经验丰富的信号隔离器经销商

低功耗是电子产品设计永无止境的追求，伴随技术的发展，目前隔离器和栅的功耗与过去相比，已经减小许多，性能和技术指标也得到提高。

产品的功耗是各个功能单元功耗的总和，只有降低各个功能单元的功耗才能使得总得功耗降低，增加产品的热稳定性和寿命。隔离器和栅由输入、输出、隔离、电源、等单元构成，其中单元是无源的限压限流网络，技术上进行低功耗改进的可能性非常小。主要在输入、输出、电源、隔离四个单元进行技术改进。

1、 输出单元模块的自适应负载技术

输出模块可以根据负载的大小动态调整输出模块的输出功率，从而减少自身的发热。传统的负载设计是根据额定负载的大小设计输出功率，当输出负载非常小时，多余的负载功率就耗散在仪表内部，从而时仪表自身发热。假设一台隔离器的输出负载设计为750欧姆，那么输出驱动功率一般设计为0.5W。如果在实际应用中此隔离器的负载使用在50欧姆的环境下，那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率转换为仪表自身的发热。如果时多路输出将产生更多的热量，而降低输出模块的额定功率在实际应用中又难以应付市场的复杂状况。

自适应负载技术很好的解决了这个矛盾，此技术的原理图示如下：

下表是对比的测试数据:

测试条件：电源24DC；负载变化 50欧姆～750欧姆

输出模块类型 标准输出模块自适应负载输出模块

模块的耗散功率（50Ω） 320mW 10mW

模块的耗散功率（250Ω） 220mW 10mW

模块的耗散功率（500Ω） 120mW 10mW

模块的耗散功率（750Ω） 20mW 10mW

从上表可以看到：自适应负载技术使得模块的耗散功率是恒定在一个很低的水平，不会受到负载变化的影响。

负荷检测可以根据负载的大小调整输出功率，极大的减少了输出模块的发热，用户在定货时无须说明负载大小，极大的方便了用户的使用和缓解了库存压力。

2、 隔离单元模块的低功耗改进

隔离单元是决定产品技术指标的重要单元。

目前隔离技术主要有磁隔离与光隔离两大类。隔离电路形式有直接调制耦合，反馈调制耦合等多种形式，具体采用什么形式要根据产品的技术指标而定。 总的来讲可以大致分为开关量号采用光隔离，模拟量号采用磁隔离的方式。从技术复杂程度来看，磁隔离比光隔离处理技术复杂，采用磁隔离技术， 设计者可以根据技术指标采用合适的设计方案，隔离的线性、精度可以根据产品要求灵活控制。而光隔离的线性、精度只能依赖器件厂家提供的技术指标， 设计人员可以调整的方式很少，也不可能超过厂家提供的技术指标。由于功耗大，光电隔离也不能实现无源隔离。北京国电中自电气有限公司采用电流互感模式、电流互感反馈模式、 电压互感模式、电压互感反馈模式、电流互感功率补偿模式等多种磁隔离方式。根据产品的特点选择不同的磁隔离模式。

上述隔离模式中，电流互感功率补偿模式是功耗低的模式，目前在新一代的无源隔离栅中使用，在保证技术指标的同时，降低了隔离单元的功耗。

3、电源模块

电源的技术指标是基础，决定产品的性能。目前流行的电源拓扑形式虽然非常多，也很成熟。但我们在隔离器和栅的电源设计中进行了技术创新，目前采用的参数式开关稳压电源设计获得了的发明专利。根据隔离器和栅的特点，参数式开关稳压稳压电源了效率，降低了电源的复杂程度。从工艺和成本上得到改进，减少了产品的故障率。

三、无源隔离器和栅

传统的隔离器和栅均为有源，需要外接24V直流电源。而无源隔离器和栅不需要外接24V直流电源，接线数量减少了三分之一，降低了安装和维护难度。因此，无源隔离器和栅的应用越来越广泛，特别是在DCS和PLC系统的接口应用中，普遍采用无源隔离器和栅的设计模式

无源隔离器和栅的示意图：

无源隔离器和栅是指无须外接24V直流电源，其工作所需要的能量来源于表示号的4 ~ 20mA电流。因此，无源隔离器和栅的功耗必须非常小，是一种功耗的设计应用。更低的功耗和更高的输入、输出线性是衡量无源隔离器和栅的关键指标。

适宜在还原性或中性介质中使用，其热电势比较大，灵敏度高，线性度非常好，价格便宜，缺点是测温上限不高。

在进行热电偶的选型时，除要注意上述热电偶的使用环境、测量范围、测量精度、灵敏度和响应速度之外，还要注意热电偶保护套管的结构、材料、耐压强度及保护套管的插入深度等。对于精度要求较高，响应速度和灵敏度要求较高的工艺测量点，必须选用较贵重的S型热电偶;对于温度较高，响应速度和灵敏度要求不很高的工艺测量点，选用B型热电偶：一般的工艺参数测量，我们选用经济实用的K型或E型热电偶。例如：我公司窑尾烟室和分解炉的温度测量，我们多选用S型或K型热电偶。因为这两处为动态温度场，其温度随喷煤量的变化而变化，要准确、快速地检测此两处的温度，则热电偶必须有较高的灵敏度和热响应速度。我公司窑头和三次风管(入窑尾烟室处)的温度测量多选用B型热电偶;而一、二、三级预热器出口处的温度测量多选用K型热电偶;旋风分离器出口、烘干破碎机出口、窑尾电除尘器出入口的温度测量多选用E型热电偶。

2. 热电偶的冷端温度补偿

在生产实际中，由于热电偶的工作端(测量端)与冷端(参比端)离得很近，而且冷端又暴露在工作环境之中，因而容易受到周围工作环境温度波动的影响，所以冷端温度难以保持恒定，造成测量不准。实际应用是用专用补偿导线，将热电偶的冷端延伸至温度较低和比较稳定的地方。

在使用补偿导线时，要注意两个问题。其一，补偿导线的型号要与热电偶的型号相配。其二，热电偶与补偿导线连接端所处的温度不超过100℃，否则补偿导线所产生的金属导体的温差电势不能忽略。

3. 热电偶的安装

(1)热电偶的安装应尽可能保持垂直，以防止保护套管在高温下产生变形，但在有流速的情况下，则必须迎着被测介质的流向插入，以保证测温元件与流体的充分接触。

(2)热电偶应安装在有保护层的管道内，以防止热量散失。

(3)热电偶安装在负压管道中时，必须保证测量处的密封性，以防止外界冷空气进入，使读数偏低。

(4)热电偶的接线盒面盖应向上，入线口应向下，以避免雨水或灰尘进入接线盒，影响测量精度。

介绍了一种实用化实时测温系统。该系统采用了PIN硅光电二极管作光接收器件,由光学接收系统、号放大与处理系统及显示系统三部分组成。从系统的相对测温灵敏度及探测器的温度分辨率与波长间的关系出发,结合大气对红外辐射的透射特性,确定了系统的工作波长;从系统的抗反射辐射能力出发,并结合探测器的小可探测光功率要求,确定了系统的波长带宽。从辐射能P1、P2的测量不确定度出发,讨论了待测目标的发射率及温度的测量精度。结果表明,当λ=0·80μm、Δλ=20 nm时,在测温范围600~2 500℃内,系统的测温不确定度

1 引 言

辐射测温法分为主动式辐射测温法和被动式辐射测温法两类[1,2]。在主动式辐射测温法中,由于使用了激光源或红外源作为辅助测量光源[3~5],因而都能实时测出待测目标的温度,且都具有较高的精度。被动式辐射测温法又可分为单波长、双波长及多波长辐射测温法三种[6,7]。由于目前的单波长或双波长辐射测温法不能测出待测目标的发射率,因而往往都有较大的测温误差。本文所述的测温仪器采用了PIN硅光电二极管作光电转换器件。由于使用了反射镜与之配合,因而可以“被动地”同时实现发射率及温度的测量,且具有较高的测量精度。