專利名稱：發(fā)電站的壓力單片微機檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種發(fā)電站(廠)的壓力單片微機檢測儀，屬自動檢測儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及發(fā)電站(廠)的壓力參數(shù)自動檢測的儀器儀表。
水力發(fā)電站及火力發(fā)電廠的壓力參數(shù)包括發(fā)電機、水輪機、汽輪機等的運行過程中需要測量的各點水壓、油壓及汽壓。由于運行過程中的發(fā)電機、水輪機、汽輪機等的各點水壓、油壓、汽壓參數(shù)正確地反映著它們的運行狀態(tài)，所以只有準確地測量各點的壓力，才能保證電站、電廠的發(fā)電機、水輪機、汽輪機等的正常運行，以防止事故的發(fā)生。然而，現(xiàn)有電站、電廠的各種壓力測量儀，一般都采用現(xiàn)場安裝壓力表或短距離毛細管傳輸壓力表，且基本上是安裝在要測量的壓力現(xiàn)場附近，由操作人員定時檢查各點的壓力參數(shù)。這樣，不但操作人員勞動強度大，而且很難隨時觀察到其運行過程中各點壓力參數(shù)的變化，難于預防突發(fā)事故的發(fā)生。
本實用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有的發(fā)電站、發(fā)電廠的壓力測量儀器采用現(xiàn)場安裝，由操作人員定時觀測、導致操用人員勞動強度大，且無法隨時觀察到各點壓力參數(shù)的變化，難于預防突發(fā)事故的發(fā)生等的缺點和問題，研制設(shè)計一種智能型的、能輸入多路壓力參數(shù)、并能遠距離把壓力參數(shù)傳輸?shù)娇刂剖?、能自動準確測量電站、電廠的發(fā)電機、水輪機、汽輪機等運行過程中的各點壓力、能減輕操作人員勞動強度、自動監(jiān)控電站、電廠各機的運行狀態(tài)、有效地預防突發(fā)事故的發(fā)生的發(fā)電站、發(fā)電廠的壓力單片微機檢測儀。
本實用新型是通過下述結(jié)構(gòu)技術(shù)方案來實現(xiàn)的本檢測儀的外型結(jié)構(gòu)示意圖如

圖1所示，它由機殼、面板、電路板共同連接構(gòu)成，其中面板上具有壓力檢測通道顯示屏1、壓力顯示屏2、巡回檢測指示燈3、打印指示燈4、定點/巡回切換按鈕5、打印按鈕6、BCD撥碼盤7；本檢測儀的電路方框圖如圖2所示，其電路由BCD撥碼盤7、撥碼開關(guān)8、壓力傳感器9、模擬放大電路10、多路轉(zhuǎn)換器11、A/D轉(zhuǎn)換器12，I/O并行接口13、15、單片微型計算機14、顯示譯碼器16、打印/通訊接口17、操作顯示電路18、基準電源19共同電氣連接構(gòu)成，其中，BCD撥碼盤7、撥碼開關(guān)8，壓力傳感器9、模擬放大電路10、多路轉(zhuǎn)換器11、A/D轉(zhuǎn)換器12、單片微型計算機14、基準電源19共同電氣連接構(gòu)成發(fā)電站、電廠的壓力參數(shù)直接測量裝置，并采用計算機軟件編制出由BCD撥碼盤7所選擇的壓力巡回檢測通道，撥碼開關(guān)8所選擇的壓力量程，其關(guān)鍵在于它配有檢測過程中可隨時把數(shù)據(jù)列表打印或遠距離傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C的打印/通訊接口17；其相互連接關(guān)系為面板及電路板固定在機殼支架上，面板上的壓力檢測通道顯示屏1、壓力顯示屏2、巡回檢測指示燈3、打印指示燈4等通過信號傳輸線與電路板相對應(yīng)連接；壓力傳感器9通過信號傳輸線與模擬放大電路10、基準電源19相電氣連接，模擬放大電路10通過信號傳輸線與多路轉(zhuǎn)換器11的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)相電氣連接，多路轉(zhuǎn)換器11的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)通過信號傳輸線與A/D轉(zhuǎn)換器12相電氣連接，A/D轉(zhuǎn)換器12、BCD撥碼盤7、撥碼開關(guān)8通過I/O并行接口13與單片微型計算機14相電氣連接，顯示譯碼器16通過I/O并行接口15與單片微型計算機14相電氣連接，單片微型計算機14分別通過信號傳輸線與打印/通訊接口17、操作顯示電路18相電氣連接。其工作原理為每一通道的壓力傳感器把發(fā)電站、發(fā)電廠的壓力參數(shù)轉(zhuǎn)變成電參數(shù)，這電參數(shù)經(jīng)信號傳輸線輸入到各通道獨立的模擬放大電路進行線性放大，然后經(jīng)多路轉(zhuǎn)換器的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)進行選擇和轉(zhuǎn)換到A/D轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)I/O并行接口13輸入到單片微型計算機，單片微機根據(jù)撥碼開關(guān)所設(shè)置的壓力量程進行運算，運算處理后的通道值及壓力值經(jīng)I/O并行接口15輸送至顯示譯碼器進行數(shù)字譯碼顯示。在上述檢測過程中，BCD撥碼盤的始點值及終點值用來確定巡回檢測的通道范圍，打印/通訊接口可隨時把存放于單片微機存貯器內(nèi)的通道值及相對應(yīng)的壓力數(shù)據(jù)進行列表打印或傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C以便把數(shù)據(jù)匯總及進行遠距離監(jiān)控；本檢測儀的基本電路原理圖如圖3所示。本檢測儀可有多個壓力檢測輸入通道，本實施例設(shè)計有8路壓力檢測輸入通道，每通道的壓力傳感器、基準電源及模擬放大電路均相同，圖3只畫出了二通道的壓力傳感器、基準電源及模擬放大電路。其電路中的壓力傳感器9包括8路輸入壓力傳感器，其分別為①～⑧壓力檢測輸入通道的壓力傳感器，模擬放大電路10、基準電源19由運算放大器集成件U15～U38、電阻R1～R90、電位器W1～W24共同電氣連接構(gòu)成，第①通道的模擬放大電路由運算放大器集成件U15～U16、電阻R1～R8、電位器W1～W2共同并串聯(lián)連接構(gòu)成，第①通道的基準電源由運算放大器集成件U17、電阻R9～R10、電位器W3并串聯(lián)連接構(gòu)成，如此類推，第⑧通道的模擬放大電路由運算放大器集成件U36～U37、電阻R81～R88、電位器W22～W23共同并串聯(lián)連接構(gòu)成，第⑧通道的基準電源由運算放大器集成件U38、電阻R89～R90、電位器W24共同并串聯(lián)連接構(gòu)成，多路轉(zhuǎn)換器11由電子模擬轉(zhuǎn)換集成件U14構(gòu)成，A/D轉(zhuǎn)換器12由A/D轉(zhuǎn)換集成件U4、恒壓電路集成件U5、電容C1～C3、電阻R91、電位器W25共同并串聯(lián)連接構(gòu)成；I/O并行接口13、15，由I/O并行接口電路集成件U2、U3共同并聯(lián)連接構(gòu)成；單片微型計算機14由CPU集成件U1構(gòu)成；BCD撥碼盤7由始點值及終點值撥碼盤構(gòu)成；撥碼開關(guān)8由8位數(shù)碼開關(guān)構(gòu)成，顯示譯碼器16由顯示譯碼器集成件U9～U13共同并聯(lián)連接構(gòu)成；打印/通訊接口17由串行打印/通訊接口電路集成件U7～U8、電容C4、二極管D3并串聯(lián)連接構(gòu)成；操作顯示電路18由緩沖器集成件U6、電阻R92～R96、發(fā)光二極管D1～D2、按鈕T1～T2共同并串聯(lián)連接構(gòu)成；電路工作原理為第①～⑧通道的壓力傳感器把發(fā)電站、發(fā)電廠的壓力參數(shù)變成電參數(shù)后，由各通道獨立的模擬放大電路進行放大，然后經(jīng)由U14構(gòu)成的多路轉(zhuǎn)換器進行選擇并輸送到U4～U5構(gòu)成的A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，經(jīng)U3構(gòu)成的I/O并行接口13輸送到單片微機、由CPU根據(jù)輸入的通道值及壓力值進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)通過U2構(gòu)成的I/O并行接口15輸送到U9～U13構(gòu)成的顯示譯碼器進行譯碼，再送到數(shù)碼管進行顯示。在上述檢測過程中，基準電源19提供獨立的8組基準電源供給8路輸入壓力傳感器，BCD撥碼盤7的始點值及終點值通過U3構(gòu)成的I/O并行接口13輸入到單片微機U1，并在此通道范圍內(nèi)進行巡回檢測，撥碼開關(guān)8用來選擇每一通道的壓力量程，由U7～U8構(gòu)成的打印/通訊接口17隨時把存放于單片微機U1存貯器內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)及相應(yīng)通道值進行列表打印或傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C進行遠距離監(jiān)控，由U6構(gòu)成的操作顯示電路18控制及顯示檢測儀的打印、巡回檢測狀態(tài)。
本實用新型與現(xiàn)有的發(fā)電站、發(fā)電廠壓力檢測儀相比有如下的優(yōu)點和有益效果①由于本檢測儀是單片微機控制的智能儀表，能對運行的發(fā)電站、發(fā)電廠運行的發(fā)電機、水輪機、汽輪機等不同量程的各點壓力參數(shù)進行全自動檢測，并配有打印/通訊接口可隨時把檢測結(jié)果進行列表打印或傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C進行遠距離監(jiān)控；②本檢測儀具有多通道檢測，且每一通道的壓力傳感器均采用相同而又獨立的模擬放大電路及基準電源電路，并可選擇不同的壓力量程，同時采用了多路轉(zhuǎn)換的電子模擬開關(guān)，使本檢測儀能長期連續(xù)運行、準確測量發(fā)電站、發(fā)電廠的的各點壓力參數(shù)；③本檢測儀結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、檢測結(jié)果準確、可靠，不需要專門的維護保養(yǎng)；④本檢測儀自動檢測程度高、操作方便，能大大減輕操作人員勞動強度、能自動監(jiān)控電站、電廠各機的運行狀態(tài)、有效地預防突發(fā)事故的發(fā)生。
下面對說明書附圖進一步說明如下圖1為發(fā)電站的壓力單片微機檢測儀的外形結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為發(fā)電站的壓力單片微機檢測儀的電路方框圖，圖3為發(fā)電站的壓力單片微機檢測儀的基本電路原理圖。各圖中1為壓力檢測通道顯示屏、2為壓力顯示屏、3為巡回檢測指示燈D1、4為打印指示燈D2、5為定點/巡回切換按鈕T1、6為打印按鈕T2、7為BCD撥碼盤、W1～W24為8通道壓力傳感器的滿量程調(diào)節(jié)電位器、調(diào)零電位器及基準電源幅值調(diào)節(jié)電位器，如W1、W22分別為第①、⑧通道的滿量程調(diào)節(jié)電位器，W2、W23分別為第①、⑧通道的調(diào)零電位器，W3、W24分別為第①、⑧通道的基準電源輸出幅值調(diào)節(jié)電位器；BDKG為撥動開關(guān)、CYG為壓力傳感器、CZ1、CZ2為打印/通訊接口。
本實用新型的實施方式可為如下①用一般的機加工方法加工機殼和面板，發(fā)明人曾按圖1所示加工出樣機的機殼及面板，其機殼尺寸為160×80×250mm，面板尺寸為160×80mm。然后再按圖1所示，排列、加工、安裝壓力檢測通道顯示屏、壓力顯示屏、巡回檢測指示燈D1、打印指示燈D2、定點/巡回切換按鈕T1、打印按鈕T2、BCD撥碼盤等；②按圖3所示繪制印刷電路板，并按圖3所示篩選電器元件，其中集成件U1可選用MCS-51型單片微機，U2、U3可選用8155型I/O并行接口，U4可選用ICL7135型A/D轉(zhuǎn)換器、U5可選用MC1403型恒壓電路集成件、U6可選用7406型緩沖器、U7、U8可分別選用1489、1488型串行打印/通訊接口、U9～U13可選用74LS247型顯示譯碼器、U14可選用4051型電子模數(shù)轉(zhuǎn)換器、U15～U38可選用OP07型運算放大器；③按圖3所示，安裝好電路板，并固定于機殼內(nèi)，并用導線與面板上的顯示屏、指示燈、按鈕、BCD撥碼盤等進行電氣連接，然后，經(jīng)加電和簡單調(diào)試，便能較好地實施本實用新型。發(fā)明人按上述的實施方式制作的樣機可在0～50℃的環(huán)境溫度下工作，壓力傳感器輸入通道為8通道，發(fā)電站、發(fā)電廠的壓力測量范圍為0～20MPa，在0～10MPa壓力量程范圍內(nèi)，檢測儀的分辨率為0.001MPa。在0～20MPa壓力量程范圍內(nèi)，檢測儀的分辨率為0.01MPa。測量誤差為最后1位數(shù)字≤±3。
實施使用本檢測儀時，應(yīng)預先按圖3所示把發(fā)電站、發(fā)電廠的壓力傳感器與本檢測儀進行電氣連接，并根據(jù)發(fā)電站、發(fā)電廠輸入到本檢測儀的壓力傳感器數(shù)目，通過BCD撥碼盤7設(shè)置通道的始點值及終點值，并通過撥碼開關(guān)8設(shè)定每通道的壓力量程范圍。其步驟為(1)開啟儀器電源，本儀器按照BCD撥碼盤所設(shè)置的始點值及終點值范圍內(nèi)進行巡回檢測，巡回檢測指示燈發(fā)亮，壓力檢測通道顯示屏顯示出壓力傳感器的輸入通道數(shù)，壓力顯示屏顯示出該輸入通道所測量的壓力值；(2)按壓定點/巡回切換按鈕T1，巡回檢測指示燈3熄滅，儀器便定點檢測BCD按碼盤始點值所設(shè)置的輸入通道，檢測通道顯示屏顯示出BCD撥碼盤的始點值，壓力顯示屏顯示出相對應(yīng)該始點值的輸入通道的壓力值；(3)再按壓定點/巡回切換按鈕T1，巡回檢測指示燈發(fā)亮，檢測儀又再進行巡回檢測。在檢測過程中，只要按壓打印按鈕T2，打印指示燈4便發(fā)亮，即可把BCD撥碼盤所設(shè)置的始點值及終點值范圍內(nèi)的通道數(shù)和相對應(yīng)的壓力值進行列表打印，打印完畢后，打印指示燈自動熄滅，或者由打印/通訊接口把數(shù)據(jù)輸送到上位計算機進行數(shù)據(jù)匯總或遠距離監(jiān)控。
權(quán)利要求1.一種發(fā)電站的壓力單片微機檢測儀，其特征在于它由機殼、面板、電路板共同連接構(gòu)成，其中面板上具有壓力檢測通道顯示屏(1)、壓力顯示屏(2)、巡回檢測指示燈(3)、打印指示燈(4)、定點/巡回切換按鈕(5)、打印按鈕(6)、BCD撥碼盤(7)；其電路由BCD撥碼盤(7)、撥碼開關(guān)(8)、壓力傳感器(9)、模擬放大電路(10)、多路轉(zhuǎn)換器(11)、A/D轉(zhuǎn)換器(12)、I/O并行接口(13)、(15)、單片微型計算機(14)、顯示譯碼器(16)、打印/通訊接口(17)、操作顯示電路(18)、基準電源(19)共同電氣連接構(gòu)成，其中，BCD撥碼盤(7)、撥碼開關(guān)(8)、壓力傳感器(9)、模擬放大電路(10)、多路轉(zhuǎn)換器(11)、A/D轉(zhuǎn)換器(12)、單片微型計算機(14)、基準電源(19)共同電氣連接構(gòu)成發(fā)電站、發(fā)電廠的壓力參數(shù)直接測量裝置，其關(guān)鍵在于它配有檢測過程中可隨時把數(shù)據(jù)列表打印或遠距離傳輸?shù)缴衔挥嬎銠C的打印/通訊接口(17)；其相互連接關(guān)系為面板及電路板固定在機殼支架上，面板上的壓力檢測通道顯示屏(1)、壓力顯示屏(2)、巡回檢測指示燈(3)、打印指示燈(4)等通過信號傳輸線與電路板相對應(yīng)連接；壓力傳感器(9)通過信號傳輸線與模擬放大電路(10)、基準電源(19)相電氣連接，模擬放大電路(10)通過信號傳輸線與多路轉(zhuǎn)換器(11)的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)相電氣連接，多路轉(zhuǎn)換器(11)的多路轉(zhuǎn)換開關(guān)通過信號傳輸線與A/D轉(zhuǎn)換器(12)相電氣連接，A/D轉(zhuǎn)換器(12)、BCD撥碼盤(7)、撥碼開關(guān)(8)通過I/O并行接口(13)與單片微型計算機(14)相電氣連接，顯示譯碼器(16)通過I/O并行接口(15)與單片微型計算機(14)相電氣連接，單片微型計算機(14)分別通過信號傳輸線與打印/通訊接口(17)、操作顯示電路(18)相電氣連接。
2.按權(quán)利要求1所述的發(fā)電站的壓力單片微機檢測儀，其特征在于所述的電路可有多個壓力檢測輸入通道，其電路中的壓力傳感器(9)包括8路輸入壓力傳感器，其分別為①～⑧壓力檢測輸入通道的壓力傳感器，模擬放大電路(10)、基準電源(19)由運算放大器集成件U15～U38、電阻R1～R90、電位器W1～W24共同并串聯(lián)連接構(gòu)成，第①通道的模擬放大電路由運算放大器集成件U15～U16、電阻R1～R8、電位器W1～W2共同電氣連接構(gòu)成，第①通道的基準電源由運算放大器集成件U17、電阻R9～R10、電位器W3并串聯(lián)連接構(gòu)成，第⑧通道的模擬放大電路由運算放大器集成件U36～U37、電阻R81～R88、電位器W22～W23共同并串聯(lián)連接構(gòu)成，第⑧通道的基準電源由運算放大器集成件U38、電阻R89～R90、電位器W24共同并串聯(lián)連接構(gòu)成，多路轉(zhuǎn)換器(11)由電子模擬轉(zhuǎn)換器集成件U14構(gòu)成，A/D轉(zhuǎn)換器(12)由A/D轉(zhuǎn)換器集成件U4、恒壓電路集成件U5、電容C1～C3、電阻R91、電位器W25共同并串聯(lián)連接構(gòu)成；I/O并行接口(13)、(15)由I/O并行接口電路集成件U2、U3共同并聯(lián)連接構(gòu)成；單片微型計算機(14)由CPU集成件U1構(gòu)成；BCD撥碼盤(7)由始點值及終點值撥碼盤構(gòu)成；撥碼開關(guān)(8)由8位數(shù)碼開關(guān)構(gòu)成，顯示譯碼器(16)由顯示譯碼器集成件U9～U13共同并聯(lián)連接構(gòu)成；打印/通訊接口(17)由串行打印/通訊接口電路集成件U7～U8、電容C4、二極管D3并串聯(lián)連接構(gòu)成；操作顯示電路(18)由緩沖器集成件U6、電阻R92～R96、發(fā)光二極管D1～D2、按鈕T1～T2共同并串連接構(gòu)成。
專利摘要本實用新型是發(fā)電站壓力單片微機檢測儀，它由面板及電路板固定于機殼內(nèi)構(gòu)成，面板有通道及壓力顯示屏、巡檢及打印指示燈、定點/巡回切換及打印按鈕、BCD撥碼盤，它們通過信號線與電路板連接，電路中的壓力傳感器、基準電源、模擬放大電路、多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器之間通過信號線相互電氣連接，A/D轉(zhuǎn)換器、BCD撥碼盤、撥碼開關(guān)、顯示譯碼器通過I/O并行接口與單片微機相電氣連接，單片微機通過信號線與打印/通訊接口、操作顯示電路相電氣連接。本檢測儀結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、自動檢測監(jiān)控程度高、工作穩(wěn)定、準確、可靠。
文檔編號G06F19/00GK2254569SQ9522290
公開日1997年5月21日 申請日期1995年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月18日
發(fā)明者殷作武, 黃少先, 莊稼苗, 劉春生, 王耀榮 申請人:華南理工大學