本實(shí)用新型涉及石油化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種管線外表面溫度的獲取裝置。

背景技術(shù)：

目前，管線的保溫是工業(yè)設(shè)備的重要工程問題。比如，新疆油田公司目前有注汽管線約800km，在油田稠油開發(fā)中發(fā)揮著重要作用的同時(shí)，其產(chǎn)生的能耗問題十分巨大，稠油熱采管線保溫效果直接影響著原油的采收率和油田生產(chǎn)總能耗。管線的保溫通常配置有保溫層，無論是管線的內(nèi)保溫還是管線的外保溫，保溫效果的好壞都是影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要指標(biāo)。

石油工業(yè)中使用大量稠油熱采管道，這些稠油熱采管道在運(yùn)行過程中是不間斷長(zhǎng)周期地運(yùn)行，一般的保溫檢測(cè)裝置難以準(zhǔn)確得出管線外表面的溫度以及散熱損失值。紅外檢測(cè)裝置主要是在地面處手推式或其它機(jī)動(dòng)方式來進(jìn)行在役檢測(cè)，目前紅外熱像儀用于測(cè)定工業(yè)鍋爐表面散熱損失，但是適用于工藝結(jié)構(gòu)復(fù)雜機(jī)械，而且并未給出具體的計(jì)算散熱損失的數(shù)學(xué)模型，也未提及外表面溫度如何準(zhǔn)確地獲取。紅外測(cè)溫儀測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的溫度，不能涉及面的測(cè)量，導(dǎo)致管線外表面溫度的獲取準(zhǔn)確性低。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種管線外表面溫度的獲取裝置，以至少解決管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性低的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種測(cè)量裝置，該管線外表面溫度的獲取裝置包括：測(cè)量裝置，與管線外表面相接觸，用于測(cè)量管線外表面的測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)；采集裝置，與測(cè)量裝置相連接，用于在第一預(yù)設(shè)處理模型下根據(jù)測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)得到管線外表面的真實(shí)溫度；承載車，用于承載測(cè)量裝置和采集裝置。

進(jìn)一步地，該測(cè)量裝置包括：紅外熱像儀，與采集裝置相連接，用于測(cè)量管線外表面的預(yù)設(shè)截面上的測(cè)量溫度。

進(jìn)一步地，該外部環(huán)境數(shù)據(jù)包括管線外表面接收的太陽輻射熱流量，測(cè)量裝置包括：輻射熱流傳感器，與管線外表面接觸，用于測(cè)量太陽輻射熱流量。

進(jìn)一步地，該外部環(huán)境數(shù)據(jù)包括管線外表面所處外部環(huán)境的溫度，測(cè)量裝置包括：第一表面溫度計(jì)，設(shè)置在距離管線外表面的預(yù)設(shè)距離處，用于測(cè)量外部環(huán)境的溫度。

進(jìn)一步地，外部環(huán)境數(shù)據(jù)包括管線外表面所處外部環(huán)境的風(fēng)速，該測(cè)量裝置還包括：風(fēng)速儀，設(shè)置在承載車上，用于測(cè)量管線外表面所處外部環(huán)境的風(fēng)速。

進(jìn)一步地，該采集裝置還用于在第二預(yù)設(shè)處理模型下根據(jù)真實(shí)溫度、外部環(huán)境的溫度和外部環(huán)境的風(fēng)速得到管線外表面的散熱損失值。

進(jìn)一步地，該采集裝置包括：數(shù)據(jù)采集儀，與測(cè)量裝置相連接，用于記錄測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，該采集裝置還包括：計(jì)算機(jī)，與數(shù)據(jù)采集儀相連接，用于將測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)按照第一預(yù)設(shè)處理模型處理為真實(shí)溫度。

進(jìn)一步地，該承載車包括：支撐底座；伸縮拉桿架，與支撐底座相連接，用于移動(dòng)支撐底座。

進(jìn)一步地，該采集裝置包括：第二表面溫度計(jì)，與管線外表面接觸，用于測(cè)量管線外表面的預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)溫度。

進(jìn)一步地，該第二表面溫度計(jì)為表面溫度傳感器，表面溫度傳感器的探頭與目標(biāo)點(diǎn)通過導(dǎo)熱膠粘連。

通過本實(shí)用新型，采用測(cè)量裝置，與管線外表面相接觸，用于測(cè)量管線外表面的測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)；采集裝置，與測(cè)量裝置相連接，用于在第一預(yù)設(shè)處理模型下根據(jù)測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)得到管線外表面的真實(shí)溫度；承載車，用于承載測(cè)量裝置和采集裝置，由于通過融入了外部環(huán)境數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)模型可以適應(yīng)多種外部環(huán)境數(shù)據(jù)的變化以得到管線外表面的真實(shí)溫度，解決了管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性低的問題，進(jìn)而達(dá)到了提高管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性的效果。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種管線外表面溫度的獲取裝置的示意圖；以及

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種管線外表面溫度的獲取裝置的示意圖。

其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記：

1、支撐底座；2、伸縮拉桿架；3、紅外熱像儀；4、風(fēng)速儀；5、表面溫度計(jì)；6、工控計(jì)算機(jī)；7、數(shù)據(jù)采集儀；8、輻射熱流傳感器；9、保溫管線。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本申請(qǐng)的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本申請(qǐng)的實(shí)施例。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列單元的系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它單元。

實(shí)施例1

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種管線外表面溫度的獲取裝置。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種管線外表面溫度的獲取裝置的示意圖。如圖1所示，該管線外表面的獲取裝置包括：測(cè)量裝置10、采集裝置20和承載車30。

測(cè)量裝置10，與管線外表面相接觸，用于測(cè)量管線外表面的測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)。

管線外表面可以為保溫管線外表面，處于室外環(huán)境中，比如，野外的管道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中。測(cè)量裝置10與管線外表面相接觸，可選地，該測(cè)量裝置10通過輻射熱流傳感器與管線外表面接觸，其中，輻射熱流傳感器與管線外表面上的目標(biāo)點(diǎn)相接處，用于測(cè)量管線外表面接收的太陽輻射熱流量。該測(cè)量裝置10用于測(cè)量管線外表面的測(cè)量溫度，該測(cè)量溫度與管線外表面的真實(shí)溫度存在一定的誤差。可選地，通過紅外熱像儀測(cè)量管線外表面的測(cè)量溫度，該紅外熱像儀可以測(cè)量一個(gè)管線外表面一個(gè)截面上的溫度，相比表面溫度計(jì)和紅外測(cè)溫儀限于對(duì)點(diǎn)的溫度測(cè)量的局限性，該測(cè)量裝置可以測(cè)量管線外表面的測(cè)量溫度的范圍大于表面溫度計(jì)和紅外測(cè)溫儀測(cè)量測(cè)量管線外表面的測(cè)量溫度的范圍，從而避免了表面溫度計(jì)和紅外測(cè)溫儀通過測(cè)量點(diǎn)的溫度而得出面的溫度的不足，進(jìn)而提高了管線外表面測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性。

測(cè)量裝置10還可以用于測(cè)量管線外表面所處的外部環(huán)境的外部環(huán)境數(shù)據(jù)，該外部環(huán)境數(shù)據(jù)影響管線外表面的溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性，可以包括管線外表面所處外部環(huán)境的風(fēng)速、太陽輻射熱流量、環(huán)境空氣溫度等外部環(huán)境數(shù)據(jù)，其中，外部環(huán)境的風(fēng)速可以通過風(fēng)速儀測(cè)量得到，太陽輻射熱流量可以通過輻射熱流傳感器測(cè)量得到，包括一天中不同時(shí)刻輻射熱流量，環(huán)境空氣溫度可以通過表面溫度計(jì)測(cè)量得到，在一定時(shí)間內(nèi)可以近似不變。

采集裝置20，與測(cè)量裝置10相連接，用于在第一預(yù)設(shè)處理模型下根據(jù)測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)得到管線外表面的真實(shí)溫度。

采集裝置20與測(cè)量裝置10相連接，用于獲取測(cè)量裝置10采集到的測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)。第一預(yù)設(shè)模型為管線外表面的真實(shí)溫度、測(cè)量溫度、外部環(huán)境數(shù)據(jù)具有預(yù)設(shè)關(guān)系的熱平衡方程，通過測(cè)量溫度、外部環(huán)境數(shù)據(jù)根據(jù)第一預(yù)設(shè)模型可以得到管線外表面的真實(shí)溫度，或者近似真實(shí)溫度，從而融入了外部環(huán)境對(duì)管線外表面的溫度的影響因素，提高了管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性。

可選地，采集裝置20通過數(shù)據(jù)采集儀采集測(cè)量裝置10測(cè)量的測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)按照第一預(yù)設(shè)模型對(duì)測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到管線外表面的真實(shí)溫度，提高了管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性。

承載車30，用于承載測(cè)量裝置10和采集裝置20。

承載車30包括支撐底座，該支撐底座用于承載測(cè)量裝置10和采集裝置30，該承載車還可以包括伸縮拉桿，通過伸縮拉桿可以使用戶手推移動(dòng)該管線外表面的獲取裝置，提高了該管線外表面的獲取裝置的部署的靈活性，進(jìn)而方便用戶操作，更適合野外操作，降低了管線外表面的獲取裝置使用的局限性。

該實(shí)施例通過測(cè)量裝置10與管線外表面相接觸，測(cè)量管線外表面的測(cè)量溫度和外部環(huán)境參數(shù)的測(cè)量數(shù)據(jù)；通過采集裝置20與測(cè)量裝置10相連接，在第一預(yù)設(shè)處理模型下根據(jù)測(cè)量溫度和測(cè)量數(shù)據(jù)得到管線外表面的真實(shí)溫度；通過承載車30承載測(cè)量裝置和采集裝置，由于通過融入了外部環(huán)境數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)模型可以適應(yīng)多種外部環(huán)境數(shù)據(jù)的變化以得到管線外表面的真實(shí)溫度，解決了管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性低的問題，進(jìn)而達(dá)到了提高管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性的效果。

可選地，該測(cè)量裝置包括：紅外熱像儀，與采集裝置相連接，用于測(cè)量管線外表面的預(yù)設(shè)截面上的測(cè)量溫度。

測(cè)量裝置包括紅外熱像儀，該紅外熱像儀與采集裝置相連接，用于測(cè)量管線外表面的預(yù)設(shè)界面上的測(cè)量溫度，并將測(cè)量溫度向采集裝置傳輸?？蛇x地，紅外熱像儀用于測(cè)量管線外表面的目標(biāo)點(diǎn)處的溫度，打開紅外熱像儀調(diào)試內(nèi)部參數(shù)值，該內(nèi)部參數(shù)值包括環(huán)境溫度、輻射率、測(cè)試距離等，通過調(diào)整紅外熱像儀的角度與預(yù)設(shè)界面上的目標(biāo)點(diǎn)之間的距離，使紅外熱像儀對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，獲取目標(biāo)點(diǎn)的紅外熱像圖，并將紅外熱像圖傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，通過計(jì)算機(jī)根據(jù)紅外熱像圖記錄目標(biāo)點(diǎn)處的溫度值，從而方便管線外表面溫度的采集，同時(shí)適用在野外的管道現(xiàn)場(chǎng)中測(cè)量管線外表面的溫度。

可選地，外部環(huán)境數(shù)據(jù)包括管線外表面接收的太陽輻射熱流量，該測(cè)量裝置包括：輻射熱流傳感器，與管線外表面接觸，用于測(cè)量太陽輻射熱流量。

測(cè)量裝置可以包括輻射熱流傳感器，該輻射熱流傳感器可以為太陽輻射器，與管線外表面接觸，用于測(cè)量管線外表面接收到的太陽輻射熱流量。比如，輻射熱流傳感器與管線外表面上的預(yù)設(shè)截面上的目標(biāo)點(diǎn)緊密接觸，測(cè)量并記錄一天中不同時(shí)刻管線外表面接收到的太陽輻射熱流量。結(jié)合太陽輻射熱流量對(duì)測(cè)量溫度按照第一預(yù)設(shè)模型進(jìn)行計(jì)算，得到管線外表面的真實(shí)溫度，從而適應(yīng)多種外部環(huán)境參數(shù)的變化，提高了管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性。

可選地，外部環(huán)境數(shù)據(jù)包括管線外表面所處外部環(huán)境的溫度，該測(cè)量裝置包括：第一表面溫度計(jì)，設(shè)置在距離管線外表面的預(yù)設(shè)距離處，用于測(cè)量外部環(huán)境的溫度。

測(cè)量裝置采集到的外部環(huán)境數(shù)據(jù)包括管線外表面所處外部環(huán)境的溫度，可以通過第一表面溫度計(jì)測(cè)得外部環(huán)境溫度。該第一表面溫度計(jì)可以放置在距離管線外表面的預(yù)設(shè)距離處，比如，放置在離管線外表面2米處的位置，以測(cè)定室外環(huán)境空氣溫度，可選地，該第一表面溫度計(jì)還可以用于測(cè)量管線外表面的目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)溫度。根據(jù)外部環(huán)境的溫度對(duì)測(cè)量溫度按照第一預(yù)設(shè)模型進(jìn)行計(jì)算?？蛇x地，結(jié)合太陽輻射熱流量、外部環(huán)境的溫度對(duì)測(cè)量溫度按照第一預(yù)設(shè)模型進(jìn)行計(jì)算，得到管線外表面的真實(shí)溫度，從而適應(yīng)多種外部環(huán)境參數(shù)的變化，提高了管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性。

可選地，外部環(huán)境數(shù)據(jù)包括管線外表面所處外部環(huán)境的風(fēng)速，測(cè)量裝置還包括：風(fēng)速儀，設(shè)置在承載車上，用于測(cè)量管線外表面所處外部環(huán)境的風(fēng)速。

測(cè)量裝置采集到的外部環(huán)境數(shù)據(jù)包括管線外表面所處外部環(huán)境的風(fēng)速，也即，測(cè)試管線外表面風(fēng)速，可以通過風(fēng)速儀測(cè)得。該風(fēng)速儀可以放置在承載車上，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)速大小和風(fēng)向的走勢(shì)。根據(jù)外部環(huán)境的風(fēng)速對(duì)測(cè)量溫度按照第一預(yù)設(shè)模型進(jìn)行計(jì)算，從而得到管線外表面的真實(shí)溫度。可選地，結(jié)合太陽輻射熱流量、外部環(huán)境的溫度、外部環(huán)境的風(fēng)速對(duì)測(cè)量溫度按照第一預(yù)設(shè)模型進(jìn)行計(jì)算，得到管線外表面的真實(shí)溫度，從而適應(yīng)多種外部環(huán)境參數(shù)的變化，提高了管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性。

可選地，采集裝置還用于在第二預(yù)設(shè)處理模型下根據(jù)真實(shí)溫度、外部環(huán)境的溫度和外部環(huán)境的風(fēng)速得到管線外表面的散熱損失值。

采集裝置除了用于在第一預(yù)設(shè)處理模型下根據(jù)測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)得到管線外表面的真實(shí)溫度之外，還可以用于根據(jù)管線外表面的真實(shí)溫度、外部環(huán)境的溫度和外部環(huán)境的風(fēng)速按照第二預(yù)設(shè)模型獲取管線外表面的熱損失值，其中，外部環(huán)境的風(fēng)速用于計(jì)算對(duì)流換熱系數(shù)?？蛇x地，該熱損失值為單位面積管線外表面散熱損失，可以由對(duì)流換熱熱流密度與輻射換熱熱流密度之差得到。

在得到管線外表面的散熱損失值之后，可以根據(jù)管線外表面面積和時(shí)間計(jì)算出管線每月或每年的散熱損失量，從而及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

可選地，采集裝置包括：數(shù)據(jù)采集儀，與測(cè)量裝置相連接，用于記錄測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)。

采集裝置，與測(cè)量裝置相連接，可以通過信號(hào)傳輸線接收測(cè)量裝置測(cè)量得到的測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)，在第一預(yù)設(shè)處理模型下根據(jù)測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)得到管線外表面的真實(shí)溫度。該采集裝置包括數(shù)據(jù)采集儀，與測(cè)量裝置可以通過信號(hào)傳輸線相連接，接收測(cè)量裝置測(cè)量得到的測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)并自動(dòng)記錄，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的采集。

可選地，該采集裝置還包括：計(jì)算機(jī)，與數(shù)據(jù)采集儀相連接，用于將測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)按照第一預(yù)設(shè)處理模型處理為真實(shí)溫度。

采集裝置除了包括數(shù)據(jù)采集儀之外，還可以包括計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)可以為工控計(jì)算機(jī)，與數(shù)據(jù)采集儀相連接，用于將測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)按照第一預(yù)設(shè)模型處理為管線外表面的真實(shí)溫度并記錄。

可選地，該承載車包括：支撐底座；伸縮拉桿架，與支撐底座相連接，用于移動(dòng)支撐底座。

承載車用于承載測(cè)量裝置和采集裝置，可以為手推移動(dòng)的小車。該承載車包括支撐底座，通過支撐底座承載測(cè)量裝置和采集裝置。該承載車除了包括支撐底座之外，還可以包括伸縮拉桿架，可以拉長(zhǎng)、收短，用于移動(dòng)支撐底座。

可選地，該采集裝置包括：第二表面溫度計(jì)，與管線外表面接觸，用于測(cè)量管線外表面的預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)溫度。

該采集裝置還可以包括第二表面溫度計(jì)，貼在管線外表面處，用于測(cè)得預(yù)設(shè)截面的目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)溫度值，通過信號(hào)傳輸線將目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)溫度傳輸至數(shù)據(jù)采集儀進(jìn)行自動(dòng)記錄。可選地，目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)溫度可以用于修正在第一預(yù)設(shè)模型下根據(jù)測(cè)量溫度和外部環(huán)境數(shù)據(jù)得到管線外表面的真實(shí)溫度，提高了管線外表面溫度獲取的準(zhǔn)確性。

可選地，該第二表面溫度計(jì)為表面溫度傳感器，表面溫度傳感器的探頭與目標(biāo)點(diǎn)通過導(dǎo)熱膠粘連。

第二表面溫度計(jì)可以為表面溫度傳感器，表面溫度傳感器的探頭應(yīng)與目標(biāo)點(diǎn)充分接觸，可以利用導(dǎo)熱膠將其粘連，穩(wěn)固風(fēng)干20分鐘以上，從而準(zhǔn)確測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)溫度。

該實(shí)用新型的測(cè)量裝置包括紅外熱像儀、風(fēng)速儀、表面溫度計(jì)、輻射熱流傳感器，采集裝置包括數(shù)據(jù)采集儀、工控計(jì)算機(jī)。通過風(fēng)速儀測(cè)試當(dāng)?shù)丨h(huán)境風(fēng)速，通過表面溫度計(jì)可以得出環(huán)境溫度值以及保溫管線外表面目標(biāo)點(diǎn)處真實(shí)溫度值，通過輻射熱流傳感器記錄一天中不同時(shí)刻輻射熱流值。調(diào)整紅外熱像儀的角度和與被測(cè)的目標(biāo)點(diǎn)之間的距離，對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，獲取紅外熱像圖傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，記錄熱像儀測(cè)量的目標(biāo)點(diǎn)處的溫度值。該實(shí)施例的線外表面溫度的獲取裝置應(yīng)用于野外的管道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，可以對(duì)有風(fēng)以及太陽輻射天氣可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量得出大量的數(shù)據(jù)庫與已建立的模型相結(jié)合可以得出不同時(shí)刻的管線外表面真實(shí)溫度值及不同時(shí)間段、不同季節(jié)的散熱損失值。

該實(shí)施例有效地避開了熱像儀中發(fā)射率難以確定問題，從建立帶有太陽輻射熱流量的數(shù)學(xué)模型出發(fā)，得出紅外熱像儀下的真實(shí)溫度計(jì)算公式，同時(shí)搭建的實(shí)驗(yàn)裝置可以適應(yīng)多種外部環(huán)境參數(shù)的變化，同時(shí)能夠準(zhǔn)確快捷的得出管線外表面溫度及散熱損失。

實(shí)施例2

下面結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行說明。

本實(shí)用新型提出了一種室外獲取管線外表面溫度、散熱損失的裝置，該裝置包括：承載車、測(cè)量裝置系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集記錄裝置。其中，承載車包括支撐底座和伸縮拉桿架；測(cè)量裝置系統(tǒng)包括紅外熱像儀、風(fēng)速儀、表面溫度計(jì)、輻射熱流傳感器；數(shù)據(jù)采集記錄裝置包括數(shù)據(jù)采集儀、工控計(jì)算機(jī)。

該實(shí)施例的室外獲取管線外表面溫度、散熱損失的實(shí)驗(yàn)裝置利用風(fēng)速儀測(cè)試當(dāng)?shù)丨h(huán)境風(fēng)速，通過表面溫度計(jì)可以得出環(huán)境溫度值及保溫管線外表面目標(biāo)點(diǎn)處的真實(shí)溫度值，太陽輻射器記錄了一天中不同時(shí)刻輻射熱流值。調(diào)整紅外熱像儀的角度和與被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)距離，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)，獲取紅外熱像圖傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，記錄熱像儀測(cè)量的目標(biāo)點(diǎn)處的溫度值。該裝置方便地應(yīng)用于野外的管道現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，可以對(duì)有風(fēng)及太陽輻射天氣可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量得出大量的數(shù)據(jù)庫與已建立的模型相結(jié)合可得出不同時(shí)刻的管線外表面真實(shí)溫度值及不同時(shí)間段、不同季節(jié)的散熱損失值。

本實(shí)用新型有效地避開熱像儀中發(fā)射率難以確定問題，從建立帶有太陽輻射的數(shù)學(xué)模型出發(fā)，得出紅外測(cè)溫技術(shù)下的真實(shí)溫度計(jì)算公式，同時(shí)搭建的實(shí)驗(yàn)裝置可以適應(yīng)多種外部環(huán)境數(shù)據(jù)的變化，同時(shí)能夠準(zhǔn)確快捷的得出管線外表面溫度及散熱損失。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種管線外表面溫度的獲取裝置的示意圖。如圖2所示，該管線外表面溫度的獲取裝置包括：支撐底座1、伸縮拉桿架2、紅外熱像儀3、風(fēng)速儀4、表面溫度計(jì)5、工控計(jì)算機(jī)6、數(shù)據(jù)采集儀7和輻射熱流傳感器8。

該管線外表面溫度的獲取裝置用于獲取保溫管線9的管線外表面溫度。

該實(shí)施例的管線外表面溫度的獲取裝置包括：承載車、測(cè)量裝置系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集記錄裝置。其中，承載車由支撐底座1和伸縮拉桿架2兩部分組成，測(cè)量裝置系統(tǒng)包括紅外熱像儀3、風(fēng)速儀4、表面溫度計(jì)5和輻射熱流傳感器8。數(shù)據(jù)采集記錄裝置包括工控計(jì)算機(jī)6和數(shù)據(jù)采集儀7，室外背景環(huán)境中測(cè)量的主體為保溫管線9。選定保溫管線外表面的某個(gè)截面，并在截面等間距地標(biāo)定三個(gè)被測(cè)的目標(biāo)點(diǎn)，通過紅外熱像儀3測(cè)量保溫管線外表面目標(biāo)點(diǎn)處的溫度，通過輻射熱流傳感器8測(cè)量管線外表面接收的太陽輻射熱流量，表面溫度計(jì)5放置在離管線外表面2m處位置可以測(cè)定室外環(huán)境的空氣溫度，同時(shí)還可以將表面溫度計(jì)貼至被測(cè)保溫材料表面處，測(cè)得目標(biāo)點(diǎn)的真實(shí)溫度值。輻射熱流傳感器8、表面溫度計(jì)5所采集的數(shù)據(jù)通過信號(hào)傳輸線連接至數(shù)據(jù)采集儀7自動(dòng)記錄，其中，數(shù)據(jù)采集儀7與工控計(jì)算機(jī)6相連接。

建立紅外熱像儀與管線外表面及周圍環(huán)境之間熱平衡方程，通過該方程推導(dǎo)出管線外表面溫度及散熱損失理論模型。

管線外表面真實(shí)溫度T如下：

εσT₀⁴＝εσT⁴+ρ(I+εσT_sky⁴)，

其中，ε為管道外表面發(fā)射率；

σ為玻耳茲曼常量，其值為5.67×10-8W/(m2.K4)；

T₀為紅外熱像儀測(cè)量下的管道外表面目標(biāo)點(diǎn)處的溫度；

T為管道外表面目標(biāo)點(diǎn)處的真實(shí)溫度；

ρ為反射率；

I為太陽輻射熱流量；

T_sky為天空溫度。

管線外表面散熱損失如下：

q_s＝q_d-q_f，

其中：q_d為對(duì)流換熱熱流密度；

q_f為輻射換熱熱流密度；

q_s為單位面積管線外表面散熱損失。

q_s＝α_cr(t-t_k)-εσ[T⁴-T_k⁴]，

其中，α_cr為對(duì)流換熱系數(shù)；

t、T為管線外表面目標(biāo)點(diǎn)處的真實(shí)溫度，其中，t為攝氏溫度、T為華氏溫度；

t_k、T_k為管線外表面目標(biāo)點(diǎn)出的環(huán)境空氣溫度，其中，t_k為攝氏溫度，T_k為華氏溫度。

對(duì)流換熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式如下：

其中，ω為管線外表面風(fēng)速。

針對(duì)室外獲取管線外表面溫度、散熱損失的獲取，其具體實(shí)施過程如下：

在保溫管線外表面每隔1m處選取一個(gè)截面，每個(gè)截面可以平均選取三個(gè)目標(biāo)點(diǎn)。在具體測(cè)試的時(shí)間段為有風(fēng)晴天與無風(fēng)晴天中的早、中、晚時(shí)間段。當(dāng)測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)處的真實(shí)溫度值時(shí)，表面溫度傳感器的探頭與目標(biāo)點(diǎn)充分接觸，可以利用導(dǎo)熱膠將其粘連，穩(wěn)固風(fēng)干20min以上。輻射熱流傳感器也與目標(biāo)點(diǎn)緊密接觸。為了測(cè)量真實(shí)的管線外表面接收的輻射熱流值，風(fēng)速儀放置在承載車上，從而實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)風(fēng)速大小以及風(fēng)向的走勢(shì)。打開紅外熱像儀調(diào)試內(nèi)部參數(shù)值，比如，環(huán)境溫度、輻射率、測(cè)試距離等，調(diào)整角度對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，最終將所有測(cè)的數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)采集儀并保存至工控計(jì)算機(jī)中。

在數(shù)據(jù)采集記錄裝置中，將上述測(cè)量數(shù)據(jù)通過管線外表面的溫度計(jì)算模型以及散熱損失模型，從而準(zhǔn)確地獲取管線外表面的溫度，以及管線外表面的散熱熱流密度，再根據(jù)散熱熱流密度即可根據(jù)保溫管線的表面積與時(shí)間計(jì)算出管線每月或每年的散熱損失值。

該室外獲取管線外表面溫度、散熱損失的實(shí)驗(yàn)裝置的核心是采集裝置建立管線外表面真實(shí)溫度及散熱損失計(jì)算模型。該真實(shí)溫度模型考慮到了太陽輻射的影響，散熱損失計(jì)算模型中加入了風(fēng)速的影響，對(duì)于高原多風(fēng)、日照時(shí)間較長(zhǎng)區(qū)域具有很好的實(shí)際意義。該室外被測(cè)保溫管線由三部分組成，由內(nèi)至外分別為工作鋼管層、聚氨酯保溫層及鍍鋅鐵皮層。在鍍鋅鐵皮外表面處放置輻射熱流傳感器，該傳感器熱流測(cè)試范圍為0～1000W/m2，同時(shí)在外表面處布置溫度傳感器。在被測(cè)管線外表面選定某三個(gè)截面，截面處平均標(biāo)定三個(gè)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)，調(diào)節(jié)紅外熱像儀內(nèi)部參數(shù)并與被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)切平面成900方向角，最后保存并記錄被測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

該實(shí)施例的承載車由支撐底座和伸縮拉桿架組成；通過風(fēng)速儀測(cè)試當(dāng)?shù)丨h(huán)境風(fēng)速，通過表面溫度計(jì)可得出環(huán)境溫度值以及保溫管線外表面目標(biāo)點(diǎn)處真實(shí)溫度值，通過太陽輻射器記錄一天中不同時(shí)刻輻射熱流值，通過調(diào)整紅外熱像儀的角度和與被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)距離，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)點(diǎn)，獲取紅外熱像圖傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上，記錄熱像儀測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)處的溫度值，從而可以對(duì)有風(fēng)及太陽輻射天氣可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確且快捷地獲取管線外表面溫度、散熱損失值，對(duì)于評(píng)價(jià)保溫效果，優(yōu)化保溫方案，降低生產(chǎn)耗能具有十分重要的意義。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。