一種非接觸測(cè)量溫度的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種非接觸測(cè)量溫度的方法和裝置，包括，溫度采集單元用于采集測(cè)量環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)給溫度處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元用于接收溫度采集單元發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)的模擬量轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)的數(shù)字量，并將轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)通過紅外數(shù)據(jù)通信單元發(fā)送至主控板，所述主控板用于接收溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)溫度數(shù)據(jù)去噪、放大處理和實(shí)時(shí)分析，將分析后的實(shí)時(shí)接收的溫度與設(shè)置的溫度閾值做比較，如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開冷卻機(jī)，實(shí)施降溫處理；如果實(shí)時(shí)接收的溫度低于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開加熱器，實(shí)施加熱處理。本裝置現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)、溫度采集精準(zhǔn)和速度高。
【專利說明】一種非接觸測(cè)量溫度的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，特別涉及一種非接觸測(cè)量溫度的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱牽伸輥(以下簡(jiǎn)稱熱輥)廣泛應(yīng)用在紡織化纖行業(yè)中，是決定紡絲成型品質(zhì)優(yōu)略的關(guān)鍵設(shè)備。熱輥軸體表面溫度分布的均勻性是決定紡絲品質(zhì)的關(guān)鍵因素。絲束在纏繞在熱輥上旋轉(zhuǎn)時(shí)，熱輥表面的溫度分布不均勻會(huì)造成絲束受熱不同，進(jìn)而影響絲的染色效果和強(qiáng)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(yè)中選擇較多的熱輥加熱方式有多孔熱管式、多區(qū)感應(yīng)式等方式。但無(wú)論采用哪種熱輥加熱方式，熱輥表面的溫度采集是否準(zhǔn)確直接影響著熱輥加熱系統(tǒng)，從而決定著熱輥整體的勻熱性能。將溫度采集和設(shè)備監(jiān)控集一體的設(shè)備，符合當(dāng)代紡織化纖企業(yè)的技術(shù)改造和使用要求。
[0004]由于被測(cè)溫對(duì)象處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以溫度測(cè)量過程難度較大。目前使用較多的非接觸測(cè)量方式主要有兩種。一種是利用輻射測(cè)溫，如使用紅外測(cè)量?jī)x，紅外測(cè)量?jī)x具有測(cè)量快捷、操作方便等特點(diǎn)，但其測(cè)量結(jié)果易受被測(cè)物材料及其表面粗糙程度影響測(cè)量準(zhǔn)確度。另一種是是通過定子產(chǎn)生激勵(lì)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子通過線圈感應(yīng)獲得電能，而測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)是通過轉(zhuǎn)子以壓頻轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，經(jīng)無(wú)線電磁波傳送到定子，此種方式的測(cè)量設(shè)備不具備數(shù)據(jù)處理能力，同時(shí)供電磁場(chǎng)和無(wú)線電磁場(chǎng)易耦合，影響溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題。本發(fā)明的目的在于提出一種非接觸測(cè)量溫度的方法和裝置，提高了測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性。
[0006]本發(fā)明提供了一種非接觸測(cè)量溫度的裝置，包括:溫度采集單元，溫度數(shù)據(jù)處理單元和主控板，其中，主控板包括紅外數(shù)據(jù)通信單元、電能耦合傳輸單元和加熱器/冷卻機(jī)；溫度采集單元用于采集測(cè)量環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)給溫度處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元用于接收溫度采集單元發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)的模擬量轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)的數(shù)字量，并將轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)通過紅外數(shù)據(jù)通信單元發(fā)送至主控板，所述主控板用于接收溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)溫度數(shù)據(jù)去噪、放大處理和實(shí)時(shí)分析，將分析后的實(shí)時(shí)接收的溫度與設(shè)置的溫度閾值做比較，如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開冷卻機(jī)，實(shí)施降溫處理；如果實(shí)時(shí)接收的溫度低于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開加熱器，實(shí)施加熱處理；所述電能耦合傳輸單元，用于將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l交流電激勵(lì)耦合線圈，而溫度采集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無(wú)線傳輸過程。
[0007]基于上述的裝置，上述主控板具備RS232通信接口。
[0008]基于上述的裝置，上述紅外數(shù)據(jù)通信單元是通過irDA接口，利用功率管和紅外發(fā)射管組成的功率發(fā)射單元將溫度數(shù)據(jù)發(fā)射出去。[0009]基于上述的裝置，溫度采集單元為三線制PTlOO傳感器，溫度采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(cè)量出來(lái)。
[0010]本發(fā)明還提供一種非接觸溫度測(cè)量方法，包括:溫度采集單元采集測(cè)量環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)給溫度處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元接收溫度采集單元發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，將溫度數(shù)據(jù)的模擬量轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)的數(shù)字量，并將轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)通過紅外數(shù)據(jù)通信單元發(fā)送至主控板；所述主控板接收溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)溫度數(shù)據(jù)去噪、放大處理和實(shí)時(shí)分析，將分析后的實(shí)時(shí)接收的溫度與設(shè)置的溫度閾值做比較，如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開冷卻機(jī)，實(shí)施降溫處理；如果實(shí)時(shí)接收的溫度低于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開加熱器，實(shí)施加熱處理；電能耦合傳輸單元將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l交流電激勵(lì)耦合線圈，而溫度采集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無(wú)線傳輸過程。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是為解決傳統(tǒng)非接觸測(cè)溫不穩(wěn)定性的缺陷而設(shè)計(jì)的利用電能遠(yuǎn)距離耦合、紅外無(wú)線通信的軸體非接觸測(cè)溫裝置。發(fā)明的裝置現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)、易于安裝、溫度采集精準(zhǔn)、采集速度高，保證了使用的可靠性和穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的一種非接觸測(cè)量溫度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為主控板和溫度采集板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中，I，溫度采集單元，2，溫度數(shù)據(jù)處理單元，3，紅外數(shù)據(jù)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，紡絲卷筒，8，電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，應(yīng)指出的是，所描述的實(shí)施例僅旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種非接觸測(cè)量溫度的裝置，包括:溫度采集單元1，溫度數(shù)據(jù)處理單元2，以及主控板6。主控板包括紅外數(shù)據(jù)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，溫度采集單元I包括三線制PT100傳感器，溫度采集單元I利用電阻橋路方法將PTioo傳感器隨溫度變化的阻值測(cè)量出來(lái)，阻值的變化引起分壓網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的壓差的變化，將此壓差發(fā)送到溫度數(shù)據(jù)處理單元2。溫度數(shù)據(jù)處理單元2用于將溫度采集單元I的溫度數(shù)據(jù)的模擬量轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)的數(shù)字量，并將溫度數(shù)據(jù)通過紅外數(shù)據(jù)通信單元3發(fā)送至主控板，紅外發(fā)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(fā)射管組成的功率發(fā)射單元發(fā)射出去。主控板上紅外數(shù)據(jù)通信單元3用于接收溫度數(shù)據(jù)，主控板上的微控制器用于對(duì)溫度數(shù)據(jù)去噪和放大處理，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，與設(shè)置的溫度閾值做比較，如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器，此繼電器的輸出端接有冷卻功能的冷卻機(jī)，并通過繼電器打開冷卻機(jī)，實(shí)施降溫處理；如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于低于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器，此繼電器的輸出端接有加熱功能的加熱器，并通過繼電器打開加熱器，實(shí)施加熱處理。同時(shí)主控器具備RS232通信接口，方便與PC機(jī)等上位機(jī)進(jìn)行通信，為上位機(jī)的人機(jī)操作軟件提供接口。主控板同時(shí)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?yōu)楦哳l交流電激勵(lì)耦合線圈，而溫度采集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無(wú)線傳輸過程。
[0018]三線制PT100的選用和16位高速A/D保證了設(shè)備的溫度采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(fā)射保證了設(shè)備的通信可靠性和穩(wěn)定性。罐型電磁耦合線圈的設(shè)計(jì)保證了無(wú)線電能傳輸?shù)母咝芎偷洼椛涓蓴_性。
[0019]本發(fā)明還提供一種非接觸溫度測(cè)量方法，包括:溫度采集單元利用電阻橋路將PT100隨溫度變化的阻值測(cè)量出來(lái)，阻值的變化引起分壓網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的壓差的變化，將此壓差發(fā)送到溫度數(shù)據(jù)處理單元2，即通過溫度數(shù)據(jù)處理單元2中自帶的16位A/D處理單元完成模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。之后將溫度數(shù)據(jù)通過紅外發(fā)送至主控板，紅外發(fā)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(fā)射管組成的功率發(fā)射單元發(fā)射出去。主控板上紅外數(shù)據(jù)通信單元3接收溫度數(shù)據(jù)，主控板上的微控制器對(duì)溫度數(shù)據(jù)去噪和放大處理，并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，與程序中設(shè)置的溫度閾值做比較，如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器，此繼電器的輸出端接有冷卻功能的冷卻機(jī)，并通過繼電器打開冷卻機(jī)，實(shí)施降溫處理；如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于低于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器，此繼電器的輸出端接有加熱功能的加熱器，并通過繼電器打開加熱器，實(shí)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?yōu)楦哳l交流電激勵(lì)耦合線圈，而溫度采集板上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無(wú)線傳輸過程。
[0020]本發(fā)明是為解決傳統(tǒng)非接觸測(cè)溫不穩(wěn)定性的缺陷而設(shè)計(jì)的利用電能遠(yuǎn)距離耦合、紅外無(wú)線通信的軸體非接觸測(cè)溫裝置。發(fā)明的裝置現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)、易于安裝、溫度采集精準(zhǔn)、采集速度高，保證了使用的可靠性和穩(wěn)定性。
[0021 ] 上面描述僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，顯然在本發(fā)明的技術(shù)方案指導(dǎo)下本領(lǐng)域的任何人所作的修改或局部替換，均屬于本發(fā)明權(quán)利要求書限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種非接觸測(cè)量溫度的裝置，其特征在于，包括:溫度采集單元，溫度數(shù)據(jù)處理單元和主控板，其中，主控板包括紅外數(shù)據(jù)通信單元、電能耦合傳輸單元和加熱器/冷卻控制單元；溫度采集單元用于采集測(cè)量環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)給溫度處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元用于接收溫度采集單元發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，并將溫度數(shù)據(jù)的模擬量轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)的數(shù)字量，并將轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)通過紅外數(shù)據(jù)通信單元發(fā)送至主控板，所述主控板用于接收溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)溫度數(shù)據(jù)去噪、放大處理和實(shí)時(shí)分析，將分析后的實(shí)時(shí)接收的溫度與設(shè)置的溫度閾值做比較，如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開冷卻機(jī)，實(shí)施降溫處理；如果實(shí)時(shí)接收的溫度低于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開加熱器，實(shí)施加熱處理；所述電能耦合傳輸單元，用于將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l交流電激勵(lì)耦合線圈，而溫度采集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無(wú)線傳輸過程。
2.如權(quán)利要求1所述非接觸測(cè)量溫度的裝置，其特征在于，所述主控板具備RS232通信接口。
3.如權(quán)利要求1所述非接觸測(cè)量溫度的裝置，其特征在于，所述紅外數(shù)據(jù)通信單元是通過irDA接口，利用功率管和紅外發(fā)射管組成的功率發(fā)射單元將溫度數(shù)據(jù)發(fā)射出去。
4.如權(quán)利要求1所述非接觸測(cè)量溫度的裝置，其特征在于，所述溫度采集單元為三線制PTlOO傳感器，溫度采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(cè)量出來(lái)。
5.一種非接觸溫度測(cè)量方法，其特征在于，包括:溫度采集單元采集測(cè)量環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)發(fā)給溫度處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元接收溫度采集單元發(fā)送的溫度數(shù)據(jù)，將溫度數(shù)據(jù)的模擬量轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)據(jù)的數(shù)字量，并將轉(zhuǎn)換后的溫度數(shù)據(jù)通過紅外數(shù)據(jù)通信單元發(fā)送至主控板；所述主控板接收溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)溫度數(shù)據(jù)去噪、放大處理和實(shí)時(shí)分析，將分析后的實(shí)時(shí)接收的溫度與設(shè)置的溫度閾值做比較，如果實(shí)時(shí)接收的溫度高于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開冷卻機(jī)，實(shí)施降溫處理；如果實(shí)時(shí)接收的溫度低于溫度閾值，則通過數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器打開加熱器，實(shí)施加熱處理；電能稱合傳輸單兀將低壓直流電逆變?yōu)楦哳l交流電激勵(lì)耦合線圈，而溫度采集單元上具有與之匹配的接收線圈，以此完成了電能的無(wú)線傳輸過程。
【文檔編號(hào)】G01K7/20GK103674312SQ201310603253
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】連茹松 申請(qǐng)人:大連日佳電子有限公司