基于嵌入式技術的水泥回轉窯胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計

2 系統(tǒng)硬件設計
2. 1 系統(tǒng)組成
本監(jiān)測系統(tǒng)由快速紅外測溫掃描儀、窯回轉同步信號發(fā)生器與嵌入式系統(tǒng)構成。如圖2所示。

快速紅外測溫掃描儀是一種具有快速掃描功能的紅外輻射測溫儀，安裝在距回轉窯30～100m處的適當位置，掃描角度為90°。它的旋轉掃描器通過光學系統(tǒng)接收來自回轉窯胴體表面一個特定區(qū)域(稱為測量元)的紅外輻射，測量元沿平行于回轉窯軸線的方向呈直線狀排列。快速紅外測溫掃描儀沿回轉窯軸線的方向每秒鐘掃描150次，回轉窯每轉一圈，產(chǎn)生200～400個完整掃描。某一個掃描得到的是：代表回轉窯胴體表面某一個狹窄區(qū)域溫度分布的電壓信號和基準溫度的電壓信號，這些數(shù)據(jù)再經(jīng)過相關處理就可以得到回轉窯內(nèi)某一區(qū)段的工況。如窯皮均勻與否、結圈情況、窯皮或窯襯脫落位置、熱斑的范圍等信息。
窯同步基準信號發(fā)生器在回轉窯每轉一整圈時，產(chǎn)生一個用作同步基準的同步脈沖，送入嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)以同步脈沖為基準，采集窯的溫度數(shù)據(jù)。
2．2 嵌入式系統(tǒng)硬件設計
本嵌入式系統(tǒng)以LPC2119為核心，由最小系統(tǒng)、輸入通道和輸出通道等構成，其硬件結構圖如圖3所示。

2．2．1 最小工作系統(tǒng)
最小工作系統(tǒng)以PHILIPS公司的LPC2000系列ARM7微控制器LPC2119為核心，采用11．0592MHz晶振，并利用MAX708SD組成復位電路，它包含一個看門狗定時器、一個微處理器復位模塊、一個供電失敗比較器及一個手動復位輸入模塊。系統(tǒng)電源采用78M05、LMlll7-3．3、LMlll7-1．8三種電路產(chǎn)生所需的工作電壓。
2．2．2 輸入通道設計
輸入通道主要傳輸窯同步信號，采用TLP52l-2光電器件進行隔離，同時采用三極管限流防止外部接線短路。輸入通道如圖4所示。
2．2．3 輸出通道設計
輸出采用數(shù)碼管動態(tài)顯示回轉窯各區(qū)段溫度及工況，共計5位共陰極數(shù)碼管組成狀態(tài)顯示電路，由單向總線緩沖器74HC244提供段驅動，由反向緩沖器7406提供位驅動，輸出通道電路如圖5所示。