ЭЛЕКТРОННЫЙ ТЕРМОРЕГИСТРАТОР

Электронный терморегистратор
Полезная модель относится к области измерительной техники и может использоваться в электронных терморегистраторах для измерения, запоминания и отображения в реальном масштабе времени информации о состоянии температуры внутри контролируемых объектов.
Известен электронный терморегистратор, содержащий два встроенных температурных датчика, соединенных с электронным блоком, включающим измерительный преобразователь, вычислительный блок, цифровой индикатор, звуковой сигнализатор и вспомогательные фуннкциональные блоки {RU 2073217 С1, 1997).
Такой электронный терморегистратор, выполненный в виде компактного термометра, позволяет измерять температуру тела человека, а также температуру в иных контролируемых объектах, например, температуру жидких и сыпучих веществ. Однако этот терморегистратор недостаточно информативен, не позволяет оперативно изменять режим работы, запоминать иинформацию и считывать ее на персональный компьютер.
Из известных устройств наиболее близким к заявленному является электронный терморегистратор, содержащий встроенный температурный датчик, соединенный со входом анаогово-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом микропроцессора, связанным через блок согласования с выводом
МПК7: G01K7/00
подключения персонального компьютера, встроенные дисплей и клавиатуру, связанные с микропроцессором, и цепь электропитания, включающую стабилизатор и аккумулятор (US 4636093 А, 1987).
Такой терморегистратор имеет недостаточно высокие функциональные возможности и метрологическую надежность, что связано, в том числе с ограничением объема вводимой информации и ее регистрации.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании электронного терморегистратора, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в расширении функциональных возможностей и повьшхении метрологической надежности электронного терморегистратора.
Это достигается тем, что электронный терморегистратор, содержащий встроенный температурный датчик, соединенный со входом аналогово-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом микропроцессора, связанным через блок согласования с выводом подключения персонального компьютера, встроенные дисплей и клавиатуру, связанные с микропроцессором, и цепь электропитания, включающую стабилизатор и аккумулятор, снабжен выносными температурными датчиками, соединенными через выходные контакты с соответствующими дополнительными входами аналогово-цифрового преобразователя и дополнительным входным контактом, а микропроцессор снабжен блоком энергонезависимой памяти. Аналогово-цифровой преобразователь, микропроцессор с блоком энергонезависимой памяти и стабилизатор размещены
преимущественно на плате контроллера. Температурные датчики могут быть выполнекны преимущественно полупроводниковыми. Блок энергонезависимой памяти может быть выполнен преимущественно в виде микросхемы флэш-памяти. Микропроцессор преимущественно включает таймер реального времени. Дисплей может быть выполнен преимущественно на жидкокристалльных элементах. Дополнительный входной контакт может быть выполнен с возможностью подключения датчика сигнализации. Электронный терморегистратор может быть снабжен выводом подключения зарядного устройства, соединенным с цепью электропитания.
На чертеже показана структурная блок-схема предпочтительного варианта выполнения электронного терморегистратора.
Он содержит встроенный температурный датчик 1, соединенный со входом аналогово-цифрового преобразователя 2 (преобразователя напряжения-частота). Выход аналогово-цифрового преобразователя 2 соединен со входом микропроцессора 3, выполненного преимущественно в виде малоэнергопотребляемой микросхемы, например, фирмы DALLAS SEMlCOlSfDUCTOR, И В общем случае включающего в себя таймер реального времени, порты ввода и вывода информации, собственную энергонезависимую и оперативную память. Блок согласования 4 (интерфейс связи с персональным компьютером) выполнен, например, в виде согласующей микросхемы фирмы MAKSIM, и соединен с выводом 5. С микропроцессором 3 связаны также дисплей б и клавиатура 7. Дисплей 6 выполнен преимущественно на жидкокристалльных элементах, например, в
виде знакосинтезирдющего 4-х строчного, 16-ти символьного дисплея фирмы INTECH. Клавиатура 7 выполнена, например, в виде стандартной пленочной 16-ти клавишной клавиатуры. Электронный терморегистратор снабжен выносными температурными датчиками 8, которых по количеству может быть до шести, соединенными через входные контакты (на чертеже не показаны) с соответствующими дополнительными входами аналогово-цифрового преобразователя 2. Температурные датчики 1 и 8 выполнены преимущественно в виде полупроводниковых датчиков с первичной измерительной цепью и вторичным преобразователем, например, фирмы ANALOG DEVICES. Дополнительный входной контакт 9, соединенный с соответствующим дополнительным входом аналогово-цифрового преобразователя 2, выполнен преимущественно с возможностью подключения датчика сигнализации, например, сигнализации несанкционированного вскрытия объекта контроля. Электронный терморегистратор может быть снабжен выводом подключения зарядного устройства
10.Микропроцессор 3 снабжен блоком энергонезависимой памяти
11,которая выполнена преимущественно в виде микросхемы флэш-памяти (Fleeh Memory) с последовательным каналом ввода-вывода и объемом памяти около 512 кбайт. Аналогово-цифровой преобразователь 2, микропроцессор 3 с блоком энергонезависимой памяти 11 размещены на единой плате плате контроллера 12. На этой же плате 12 размещен стабилизатор 13 цепи электропитания, соединенный с аккумулятором 14. Вывод 10 может быть соединен непосредственно с аккумулятором 14, как показано на чертеже, или со
стабилизатором 13.
Электронный терморегистратор работает следующим образом. Посредством температурных датчиков 1, 8 осуществляются измерения температуры в необходимых точках, например, внутри термоконтейнера с вакциной {в одной или нескольких точках), а также вне его - в зависимости от поставленной задачи. При подключении к дополнительному входному контакту 9 внешнего датчика сигнализации может быть обеспечен контроль несанкционированного вскрытия объекта измерения, например, термоконтейнера, во время транспортировки и хранения с фиксацией данного события в памяти электронного терморегистратора. Аналоговые значения датчиков 1, 8, 9 преобразуются в аналогово-цифровом преобразователе 2 в цифровую последовательность импульсов и поступают на микропроцессор 3, который выполняет функции управления всеми узлами электронного терморегистратора, математическую обработку информации и обмен данными с внешними устройствами. Микропроцессор 2 обеспечивает режим низкого энергопотребления и дуплексный последовательный интерфейс. Таймер реального времени микропроцессора 3 осуществляет режим включения электронного терморегистратора на измерение и последующее его пассивное состояние (режим нименьшего энергопоребления) до следующего измерения. При этом синхронизация измерений осуществляется с привязкой во времени с форматом: год, месяц, число, часы, минуты, секунды. Пользователь может сам легко установить начало процесса регистрации и установку на рабочий (сторожевой режим). Выбор осуществляется с клавиатуры 7 в
диалоговом режиме из подсказок меню дисплея б. Блок энергонезависимой памяти 11 позволяет накапливать данные объемом 512 Кбайт и более, что полностью удовлетворяет требованиям назначения электронного терморегистратора.
Состав электронного терморегистратора и его соответствующее программное обеспечение позволяют: преобразовывать многоканальную информацию о температуре в различных точках измерения, проводить обработку результатов в шкале измеряемого параметра, получать визуальное отображение результатов измерения, контролировать степень разряда аккумулятора 14, обеспечить привязку результатов измерений к текущему времени, осуществлять самодиагностику электронного терморегистратора, сохранять результаты измерений, снимать накопленную информацию на персональный компьютер, оперативно изменять режимы работы электронного терморегистратора, оперативно ввводить и считывать служебную информацию по объекту измерения, архивировать и протоколировать данные, обеспечить защиту данных и уставок от снятия электропитания, контролировать факт несанкционированного доступа к объекту измерения.
Пример реализации. Электронный терморегистратор выполнен в виде функционально законченного моноблока в полиамидном корпусе фирмы BOPLA с размерами 150x80x30 мм. На торцевых сторонах корпуса размещены разъем (вывод 5) для подключения персонального компьютера и 7-и контактный разъем для подключения шести выносных температурных датчиков 8, один из контактов которого 9 предназначен для подключения сигнального
датчика. С обратной стороны корпуса расположен отсек для размещения аккумулятора 14. На лицевой панели размещены жидкокристалльный дисплей б с внутренней подсветкой и 16-ти клавишная функциональная клавиатура 7. Диапазон измеряемых температур электронного терморегистратора составляет от -20 до +50 С, погрешность измерения температуры - не более 0,3%, объем памяти - 512 кбайт, количество внешних каналов измерения температуры - шесть.
Электронный терморегистратор, выполненный в соответствии с полезной моделью, имеет более высокие функциональные возможности и метрологическую надежность по сравнению с известными аналогичными. Он обеспечивает высокую точность многоканальных измерений в широком интервале температур, обеспечивает высокую достоверность получаемой информации при наглядности и доступности к ней, прост в обслуживании и удобен в эксплуатации.