[发明专利]带铠装热电偶的一体化数字指针双温度计

摘要

带铠装热电偶的一体化数字指针双温度计,由双温度计支座、铠装热电偶杆、工作温度指示表头、环境温度指示表头、PROFIBUS插座、PCB电路板、仪用步进电机本体组成，其要点在于：本发明基于PROFIBUS现场总线控制，既支持工作温度测量和环境温度测量，还同步支持工作温度和环境温度的数字指针指示，特别是工作温度指示表头和环境温度指示表头巧妙地将仪用步进电机本体和控制电路集成在一块PCB电路板上，通过内置嵌入式的拓扑设计，实现了PROFIBUS现场总线、工作温度指示表头、环境温度指示表头与铠装热电偶杆的一体化结构，便于大规模生产，实现了系统最省、整体最优，可以广泛应用各类分布式温度测量场合。

主权项

1.带铠装热电偶的一体化数字指针双温度计,由双温度计支座、铠装热电偶杆、工作温度指示表头、环境温度指示表头、PROFIBUS插座、PCB电路板、仪用步进电机本体组成，其特征在于：所述的双温度计支座为T型状的空心圆柱体，一端带双温度计支座内螺纹A，另一端带双温度计支座内螺纹B，中间带有U形状的抱箍，抱箍上伸出一根铠装热电偶杆，铠装热电偶杆上带安装位置的调节螺丝；所述的双温度计支座的上部还横凸出一个方形柱体，内部挖空成圆柱体，所述的方形柱体一端为六边体堵头，另一端装配有PROFIBUS插座；所述的工作温度指示表头由工作温度指示表头壳体、工作温度刻度面板、工作温度指针和PCB电路板组成，所述的工作温度指示表头壳体上带外螺纹，工作温度指示表头壳体外螺纹与双温度计支座内螺纹A相连；所述的环境温度指示表头由环境温度指示表头壳体、环境温度刻度面板、环境温度指针和PCB电路板组成，所述的环境温度指示表头壳体上带外螺纹，环境温度指示表头壳体外螺纹与双温度计支座内螺纹B相连；所述的工作温度指示表头壳体与环境温度指示表头壳体的内壁上均带四个具有弹性的卡簧，并有一圈上凸的圆形台阶，圆形台阶上再伸出四个矩形凸头；所述的PCB电路板上开有四个矩形缺口，安装工作温度指示表头中的PCB电路板时，将PCB电路板上的四个矩形缺口对准工作温度指示表头壳体中的四个矩形凸头，按下PCB电路板与上凸的圆形台阶相接触，圆形台阶上的矩形凸头嵌入PCB电路板的矩形缺口中，弹性的卡簧自动将PCB电路板卡住；安装环境温度指示表头中的PCB电路板时，与安装工作温度指示表头中的PCB电路板操作相同；所述的PCB电路板上，一面表贴焊接有ARM芯片、PROFIBUS总线收发接口芯片、微步距细分芯片，另一面装配有仪用步进电机本体、环境温度传感器和偏置电阻；所述的仪用步进电机本体为内置两相励磁线圈驱动、三级减速齿轮传动的机构，由铁芯体、永磁转子体、第一传动从动轮、第二传动从动轮、第三传动从动轮、转动轴和励磁线圈包组成，铁芯体的两个臂上分别对称伸出两个矩形铁芯柱体，两个励磁线圈包分别插入矩形铁芯柱体中，励磁线圈包的引脚分别焊接在PCB电路板上，续流二极管与励磁线圈包两端相并联；所述的永磁转子体所处的位置是两个励磁线圈包绕组形成的磁轭中心，励磁线圈包通电后，铁芯体内的磁导变化将产生转矩，驱动永磁转子体转动；所述的三级减速齿轮传动机构存在如下的啮合关系：永磁转子体与第一传动从动轮啮合传动，组成一级减速传动结构；第一传动从动轮与第二传动从动轮啮合传动，组成二级减速传动结构；第二传动从动轮再与第三传动从动轮啮合传动，组成三级减速传动结构；所述的转动轴与第三传动从动轮同轴相连，保证第三传动从动轮转动时同步带动转动轴；所述的ARM芯片为LQFP64封装，ARM芯片上的I/O引脚与支持PROFIBUS协议的PROFIBUS总线收发接口芯片相连，所述的微步距细分芯片的输入端与ARM芯片上的I/O引脚相连，微步距细分芯片的驱动引脚再与两个励磁线圈包的引脚相连，铠装热电偶的输出端与ARM芯片的A/D引脚相连, 环境温度传感器传来的信号直接送给ARM芯片的I²C引脚；工作时，ARM芯片采集铠装热电偶信号和环境温度传感器信号，经数字滤波处理后，通过现场总线的PROFIBUS插座输出上传至核电站中央控制室；另一方面，ARM芯片将采集到的铠装热电偶信号和环境温度传感器信号，解析为步进电机转动轴角位移量成正比的脉冲数，通过控制脉冲个数来控制角位移量，然后通过微步距细分芯片推动励磁线圈包，向工作温度刻度面板和环境温度刻度面板输出当前步进电机转动轴需指示的角位移信号，从而达到转动轴带动其指针准确定位的目的。