热应力监测系统及其现场设备的制作方法

专利名称：热应力监测系统及其现场设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热应力(heat stress)监测系统，尤其涉及一种用于在户外环境 中实时测量湿球黑球温度(WBGT)热应力的监测系统及其现场设备(field device)。
背景技术：
人类或动物感受到的热舒适度(thermal comfort)主要取决于风速、空气温度、相 对湿度以及太阳辐射。WBGT热应力指数是一种复合温度(composite temperature)，用于 评估上述四种环境因素对人或动物的影响。该指数是在20世纪50年代后期为美国Marine Corps Recruit D印ot在SouthCarolina (南卡罗来纳州)的Parr is island(巴黎岛)开 发的。测量WBGT热应力指数的方法于1982年被标准化。该测量规范记载于ISO 7243号文 件(1989版)，并且还刊登在大不列颠标准BS EN 27243 (British Standard BSEN 27243) 号文件。 根据ISO 7243号文件，WBGT热应力温度从自然湿球温度(Tnw)、黑球温度(Tg)和 空气温度(Ta)得出，其中 自然湿球温度(natural wet-bulb temperature,Tnw):是一种由覆盖有湿棉芯的 温度传感器所量度的温度，其中由储水槽(reservoir)为所述湿棉芯提供蒸馏水，这种设 计要求在测量期间保持水温不变。该温度传感器应保持自然通风，从而使得湿棉芯上的水 分蒸发时可以冷却温度计，以模拟人和动物的出汗效果。由于自然湿球温度计上没有遮盖， 因此自然湿球温度代表了相对湿度、风速和太阳辐射的综合效果。 黑球温度(globe temperature,Tg):是由150mm无光泽黑色薄球体及位于该球体 中央的温度计所量度的温度。类似于自然湿球温度计，该黑球温度计不被遮盖，因此黑球温 度代表了太阳辐射和风的综合效果。 空气温度(air temperature, Ta):是由遮盖着太阳辐射的温度计所量度的温度， 这种温度计通常被设置于百叶箱内中。空气温度是一种通常在气象观测和预报中所引用的 标准温度。 以上三种温度数据Tnw、Tg和Ta通过加权平均计算出如下所示的一种用于户外环 境的WBGT指数 <formula>formula see original document page 4</formula>
用于测量这三种温度数据的传感器的具体物理特性可从ISO 7243和ISO 7726号 文件中找到。 WBGT热应力温度被建议应用于需要持续消耗体力的体育活动，例如马拉松比赛， 并且自从1995年以来已被用于国际马术比赛中。在许多国家，WBGT热应力温度亦已被纳 入在热环境下工作的国家职业健康和安全指弓I中。 为了如实地评估热舒适度，应当在现场(on site)测量WBGT热应力温度。市场上 现有的WBGT热应力测量系统绝大多数是便携式系统，而不是针对在户外持续测量而设计 的。此外，为了便携，这些系统的传感器都紧密地安装在一起，因此会妨碍空气在传感器之间的自由循环。这就需要有一种便携式系统，能够在户外环境中持续测量高质量的WBGT热 应力温度数据。本发明就是要提供这种系统。

发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于热应力监测系统的现场设备，以在偏远的户 外环境中进行WBGT热应力温度的实时持续测量。 本发明的另一目的在于提供一种热应力监测系统，以实时监测户外环境中的热应 力温度。 为了实现第一个目的，本发明提供了一种包括现场设备的热应力监测系统。
所述现场设备被设计成非常易于便携，其包括WBGT测量装置、位置测量装置、数 据处理装置、数据通信装置以及电源装置。 所述WBGT测量装置位于现场环境中，其包括干球温度测量单元，用于测量干球 温度；黑球温度测量单元，用于测量黑球温度；以及自然湿球温度测量单元，用于测量自然 湿球温度。 所述位置测量装置用于采集现场设备在户外环境中的位置数据。 所述数据处理装置用于采集现场设备的位置数据，并采集和处理由WBGT测量装
置检测到的干球温度、黑球温度以及自然湿球温度的数据，并基于这三种温度数据进一步
计算WBGT热应力温度数据。 所述数据通信装置用于与所述数据处理装置进行通信，从所述数据处理装置接收 所述三种温度数据、WBGT热应力温度数据以及位置数据，并将所述数据传送给实时监测装 置，如后文所述。 所述电源装置用于为所述WBGT测量装置、所述位置测量装置、所述数据处理装置 以及所述数据通信装置供电。 所述自然湿球温度测量单元包括温度传感器；支架(holder)，用于固定所述温 度传感器；辐射遮罩(radiation shield)，用于遮蔽所述温度传感器的一端并由所述支架 固定；储水槽，具有空腔和出水口 ，所述空腔装有蒸馏水，并且所述空腔的容积与根据实际 需要而定的测量周期相匹配；容器，用於放置储水槽；并为储水槽提供隔热；以及棉芯，所 述棉芯的一端连接并覆盖未被辐射遮罩遮盖的温度传感器的一端，并且所述棉芯的另一端 浸入储水槽的出水口中。 为了实现此另一目的，本发明提供了热应力监测系统，包括上文所述的现场设备 和一实时监测设备。 所述实时监测设备用于在远端接收并显示所述三种温度数据、所述WBGT热应力 温度数据、所述现场设备的位置数据以及必要时由太阳辐射传感器检测的数据，并且监测 所述现场设备的各部件有否出现故障。 由于所述实时监测设备在远端接收所述三种温度数据、所述WBGT热应力温度数 据、所述现场设备的位置数据以及必要时由太阳辐射传感器检测的数据，因此本发明的热 应力监测系统可以实时监测在远端户外环境中的热应力温度。


本发明将通过其优选实施例并具体参考附图加以描述，该描述仅为了示例性目 的，并非为了限制性目的，其中 图1示出基于实际实物(practical entities)的本发明的热应力监测系统的示 意图； 图2示出根据本发明所构造的热应力实时监测系统网络的各部件的示意图；
图3示出本发明的热应力监测系统的现场设备的数据处理装置、数据通信装置、 WBGT测量装置、位置测量装置、太阳辐射测量装置以及电源装置的功能模块示意图；
图4示出本发明的3臂(3-arm)WBGT测量装置的结构图； 图5示出本发明的4臂(4-arm)WBGT测量装置的结构图，其中所述WBGT测量装置
具有用于测量太阳辐射的附加传感器，以获得额外的数据质量保障； 图6示出本发明的WBGT测量装置的干球温度测量单元的剖视图； 图7示出本发明的WBGT测量装置的干球温度测量单元的仰视图； 图8示出本发明的WBGT测量装置的黑球温度测量单元的结构图； 图9示出本发明的热应力监测系统的自动化数据质量保障装置的算法流程图； 图10示出本发明的热应力监测系统的实时监测设备的数据流程示意图； 图11示出由热应力监测系统实时测量出的自然湿球温度、黑球温度以及干球温
度的1分钟平均值时间序列； 图12示出由热应力监测系统实时测量出的WBGT热应力温度的1分钟平均值时间 序列； 图13示出由热应力监测系统实时测量出的太阳辐射的1分钟平均值时间序列；
图14示出当自然湿球温度传感器发生故障时，自然湿球温度、黑球温度以及干球 温度的典型时间序列； 图15示出在正常情况下，自然湿球温度、黑球温度以及干球温度的典型时间序
列。即在黎明后和在傍晚前，Tg > Ta而在夜晚期间和黎明前Tg < Ta ;以及 图16示出当黑球温度传感器发生故障时，自然湿球温度、黑球温度以及干球温度
的典型时间序列。
具体实施例方式
下文将参考图1-图4描述本发明的整个热应力监测系统及其现场设备。 如图1-图4所示，用于本发明热应力监测系统的现场设备包括WBGT测量装置、
位置测量装置、数据处理装置、数据通信装置以及电源装置。 WBGT测量装置位于现场环境中，如图4所示，其包括干球温度测量单元1，用于测 量干球温度；黑球温度测量单元2，用于测量黑球温度；以及自然湿球温度测量单元3，用于 测量自然湿球温度。 位置测量装置用于采集现场设备在户外环境中的位置数据。 数据处理装置采集现场设备的位置数据，采集和处理由WBGT测量装置检测到的 干球温度、黑球温度以及自然湿球温度的数据，并基于这三种温度数据进一步计算WBGT热 应力温度数据。
数据通信装置与数据处理装置通信，接收所述三种温度数据、WBGT热应力温度数 据以及位置数据，并进一步将这些数据传送给实时监测设备，如后文所述。电源装置为WBGT 测量装置、位置测量装置、数据处理装置以及数据通信装置供电。 上文所述是对本发明热应力监测系统的概括性说明，下文将依次具体描述用于本 发明热应力监测系统的现场设备的元件。 对于本发明中用于热应力监测系统的现场设备的WBGT测量装置的元件及其变型 的具体描述如下。
如图4、图6和图7所示，干球温度测量单元1可以包括辐射遮罩；温度传感器
ll，位于所述辐射遮罩的中心；以及缆线连接配件12，连接至所述传感器11。 辐射遮罩包括多个相互重叠的碟子13，其中所述碟子13由多个间隔件14隔开
并且由固定杆(fixed rod)40固定，优选三个固定杆沿圆周方向均匀布置；用于将传感器
ll设置在辐射遮罩中心的通孔分别形成于除遮罩顶部至少两个碟子之外的其他多个碟子
中，以确保更好地隔离太阳辐射对温度测量的可能影响。优选地，板13是白色的，并且可以
由金属或纤维玻璃制造，但并不以此为限。优选地，板13的数量为7片或更多。 如图4和图8所示，黑球温度测量单元2包括球壳(spherical shell) 21，其外
表面涂成无光泽的黑色(matt black);温度传感器22，位于球壳21内部；以及缆线连接配
件(未示出)，连接至温度传感器22。 球壳21可以由诸如黄铜等金属制成。球壳21的直径为150mm，这符合ISO 7243 号文件的要求。球壳21的厚度应当尽可能的薄。优选厚度为0.3mm或更小。
如图4和图5所示，自然湿球温度测量单元3包括温度传感器31 ;辐射遮罩32， 用于遮盖温度传感器31的端部，以降低热传导；支架33，用于安装温度传感器31和辐射遮 罩32 ;储水槽36，具有空腔；棉芯35，所述棉芯35的一端连接并覆盖未被辐射遮罩32遮盖 的温度传感器31的一端，并且所述棉芯35的另一端浸入储水槽36的出水口中；以及容器 37，用于放置储水槽36。 为了便于调节温度传感器31暴露于太阳下的长度，辐射遮罩32可设置有狭槽38， 优选有两个狭槽，辐射遮罩32通过狭槽38固定在支架33上。通过沿水平方向调节可移动 的辐射遮罩32在狭槽38中的安装位置，可以调整温度传感器31暴露于太阳下的长度。
辐射遮罩32可以是白色的，并由诸如不锈钢或铝等金属制成。
为了尽可能减少经由支架33至温度传感器31的热传导，支架33可以由诸如特氟 龙(telfon)等绝热材料制成。 为了符合IS0 7243号文件，棉芯35有一部分自由悬挂在空气中，而该部分(从温
度传感器31的一端到储水槽36的出水口 )的长度为20-30mm。 覆盖温度传感器31 —端的棉芯35的一端为50mm，这符合ISO的要求。 为了避免阻挡太阳辐射对温度传感器的照射，可以使储水槽36和容器37向其出
水口倾斜15。。倾斜角的合理范围是10。至20° 。 为了维持系统在户外环境中长时间运行(例如2-3周)而无需续水，容积为500ml 的储水槽36会将蒸馏水持续提供给本发明的系统。当然，储水槽36的容积可以根据按实 际所需而定的测量周期进行调整。储水槽36可以是塑料瓶。 为了防止棉芯35的另一端掉到储水槽36的出水口外并有利于棉芯35吸收储水槽36中的蒸馏水，储水槽36的出水口可以设置有弯管(bent tube) 34，使棉芯35的另一端 通过所述弯管34而浸入储水槽36中。弯管34的厚度可以为1. 5mm，因为这种弯管容易从 市场上购得。，为了在测量时保持储水槽36中的水温在太阳辐射下保持不变，以符合ISO 7243 号文件的要求，储水槽36与容器37要彼此隔热，容器37可以是白色的。所述隔热可以通 过优选厚度至少为12mm的泡沫材料板来实现。 为了防止鸟或动物损坏湿棉芯35，自然湿球温度测量单元还可以包括金属纱网 (wire gauze) 51，使其围绕辐射遮罩32和容器37的一部分。 本发明的WBGT测量装置的所有温度传感器全部符合ISO 7243号文件所规定的物 理特性。 为了便于校准、维护并符合ISO 7243号文件要求，选择具有下列特性的标准 PT100铂电阻温度计作为上述的温度传感器其为圆柱形传感器，外直径为6士lmm ;以及传 感器感应部分的长度为30±5mm。 本发明的干球温度的测量范围为-l(TC至50°C (更优选地，在炎热地区可调整为 60°C )以及测量精确度为±0. 2°C。 本发明的黑球温度的测量范围为ot:至8(rc (更优选地，在炎热地区可调整为 120°C )以及测量精确度为±0. 2°C。 本发明的自然湿球温度的测量范围为-l(TC至50°C (更优选地，在炎热地区可调 整为60°C )以及测量精确度为±0. 2°C。 为了减少对安装在各温度测量单元中的传感器周围的空气循环的阻碍，并且使所 测量的温度数据更加准确，如图4所示，WBGT测量装置还进一步包括一支撑架(support frame)，其具有以如下方式形成的三个臂7，即，有三个安装点用以在三个臂7的各个臂7上 分别支撑干球温度测量单元1、黑球温度测量单元2以及自然湿球温度测量单元3，由所述 三个安装点形成水平圆并等分该水平圆。 为了提供更好的数据质量控制，具体而言，可测量太阳辐射并提供太阳辐射强度 信息以识别黑球温度测量单元2中的任何问题，如图5所示。基于图4中示出的WBGT测量 装置，该WBGT测量装置可以进一步包括太阳辐射测量单元4。 根据太阳辐射测量单元4的上述配置，数据处理装置还可以采集并处理太阳辐射测 量单元4的数据；数据通信装置还可接收所述数据并进一步将所述数据发送至实时监测设备。
如图5所示，太阳辐射测量单元4可以优选设置于黑球温度测量单元2附近，以准 确识别黑球温度测量单元2中的任何问题。 根据太阳辐射测量单元4的上述配置，支撑架还进一步包括另一个臂，用于固定
太阳辐射测量单元。如图5所示，四个臂7以如下方式形成，即，有四个安装点用于在四个
臂7的各个臂上分别支撑干球温度测量单元1、黑球温度测量单元2、自然湿球温度测量单
元3以及太阳辐射测量单元4，所述四个安装点形成水平圆并等分该水平圆。 在包括支撑架的WBGT测量装置中，容器37优选可以按如下方式固定在支撑架中
用以支撑自然湿球温度测量单元的那个臂上，即，使照射所述自然湿球温度测量单元的温
度传感器的太阳光不被容器阻挡的方式。 在包括支撑架的WBGT测量装置中，支架33可以沿水平方向固定在臂7的末端。
在包括支撑架的WBGT测量装置中，为了保持本发明系统的整体便携性，支撑架优 选为可拆卸的。 在包括支撑架的WBGT测量装置中，为了避免太阳辐射被该系统的其他部件阻挡， 特别是如图4和图5所示，当容器37和支架33设置在同一臂上且位于同一垂直平面时，如 本发明的系统安装在北半球，则用于测量自然湿球温度的臂7必须指向北；如本发明的系 统安装在南半球，则用于测量自然湿球温度的臂7必须指向南。 在包括支撑架的WBGT测量装置中，为了便于将温度传感器的高度调整到所关注 目标(object of interest)的待测量高度(对于人和马而言大约分别为1.5至2m)，优选 地，具有3个臂或4个臂的支撑架可以进一步包括支柱8 (column)，该支柱8的一端直接或 通过三脚架(tripod)固定在地面上，而其另一端通过可拆卸底盘(base plate) 50或其他 可拆卸配件(accessory)连接至所述的3个臂或4个臂支撑架上。 在包括太阳辐射测量单元4的WBGT测量装置中，太阳辐射测量单元4可以是日射 强度计(pyranometer)，但并非以此为限。更优选地，使用具有如下特性的标准第一级日射 强度计41(IS0分类)其圆顶外径为50mm;用于测量平面上辐射照度(irradiance)的视 野(field of view)为180° ，其中所述辐射包括从上述的半球入射的直射和漫射性太阳辐 射。本发明的日射强度计41的光谱范围为305nm至2800nm，且最大辐射照度为2000W/m2。
下文将具体描述在本发明中用于热应力监测系统的现场设备的位置测量装置的 元件及其变型。 在本发明中，位置测量装置可以包括GPS接收器，但并非以此为限。 下文将具体描述在本发明中用于热应力监测系统的现场设备的数据处理装置的
元件及其变型。 如图3所示，其示出本发明的热应力监测系统的数据处理单元的功能模块示意 图。 数据处理装置包括微处理器，用于采集和处理由WBGT测量装置测量的干球温度、 黑球温度和自然湿球温度的数据，采集和处理现场设备的位置数据，必要时还采集和处理 由太阳辐射传感器检测到的数据，并根据这三种温度数据进一步计算WBGT热应力温度数 据。 为了存储三种温度数据、WBGT热应力温度、位置数据、乃至由太阳辐射单元检测到
的数据，数据处理装置还进一步包括与微处理器进行通信的存储卡。所述存储卡(例如CF
卡)可以提供高达约1GB字节的数据存储量，其足够存储一年的数据。 为了显示所述三种温度数据、WBGT热应力温度、位置数据、乃至由现场的太阳辐射
传感器检测到的数据，数据处理装置还进一步包括显示器，例如LCD(液晶显示器)。 下文将具体描述在本发明中用于热应力监测系统的现场设备的数据通信装置的
元件及其变型。 为了便携性和易于在偏远位置安装，数据通信装置被设计为使用标准TCP/IP协 议通过无线装置(例如GPRS调制解调器或其他无线移动电话网络)来传送数据。可选地， 数据通信装置还可以采用以太网端口以使用WiFi来传送数据。使用公共无线数据通信方 案可以节省传统有线数据传输需要铺设电缆的成本。当有线互联网宽带连接可用时，本发 明的系统还允许通过数据通信装置中的以太网端口传送数据。维护人员还可以使用以太网端口连接到笔记本电脑(notebook)以进行临场诊断。 下文将具体描述在本发明中用于热应力监测系统的现场设备的电源装置的元件 及其变型。 为了在无城市电力供应的偏远位置长期安装本系统的现场设备，电源装置可以通 过太阳能运行。在此，电源装置可以包括太阳能电池板、与数据处理装置连接的可充电电 池、以及与太阳能电池板和可充电电池连接的电池充电控制器。可选地，电源装置也可通过 其他可再生能源而运行。 在本发明的热应力监测系统的现场设备中，现场设备的数量可以至少为一套。为 了同一时间测量不同地点的热应力温度数据，现场设备的数量可以根据实际需要而调整。
如图2所示，本发明的热应力监测系统包括上述设置的现场设备和一实时监测设 备。实时监测设备从远端接收所述三种温度数据、WBGT热应力温度数据、现场设备的位置数 据、乃至必要时由太阳辐射传感器检测到的数据，并监测现场设备的各部件有否出现故障。
下文将具体描述在本发明中的热应力监测系统的实时监测设备的元件。
实时监测设备包括数据轮询(polling)装置、数据质量保障装置以及显示装置。
数据轮询装置用于从远端接收由现场设备的数据通信装置实时传送的所有数据， 并进一步将这些数据传送给数据质量保障装置。为了本发明整个系统中的互动，如图l所 示，数据轮询装置持续轮询(polls)现场设备的数据通信装置，以获得现场设备的位置、自 然湿球温度、黑球温度、干球温度、WBGT热应力温度、乃至由太阳辐射测量单元检测到的数 据的最新数据。数据轮询装置每日还至少校准(synchronize) —次现场设备的数据处理装 置的时钟，以确保测量时间的准确性。 数据质量保障装置用于实施所述数据的实时数据质量保障，给所述数据配上 (assigning)质量标记，向维护人员发出警报消息，并将所述数据和质量标记传送给显示装置。 显示装置用于接收并显示由数据质量保障装置传送的所述数据和质量标记。
在本发明的热应力监测系统的实时监测设备中，数据质量保障装置具有如下特 性其使用客观的及系统的自动质量保障(QA)算法进行数据质量控制；基于QA算法，所述 数据被配上质量保障标记(QA标记)，而原始数据仍保留在系统数据库中；以及根据QA标
记的值，将所记录的错误数据从系统中过滤掉。
如图9所示，QA算法包括以下步骤(l)由范围测试单元确定所测量的温度是否
处于预定范围内。根据所测值超过预定范围的多少，将超过预定范围的数据标记为可疑或
错误。所述范围根据气候(climatological)数据而确定；(2)由台阶或跳跃测试单元使用 连续的温度数据对任何不合理的跳跃数据进行测试。根据所述跳跃的大小，将超过跳跃界 限的数据标记为可疑或错误。目前是将可疑数据和错误数据的界限分别设置为3C和6°C; (3)由一致性测试单元检查自然湿球温度(Tnw)和干球温度(Ta)之间的内部一致性。自 然湿球温度(Tnw)应当低于或等于干球温度(Ta)。根据Tnw超过Ta的多少(可以从图14 的方框中的曲线看出)，将数据标记为可疑或错误。目前是将可疑数据和错误数据的界限分 别设置为0. 3t:和2t:。 对于包括太阳辐射测量单元的现场设备的WBGT测量装置而言，QA算法进一步包 括高级的一致性测试单元。在晚上，黑球温度(Tg)通常应当低于干球温度(Ta)。在黎明前或傍晚后，或者当未检测到太阳辐射时(如图16所示)，根据Tg超过Ta的多少，将数据标 记为可疑或错误。目前是将可疑数据和错误数据的界限分别设置为0. 3t:和2°C。
在本发明的热应力监测系统的实时监测设备中，数据质量保障装置可以通过电子 邮件单元或SMS(短信息服务)单元发出警报消息。 在本发明的热应力监测系统的实时监测设备中，数据质量保障装置可以进一步包 括数据库单元，用于接收带有标记的数据并将它们发送给显示装置。 在本发明的热应力监测系统的实时监测设备中，显示装置可以进一步包括网页单 元，用于接收数据库单元的数据库中带有质量标记的所述数据，并将它们以网页形式显示 在显示装置的屏幕上。 图11、图12和图13示出由现场设备的数据处理装置传送的所测量和所计算的数 据的详细记录。各个地点(individual sites)的自然湿球温度、黑球温度、干球温度、WBGT 热应力温度以及太阳辐射数据的实时数据和历史数据能以时间序列形式显示。热应力监测 系统网络的状态、来自现场设备的各传感器的数据可以显示在单个图表上以便于用人手核 查，也可以将所有的温度数据显示在一张图上。 图15示出在正常情况下，自然湿球温度、黑球温度以及干球温度的典型时间序 列。在黎明后至傍晚前Tg > Ta(可以从图15的方框中的曲线看出)，而在晚间至黎明前 Tg < Ta。 图16示出当黑球温度传感器发生故障(长方块部分)时的自然湿球温度、黑球温 度以及干球温度的典型时间序列。须注意的是，在此情形下在傍晚后至黎明前的Tg仍大于 Ta。
权利要求
一种用于热应力检测系统的现场设备，包括WBGT测量装置，位于现场环境中，该WBGT测量装置包括干球温度测量单元，用于测量干球温度；黑球温度测量单元，用于测量黑球温度；以及自然湿球温度测量单元，包括温度传感器和支架，所述温度传感器用于检测自然湿球温度，所述支架用于固定所述温度传感器；位置测量装置，用于采集所述现场设备在户外环境中的位置数据；数据处理装置，用于采集来自所述位置测量装置的位置数据，并采集和处理由所述WBGT测量装置检测到的所述干球温度、所述黑球温度以及所述自然湿球温度的数据，并基于这三种温度数据进一步计算WBGT热应力温度数据；数据通信装置，用于与所述数据处理装置进行通信，并接收由所述数据处理装置传送的所述三种温度数据、所述WBGT热应力温度数据以及所述位置数据；以及电源装置，为所述WBGT测量装置、所述位置测量装置、所述数据处理装置以及所述数据通信装置供电；其特征在于所述自然湿球温度测量单元还包括储水槽，具有空腔和出水口，所述空腔装有蒸馏水，并且所述空腔的容积与根据实际需要而定的测量周期相匹配；辐射遮罩，用于遮盖部分所述温度传感器并由支架固定；容器，用于安装所述储水槽并为所述储水槽提供隔热；以及棉芯，所述棉芯的一端连接并覆盖所述温度传感器未被所述辐射遮罩遮盖的一端，并且所述棉芯的另一端浸入所述储水槽的出水口中。
2. 根据权利要求l的现场设备，其特征在于所述储水槽向其出水口倾斜IO。至 20° 。
3. 根据权利要求l的现场设备，其特征在于所述储水槽的出水口具有弯管，所述棉芯 的另 一端通过所述弯管浸入所述储水槽中。
4. 根据权利要求1的现场设备，其特征在于所述辐射遮罩具有狭槽，通过所述狭槽可 移动地固定辐射遮罩在所述支架上。
5. 根据权利要求l的现场设备，其特征在于所述自然湿球温度测量单元还包括金属 纱网，其围绕部分所述辐射遮罩和部分所述容器。
6. 根据权利要求1的现场设备，其特征在于所述WBGT测量装置还包括太阳辐射测 量单元，用于测量太阳辐射。
7. 根据权利要求1的现场设备，其特征在于所述WBGT测量装置还包括支撑架，所述支撑架包括以如下方式形成的三个臂，有三个安装点用于在所述三个臂的各个臂上分别可 拆卸地固定所述干球温度测量单元、所述黑球温度测量单元以及所述自然湿球温度测量单 元，由所述三个安装点形成水平圆并等分该水平圆。
8. 根据权利要求6的现场设备，其特征在于所述WBGT测量装置还包括支撑架，所述支撑架包括以如下方式形成的四个臂，有四个安装点用于在所述四个臂的各个臂上分别可 拆卸地固定所述干球温度测量单元、所述黑球温度测量单元、所述自然湿球温度测量单元 以及所述太阳辐射测量单元，由所述四个安装点形成水平圆并等分该水平圆。
9. 根据权利要求7的现场设备，其特征在于所述支撑架还包括支柱，其一端固定在地 面上，其另一端可拆卸地连接至所述三个臂。
10. 根据权利要求8的现场设备，其特征在于所述支撑架还包括支柱，其一端固定在 地面上，其另一端可拆卸地连接至所述四个臂。
11. 根据权利要求1的现场设备，其特征在于所述位置测量装置包括GPS接收器。
12. 根据权利要求1的现场设备，其特征在于所述数据通信装置配备有GPRS调制解 调器，并且使用标准TCP/IP协议通过无线移动电话网络传送来自所述现场设备的数据。
13. 根据权利要求1的现场设备，其特征在于所述数据通信装置具有以太网端口，并且使用标准TCP/IP协议通过WiFi或有线互联网宽带传送来自所述现场设备的数据。
14. 根据权利要求1的现场设备，其特征在于所述数据通信装置具有GPRS调制解调 器和以太网端口，并且使用标准TCP/IP协议通过无线移动电话网络、WiFi或有线宽带传送 来自所述现场设备的数据。
15. 根据权利要求1的现场设备，其特征在于所述电源装置包括 太阳能电池板；可充电电池；以及电池充电控制器，与所述太阳能电池板和可充电电池连接。
16. —种热应力监测系统，包括根据权利要求1-15中任一项所述的现场设备，并且所述现场设备的数量至少为一个；以及实时监测设备，用于从远端接收并显示由所述现场设备的所述数据通信装置实时传送 的各种数据，并监测所述现场设备有否出现故障。
17. 根据权利要求16的热应力监测系统，其特征在于所述实时监测设备包括 数据轮询装置，用于从远端接收并发送由所述现场设备的所述数据通信装置实时传送的所有数据；数据质量保障装置，用于实施所述数据的实时数据质量保障，将所述数据配上质量标 记，向维护人员发出警报消息，并传送所述数据和质量标记；以及显示装置，用于接收并显示由所述数据质量保障装置传送的所述数据和质量标记。
18. 根据权利要求17的热应力监测系统，其特征在于所述数据质量保障装置包括 范围测试单元，用于确定所测量的温度数据是否处于预定范围内； 跳跃测试单元，用于测试连续的温度数据中任何不合理的跳跃；一致性测试单元，用于检查所述自然湿球温度和所述干球温度之间的内部一致性；以及高级一致性测试单元，用于检查所述干球温度和所述黑球温度之间的一致性。
全文摘要
本发明公开了一种热应力监测系统及其现场设备。热应力监测系统包括现场设备和实时监控设备。所述现场设备包括WBGT测量装置、采集现场设备位置的位置测量装置、数据处理装置、数据通信装置以及电源装置。所述WBGT测量装置位于现场环境中，其包括干球温度测量单元、黑球温度测量单元和自然湿球温度测量单元。所述数据处理装置用于采集并处理所有由WBGT测量装置获得的相关温度数据，并进一步计算WBGT热应力温度数据，且发送所述所有相关温度数据和计算数据。所述数据通信设备用于与所述数据处理装置通信，并接收由所述数据处理装置发送的所有相关温度数据和计算数据。本系统可实现在远端户外环境下长时间检测WBGT热应力温度并在中心站实时显示质量控制数据。
文档编号H04L29/06GK101793978SQ20091020726
公开日2010年8月4日 申请日期2009年10月23日 优先权日2008年10月24日
发明者伍添鸿, 冼惠芬, 冼球全, 杨志宇, 梁贤基, 萧安邦, 谢伟明, 谭广雄 申请人:香港特别行政区政府