[實用新型]一種凍土溫度監測擴展器

有效

• 申請號: 201320348014.3
• 申請日: 2013-06-18
• 公開（公告）號: CN203432710U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 喬永平;趙林;焦克勤;史健宗;杜二計
• 申請（專利權）人: 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
• 主分類號: G01K7/22
• 分類號: G01K7/22
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

技術領域

本實用新型屬于溫度自動控制領域；具體說涉及一種凍土溫度監測擴展器。

背景技術

在凍土研究中，監測其溫度的變化是常規的觀測內容，也是分布最廣的監測設備，往往有大量的溫度傳感器組成，這些傳感器被廣泛的布設在不同凍土地區的不同深度。目前凍土溫度測量傳感器以精密熱敏電阻為主。過去采用人工測量電阻值的方法，測量工作量大，誤差因素較高，現場遠，成本高，并且得不到連續的監測數據。近十年來，在該領域研究中逐步使用了一些自動連續監測設備，對于連續監測的帶有存儲的進口設備來說，擴展測量設備全部靠進口購買，但是對于大量的監測地區來說，尤其是一個地點需要測量幾十個甚至上百個溫度傳感器，昂貴的成本是不得不考慮的問題。

發明內容

鑒于上述，本實用新型的目的旨在提供一種凍土溫度監測擴展器。

一種凍土溫度監測擴展器，呈盒體，盒體內裝有一片AT89C51的MCU（微控制單元/單片機）、二片MC14514的4輸入16輸出譯碼器（簡稱4-16譯碼器）、三片ULN2003達林頓晶體管陣列驅動器，十六個TX2-12V信號繼電器和一片LT1192-5.0低壓差直流電源芯片，其特征是利用LT1192-5.0給電路提供5V電壓，?AT89C51作為主控制芯片，先接收外部數據采集器脈沖信號，然后將輸出的二進制數字信號發送給MC14514?4-16線譯碼器，MC14514?4-16譯碼器在接收到二進制數字信號后進行譯碼，完成譯碼后再將信號發送給ULN2003達林頓晶體管陣列驅動器，ULN2003達林頓晶體管陣列驅動器對信號進行放大，被放大的信號再去驅動TX2-12V信號繼電器工作，掃描被測傳感器。

本實用新型的優點和產生的有益效果是：

本實用新型使用一個電阻測量儀器，通過繼電器擴展方法實現多點測量的手段。并通過脈沖解碼電路對脈沖信號解碼，然后根據脈沖的順序控制其相應的通道進行工作。本實用新型具有體積小、重量輕、電路簡單、耐低溫、運行速度快及負載特性好等特點，能較好的解決監測設備擴展測量問題。

其技術參數為：

a、測量精度：0.1%；

b、量程：1~10K歐姆；

c、工作電壓：11~15VDC；

d、工作溫度：-40~85℃。

附圖說明

圖1為本實用新型擴展器面板示意圖，其中1、2、3、4、5、6、7、8、9、10口為擴展端口，COM口及CLK、RES、GND、12V口為控制端口。

圖2為擴展器傳感器連接電路圖。

圖3為擴展器繼電器控制電路圖。

圖4為擴展器電源電路圖。

圖5為擴展器AT89C51電路圖。

圖6為擴展器MC14514電路圖。

圖7為擴展器ULN2003電路圖。

圖8為擴展器與數據采集器結合測量。

具體實施方式

本實施例以美國Campbell公司生產的數據采集器CR3000與本實用新型的擴展器測量32個精密熱敏電阻傳感器為例，測量接線圖見圖8。

一種凍土溫度監測擴展器，呈盒體。盒體內裝有一片AT89C51的MCU（微控制單元/單片機）、二片MC14514的4輸入16輸出譯碼器（簡稱4-16譯碼器）、三片ULN2003達林頓晶體管陣列驅動器，十六個TX2-12V信號繼電器和一片LT1192-5.0電源芯片。

按實際凍土測溫所需精密熱敏電阻傳感器個數要求，分別把精密熱敏電阻傳感器的引線緊密連接到本擴展器的擴展口。

用數據采集器CR3000上面SE的1、2端口通過對應連接IX1、IX2后分別對應連接擴展器面板COM端上ODD的H、L端口；用數據采集器CR3000上面SE的3、4端口通過對應連接IX1、IX2后分別對應連接擴展器面板COM端上EVEN的H、L端口；用數據采集器CR3000上面接地端口通過IXR后連接擴展器面板的接地端口。用數據采集器CR3000上面C2、C1、G、12V端口分別對應連接擴展器面板的CLK、RES、GND、12V端口。