一種測量冶金爐渣熔點溫度的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種測量冶金爐渣熔點溫度的裝置，其特征在于，它包括FPGA控制模塊、驅(qū)動電路、加熱元件、微型電爐、測溫部件、模數(shù)轉(zhuǎn)換、顯示模塊。所述加熱元件是分度號為B的熱電偶PtRh30-PtRh6，熱絲直徑為φ0.3mm，單根熱絲長度為30mm，該熱電偶彎成U型，兩根熱絲之間的間距是1mm。將被測物直接置于熱電偶PtRh30-PtRh6的熱接點上。所述加熱元件，同時兼作測溫部件。該裝置能夠準(zhǔn)確地測試冶金爐渣的熔點溫度，每測量一個熔點溫度，只需幾分鐘至數(shù)十分鐘。
【專利說明】一種測量冶金爐渣熔點溫度的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及測試儀器領(lǐng)域，尤其是測量冶金爐渣熔點溫度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶金行業(yè)，經(jīng)常需要知道生產(chǎn)過程中不同冶金爐渣的熔點溫度，冶金爐渣的熔點溫度一般在550°C?1500°C之間，屬于高溫測量。
[0003]一般來說，熔點溫度測定大多使用半球點方法，這種方法和所需要的設(shè)備較復(fù)雜、效率較低，測量一個熔點溫度需要數(shù)小時或更長時間，因此，有必要發(fā)明一種熔點溫度測量裝置，降低設(shè)備復(fù)雜度，縮短熔點溫度的測量時間，提高測試效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的熔點溫度測量裝置，縮短測量時間，提高測試效率，能夠準(zhǔn)確地測試冶金爐渣的熔點溫度，每測量一個熔點溫度只需幾分鐘至數(shù)十分鐘。
[0005]為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:一種測量冶金爐渣熔點溫度的裝置，由FPGA控制模塊⑴、驅(qū)動電路⑵、加熱元件⑶、微型電爐⑷、測溫部件(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)、顯示模塊(7)組成，F(xiàn)PGA控制模塊⑴與驅(qū)動電路⑵相連接，驅(qū)動電路⑵連接至加熱元件⑶，加熱元件⑶與微型電爐⑷相連接；微型電爐⑷連接至測溫部件(5)，測溫部件(5)與模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)連接至FPGA控制模塊⑴；FPGA控制模塊⑴與顯示模塊(7)相連接。
[0006]所述的FPGA控制模塊⑴，由FPGA芯片和50MHz有源晶振組成；FPGA控制模塊⑴發(fā)出脈寬調(diào)制信號，控制驅(qū)動電路⑵；FPGA控制模塊⑴接收模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)提供的表示熔點溫度的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)FPGA芯片處理后輸出顯示控制信號，控制顯示模塊(7)實現(xiàn)熔點溫度的顯
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[0007]所述FPGA芯片，是一種超大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?，采用國際標(biāo)準(zhǔn)的硬件描述語言進行設(shè)計開發(fā)，用戶對FPGA芯片完成設(shè)計開發(fā)后，就成為了一種具有用戶所需要的特定功能的集成電路，這時FPGA芯片的功能完全由其內(nèi)部純硬件電路完成，所述FPGA芯片的型號是EP2C8Q208。
[0008]所述驅(qū)動電路⑵，接收FPGA控制模塊⑴輸出的脈寬調(diào)制信號，經(jīng)驅(qū)動電路⑵處理后，控制加熱元件⑶，按照設(shè)定的溫度控制方式進行升溫控制；驅(qū)動電路⑵由光電耦合器U3和三極管組成，所述光電耦合器U3的型號為TLP521_2。
[0009]所述加熱元件⑶，是分度號為B的熱電偶PtRh30-PtRh6，熱絲直徑為Φ0.3mm,單根熱絲長度為30mm，該熱電偶彎成U型，兩根熱絲之間的間距是1mm。
[0010]所述微型電爐(4)，是底部密閉上部開口的內(nèi)徑為IOOmm的鋼質(zhì)圓筒形容器，其內(nèi)部的底部安裝一個銅夾具，熱電偶PtRh30-PtRh6的兩根熱絲通過兩顆壓緊螺絲固定在銅夾具上；微型電爐⑷的上部通過能夠活動的表面皿和茶色平板玻璃蓋好。
[0011]所述測溫部件(5)，就是上述的加熱元件⑶，是分度號為B的熱電偶PtRh30_PtRh6 ；固定于上述銅夾具上的熱電偶PtRh30-PtRh6，是加熱元件，同時又兼測溫部件。
[0012]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)，由運算放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器組成，將熱電偶PtRh30_PtRh6獲得的熱電勢信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，所述運算放大器型號為0P-07，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器型號為ADC0809。
[0013]所述顯示模塊(7)，由240X 128LCD點陣液晶顯示模塊LCM240128構(gòu)成，LCM240128顯示冶金爐渣的熔點溫度；將被測物直接置于熱電偶PtRh30-PtRh6的熱接點上，F(xiàn)PGA控制模塊⑴通過驅(qū)動電路⑵，控制熱電偶PtRh30-PtRh6按預(yù)定升溫速度加熱，并同時采集熱電偶PtRh30-PtRh6的熱電勢，采集的溫度數(shù)據(jù)通過FPGA控制模塊⑴的計算和線性化處理后，將實測溫度顯示在液晶顯示模塊LCM240128上。
[0014]本實用新型的有益效果是:該裝置結(jié)構(gòu)簡單，能夠準(zhǔn)確地測試冶金爐渣的熔點溫度，每測量一個熔點溫度，只需幾分鐘至數(shù)十分鐘，與現(xiàn)行的半球點方法相比，提高了測試效率；另外，F(xiàn)PGA芯片EP2C8Q208的功能完全由其內(nèi)部純硬件電路完成，沒有CPU程序，所以該裝置的工作穩(wěn)定性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2為本實用新型實施實例的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0018]如圖1所示，F(xiàn)PGA控制模塊⑴與驅(qū)動電路⑵相連接，驅(qū)動電路⑵連接至加熱元件⑶，加熱元件⑶與微型電爐⑷相連接；微型電爐⑷連接至測溫部件(5)，測溫部件(5)與模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)連接至FPGA控制模塊⑴；FPGA控制模塊⑴與顯示模塊(7)相連接。
[0019]如圖2所示，本實用新型實施實例中，F(xiàn)PGA芯片Ul和50MHz有源晶振，構(gòu)成FPGA控制模塊⑴；FPGA芯片Ul發(fā)出脈寬調(diào)制信號drive，用以控制驅(qū)動電路⑵；FPGA芯片Ul接收模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)提供的表示熔點溫度的數(shù)據(jù)信號ADC[7..0]，經(jīng)FPGA芯片Ul處理后輸出顯示控制信號，控制顯示模塊(7)實現(xiàn)熔點溫度的顯示，顯示控制信號包括顯示數(shù)據(jù)Data[7..0]和控制信號Contrl [6..0]。
[0020]所述FPGA芯片Ul的型號為EP2C8Q208 ;所述50MHz有源晶振產(chǎn)生的50MHz時鐘脈沖信號，作為FPGA芯片EP2C8Q208的同步時鐘信號，與EP2C8Q208的時鐘輸入端elk相連接。
[0021]如圖2所示，本實用新型實施實例中，分度號為B的熱電偶PtRh30_PtRh6構(gòu)成加熱元件⑶；熱電偶PtRh30-PtRh6的熱絲直徑為Φ 0.3mm,單根熱絲長度為30mm，該熱電偶彎成U型，兩根熱絲之間的間距是Imm ;將被測物直接置于熱電偶PtRh30-PtRh6的熱接點上。
[0022]所述分度號為B的熱電偶PtRh30_PtRh6，固定于微型電爐⑷的內(nèi)部，是加熱元件⑶，同時兼作測溫部件(5)。
[0023]所述微型電爐⑷，是底部密閉上部開口的內(nèi)徑為IOOmm的鋼質(zhì)圓筒形容器，其內(nèi)部的底部安裝一個銅夾具，熱電偶PtRh30-PtRh6的兩根熱絲通過兩顆壓緊螺絲固定在銅夾具上；微型電爐⑷的上部通過能夠活動的表面皿和茶色平板玻璃蓋好。[0024]如圖2所示，本實用新型實施實例中，電阻RfR6、光電耦合器TLP521_2、三極管VT1?VT4、直流電源+5V和+12V，構(gòu)成驅(qū)動電路⑵；FPGA芯片Ul發(fā)出脈寬調(diào)制信號drive，經(jīng)光電隔離后，控制三極管VTl?VT4的導(dǎo)通與關(guān)斷，實現(xiàn)+12V直流電壓對熱電偶PtRh30-PtRh6的加熱，按照即定的升溫曲線控制升溫；同時，從熱電偶PtRh30-PtRh6的兩端取出熱電勢，以便測量溫度。
[0025]所述VT3和VT4導(dǎo)通時，熱電偶PtRh30_PtRh6通電加熱，加熱瞬時電壓為12 V ；所述VT3和VT4關(guān)斷時，熱電偶PtRh30-PtRh6的兩端電壓正好是熱電偶的熱電勢，熱電勢
與所測溫度具有 對應(yīng)關(guān)系。
[0026]所述熱電偶PtRh30_PtRh6的加熱與溫度測量是分別獨立進行的:當(dāng)VT3和VT4通斷頻率相當(dāng)高時，即VT3和VT4關(guān)斷的時間相當(dāng)短也即熱電偶PtRh30-PtRh6斷電時間十分短時，可認(rèn)為熱電偶PtRh30-PtRh6的接點溫度幾乎不變，因此，F(xiàn)PGA芯片Ul只要發(fā)出一連串的脈寬調(diào)制信號來觸發(fā)VT3和VT4，并在VT3和VT4關(guān)斷時讀取熱電勢來測量溫度，這樣，通過熱電偶PtRh30-PtRh6既實現(xiàn)溫度的控制，又實現(xiàn)溫度的測量。
[0027]如圖2所示，本實用新型實施實例中，電阻R7?R9、電容Cl、二極管D1、運算放大器U4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5，構(gòu)成模數(shù)轉(zhuǎn)換(6);所述運算放大器型號為0P-07，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器型號為ADC0809 ;運算放大器0P-07的同相輸入端引腳3與熱電偶PtRh30_PtRh6的引腳AD-相連接，且AD-接地；運算放大器0P-07的反相輸入端引腳2通過電阻R8與熱電偶PtRh30-PtRh6的引腳AD+相連接；電容Cl的下端與AD+相連接，電容Cl的上端接地，電容Cl的電容量為0.0luF，起濾波的作用；模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)實現(xiàn)的功能是:將模擬信號形式的熱電勢信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將數(shù)字信號送給FPGA芯片Ul。
[0028]如圖2所示，本實用新型實施實例中，240X128LCD點陣液晶顯示模塊LCM240128構(gòu)成顯示模塊(7)，用于顯示冶金爐渣的熔點溫度。
[0029]所述液晶顯示模塊LCM240128與FPGA芯片EP2C8Q208相連接，EP2C8Q208輸出顯示控制信號，顯示控制信號包括顯示數(shù)據(jù)Data[7..0]和控制信號Contrl [6..0]；EP2C8Q208輸出的控制信號Contrl [6..0]分別與LCM240128的7個控制輸入端連接，這7個控制輸入端的引腳號分別是1、5、6、7、8、9、18 ；EP2C8Q208輸出的數(shù)據(jù)信號Data[7..0]與LCM240128的8個數(shù)據(jù)輸入端D0?D7相連接。
【權(quán)利要求】
1.一種測量冶金爐渣熔點溫度的裝置，其特征在于:由FPGA控制模塊⑴、驅(qū)動電路⑵、加熱元件⑶、微型電爐⑷、測溫部件(5)、模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)、顯示模塊(7)組成，F(xiàn)PGA控制模塊⑴與驅(qū)動電路⑵相連接，驅(qū)動電路⑵連接至加熱元件⑶，加熱元件⑶與微型電爐⑷相連接；微型電爐⑷連接至測溫部件(5)，測溫部件(5)與模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)相連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換(6)連接至FPGA控制模塊⑴；FPGA控制模塊⑴與顯示模塊(7)相連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種測量冶金爐渣熔點溫度的裝置，其特征在于，所述的FPGA控制模塊⑴由FPGA芯片和50MHz有源晶振組成，F(xiàn)PGA芯片的型號為EP2C8Q208。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種測量冶金爐渣熔點溫度的裝置，其特征在于，所述的加熱元件⑶是分度號為B的熱電偶PtRh30-PtRh6，熱絲直徑為Φ 0.3mm,單根熱絲長度為30mm,該熱電偶彎成U型,兩根熱絲之間的間距是1mm。
【文檔編號】G01N25/04GK203587532SQ201320739083
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】歐偉明, 李圣清, 劉歡 申請人:湖南工業(yè)大學(xué)