[发明专利]低温液介质的温度检测系统和温度变送器

说明书

技术领域

本发明涉及低温介质温度测量领域，尤其涉及一种低温液介质的温度检测系统和温度变送器。

背景技术

随着技术的发展，人工降雨火箭等使用火箭发动机的飞行器，已经采用较为清洁的液氢(液氢温区为18-22K)、液氧(液氧温区为88-92K)等低温液介质作为推进剂。在飞行器发射之前，需要向其注入推进剂并测量注入时推进剂的温度，用以判别推进剂的品质。

在飞行器加注推进剂之前，需要向待注入推进剂的管路中加注液氮(液氮温区为75-79K)进行调试，通过测试液氮的温度来判断管路的密封性能、绝热性能等。

目前，一种测量飞行器管路中低温液介质(推进剂或者液氮)温度的温度变送器的电路结构的框架示意图，如图1所示，包括：温敏元件101、恒流源102、ADC(Analog to Digital Converter，模数转换器)器件103、DAC(Digital to Analog Converter，数模转换器)器件104。温敏元件101紧贴于被测管路，温敏元件101的接地端、非接地端分别接地、与恒流源102的输出端相连；ADC器件103的输入端、输出端分别连接到温敏元件101的非接地端、DAC器件104的输入端。温度变送器之外的其它需要获取推进剂或者液氮温度的设备和装置，则都与DAC器件104的输出端电连接。

然而，本发明的发明人发现，目前测试推进剂中液氢的温度变送器可以测量的温度范围为18-30K，测试液氮的温度变送器可以测量的温度范围为30-79K；显然，目前需要不同的温度变送器分别测量液氮、液氢的温度。

而且，现有的温度变送器中的温敏元件101，从液氢温区到液氮温区，其电阻值随温度的变化是非线性的，导致ADC器件103采集到的电压、以及DAC器件104最终输出的电流都是随温度非线性变化的。也就是说，现有的温度变送器根据在液氮调试阶段测得的液氮温区的温度-输出电流曲线，无法推导出推进剂加注阶段的液氢温区的温度-输出电流曲线，从而无法在液氮调试阶段检测出测量液氢的温度变送器是否失效。

因此，有必要提供一种低温液介质的温度检测系统和温度变送器，以一个温度变送器即可测量从液氢温区到液氮温区的温度，并且在液氮调试阶段即可检测出该温度变送器在液氢温区是否失效。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种低温液介质的温度检测系统和温度变送器，以一个温度变送器即可测量从液氢温区到液氮温区的温度，并且在液氮调试阶段即可检测出该温度变送器在液氢温区是否失效。

根据本发明技术方案的一个方面，提供了一种低温液介质的温度检测系统，包括：

温度变送器，用于检测低温液介质的加注管路的温度，并输出与检测的温度具有线性关系的模拟电流信号；

检测装置，用于检测所述温度变送器输出的模拟电流信号，并转换为相应的数字电流信号后，将所述数字电流信号经过预设的线性参数计算得到所述加注管路的温度值进行显示；

其中，所述温度变送器具体包括：

与所述加注管路热接触的温敏元件；

恒流源，为所述温敏元件提供恒定电流；

ADC器件，用于检测所述温敏元件的模拟电压信号，并转换为数字电压信号后输出；

线性补偿单元，用于接收所述ADC器件输出的数字电压信号，并根据当前接收的数字电压信号，以及预存的所述恒流源的输出电流计算出所述温敏元件的当前阻值；根据预存的所述温敏元件的阻值与温度值之间的关系，计算出所述当前阻值所对应的温度值；根据计算出的温度值和所述预设的线性参数计算出数字电流信号进行输出；

DAC器件，用于接收所述线性补偿单元输出的数字电流信号，并转换为相应的模拟电流信号后输出。

较佳地，所述预存的所述温敏元件的阻值与温度值之间的关系，具体为：

反映所述温敏元件的阻值与温度值之间的关系的分段线性公式；或者，

包括多对对应的温敏元件的阻值与温度值的对应关系表格。

较佳地，所述根据计算出的温度值和所述预设的线性参数计算出数字电流信号进行输出，具体为：

对于计算出的温度值T，根据如下公式1计算出T对应的数字电流信号I：