新型风机快速测温仪在风机中的应用

　　一、前言

　　风机是许多生产环节中重要的设备之一。风机状态的实时监测对于安全、稳定、高效的生产具有重要意义。在风机状态监测的各种数据中,温度是一项重要指标,热电耦是一种应用广泛的温度传感器。现在国内大多数用热电耦测量的现场已习惯使用电位差计,但使用电位差计有测量范围有限、精度低、动态响应慢等缺点,所以随着技术发展,近几年,国内陆续有替代热电耦的二次仪表电位差计的微机快速测温仪表问世。微机测温仪在性能上优于电位差计,使用上也更方便。

　　本文提出了一种用单片机控制的快速测温仪方案,该方案在硬件及软件设计上采取了一些特殊的措施,具有较好的性能及抗干扰能力,下面将方案分别叙述。

　　二、方案的特点

　　测温现场的强电设备很多,如大型行吊、鼓风机等,感受温度变化的热电耦输出信号却是毫伏级,如Δt=1800℃时ΔU=13.585mV。常用的电位差计及市场上出售的微机测温仪,都是将热电耦输出的毫伏级电压直接通过20~50m的长线送给二次仪表,这样,在传输过程中强电对测量要造成较大的误差。为了减小强电的影响,本方案设计将热电耦输出的电压放大后(放大系数可取约300)再通过长线送给二次仪表(微机测温仪的主机),可极大地提高抗干扰能力。

　　三、处理方法

　　在安装热电耦的仪器,如测温枪上,可装上检查热电耦与测温枪接触是否良好的开关及信号灯,便于操作者随时对接触情况进行检查。快速热电耦测温过程是在热电耦放至合适位置后的3~4秒钟完成的,输出电压的飞升曲线如图1所示。通常用平台值UT表示风机的实际温度参数。

　　为了获得平台值,其软件方案有两种:(1)对热电耦的热电势采样的同时判断是否到达平台值;(2)将采得的数据存入内存,当采集到足够的数据后,通过对数据处理求得平台值。在此选用第(2)种方案,即对采样值进行判断,对于大于10℃的采样值放入内存。根据采样周期确定存放数据的个数n。该方案的优点是不会丢失有用的信号。

　　用快速热电耦测温属于动态测温,实际平台段会有波动。其原因很多,如热电耦插入和挪出路径的温度不一样等。所以求所谓的平台值应该用平滑滤波的方法。在此,采用的具体方法是:首先求几个采样值的平均值,接着求出每个采样值与平均值的偏差从而可求出最大偏差值,然后判断最大偏差值是否小于给定的误差范围(如2℃)。若超差,则舍去最大偏差值对应的采样值,将余下的采样值重复上述过程:求平均值,找最大偏差值,判定是否超差。如果判定的结果不超差,则将不超差时的平均值作为平台值。