克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法
【专利摘要】本发明公开了克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，步骤1，通过两组组交替无间断测量的传感器进行加热烘干、自然冷却及测温；步骤A，当采用一个传感器测量环境温度时，第二个传感器进行加热烘干，加热时间的长度为T1；步骤B，加热结束后，第二个传感器通过空气对流进行散热，温度等于环境温度，冷却时间的长度为T2；步骤C，传感器冷却完成后，第二个传感器进行测温，测温的时间为T1+T2；当第二个传感器开始进行测温时，第一个传感器开始加热烘干，时间为T1+T2；步骤D,两个传感器交替往复进行步骤A到步骤C，进而实现无间断测量；本发明结构简单且能够克服因为液态水或固态水粘附在传感器表面而产生误差的局限性，提高了测量精度。
【专利说明】克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环境温度测量方法，尤其涉及克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，属于环境监测领域。
【背景技术】
[0002]温度是一个很重要的环境参数，人们的生活和环境温度息息相关，工业生产过程中需要实时测量环境温度，在农业生产中也离不开温度测量，目前，在气象站和无线电探空仪等气象环境探测领域，传统温度传感器多采用钼电阻或热敏电阻进行温度测量。由于冰、雪、雨滴、云滴、露等液态或固态水可能在粘附在传感器表面，云滴、雨滴和露滴的蒸发吸热、冰雪的融化和升华都可能导致测量温度低于大气环境的实际温度，云滴、雨滴和露滴的冻结释放潜热可能导致测量环境温度高于环境温度，造成一定的测量误差。
[0003]例如申请号为“201210161611.5”的一种温度测量方法，包括以下过程:在容置待测温目标的容器外部贴附一层测量介质，并在所述测量介质内壁和所述容器外壁之间设置第一温度传感器；所述测量介质外壁上设置有第二温度传感器，根据所述第一温度传感器和第二温度传感器所测得的温度，结合所述容器材质及测量介质的热扩散率，获得所述容器内待测温目标的温度。该发明采用间接外推的方式，能够解决高温度、高腐蚀且有毒环境下一般温度测量不能解决的问题，并且也降低了对测量仪器的要求，结构简单，节约成本。该发明虽然能够检测跟中温度信息，但是在检测精度方面有待进一步的优化，并且不能够克服因为液态水或固态水粘附在传感器表面而产生误差的局限性。
[0004]又如申请号为“201110303076.8”的一种温度测量方法。该温度测量方法即使在测量对象物上形成有薄膜的情况下，也能够比以往准确地对测量对象物的温度进行测量。其包括以下工序:将来自光源的光传送到在基板上形成有薄膜的测量对象物的测量点；对由基板的表面的反射光构成的第I干涉波、由基板与薄膜之间的界面的反射光、在薄膜的背面的反射光构成的第2干涉波进行测量；计算从第I干涉波到第2干涉波的光路长度；根据第2干涉波的强度计算薄膜的膜厚；根据算出的薄膜的膜厚计算基板的光路长度与算出的光路长度之间的光路差；根据算出的光路差校正算出的从第I干涉波到第2干涉波的光路长度；利用被校正的光路长度计算测量对象物的测量点处的温度。该发明虽然能够检测跟中温度信息，但是在检测精度方面有待进一步的优化，并且不能够克服因为液态水或固态水粘附在传感器表面而产生误差的局限性。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足，提供了一种能够克服因为液态水或固态水粘附在传感器表面而产生误差的局限性及无间断测量，有效地提高了测量精度。
[0006]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，具体包含如下步骤: 步骤1，通过两组交替无间断测量的传感器进行加热烘干、自然冷却及测温；具体如下:
步骤A，当采用一个传感器测量环境温度时，对第二个传感器进行加热烘干，加热时间的长度为Tl ；
步骤B，加热结束后，对第二个传感器通过空气对流进行散热冷却，直至温度逐步等于环境温度，冷却时间的长度为T2 ；
步骤C，当冷却完成后，采用第二个传感器进行测温，测温的时间为T1+T2 ;当第二个传感器开始进行测温时，对第一个传感器开始加热烘干并冷却至环境温度，时间为T1+T2 ；步骤D，两个传感器交替往复进行步骤A到步骤C，进而实现无间断测量；
步骤2，将传感器测量的精确温度经过汇聚处理，进而上传至监控中心。
[0007]优选的，在步骤I中，采用低温漂的精密加热电阻对传感器进行加热烘干。
[0008]优选的，所述传感器为DS18B20温度传感器。
[0009]优选的，所述加热电阻还连接与其数量相等且一一对应的温控电路，用于监测温度传感器温度，进而控制加热电阻。
[0010]优选的，所述传感器还连接一微处理器模块和一通讯单元；所述微处理器模块用于计算统计加热冷却及测温时间，所述通讯单元用于将测量数据进行传输。
[0011]优选的，所述微处理器模块为AVR单片机，所述通讯单元为无线通讯模块。
[0012]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1、本发明体积小、覆盖面广、功能多样化、便捷稳定，易于操作，便于管理，能够有效地监测环境温度参数；
2、通过对温度传感器进行加热烘干处理，有效地克服因为液态水或固态水粘附在传感器表面而产生误差的局限性，提高了测量精度；
3、通过多组传感器交替完成烘干、冷却与测量工作，实现无间断测量，有效地提高测量效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明工作方法流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
如图1所示，本发明涉及一种克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，具体包含如下步骤:
步骤1，通过两组交替无间断测量的传感器进行加热烘干、自然冷却及测温；具体如下:
步骤A，当采用一个传感器测量环境温度时，对第二个传感器进行加热烘干，加热时间的长度为Tl ；
步骤B，加热结束后，对第二个传感器通过空气对流进行散热冷却，直至温度逐步等于环境温度，冷却时间的长度为T2 ；
步骤C，当冷却完成后，采用第二个传感器进行测温，测温的时间为T1+T2 ;当第二个传感器开始进行测温时，对第一个传感器开始加热烘干并冷却至环境温度，时间为T1+T2 ； 步骤D，两个传感器交替往复进行步骤A到步骤C，进而实现无间断测量；
步骤2，将传感器测量的精确温度经过汇聚处理，进而上传至监控中心。
[0015]其中，在步骤I中，采用低温漂的精密加热电阻对传感器进行加热烘干，所述传感器为DS18B20温度传感器，所述加热电阻还连接与其数量相等且一一对应的温控电路，用于监测温度传感器温度，进而控制加热电阻，所述传感器还连接一微处理器模块和一通讯单元；所述微处理器模块用于计算统计加热冷却及测温时间，所述通讯单元用于将测量数据进行传输，所述微处理器模块为AVR单片机，所述通讯单元为无线通讯模块。
[0016]可用于环境温度监测系统中，设计系统可具体如下:包含汇聚节点、监控中心和由多个传感器节点I组成的多个无线传感器网络2，所述传感器节点包含至少两组用于交替无间断测量的测温模块及与其数量相等且一一对应的测温电路和用于测温模块交替无间断测量的微控制模块，所述测温模块包含一温度传感器和用于温度传感器加热的加热模块；加热模块交替加热多个温度传感器除去自然环境带来的影响，同时获取环境精确温度，所述测温模块将温度传感器测量温度传输至汇聚节点，所述汇聚节点将环境参数信息汇总通过中继路由上传至监控中心。
[0017]其中，所述传感器节点还包含一通信单元和一供电单元；所述测温模块连接微控制单元，所述微控制单元连接通信单元，所述供电单元为传感器节点提供所需电源，所述传感器节点之间通过无线连接，所述加热模块为低温漂的精密加热电阻，所述微控制模块为AVR单片机，所述供电单元为可充电锂电池，一个温度传感器与一个加热电阻相连接，测量电路主要包括一个模数转换器，该模数转换器与微控制器连接。整个测温模块主要由两个温度传感器、两个加热电阻、两个基于MOS管的控制电路、电阻测量电路和微控制器组成。
[0018]测量时，两组测温模块交替进行加热烘干、自然冷却及测温。一个传感器测量环境温度时，第二个传感器通过控制MOS管进入导通状态控制加热电阻对温度传感器进行加热烘干，加热时间的长度为Tl。加热结束后，MOS管不再导通，第一个传感器通过空气对流进行散热，温度逐步趋近于环境温度，这段冷却时间的长度为T2。传感器冷却完成后，第二个传感器进行测温，测温的时间为T1+T2。当第二个传感器开始进行测温时，第一个传感器开始加热烘干。用这种方法，两个传感器可交替往复实现无间断测量，并且可以排除雨雪等自然天气给温度传感器带来的影响，所述测温模块将温度传感器测量温度传输至汇聚节点，所述汇聚节点将环境参数信息汇总通过中继路由上传至监控中心，进而得到精确地温度信肩、O
[0019]工作时，首先利用温度传感器对社区温度进行数据采集，由于随着季节的变化天气环境变化，会存在雨雪、晨露等粘附在温度传感器上影响温度传感器的测量精度，基于此我们采用多组测温模块，通过加热电阻对温度传感器进行加热，冷却，此时检测电路随时对温度传感器的状态进行实时检测，除去外界自然环境如雨雪覆盖对传感器的影响，多个传感器节点将采集的温度信息汇聚到汇聚节点进行信息汇总处理，同时通过无线的方式将检测信息传输至监控中心，工作人员跟据温度的精确值，进一步安排社区工作。本发明体积小、覆盖面广、功能多样化、便捷稳定，易于操作，便于管理，能够有效地监测环境温度参数；通过对温度传感器进行加热烘干处理，有效地克服因为液态水或固态水粘附在传感器表面而产生误差的局限性，提高了测量精度；通过两组传感器交替完成烘干、冷却与测量工作，实现无间断测量，有效地提高测量效率。
[0020]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，其特征在于:具体包含如下步骤: 步骤1，通过两组交替无间断测量的传感器进行加热烘干、自然冷却及测温；具体如下: 步骤A，当采用一个传感器测量环境温度时，对第二个传感器进行加热烘干，加热时间的长度为Tl ； 步骤B，加热结束后，对第二个传感器通过空气对流进行散热冷却，直至温度逐步等于环境温度，冷却时间的长度为T2 ； 步骤C，当冷却完成后，采用第二个传感器进行测温，测温的时间为T1+T2 ;当第二个传感器开始进行测温时，对第一个传感器开始加热烘干并冷却至环境温度，时间为T1+T2 ；步骤D，两个传感器交替往复进行步骤A到步骤C，进而实现无间断测量； 步骤2，将传感器测量的精确温度经过汇聚处理，进而上传至监控中心。
2.根据权利要求1所述克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，其特征在于:在步骤I中，采用低温漂的精密加热电阻对传感器进行加热烘干。
3.根据权利要求1所述克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，其特征在于:所述传感器为DS18B20温度传感器。
4.根据权利要求1所述克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，其特征在于:所述加热电阻还连接与其数量相等且一一对应的温控电路，用于监测温度传感器温度，进而控制加热电阻。
5.根据权利要求1所述克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，其特征在于:所述传感器还连接一微处理器模块和一通讯单元；所述微处理器模块用于计算统计加热冷却及测温时间，所述通讯单元用于将测量数据进行传输。
6.根据权利要求5所述克服因液态水、固态水粘附产生误差的温度测量方法，其特征在于:所述微处理器模块为AVR单片机，所述通讯单元为无线通讯模块。
【文档编号】G01K7/16GK104330184SQ201410561745
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】徐花, 张静雅, 肖亚韪 申请人:苏州德鲁森自动化系统有限公司