CN201066457Y

CN201066457Y - 温度控制器

Info

Publication number: CN201066457Y
Application number: CNU2007201207194U
Authority: CN
Inventors: 曾曙辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2017-06-13

Abstract

本实用新型公开一种带有380V电压报警、热电偶和发热线识别提示、可控硅输出短路智能提示等功能的多功能智能温度控制器。该温度控制器中变压器采用～380V和～220V双端输入变压器，外接电压输入至电压输入控制模块，电压输入控制模块常闭一端与变压器初级线圈中的～380V触点连接，电压输入控制模块常开一端与变压器初级线圈中的～220V触点连接，一个次级线圈通过整流桥整流后与电压比较模块的输入端连接，电压比较模块的输出端与控制模块的数据端连接，控制模块的控制输出端与电压输入控制模块的输入端连接，报警器与控制模块的数据端连接。本实用新型可在电压接错、热电偶与加热线接错、负载输出短路时自动产生报警。

Description

温度控制器

所属技术领域

本实用新型公开一种温度控制器，特别是一种带有380V电压报警、热电偶和发热线识别提示、可控硅输出短路智能提示等功能的多功能智能温度控制器。

背景技术

温度控制器多应用于工业领域，通过感温元件，如：热电偶、热电阻等感应需控制温度的加热控制器内的温度，通过微控制器控制加热线的导通与断开，从而自动调节加热温度，使加热温度保持在固定温度。然而现有技术中的温度控制器，通常只能实现温度控制功能，而没有相关的保护及报警功能，存在技术缺陷。现有技术中的温度控制器，均采用220V电压供电，如果用380V高压供电，将会烧坏温度控制器和负载，造成损失，目前，也有些温度控制器内采用压敏电阻实现供电超压保护，但是没有只能报警提醒功能，且反应速度，可靠性不高。一些应用领域的温度控制器中，负载的加热线圈与感温用热电偶位于同一个工业连接器上，有时候会出负载现接线错误的现象，如将发热线圈接到感温端，将热电偶接到负载端等，而将热电偶接到负载端，很容易造成热电偶的损坏，现有技术中的温度控制器又没有此功能的检测和报警功能，很容易因此而造成损失。温度控制器中的加热线圈也比较容易造成短路，现有技术中不具有识别负载线圈短路功能，当负载线圈短路的情况下，很容易造成输出回路烧毁，使温度控制器失效。

发明内容

针对上述提到的现有技术中的温度控制器无法进行高压保护及报警的缺陷，本实用新型提供一种新的温度控制器，其采用电压比较器检测输入电压是否为380V，并产生高压报警。

针对上述提到的现有技术中的温度控制器无法识别热电偶与发热线接错的缺点，本实用新型提供一种新的温度控制器，其可通过恒流源和模数转换电路检测热电偶阻值，从而判断接线是否正确，并产生错误报警。

针对上述提到的现有技术中的温度控制器对负载短路无法识别，容易烧毁输出回路，造成温度控制器的失效的缺点，本实用新型提供一种新的温度控制器，可通过互感线圈检测发热线圈回路产生的感生电压，通过整流放大，与设定电压比较，判断负载回路是否短路，并产生短路报警。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：一种温度控制器，包括外壳、控制电路，控制电路设置在外壳内，控制电路包括变压器、控制模块、温度检测控制模块，外接电压通过变压器变压后给控制电路供电，温度检测控制模块与控制模块的数据端连接，控制电路还包括电压输入控制模块、电压比较模块、报警器，所述的变压器采用～380V和～220V双端输入变压器，外接电压输入至电压输入控制模块，电压输入控制模块常闭一端与变压器初级线圈中的～380V触点连接，电压输入控制模块常开一端与变压器初级线圈中的～220V触点连接，变压器一个次级线圈通过整流桥整流后给控制电路供电，变压器另一个次级线圈通过整流桥整流后与电压比较模块的输入端连接，电压比较模块的输出端与控制模块的数据端连接，控制模块的控制输出端与电压输入控制模块的输入端连接，报警器与控制模块的数据端连接。

一种温度控制器，包括外壳、控制电路，控制电路设置在外壳内，控制电路包括变压器、控制模块、温度检测控制模块，外接电压通过变压器变压后给控制电路供电，温度检测控制模块与控制模块的数据端连接，温度检测控制模块中包括有检测温度用的热电偶和加热用的发热线，其特征是：所述的控制电路还包括有恒流源、模数转换模块、报警器，模数转换模块的数据输入端与热电偶连接，模数转换模块的数据输出端与控制模块的数据端连接，热电偶与模数转换模块的数据输入端之间连接有恒流源，恒流源的控制端与控制模块的数据端连接，报警器与控制模块的数据端连接。

一种温度控制器，包括外壳、控制电路，控制电路设置在外壳内，控制电路包括变压器、控制模块、温度检测控制模块，外接电压通过变压器变压后给控制电路供电，温度检测控制模块与控制模块的数据端连接，温度检测控制模块中包括有检测温度用的热电偶和加热用的发热线，控制电路还包括有短路检测电路、放大电路、可控硅移相输出模块、输出继电器控制模块、报警器，短路检测电路的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与控制模块的数据端连接，输出继电器模块控制端与控制模块的数据端连接，外接电源通过输出继电器模块与移相可控硅触发输出模块连接，移相可控硅触发输出模块输出端与发热线连接，移相可控硅触发输出模块控制端与控制模块数据端连接，报警器与控制模块的数据端连接。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：

所述的电压比较模块采用比较放大器配合***电容、电阻组成的电压比较电路。

所述的电压比较模块输出端与控制模块之间连接有保护用光电耦合器。

所述的模数转换模块为模拟数据采集模块数据选择控制端与控制模块的数据端连接，热电偶与模拟数据采集模块的一个输入端连接，模拟数据采集模块的输出端与运算放大器U8及其***电容电阻组成的电压信号放大电路连接，运算放大器U8的输出与运算放大器U13A及其***电容电阻组成的积分电路输入端连接，运算放大器U13A的输出端与运算放大器U13B及其***电容电阻组成的电压过零比较电路的输入端连接，运算放大器U13B的输出端与控制模块的数据端连接。

所述的短路检测电路采用互感器线圈。

所述的输出继电器模块控制端连接有保护用光电耦合器。

所述的控制电路中还设有显示模块和键盘，显示模块的输入端和键盘分别与控制模块的数据端连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可有效识别出～380V高压电和～220V普通交流市电，并可在接错的时候自动产生报警；本实用新型还可识别发热线和热电偶是否接错，如果在接错的情况下，会产生自动报警，可有效防止因接错而产生的热电偶烧毁；本实用新型还可自动检测负载短路现象，并可在负载短路是产生报警，防止因负载短路而引起的温度控制器烧毁。

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型电路原理方框示意图。

图2为本实用新型控制模块、放大电路、电流比较模块、恒流源及模数转换模块的电路原理示意图。

图3为本实用新型电源电路、移项可控硅触发输出模块、输出继电器控制模块、电压比较模块电路原理示意图。

图4为本实用新型显示及键盘模块电路原理示意图。

具体实施方式

本实施例为本实用新型优选实施方式，其它凡其原理与基本结构和本实施例相同或近似的，均在本实用新型保护范围之内。

温度控制器主要包括外壳及内部控制电路，控制电路设置在外壳内，控制电路主要包括有电源电路、控制模块、热电偶、发热线、模数转换电路等。热电偶感应需加热位置的温度，感应信息通过模数转换电路转换成数字信号输入控制模块中，由控制模块发出识别输入的温度信息，并输出控制信号给发热线，控制发热线导通或断开，实现对加热的加热或停止加热。

本实用新型设计一种改进型工业用温度控制器，在现有温度控制器的基础上增设了380V高压报警、负载短路报警、热电偶与发热线自动识别报警等功能。参看附图1，本实用新型在外接电源输入端上串接有一个继电器K1，继电器K1的控制端通过三极管Q5接地，三极管Q5的基极与控制模块M7的一个数据端连接，为了防止对控制模块M7的烧毁，三极管Q5的基极与控制模块M7数据端之间连接有保护用的光电耦合器U12。外接电源经继电器K1连接到变压器T6的初级线圈上，经变压器T6变压后，分成两路输出，变压器T6次级线圈中一路经整流桥D14整流后输出给电源模块M9，经电源模块M9整流后，输出+12V、+5V、+5A、-5A电源给电路中各个模块供电；变压器T6次级线圈中另一路经整流桥D13整流后输出至电压比较模块M8，电压比较模块M8输出至控制模块M7的数据端。外接电源经M6输出给移相可控硅触发输出模块M5，经M5输出给发热线供电，输出继电器控制模块M6和移相可控硅触发输出模块M5的控制端分别与控制模块M7的数据端连接。热电偶经模数转换电路M3与控制模块M7的数据端连接，热电偶与模数转换电路M3之间的连线上连接有恒流源M4。发热线回路处设有互感线圈T4，互感线圈T4的输出与放大电路M1的输入端连接，放大电路M1的输出端与电流比较模块M2的输入端连接，电流比较模块M2的输入端连接，电流比较模块M2的输出与控制模块的数据端连接。显示及键盘模块与控制模块的数据端连接。

参看附图2，控制模块M7采用51系列单片机U19作为核心元件，本实施例中，单片机U19采用AT89C51型号单片机，具体实施时，还可根据实际需要选用其它型号的单片机作为AT89C51的替代产品。单片机U19的RESET引脚上连接有外部看门狗芯片U16的复位输出端，本实施例中，看门狗芯片U16选用MAX813芯片。单片机U19的数据端接口P2.6和P2.7分别连接在串行EEPROM芯片U20的SDA端和SCL端，本实施例中，串行EEPROM芯片U20选用AT24C02芯片，通过单片机U19的数据端接口P2.6和P2.7模拟一个串行接口与串行EEPROM芯片U20通信，将一些数据存储在串行EEPROM芯片U20内。单片机U19的数据端P2.5与三极管Q10的基极连接，报警器B1通过三极管Q10与电源连接。

参看附图3，变压器T6的次级线圈经整流桥D14整流后，输入到电压比较模块M8的输入端，电压比较模块M8中以比较放大器U26A为核心元件，本实施例中，比较放大器U26选用LM358，比较放大器U26同向输入端接+6V电压，比较放大器U26反向输入端接整流桥D14输出，当外接电源接～220V时，比较放大器U26同向输入端电压大于反向输入端电压，比较放大器U26A的输出端输出高电平；当外接电源接～380V时，比较放大器U26同向输入端电压小于反向输入端电压，比较放大器U26A的输出端输出低电平。比较放大器U26A的输出端与单片机U19的数据端连接，本实施例中，为了使用方便，比较放大器U26A的输出端与单片机U19的定时/计数器1连接。本实用新型中，变压器T6采用双端输入变压器，其一端输入额定电压为～380V，一端输入额定电压为～220V，继电器K1常开触点与变压器T6的～380V一端连接，继电器K1常闭触点与变压器T6的～220V一端连接，有电压输入时，输入电压将从变压器T6的～380V一端输入，当输入电压为～380V时，则产生中断，驱动继电器K1不动作(即不从变压器380V初级输入绕组切换到220V初级输入绕组)，此时，变压器T6输出正常，不会损坏电路中器件，同时，驱动报警器B1报警及数码管显示380V供电报警信息；当输入电压为～220V时，继电器K1动作，将变压器T6的～220V一端导通，给电路供电，说明接线正常。

参看附图2，放大电路M1和电流比较模块M2如图所示，互感器线圈T4设置在发热线回路处，互感器线圈T4与放大电路M1的输入端连接。放大电路M1采用比较放大器U23C结合***电容电阻组成，互感器线圈T4与比较放大器U23C的输入端连接，比较放大器U23C的输出端与电流比较模块M2的输入端连接，电流比较模块M2采用比较放大器U23D结合***电容电阻组成，比较放大器U23C的输出端与比较放大器U23D的反向输入端连接，比较放大器U23D的输出端与控制模块M7的数据端连接，本实施例中，比较放大器U23D的输出端与单片机U19的数据端P1.6连接。接通时，首先接通输出继电器控制模块M6和移相可控硅触发输出M5，使移项相可控硅触发输出M5输出一个2V的交流电压，如果发热线回路(即负载回路)短路，则发热线回路内电流将很大，此时，互感器线圈T4内将产生较大的感生交流电压，此电压经放大电路M1放大后，由电流比较模块M2进行比较，电流比较模块M2输出低电平给单片机U19，产生中断，单片机U19控制关闭输出继电器控制模块M6和移相可控硅触发输出M5，同时驱动报警器B1发出短路报警。参看附图3，移项可控硅触发输出M5主要部件采用光电耦合器U5，本实施例中，光电耦合器U5采用MOC3052，光电耦合器U5的控制端通过三极管Q4与电源正极连接，三极管Q4的基极与单片机U19数据端连接。输出继电器控制模块M6中，外接电源通过继电器K2与发热线连接，继电器K2的控制线圈通过三极管Q6驱动，三极管Q6的基极与单片机U19的数据端连接，为了保护控制模块，在三极管Q6的基极与单片机U19的数据端之间连接有光电耦合器U18。

参看附图2，恒流源M4通过场效应管Q7产生恒流源，输出给热电偶，热电偶返回的数值经模数转换电路M3输出给单片机U19。模数转换电路M3为单片机U19的数据端P1.0、P1.1、P1.2分别与8路模拟数据采集模块U9的A、B、C端连接。电阻Rntc和电容C56组成环境温度检测电路，电路的输出连接至8路模拟数据采集模块U9的X3端，运算放大器U8结合***电容电阻组成电压信号放大电路，运算放大器U8同向输入端与8路模拟数据采集模块U9的X端连接，运算放大器U8的反向输入端通过电阻R14接地，运算放大器U8的输出端与运算放大器U13A的同向输入端连接，运算放大器U13A及其***电容电阻组成积分电路，电阻R28、电容C16组成RC充放电电路，连接至运算放大器U13A的反向输入端，运算放大器U13A的输出端与8路模拟数据采集模块U9的X1端连接，运算放大器U13B结合其***电容电阻实现电容充放电过程中电压过零比较功能，运算放大器U13B的同向输入端通过电阻R36与运算放大器U13A的输出端连接，运算放大器U13B的输出端与单片机U19的数据端P1.3连接。热电偶的输出与8路模拟数据采集模块U9的X4端连接。本实施例中，通过电阻R28和电容C16组成RC充放电电路实现电压数据采集；通过运算放大器U8实现电压信号放大，放大后的电压信号通过运算放大器U13A与电阻R28、电容C16组成积分电路后输入8路模拟数据采集模块U9的X1端，同时，运算放大器U13A的输出通过运算放大器U13B实现电容充放电过程中电压过零比较后输入单片机U19，单片机U19通过测量电容充放电的时间参数实现模数转换功能。

由于热电偶为电压源特性，当冷端与热端没有热差时，热电偶电阻小于12欧，发热线为纯电阻特性，阻值大于20欧。检测时，首先关闭恒流源M4输出，当冷端与热端存在热差时，因热电偶为电压源特性，此时热电偶将存在微弱的电压输出，控制模块M7的单片机U19通过模数转换电路M3检测输入端电压，如果存在输入电压，则输入为热电偶进入正常工作模式；如果热电偶冷端与热端没有热差时，此时热电偶电压输出为零，打开恒流源M4输出测量输入阻抗，如阻值大于20欧，则输入为发热线，则控制模块M7中单片机U19输出显示热电偶与发热线接反报警信息；否则进正常工作模式。

电源模块M9结构请参看附图3，变压器T6次级线圈输出接整流桥D13和D14，经整流桥整流后分别输入至DC-DC变换控制器U24、DC-DC变换控制器U22、DC-DC变换控制器U25，DC-DC变换控制器U24、DC-DC变换控制器U22、DC-DC变换控制器U25输出配合***电容电阻及整流二极管和稳压二极管将电源转换为+12V、+5V、+5A、-5A电源给电路中各个模块供电。

参看附图4，本实用新型中还包括有显示及键盘模块M10，采用8个共阴极七段数码管作为显示器件，8个七段数码管段接线端并联连接，分别与驱动用三极管Q11-Q18的发射极连接，8个七段数码管的位接线端分别与驱动芯片U11的数据端连接。发光二极管LED1-LED7分别与驱动用三极管Q11-Q18的发射极连接，和8个七段数码管段接线端复用单片机U19的I/O口，按钮SW1-SW6分别与驱动芯片U11的数据端1C-6C连接，与七段数码管的位接线端复用单片机U19的I/O口。本实用新型可通过数码管显示报警信息及温度控制器控制情况，通过键盘输入控制信息。

Claims

1.一种温度控制器，包括外壳、控制电路，控制电路设置在外壳内，控制电路包括变压器、控制模块、温度检测控制模块，外接电压通过变压器变压后给控制电路供电，温度检测控制模块与控制模块的数据端连接，其特征是：所述的控制电路还包括电压输入控制模块、电压比较模块、报警器，所述的变压器采用～380V和～220V双端输入变压器，外接电压输入至电压输入控制模块，电压输入控制模块常闭一端与变压器初级线圈中的～380V触点连接，电压输入控制模块常开一端与变压器初级线圈中的～220V触点连接，变压器一个次级线圈通过整流桥整流后给控制电路供电，变压器另一个次级线圈通过整流桥整流后与电压比较模块的输入端连接，电压比较模块的输出端与控制模块的数据端连接，控制模块的控制输出端与电压输入控制模块的输入端连接，报警器与控制模块的数据端连接。

2.根据权利要求1所述的温度控制器，其特征是：所述的电压比较模块采用比较放大器U26A配合***电容、电阻组成的电压比较电路。

3.根据权利要求1或2所述的温度控制器，其特征是：所述的电压比较模块输出端与控制模块之间连接有保护用光电耦合器。

4.根据权利要求1所述的温度控制器，其特征是：所述的控制电路中还设有显示模块和键盘，显示模块的输入端和键盘分别与控制模块的数据端连接。

5.一种温度控制器，包括外壳、控制电路，控制电路设置在外壳内，控制电路包括变压器、控制模块、温度检测控制模块，外接电压通过变压器变压后给控制电路供电，温度检测控制模块与控制模块的数据端连接，温度检测及控制模块中包括有检测温度用的热电偶和加热用的发热线，其特征是：所述的控制电路还包括有恒流源、模数转换模块、报警器，模数转换模块的数据输入端与热电偶连接，模数转换模块的数据输出端与控制模块的数据端连接，热电偶与模数转换模块的数据输入端之间连接有恒流源，恒流源的控制端与控制模块的数据端连接，报警器与控制模块的数据端连接。

6.根据权利要求5所述的温度控制器，其特征是：所述的模数转换模块为模拟数据采集模块数据选择控制端与控制模块的数据端连接，热电偶与模拟数据采集模块的一个输入端连接，模拟数据采集模块的输出端与运算放大器U8及其***电容电阻组成的电压信号放大电路连接，运算放大器U8的输出与运算放大器U13A及其***电容电阻组成的积分电路输入端连接，运算放大器U13A的输出端与运算放大器U13B及其***电容电阻组成的电压过零比较电路的输入端连接，运算放大器U13B的输出端与控制模块的数据端连接。

7.根据权利要求5所述的温度控制器，其特征是：所述的控制电路中还设有显示模块和键盘，显示模块的输入端和键盘分别与控制模块的数据端连接。

8.一种温度控制器，包括外壳、控制电路，控制电路设置在外壳内，控制电路包括变压器、控制模块、温度检测控制模块，外接电压通过变压器变压后给控制电路供电，温度检测控制模块与控制模块的数据端连接，温度检测及控制模块中包括有检测温度用的热电偶和加热用的发热线，其特征是：所述的控制电路还包括有短路检测电路、放大电路、可控硅移相输出模块、输出继电器控制模块、报警器，短路检测电路的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与控制模块的数据端连接，输出继电器模块控制端与控制模块的数据端连接，外接电源通过输出继电器模块与移相可控硅触发输出模块连接，移相可控硅触发输出模块输出端与发热线连接，移相可控硅触发输出模块控制端与控制模块数据端连接，报警器与控制模块的数据端连接。

9.根据权利要求8所述的温度控制器，其特征是：所述的短路检测电路采用互感器线圈。

10.根据权利要求8或9所述的温度控制器，其特征是：所述的可控硅移相输出模块的控制端连接有保护用光电耦合器。

11.根据权利要求8或9所述的温度控制器，其特征是：所述的输出继电器模块控制端连接有保护用光电耦合器。

12.根据权利要求8所述的温度控制器，其特征是：所述的控制电路中还设有显示模块和键盘，显示模块的输入端和键盘分别与控制模块的数据端连接。