专利名称：具有多种保护功能的一体化温度变送器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及温度参数检测技术领域。具体的说是一种具有多种保护功能的一体化温度变送器，多用于户外机械旋转设备、加热炉设备、油气管道以及地表的温度检测与控制。
背景技术：
原有的一体化温度变送器，始终沿袭传统的电路模式，即信号采集、放大调整，直至在额定精度范围内的输出，很少考虑电路防护问题。但是随着温度变送器全户外天候使用情况的增多，在雷雨季节，感应雷很容易通过电缆引入仪表线路中，由此导致温度变送器的损坏。另外随着生产过程自动化水平的提高，一套大型机组的电力信号线路就比较繁杂，电力信号线多达几十根，里面有电源线和信号线，有不同的接地线。而一个厂区的控制室又有多套大型机组和多种远控设备，电力信号线可多达几百根或上千根，对此在安装调试期间很容易造成接线错误，从而由于信号极性反接或由于双MV电源串接电压导致温度变送器的损坏。
发明内容本实用新型的目的是提供一种具有防浪涌(雷)保护、过电压保护和信号极性反接保护功能的一体化温度变送器。本实用新型的电子线路，由RTD传感器、变送调整电路、防浪涌(雷)保护、过电压保护和信号极性反接保护电路组成。本实用新型中的温度变送电路单元包括RTD传感器、恒流源、信号采集、调整放大、线性温度补偿、V/I转换电路、防浪涌(雷)保护、过电压保护、信号极性反接保护电路和显示器。本实用新型的外型结构曲防爆壳体、防爆电气接口、RTD组件、显示窗、电子腔、端子腔、接线端子和接地螺钉所组成。本实用新型防浪涌保护电路由两支双向稳压二极管Dp D2、两个限流电阻R9、RlO 和一支双向三极气体放电管G所组成，共有5根接线。防浪涌保护电路输入端的两线接变送器的输入端子，防浪涌保护电路输出端的两线接变送器桥路输入端的3和1，接地线与变送器的外壳相接。具体接线详见附图1。在正常情况下，双向稳压二极管DpD2和双向三极气体放电管G处于截止状态，变送器线路处于正常状态。当变送器信号的正极线遭受雷电电压冲击时，电压将高于双向稳压二极管D1额定电压时，D1处于击穿导通状态，将电压限制在D1额定电压值上，与此同时也在限流电阻R9处形成较高的电压。当雷电电压增加到双向三极气体放电管G的额定电压时，双向三极气体放电管的一个极被击穿，瞬间与大地导通放电，电压被限制在额定电压范围内。当变送器信号的负极线遭受雷电电压冲击时，电压将高于双向稳压二极管A额定电压时，D2处于击穿导通状态，将电压限制在&额定电压值上，与此同时也在限流电阻RlO处形成较高的电压。当雷电电压增加到双向三极气体放电管G的额定电压时，双向三极气体放电管的另一个极被击穿，瞬间与大地导通放电，电压被限制在额定电压范围内。这样有效的保护了变送器。本实用新型的电源反接保护线路由四只二极管D3、D4、D5和D6组成一个桥路，接法见图一。桥路输入端的接线点⑶与信号⑴端相接，桥路输入端的接线点⑴与信号㈠ 端相接。桥路输出端的的接线点⑵与仏(10)端相接，桥路输出端的⑷与仏(7)端相接。 当桥路输入端的⑶为正和⑴为负时，二极管1)3和06导通，1)4和1)5截止，桥路输出端⑵ 为正和(4)为负，变送器正常工作。当桥路输入端的(3)为负和(1)为正时，二极管D4和 D5导通，D3和D6截止，桥路输出端⑵为正和⑷为负，变送器仍正常工作。本实用新型电源过压保护电路用稳压管D7实现，接法见附图1。D7的两脚与变送器信号相连，在正常电压情况下，稳压管处于截止状态，变送器工作正常，当信号线电压高于稳压管额定电压时，稳压管处于击穿导通状态，将电压限制在稳压管额定电压值上，从而保护了变送器的器件不被击穿损坏。本实用新型包括防护壳体组件、显示窗、电子腔、端子腔、电气接口、RTD传感器、测温元件、铠装芯线、高温导线、绝缘材料、保护套管，其特征在于防爆壳体外有一接地螺钉；壳体的端子腔与电子腔密封隔离，内有4个接线端子；壳体的电子腔内置电路板和显示器，外设显示窗；RTD传感器和变送电路为一体化结构形式；电子线路由RTD传感器、变送调整电路、防浪涌保护电路、过电压保护和信号极性反接保护电路连接组成。防浪涌保护电路由两支双向稳压二极管Dp D2、两个限流电阻R9、RlO和一双向三极气体放电管G所组成，共有5根接线，防浪涌保护电路输入端的两线接变送器的输入端子，防浪涌保护电路输出端的两线接变送器接桥路的输入端，防浪涌保护电路的接地线与变送器的外壳相接。信号极性反接保护电路由D3、D4、D5和D6组成电桥，电桥的1、3脚通过 R9、R10分别与信号线相连，电桥的2、4脚分别与U1的10、7脚相连，RTD传感器由两路恒流源供电。变送调整电路由热电阻传感器RTD、集成电路仏、三极管％、量程电位器W1、零点电位器W2、电容Q、C2、C3和C4、电阻礼、&、R3、R4> R5> R6> R7和&组成温度变送电路。RTD的一端通过&与U1的13脚相连，另一端经R7与仏的6脚相连。U1为变送器专用芯片，内有两路恒流源输出，其中一路为RTD供电，另一路为基准电路供电。基准电路由民和W1组成，基准电压经R4连接到U1的2脚，RTD信号经调理、放大、补偿，V/I转换后，由U1的10脚输出标准电流信号。本实用新型的电源反接保护线路由四只二极管D3、D4、D5和D6组成一个桥路，接法见图一。桥路输入端的接线点⑶与信号⑴端相接，桥路输入端的接线点⑴与信号㈠ 端相接。桥路输出端的的接线点⑵与仏(10)端相接，桥路输出端的⑷与仏(7)端相接。 当桥路输入端的⑶为正和⑴为负时，二极管1)3和06导通，1)4和1)5截止，桥路输出端⑵ 为正和(4)为负，变送器正常工作。当桥路输入端的(3)为负和(1)为正时，二极管D4和 D5导通，D3和D6截止，桥路输出端⑵为正和⑷为负，变送器仍正常工作。本实用新型电源过压保护电路用稳压管D7实现，接法见附图1。D7的两脚与变送器信号相连，在正常电压情况下，稳压管处于截止状态，变送器工作正常，当信号线电压高于稳压管额定电压时，稳压管处于击穿导通状态，将电压限制在稳压管额定电压值上，从而保护了变送器的器件不被击穿损坏。[0014]本实用新型的优点是1)抗雷电冲击和防电浪涌干扰。2)信号极性接反时，变送器仍能正常工作。3)信号线路过压时，无损于变送器内部线路。4)无需外接防雷器，结构紧凑。5)制造的性能价格比低。6)大幅度提高了户外应用环境下的温度变送器使用寿命。7)有效地提高了用户设备运行的安全性。
图1为本实用新型的电气原理图图2为本实用新型的外形结构图正面图图3为本实用新型的外形结构图剖面图图4为本实用新型的外形结构接线端子图图中1是隔爆壳体；2是电气防爆接头；3是显示窗；4是接地螺钉；5是RTD组件； 6是活动螺纹；7是端子腔；8是电子腔；9是显示窗；10是防水丝堵；11是接线端子；12是接地螺孔。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本实用新型的实施，参照附图1所示连接电器元件， 外壳采用常规手段制造。由热电阻传感器RTD、集成电路U1、三极管Q1、量程电位器W1、零点电位器W2、电容 C1, C2, C3和C4、电阻礼、R2, R3> R4> R5> R6> R7和&组成变送调整电路。RTD的一端通过&与 U1的13脚相连，另一端经R7与仏的6脚相连。U1为变送器专用芯片，内有两路恒流源输出，其中一路为RTD供电，另一路为基准电路供电。基准电路由民和W1组成，基准电压经R4 连接到U1的2脚，RTD信号经调理、放大、补偿，V/I转换后，由U1的10脚输出标准电流信号。防浪涌保护电路由两支双向稳压二极管Dp D2、两个限流电阻R9、RlO和一支双向三极气体放电管G所组成，共有5根接线。防浪涌保护电路输入端的两线接变送器的输入端子，防浪涌保护电路输出端的两线接变送器桥路输入端的3和1，防浪涌保护电路的接地线与变送器的外壳相接。具体接线详见图一。在正常情况下，双向稳压二极管D1A2和双向三极气体放电管G处于截止状态，变送器线路处于正常状态。当变送器信号的正极线遭受雷电电压冲击时，电压将高于双向稳压二极管D1额定电压时，D1处于击穿导通状态，将电压限制在D1额定电压值上，与此同时也在限流电阻R9处形成较高的电压。当雷电电压增加到双向三极气体放电管G的额定电压时，双向三极气体放电管的一个极被击穿，瞬间与大地导通放电，电压被限制在额定电压范围内。当变送器信号的负极线遭受雷电电压冲击时， 电压将高于双向稳压二极管D2额定电压时，D2处于击穿导通状态，将电压限制在D2额定电压值上，与此同时也在限流电阻RlO处形成较高的电压。当雷电电压增加到双向三极气体放电管G的额定电压时，双向三极气体放电管的另一个极被击穿，瞬间与大地导通放电，电压被限制在额定电压范围内。这样有效的保护了变送器。由D3、D4、D5和D6组成电桥。电桥的1、3脚通过I^Rltl分别与信号线相连，电桥的 2、4脚分别与^的10、7脚相连，即使电源反接时，也能保证电路正常工作。由D7的两脚分别与U1的10脚和7脚相连，组成信号过压保护线路。在正常情况下D7为截止状态，当信号电压高于额定电压时，D7被击穿导通，将电压限制在D7的稳压值上。
权利要求1.多种保护功能的一体化温度变送器，它包括防护壳体组件、显示窗、电子腔、端子腔、 电气接口、RTD传感器、测温元件、铠装芯线、高温导线、绝缘材料、保护套管，其特征在于 防爆壳体外有一接地螺钉；壳体的端子腔与电子腔密封隔离，内有4个接线端子；壳体的电子腔内置电路板和显示器，外设显示窗；RTD传感器和变送电路为一体化结构形式；电子线路由RTD传感器、变送调整电路、防浪涌保护电路、过电压保护和信号极性反接保护电路连接组成。
2.根据权利要求1所述的多种保护功能的一体化温度变送器，其特征在于防浪涌保护电路由两支双向稳压二极管01為、两个限流电阻R9、R10和一支双向三极气体放电管G所组成，共有5根接线，防浪涌保护电路输入端的两线接变送器的输入端子，防浪涌保护电路输出端的两线接变送器接桥路的输入端，防浪涌保护电路的接地线与变送器的外壳相接。
3.根据权利要求1所述的多种保护功能的一体化温度变送器，其特征在于RTD传感器由两路恒流源供电。
专利摘要本实用新型提供了一种具有多种保护功能的一体化温度变送器，它抗雷电冲击和防电浪涌干扰。信号极性接反时，变送器仍能正常工作。信号线路过压时，无损于变送器内部线路。它包括防护壳体组件、显示窗、电子腔、端子腔、电气接口、TD传感器测温元件、铠装芯线、高温导线、绝缘材料、保护套管，其特征在于防爆壳体外有一接地螺钉，壳体的端子腔与电子腔密封隔离，内有4个接线端，壳体的电子腔内置电路板和显示器，外设显示窗；RTD传感器和变送电路为一体化结构形式，电子线路由RTD传感器、变送调整电路、防浪涌保护电路、过电压保护和信号极性反接保护电路连接组成。可用于多种设备和油气管道以及地表的温度检测与控制上。
文档编号H02H11/00GK201974240SQ20102024789
公开日2011年9月14日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者史宝义, 孙琼, 宋丽梅, 徐毅, 李丹, 李官正 申请人:沈阳半岛电器表业有限公司