一种非接触式动态测温装置的制作方法

本实用新型涉及特殊环境下非接触测温技术领域，尤其涉及一种非接触式动态测温装置。

背景技术：

现有温度测量在很多科研及实际生产应用中，具有十分重要的意义。中波发射机是广播电台的主要设备，是广播信号正常播出的保障，所以发射机运行数据的监测至关重要，特别是对运行温度的监测，由于中波发射机在运行时会产生高电压和高磁场，以及发射机结构的特殊性，无法使用贴片测温和加装接触式的温度传感器。因此，接触式的测温技术在该环境中无法应用，介于接触式测温技术的局限性和弊端，我们选择已在国内外测温领域广泛应用的的非接触式测温技术，但常用的非接触测温方法主要通过红外测温传感器来测量某一个点的温度值，中波发射机的温度监测需要分布式的测量多个点的温度值，此种情况下如果使用常用的非接触式测温技术，就需要增加大量的红外测温传感器，因为常规的红外测温方式是一个传感器对应一个测温点，这种方法不但增加了成本且故障率也会加大，也容易受到空间的局限性，而且多个红外传感器集中在一个区域内会相互干扰，影响测温的准确性。通过本实用新型可以有效的解决以上问题。

技术实现要素：

为解决一个红外测温传感器不能进行多个温度点测量的技术问题，本实用新型的目的是提供一种非接触式动态测温装置。

本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现：

一种非接触式动态测温装置，包括：测量单元、运动单元和控制单元；所述运动单元分别与所述测量单元和控制单元相连，且测量单元和运动单元安装在一起。

所述测量单元包括红外测温传感器和开关电源；

所述运动单元包括微型直流无刷电机、安装支架和机械部分；

所述控制单元包括单片机控制板、人机界面、微型马达驱动器、开关电源和控制箱。

与现有技术相比，本实用新型的一个或多个实施例可以具有如下优点：

可以用一个红外测温传感器来测量多个取样点的温度值，实现了动态测量，可以预设运动轨迹，可以自动完成多个测量点的连续测温工作，有效解决了传统的红外测温技术用一个传感器只能测量一个温度点的弊端。

附图说明

图1是非接触式动态测温装置的整体控制示意图；

图2是动态测温装置的运动单元的结构示意图；

图3是动态测温装置的集成控制示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本实用新型实施方式作进一步详细的描述。

如图1-图3所示，非接触式动态测温装置的整体控制示意图，所述装置包括：测量单元、运动单元和控制单元；所述运动单元分别与所述测量单元和控制单元相连，且测量单元和运动单元安装在一起。

所述测量单元包括红外测温传感器和开关电源；

所述运动单元包括微型直流无刷电机、安装支架和机械部分；

所述控制单元包括单片机控制板、人机界面、微型马达驱动器、开关电源和控制箱。

上述红外测温传感器为非接触式红外远距离测温传感器，并安装在运动单元上面；所述开关电源与红外测温传感器连接，并提供dc24v电压给红外测温传感器；所述红外测温传感器输出4～20ma模拟量信号，并通过屏蔽线连接输入到控制单元的单片机控制板。

红外传感器的工作原理是测量发热物体的波长，在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75～100μm的红外线，红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。红外测温传感器会连续输出4-20ma的模拟量信号给控制单元的单片机控制板，单片机控制板实时的记录温度值。

上述运动单元相当于一个两轴的机械臂，有两台微型直流无刷电机来驱动，其中一台为水平旋转电机，该水平旋转电机做水平350度旋转，另一台为垂直旋转电机，该垂直旋转电机为0～90度的角度调整电机，且水平旋转直流无刷电机和垂直旋转直流无刷电机通过机械连接组成一套完整的运动系统。水平旋转电机在底座内垂直安装，如图2所示，电机轴的顶端安装齿轮盘，该齿轮盘和外部齿轮盘连接，通过驱动器控制做水平旋转，旋转角度为向左旋转175度，向右旋转175度，可以实现水平方向从左到右或者从右到左的350度调整，运动速度可以根据测量要求自定义调整，控制单元可以自动记忆运动轨迹，再次工作时可以按预设的运动轨迹运行；角度调整电机安装在运动平台的顶部，如图2所示，调整电机可以带动红外传感器做垂直方向的角度调整，可以进行上下90度范围内的角度调节，运动速度可以根据测量要求自定义调整，控制单元可以自动记忆运动轨迹，再次工作时可以按预设的运动轨迹运行；红外测温传感器安装在运动单元上面，运动单元通过单片机控制板的指令按照设定的轨迹进行连续性的测温，运动的轨迹路线需要在前期的调试工作里完成，单片机控制板具有储存和记忆功能，调试完成后正常工作时控制器即可按照预设的数据控制运动单元工作。

上述单片机控制板、人机界面、微型马达驱动器与开关电源集中安装在控制箱内；所述控制箱为壁挂式安装结构；所述单片机控制板为具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，并与所述人机界面连接，通过人机界面设置参数；所述人机界面设置于箱门上为嵌入式安装；所述微型马达驱动器和运动单元中的微型直流无刷电机相连。上述单片机控制板(programmablelogiccontroller，plc)，一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，又称为单片机，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。

上述单片机控制板由cpu、指令及数据内存单元、输入/输出接口单元、电源、数字模拟转换单元组成；并且在单片机控制板上设置有通讯接口、开关量输入接点和模拟量输入接点。早期的单片机控制板只有逻辑控制的功能，所以被命名为可编程逻辑控制器，后来随着不断地发展，这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等各类功能；单片机控制板上设置有通讯接口、开关量输入接点和模拟量输入接点，可按功能需求定义和编程，并和人机界面连接，通过人机界面可以设置参数。上述人机界面为控制单元的重要组成部分，以下简称为触摸屏，通过触摸屏可以查看各种温度、时间、报表和曲线等，可以显示实时的测量温度，历史温度曲线，可以设置高温报警值、测量的上下限范围，可以选择测量的路径等。

上述测温装置的主要实施过程就是通过控制单元控制运动单元，运动单元和测量单元共同完成测温工作。线路连接方式为控制箱接入ac220v电源，通过开关电源变为dc24v，给马达驱动器和单片机控制板供电及触摸屏供电；单片机控制板通过总线方式和两台马达驱动器连接，通过rs485接口连接触摸屏，马达驱动器和运动单元的微型直流无刷电机连接，红外测温传感器输出4～20ma模拟量信号通过屏蔽线连接到单片机控制板的模拟量输入通道。软件的实施过程是通过现场测量需求，根据测量的部位和范围对单片机控制板进行编程，单片机控制板按程序要求发出指令给马达驱动器，控制驱动电机的转速和运行速度，按预设的轨迹来运行，使红外测温传感器完成多个点位的测温，温度数值通过单片机控制板处理后再触摸屏上显示，单片机控制板通过采集过来的温度数字信号(0-32000)通过内部线性转换指令，转换成需求的温度值显示(摄氏度)，由于环境及其它因素传感器过来的值有相对的误差，通过单片机控制板的功能指令求多次平均值、去高峰低谷得到稳定的实际温度值，保证了系统检测的稳定性。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。