[发明专利]一种用于温度测量的热电阻隔离单元

说明书

技术领域

本发明涉及本质安全型隔离装置领域，特别涉及一种用于温度测量的热电阻隔离单元，适用于煤矿井下危险侧与安全侧之间的温度信号安全传递。

背景技术

有关煤矿危险场所本安防爆隔离装置的研究和应用已有一些公开文献报道，如工业过程自动化国家工程研究中心赖兵于2001年3月在《中国仪器仪表》发表的“隔离式安全栅设计的一些体会”一文，以GS8000-EX系列本安型隔离安全栅为例，简要进行了结构和功能介绍，并着重就抗干扰性、过流保护、防静电及雷电等问题进行了说明。所设计产品在实现基本功能的基础上，考虑产品的实际工作环境以及一些会出现的异常和突发情况，在电路的抗干扰性、防静电及雷电等辅助保护电路上做了大量工作，提高了产品的安全可靠性。但是，文章只是一个针对系列产品的通用介绍，简要讲述了普遍涉及的限流限压措施和变压器组成，并没有公布其中的具体工作原理和保护电路。

专利号为201020666367.4的“隔离式安全栅”实用新型专利，针对现有隔离装置技术的不足，提供了一种防爆安全隔离安全栅。该实用新型隔离式安全栅由本安回路和非本安回路构成，在本安回路和非本安回路之间设有变压器隔离单元，本安回路中设有能量限制保护电路和变送器，在非本安回路中设有稳压电路、信号处理电路和输出电路。该隔离式安全栅无需特别本安接地，可以在危险区和安全区任何一方接地，利用变压器隔离提高了安全可靠性与信号的抗干扰能力。但是，此隔离式安全栅只是适用于电压电流信号输入的情况，并不能直接采集温度等模拟信号转化电信号隔离输出。同时，变压器隔离单元使用的只是一般变压器，很容易造成传输信号失真，损耗大，效率低，干扰强；而能量限制保护电路也只是增设了类似齐纳安全栅的限流电阻和二极管，无法保障本安保护的可靠性。特别是该专利只做了功能说明，并没有给出具体原理电路和保护措施。

发明内容

本发明的目的在于发明一种适合于煤矿危险场所温度测量的热电阻隔离单元，通过本安保护电路对电压、电流的能量进行限制并用高频变压器进行有效隔离，将危险侧热电阻采集到的温度信号隔离并转换为电信号，最终以标准信号输出，满足了煤矿危险场所中信号传递的本安需求。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：一种用于温度测量的热电阻隔离单元，包括电源、输入和输出三个部分，其特征在于：电源部分包括电源变换电路，输入部分包括热电阻测量电路、信号调制电路和本安保护电路，输出部分包括信号解调电路和电压电流转换电路，电源部分与输入部分、输入部分与输出部分之间均设有高频变压器隔离电路；输入部分通过热电阻测量电路的热电阻采集危险侧被测对象的温度，热电阻的阻值随温度的变化而变化，电路的输出信号也随之成线性变化，通过本安保护电路对电压、电流进行能量限制并用高频变压器隔离电路进行有效隔离，将危险侧采集到的温度信号隔离转换为标准信号输出至安全侧。

高频变压器隔离电路中采用的隔离变压器为小型高频变压器。

输入部分至少有三个端子分别接热电阻的对应端，输出部分至少有两个端子分别接标准信号接受端。

与现有技术相比，本发明直接采集温度等模拟信号转化为电信号隔离输出，采用本安保护电路和高频变压器隔离电路进行信号隔离传递、防爆和保护，电路结构简单、安全可靠，传输精度高，抗干扰性强，有效满足煤矿危险场所中信号传递的本安要求。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为本发明的具体电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明，本发明不仅局限于此。

如图1所示，本发明的一种用于温度测量的热电阻隔离单元，包括电源、输入和输出三个部分，电源部分与输入部分、输入部分与输出部分之间均设有高频变压器隔离电路，高频变压器隔离电路中采用的隔离变压器T1和T2均为小型高频变压器，达到高效、可靠隔离效果；T2输入电压为12V~15V，主要负责整个电路的供电与信号调制解调脉冲的触发，T1主要完成信号的传输与隔离。

电源部分包括电源变换电路，24V直流电经过脉冲电路的触发后，变换为12~15V交流电，通过隔离变压器T2为整个电路供电，并负责信号调制解调脉冲的触发。