计数器U4的10脚分别与微型处理器U14的13、6、15、30脚连接。显示模块4由高亮度数码管DS1、DS2和DS3、驱动三极管Q1-Q8、译码器U5、发光二极管07-09及其外围元件排阻1 30、1 49、1 19，电阻1 18、1 20、1 21组成。高亮度数码管DS1、DS2 为同型号，其各自的 I (5)、2 (6)、4 (9)、3 (8)、7 (17),15 (10),18 (12),16 (11)脚与高亮度数码管DS3的1-5、7、10、11脚并联后与排阻R19串联连接至微型处理器U14的输入端口 D0-D7 ;排阻R49的2-9脚 与输入端口 D0-D7连接，排阻R49的I脚与电源模块8的DVCC端口连接；高亮度数码管DSl的13、14脚分别与驱动三极管Q3、Q2的集电极连接，高亮度数码管DS2的13、14脚分别与驱动三极管Q7、Q5的集电极连接，高亮度数码管DS3的
6、8、9、12脚分别与驱动三极管Q1、Q4、Q6、Q8的集电极连接；驱动三极管Q1-Q8的发射极与电源模块8的DVCC端口连接，译码器U5的4-7、9-12脚分别与排阻R30串联后连接至驱动三极管Q2、Q3、Q5、Q7、Q8、Q6、Q4、Q1的基极；发光二极管D7-D9的阳极分别与电阻R18、R20和R21串联后接至电源模块8的DVCC端口，发光二极管D7-D9的阴极分别与处理器CPU模块I的微型处理器U14的27-25脚连接。高亮度数码管DS1、DS2、DS3用于显示当前设定和参数类及当前测量值和参数，发光二极管D7、D8、D9分别用于指示开关量。控制模块6的继电器状态；显示模块4通过译码器U5的输入端口 13、3、2 (14),1 (15)与微型处理器U14的输出端口连接。开关量控制模块6由隔离光耦U3、驱动三极管Q11、继电器Kl及其外围元件电阻R13、二极管D6组成。隔离光耦U3的I脚与电源模块8的DVCC端口连接，隔离光耦U3的2脚为开关量控制模块6的输入端口 RELAY，隔离光耦U3的3脚与电源模块8的GND端口连接，隔离光耦U3的4脚与电阻R13串联后与电源模块8的DVCC端口连接；驱动三极管Qll的基极与隔离光耦U3的4脚连接，驱动三极管Qll的集电极与电源模块8的GND端口连接，驱动三极管Qll的发射极与继电器Kl线圈的第一接线端、二极管D6的阳极连接，继电器Kl线圈的第二接线端与二极管D6的阴极共同连接至电源模块8的DVCC端口，开关量控制模块6的输入端口 RELAY与微型处理器U14的输出端口 8脚连接。恒流源模块7由运算放大器A1、A2及其外围电阻R2A、RP、R2D、R14A_R18A、基准电压源W3组成。运算放大器Al、A2构成典型的深度负反馈恒流源，运算放大器A2接成电压跟随器；基准电压源W3的控制极G与阴极K连接，基准电压源W3的阳极A与电源模块8的GND端口连接，基准电压源W3的阴极K与电阻R2A连接接至电源模块8的DVCC端口；电阻RP、R2D串联后与基准电压源W3的阴极K和阳极A并联，电阻RP、R2D串联点连接电阻R14A接至运算放大器Al的Al+端口。电源模块8为市面上集成电源模块成熟产品，电源模块8为处理器CPU模块UA/D转换模块3、显示模块4、开关量控制模块6、恒流源模块7提供工作电源。键盘模块2由4bit微动按键UP、DN、SET、RSET及其外围元件电阻R56、R42、R66、R67、R69，二极管D2、D3、D4、D5，电容C16、C20，三极管Q9组成。微动按键UP、DN、SET的第一引脚为键盘模块2的COM端口，第二引脚分别与D4-D2串联后接至处理器CPU模块I的微型处理器U14的24、23和21脚；键盘模块2的COM端口与电阻R56连接接至电源模块8的DVCC端口 ；按键RSET的第一引脚与电容C20的负极连接接至电源模块8的GND端口，按键RSET的第二引脚与电容C20的正极连接至三极管Q9的基极；电阻R69和R42串联两端分别接至电源模块8的DVCC、GND端口，电阻R69和R42串联的连接点与三极管Q9的基极相连；电阻R66、电容C16并联后分别连接至三极管的Q9的集电极、发射极；三极管Q9的集电极连接电阻R67接至电源模块8的DVCC端口 ；处理器CPU模块I的存储器U15的7脚与二极管D5的阳极连接，二极管的阴极与三极管Q9的集电极连接；三极管Q9的集电极为键盘模块2的输出端R与处理器CPU模块I的微型处理器U14的输入端口 9脚连接。本实用新型中，微型处理器U14包括STC、51系列单片机。温度传感器5为热电阻 传感器，包括工业用钼电阻PtlOO和PtlO，铜电阻Cu50和CulOO。AD转换器为TLC7135。隔离光耦包括P181、P521。驱动三极管包括S9012、S8550、C9012、C8550三极管。运算放大器包括LM741、LM324、LM358、0P07。但是，不限于上述元件。
权利要求1.一种数字式温度控制器，其特征是电源模块(8)通过恒流源模块(7)接温度传感器(5)，温度传感器(5)通过A/D转换模块(3)接处理器CPU模块(I)的输入端口，在处理器(PU模块(I)的输入端口上连接有键盘模块(2)，处理器CPU模块(I)的输出端口上连接有显示模块(4)和开关量控制模块(6)。
2.根据权利要求I所述的一种数字式温度 控制器，其特征是所述的处理器CPU模块(I)是由微型处理器U14及外围电路组成，外围电路包括连接在微型处理器U14上的存储器U15,存储器U15通过电阻R8 Rll接电源模块(8)，连接在微型处理器U14上的电容C8、C9、C24和晶振Yl。
3.根据权利要求I和2所述的一种数字式温度控制器，其特征是所述的A/D转换模块(3)是由AD转换器U2及外围电路组成，外围电路包括连接在AD转换器U2上的计数器U4,基准电压源U9,电容C17、C18、C4-C6、C19和电阻R60、R61、R7、R12, AD转换器U2和计数器U4的输出端口分别接微型处理器U14的输入端口 ；所述的基准电压源U9与电源模块(8)连接。
4.根据权利要求I或2所述的一种数字式温度控制器，其特征是所述的显示模块(4)由三只高亮度数码管DS1、DS2和DS3和8只驱动三极管Q1-Q8、译码器U5、三只发光二极管D7-D9及其外围元件排阻R30、R49、R19，电阻R18、R20、R21组成，所述的三只高亮度数码管分别与8只驱动三极管的集电极连接；所述的驱动三极管Q1-Q8的发射极与电源模块(8)连接；所述的译码器U5与排阻R30串联后接驱动三极管的基极；所述的发光二极管D7-D9的阳极分别与电阻R18、R20和R21串联后接至电源模块(8)，发光二极管D7-D9的阴极分别与处理器CPU模块(I)的微型处理器U14连接。
5.根据权利要求I所述的一种数字式温度控制器，其特征是所述的开关量控制模块(6)由隔离光耦U3、驱动三极管Q11、继电器Kl及其外围元件电阻R13、二极管D6组成，驱动三极管Qll的基极与隔离光耦U3连接，驱动三极管Qll的集电极与电源模块(8)连接，驱动三极管Qll的发射极与继电器Kl线圈和二极管D6并联电路连接。
6.根据权利要求I所述的一种数字式温度控制器，其特征是所述的处理器CPU模块Cl)的微型处理器包括STC或51系列单片机。
7.根据权利要求I所述的一种数字式温度控制器，其特征是所述的温度传感器(5)为热电阻传感器。
专利摘要本实用新型的名称是一种数字式温度控制器，涉及一种数字式温度控制器是一种适用于加热炉燃烧器电加热器温度检测控制的装置。它主要是解决已知的膨胀温控开关和温度指示器，存在调节性差，准确度低，不易实现自动化控制的问题。本实用新型的温度控制器是电源模块通过恒流源模块接温度传感器，温度传感器通过A/D转换模块接处理器CPU模块的输入端口，在处理器CPU模块的输入端口上连接有键盘模块，处理器CPU模块的输出端口上连接有显示模块和开关量控制模块。本实用新型结构简单，灵敏度高，价格低廉，易于维护。
文档编号G05D23/24GK202720528SQ201220371239
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者吴海东, 廖达伟, 陈勇, 夏云生, 聂肖虎, 郭勇, 高巍, 蒋茂龙, 祁立普, 郜宏亮 申请人:中国石油化工股份有限公司