專利名稱：線式溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與溫度傳感器有關(guān)，尤其與隧道火災(zāi)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的線式溫度傳感器有關(guān)。
隧道火災(zāi)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置用感溫電纜作測(cè)溫傳感器。它由兩條外表涂有預(yù)定低熔點(diǎn)絕緣物質(zhì)的互絞導(dǎo)線組成。在正常狀態(tài)下是互相絕緣的?；鹎榘l(fā)生時(shí)，環(huán)境溫度達(dá)到電纜外層絕緣物質(zhì)預(yù)定熔化溫度時(shí)，絕緣層被破壞，兩條導(dǎo)線短路報(bào)警。報(bào)警后，由于傳感器發(fā)生物理破壞需要更換修復(fù)，對(duì)于隧道環(huán)境安裝施工不便。另外，這種傳感器的報(bào)警信號(hào)與其短路故障信號(hào)無區(qū)別，其實(shí)用性差。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，使用方便，靈敏度高，實(shí)用性好，既可監(jiān)測(cè)全隧道的溫度變化，又可方便設(shè)置報(bào)警值的線式溫度傳感器。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的線式溫度傳感器由一條熱敏合金線RT構(gòu)成，RT的一端與恒流源1的輸出連接，RT的另一端接模擬地，RT的兩端與放大器2的兩輸入端連接。
熱敏合金線的合金包括如下組分和用量，重量份鎳95-98錳0.2-0.5鋅0.2-0.5硅0.1-0.3鈷0.2-0.5上述合金經(jīng)拉線工藝制成線，再經(jīng)退火而成熱敏合金線。
合金線的退火溫度為其再結(jié)晶溫度，約為1000℃左右。
線式溫度傳感器的恒流源1為二極管D1、晶體管V1、V2、V3組成的電橋，V1、V2、V3的基極、V2的集電極接摸擬地，V1的集電極接RT的一端，V1、V3的發(fā)射極接直流電源，V2的發(fā)射極經(jīng)D1接直流電源。
線式溫度傳感器的V1的發(fā)射極通過電位器W1接直流電源，V3的發(fā)射極經(jīng)電位器W2接直流電源。
線式溫度傳感器的放大器2為運(yùn)算放大器7650，RT的一端經(jīng)電阻R17接放大器的同相輸入端，恒流源電橋的一橋臂接電阻R3，R3接于放大器的兩輸入端之間。
線式溫度傳感器的RT有正溫度系數(shù)，其電阻率為0.05-0.1歐·毫米2/米(25℃)，電阻值變化率為0.004-0.006歐姆/℃。
線式溫度傳感器的RT的長度為100米，外徑為0.6毫米，電阻溫度系數(shù)為5423PPm/℃。
線式溫度傳感器的RT的長度為1000米，其電阻溫度變化率為0.1522歐姆/℃。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，溫度靈敏度高，強(qiáng)度高，抗腐蝕能力強(qiáng)，安裝施工方便。可十分容易地在大面積設(shè)置。可對(duì)大范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)?？煞奖愕馗鶕?jù)規(guī)范和不同的環(huán)境情況設(shè)置報(bào)警值?？蛇m時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)出火災(zāi)報(bào)警?；馂?zāi)發(fā)生后，即使傳感器外層絕緣層受損，只要合金線未燒斷，仍可正常使用。本實(shí)用新型有開放式結(jié)構(gòu)，可任意布線，便于改建和擴(kuò)建報(bào)警系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明的框圖。
圖2為實(shí)施例電路原理圖。
如下是
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以熱敏合金線作為傳感器與下位機(jī)的恒流源和放大器連接，下位機(jī)將熱敏合金線感測(cè)到的溫度信號(hào)經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖儞Q，再通過通訊電纜將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)處的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在此進(jìn)行一定的處理后即可進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)和火災(zāi)報(bào)警。
熱敏合金線具有電阻與溫度正溫度線性特性。其合金組成包括重量份鎳97，錳0.4，鋅0.3，硅0.2，鈷0.4。合金經(jīng)常規(guī)工藝冶煉，拉制成線材，經(jīng)1000℃退火處理而成熱敏合金線。
在系統(tǒng)中它被直接接入下位機(jī)中。下位機(jī)中的恒流源為其提供恒定的電流，其作用是將線式溫度傳感器的溫度電阻特性變換為溫度電壓特性，以供放大器輸入。由D1、V1、V2、V3組成的恒流源電橋?yàn)闊崦艉暇€Rt提供恒定電流，電流大小由W1調(diào)節(jié)，當(dāng)Rt的電阻值隨溫度呈線性變化時(shí)，其兩端的電壓也隨溫度呈線性變化。Rt的一端接摸擬地，另一端通過電阻R7接入運(yùn)算放大器7650的同相輸入端，電橋的另一橋臂為電阻R3提供恒定電流，電流大小通過電位器W2調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)R3兩端的電壓對(duì)運(yùn)算放大器調(diào)零。本實(shí)用新型的調(diào)零點(diǎn)為-30℃(通過摸擬電阻調(diào)節(jié))，放大器輸出端接入摸擬多路開關(guān)的通道(摸擬多路開關(guān)可接入多個(gè)相同的探測(cè)通道，這樣可擴(kuò)大下位機(jī)的探測(cè)范圍)。摸擬多路開關(guān)的輸出通過電位器W3、R11、接入V/F變換器AD650的電壓輸入端，AD650的第8腳為脈沖頻率輸出端，通過三極管V7和光電耦合器件LBC135，經(jīng)7414斯密特觸發(fā)器送入單片機(jī)的計(jì)數(shù)器輸入端，單片機(jī)通過該端口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。通過上述電路，溫度被變換為單片機(jī)能識(shí)別的脈沖信號(hào)。由于Rt的電阻與溫度呈線性關(guān)系，因此V/F變換器的輸出頻率與溫度也呈線性關(guān)系，符合方程T=KF+B(式中T為Rt所處位置的環(huán)境溫度，F(xiàn)為V/F變換器的輸出頻率，K為溫度、頻率系數(shù)，B為0℃時(shí)V/F變換器的輸出頻率)。在本實(shí)用新型中，熱敏合金線Rt的長度為100米，外徑為0.6毫米，經(jīng)實(shí)測(cè)，其溫度電阻變化系數(shù)為5423PPm。對(duì)于1000米的Rt，電阻、溫度變化率為0.1522Ω/℃。下位機(jī)完成采集，經(jīng)處理后，將數(shù)據(jù)通過RS485通訊線路傳送給遠(yuǎn)處的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)一個(gè)給定的一次方程即可計(jì)算出對(duì)應(yīng)的溫度值，從而根據(jù)溫度變化率確定是否發(fā)出報(bào)警。
權(quán)利要求
1．一種線式溫度傳感器，其特征在于由一條熱敏合金線RT構(gòu)成，RT的一端與恒流源(1)的輸出連接，RT的另一端接模擬地，RT的兩端與放大器(2)的兩輸入端連接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的線式溫度傳感器，其特征在于熱敏合金線的合金包括如下組分和用量，重量份鎳95-98錳0.2-0.5鋅0.2-0.5硅0.1-0.3鈷0.2-0.5上述合金經(jīng)拉線工藝制成線，再經(jīng)退火而成熱敏合金線。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的線式溫度傳感器，其特征在于合金線的退火溫度為其再結(jié)晶溫度。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的線式溫度傳感器，其特征在于恒流源(1)為二極管D1、晶體管V1、V2、V3組成的電橋，V1、V2、V3的基極、V2的集電極接摸擬地，V1的集電極接RT的一端，V1、V3的發(fā)射極接直流電源，V2的發(fā)射極經(jīng)D1接直流電源。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的線式溫度傳感器，其特征在于V1的發(fā)射極通過電位器W1接直流電源，V3的發(fā)射極經(jīng)電位器W2接直流電源。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的線式溫度傳感器，其特征在于放大器(2)為運(yùn)算放大器7650，RT的一端經(jīng)電阻R17接放大器的同相輸入端，恒流源電橋的一橋臂接電阻R3，R3接于放大器的兩輸入端之間。
7．根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的線式溫度傳感器，其特征在于RT有正溫度系數(shù)，其電阻率為0.05-0.1歐·毫米2/米(25℃)，電阻值變化率為0.004---0.006歐姆/℃。
8．根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的線式溫度傳感器，其特征在于RT的長度為100米，外徑為0.6毫米，電阻溫度系數(shù)為5423PPm/℃。
9．根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的線式溫度傳感器，其特征在于RT的長度為1000米，其電阻溫度變化率為0.1522歐姆/℃。
全文摘要
本發(fā)明為一種線式溫度傳感器,由一條熱敏合金線RT構(gòu)成,RT的一端與恒流源1的輸出連接,RT的另一端接模擬地,RT的兩端與放大器2的兩輸入端連2接。以熱敏合金線作為傳感器與下位機(jī)的恒流源和放大器連接,下位機(jī)將熱敏合金線感測(cè)到的溫度信號(hào)經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖儞Q,再通過通訊電纜將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)處的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在此進(jìn)行一定的處理后即可進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)和火災(zāi)報(bào)警。
文檔編號(hào)G01K7/00GK1306199SQ0110709
公開日2001年8月1日 申請(qǐng)日期2001年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月5日
發(fā)明者張益康, 張益燦, 楊邦朝, 郭明杰 申請(qǐng)人:康達(dá)(成都)電子有限公司