电热带测温装置的制作方法

本实用新型涉及电热带技术领域，尤其涉及一种电热带测温装置。

背景技术：

管线、容器等设备在冬季严寒环境中运行时需要对其进行伴热保温。常用方式是在管线、容器等设备表面敷设电热带并在外面加装保温层进行包裹。电热带由具有“正温度系数(Positive Temperature Coefficient，简称PTC)”特性的导电芯带及包覆绝缘护层组成，可随着被伴热对象的温度变化而调节输出功率及伴热的温度，还可任意截短或在一定范围内接长使用，具有低压运行、便于安装、柔软度好等优点。

为了便于检查电热带是否正常工作，在安装时就需要将电热带某些部分的一小截穿过保温层露出来作为检查段。现场维护人员检查时用手去触摸裸露在外的电热带是否发热，如果发热说明工作正常，不发热则说明工作不正常。

但是，长期裸露在外的电热带受到环境影响会导致电热带表面老化进度加快，特别是表面容易被保温铝皮等保护材料划破绝缘层导致漏电，产生安全隐患；并且用手触摸感温属于比较粗放型的检查方法，容易出现误判断等情况，准确度不高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电热带测温装置，检测安全性好、并且准确度高。

本实用新型提供一种电热带测温装置，用于检测管线中电热带的温度，包括温度传感器、连接电缆、壳体和控制电路，壳体设在管线的保温层外侧，温度传感器和电热带接触，连接电缆的一端穿过壳体并与控制电路连接，连接电缆的第二端穿过管线的保温层并与温度传感器连接；控制电路用于显示温度传感器采集到的温度。

可选地，壳体包括盒体和盒盖，盒体的底面和保温层的外表面贴合，盒体的顶部具有开口，盒盖盖设在开口上，以和盒体共同形成用于容纳控制电路的空腔；盒体的侧壁底部设置有可与保温层连接的安装支架。

可选地，安装支架为两个，且两个安装支架沿管线的纵向设置在壳体的相对两侧。

可选地，安装支架上开设有安装孔，安装支架通过穿设在安装孔内的紧固件固定在保温层的外表面。

可选地，控制电路包括位于盒盖上的显示单元，显示单元用于显示温度传感器采集到的温度值。

可选地，显示单元包括多个并排排列的数码管。

可选地，显示单元包括4个并排排列的数码管，每个数码管用于显示温度值的不同位。

可选地，控制电路还包括：时钟电路、控制芯片和通断选择电路；

时钟电路和控制芯片的时钟引脚电连接，用于为控制芯片提供时钟信号；

显示单元和通断选择电路均与控制芯片的输出引脚电连接；

通断选择电路用于根据控制芯片的控制信号控制显示单元中数码管的通断；

控制芯片还用于控制显示单元中被接通的数码管所显示的数字。

可选地，通断选择电路包括三极管，三极管的基极和控制芯片的输出引脚电连接，三极管的集电极和显示单元中数码管电连接，三极管的发射极和电源正极连接。

可选地，连接电缆的外表面包裹有绝缘层。

本实用新型提供的电热带测温装置用于检测管线中电热带的温度，包括温度传感器、连接电缆、壳体和控制电路，壳体设在管线的保温层外侧，温度传感器和电热带接触，连接电缆的一端穿过壳体并与控制电路连接，连接电缆的第二端穿过管线的保温层并与温度传感器连接；控制电路用于显示温度传感器采集到的温度。这样设置，通过与电热带接触的温度传感器测量电热带的温度，电缆将温度传感器测量到的温度数据传递给控制电路，并且，控制电路对温度传感器采集到的温度进行实时显示。因而，只需要现场维护人员目视观测控制电路显示的电热带温度即可判断电热带工作与否，以及是否工作正常。不需要用手触摸电热带，因而降低了触电的风险，同时由于温度传感器和电热带接触，能够精确测量电热带的温度，然后通过控制电路显示，因而对电热带的工作状况的评估更加准确。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的另一种结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的控制电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的电路部分的连接示意图；

图6为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的安装示意图。

附图标记说明：

1—壳体； 11—安装支架；

12—安装孔； 13—盖子；

14—螺丝； 15—紧固件；

16—盒盖； 17—盒体；

2—温度传感器； 21—连接电缆；

3—显示单元； 31—数码管；

32-时钟电路； 33—控制芯片；

34-通断选择电路； 4-管线；

5-电热带； 6—保温层；

18-安装带。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的俯视图；图2为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的主视图；图6为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的安装示意图。如图1、2、6所示，本实施例的电热带测温装置用于检测管线4中电热带5的温度，电热带测温装置包括温度传感器2、连接电缆21、壳体1和控制电路，壳体1设在管线4的保温层6外侧，温度传感器2和电热带5接触，连接电缆21的一端穿过壳体1并与控制电路连接，连接电缆21的第二端穿过管线4的保温层6并与温度传感器2连接；控制电路用于显示温度传感器2采集到的温度。

本实用新型的电热带测温装置中，通过与电热带5接触的温度传感器2实时测量电热带5的温度，电缆21将温度传感器2测量到的温度数据传递给控制电路，并且，控制电路对温度传感器2采集到的温度进行实时显示。这样设置，只需要现场维护人员目视观测控制电路显示的电热带温度即可判断电热带5工作与否，以及是否工作正常。不需要用手触摸电热带，因而降低了触电的风险，同时由于温度传感器2和电热带5接触，能够精确测量电热带5的温度，然后通过控制电路显示，因而对电热带5的工作状况的评估更加准确。

温度传感器的选择可以有多种，例如可以选择DS18B20数字温度传感器。DS18B20是常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小，抗干扰能力强，精度高的特点，并且及其适合于本实用新型这种狭小空间内的数字测温。当然，温度传感器还可以选择其它类型的温度传感器。

可选地，电热带5位于保温层6和管线4之间，并且敷设在管线4的表面，从而能够对管线4进行比较好的加热，或者也可以缠绕在管线4的表面，此处不对其特别限定。同时保温层6又包覆在电热带5和管线4之外，进一步起到减少管线4热量散失的作用。此外，优选连接电缆21的外表面包裹有绝缘层，从而防止在冬季等恶劣的环境下，电缆21内部的电芯裸露在外，能够防止维护人员触电，也更增加了安全性。另外，上述说明中是将壳体1设置在保温层6的外侧，壳体1整体凸出于保温层6的外侧之外，这样会导致整个电热带测温装置容易发生老化、故障。针对于此，也可以选择在保温层6中，设有能够容纳壳体1的凹槽，使整个电热带测温装置收纳于该凹槽内，只将控制电路中用于显示温度的部分裸露在外，这样能够增加整个电热带测温装置的使用寿命。同时控制电路离温度传感器2的距离变短，也使得连接电缆21的长度变短，使得温度传感器2测量出的温度信号更快地传递到控制电路内。

对上述实施例作进一步改进，则壳体1包括盒体17和盒盖16，盒体17的底面和保温层6的外表面贴合，盒体17的顶部具有开口，盒盖16盖设在开口上，以和盒体17共同形成用于容纳控制电路的空腔；盒体17的侧壁底部设置有可与保温层6连接的安装支架11。在上述设置中，控制电路设置在盒盖16和盒体17共同形成的空腔中，而盒体17底面和保温层6的外表面贴合，这样一来，控制电路就设置在保温层6外部，这样现场维护人员能够很方便地观察到控制电路显示的对管线4的测量温度。此外，壳体1包括分体设置的盒体17和盒盖16，主要为了便于控制电路安装在壳体1中，若使用过程中，控制电路发生故障或损坏，只要将盒盖16打开，就可以方便地对控制电路进行维护。另外，在盒体17的侧壁底部设置安装支架11是为了便于将盒体17设置在保温层6上，安装支架11也可以设置在盒体17的底面上，用于将壳体1固定在保温层6上。优选地，还在盒体17的侧壁底部设置供连接电缆21通过的孔，以方便与控制电路进行电连接的连接电缆21伸出壳体1之外；此外，由于在壳体1内部还设有为控制电路供电的纽扣电池，为了方便纽扣电池的更换，还在盒体17的正面侧壁上与纽扣电池的安装位置相对应的地方设有开口，在开口处设置可打开的盖子13，并用紧固件，例如螺丝14将盖子13固定在盒体17上。

此外，壳体1的材质可以有多种选择，这里优选由成本低、实用性好的工程塑料制成。可选地，若壳体1和管线4(保温层6)的尺寸相差不大，盒体17的底面是平面，而保温层6的表面是弧面，则二者贴合性不佳。此时，可以选择将盒体17的底面设为和保温层6的表面相匹配的弧面，这样将盒体17安装在保温层6的表面时，由于能够紧密贴合，因而壳体1安装地更加稳固。

可选地，安装支架11为两个，且两个安装支架11沿管线4的纵向设置在壳体1的相对两侧。这样设置，将壳体1的最外侧两个端部沿管线4的纵向固定在保温层6的表面，使得对壳体1的固定较为稳固。当然，若管线4、保温层的径向尺寸和壳体1的外缘尺寸相差过大，为了将电热带测温装置更好地固定在保温层6的表面，还可以设置三个甚至更多个安装支架11。安装支架11的位置也可以沿管线4的径向设置在壳体1的相对两侧。

可选地，安装支架11上开设有安装孔12，安装支架11通过穿设在安装孔12内的紧固件15固定在保温层6的外表面。这样设置，使得壳体1的安装简便易行，此外，优选紧固件15为自攻螺丝。本实施例的电热带测温装置的防护等级达到IP65及以上。为了进一步增加本装置的防护等级，还可以选择在整个电热带测温装置的外侧设置透明的防护罩，在不影响观测的情况下能够应对恶劣环境的使用要求。可选地，上述安装方式中，需要自攻螺丝在保温层6中进行攻丝，对于保温层6的材质较为柔软的情况下，这种固定方式可靠性不高，也容易松动，此时也可以选择在电热带测温装置和管线4的保温层6之间设置盒体支架，具体而言，盒体支架包含支承座和固定在支承座底部的支承腿，上述安装支架11通过紧固件15(例如螺栓、螺母结构)固定在支承座上，支承腿形状和保温层6的外表面形状吻合，为弹性材料制成的环状支撑腿，使用时卡在保温层6的表面，这样一来，可以通过盒体支架把电热带测温装置固定在保温层6的外表面。而不需要在保温层6表面攻螺丝孔供紧固件15使用。使安装可靠性进一步提高。另外，作为另一个可能的结构，可以选择在电热带测温装置和保温层6之间设置安装带18，图3为本实施例提供的电热带温度检测装置的另一种结构的结构示意图，如图3所示，将壳体1固定在安装带18上，安装带18形状和保温层6的外表面形状相吻合，具体安装过程中，通过将安装带18固定在保温层6外侧从而将壳体固定在保温层6外侧。这样进一步简化了本实施例的电热带测温装置的安装。

对上述实施例作进一步改进，控制电路包括位于盒盖16上的显示单元3，显示单元3用于显示温度传感器2采集到的温度值。如上设置，实际中管线4大多设置在较低位置，即现场维护人员正常站立时的眼睛下方，若将显示单元3设置在位于盒体17顶部的盒盖16上，现场维护人员只要低头即可观察到显示单元3所显示的测量温度值，因此观测非常方便。此外，还可以将显示单元3设置在其它位置，例如设置在盒体17的侧面上等等，这样的变换都落在本实用新型的保护范围内。

可选地，显示单元3包括多个并排排列的数码管31。数码管31通过对其不同的管脚输入相对应的触发电流信号，会使其发亮，从而显示出数字，具体而言，数码管是由多个发光二极管封装在一起组成的“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，实际上是由七个发光管组成“8”字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a、b、c、d、e、f、g、h来表示。控制电路通过其输出引脚与这些数码管的a、b、c、d、e、f、g、h引脚电连接从而控制数码管显示的数值。

可选地，显示单元3包括4个并排排列的数码管31，每个数码管31用于显示温度值的不同位。本实施例的数码管31用来显示温度的数字，由于本实施例中是对室外环境下的管线温度进行检测，通常的气温大约在-100℃-+100℃的范围内，因此可以选择四个并排排列的数码管31，从而对例如十位、个位、以及小数点后两位这样的温度进行显示。当然，如果需要测量的温度范围在上述范围之外，还可以根据需要增加数码管，用来显示百位的温度值或者显示零下的“-”号。

对上述实施例作进一步改进，控制电路还包括：时钟电路32、控制芯片33和通断选择电路34，图4为本实用新型实施例提供的控制电路的结构示意图，如图4所示，时钟电路32和控制芯片33的时钟引脚电连接，用于为控制芯片33提供时钟信号；显示单元3和通断选择电路34均与控制芯片33的输出引脚电连接；通断选择电路34用于根据控制芯片33的控制信号控制显示单元3中数码管31的通断；控制芯片33还用于控制显示单元3中被接通的数码管所显示的数字。时钟电路32是控制芯片33内部电路产生控制芯片33所需的时钟频率的电子元件，时钟电路32提供的时钟频率越高，则制芯片33运行速度就越快，控制芯片33中的一切指令的执行都是建立在其时钟电路32提供的时钟频率的基础上。通过如上设置，控制芯片33可以根据采集到的实际温度情况决定显示单元3中的相应数码管的通断，以及被接通的数码管所显示的数字。

可选地，通断选择电路34包括三极管，三极管的基极和控制芯片33的输出引脚电连接，三极管的集电极和显示单元3中数码管31电连接，三极管的发射极和电源正极连接。这里的三极管起到开关电路的作用。在控制芯片33想要控制某个数码管31接通时，只需要在输出引脚输出驱动信号至相应三极管的基极，使相应三极管饱和，即相当于开关闭合，就可以点亮与该三极管集电极电连接的数码管。优选通断选择电路34中的三级管的个数与数码管的个数相同。此外，此处以三极管作为通断选择电路，也可以选择其它形式的电路，例如继电器通断电路等。

作为一种可选的实施方式，时钟电路32选择晶振电路，控制芯片33选择STC89C52单片机，显示单元3是4位一体的共阳极LED显示模块，三极管选择PNP型三极管9012，个数为4个。可选地，可以将LED显示模块设置在盒盖16的上表面，或者不设置盒盖16，而直接将LED显示模块设置在盒体17的顶部开口处作为盒盖16，这样都是为了方便维护人员观察。图5为本实用新型实施例提供的电热带温度检测装置的电路部分的连接示意图。下面结合图5详细介绍各个部分的具体连接情况。

作为控制芯片33的STC89C52单片机模块的18、19引脚分别连接电容C1、C2后连接至第20引脚接地，在18、19引脚之间并联晶体发生器X1就构成了晶振电路，即时钟电路32，以提供STC89C52单片机模块所需的时钟频率。STC89C52单片机模块的第40引脚连接电源正极(+5V)，从而为STC89C52单片机模块供电。

此外，如上所述，温度传感器2采用DS18B20数字温度传感器，该DS18B20模块第3引脚连接至电源正极(+5V)，从而为DS18B20模块供电，并且该模块第3引脚还并连接电阻R3后与第2引脚并联连接至STC89C52单片机模块的24引脚，从而将DS18B20模块测得的温度信号反馈至STC89C52单片机模块。

STC89C52单片机模块的39-32引脚分别各连接一个上拉电阻R1后再连接至LED显示模块的a-h引脚，STC89C52单片机模块的28-25引脚分别各连接一个上拉电阻R2后再分别连接至各个PNP型三极管的基极；4个三极管的发射极均连接至电源正极(+5V)，集电极分别连接至LED显示模块的1-4引脚。此处的上拉电阻R1是为了保证39-32脚没有数据输出时出于高电平状态。上拉电阻R2是为了保证能够正常驱动三极管工作。LED显示模块的1-4引脚用来选择进行显示的数码管，LED显示模块的a-h引脚用来选择被接通的数码管所显示的数字。

电路中的各个电路元件的取值根据实际工作情况来选择，下面给出一个具体的选型例，但本实用新型不限于下述值。

C1、C2的电容值为30pF，晶体发生器X1的频率为12MHz；电阻R1＝220Ω、R2＝1KΩ、R3＝4.7KΩ。

具体工作过程中，DS18B20数字温度传感器实时测量管线4的温度值，并通过连接电缆21将该温度反馈至STC89C52单片机模块，STC89C52单片机模块根据要显示的管线温度值控制相应25-39引脚的信号输出，驱动LED显示模块显示上述温度值。需要注意的是，STC89C52单片机模块通过其25-28输出引脚控制通断选择电路34中的相应三极管的通断来选择LED显示模块中到底哪个数码管被接通而发光；而STC89C52单片机模块控制其32-39输出引脚控制LED显示模块中被接通的数码管所显示的具体数值。

下面介绍本实施例提供的电热带温度检测装置的安装过程。如图6所示，使用时，先将连接电缆21的一端电连接至壳体1内收容的控制电路上，将连接电缆21的另一端自盒体17的侧壁底部设有的孔内拉出，然后，将该连接电缆21的另一端电连接至温度传感器2。此时，将紧固件15即自攻螺丝穿过安装支架11上的安装孔12拧紧在管线4的保温层6的外表面上，即将本实施例的电热带测温装置固定在管线4的保温层6的外表面。然后，在保温层6上开设供连接电缆21的另一端和温度传感器2穿过的通道，并将电缆21的另一端和温度传感器2穿过保温层6的通道，最后将温度传感器2固定在管线4表面上敷设的电热带5的表面上。此时将该处的保温层6恢复，即可完成安装。在实际使用过程中，可通过观察LED显示模块上的数值显示而直观地观察电热带5的温度。

上述安装过程中，安装顺序的选择可以根据实际情况来调整，例如也可以在将连接电缆21的另一端自盒体17的侧壁底部设有的孔内拉出后，先将温度传感器2固定在电热带5的表面，然后再将穿过保温层6的连接电缆的另一端电连接至温度传感器2上，最后再将该处保温层6恢复。这样的变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实施例中，电热带测温装置用于检测管线中电热带的温度，包括温度传感器、连接电缆、壳体和控制电路，壳体设在管线的保温层外侧，温度传感器和电热带接触，连接电缆的一端穿过壳体并与控制电路连接，连接电缆的第二端穿过管线的保温层并与温度传感器连接；控制电路用于显示温度传感器采集到的温度。这样设置，通过与电热带接触的温度传感器测量电热带的温度，电缆将温度传感器测量到的温度数据传递给控制电路，并且，控制电路对温度传感器采集到的温度进行实时显示。因而，只需要现场维护人员目视观测控制电路显示的电热带温度即可判断电热带工作与否，以及是否工作正常。不需要用手触摸电热带，因而降低了触电的风险，同时由于温度传感器和电热带接触，能够精确测量电热带的温度，然后通过控制电路显示，因而对电热带的工作状况的评估更加准确。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”、“固定”、“安装”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。