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在冶金行业,温度是一个很重要的参数,它直接影响金属熔炼的质量,为了能更好地控制熔炼质量,实现熔体温度的连续测量是非常必要的。而且,冶炼行业熔体的测温工作环境非常恶劣:熔体高温、高压电弧、强磁及强腐蚀性元素等等。在这特别恶劣的环境中,如何快速、准确、连续地测量熔体温度是我们所要解决的首要问题,高温连续测量也是当今测温领域亟待解决的一个难题。
随着网络技术和信息技术的飞速发展,自动化领域也发生了深刻变革,并逐渐形成了网络化、全开放、全分布的自动控制体系结构。为顺应这一发展趋势,特别是在冶金行业自动化,必须开发与其恶劣环境相匹配的精度高、可靠性好、抗干扰能力强的远程高温监控系统,这也是本课题所要解决的另一个问题。
本文介绍的基于石墨纤维热电偶的远程高温连续测量系统以AT89C52单片机为下位机的核心,以新型非标准化非金属石墨纤维热电偶作为现场终端的温度传感器,上位机通过以太网实现与下位机的通讯,同时在系统设计中充分考虑了抗干扰和EMC(电磁兼容)问题。本系统具有操作简单、性能稳定和兼容性强等特点,并且很好的解决了非标准化热电偶的互换性问题,使非标准石墨纤维热电偶的实际应用成为可能,这也是本文的一个鲜明的特点。
本文主要从系统的硬件设计、软件设计和抗干扰问题等几个方面作了详细介绍,其主要内容为:首先,介绍了国内外测温技术研究现状及其发展趋势;其次,本文详细介绍了如何根据实际测温要求和非标准化非金属石墨纤维热电偶的特点进行系统的硬件及软件设计,并且解决了热电偶测温过程中冷端自动补偿、系统自动校零、热电偶热电特性的非线性曲线拟合和非标准热电偶的互换性问题,并进一步介绍了下位机数据采集、远程通讯和上位机实时的温度数据的显示、存储和分析功能的实现;最后,对系统的实际测温性能进行了分析。
本课题针对高温连续监测的实际要求、应用环境等,提出了以石墨纤维热电偶作为温度传感器进行高温连续测量的研究方案,并针对其特殊性进行了研究与开发,开发了配套的硬件及软件系统,能够很好地满足实际监测需要,对于解决高温恶劣环境下的温度连续监测难题,提高生产自动化控制水平,提高产品质量具有重要的经济意义和社会意义。