过温保护电路及其在线式环境监测仪的制作方法

本技术涉及环境监测，尤其涉及一种过温保护电路及其在线式环境监测仪。

背景技术：

1、在线式环境监测仪主要用于环境空气或水中的碳、氮、磷等成分的监测。在线式环境监测仪需要长时间连续自动运行，并且常被安装于偏僻的场所。监测人员每隔很长一段时间才会巡查一次。同时，在线式环境监测仪的应用场景非常丰富，使得其所处环境温度的变化区间较大。此类监测仪需要在分析测量过程的某一环节中，通过控制模块控制加热模块将样品加热并保持在一定的温度。如果加热温度过高，就会损坏反应容器。为此，可以采用相关技术来实现过温保护，一旦反应容器中的温度超过温度阈值，就触发过温保护功能以停止加热模块工作，从而避免损坏反应容器。

2、图1示出相关技术一的过温保护系统。如图1所示，该过温保护系统包括反应池11和控制模块12，反应池11内设置有用于控温的热电阻温度传感器111、用于过温保护的热电阻温度传感器112和加热模块113，控制模块12包括mcu 121，热电阻温度传感器111和112的型号为pt-100。控制模块12根据热电阻温度传感器111的温度测量数值控制加热模块113的工作，同时还通过热电阻温度传感器112的温度测量数值监测反应池11中的温度，一旦热电阻温度传感器112的温度测量数值超过设定的温度阈值，就中断加热模块113的工作。

3、因此，相关技术一主要使用控制模块12来实现过温保护。对于相关技术一，其可以精确地设定温度阈值，并且在触发过温保护后可以恢复。但是，如果控制模块12发生故障，则可能导致过温保护功能失效，从而可能损坏反应池11。

4、换言之，相关技术一虽然能够精确地设定温度阈值并且过温保护触发后能够恢复，但是存在一旦控制模块12发生故障就导致过温保护失效的问题。

5、图2示出相关技术一的过温保护系统。如图2所示，该过温保护系统包括反应池21和控制模块22，反应池21内设置有用于控温的热电阻温度传感器211、保险丝212和加热模块213，控制模块22包括mcu 221，保险丝212串入加热模块213和控制模块22之间、并且贴近放置于反应池21周围，热电阻温度传感器211的型号为pt-100。一旦反应池21周围的温度超过保险丝212的温度阈值，保险丝212就自动熔断，从而可以阻断控制模块22对加热模块213的控制，进而中断加热模块213的工作。

6、因此，相关技术二主要使用保险丝212来实现过温保护。对于相关技术二，过温保护可以不受控制模块22的影响。但是，保险丝212的长期工作会导致热量积累，以至于使用寿命缩短而发生故障。即使没有发生故障，一旦触发过温保护就无法恢复，必须要更换保险丝212。同时，保险丝212的个体差异也使得温度阈值的一致性无法保障。

7、换言之，相关技术二虽然在控制模块22发生故障的情况下过温保护仍然有效，但是存在保险丝212的长期工作导致寿命缩短、过温保护触发后不可恢复以及温度阈值一致性无法保障的问题。

8、因此，如何在控制模块发生故障的情况下过温保护仍然有效的同时、精确地设定温度阈值并且过温保护触发后可恢复是需要解决的问题之一。

技术实现思路

1、技术问题

2、有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是如何在控制模块发生故障的情况下过温保护仍然有效的同时、精确地设定温度阈值并且过温保护触发后可恢复。

3、解决方案

4、为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种过温保护电路，应用于在线式环境监测仪，其包括：测温模块，用于测量所述在线式环境监测仪的反应容器的温度、并输出与所测量到的温度相对应的温度信号电压；比较模块，与所述测温模块连接，用于对所述温度信号电压和温度保护阈值电压进行比较，在所述温度信号电压大于所述温度保护阈值电压的情况下，输出过温保护触发信号，其中，所述温度保护阈值电压与所述比较模块所包括的比较器的负向输入端上的电压相关联；锁存复位模块，与所述比较模块连接，用于对所述过温保护触发信号进行锁存，直至重启所述在线式环境监测仪为止；以及输出模块，与所述锁存复位模块连接，用于根据所述过温保护触发信号断开所述反应容器的加热模块和所述在线式环境监测仪的控制模块之间的连接，其中，所述加热模块用于对样品加热，所述控制模块用于根据所述反应容器的温度控制所述加热模块的工作，以使所述反应容器的温度维持在预设温度。

5、在一种可能的实现方式中，所述锁存复位模块包括：锁存模块，与所述比较模块和所述输出模块连接，用于锁存所述过温保护触发信号；以及复位模块，与所述锁存模块连接，用于在重启所述在线式环境监测仪时，向所述锁存模块输出复位信号，以使所述锁存模块解除被锁存的过温保护触发信号，其中，所述输出模块根据所述锁存模块锁存的过温保护触发信号，断开所述加热模块和所述控制模块之间的连接；在所述锁存模块解除被锁存的过温保护触发信号时，所述输出模块接通所述加热模块和所述控制模块之间的连接。

6、在一种可能的实现方式中，所述锁存模块包括：第一电阻，其连接在电源端子和所述比较模块的输出端之间；第二电阻和第一电容，其串联连接在所述比较模块的输出端和接地端子之间；第一非门单元，其包括第一端子、第二端子和第三端子，所述第二电阻和所述第一电容的串联节点与所述第一端子连接，所述第二端子与所述输出模块连接，所述第三端子与所述接地端子连接；第三电阻，其连接在所述电源端子和所述第二端子之间；第四电阻和第二电容，其串联连接在所述第二端子和所述接地端子之间；第二非门单元，其包括第四端子、第五端子和第六端子，所述第四电阻和所述第二电容的串联节点与所述第四端子连接，所述第五端子与所述比较模块的输出端连接，所述第六端子与所述接地端子连接。

7、在一种可能的实现方式中，所述复位模块包括：复位芯片，其包括第七端子、第八端子、第九端子和第十端子，所述第七端子与所述电源端子连接，所述第八端子和所述第十端子与所述接地端子连接，所述第九端子与所述第二端子连接，其中，在重启所述在线式环境监测仪时，所述第九端子处的电压为低电平。

8、在一种可能的实现方式中，所述测温模块包括串联连接在所述电源端子和所述接地端子之间的第五电阻和第一热电阻温度传感器。

9、在一种可能的实现方式中，所述第一热电阻温度传感器设置在所述反应容器中。

10、在一种可能的实现方式中，所述比较模块还包括：第六电阻；第七电阻；第一晶体管，其中，所述比较器的正向输入端与所述测温模块连接；所述第六电阻和所述第七电阻串联连接在所述电源端子和所述接地端子之间；所述第六电阻和所述第七电阻的串联节点与所述比较器的负向输入端连接；所述第一晶体管的基极和发射极分别与所述比较器的输出端和所述接地端子连接，所述第一晶体管的集电极与所述锁存复位模块连接。

11、在一种可能的实现方式中，所述比较模块还包括：第六电阻；第七电阻；第一晶体管，其中，所述第五电阻和所述第一热电阻温度传感器的串联节点与所述比较器的正向输入端连接；所述第六电阻和所述第七电阻串联连接在所述电源端子和所述接地端子之间；所述第六电阻和所述第七电阻的串联节点与所述比较器的负向输入端连接；所述第一晶体管的基极和发射极分别与所述比较器的输出端和所述接地端子连接，所述第一晶体管的集电极与所述锁存复位模块连接。

12、在一种可能的实现方式中，所述输出模块包括：第八电阻，其一端与所述电源端子连接；第二晶体管，其基极、集电极、以及发射极分别与所述锁存复位模块、所述第八电阻的另一端、以及所述接地端子连接；第一mosfet管，其栅极、漏极、以及源极分别与所述第八电阻的另一端、所述控制模块、以及所述加热模块连接。

13、在一种可能的实现方式中，所述输出模块包括：第八电阻，其一端与所述电源端子连接；第二晶体管，其基极与所述第三电阻和所述第四电阻的串联节点连接，所述第二晶体管的集电极和发射极分别与所述第八电阻的另一端和所述接地端子连接；第一mosfet管，其栅极、漏极、以及源极分别与所述第八电阻的另一端、所述控制模块、以及所述加热模块连接。

14、为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种在线式环境监测仪，包括：上述的过温保护电路；所述反应容器；以及所述控制模块。

15、为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一实施例，提供了一种在线式环境监测仪，包括：过温保护电路、反应容器和控制模块，其中，所述过温保护电路包括设置在所述反应容器内的、用于测量所述反应容器的温度的第一热电阻度传感器；所述反应容器包括用于测量所述反应容器的温度的第二热电阻温度传感器、以及用于对样品加热的加热模块；所述控制模块用于根据所述第二热电阻温度传感器所测量到的温度控制所述加热模块的工作，以使所述反应容器的温度维持在预设温度；所述过温保护电路用于根据所述第一热电阻温度传感器所测量到的温度，控制是断开还是接通所述加热模块和所述控制模块之间的连接。

16、在一种可能的实现方式中，所述过温保护电路为根据上述的过温保护电路。

17、有益效果

18、本实用新型实施例能够在控制模块发生故障的情况下过温保护仍然有效的同时、精确地设定温度阈值并且过温保护触发后可恢复。

19、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。