冰箱和基于红外传感器的温度测量方法_2

文档序号:9273080阅读:来源:国知局
的温度,转换为相应的电信号。相比于现有技术中的温度传感器,红外传感器可以通过直接接收物品发射的红外线快速地测量温度,而不需要物品将其温度传导至温度传感器周围后,才能感测温度的变化,响应速度快,准确程度高。红外传感器可以通过设置红外导向部件限制出矩形视野,通过限制检测方位提高检测精度,以对预设区域进行精确探测。
[0036]步骤S104的采样间隔时间可以根据其使用环境和测温要求进行设置,例如在对冰箱储物空间进行测量时,可以将采样间隔时间设置为0.1s。
[0037]步骤S106可以利用预设的存储队列来实现预定数量的温度采样值的获取,以及最大采样值和最小采样值的筛除。具体流程可以包括:将温度采样值按照采样时间依次存储于预设的队列中,队列的长度为预定数量。例如一种实例为:每0.1s采集一个数值,采集完十个数值后,对十个数进行排序,去掉一个最大采样值,去掉一个最小采样值,剩下的8个值的平均值作为温度测量值。在后续获取一个新的采样值后,把当前存储队列中最早的采集值进行覆盖,把新的采样值放入队列中,重新筛除最大采样值和最小采样值,剩下的8个值的平均值作为后续的温度测量值。
[0038]为了避免红外传感器的测量结果出现异常,在获取温度采样值的步骤之后还可以确认温度采样值属于预设的正常数值区间,并记录属于正常数值区间内的温度采样值,将超出正常数值区间内的采样值设置为无效数据,并筛除;并且如果连续预定数量的温度采样值均为无效数据,生成温度测量异常提示信号,并停止红外传感器对预设区域内的温度进行感测。
[0039]以上正常数值区间可以根据被测的预设区域的极限温度进行设置,例如对于冰箱间室,可将正常数值区间设置为-40至60摄氏度。间室的温度一般不会超出这一数值区间,在出现温度采样值超出这一范围,可认为红外传感器的测量或者采集过程出现异常,这样的异常数据需要筛除,以避免对正常数据产生干扰。
[0040]另外,红外传感器响应速度快,但是测温精度方面一般存在绝对误差,该绝对误差在±3°C范围内。但是对于每个红外传感器,绝对误差基本上为一个定值,在步骤S108之后还可以包括:使用红外传感器的预置的修正常数对测量值进行修正,以得到温度修正值。该修正常数可以通过对红外传感器以及标准温度传感器的测量值进行比对得出,并保存。从而可以有效地消除绝对误差,进一步提高红外传感器的测量精度。
[0041]图2是根据本发明一个实施例的基于红外传感器的温度测量方法的流程图,该流程包括:
[0042]步骤S202,采集开始,参数初始化。初始化的内容包括:对温度采集值存储队列进行初始化,例如将一个长度是S的存储队列进行清空,S为上述预定数量,一般可以设置为10或其他预设值,存储队列的元素可以记为IR(O)、IR⑴、IR⑵、……IR(S-1)、IR(S);对队列序列标识初始化,s = 0 ;报警提示标识初始化,Err = O0
[0043]步骤S204,对红外传感器的感测结果进行采样,得到温度采样值Tl ;
[0044]步骤S206,判断Tl是否属于正常数值区间,即是否满足_40〈T1〈60,若是,认定为正常数据,执行步骤S208,若否认定为异常数据,执行步骤S218 ;
[0045]步骤S208,将Err进行清零,Err = O ;
[0046]步骤S210,判断采集值的数量是否达到要求,即判断是否满足s>S ;若是,采集完成,执行步骤S212,若否进行下一次采集,执行步骤S218 ;
[0047]步骤S212,对存储队列进行整理,即IR(O) = IR(I),IR(I) = IR⑵,……IR(S-1)=IR(S),IR(S) = Tl,形成循环存储队列,也就是覆盖最初的数值;
[0048]步骤S214,对IR(O)、IR(I)……IR(S)进行排序,筛除最小采样值min和最大采样值max,剩余S-2个数值取平均值IR,计算公式为IR = (IR(O)+IR(I) +……+IR(S)-max-min)/(S-2);
[0049]步骤S216,使用红外传感器的预置的修正常数对测量值进行修正,以得到温度修正值,IR’ = IR+IR(amend),其中IR(amend)为预先通过比对红外传感器以及标准温度传感器的测量值得出的修正常数。
[0050]步骤S218,进入下一次感测结果采集,IR(S) = Tl,s = s+Ι,返回执行S604 ;
[0051]步骤S220,报警提示标识累加,Err = Err+1 ;
[0052]步骤S222,判断是否出现连续预定数量的采样值均为无效数据的情况,即判断是否出现Err>S的情况,若是执行步骤S222,若否,返回执行步骤S204 ;
[0053]步骤S224,输出异常提示,停止测量。
[0054]通过以上流程计算的温度修正值IR’,即为最终的测量结果,该数值消除了红外传感器的测量波动以及绝对误差,更准确地反映了预设区域的实际温度。
[0055]利用本实施例的基于红外传感器的温度测量方法,对预设区域的温度进行感测,并通过对多个采样值进行筛选和平均值计算,尽量避免红外传感器的测量值波动给测量准确度带来的影响,提高了温度测量的准确性,使得测量值直接反映预设区域内部物品的实际温度,为后续相关控制提供了准确的控制依据。本实施例的基于红外传感器的温度测量方法优选适用于对冰箱储物间室的温度测量。
[0056]图3是根据本发明一个实施例的冰箱的示意性结构图,图4是根据本发明一个实施例的冰箱的控制部件的示意框图。该冰箱一般性地可以包括:箱体110、红外传感器130,温度计算装置160。
[0057]箱体110包括顶壁、底壁、后壁以及左右两个侧壁围成,箱体110前方设置门体(图中未示出),门体可以采用枢轴结构连接于侧壁上。箱体110内部限定有储物间室(例如冷藏室)。间室可被分隔为多个储物空间140。
[0058]红外传感器130设置于储物间室内部,配置成对储物间室内预设储物空间中存储物品的温度进行感测。红外传感器130的数量依据储物空间140的数量进行设定。一般而言每个储物空间140可以设置一个红外传感器130。在储物空间140具有情况下较大的宽度的情况下,一个红外传感器130可能无法全面地感测到储物空间140的整体情况,可以在一个储物空间140中设置多个红外传感器130,一种优选的方式为布置两个红外传感器分别布置于箱体两个侧壁的内侧,共同对储物空间140进行温度测量。
[0059]红外传感器130的配置的另一种方式为:利用传动装置(螺杆传动、同步带传动等)带动红外传感器130在多个储物空间中运动,以分别对多个储物空间140的温度进行测量。
[0060]为了提高红外传感器130对储物空间140内部物品的温度感测精度,满足对冰箱间室进行制冷的要求,发明人对红外传感气130的安装位置进行了大量的测试得出,红外传感器130的优选安装位置及其优选的配置方式。红外传感器130在其所在储物空间140的高度高于储物空间140整体高度的二分之一处(更优的范围为高于或位于储物空间140整体高度的三分之二),每个红外传感器130的红外接收中心线相对于竖直向上的角度范围设置为70度至150度(更优的范围为76度至140度);以及每个红外传感器130的红外接收中心线的水平投影与其所在侧壁的夹角范围设置为30度至60度(更优的范围为30度至45度)。
[0061]红外传
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