钢水快速测温仪的设计与应用

　　1引言

　　以前钢水温度检测采用的是动圈仪表，由动圈仪表组成的测温系统复杂、测量精度低、调试繁琐，因此对使用场地要求高，对操作人员的素质要求也高;而钢水快速测温仪采用单片机运算与控制，配用快速微热型热电偶，对钢水温度直接测温，提高了反应速度、测量精度。

　　2钢水快速测温仪的硬件部分

　　2.1硬件设计思路

　　根据钢水测温特点与要求，仪表采用高精度、高稳定性并具有低温度漂移与自动稳定零点的A/D转换器;并设计独立的精密基准电源，以确保仪表的长期稳定性与测量精度;非线性校正采用各分度号热电偶独立及全分度表范围内查表式校正方式，以确保各种分度号在有效的测温范围内保持其稳定的精确线性精度，充分发挥了硬件技术的长期稳定性。测温仪的逻辑功能采用单片机技术，可由用户根据需要用DIP 开关设定其上升、下降率及采样次数，准确的数字宣和灵活的软件技术使该仪表功能更为稳定和完善。其硬件设计的结构框图如图1 所示：

　　2.2 A/D 转换器工作原理

　　热电偶输出的热电势由补偿导线送入仪表，经信号放大器放大后与冷端温度修正值同时送入到A/D 转换器，转换成与输入信号相对应的十二位二进制数字量输出;热电偶的线性化采用查表方式，在数据存贮器中，存贮各种热电偶的分度号，A/D 转换器输出的十二位二进制数字量信号，作为数据存贮器的地址，经过查表得到相应的温度值的八位数据码，该数据码输出到数据锁存器，等待单片机扫描采集。

　　2.3 单片机工作原理

　　用户在仪表停电状态下根据需要将设备号、采样次数、连续/自动工作方式、下降率、上升率设置好，仪表给电时，单片机启动扫描程序，将已经设置好的数据扫描采集到数据锁存器内，等待测温启动。一旦有测温信号，那么经程序运算后，由 P1.0∽P1.7 口输出七段码，P2.4∽P2.7 口作为位选，经显示驱动超高亮度的 LED 数码管显示温度值，当测量信号出现，热电偶达到热平衡状态，仪表根据判断结果随时发出相应的灯光控制和音响控制信号，由灯光控制口P2.0∽P。

　　2.3 驱动预备、启动、测成的指示灯点亮，同时仪表内的音响信

　　号发生器发出音响控制信号，经功率放大驱动高音喇叭发出音响信号。

　　2.4 仪表信号输出

　　仪表通过电流环信号与大屏幕通讯，并与工业过程自动化控制系统通过4∽20mA 标准信号通讯

　　3软件设计流程图

　　4 仪表应用

　　4.1 应用场合

　　该仪表主要应用在需要快速测温且温度较高的场合，象炼钢工艺的炉前钢水测温，吹氩大包钢水测温，连铸大包测温等。