基于红外热电堆的矿用测温装置设计.pdf

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1、2013正仪表技术与传感器20l3第5期InstrumentTechniqueandSensorNo．5基于红外热电堆的矿用测温装置设计谷林柱，任子晖，王凯，钱远银(1．中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116；2．黔西南州振兴煤矿，贵州南州562300)摘要：目前煤矿测温装置多数采用有线接触式测温方式，针对传统装置存在的测量精度、实时性以及安装难等问题，设计了一种基于红外热电堆的测温装置。系统采用红外热电堆传感器采集温度信号，通过无线模块收发信号，将温度送至上位机，便于组成网络，实现多点测温。由于非接触特性，还能够实现对矿井下运动的设备温度进行测量，具有可靠性高、速

2、度快、实时性强等特点。关键词：红外；热电堆；无线模块；温度中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)05—0031—02DesignofTemperatureMeasuringDeviceinMiningBasedonInfraredThermopileGULin．zhu，RENZi—hui，WANGKai，QIANYUAN．yin'(1。SchoolofInformationandElectricalEnglneering，CUMT，Xuzhou221008，China；2．QianxiZhenxingMineralGroupCo．，Ltd．，

3、Nanzhou562300，China)Abstract：Atpresentmostoftemperaturemeasurementequipmentinthecoalmineusedisacable-contacttemperaturemeas-urement，withtheproblemsofprecisionandreal—timeandinstallationdifficult．Thispaperdesignedatemperaturemeasuringdevicebasedoninfraredthermopile．Thesystemusedinfraredthermop

4、ilesensorstocollecttemperaturesignal，andsentandreceivedsig-nalsthroughthewirelessmodule，andthensentthetemperaturetothehostcomputer，easytoformanetwork，multi—pointtempera—turemeasurement．Duetothenatureofthenon—contact，thedevicecanachievethemovingequipments’temperature，withthechar-acteristicsofh

5、ighreliability，speedandreal—time．Keywords：infrared；thermopile；wirelessmodule；temperature0引言体积小、灵敏度高等特点。电路通过外围Lc的配置，使模块工在煤矿安全生产中，温度测量一直受到关注。传统接触作在433MHz的频率波段J。该芯片采用的是SPI总线式接有线式测温装置存在布线困难、安装复杂、准确度及实时性不高口，应用电路如图2所示。等缺点，为此设计一种基于红外热电堆的非接触式测温装置。发送数据时，首先进入发送模式，把要放送的数据通过SPI1系统组成总线发送出去，发送完成后，把数据缓存区清0。

6、当接收到数据系统分为2个部分，分别是监测模块和接收模块。监测模时，进入接收模式。把从SPI总线上读取的值存入数据接收缓块负责对各点的温度进行采集处理，控制报警设备，通过无线模存区，接收完成后，把缓存区的数据清除。块发送出去；接收模块负责接收各监测模块发送过来的数据，最2．2红外探测模块后送至上位机，进行数据处理。系统设计框图如图1所示。红外探测模块采用A2TPMI334L5．5OAA120红外热电堆型传感器，测温范围为0～120℃，能够满足井下温度测量范围要求。它内部带有5．5m截断波长的滤光片、信号处理电路、环境温度测量及补偿电路。根据温差电效应，将目标物体的温度辐射转换成电信

7、号，通过目标与传感器的金属外壳之间的温度差产生输出电压。由于传感器采用斩波放大器技术，输出信号中包含了峰值为10mV的交流小信号，在输出时加一低通滤波器电路。为了避免由于传感器内部结构造成的死锁现象，在图1系统设计框图传感器电源旁边并联一个小电容。传感器使用电路如图3所2系统硬件电路设计示。2．1无线收发模块CCll002．3其他硬件模块无线模块芯片采用的是CC1100，它具有功耗低、电压低、系统需要提供3．3V和5V的电压供系统使用j，设计中传感器输出的电压信号经过AD采集到微