基于嵌入式技术的水泥回转窑胴体温度监测系统设计

2系统硬件设计
2. 1系统组成
本监测系统由快速红外测温扫描仪、窑回转同步信号发生器与嵌入式系统构成。如图2所示。

快速红外测温扫描仪是一种具有快速扫描功能的红外辐射测温仪，安装在距回转窑30～100m处的适当位置，扫描角度为90°。它的旋转扫描器通过光学系统接收来自回转窑胴体表面一个特定区域(称为测量元)的红外辐射，测量元沿平行于回转窑轴线的方向呈直线状排列。快速红外测温扫描仪沿回转窑轴线的方向每秒钟扫描150次，回转窑每转一圈，产生200～400个完整扫描。某一个扫描得到的是：代表回转窑胴体表面某一个狭窄区域温度分布的电压信号和基准温度的电压信号，这些数据再经过相关处理就可以得到回转窑内某一区段的工况。如窑皮均匀与否、结圈情况、窑皮或窑衬脱落位置、热斑的范围等信息。
窑同步基准信号发生器在回转窑每转一整圈时，产生一个用作同步基准的同步脉冲，送入嵌入式系统。嵌入式系统以同步脉冲为基准，采集窑的温度数据。
2．2 嵌入式系统硬件设计
本嵌入式系统以LPC2119为核心，由最小系统、输入通道和输出通道等构成，其硬件结构图如图3所示。

2．2．1 最小工作系统
最小工作系统以PHILIPS公司的LPC2000系列ARM7微控制器LPC2119为核心，采用11．0592MHz晶振，并利用MAX708SD组成复位电路，它包含一个看门狗定时器、一个微处理器复位模块、一个供电失败比较器及一个手动复位输入模块。系统电源采用78M05、LMlll7-3．3、LMlll7-1．8三种电路产生所需的工作电压。
2．2．2 输入通道设计
输入通道主要传输窑同步信号，采用TLP52l-2光电器件进行隔离，同时采用三极管限流防止外部接线短路。输入通道如图4所示。
2．2．3 输出通道设计
输出采用数码管动态显示回转窑各区段温度及工况，共计5位共阴极数码管组成状态显示电路，由单向总线缓冲器74HC244提供段驱动，由反向缓冲器7406提供位驱动，输出通道电路如图5所示。