专利名称：单片微机露点巡回检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种单片微机露点巡回检测仪，属自动检测仪器仪表技术，特别涉及到露点、温度、相对湿度参数自动检测仪器仪表。
露点的测量是棉纺厂、医药工业、化装品等生产线监测的重要内容之一。在现场大部分生产线中，对空气中的露点参数都有很严格的要求，只有保证露点值在一个很小的范围内变化，才能生产出合格的产品。可以说，露点检测装置所提供的数据是现场生产线正常运行及取得经济效益的基本依据。因此，必须要求它对被测参数予以及时和准确的反应。然而，在棉纺厂、医药工业、化装品等现有生产线中，基本上仍是采用对温度和相对湿度测量结果进行人工查表来找出对应露点值。一些进口的露点检测装置，也只能对现场某点进行露点检测，无法满足生产现场多工况下对露点值都应有不同要求的集中监控。
本实用新型的目的就是为了克服和解决现有的露点检测采用人工测量查表以及单路露点检测装置的操作不便、无法满足生产现场多工况下对露点检测监控要求的缺点和问题，研制设计一种智能型，能对多工况进行检测不同露点值，能输入多路温度及相对湿度参数并能远距离传输到控制室、自动准确测量各工况的温度及相对湿度，并自动换算成露点值进行显示的结构简单、操作方便、自动检测程度高、准确、可靠的单片微机露点巡回检测仪。
本实用新型是通过下述结构技术方案来实现的本单片微机露点巡回检测仪的外型结构示意图如
图1所示，它由机壳、面板、电路板共同连接构成，其中面板上具有检测通道显示屏1、检测值显示屏2、巡回指示灯3、打印指示灯4、显示切换按钮5、定点/巡回切换按钮6、打印按钮7、温度指示灯8、相对湿度指示灯9、露点指示灯10、BCD拨码盘11；本检测仪的电路方框图如图2所示，其电路由BCD拨码盘11、温度传感器12、模拟放大电路13、湿度传感器14、模拟放大电路15、多路转换器16、A/D转换器17、I/O并行按口18、20，单片微机19、显示译码器21、指示灯电路22、操作电路23、打印/通讯接口24共同电气连接构成，其中BCD拨码盘11、温度传感器12、模拟放大电路13、湿度传感器14、模拟放大电路15、多路转换器16、A/D转换器17、单片微机19共同电气连接构成温度、相对湿度参数直接测量装置，而单片微机运算处理为相对应的露点，并采用计算机软件编制出由BCD拨码盘11所选择的巡回检测通道，其关键在于它配有检测过程中可随时把数据列表打印或远距离传输到上位计算机的打印/通讯接口24；其相互连接关系为面板和电路板固定在机壳支架上，面板上的检测通道显示屏1、检测值显示屏2、巡回检测指示灯3、打印指示灯4、温度指示灯8、相对湿度指示灯9、露点指示灯10等通过信号传输线与电路板相对应连接；温度传感器12通过信号传输线与模拟放大电路13相电气连接，湿度传感器14通过信号传输线与模拟放大电路15相电气连接，模拟放大电路13、15通过信号传输线与多路转换器16的多路转换开关相电气连接，多路转换器16的多路转换开关通过信号传输线与A/D转换器17相电气连接，A/D转换器17、BCD拨码盘11通过I/O并行接口18与单片微机19相电气连接，显示译码器21、指示灯电路22通过I/O并行接口20与单片微机19相电气连接，单片微机19分别通过信号传输线与操作电路23、打印/通讯接口24相电气连接。其工作原理为每一通道的温度传感器、湿度传感器把生产现场中的温度、相对湿度参数转变为电参数，这些电参数经信号传输线输入到各通道独立的模拟放大电路进行线性放大，然后经多路转换器的多路开关进行选择并转换到A/D转换器，再经A/D转换器进行模/数转换，转换结果经I/O并行接口18输入到单片微机，单片微机根据所采样的温度值及相对湿度值换算为对应的露点值，由显示切换按钮5选择，运算处理后的通道值和温度、相对湿度、露点值经I/O并行接口送至显示译码器进行数字译码显示，由指示灯8、9、10分别指示现正显示的其中一个参数。在上述检测过程中，BCD拨码盘的始点值和终点值用来设置巡回检测通道范围，打印/通讯接口可随时把存放于单片微机存贮器内的通道值及相对应的温度、相对湿度、露点值进行列表打印或传输到上位计算机以便把数据汇总及进行远距离监控；本检测仪的电路原理图如图3所示，本检测仪有多个温度，湿度检测输入通道，本实施例设计有8路温度及相对应的8路湿度检测输入通道，每通道的温度传感器12及温度模拟放大电路13均相同，每通道的湿度传感器14及湿度模拟放大电路15均相同，图3只画出了其中二个通道的温度传感器12与温度模拟放大电路13、湿度传感器14与模拟放大电路15。其电路中，温度传感器12包括8路输入温度传感器，其分别为RT1～RT8温度检测输入通道的温度传感器，温度模拟放大电路13由恒压电路集成件U15、运算放大器集成件U17～U24、电阻R1～R48、电位器W1～W16共同并串联连接构成，第1通道的模拟放大电路由运算放大器集成件U17、电阻R1～R6、电位器W1～W2共同并串联连接构成，如此类推，第8通道的模拟放大器由运算放大器集成件U24、电阻R43～R48、电位器W15～W16共同并串联连接构成；湿度传感器14包括8路输入湿度传感器，其分别为RHG①～RHG⑧湿度检测输入通道的湿度传感器，模拟放大电路15由恒压电路集成件U16、运算放大器集成件U25～U32、电阻R49～R80、电位器W17～W32共同并串联连接构成，第①通道的模拟放大电路由运算放大器集成件U25、电阻R49～R52、电位器W17～W18共同并串联连接构成，如此类推，第⑧通道的模拟放大电路由运算放大器集成件U32、电阻R77～R80、电位器W31～W32共同并串联连接构成；多路转换器16由电子模拟转换集成件U6～U7共同并联连接构成；A/D转换器由A/D转换集成件U4、恒压电路集成件U5、电容C1～C2、电阻R18～R82、电位器W33共同并串联连接构成；I/O并行接口18、20由I/O并行接口电路集成件U2、U3共同并联连接构成；单片微机19由CPU集成件U1构成；BCD拨码盘11由始点值和终点值拨码盘构成；显示译码器21由显示译码集成件U10～U13、缓冲器集成件U14共同并联连接构成；指示灯电路22由缓冲器集成件U14、电阻R87～R91、发光二极管D2～D6共同连接构成；操作电路23由电阻R83～R86、按钮T1～T3共同连接构成；打印/通讯接口24由串行打印/通讯接口电路集成件U8～U9、电容C3、二极管D1并串联连接构成。电路工作原理为第1～8通道的温度传感器及第①～⑧通道的湿度传感器把现场的温度及相对湿度参数转变为电参数后，由各通道独立的模拟放大电路进行放大，然后温度参数经电子模拟转换集成件U6、相对湿度参数经电子模拟转换集成件U7进行选择并输送到U4～U5构成的A/D转换器进行模数转换后，经U3构成的I/O并行接口18输送到单片微机，由CPU根据输入的通道值及温度、相对湿度值进行数据处理，并换算为对应的露点值，经处理后的数据通过U2构成的I/D并行接口20输送到U10～U13构成显示译码电路及U14构成的缓冲器集成件，再送到数码管进行显示。在上述检测过程中，BCD拨码盘11的始点值及终点值通过U3构成的I/O并行接口18输入到单片微机U1，并在此通道范围内进行巡回检测，由U8～U9构成的打印/通讯接口24随时把存放于单片微机U1存贮器内的数据进行列表打印或传输到上位计算机进行远距离监控，由T1～T3按钮构成的操作电路23控制检测仪的打印、显示切换、巡回/定点检测状态，由U14构成的指示灯电路22显示打印、巡回、温度、相对湿度、露点的状态。
本实用新型与现有的露点检测技术和装置相比有如下的优点和有益效果(1)由于本检测仪是单片微机控制的智能仪表，能对生产现场不同工况的温度及相对湿度参数进行全自动检测，并换算为对应的露点值，而且配有打印/通讯接口可随时把检测结果进行列表打印或传输到上位计算机进行远距离监控；(2)本检测仪具有多通道检测，且每一通道的温度传感器及湿度传感器采用相同而独立的模拟放大电路，同时采用多路电子模拟转换开关，使本检测仪能长期连续运行及准确测量；(3)本检测仪结构简单、工作稳定、检测结果准确、可靠，不需要专门的维护保养；(4)本检测仪自动检测程度高、操作方便，能大大减轻操作人员劳动强度，能自动监控生产现场各生产线各工况的状态。
下面对说明书附图进一步说明如下图1为单片微机露点巡回检测仪的外形结构示意图，图2为单片微机露点巡回检测仪的电路方框图，图3为单片微机露点巡回检测仪的基本电路原理图。各图中1为检测通道显示屏，2为检测值显示屏，3为巡回检测指示灯D2，4为打印指示灯D3，5为显示切换按钮T1，6为定点/巡回切换按钮T2，7为打印按钮T3，8为温度显示指示灯D4，9为相对湿度显示指示灯D5，10为露点显示指示灯D6，11为BCD拨码盘；W1～W16为第1～8通道温度传感器的满量程调节电位器、调零电位器，如W2、W16分别为第1、8通道的满量程调节电位器，W1、W15分别为第1、8通道的调零电位器；W17～W32为第①～⑧通道湿度传感器的满量程调节电位器、调零电位器；W18～W32分别为第①、⑧通道的满量程调节电位器；W17、W31分别为第①、⑧通道的调零电位器；RHG为湿度传感器；CZ1、CZ2为打印通讯接口；I/O并行接口U2的PC5通过U14缓冲器驱动数码管，是专门用来显示带负值“一”的露点。
本实用新型的实施方式可为如下(1)用一般的机加工方法加工机壳和面板，发明人曾按图1所示加工出样机的机壳及面板，其机壳尺寸为160×80×250mm，面板尺寸为160×80mm。然后再按图1所示，排列、加工、安装检测通道显示屏、检测值显示屏、巡回指示灯D2、打印指示灯D3、显示切换按钮T1、定点/巡回切换按钮T2、打印按钮T3、温度指示灯D4、相对湿度指示灯D5、露点指示灯D6、BCD拨码盘等；(2)按图3所示绘制印刷线路板，并按图3所示筛选电器元件，其中集成件U1可选用MCS-51单片微机，U2、U3可选用8155型I/O并行接口，U4可选用MC14433型A/D转换器，U5、U15、U16可选用MC1403型恒压电路集成件，U6、U7可选用CD4051型电子模拟开关集成件，U8、U9可分别选用1489、1488型串行打印/通讯接口，U10～U13可选用74LS247显示译码器，U14可选用7406缓冲器，U17～U32可选用OP07型运算放大器(3)按图3及图1所示，安装好电路板，并固定于机壳内，并用导线与面板显示屏、指示灯、按钮、BCD拨码盘等进行电气连接。然后，经加电和简单调试，便能较好地实施本实用新型。发明人按上述实施方式制作的样机可在0～50℃的环境温度下工作，温度传感器输入为8通道，测量范围为0～50℃，分辨率为0.1℃，湿度传感器输入为8通道，测量范围为0～99.9RH％，分辨率为0.1RH％；对应露点随显示范围为-50～50℃，分辨率为0.1℃。
实施本检测仪时，应预先按图3所示把生产现场每个工况的温度传感器和湿度传感器与本检测仪进行电气连接，并根据安装数目，通过BCD拨码盘设置通道的始点值及终点值。其步骤为(1)开启本检测仪电源，本检测仪按照BCD拨码盘所设置的始点值及终点值范围内进行巡回检测，巡回指示灯亮，露点指示灯亮，检测通道显示屏显示出传感器输入的通道数，检测值显示屏显示经对应温度，相对湿度值换算的露点值，按压显示切换按钮T1，露点指示灯灭，温度指示灯亮，自动切换到温度巡回检测状态；再按压显示切换按钮T1，温度指示灯灭，相对湿度指示灯亮，自动切换到相对湿度巡回检测状态；继续按压显示切换按钮T1，就恢复到露点巡回检测状态，如此循环操作；(2)按压定点/巡回切换按钮T2，巡回指示灯灭，本检测仪便定点检测BCD始点值所设置的输入通道，检测通道显示屏显示出BCD拨码盘的始点值，检测值显示屏显示出相对应于始点值输入通道的检测值；(3)再按压定点/巡回切换按钮T2，巡回指示灯亮，检测仪又再进行巡回检测。在检测过程中，只要按压打印按钮T3，打印指示灯亮，即可把BCD拨码盘的始点值及终点值范围内的通道数和相对应的温度，相对湿度及露点值进行列表打印，打打印毕后，打印指示灯自动熄灭，或者由打印/通讯接口把数据输送到上位计算机进行数据汇总或远距离监控。
权利要求1.一种单片微机露点巡回检测仪，其特征在于它由机壳、面板、电路板共同连接构成，其中面板上具有检测通道显示屏(1)、检测值显示屏(2)、巡回指示灯(3)、打印指示灯(4)、显示切换按钮(5)、定点/巡回切换按钮(6)、打印按钮(7)、温度指示灯(8)、相对湿度指示灯(9)、露点指示灯(10)、BCD拨码盘(11)；其电路由BCD拨码盘(11)、温度传感器(12)、模拟放大电路(13)、湿度传感器(14)、模拟放大电路(15)、多路转换器(16)、A/D转换器(17)、I/O并行按口(18)、(20)，单片微机(19)、显示译码器(21)、指示灯电路(22)、操作电路(23)、打印/通讯接口(24)共同电气连接构成，其关键在于它配有检测过程中可随时把数据列表打印或远距离传输到上位计算机的打印/通讯接口(24)；其相互连接关系为面板和电路板固定在机壳支架上，面板上的检测通道显示屏(1)、检测值显示屏(2)、巡回检测指示灯(3)、打印指示灯(4)、温度指示灯(8)、相对湿度指示灯(9)、露点指示灯(10)等通过信号传输线与电路板相对应连接；温度传感器(12)通过信号传输线与模拟放大电路(13)相电气连接，湿度传感器(14)通过信号传输线与模拟放大电路(15)相电气连接，模拟放大电路(13)、(15)通过信号传输线与多路转换器(16)的多路转换开关相电气连接，多路转换器(16)的多路转换开关通过信号传输线与A/D转换器(17)相电气连接，A/D转换器(17)、BCD拨码盘(11)通过I/O并行借口(18)与单片微机(19)相电气连接，显示译码器(21)、指示灯电路(22)通过I/O并行接口(20)与单片微机(19)相电气连接，单片微机(19)分别通过信号传输线与操作电路(23)、打印/通讯接口(24)相电气连接。
2.按权利1所述的单片微机露点检测仪，其特征在于所述的电路可有多个温度、湿度传感器检测输入通道，其电路中，温度传感器(12)包括8路输入温度传感器，其分别为RT1～RT8温度检测输入通道的温度传感器，温度模拟放大电路(13)由恒压电路集成件U15、远算放大器集成件U17～U24、电阻R1～R48、电位器W1～W16共同并串联连接构成，湿度传感器(14)包括8路输入湿度传感器，其分别为RHG①～RHG⑧湿度检测输入通道的湿度传感器，模拟放大电路(15)由恒压电路集成件U16、运算放大器集成件U25～U32、电阻R49～R80、电位器W17～W32共同并串联连接构成，多路转换器(16)由电子模拟转换集成件U6～U7共同并联连接构成；A/D转换器由A/D转换集成件U4、恒压电路集成件U5、电容C1～C2、电阻R18～R82、电位器W33共同并串联连接构成；I/O并行接口(18)、(20)由I/O并行接口电路集成件U2、U3共同并联连接构成；单片微机(19)由CPU集成件U1构成；BCD拨码盘(11)由始点值和终点值拨码盘构成；显示译码器(21)由显示译码集成件U10～U13、缓冲器集成件U14共同并联连接构成；指示灯电路(22)由缓冲器集成件U14、电阻R87～R91、发光二极管D2～D6共同连接构成；操作电路(23)由电阻R83～R86、按钮T1～T3共同连接构成；打印/通讯接口(24)由串行打印/通讯接口电路集成件U8～U9、电容C3、二极管D1并串联连接构成。
专利摘要本实用新型是单片微机露点巡回检测仪,它由面板及电路板固定于机壳内构成,面板有通道及检测值显示屏,巡回、打印、温度、湿度及露点指示灯,显示切换、定点/巡回切换及打印按钮,BCD拨码盘,它们通过信号传输线与电路板连接;温度传感器、湿度传感器与模拟放大电路、多路转换器、A/D转换器之间通过信号传输线相互电气连接,A/D转换器、BCD拨码盘、显示译码器、指示灯电路通过I/O并行接口与单片微机相电气连接,单片微机通过信号线与打印/通讯接口、操作电路相电气连接。本检测仪结构简单、操作方便、自动检测程度高、工作稳定,准确、可靠。
文档编号G06F19/00GK2374915SQ9920163
公开日2000年4月19日 申请日期1999年1月25日 优先权日1999年1月25日
发明者冯明灼, 何新荣, 黄少先, 张健平, 岑永奇 申请人:华南理工大学