[發明專利]一種熱工儀表智能校準系統及方法

有效

• 申請號: 201710877482.2
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107687911B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 許志紅;蘇晶晶;金閃
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種熱工儀表智能校準系統，包括上位機、校準平臺，其特征在于：所述校準平臺包括控制單元、數字可編程標準源、標準恒溫槽、信號調理電路、CCD相機、數據采集卡、圖像采集卡；

所述控制單元分別與數字可編程標準源和標準恒溫槽電連接，用于根據上位機的校準指令控制數字可編程標準源輸出和標準恒溫槽溫度；

所述數字可編程標準源的輸出端與待校準的不帶傳感器的溫度變送器的輸入端連接，用于校準不帶傳感器的溫度變送器；

所述標準恒溫槽用于校準帶傳感器的溫度變送器和指針式溫度計；

所述信號調理電路的一端與待校準的不帶傳感器的溫度變送器或帶傳感器的溫度變送器的輸出端電連接，另一端與數據采集卡電連接，用于將輸出信號轉換成數據采集卡允許的電壓范圍并傳輸至數據采集卡；

所述CCD相機與圖像采集卡電連接，用于獲取待校準的指針式溫度計的表盤圖像；

所述上位機分別與所述數據采集卡、圖像采集卡和控制單元連接，用于發送校準指令給控制單元，接收數據采集卡和圖像采集卡的信號進行分析處理，自動生成校準報告。

2.根據權利要求1所述的一種熱工儀表智能校準系統，其特征在于，所述標準恒溫槽包括底座、槽體及工作液，所述槽體為圓筒狀，安裝在底座上，所述底座設有加熱器，所述槽體外側壁設有一層冷卻層，所述冷卻層內設置有冷卻循環裝置，所述加熱器和冷卻循環裝置與所述控制單元連接，所述槽體中裝有多扇葉螺旋攪拌器、第一標準鉑電阻和第二標準鉑電阻，所述多扇葉螺旋攪拌器由電機驅動旋轉，用于均衡工作液溫度；所述第一標準鉑電阻安裝于槽體上部，所述第二標準鉑電阻安裝于槽體下部，所述第一標準鉑電阻、第二標準鉑電阻和電機與所述數據采集卡連接，所述電機的驅動信號由上位機經由數據采集卡提供。

3.根據權利要求2所述的一種熱工儀表智能校準系統，其特征在于，所述上位機包括人機交互界面、登錄模塊、設置模塊、電機控制模塊、數據處理模塊和報表打印模塊，所述登錄模塊用于用戶登錄、修改用戶密碼、設置用戶權限、增減用戶、記錄用戶使用歷史，所述設置模塊用于設置校準試驗參數，包括待校準儀表數量、儀表測量范圍、儀表工作模式、儀表型號、校準溫度點和計量員信息，所述電機控制模塊用于產生電機的驅動信號，經由數據采集卡提供，從而驅動多扇葉螺旋攪拌器運轉；所述數據處理模塊用于對數據采集卡和圖像采集卡所采集的數據進行處理，并根據處理結果形成校準指令發送給控制單元，所述報表打印模塊用于存儲校準過程數據和表盤圖像，并將校準結果按規定校準報表格式打印。

4.根據權利要求1所述的一種熱工儀表智能校準系統，其特征在于，所述數字可編程標準源包括數字可編程電壓源，用于校準電壓輸入型溫度傳感器，所述數字可編程電壓源包括依次連接的第一隔離控制模塊、第一DAC控制器、第一信號調理模塊、第一功率放大模塊、第一濾波器和第一隔離采樣模塊，所述第一隔離控制模塊的輸入端和第一隔離采樣模塊分別與控制單元內第一比較調整模塊連接，所述第一濾波器的輸出端與待校準的不帶傳感器的溫度變送器的輸入端電連接；所述第一隔離控制模塊將第一比較調整模塊的輸出控制信號轉換成16位二進制開關，第一DAC控制器內置的加權網絡和輸出放大單元通過16位二進制開關對基準電壓Vref進行轉換從而實現分壓，所述第一隔離采樣模塊將第一濾波器輸出的電壓信號反饋給第一比較調整模塊。

5.根據權利要求1所述的一種熱工儀表智能校準系統，其特征在于，所述數字可編程標準源包括數字可編程電流源，用于校準電流輸入型溫度傳感器，所述數字可編程電流源包括依次連接的第二隔離控制模塊、第二DAC控制器、第二信號調理模塊、第二功率放大模塊、第二濾波器、電流輸出跟隨模塊、取樣模塊和第二隔離采樣模塊，所述第二隔離控制模塊的輸入端和第二隔離采樣模塊分別與控制單元內第二比較調整模塊連接，一基準電源VDD和電流輸出跟隨模塊的源端分別與待校準的不帶傳感器的溫度變送器的輸入端電連接；所述第二隔離控制模塊將第二比較調整模塊的輸出控制信號轉換成16位二進制開關，第二DAC控制器內置的加權網絡和輸出放大單元通過16位二進制開關對基準電壓Vref進行轉換從而實現分壓，所述電流輸出跟隨模塊和取樣模塊用于電壓到電流的轉換，所述第二隔離采樣模塊將取樣模塊輸出的電流信號反饋給第二比較調整模塊。