一種非接觸測量溫度的方法和裝置製造方法
2023-06-10 03:51:26
一種非接觸測量溫度的方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種非接觸測量溫度的方法和裝置，包括，溫度採集單元用於採集測量環境的溫度數據，並將所述溫度數據發給溫度處理單元，所述數據處理單元用於接收溫度採集單元發送的溫度數據，並將溫度數據的模擬量轉換為溫度數據的數字量，並將轉換後的溫度數據通過紅外數據通信單元發送至主控板，所述主控板用於接收溫度數據，並對溫度數據去噪、放大處理和實時分析，將分析後的實時接收的溫度與設置的溫度閾值做比較，如果實時接收的溫度高於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開冷卻機，實施降溫處理；如果實時接收的溫度低於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開加熱器，實施加熱處理。本裝置現場抗幹擾能力強、溫度採集精準和速度高。
【專利說明】一種非接觸測量溫度的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於電子領域，特別涉及一種非接觸測量溫度的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]熱牽伸輥(以下簡稱熱輥)廣泛應用在紡織化纖行業中，是決定紡絲成型品質優略的關鍵設備。熱輥軸體表面溫度分布的均勻性是決定紡絲品質的關鍵因素。絲束在纏繞在熱輥上旋轉時，熱輥表面的溫度分布不均勻會造成絲束受熱不同，進而影響絲的染色效果和強力的一致性。
[0003]為了使熱輥表面溫度分布能夠均勻，目前行業中選擇較多的熱輥加熱方式有多孔熱管式、多區感應式等方式。但無論採用哪種熱輥加熱方式，熱輥表面的溫度採集是否準確直接影響著熱輥加熱系統，從而決定著熱輥整體的勻熱性能。將溫度採集和設備監控集一體的設備，符合當代紡織化纖企業的技術改造和使用要求。
[0004]由於被測溫對象處於高速旋轉狀態，所以溫度測量過程難度較大。目前使用較多的非接觸測量方式主要有兩種。一種是利用輻射測溫，如使用紅外測量儀，紅外測量儀具有測量快捷、操作方便等特點，但其測量結果易受被測物材料及其表面粗糙程度影響測量準確度。另一種是是通過定子產生激勵磁場，轉子通過線圈感應獲得電能，而測溫數據是通過轉子以壓頻轉換方法轉換為頻率信號，經無線電磁波傳送到定子，此種方式的測量設備不具備數據處理能力，同時供電磁場和無線電磁場易耦合，影響溫度測量的準確性。
【發明內容】
[0005]基於現有技術中存在的上述技術問題。本發明的目的在於提出一種非接觸測量溫度的方法和裝置，提高了測量溫度的準確性。
[0006]本發明提供了一種非接觸測量溫度的裝置，包括:溫度採集單元，溫度數據處理單元和主控板，其中，主控板包括紅外數據通信單元、電能耦合傳輸單元和加熱器/冷卻機；溫度採集單元用於採集測量環境的溫度數據，並將所述溫度數據發給溫度處理單元，所述數據處理單元用於接收溫度採集單元發送的溫度數據，並將溫度數據的模擬量轉換為溫度數據的數字量，並將轉換後的溫度數據通過紅外數據通信單元發送至主控板，所述主控板用於接收溫度數據，並對溫度數據去噪、放大處理和實時分析，將分析後的實時接收的溫度與設置的溫度閾值做比較，如果實時接收的溫度高於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開冷卻機，實施降溫處理；如果實時接收的溫度低於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開加熱器，實施加熱處理；所述電能耦合傳輸單元，用於將低壓直流電逆變為高頻交流電激勵耦合線圈，而溫度採集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無線傳輸過程。
[0007]基於上述的裝置，上述主控板具備RS232通信接口。
[0008]基於上述的裝置，上述紅外數據通信單元是通過irDA接口，利用功率管和紅外發射管組成的功率發射單元將溫度數據發射出去。[0009]基於上述的裝置，溫度採集單元為三線制PTlOO傳感器，溫度採集單元利用電阻橋路方法將PTioo傳感器隨溫度變化的阻值測量出來。
[0010]本發明還提供一種非接觸溫度測量方法，包括:溫度採集單元採集測量環境的溫度數據，並將所述溫度數據發給溫度處理單元，所述數據處理單元接收溫度採集單元發送的溫度數據，將溫度數據的模擬量轉換為溫度數據的數字量，並將轉換後的溫度數據通過紅外數據通信單元發送至主控板；所述主控板接收溫度數據，並對溫度數據去噪、放大處理和實時分析，將分析後的實時接收的溫度與設置的溫度閾值做比較，如果實時接收的溫度高於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開冷卻機，實施降溫處理；如果實時接收的溫度低於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開加熱器，實施加熱處理；電能耦合傳輸單元將低壓直流電逆變為高頻交流電激勵耦合線圈，而溫度採集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無線傳輸過程。
[0011]本發明的有益效果是:本發明是為解決傳統非接觸測溫不穩定性的缺陷而設計的利用電能遠距離耦合、紅外無線通信的軸體非接觸測溫裝置。發明的裝置現場抗幹擾能力強、易於安裝、溫度採集精準、採集速度高，保證了使用的可靠性和穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的一種非接觸測量溫度的裝置的結構示意圖。
[0013]圖2為主控板和溫度採集板的結構示意圖。
[0014]圖中，I，溫度採集單元，2，溫度數據處理單元，3，紅外數據通信單元，4，電能耦合傳輸單元，5，加熱器/冷卻控制單元，6，主控板，7，紡絲捲筒，8，電機。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，應指出的是，所描述的實施例僅旨在便於對本發明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0017]如圖1所示，本發明提供了一種非接觸測量溫度的裝置，包括:溫度採集單元1，溫度數據處理單元2，以及主控板6。主控板包括紅外數據通信單元3、電能耦合傳輸單元4和加熱器/冷卻控制單元5。其中，溫度採集單元I包括三線制PT100傳感器，溫度採集單元I利用電阻橋路方法將PTioo傳感器隨溫度變化的阻值測量出來，阻值的變化引起分壓網絡產生的壓差的變化，將此壓差發送到溫度數據處理單元2。溫度數據處理單元2用於將溫度採集單元I的溫度數據的模擬量轉換為溫度數據的數字量，並將溫度數據通過紅外數據通信單元3發送至主控板，紅外發送部分是通過微處理器中包含的irDA接口，利用功率管和紅外發射管組成的功率發射單元發射出去。主控板上紅外數據通信單元3用於接收溫度數據，主控板上的微控制器用於對溫度數據去噪和放大處理，並進行實時分析，與設置的溫度閾值做比較，如果實時接收的溫度高於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器，此繼電器的輸出端接有冷卻功能的冷卻機，並通過繼電器打開冷卻機，實施降溫處理；如果實時接收的溫度高於低於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器，此繼電器的輸出端接有加熱功能的加熱器，並通過繼電器打開加熱器，實施加熱處理。同時主控器具備RS232通信接口，方便與PC機等上位機進行通信，為上位機的人機操作軟體提供接口。主控板同時具有電能耦合傳輸單元4，此電能耦合傳輸單元將低壓直流電逆變為高頻交流電激勵耦合線圈，而溫度採集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無線傳輸過程。
[0018]三線制PT100的選用和16位高速A/D保證了設備的溫度採集的高速性能和高精度性能。紅外通信方式的選用和大功率發射保證了設備的通信可靠性和穩定性。罐型電磁耦合線圈的設計保證了無線電能傳輸的高效能和低輻射幹擾性。
[0019]本發明還提供一種非接觸溫度測量方法，包括:溫度採集單元利用電阻橋路將PT100隨溫度變化的阻值測量出來，阻值的變化引起分壓網絡產生的壓差的變化，將此壓差發送到溫度數據處理單元2，即通過溫度數據處理單元2中自帶的16位A/D處理單元完成模擬量到數字量的轉換。之後將溫度數據通過紅外發送至主控板，紅外發送部分是通過微處理器中包含的irDA接口，利用功率管和紅外發射管組成的功率發射單元發射出去。主控板上紅外數據通信單元3接收溫度數據，主控板上的微控制器對溫度數據去噪和放大處理，並進行實時分析，與程序中設置的溫度閾值做比較，如果實時接收的溫度高於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器，此繼電器的輸出端接有冷卻功能的冷卻機，並通過繼電器打開冷卻機，實施降溫處理；如果實時接收的溫度高於低於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器，此繼電器的輸出端接有加熱功能的加熱器，並通過繼電器打開加熱器，實施加熱處理。主控板包含了電能耦合電路，此電路將低壓直流電逆變為高頻交流電激勵耦合線圈，而溫度採集板上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無線傳輸過程。
[0020]本發明是為解決傳統非接觸測溫不穩定性的缺陷而設計的利用電能遠距離耦合、紅外無線通信的軸體非接觸測溫裝置。發明的裝置現場抗幹擾能力強、易於安裝、溫度採集精準、採集速度高，保證了使用的可靠性和穩定性。
[0021 ] 上面描述僅是本發明的一個具體實施例，顯然在本發明的技術方案指導下本領域的任何人所作的修改或局部替換，均屬於本發明權利要求書限定的範圍。
【權利要求】
1.一種非接觸測量溫度的裝置，其特徵在於，包括:溫度採集單元，溫度數據處理單元和主控板，其中，主控板包括紅外數據通信單元、電能耦合傳輸單元和加熱器/冷卻控制單元；溫度採集單元用於採集測量環境的溫度數據，並將所述溫度數據發給溫度處理單元，所述數據處理單元用於接收溫度採集單元發送的溫度數據，並將溫度數據的模擬量轉換為溫度數據的數字量，並將轉換後的溫度數據通過紅外數據通信單元發送至主控板，所述主控板用於接收溫度數據，並對溫度數據去噪、放大處理和實時分析，將分析後的實時接收的溫度與設置的溫度閾值做比較，如果實時接收的溫度高於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開冷卻機，實施降溫處理；如果實時接收的溫度低於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開加熱器，實施加熱處理；所述電能耦合傳輸單元，用於將低壓直流電逆變為高頻交流電激勵耦合線圈，而溫度採集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無線傳輸過程。
2.如權利要求1所述非接觸測量溫度的裝置，其特徵在於，所述主控板具備RS232通信接口。
3.如權利要求1所述非接觸測量溫度的裝置，其特徵在於，所述紅外數據通信單元是通過irDA接口，利用功率管和紅外發射管組成的功率發射單元將溫度數據發射出去。
4.如權利要求1所述非接觸測量溫度的裝置，其特徵在於，所述溫度採集單元為三線制PTlOO傳感器，溫度採集單元利用電阻橋路方法將PT100傳感器隨溫度變化的阻值測量出來。
5.一種非接觸溫度測量方法，其特徵在於，包括:溫度採集單元採集測量環境的溫度數據，並將所述溫度數據發給溫度處理單元，所述數據處理單元接收溫度採集單元發送的溫度數據，將溫度數據的模擬量轉換為溫度數據的數字量，並將轉換後的溫度數據通過紅外數據通信單元發送至主控板；所述主控板接收溫度數據，並對溫度數據去噪、放大處理和實時分析，將分析後的實時接收的溫度與設置的溫度閾值做比較，如果實時接收的溫度高於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開冷卻機，實施降溫處理；如果實時接收的溫度低於溫度閾值，則通過數位訊號驅動繼電器打開加熱器，實施加熱處理；電能稱合傳輸單兀將低壓直流電逆變為高頻交流電激勵耦合線圈，而溫度採集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無線傳輸過程。
【文檔編號】G01K7/20GK103674312SQ201310603253
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】連茹松 申請人:大連日佳電子有限公司