铸造用连续测温仪构建设计研究

铸造用连续测温仪构建设计研究

【摘要】我国是一个铂铑金属资源缺乏的国家，资源的缺乏加之技术的间接的导致了我国在冶金，化工，建材，能源等领域的发展速度和技术的落后，因此国内目前在高温测量技术方面一直都没有找到一个很好的成功替代的方法。本文是以一种基于黑体的红外传感技术，数字信号处理技术作为基础，探究出了一种能连续测温的技术。这种可以广泛的应用于铸造行业当中，对高温准确迅速的测温有着重要的意义。

【关键词】连续测温；设计；黑体空腔；红外传感；MSP430

1.连续测温仪的理论基础

连续测温仪是以红外辐射源和黑体辐射定律作为设计的构思，红外辐射主要是利用了他的，他的热辐射的原理，红外辐射他对物体的温度有选择性，物体的温度越高，他就能更多的辐射出红外线，红外线越多辐射的能量也随着增多。当然能够发射出红外电磁波的物体很多，分类也繁多，主要包括工程用的辐射源，标准辐射源，自然红外辐射源，同时还有一些发光的二极管，半导激光体器和固气体激光器。其次在选择红外辐射源的同时还要根据辐射的功率，特性是否稳定，寿命是否长，价格，体积，重量等等实验的目的和设计原理而去选择一些与辐射源要求相符的。通常是黑体和灰体两种，特殊情况下会选用相干源。本文的铸造用连续测温仪主要选用的是黑体，黑体他在同温度下面，有着最大发射的能力。因此在设计过程中就黑体辐射定律和他的意义进行分析和探讨，这是进行辐射测量的最基本的理论依托。

2.连续测温仪设计中硬件的选择

连续测温仪设计中的选择主要包括硬件选择和软件选择两个方面但是本文只就连续测温仪中的硬件进行选择。硬件选择主要在两个方面一个是CPU的选择；一个是红外温度传感器的选择。

2.1CPU的选择

CPU在连续测温仪中的选择是整个测温仪能够顺利进行工作的重要关键部分。但是目前无论是从CPU的种类还是，特点来说，都是成千上万各有千秋的。因此如何选择，选择怎样的CPU来控制连续测温仪温度的采集这是一个非常值得慎重选择的问题。一般通常的情况CPU分为两大类型，一种是以片内外设为特点的CPU，它主要是依靠芯片本身完成任务，并且片内集成了大量的模块，不需要外扩一些功能。一种是速度快而著称的CPU。他的运算速度十分的快，主要是通过设计很多的数据线和地址线方便外扩大量设备。而我们在连续测温的过程当中由于铸造环境比较差，可能会对测量仪器带来干扰，因此在选择CPU的时候首先必须考虑的是抗干扰性，根据前面两种CPU的介绍来看，芯片对CPU的抗干扰性要更好，因为他直接影响测温仪的可用，但是这种仪器对于他的运算

速度没有太大的要求，因此在CPU选择上我们可以大大选择以片内外设为特点的CPU。但是以片内外设为特点的CPU型号很多比如增强型的51系列，MSP430系列等等。再又考虑到仪器的可靠性方面出发，选择越齐全的片内外设越好。因此决定在设计中选用MSP430 系列。而且是MSP430F149系列他是美国TI公司的单片机，这种单片机它具有很好的抗干扰性，强大的处理能力，方便高效的开发方式，适应工业及运行环境，丰富的片上外围模块，工作稳定性，而且有着较为齐全的片内外设，除此以外还有着超低功耗。这些特点可以实现多种运算和高效率的查表处理方法从而编制出高效的程序，而且该CPU的运行环境温度范围比较到适合于-40℃-+85℃之间这个范围正好适合于工业环境，对于铸造来说很合适。

2.2红外温度传感器的选择

在铸造中红外温度传感器的要求比较高，因此作者在选择材料的时候，选择了只需要串联1.5K的电阻即可作为A/D转换输入，具有无需电源，非接触，可现场调节，高精度，热电偶信号输出的IRt/c.100A红外温度传感器，这种IRt/c.100A红外温度传感器他产自美国EXERGEN公司出产，对于在工业生产过程中加快生产的速度，提高所产产品质量具有重大的作用。

3.连续测温仪设计中数据存储区的规划

这种连续测温仪它具备数据存储功能。他可以测量到十次测量的温度值并且把这些温度值迅速的存储到MSP430F149的RAM中。而且还有一个更好的优点就是当第二次测量的时候出现的温度值会迅速的自己替代第一次测量的温度值，无需人为的删减。这个测温仪连续测温的初步设想规划是。

3.1每秒可以测量十次，每十秒为一组。

3.2当到达十组温度值的时候，存储在RAM中的这些数据会与上机位通过RS-485通信，并且自动把这些数据传递到上机位上，然后系统会自动的画出温度线。

3.3这十个数据存放在RAM中的十个不同缓冲区中，这些缓冲区分别是：

0200H～02H;0266H～02CAH;02CCH～0330H;0332H～0396H;0398H～03FCH;03FEH～0462H;04H～04C8H;04CAH～052EH;0530H～0594H;0596H～OSFAH。

4.结论

这篇论文主要是针对传统工业生产过程中的缺陷不能连续测高温的问题而展开的，从而构建出了连续测温仪这种新技术，它主要是采用的黑体空腔原理，这种技术具有经久耐用，测高温等优点的同时我们也不得不看到，新技术他同时也存在有些不完善的地方，他测量的范围主要是600℃-2000℃，对于超出这一测

量范围的温度，我们是否能够测这是一个很大的问题，而且在测量的过程中误差是不可避免的，在黑体空腔振动时的误差必定会影响到实验和测量的稳定。因此，未来连续测温仪的构建在铸造中我们应该不断地改善和提高。■

【参考文献】

［１］张立儒.特殊条件下的温度测量[M].北京:中国计量出版社，2003 : 78- 95.

［２］王魁汉.温度测量技术[M].沈阳:东北工学院出版社，2002 : 96-133．

［３］304所主编.热电偶[M].北京:国防工业出版社，2005 : 32-36．

［４］乐嘉华.温度检测技术的现状和未来[[J].煤油化工自动化，2004,13(5): 36-38．