专利名称：冶炼用测试枪及冶炼用测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据采集传输装置和系统，具体地说，是涉及一种在 冶炼(如炼钢、炼铜等)中使用的、用于采集、处理和传输参数数据的测试枪 和测试系统。
背景技术：
在冶炼中，为了监控产品质量，特别是为保证冶炼出的高温金属产品的质 量，目前较多使用的是快速参数测试的方式。也就是说，在冶炼金属(如炼钢、 炼铜等)的过程中， 一般需要对冶炼的金属的参数(如温度、含氧量等)进行 实时快速测量f以保证冶炼成品的质量。目前，国内通常使用图1所示的传统 参数测试装置来对冶炼金属的参数进行测量。如图i，该参数测试装置包括一
端设有手柄3的参数采集枪杆1，该参数采集枪杆1的另一端设有传感器耦合 杆2,传感器耦合杆2内设有传感器，传感器通过数据传输线缆4而与一采集 显示器5相连，该数据传输线缆4的一部分设置在参数采集枪杆1内，而该数 据传输线缆4的其余部分露在外面。使用时，工人手握手柄3，将参数采集枪 杆！的传感器一端插入高温液体中，几秒后拔出，从而，传感器测试出的参数 数据通过数据传输线缆4传送到采集显示器5内，供工人查看。这种测试方式 可以很好地对冶炼金属实施参数的实时快速测量。但是，线缆4很长， 一般为 10-20米，工人在操作过程中不仅要手握住一根笨重的金属枪杆1，还要同时 拖动一根笨重的线缆4，这样，工人的操作十分迟缓、很不方便，而且，线缆 4因被拖动而经常会与地面摩擦，容易发生断裂现象，影响对参数的测试。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供 一 种冶炼用测试枪及冶炼用测试系统，该测试 枪省去了外露的传输线，对采集的参数数据采用无线传输方式，避免了因硬件 (线缆)破损而造成测试的准确性下降，使得该测试枪以及采用该测试枪构成 的该测试系统测试出的测量数据准确性高。
为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案
一种冶炼用测试枪，它包括枪杆，该枪杆的--端设有手柄，该枪杆的另一 端设有传感器耦合杆,该传感器耦合杆上设有一个或多个传感器，其特征在于.-在该枪杆或手柄上设有参数采集处理传输器，该一个或多个传感器经设置在该传感器耦合杆和该枪杆内的线缆与该参数采集处理传输器相连。
一种冶炼用测试系统，其特征在于它包括冶炼用测试枪、无线接收显示 器，该无线接收显示器接收该测试枪无线传输来的参数数据并显示，其中该 冶炼用测试枪包括枪杆，该枪杆的一端设有手柄，该枪杆的另一端设有传感器 耦合杆，该传感器耦合杆上设有一个或多个传感器，在该枪杆或手柄上设有参 数采集处理传输器，该一个或多个传感器经设置在该传感器耦合杆和该枪杆内 的线缆与该参数采集处理传输器相连。
本实用新型具有优点1、本实用新型测试枪采用无线传输采集的参数数 据方式，枪杆外无暴露传输线，即省去了传统参数测试装置外露的传输线，减 轻了工人握持工具的重量，方便了工人的操作，工人不再需要手握笨重测试枪 杆的同时还拖着笨重的传输线进行作业。并且，由于这种无外露传输线的设计 结构，使得测试枪和测试系统不会发生因传输线与地面的摩擦破损、断裂而对 冶炼参数的测试产生影响的现象。2、由于测试枪采用无线传输方式，无外露 的传输线，本实用新型的测试系统中的无线接收显示器可以放置在较远的可视 距离处，避免了因高温气体、液体的溅射而受到损害。
总之，本实用新型采用无线传输数据的方式，测试工具轻便、灵活，方便 了工人的操作，提高了测试准确性。
图1是传统参数测试装置的组成示意图； 图2是本实用新型冶炼用测试枪的第一实施例示意图； 图3是本实用新型冶炼用测试枪的第二实施例示意图； 图4是本实用新型冶炼用测试系统的一实施例的组成示意图； 图5是参数采集处理传输电路的原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
如图2和图3所示，本实用新型冶炼用测试枪100包括枪杆110 (—般为 3-5米长的钢管)，该枪杆110的一端(后端)设有手柄150，该枪杆110的 另一端(前端)设有一次性使用的传感器耦合杆120 (多数是纸质的传感器耦 合杆)，该传感器耦合杆120上设有一个或多个传感器(未示出)。在该枪杆 110或手柄150上设有参数采集处理传输器130，该一个或多个传感器经设置 在该传感器耦合杆120和该枪杆110内的线缆与该参数采集处理传输器130相 连。实际中，参数采集处理传输器130可设于枪杆IIO或手柄150上的任意位
4置上。如图2,参数采集处理传输器130设置在了接近手柄150的位置处。又 如图3，参数采集处理传输器130设置在了手柄150前部位置。
图2和图3分别是本实用新型测试枪100的两种不同结构的实施例，这两 种实施例的结构大致相同，只是局部部件的设置位置不同。在实际中，测试枪 的结构组成并不局限于第一和第二实施例中所示出的结构。
设在枪杆110或手柄150上的参数采集处理传输器130内设有参数采集处 理传输电路，如图5所示，该电路包括单片机U2 (可选用89C4052)、时钟 芯片U4 (可选用SD2405，其还作为扩展存储器使用)、无线传输器Ul (可 选用TTL输入方式的器件)和模数转换器U6 (可选用AD7705B或AD7706)。 设在传感器耦合杆120上的一个或多个传感器与该模数转换器U6的数据输入 端连接，该模数转换器U6的输出端与单片机U2的相应I0 口连接，该单片机 U2的数据发送端与该无线传输器Ul的数据接收端连接，该时钟芯片U4各控 制端与单片机U2的相应10 口连接，该无线传输器Ul上连接一天线AT (即 图2和图3中示出的140)。图中的"+9V"为电源提供的电压。
图5中示意性地示出了两个传感器， 一个是温度传感器，接数据输入端 VIN2+和VIN2-，另一个是含氧量传感器，接+5V (向传感器提供的电压)以 及数据输入端VINl+和VINl-。
在实际使用中，用户可以根据测试需要，安装连接测试各种参数的传感器。 为了对安装使用的各种传感器进行合理配置，本实用新型在电路中设置了设定 按键。例如，如图5，电路中设置了设定按键K1和K2。单片机U2接收设定 按键Kl和K2的多组开关信号，根据设定按键的各种开关组合状态代表的传 感器类型(如钨铼型热电偶、单铂铑S型热电偶等)、同类型传感器的型号、 测量方式(如连续测量、快速测量等)和精度(如温度精度l度、……等)等 设定项目信息(实际中，各设定项目可通过设定按键的多组组合状态而设置)， 通过单片机内部软件对存储器U4 (也可为存储器24C01)内的功能参数进行 更改，以使更改后的功能参数与已选定使用的传感器相应，从而使传感器得到 正确配置。
在使用测试枪之前，先要将事先选定的传感器安装好，且针对各设定项目 合理设置设定按键状态，以正确配置测试用传感器。使用测试枪时，当高温炉 加热到一定时间后达到一定温度时，工人手握测试枪100的手柄150举起测试 枪IOO，将测试枪100的传感器耦合杆端插入高温的液体中，几秒(通常不超 过3秒)后拔出测试枪IOO，这时，通过测试枪IOO测试出的参数数据便会通
5过无线传输方式传送给其它显示仪器上。 测试枪的具体工作原理为
当测试枪100的传感器耦合杆端被插入高温待测液体中的短时间内，传感 器耦合杆端上的传感器测量待测参数(如温度、含氧量等)，并且将这些测得 参数值传送到模数转换器U6中进行模数转换，被转换成数字量的参数值被传
送到单片机U2内,单片机U2根据存储器U4 (或存储器24C01)内与传感器相 应的功能参数对传送来的参数值进行分析处理，然后单片机U2在时钟芯片U4 产生的时钟信号下，通过无线传输器Ul而将需传送的参数值经由天线AT发 出，从而由天线AT发出的信号被无线接收装置接收。
在实际实施中，可为图2和图3所示的测试枪IOO配置一个供工人随时查 看参数测试数据的显示器。换句话说，也就是提供一个带有测试枪的冶炼用测 试系统。如图4所示，本实用新型冶炼用测试系统包括冶炼用测试枪100、无 线接收显示器200，该无线接收显示器200接收该测试枪100无线传输来的参 数数据并显示。由于炉温很高，该无线接收显示器200应设置在距高温炉较远 的地方， 一般为大于10米，小于100米。
实际中，根据需要，在远距离处还可设置一远程无线接收显示装置300， 以供处于远程的管理人员参看冶炼测试情况。
本实用新型具有优点1、本实用新型测试枪采用无线传输采集的参数数 据方式，枪杆外无暴露传输线，即省去了传统参数测试装置外露的传输线，减 轻了工人握持工具的重量，方便了工人的操作，工人不再需要手握笨重测试枪 杆的同时还拖着笨重的传输线进行作业。并且，由于这种无外露传输线的设计 结构，使得测试枪和测试系统不会发生因传输线与地面的摩擦破损、断裂而对 冶炼参数的测试产生影响的现象。2、由于测试枪采用无线传输方式，无外露 的传输线，本实用新型的测试系统中的无线接收显示器可以放置在较远的可视
距离处，避免了因高温气体、液体的溅射而受到损害。
总之，本实用新型采用无线传输数据的方式，测试工具轻便、灵活，方便 了工人的操作，提高了测试准确性。
以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域 的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实 用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实 用新型保护范围之内。
权利要求1、一种冶炼用测试枪，它包括枪杆，该枪杆的一端设有手柄，该枪杆的另一端设有传感器耦合杆，该传感器耦合杆上设有一个或多个传感器，其特征在于在该枪杆或手柄上设有参数采集处理传输器，该一个或多个传感器经设置在该传感器耦合杆和该枪杆内的线缆与该参数采集处理传输器相连。
2、 根据权利要求l所述的测试枪，其特征在于设于所述枪杆上的所述参数采集处理传输器位于接近所述手柄的位置处。
3、 根据权利要求1或2所述的测试枪，其特征在于所述参数采集处理传输器内设有参数采集处理传输电路，该电路包括单片 机、时钟芯片、无线传输器和模数转换器，其中设在所述传感器耦合杆上的一个或多个传感器与该模数转换器连接，该模 数转换器与单片机连接，该单片机与该无线传输器连接，该时钟芯片与单片机连接，该无线传输器上连接一天线。
4、 一种冶炼用测试系统，其特征在于它包括冶炼用测试枪、无线接收 显示器，该无线接收显示器接收该测试枪无线传输来的参数数据并显示，其中 该冶炼用测试枪包括枪杆，该枪杆的一端设有手柄，该枪杆的另一端设有传感 器耦合杆，该传感器耦合杆上设有一个或多个传感器，在该枪杆或手柄上设有 参数采集处理传输器，该一个或多个传感器经设置在该传感器耦合杆和该枪杆 内的线缆与该参数采集处理传输器相连。
5、 根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于 所述测试系统还包括远程无线接收显示装置。
6、 根据权利要求4或5所述的测试系统，其特征在于设于所述枪杆上的所述参数采集处理传输器位于接近所述手柄的位置处。
7、 根据权利要求4或5所述的测试系统，其特征在于所述参数采集处理传输器内设有参数采集处理传输电路，该电路包括单片机、时钟芯片、无线传输器和模数转换器，其中设在所述传感器耦合杆上的一个或多个传感器与该模数转换器连接，该模 数转换器与单片机连接，该单片机与该无线传输器连接，该时钟芯片与单片机连接，该无线传输器上连接一天线。
专利摘要本实用新型公开了一种冶炼用测试枪及其测试系统。测试枪包括枪杆，该枪杆的一端设有手柄，该枪杆的另一端设有传感器耦合杆，该传感器耦合杆上设有一个或多个传感器，在枪杆或手柄上设有参数采集处理传输器，一个或多个传感器经设置在传感器耦合杆和枪杆内的线缆与参数采集处理传输器相连。该测试系统包括冶炼用测试枪、无线接收显示器，该无线接收显示器接收该测试枪无线传输来的参数数据并显示。本实用新型采用无线传输数据的方式，测试工具轻便、灵活，方便了工人的操作，提高了测试准确性。
文档编号G08C17/02GK201285293SQ20082012293
公开日2009年8月5日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者晖 施 申请人:施欣欣