專利名稱：淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻特性儀，尤其是一種精度高，顯示直觀，實(shí)現(xiàn)冷速 數(shù)值實(shí)時(shí)計(jì)算的淬火介質(zhì)冷卻特性儀，具體地說是一種淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè) 試儀。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外常見的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀大多采用電子積分器來實(shí) 現(xiàn)冷卻速度的計(jì)算功能，由于冷卻速度計(jì)算對(duì)采樣溫度值非常敏感，電子積 分器在進(jìn)行冷卻速度計(jì)算前，沒有對(duì)溫度特性曲線進(jìn)行數(shù)字濾波和求導(dǎo)，得 到的冷卻速率值和冷卻速度隨溫度變化的特性曲線不夠精確，不能準(zhǔn)確的反 映介質(zhì)的冷卻特性。而且，現(xiàn)有的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀通常采用打印機(jī) 和數(shù)碼顯示管作為用戶界面，它的直觀性比較差，用戶操作時(shí)必須對(duì)照操作 碼示意表來進(jìn)行，使用繁瑣、不直觀，而且容易出錯(cuò)。此外，現(xiàn)有的淬火介
質(zhì)冷卻特性儀存儲(chǔ)空間小、通常采用串行接口作為儀器和PC機(jī)通訊的接口，
但是目前的絕大多數(shù)筆記本和部分臺(tái)式機(jī)上，都已經(jīng)取消了串口設(shè)備，這無 疑給冷卻特性測(cè)試儀的使用帶來極大麻煩，而且通訊速度比較慢，給數(shù)據(jù)傳 輸帶來了不便。因此，現(xiàn)有的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀不具有實(shí)時(shí)計(jì)算冷卻 速度，直觀顯示計(jì)算結(jié)果，存儲(chǔ)信息量大和數(shù)據(jù)傳輸高速便捷的要求，不能 滿足現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀存在的冷卻速度計(jì) 算不及時(shí)，計(jì)算結(jié)果顯示的直觀性差，存儲(chǔ)信息量小和數(shù)據(jù)傳輸速度慢的問
3題，提出一種能實(shí)時(shí)計(jì)算冷卻速度，直觀顯示計(jì)算結(jié)果，存儲(chǔ)信息量大和數(shù) 據(jù)傳輸高速便捷的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀。 本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀，其特征是它包括帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯?模塊、降噪模塊、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、鍵盤和顯示器，帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤?放大模塊的信號(hào)輸入端作為淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀的信號(hào)輸入與淬火介質(zhì) 冷卻特性測(cè)試儀探頭部分的熱電偶的信號(hào)輸出端相連，帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤?大模塊的信號(hào)輸出端與降噪模塊的信號(hào)輸入端相連，降噪模塊的信號(hào)輸出端 接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，單片機(jī)的存儲(chǔ)信號(hào)端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相連，單片 機(jī)的控制信號(hào)輸入端與鍵盤相連，單片機(jī)的顯示輸出端與顯示器的信號(hào)輸入 端相連。
本發(fā)明的單片機(jī)的通用串行總線USB輸出端與電腦相連。
本發(fā)明還包括聲光提示設(shè)備，聲光提示設(shè)備包括LED顯示燈和蜂鳴器， 單片機(jī)的提示信號(hào)輸出端與聲光提示設(shè)備的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連。
本發(fā)明的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀由電源模塊為相應(yīng)的工作模塊提供工 作電源。
本發(fā)明的降噪模塊包括電容C、電感L和電阻R，電阻R的一端作為降 噪模塊的信號(hào)輸入端接帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號(hào)輸出端，電阻R的 另一端分別接電容C和電感L的一端，電容C的另一端接地，電感L的另一 端作為降噪模塊的信號(hào)輸出接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端。
本發(fā)明的有益效果
1、 本發(fā)明依托單片機(jī)強(qiáng)勁的計(jì)算能力，可以實(shí)現(xiàn)冷卻速度數(shù)值的實(shí)時(shí)計(jì) 算。由于冷卻速度的計(jì)算對(duì)采樣溫度值非常敏感，在進(jìn)行冷卻速度計(jì)算前單 片機(jī)對(duì)溫度特性曲線進(jìn)行數(shù)字濾波，隨后對(duì)濾波后的溫度特性曲線進(jìn)行數(shù)值 求導(dǎo)，得到冷卻速度的數(shù)值和冷卻速度隨溫度變化的特性曲線實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，可 靠性高。
2、 本發(fā)明采用LCD顯示器構(gòu)成用戶界面，使用圖形菜單的形式，通過測(cè)試設(shè)置向?qū)硗瓿蓽y(cè)試參數(shù)設(shè)置，不僅界面友好直觀，而且不易出錯(cuò)。探頭
的熱電偶所測(cè)溫度和測(cè)試結(jié)果都實(shí)時(shí)顯示在LCD顯示器上，本發(fā)明的便捷性 好，可操作性強(qiáng)。
3、 本發(fā)明測(cè)試所得數(shù)據(jù)在單片機(jī)控制下存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器FLASH芯片中， 并可通過通用串行總線USB信號(hào)輸出端存儲(chǔ)于電腦上。儀器采用大容量數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器FLASH芯片，可保存超過512次的測(cè)試數(shù)據(jù)，為用戶現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試提供非 常大的自由度。
4、 本發(fā)明采用目前普遍使用的通用串行總線USB作為通訊接口，不僅可 方便的與電腦連接通訊，而且在通訊速度上遠(yuǎn)高于串行接口。
5、 本發(fā)明具有多種提醒和報(bào)警裝置，首先在顯示器的用戶界面上有測(cè)試 顯示，還有由LED顯示器和蜂鳴器構(gòu)成的聲光提示設(shè)備，用來提醒測(cè)試開始、 測(cè)試結(jié)束和儀器故障。


圖l是本發(fā)明的原理框圖。
圖2是本發(fā)明降噪模塊的電路圖。
圖3是本發(fā)明電源模塊的電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示， 一種淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀，它包括帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤?放大模塊(型號(hào)可為AD595AQ)、降噪模塊、單片機(jī)(可采用SOC單片機(jī)， 型號(hào)可為C8051F340)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(采用FLASH存儲(chǔ)器，型號(hào)可為 at45db801)、鍵盤和顯示器(采用4.2英寸LCD顯示器)，帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤?放大模塊的信號(hào)輸入端作為淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀的信號(hào)輸入與淬火介質(zhì) 冷卻特性測(cè)試儀探頭部分的熱電偶的信號(hào)輸出端相連，帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤?大模塊的信號(hào)輸出端與降噪模塊的信號(hào)輸入端相連，降噪模塊的信號(hào)輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，單片機(jī)的存儲(chǔ)信號(hào)端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相連，單片 機(jī)的控制信號(hào)輸入端與鍵盤相連，單片機(jī)的顯示輸出端與顯示器的信號(hào)輸入
端相連。單片機(jī)的通用串行總線USB信號(hào)輸出端與電腦相連。本發(fā)明還包括 聲光提示設(shè)備，聲光提示設(shè)備包括LED顯示燈和蜂鳴器，單片機(jī)的提示信號(hào) 輸出端與聲光提示設(shè)備的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連。
本發(fā)明的帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K(型號(hào)可為AD595AQ)，采用帶冷 端補(bǔ)償?shù)臒犭娕紝Ｓ梅糯笃麟娐穼?duì)K型熱偶的輸出信號(hào)進(jìn)行放大，以 AD595AQ構(gòu)成的典型放大電路予以實(shí)現(xiàn)。采用12V電源對(duì)AD595AQ供電， 可確保電路在熱電偶工作于0 1200度之間時(shí)，對(duì)熱電偶的輸出信號(hào)進(jìn)行放 大和冷端補(bǔ)償。
本發(fā)明的單片機(jī)(可采用SOC單片機(jī)，型號(hào)可為C8051F340)是一個(gè)完 整的SOC系統(tǒng)，具有10bit高速ADC、 USB控制器、高速8051微內(nèi)核、較 大容量程序FLASH和精準(zhǔn)時(shí)鐘源等，其最高工作時(shí)鐘頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過80C51 系列單片機(jī)，指令執(zhí)行周期也遠(yuǎn)小于80C51系列單片機(jī)，是淬火介質(zhì)冷卻特 性測(cè)試儀主機(jī)的核心處理器。首先，利用內(nèi)置高速ADC對(duì)輸入電壓信號(hào)進(jìn)行 采樣，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，由于電壓信號(hào)代表了熱偶的溫度，很顯 然，這個(gè)二進(jìn)制碼也就對(duì)應(yīng)著某一個(gè)溫度值。由于測(cè)試環(huán)境不可避免的存在 噪聲，即使在噪聲濾波電路后，依然不能忽略噪聲的影響。在AD采樣時(shí)， 采用多次采樣求平均值的方法來減小噪聲的影響。
本發(fā)明的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀由電源模塊為相應(yīng)的工作模塊提供工 作電源。如圖3所示，電源模塊采用整流二極管和濾波電容將220V市電電源 進(jìn)行通過常用的整流濾波電路整流濾波產(chǎn)生12V直流電源，隨后采用電壓轉(zhuǎn) 換芯片IC2 (型號(hào)可為AOZIOIO)，將12V直流電源變換成穩(wěn)定且具有較好電 流負(fù)載能力的5V直流電源，再采用電壓轉(zhuǎn)換芯片IC3 (型號(hào)可為 LM1117-3.3V)將5V直流電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定且紋波小的3.3V直流電源。其中， 12V直流電源供給探頭手柄內(nèi)的帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K(型號(hào)可為 AD595AQ)， 5V直流電源供給顯示器、鍵盤、蜂鳴器、LED顯示燈和通用串
6行總線接口即USB 口， 3.3V供給單片機(jī)(可采用SOC單片機(jī)，型號(hào)可為 C8051F340)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(采用FLASH存儲(chǔ)器，型號(hào)可為at45db801 )。
本發(fā)明的降噪模塊采用電容、電感以及電阻等無源元件構(gòu)成噪聲濾波網(wǎng) 絡(luò)，對(duì)輸入電壓信號(hào)進(jìn)行濾波，有效降低信號(hào)噪聲。如圖2所示，降噪模塊 包括電容C、電感L和電阻R，電阻R的一端作為降噪模塊的信號(hào)輸入端接 帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號(hào)輸出端，電阻R的另一端分別接電容C和 電感L的一端，電容C的另一端接地，電感L的另一端作為降噪模塊的信號(hào) 輸出接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端。
本發(fā)明的鍵盤采用由16個(gè)微型按鈕構(gòu)成的4X4矩陣式鍵盤，這樣16個(gè) 鍵盤只需要8個(gè)輸入/輸出IO口即可完成，大大節(jié)約了IO口資源。矩陣式鍵 盤的掃描程序比并行鍵盤的掃描程序復(fù)雜，掃描時(shí)間也略長(zhǎng)，但對(duì)性能強(qiáng)勁 的SOC單片機(jī)(型號(hào)可為C8051F340)來說，完全可以做到及時(shí)有效的鍵盤 響應(yīng)。
權(quán)利要求
1、一種淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀，其特征是它包括帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K、降噪模塊、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、鍵盤和顯示器，帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號(hào)輸入端作為淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀的信號(hào)輸入與淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀探頭部分的熱電偶的信號(hào)輸出端相連，帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號(hào)輸出端與降噪模塊的信號(hào)輸入端相連，降噪模塊的信號(hào)輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，單片機(jī)的存儲(chǔ)信號(hào)端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相連，單片機(jī)的控制信號(hào)輸入端與鍵盤相連，單片機(jī)的顯示輸出端與顯示器的信號(hào)輸入端相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀，其特征是所述的單片機(jī) 的通用串行總線USB輸出端與電腦相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀，其特征是所述的淬火介 質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀還包括聲光提示設(shè)備，聲光提示設(shè)備包括LED顯示燈和蜂 鳴器，單片機(jī)的提示信號(hào)輸出端與聲光提示設(shè)備的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀，其特征是所述的淬火介 質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀由電源模塊為相應(yīng)的工作模塊提供工作電源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀，其特征是所述的降噪模 塊包括電容C、電感L和電阻R，電阻R的一端作為釋噪模塊的信號(hào)輸入端 接帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的信號(hào)輸出端，電阻R的另一端分別接電容C 和電感L的一端，電容C的另一端接地，電感L的另一端作為降噪模塊的信號(hào)輸出接單片機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端。
全文摘要
一種淬火介質(zhì)冷卻特性測(cè)試儀，它包括帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K、降噪模塊、單片機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、鍵盤和顯示器，帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的輸入端接熱電偶的輸出端，帶冷端補(bǔ)償?shù)臒崤挤糯竽K的輸出端接降噪模塊的輸入端，降噪模塊的輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，單片機(jī)的存儲(chǔ)端接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，單片機(jī)的控制輸入端與鍵盤相連，單片機(jī)的顯示輸出端接顯示器。本發(fā)明能實(shí)時(shí)計(jì)算冷卻速度，具有直觀顯示計(jì)算結(jié)果，存儲(chǔ)信息量大和數(shù)據(jù)傳輸高速便捷的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N25/18GK101477070SQ20091002911
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者左永平, 林天泉, 聶曉霖, 益 鄭 申請(qǐng)人:南京科潤(rùn)工業(yè)介質(zhì)有限公司