[發明專利]一種高性能氧量變送器

在審

• 申請號: 202010190128.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111474228A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 賈鐵軍;邢志國;尹衛;韓曉濱;張謙
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G05D23/22
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

本發明涉及一種高性能氧量變送器，包括：主控模塊，用于將氧電勢和熱電偶模擬電壓信號轉換為數字信號后進行運算處理，將氧含量及加熱溫度運算結果輸出至顯示模塊，根據當前加熱溫度運算輸出溫度控制量至PID溫控模塊，氧含量數字信號通過D/A單元轉換為模擬信號，輸出至信號輸出模塊；顯示模塊，用于顯示氧含量及加熱溫度運算結果；輸入模塊，用于參數調整；PID溫控模塊，用于調節加熱電阻絲功率；信號輸出模塊，用于將模擬信號轉換為電流信號輸出；電源模塊，用于供電。本發明的有益效果如下：本發明通過采用數字技術代替電位器實現調節過程，能夠避免電位器機械故障隱患和溫度漂移問題，提高可靠性和穩定性。

技術領域

本發明屬于分析儀器測量領域，具體涉及一種高性能氧量變送器。

背景技術

氧量變送器是能夠測量含氧量并將測量結果輸出的儀器，廣泛應用于電力、冶金、石化、輕工、等工業操作系統。

目前市場上生產的氧量變送器有各種結構形式，大多采用線性電源，數碼管顯示，傳統分立元件組合而成；測量兩路輸入不隔離，導致顯示相互影響，甚至容易受到外部干擾。普遍存在有明顯缺陷是：其一，顯示信息量少，用戶界面效果不好，功耗高，效率低；其二，穩定性差，壽命低，精度不高；其三，生產復雜，故障率高，精度低。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種高性能氧量變送器，該技術方案能夠采用數字技術代替電位器，能夠準確測量含氧量，避免電位器機械故障隱患和溫度漂移問題，提高可靠性和穩定性。

本發明的技術方案如下：

一種高性能氧量變送器，包括：

主控模塊，用于將氧電勢和熱電偶模擬電壓信號轉換為數字信號后進行運算處理，將氧含量及加熱溫度運算結果輸出至顯示模塊，根據當前加熱溫度運算輸出溫度控制量至PID溫控模塊，氧含量數字信號通過D/A單元轉換為模擬信號，輸出至信號輸出模塊；

顯示模塊，用于顯示來自主控模塊的氧含量及加熱溫度運算結果；

輸入模塊，用于主控模塊的參數調整；

PID溫控模塊，用于根據溫度控制量調節加熱電阻絲功率，以獲得恒定溫度；

信號輸出模塊，用于將來自主控模塊的模擬信號轉換為電流信號輸出；

電源模塊，用于給主控模塊、PID溫控模塊、顯示模塊和/或信號輸出模塊供電。

進一步地，上述的高性能氧量變送器，還包括輸入保護單元，所述氧電勢和熱電偶模擬電壓信號經過所述輸入保護單元處理后再輸入所述主控模塊。

進一步地，上述的高性能氧量變送器，所述電源模塊將220V交流電依次進行整流濾波、交直流轉換、濾波穩壓和三端穩壓后輸出直流電壓。

進一步地，上述的高性能氧量變送器，所述信號輸出模塊，將來自主控模塊的模擬信號經過光耦隔離及V/I變換轉換為標準信號輸出。

進一步地，上述的高性能氧量變送器，所述主控模塊通過PID算法控制PMW波形的輸出控制所述PID溫控模塊的可控硅通斷時間，從而調節加熱電阻絲功率，以獲得恒定的溫度。

進一步地，上述的高性能氧量變送器，所述熱電偶模擬電壓信號來自采用K型熱電偶采集的溫度信號；該熱電偶采集爐溫信號時，信號輸出端用熱敏電阻進行冷端補償，以通過測量環境溫度消除該溫度變化對熱電偶測溫結果的影響。

進一步地，上述的高性能氧量變送器，所述顯示模塊為128×64點陣液晶屏，能夠顯示的參數包括氧量測量值、溫度值、加熱狀態和報警標志。

本發明的有益效果如下：