



SCXI-1141(部件号:182610D-01)是美国国家仪器(NI)公司生产的一款8通道热电偶输入信号调理模块。它属于SCXI(信号调理扩展接口)平台,专门用于对各种类型的热电偶信号进行高精度调理、放大和线性化,将微弱的温差电势转换为可被数据采集卡准确读取的标准信号。
在大型火力发电厂的锅炉温度监测系统中,需要在锅炉的不同部位布置数百个热电偶来监测过热器、再热器的管壁温度,防止超温爆管。该电厂采用NI SCXI系统构建温度采集网络,使用多块SCXI-1141 模块。SCXI-1141 凭借其出色的抗干扰能力和内置的冷端补偿功能,在强电磁干扰的锅炉房环境中准确测量了每个测点的温度,其开路检测功能及时发现了多个热电偶断线故障。系统成功预警了一次局部超温风险,避免了可能发生的非计划停机和数百万元的经济损失。
主要参数 | 数值/说明 |
产品型号 | SCXI-1141 |
部件号 | 182610D-01 |
制造商 | 美国国家仪器(National Instruments) |
产品类别 | 热电偶输入信号调理模块 |
输入通道 | 8路差分输入,通道间隔离 |
支持热电偶类型 | J, K, T, E, R, S, B, N型等(软件可选) |
分辨率 | 24位Δ-Σ ADC |
采样率 | 最高采样率( aggregate,取决于具体配置) |
冷端补偿(CJC) | 每模块集成高精度CJC传感器,自动补偿 |
开路检测 | 支持热电偶开路/断线检测 |
噪声抑制 | 高共模抑制比(CMRR),抑制工频干扰 |
增益选项 | 可编程增益,优化不同热电偶的毫伏信号 |
连接方式 | 通过SCXI-1303等热电偶专用接线端子板连接 |
所需机箱 | 需安装于NI SCXI系列机箱(如SCXI-1000/1001) |
创新点1:高精度冷端补偿与自动线性化算法。热电偶测量的核心难点在于冷端(参考端)补偿。SCXI-1141 集成了高精度的温度传感器来实时测量接线端子处的温度(冷端温度),并在模块内部通过软件自动进行补偿计算。同时,模块固件内置了符合国际标准(IEC 60584)的热电偶分度表,能直接将测得的毫伏电压转换为对应的温度值,无需用户进行复杂的后期计算,极大简化了应用并提高了精度。创新点2:出色的噪声抑制与通道间隔离技术。热电偶产生的信号极其微弱(毫伏级),极易受到现场电磁干扰。SCXI-1141 采用差分输入和极高的共模抑制比设计,能有效滤除工频干扰(50/60Hz)和共模噪声。每个输入通道之间采用隔离技术,防止地环路和通道间串扰,确保了在多通道测量中,某一通道的故障或干扰不会影响其他通道,特别适合在复杂的工业电气环境中进行可靠测量。创新点3:智能诊断与灵活配置功能。模块具备热电偶开路检测功能,能立即发现传感器断线故障并上报系统。用户可通过软件灵活选择热电偶类型、滤波器和增益设置,一块SCXI-1141 即可适配工厂里几乎所有类型的热电偶,实现了高度的通用性和灵活性,减少了备件种类和库存成本。
案例:半导体晶圆制造炉管温度控制在某高端半导体制造厂的光刻胶固化工艺中,对炉管内的温度均匀性和稳定性要求极为苛刻,温差必须控制在±0.5°C以内。该生产线采用SCXI-1141 模块连接数十个S型(铂铑-铂)热电偶,精确监测炉管多个分区的温度。SCXI-1141 的高分辨率和卓越的噪声性能,使得系统能够分辨出0.1°C的微小变化,并通过闭环控制算法实时调节加热器功率,将炉温波动控制在±0.3°C以内。这项改进使晶圆成品率提升了2%,年增效益超过千万美元。工艺工程师强调:“SCXI-1141 的测量稳定性和重复性是我们实现精密工艺控制的前提。”


· ••SCXI-1000/1001:USB控制的SCXI机箱,为SCXI-1141 提供平台和电源。
· ••SCXI-1303:热电偶专用接线端子板,提供螺丝端子接口和冷端补偿点,与SCXI-1141 完美配套。
· ••PCI-622x / PCIe-632x系列:M系列多功能数据采集卡,通过SCXI机箱背板采集SCXI-1141 调理后的信号。
· ••NI-9214:C系列4通道热电偶输入模块,是SCXI-1141 在CompactDAQ平台上的现代化替代选择。
· ••各种类型热电偶:K型、J型、S型等,是SCXI-1141 的信号来源。
· ••LabVIEW 与 LabVIEW SignalExpress:软件平台,用于配置SCXI-1141 并记录、分析温度数据。
SCXI-1141 需安装于SCXI机箱中,并通过专用的热电偶接线板(如SCXI-1303)连接传感器。安装时需确保热电偶的极性正确,并使用适当的补偿导线将冷端引至接线板。日常维护主要是定期检查接线牢固度,确保接线板上的CJC传感器不被遮挡。
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