一種分離式測溫裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種分離式測溫裝置，其包括感溫LC振蕩回路和溫度識別模塊，所述感溫LC振蕩回路包括振蕩線圈L1和感溫電容CT，所述溫度識別模塊包括有控制器和激勵/感應線圈L2，所述激勵/感應線圈L2上連接有激勵驅動電路、狀態切換電路、以及頻率檢測電路，實現分離式測溫的激勵/感應控制。本案設置方便，適用性好，感溫LC振蕩回路與被測物體接觸，其靈敏度高，溫度識別模塊與被測物體非接觸，易于延長溫度識別模塊上芯片、元器件壽命等。
【專利說明】一種分離式測溫裝置
[【技術領域】]
[0001] 本發明涉及一種分離式測溫裝置。
[【背景技術】]
[0002] 在日常生活和工業生產過程中，經常需要測量各種物體的溫度。溫度在許多技術 領域都是一個非常重要的指標參數，在工業、醫療、軍事和生活等許多領域，特別是一些密 封條件下物體內部溫度，都需要用到測溫裝置來監測溫度。
[0003] 測溫技術分接觸式測溫和非接觸式測溫兩大類。接觸式測溫需要將傳感器緊貼被 測物體表面，同時測量電路和傳感器之間有線路相連接。常用的接觸式測溫技術有熱電耦 測溫、熱敏電阻測溫、半導體測溫、光纖測溫等方法。非接觸式測溫目前主要采用紅外測溫 技術，測量電路與被測物體表面相分離，適合于遠距離測量或者一些特殊場合。
[0004] 但是，有一些場合既不能采用常用的接觸式測溫技術，也不能采用紅外非接觸測 溫方式。例如在烹飪時測量溫度就受到諸多限制。鍋內測溫涉及衛生與清潔問題，外部測 溫存在高溫火焰問題，紅外測溫存在油污、煙氣問題。目前的一些測溫方法，尚都不能很好 的解決。
[0005] 因此，有必要解決如上問題。
[
【發明內容】
]
[0006] 本發明克服了上述技術的不足，提供了一種分離式測溫裝置，其設置方便，適用性 好。
[0007] 為實現上述目的，本發明采用了下列技術方案：
[0008] -種分離式測溫裝置，包括有分離設置的用于感知被測物體溫度的感溫LC振蕩 回路1和用于識別被測物體溫度的溫度識別模塊2,所述感溫LC振蕩回路1包括振蕩線圈 L1和用于感知被測物體溫度的感溫電容CT，所述溫度識別模塊2包括有控制器21和用于 向振蕩線圈L1傳送能量來激勵感溫LC振蕩回路1振蕩以及感應感溫LC振蕩回路1振蕩 頻率的激勵/感應線圈L2,所述激勵/感應線圈L2上連接有用于驅動激勵/感應線圈L2 向振蕩線圈L1傳送能量的激勵驅動電路22、用于使激勵/感應線圈L2從激勵狀態切換至 感應狀態的狀態切換電路23、以及通過激勵/感應線圈L2感應LC振蕩回路2振蕩頻率以 便于控制器21識別被測物體溫度的頻率檢測電路24,所述激勵驅動電路22控制信號輸入 端、狀態切換電路23控制信號輸入端、頻率檢測電路24檢測信號輸出端分別與控制器21 連接。
[0009] 所述激勵驅動電路22包括芯片LM324、電阻R2?R6、電容C2?C4、以及三極管 Q2,所述電容C4 一端作為激勵驅動電路22控制信號輸入端與控制器21 -控制信號輸出端 連接，電容C4另一端通過電阻R6與電阻R5-端、芯片LM324同向輸入端相連接，芯片LM324 反向輸入端接地，芯片LM324輸出端與電阻R5另一端、電容C3 -端相連接，電容C3另一端 與電阻R3 -端、電阻R4 -端、三極管Q2基極相連接，所述電阻R4另一端與三極管Q2發射 極相連接后接地，所述電阻R3另一端與電阻R2 -端相連接后接電源VCC，電阻R2另一端與 三極管Q2集電極、電容C2 -端相連接，電容C2另一端作為激勵驅動電路22激勵信號輸出 端與激勵/感應線圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地。
[0010] 所述狀態切換電路23包括NM0S管Q1，所述NM0S管Q1柵極作為狀態切換電路23 控制信號輸入端與控制器21 -控制信號輸出端連接，NM0S管Q1漏極與接地，NM0S管Q1源 極作為狀態切換電路23輸出端與所述激勵/感應線圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應 線圈L2另一端接地。
[0011] 所述頻率檢測電路24包括有順次連接的信號放大電路241和過零檢測電路242， 所述信號放大電路241信號輸入端作為頻率檢測電路24檢測信號輸入端與激勵/感應線 圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地，所述過零檢測電路242信號輸出 端作為頻率檢測電路24檢測信號輸出端與控制器21檢測信號輸入端連接。
[0012] 所述信號放大電路241包括集成電路模塊D7642、電容C1、以及電阻R1，所述過零 檢測電路242包括芯片LM324,所述電容C1 一端作為信號放大電路241信號輸入端與激勵 /感應線圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地，所述電容C1另一端與 集成電路模塊D7642輸入端連接，集成電路模塊D7642接地端接地，集成電路模塊D7642輸 出端與電阻R1 -端、芯片LM324同向輸入端相連接，電阻R1另一端接電原VCC，芯片LM324 反向輸入端接地，芯片LM324輸出端作為過零檢測電路242檢測信號輸出端與控制器21檢 測信號輸入端連接。
[0013] 所述溫度識別模塊2上設置有與控制器21連接的按鈕。
[0014] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：
[0015] 1、采用了分離式測溫方式，其設置方便，感溫LC振蕩回路與被測物體接觸，其靈 敏度高，溫度識別模塊與被測物體非接觸，易于延長溫度識別模塊上芯片、元器件壽命，其 中，感溫電容CT的電容量C = f(T)，感溫LC振蕩回路的振蕩頻率f = 隨溫度的變 化而變化，得出f = 2π^/{Τ)，頻率檢測電路通過激勵/感應線圈L2感應感溫LC振蕩回 路振蕩頻率f，其電磁波頻率信號的傳輸受環境影響小，控制器通過頻率檢測電路準確測得 感溫LC振蕩回路振蕩頻率，從而計算出被測物體溫度T，實現了分離式測溫，其適用性好， 易于應用推廣；
[0016] 2、只采用了一個電感線圈作為激勵/感應線圈L2,實現激勵功能和感應功能，其 結構精練，控制器與激勵/感應線圈L2之間連接有使激勵/感應線圈L2從激勵狀態切換 至感應狀態的狀態切換電路，當要控制激勵/感應線圈L2從激勵狀態轉入感應狀態時，控 制器控制激勵驅動電路停止激勵驅動并且控制狀態切換電路上NM0S管Q1能夠迅速消耗激 勵驅動電路發送給激勵/感應線圈L2的能量，從而使激勵/感應線圈L2切換至感應狀態， 很好的感應感溫LC振蕩回路的振蕩頻率，其控制簡單方便；
[0017] 3、頻率檢測電路包括信號放大電路和過零檢測電路，通過信號放大電路將激勵/ 感應線圈L2感應到的感溫LC振蕩回路頻率信號進行放大，以便于過零檢測電路進行過零 檢測，有效提高了對感溫LC振蕩回路振蕩頻率檢測的靈敏性；
[0018] 4、溫度識別模塊上設置有與控制器連接的按鈕，本案溫度識別模塊可以單獨制作 成一個手持器，與多個感溫LC振蕩回路配合，以便于逐個檢測對應感溫LC振蕩回路上被測 物體的溫度。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0019] 圖1是本發明的結構方框圖。
[0020] 圖2是本發明的電路圖。
[【具體實施方式】]
[0021] 以下結合附圖通過實施例對本發明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便 于同行業技術人員的理解：
[0022] 如圖1-2所示，一種分離式測溫裝置，包括有分離設置的用于感知被測物體溫度 的感溫LC振蕩回路1和用于識別被測物體溫度的溫度識別模塊2,所述感溫LC振蕩回路1 包括振蕩線圈L1和用于感知被測物體溫度的感溫電容CT，所述溫度識別模塊2包括有控 制器21和用于向振蕩線圈L1傳送能量來激勵感溫LC振蕩回路1振蕩以及感應感溫LC振 蕩回路1振蕩頻率的激勵/感應線圈L2,所述激勵/感應線圈L2上連接有用于驅動激勵/ 感應線圈L2向振蕩線圈L1傳送能量的激勵驅動電路22、用于使激勵/感應線圈L2從激勵 狀態切換至感應狀態的狀態切換電路23、以及通過激勵/感應線圈L2感應LC振蕩回路2 振蕩頻率以便于控制器21識別被測物體溫度的頻率檢測電路24,所述激勵驅動電路22控 制信號輸入端、狀態切換電路23控制信號輸入端、頻率檢測電路24檢測信號輸出端分別與 控制器21連接。
[0023] 所述激勵驅動電路22包括芯片LM324、電阻R2?R6、電容C2?C4、以及三極管 Q2,所述電容C4 一端作為激勵驅動電路22控制信號輸入端與控制器21 -控制信號輸出端 連接，電容C4另一端通過電阻R6與電阻R5-端、芯片LM324同向輸入端相連接，芯片LM324 反向輸入端接地，芯片LM324輸出端與電阻R5另一端、電容C3 -端相連接，電容C3另一端 與電阻R3 -端、電阻R4 -端、三極管Q2基極相連接，所述電阻R4另一端與三極管Q2發射 極相連接后接地，所述電阻R3另一端與電阻R2 -端相連接后接電源VCC，電阻R2另一端與 三極管Q2集電極、電容C2 -端相連接，電容C2另一端作為激勵驅動電路22激勵信號輸出 端與激勵/感應線圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地。
[0024] 所述狀態切換電路23包括NM0S管Q1，所述NM0S管Q1柵極作為狀態切換電路23 控制信號輸入端與控制器21 -控制信號輸出端連接，NM0S管Q1漏極與接地，NM0S管Q1源 極作為狀態切換電路23輸出端與所述激勵/感應線圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應 線圈L2另一端接地。
[0025] 所述頻率檢測電路24包括有順次連接的信號放大電路241和過零檢測電路242， 所述信號放大電路241信號輸入端作為頻率檢測電路24檢測信號輸入端與激勵/感應線 圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地，所述過零檢測電路242信號輸出 端作為頻率檢測電路24檢測信號輸出端與控制器21檢測信號輸入端連接。
[0026] 所述信號放大電路241包括集成電路模塊D7642、電容C1、以及電阻R1，所述過零 檢測電路242包括芯片LM324,所述電容C1 一端作為信號放大電路241信號輸入端與激勵 /感應線圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地，所述電容C1另一端與 集成電路模塊D7642輸入端連接，集成電路模塊D7642接地端接地，集成電路模塊D7642輸 出端與電阻R1 -端、芯片LM324同向輸入端相連接，電阻R1另一端接電原VCC，芯片LM324 反向輸入端接地，芯片LM324輸出端作為過零檢測電路242檢測信號輸出端與控制器21檢 測信號輸入端連接。
[0027] 如上所述的溫度識別模塊2上設置有與控制器21連接的按鈕。
[0028] 所述感溫電容CT的電容量C與溫度T的關系函數有C = f (T)，為了使實施更簡 單，采用函數曲線C = f(T)在工作范圍內單調遞增或單調遞減的感溫電容CT。
[0029] 本案的工作過程及原理如下：
[0030] 首先，控制器21通過激勵驅動電路22向激勵/感應線圈L2發出激勵驅動信號如 正弦波電壓信號，驅動激勵/感應線圈L2振蕩產生電磁波，如此，激勵/感應線圈L2向振 蕩線圈L1傳送能量，引起感溫LC振蕩回路1受迫振蕩；一段時間后，控制器21控制激勵驅 動電路22停止激勵驅動并且控制狀態切換電路23上NM0S管Q1迅速消耗掉激勵/感應線 圈L2上能量后停止工作，如此，感溫LC振蕩回路1進入阻尼振蕩及激勵/感應線圈L2進入 感應狀態，感溫LC振蕩回路1上振蕩線圈L1向外發射電磁波信號，激勵/感應線圈L2感 應到該信號，并通過信號放大電路241進行放大和過零檢測電路242進行過零檢測，如此， 控制器21通過頻率檢測電路24檢測到感溫LC振蕩回路1的振蕩頻率。
[0031] 工作時，感溫LC振蕩回路1阻尼振蕩遵守LC振蕩電路原理，其振蕩頻率 f = 2π^，其中，振蕩線圈L1的電感L已知，并且控制器21通過頻率檢測電路24測得振 蕩頻率f的大小，而感溫電容CT的電容量C = f (T)，得出公式f = 2π-^ΓΓ?Τ)，如此公式 f = 2、/Ll/r〇中只有一個未知數T，即可計算得出被測物體溫度T大小。
[0032] 如上所述，本案保護的是一種分離式測溫裝置，一切與本案結構相同或相近的技 術方案都應示為落入本案的保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種分離式測溫裝置，其特征在于包括有分離設置的用于感知被測物體溫度的感溫 LC振蕩回路（1)和用于識別被測物體溫度的溫度識別模塊（2)，所述感溫LC振蕩回路（1) 包括振蕩線圈L1和用于感知被測物體溫度的感溫電容CT，所述溫度識別模塊（2)包括有 控制器（21)和用于向振湯線圈L1傳送能量來激勵感溫LC振湯回路（1)振湯以及感應感 溫LC振蕩回路（1)振蕩頻率的激勵/感應線圈L2,所述激勵/感應線圈L2上連接有用于 驅動激勵/感應線圈L2向振蕩線圈L1傳送能量的激勵驅動電路（22)、用于使激勵/感應 線圈L2從激勵狀態切換至感應狀態的狀態切換電路（23)、以及通過激勵/感應線圈L2感 應LC振蕩回路⑵振蕩頻率以便于控制器（21)識別被測物體溫度的頻率檢測電路（24)， 所述激勵驅動電路（22)控制信號輸入端、狀態切換電路（23)控制信號輸入端、頻率檢測電 路（24)檢測信號輸出端分別與控制器（21)連接。
2. 根據權利要求1所述的一種分離式測溫裝置，其特征在于所述激勵驅動電路（22)包 括芯片LM324、電阻R2?R6、電容C2?C4、以及三極管Q2,所述電容C4 一端作為激勵驅動 電路（22)控制信號輸入端與控制器（21) -控制信號輸出端連接，電容C4另一端通過電阻 R6與電阻R5 -端、芯片LM324同向輸入端相連接，芯片LM324反向輸入端接地，芯片LM324 輸出端與電阻R5另一端、電容C3 -端相連接，電容C3另一端與電阻R3 -端、電阻R4 -端、 三極管Q2基極相連接，所述電阻R4另一端與三極管Q2發射極相連接后接地，所述電阻R3 另一端與電阻R2 -端相連接后接電源VCC，電阻R2另一端與三極管Q2集電極、電容C2 - 端相連接，電容C2另一端作為激勵驅動電路（22)激勵信號輸出端與激勵/感應線圈L2激 勵/感應端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地。
3. 根據權利要求1所述的一種分離式測溫裝置，其特征在于所述狀態切換電路（23)包 括NMOS管Q1，所述NMOS管Q1柵極作為狀態切換電路（23)控制信號輸入端與控制器（21) 一控制信號輸出端連接，NMOS管Q1漏極與接地，NMOS管Q1源極作為狀態切換電路（23)輸 出端與所述激勵/感應線圈L2激勵/感應端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地。
4. 根據權利要求1所述的一種分離式測溫裝置，其特征在于所述頻率檢測電路（24)包 括有順次連接的信號放大電路（241)和過零檢測電路（242)，所述信號放大電路（241)信號 輸入端作為頻率檢測電路（24)檢測信號輸入端與激勵/感應線圈L2激勵/感應端連接，激 勵/感應線圈L2另一端接地，所述過零檢測電路（242)信號輸出端作為頻率檢測電路（24) 檢測信號輸出端與控制器（21)檢測信號輸入端連接。
5. 根據權利要求4所述的一種分離式測溫裝置，其特征在于所述信號放大電路（241) 包括集成電路模塊D7642、電容C1、以及電阻R1，所述過零檢測電路（242)包括芯片LM324， 所述電容C1 一端作為信號放大電路（241)信號輸入端與激勵/感應線圈L2激勵/感應 端連接，激勵/感應線圈L2另一端接地，所述電容C1另一端與集成電路模塊D7642輸入 端連接，集成電路模塊D7642接地端接地，集成電路模塊D7642輸出端與電阻R1 -端、芯 片LM324同向輸入端相連接，電阻R1另一端接電原VCC，芯片LM324反向輸入端接地，芯片 LM324輸出端作為過零檢測電路（242)檢測信號輸出端與控制器（21)檢測信號輸入端連 接。
6. 根據權利要求1-5任意一項所述的一種分離式測溫裝置，其特征在于所述溫度識別 模塊（2)上設置有與控制器（21)連接的按鈕。
【文檔編號】G08C17/04GK104089720SQ201410361483
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】黃啟均, 劉明雄, 馮星宇, 胡正軍 申請人:華帝股份有限公司