一种非接触测量温度的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种非接触测量温度的方法和装置，包括，温度采集单元用于采集测量环境的温度数据，并将所述温度数据发给温度处理单元，所述数据处理单元用于接收温度采集单元发送的温度数据，并将温度数据的模拟量转换为温度数据的数字量，并将转换后的温度数据通过红外数据通信单元发送至主控板，所述主控板用于接收温度数据，并对温度数据去噪、放大处理和实时分析，将分析后的实时接收的温度与设置的温度阈值做比较，如果实时接收的温度高于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开冷却机，实施降温处理；如果实时接收的温度低于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开加热器，实施加热处理。本装置现场抗干扰能力强、温度采集精准和速度高。
【专利说明】一种非接触测量温度的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明属于电子领域，特别涉及一种非接触测量温度的方法和装置。
【背景技术】
[0002]热牵伸辊(以下简称热辊)广泛应用在纺织化纤行业中，是决定纺丝成型品质优略的关键设备。热辊轴体表面温度分布的均匀性是决定纺丝品质的关键因素。丝束在缠绕在热辊上旋转时，热辊表面的温度分布不均匀会造成丝束受热不同，进而影响丝的染色效果和强力的一致性。
[0003]为了使热辊表面温度分布能够均匀，目前行业中选择较多的热辊加热方式有多孔热管式、多区感应式等方式。但无论采用哪种热辊加热方式，热辊表面的温度采集是否准确直接影响着热辊加热系统，从而决定着热辊整体的匀热性能。将温度采集和设备监控集一体的设备，符合当代纺织化纤企业的技术改造和使用要求。
[0004]由于被测温对象处于高速旋转状态，所以温度测量过程难度较大。目前使用较多的非接触测量方式主要有两种。一种是利用辐射测温，如使用红外测量仪，红外测量仪具有测量快捷、操作方便等特点，但其测量结果易受被测物材料及其表面粗糙程度影响测量准确度。另一种是是通过定子产生激励磁场，转子通过线圈感应获得电能，而测温数据是通过转子以压频转换方法转换为频率信号，经无线电磁波传送到定子，此种方式的测量设备不具备数据处理能力，同时供电磁场和无线电磁场易耦合，影响温度测量的准确性。
【发明内容】
[0005]基于现有技术中存在的上述技术问题。本发明的目的在于提出一种非接触测量温度的方法和装置，提高了测量温度的准确性。
[0006]本发明提供了一种非接触测量温度的装置，包括:温度采集单元，温度数据处理单元和主控板，其中，主控板包括红外数据通信单元、电能耦合传输单元和加热器/冷却机；温度采集单元用于采集测量环境的温度数据，并将所述温度数据发给温度处理单元，所述数据处理单元用于接收温度采集单元发送的温度数据，并将温度数据的模拟量转换为温度数据的数字量，并将转换后的温度数据通过红外数据通信单元发送至主控板，所述主控板用于接收温度数据，并对温度数据去噪、放大处理和实时分析，将分析后的实时接收的温度与设置的温度阈值做比较，如果实时接收的温度高于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开冷却机，实施降温处理；如果实时接收的温度低于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开加热器，实施加热处理；所述电能耦合传输单元，用于将低压直流电逆变为高频交流电激励耦合线圈，而温度采集单元上具有与之匹配的接收线圈，以此完成了电能的无线传输过程。
[0007]基于上述的装置，上述主控板具备RS232通信接口。
[0008]基于上述的装置，上述红外数据通信单元是通过irDA接口，利用功率管和红外发射管组成的功率发射单元将温度数据发射出去。[0009]基于上述的装置，温度采集单元为三线制PTlOO传感器，温度采集单元利用电阻桥路方法将PTioo传感器随温度变化的阻值测量出来。
[0010]本发明还提供一种非接触温度测量方法，包括:温度采集单元采集测量环境的温度数据，并将所述温度数据发给温度处理单元，所述数据处理单元接收温度采集单元发送的温度数据，将温度数据的模拟量转换为温度数据的数字量，并将转换后的温度数据通过红外数据通信单元发送至主控板；所述主控板接收温度数据，并对温度数据去噪、放大处理和实时分析，将分析后的实时接收的温度与设置的温度阈值做比较，如果实时接收的温度高于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开冷却机，实施降温处理；如果实时接收的温度低于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开加热器，实施加热处理；电能耦合传输单元将低压直流电逆变为高频交流电激励耦合线圈，而温度采集单元上具有与之匹配的接收线圈，以此完成了电能的无线传输过程。
[0011]本发明的有益效果是:本发明是为解决传统非接触测温不稳定性的缺陷而设计的利用电能远距离耦合、红外无线通信的轴体非接触测温装置。发明的装置现场抗干扰能力强、易于安装、温度采集精准、采集速度高，保证了使用的可靠性和稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的一种非接触测量温度的装置的结构示意图。
[0013]图2为主控板和温度采集板的结构示意图。
[0014]图中，I，温度采集单元，2，温度数据处理单元，3，红外数据通信单元，4，电能耦合传输单元，5，加热器/冷却控制单元，6，主控板，7，纺丝卷筒，8，电机。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0017]如图1所示，本发明提供了一种非接触测量温度的装置，包括:温度采集单元1，温度数据处理单元2，以及主控板6。主控板包括红外数据通信单元3、电能耦合传输单元4和加热器/冷却控制单元5。其中，温度采集单元I包括三线制PT100传感器，温度采集单元I利用电阻桥路方法将PTioo传感器随温度变化的阻值测量出来，阻值的变化引起分压网络产生的压差的变化，将此压差发送到温度数据处理单元2。温度数据处理单元2用于将温度采集单元I的温度数据的模拟量转换为温度数据的数字量，并将温度数据通过红外数据通信单元3发送至主控板，红外发送部分是通过微处理器中包含的irDA接口，利用功率管和红外发射管组成的功率发射单元发射出去。主控板上红外数据通信单元3用于接收温度数据，主控板上的微控制器用于对温度数据去噪和放大处理，并进行实时分析，与设置的温度阈值做比较，如果实时接收的温度高于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器，此继电器的输出端接有冷却功能的冷却机，并通过继电器打开冷却机，实施降温处理；如果实时接收的温度高于低于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器，此继电器的输出端接有加热功能的加热器，并通过继电器打开加热器，实施加热处理。同时主控器具备RS232通信接口，方便与PC机等上位机进行通信，为上位机的人机操作软件提供接口。主控板同时具有电能耦合传输单元4，此电能耦合传输单元将低压直流电逆变为高频交流电激励耦合线圈，而温度采集单元上具有与之匹配的接收线圈，以此完成了电能的无线传输过程。
[0018]三线制PT100的选用和16位高速A/D保证了设备的温度采集的高速性能和高精度性能。红外通信方式的选用和大功率发射保证了设备的通信可靠性和稳定性。罐型电磁耦合线圈的设计保证了无线电能传输的高效能和低辐射干扰性。
[0019]本发明还提供一种非接触温度测量方法，包括:温度采集单元利用电阻桥路将PT100随温度变化的阻值测量出来，阻值的变化引起分压网络产生的压差的变化，将此压差发送到温度数据处理单元2，即通过温度数据处理单元2中自带的16位A/D处理单元完成模拟量到数字量的转换。之后将温度数据通过红外发送至主控板，红外发送部分是通过微处理器中包含的irDA接口，利用功率管和红外发射管组成的功率发射单元发射出去。主控板上红外数据通信单元3接收温度数据，主控板上的微控制器对温度数据去噪和放大处理，并进行实时分析，与程序中设置的温度阈值做比较，如果实时接收的温度高于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器，此继电器的输出端接有冷却功能的冷却机，并通过继电器打开冷却机，实施降温处理；如果实时接收的温度高于低于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器，此继电器的输出端接有加热功能的加热器，并通过继电器打开加热器，实施加热处理。主控板包含了电能耦合电路，此电路将低压直流电逆变为高频交流电激励耦合线圈，而温度采集板上具有与之匹配的接收线圈，以此完成了电能的无线传输过程。
[0020]本发明是为解决传统非接触测温不稳定性的缺陷而设计的利用电能远距离耦合、红外无线通信的轴体非接触测温装置。发明的装置现场抗干扰能力强、易于安装、温度采集精准、采集速度高，保证了使用的可靠性和稳定性。
[0021 ] 上面描述仅是本发明的一个具体实施例，显然在本发明的技术方案指导下本领域的任何人所作的修改或局部替换，均属于本发明权利要求书限定的范围。
【权利要求】
1.一种非接触测量温度的装置，其特征在于，包括:温度采集单元，温度数据处理单元和主控板，其中，主控板包括红外数据通信单元、电能耦合传输单元和加热器/冷却控制单元；温度采集单元用于采集测量环境的温度数据，并将所述温度数据发给温度处理单元，所述数据处理单元用于接收温度采集单元发送的温度数据，并将温度数据的模拟量转换为温度数据的数字量，并将转换后的温度数据通过红外数据通信单元发送至主控板，所述主控板用于接收温度数据，并对温度数据去噪、放大处理和实时分析，将分析后的实时接收的温度与设置的温度阈值做比较，如果实时接收的温度高于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开冷却机，实施降温处理；如果实时接收的温度低于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开加热器，实施加热处理；所述电能耦合传输单元，用于将低压直流电逆变为高频交流电激励耦合线圈，而温度采集单元上具有与之匹配的接收线圈，以此完成了电能的无线传输过程。
2.如权利要求1所述非接触测量温度的装置，其特征在于，所述主控板具备RS232通信接口。
3.如权利要求1所述非接触测量温度的装置，其特征在于，所述红外数据通信单元是通过irDA接口，利用功率管和红外发射管组成的功率发射单元将温度数据发射出去。
4.如权利要求1所述非接触测量温度的装置，其特征在于，所述温度采集单元为三线制PTlOO传感器，温度采集单元利用电阻桥路方法将PT100传感器随温度变化的阻值测量出来。
5.一种非接触温度测量方法，其特征在于，包括:温度采集单元采集测量环境的温度数据，并将所述温度数据发给温度处理单元，所述数据处理单元接收温度采集单元发送的温度数据，将温度数据的模拟量转换为温度数据的数字量，并将转换后的温度数据通过红外数据通信单元发送至主控板；所述主控板接收温度数据，并对温度数据去噪、放大处理和实时分析，将分析后的实时接收的温度与设置的温度阈值做比较，如果实时接收的温度高于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开冷却机，实施降温处理；如果实时接收的温度低于温度阈值，则通过数字信号驱动继电器打开加热器，实施加热处理；电能稱合传输单兀将低压直流电逆变为高频交流电激励耦合线圈，而温度采集单元上具有与之匹配的接收线圈，以此完成了电能的无线传输过程。
【文档编号】G01K7/20GK103674312SQ201310603253
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2013年11月22日
【发明者】连茹松 申请人:大连日佳电子有限公司