一种恒温金属浴的智能温度控制系统及检测方法与流程

本发明涉及温度控制，尤其涉及一种恒温金属浴的智能温度控制系统及检测方法。

背景技术：

1、恒温金属浴常用于酶样品保存和反应、dna扩增、pcr反应等各项试验，已广泛应用于医药化工、食品安全、质检、环境检测等行业。温度是恒温金属浴的关键参数，会直接影响最终试验结果。现有技术中通常在恒温金属浴的加热件中设置温度传感器，获取温度反馈值，从而实现温度的闭环控制。但是，加热件处于温度反复变化的环境中，且长时间处于高温或低温环境，难免出现异常，导致温度数据不可靠，从而会影响温度控制环的准确性。

2、为了使恒温金属浴的温控更加准确可靠，现有技术中也存在一些校准装置，例如发明专利cn105618171b提出一种金属浴自动校准方法及系统，包括恒温模块和对恒温模块进行加热的加热板，所述加热板内设置有温度传感器，所述恒温模块内可放置测温探头。该发明通过测温探头来采集恒温模块内的温度，通过同一时间测温探头采集的温度与温度传感器采集的加热板的温度进行对比实现对恒温模块的自动温度校准过程。但是，该发明仅设置了一个测温探头只能对一个孔洞进行测温，无法准确反映恒温模块各个孔洞的实际温度情况；且该发明的测温探头与外界空气连通，外界环境温度以及空气气流扰动均会影响探头测温准确性；并且，该发明加热板仅设置一个温度传感器，可靠性差。

3、此外，发明专利cn114003074a提出一种干式恒温试验设备温场校准装置，包括控制部件，处理模块连接于传输模块、通道控制模块和温度补偿模块，传输模块连接于读取模块，读取模块连接于通道控制模块；温度采集部件，每个恒温块用于封堵温场通孔，恒温块具有第一通孔，每个电阻部件的一端连接于通道控制模块，另一端穿过第一通孔并伸入温场通孔；恒流源部件，恒流源部件的一端连接于读取模块，另一端连接于通道控制模块。该发明虽然采用多通道测量，但是带来了新的问题：如何对多个测点的数据进行处理，从而保证数据在时间上和空间上的一致性。

技术实现思路

1、发明目的：针对以上问题，本发明提出一种恒温金属浴的智能温度控制系统及检测方法。

2、技术方案：

3、第一方面，本发明提出一种恒温金属浴的智能温度控制系统，包括恒温金属浴的多个恒温模块，加热件，多个无线温度测点，多个温度传感器，触发控制模块，第一数据处理模块，第二数据处理模块，校正模块，识别模块，远程通信模块，远程监控服务器；

4、优选地，所述无线温度测点设置在恒温模块的孔洞内壁；

5、所述温度传感器设置在加热件中；

6、所述触发控制模块用于控制无线温度测点和温度传感器的采样时间与频率；

7、所述第一数据处理模块用于对温度传感器采集的数据进行分析处理，计算映射测点温度估值；

8、所述第二数据处理模块用于根据恒温模块的孔径对无线温度测点数据进行修正处理；

9、所述校正模块用于获取温度传感器数据的校正参数，并对温度传感器的数据进行校正；

10、识别模块用于自动识别获取恒温模块的标签从而获取恒温模块的编号、孔径；

11、远程监控服务器用于通过远程通信模块对控制系统进行远程监控。

12、优选地，所述触发控制模块包括频率设置模块，用于设置温度传感器和无线温度测点的采样频率；

13、所述触发控制模块还用于根据无线通信时延设置无线温度测点的采集动作触发时刻。

14、优选地，所述第一数据处理模块包括异常判断模块，用于判断温度传感器是否异常；

15、所述第一数据处理模块还包括温度估值模块，用于获取映射测点温度估值；

16、其中，恒温模块中的无线温度测点的竖直方向上在加热件的映射点即为所述映射测点。

17、优选地，在恒温模块上设置有rfid标签；

18、识别模块通过识别rfid标签来获取恒温模块的编号、孔径信息。

19、第二方面，本发明还提供了一种恒温金属浴的智能温度控制系统的恒温金属浴的检测方法，

20、该方法包括：

21、步骤1、按照预设布局规则布置无线温度测点；

22、步骤2、获取恒温模块信息，关闭恒温金属浴的盖体，设定温度、启动工作；

23、所述恒温模块信息包括编号、孔径；

24、步骤3、触发无线温度测点与温度传感器的采集动作并获取数据；

25、步骤4、对温度传感器数据进行分析处理，计算映射测点温度估值；

26、其中，恒温模块中的无线温度测点的竖直方向上在加热件的映射点即为所述映射测点；

27、步骤5、根据恒温模块的孔径对无线温度测点数据进行修正处理；

28、步骤6、获取温度传感器数据的校正参数；

29、步骤7、根据模块自动匹配校正参数，对温度传感器采集的数据进行校正。

30、步骤71、开始恒温金属浴试验时，自动识别恒温模块的标签信息；

31、步骤72、根据恒温模块的标签信息确定对应的校正参数；

32、步骤73、根据校正参数对温度传感器采集的数据进行校正。

33、优选地，所述步骤3包括：

34、步骤31、设定温度传感器的采集动作触发时刻t1；

35、步骤32、根据无线通信时延t0设定无线温度测点的采集动作触发时刻t2：

36、t2＝t1+t0；

37、步骤33、设定无线温度测点与温度传感器的采样频率均为f0；

38、步骤34、获取温度传感器和无线温度测点返回的采集数据；

39、其中，温度传感器的数据帧中包含温度传感器的编号，无线温度测点的数据帧中包含无线温度测点的编号。

40、优选地，所述步骤4包括：

41、步骤41、判断加热件的温度传感器数据是否异常；

42、求取各温度传感器数据的平均值其中，ti为第i个温度传感器的温度数据；

43、判断偏差值ε是否在预设范围内，若是，则第i个温度传感器为有效温度传感器，否则为异常温度传感器；

44、

45、步骤42、获取加热件中与恒温模块无线温度测点对应的映射测点；

46、恒温模块中的无线温度测点的竖直方向上在加热件的映射点即为所述映射测点；

47、获取恒温模块的四角孔和中心孔内设置的五个无线温度测点对应的五个映射测点；

48、步骤43、获取映射测点与各关键温度传感器的距离；

49、获取第k个映射测点与第j个有效温度传感器的距离lkj；其中1≤k≤m，1≤j≤4，m为无线温度测点数量；

50、判断lkj的值是否超过预设值，若是则舍弃第j个有效温度传感器的数据，若否则将第j个有效温度传感器判断为关键温度传感器；从而获取各映射测点与各关键温度传感器的距离；

51、步骤44、根据关键温度传感器数据以及映射测点与各关键温度传感器的距离计算映射测点温度估值ck；

52、

53、其中，ck为第k个映射测点的温度估值，n为关键温度传感器的数量，bi为第i个关键温度传感器的数据，αki为第i个关键温度传感器的权重系数；

54、

55、其中，dkj为第k个映射测点与第j个关键温度传感器的距离。

56、优选地，所述步骤5包括：

57、步骤51、获取恒温模块的孔径d；

58、步骤52、根据孔径d对无线温度测点数据进行修正，修正后的无线温度测点数据ei为：

59、

60、其中，fi为无线温度测点数据，d0为恒温模块的最小孔径，dm为恒温模块的最大孔径；

61、优选地，所述步骤6包括：

62、步骤61、获取与映射测点温度估值ck对应的修正后的无线温度测点数据ek的差值yk；

63、yk＝ek-ck；

64、步骤62、求取第k个差值在预设时间内的均值

65、步骤63、求取温度传感器数据的校正参数u：

66、

67、其中，β为校正系数；

68、步骤64、分别获取每个恒温模块的校正参数并存储。

69、第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，优选地：所述计算机程序被处理器执行时实现所述恒温金属浴的检测方法中的步骤。

70、本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

71、1、本发明考虑无线通信时延，间隔地触发温度传感器和无线温度测点的采集动作初始时刻，从而使温度传感器和无线温度测点能够在同一时刻采集温度数据，保证了数据在时间上的一致性。并且，本发明根据温度传感器的数据帧中的温度传感器的编号以及无线温度测点的数据帧中的无线温度测点的编号，来确定数据的来源，依次能够保证数据在空间上的一致性，便于后续步骤的数据对比分析处理。

72、2、本发明对温度传感器的测量值进行初步分析处理，排除异常的数据，从而能够提高温度检测的可靠性。本发明对无线温度测点的数据进行修正时考虑了不同恒温模块的孔径的影响，更加贴近真实试验环境。

73、3、本发明根据温度传感器的数据获取无线温度测点的竖直方向上在加热件的映射测点的温度估值，根据映射测点的温度估值与无线温度测点的偏差情况来获取校正参数，从而对温度传感器的数据进行校正。更加准确真实地反应了无线测点对应的温度值，相比现有技术更加准确。

74、4、本发明能够自动识别恒温模块的信息，在更换恒温模块时，自动匹配校正参数，无需手动调节参数，操作便捷、智能化程度高。用户还能够通过远程监控服务器查看控制系统的参数以及进行参数修改，提高了便捷性。