專利名稱：試驗數(shù)據(jù)采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于壓力、溫度、流量等測試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于試驗單位進行 非固定式安裝，可以實現(xiàn)壓力、溫度、流量等試驗數(shù)據(jù)信號連續(xù)采集的裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知的試驗數(shù)據(jù)采集裝置所有通道與試驗儀表(熱電偶、變送器等)的連接、 不同采集板之間的連接均由手工完成，沒有機箱外殼配置，而且在使用變送器測量壓力或 差壓信號時，均需要單獨為每臺變送器供給MV電源，給現(xiàn)場測試工作帶來較多的困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種試驗數(shù)據(jù)采集裝置，主要解決現(xiàn)有測試裝置在現(xiàn) 場安裝不方便以及變送器測量供電問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、接線方便、統(tǒng)一供電、穩(wěn)定可靠性 強等功能，可以在現(xiàn)場方便地連接熱電偶、熱電阻、壓力變送器或差壓變送器等測試儀表， 實現(xiàn)壓力、溫度或流量等信號的連續(xù)穩(wěn)定采集。本裝置主要應(yīng)用于發(fā)電廠汽輪機組的熱力 試驗，也可應(yīng)用于其它行業(yè)類似設(shè)備的試驗。本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種試驗數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于將分散式采集板 安裝在機箱內(nèi)，并將分散式采集板的各通道的測試連接線和數(shù)據(jù)輸入輸出線接線端子引至 機箱面板的航空插頭上，以方便連接各類測試儀表；同時機箱內(nèi)布有測量電流信號通道即 變送器的統(tǒng)一供電線路，以對每個儀表統(tǒng)一供電。所述的統(tǒng)一供電線路供電電壓為MV，由外部220V電壓經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換而 來，并在機箱上設(shè)置輸入輸出端，以方便為下一塊板子供電。所述的分散式試驗采集板為英國施倫伯杰儀器公司生產(chǎn)的IMP分散式數(shù)據(jù)采集 板35951C-35953A型，有20個通道，所能連接的測試儀表有熱電偶、壓力變送器或差壓變送 器，測量溫度、壓力或流量；熱電偶通道，其連接線采用K型熱電偶補償導(dǎo)線，并將溫度通道 的G端和L端短接；壓力或流量通道在連接器內(nèi)部Hi和Lo端并聯(lián)一個100 Ω電阻。所述的分散式試驗采集板也可為英國施倫伯杰儀器公司生產(chǎn)的IMP分散式數(shù)據(jù) 采集板3595 1B-3595 型，有10個通道，測量溫度，連接的測試儀表有熱電阻。所述的分散式采集板數(shù)量大于3塊時，在最后一塊板上安裝Terminal終端塊。所述的試驗數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于機箱面板上設(shè)置以下端口 24V電源 端口 2個，一進一出；試驗?zāi)M信號通道20個或10個(根據(jù)原采集板的通道數(shù)量定， 35951C-35953A為20個通道，3595 1B-3595 3B為10個通道);采集板輸入輸出數(shù)字信號通 道2個；對電源端口安裝兩芯航空插頭；模擬信號測量通道安裝三芯或四芯航空插頭，熱電 阻信號測量采用四芯插頭，電流信號測量采用三芯插頭；輸入輸出數(shù)字信號通道安裝四芯 航空插頭，采集板為多個，溫度通道不需要供給24V直流電源，而每個壓力或流量通道需要 與MV電源輸入端連接，實現(xiàn)MV電源在測量回路中的串接。本實用新型的積極效果是有效解決了原有測試裝置在現(xiàn)場安裝不方便以及變送器測量供電問題，具有結(jié)構(gòu)簡單、接線方便、統(tǒng)一供電、穩(wěn)定可靠性強等功能，可以在現(xiàn)場方 便地連接熱電偶、熱電阻、壓力變送器或差壓變送器等測試儀表，實現(xiàn)壓力、溫度或流量等 信號的連續(xù)穩(wěn)定采集。本裝置主要應(yīng)用于發(fā)電廠汽輪機組的熱力試驗，亦可應(yīng)用于其它行 業(yè)類似設(shè)備的試驗。以下結(jié)合實施例及其附圖作詳述，但不作為對本實用新型的限定。
圖1為實施例機箱內(nèi)連接示意圖。圖2為圖1的機箱面板示意圖。圖3為圖2的機箱內(nèi)部俯視圖。圖4、圖5為通道布線示意圖。圖中，25-電壓信號接點，沈-電流信號接點，27-溫度測量，28-壓力(流量測 量)，29-電源輸入，30-電源輸出，31-數(shù)據(jù)輸入，32-數(shù)據(jù)輸出；1 20信號測量通道， 21-電源輸入，22-電源輸出，23-數(shù)據(jù)輸入，24-數(shù)據(jù)輸出；51 M固定采集板的螺孔； 101和102為航空插頭的兩個芯(芯的材料為熱電偶同型號材料)，分別連接著采集板適配 器內(nèi)的負極和正極，用來測量熱電偶溫度信號；103、104分別為MV電源輸入端的負極和正 極，輸入端用普通2芯航空插頭，115、116為并聯(lián)到相鄰端子的電源連接線；105、106為航空 插頭的兩個芯，分別連接著采集板適配器的負極和正極，用來測量電流信號；109、110、111、 112、113、114、115、116為連接線纜，109、110材料為同型號的熱電偶補償導(dǎo)線(其它均為普 通導(dǎo)線)。
具體實施方式
實施例1 根據(jù)原采集板尺寸設(shè)計機箱，內(nèi)部電路原理圖見圖1，機箱端子面板示 意圖見圖2，機箱內(nèi)部俯視圖見圖3，通道布線示意圖見圖4、圖5。該試驗數(shù)據(jù)采集裝置，將分散式采集板安裝在機箱內(nèi)，并將分散式采集板的各通 道的測試連接線和數(shù)據(jù)輸入輸出線接線端子引至機箱面板的航空插頭上，以方便連接各類 測試儀表；同時機箱內(nèi)布有測量電流信號通道即變送器的統(tǒng)一供電線路，以對每個儀表統(tǒng) 一供電。一供電線路供電電壓為MV，由外部220V電壓經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換而來，并在機箱 上設(shè)置輸入輸出端，以方便為下一塊板子供電。分散式試驗采集板為英國施倫伯杰儀器公 司生產(chǎn)的IMP分散式數(shù)據(jù)采集板35951C-35953A型，有20個通道，所能連接的測試儀表有 熱電偶、壓力變送器或差壓變送器，測量溫度、壓力或流量；熱電偶通道，其連接線采用K型 熱電偶補償導(dǎo)線，并將溫度通道的G端和L端短接；壓力或流量通道在連接器內(nèi)部Hi和Lo 端并聯(lián)一個100 Ω電阻。分散式試驗采集板或為英國施倫伯杰儀器公司生產(chǎn)的IMP分散式 數(shù)據(jù)采集板3595 1B-3595 型，有10個通道，測量溫度，連接的測試儀表有熱電阻。分散 式采集板數(shù)量大于等于3塊，在最后一塊板上安裝Terminal終端塊，使用時作為最后一塊 板子使用。實施方案在設(shè)計時，借鑒了德國SIEMENS公司和ALSTOM公司試驗設(shè)備經(jīng)驗。實施 時所采用的采集板為英國施倫伯杰儀器公司生產(chǎn)的IMP分散式數(shù)據(jù)采集板，其型號共有兩 種，分別為；3595 IC (配；3595 3A連接器)和；3595 IB (配；3595 連接器)，前者可以測量直流電壓、直流電流、溫度信號，后者可以測量電壓、電阻、溫度、應(yīng)變信號，連接變送器時， 既可以通過測量電壓，來轉(zhuǎn)換為壓力(差壓)信號，也可以通過測量電流來轉(zhuǎn)換，一般來說， 使用電流信號更方便些，因此方案設(shè)計時仍然沿用這個習(xí)慣，即通過在壓力或流量測量通 道在連接器內(nèi)部Hi和Lo端并聯(lián)一個100 Ω電阻來實現(xiàn)。本方案實施后，采集裝置可以測 量以下四種儀器信號熱電偶、熱電阻、壓力變送器、差壓變速器，其中3595 1C-3595 3Α用 于熱電偶、壓力變送器、差壓變送器，3595 1Β-3595 用于熱電阻。實施第一步，按照采集板尺寸設(shè)計機箱，機箱面板如圖2，1 20為模擬信號測量 通道，21-電源輸入。，22-電源輸出，23-數(shù)據(jù)輸入，24-數(shù)據(jù)輸出。電源輸入、電源輸出采用 二芯航空插頭，數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出采用四芯航空插頭，模擬信號通道均采用三芯插頭，對 于3595 1Β-3595 型采集板來說，其模擬信號通道有10個，采用四芯插頭，其它均與前述 一樣。實施第二步，按照圖1和圖4布置內(nèi)部線路，各類信號電纜的正極、負極、屏蔽與航 空插頭的連接順序可自行約定，但是一定要統(tǒng)一，否則會出現(xiàn)測試困難，甚至出現(xiàn)燒毀儀器 現(xiàn)象。內(nèi)部線纜焊接時，對于不同儀表，需要區(qū)分其型號、規(guī)格或材料，熱電偶采用K型熱電 偶補償導(dǎo)線，數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出連接線采用專用線纜，電源連接采用白色普通導(dǎo)線，壓力 (差壓)變送器采用黑色普通導(dǎo)線，熱電阻采用專用耐高溫線纜。連線之前，需要按照圖4對相關(guān)通道做如下工作連接熱電偶測量溫度的通道， 將G端和L端短接(如圖，107)，壓力或流量測量通道在Hi端和Lo端并聯(lián)一個100 Ω電阻 (如圖，108)。電源輸入(圖29)和電源輸出(圖，30)是為變送器供電而設(shè)計的，僅與壓力或流量 測量通道連接(圖，111、112、113、114、115)，電源輸入接M直流電源，來自于專用的電源轉(zhuǎn) 換器。這樣的線路布置即可實現(xiàn)對每臺變送器的供電，從而取代了從就地為每臺變送器供 電的方案。采集裝置在使用時，每塊采集板需設(shè)置有不同的索引地址，本方案在實施時，地址 號按照由小到大進行了統(tǒng)一設(shè)置，并將其對應(yīng)編號噴漆在機箱外殼。當采集系統(tǒng)中使用的采集板數(shù)量超過3塊時，必須且只能在最后一塊板上安裝終 端塊，該終端快安裝于采集板的固定位置，系統(tǒng)才能識別，由于加裝機箱以后，所有元件均 相對固定，不方便更改，因此，本方案實施時，將終端塊分別安裝于地址編號為N2 5和施10 的采集板上，以作為備用或作為兩套系統(tǒng)使用，使用時該板子只能作為最后一塊板子使用?？紤]到有些場合下，需要直接串聯(lián)4 20mA電流信號，原設(shè)計思路為，如果需串接 信號，可在電源輸入端插上已短路過的航空插頭，這樣，內(nèi)部電源線路即形成回路，但在實 踐中發(fā)現(xiàn)，相鄰兩個通道會互相影響，信號不穩(wěn)定，重新調(diào)整方案為，將原來供電線路斷開。由于3595 1C-3595 3A板連接信號有以下三種熱電偶溫度信號、變送器電流信 號、直接串接電流信號，因此，各類信號通道數(shù)量的優(yōu)化配置需要考慮，本方案在實施中作 如下考慮既能滿足現(xiàn)場溫度和壓力、流量測點使用數(shù)量，又可以盡量減少采集板的數(shù)量， 進而減少數(shù)據(jù)傳輸電纜長度，施01、施02、施03、施04機箱，通道01 - 10采集熱電偶溫度 信號，通道11 - 20采集變送器壓力(差壓)信號，N2 05機箱，通道01 - 10直接串接現(xiàn)場 電流信號，通道11-20采集變送器壓力(差壓)信號，并在該板子上安裝Terminal終端塊， Na 06,No 07,No 08,No 09機箱，通道01 — 10采集熱電偶溫度信號，通道11 一 20采集變送器壓力(差壓)信號，N2 10機箱，通道01 - 10直接串接現(xiàn)場電流信號，通道11-20采集變送 器壓力(差壓)信號，并在該板子上安裝Terminal終端塊，Ns 1Γ No 15機箱，通道01 — 10 采集熱電阻溫度信號。后10個通道為電流信號，這樣，加上3595 IB板的溫度測量信號，基 本就可以滿足現(xiàn)場要求。 新型數(shù)據(jù)采集裝置的特點簡化了現(xiàn)場儀器儀表的連接，提高了可靠性，提高了工 作效率，減少了維護量；通過在機箱上布置電源，可以方便地統(tǒng)一為變送器供電，改變了原 來變送器單獨供電的方式；采集板地址編號固定，并與機箱編號一致，便于管理數(shù)量較多的 采集板。
權(quán)利要求1.一種試驗數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于將分散式采集板安裝在機箱內(nèi)，并將分散式采 集板的各通道的測試連接線和數(shù)據(jù)輸入輸出線接線端子引至機箱面板的航空插頭上，以方 便連接各類測試儀表；同時機箱內(nèi)布有測量電流信號通道即變送器的統(tǒng)一供電線路，對每 個儀表統(tǒng)一供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的統(tǒng)一供電線路供電電 壓為MV，由外部220V電壓經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換而來，并在機箱上設(shè)置輸入輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的分散式試驗采集板為 英國施倫伯杰儀器公司生產(chǎn)的IMP分散式數(shù)據(jù)采集板35951C-35953A型，有20個通道，所 能連接的測試儀表有熱電偶、壓力變送器或差壓變送器，測量溫度、壓力或流量；熱電偶通 道，其連接線采用K型熱電偶補償導(dǎo)線，并將溫度通道的G端和L端短接；壓力或流量通道 在連接器內(nèi)部Hi和Lo端并聯(lián)一個100 Ω電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的分散式試驗采集板為 英國施倫伯杰儀器公司生產(chǎn)的IMP分散式數(shù)據(jù)采集板3595 1B-3595 3B型，有10個通道， 測量溫度連接的測試儀表有熱電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的試驗數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述的分散式采集 板數(shù)量大于等于3塊，在最后一塊板上安裝Terminal終端塊，使用時作為最后一塊板子使 用。
專利摘要本實用新型提供了一種試驗數(shù)據(jù)采集裝置，屬于測試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。將分散式采集板安裝在機箱內(nèi)，并將分散式采集板的各通道的測試連接線和數(shù)據(jù)輸入輸出線接線端子引至機箱面板的航空插頭上，以方便連接各類測試儀表；同時機箱內(nèi)設(shè)有測量電流信號即變送器的通道統(tǒng)一供電線路，以對每個儀表統(tǒng)一供電。具有結(jié)構(gòu)簡單、接線方便、統(tǒng)一供電、穩(wěn)定可靠性強等功能，可以在現(xiàn)場方便地連接熱電偶、熱電阻、壓力變送器、差壓變送器等儀表，實現(xiàn)壓力、溫度、流量等信號的連續(xù)穩(wěn)定采集。本裝置主要應(yīng)用于發(fā)電廠汽輪機組的熱力試驗，也可應(yīng)用于其它行業(yè)類似設(shè)備的試驗。
文檔編號G01K7/10GK201903365SQ20102060854
公開日2011年7月20日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者姚力強, 王興國 申請人:河北省電力研究院