一种基于远程温度计的温度场复现装置及方法制造方法及图纸

一种基于远程温度计的温度场复现装置及方法，包括远程温度计、无线通信模块、PC端控制单元和上位机系统，远程温度计包括温度采集单元、远程温度计控制单元和无线数据发送单元，其中，温度采集单元采集数据，通过远程温度计控制单元将数据传输至无线数据发送单元，无线数据发送单元包括无线数据发送单元和无线数据接收单元，无线数据发送单元用无线信号将数据发送至无线数据接收单元，无线数据接收单元接收数据后，通过PC端控制单元，最终发送至上位机系统。本发明专利技术提供了一种基于远程温度计的温度场复现方法，可以用于需要精确温度控制却无法直接测量的场合，通过实时温度的获取，可以有效的还原原始温度场的情况。以有效的还原原始温度场的情况。以有效的还原原始温度场的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于远程温度计的温度场复现装置及方法


[0001]本专利技术属于测量
，涉及一种基于远程温度计的温度场复现装置及方法。

技术介绍

[0002]工业生产中，温度是常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度的控制至关重要。现代科学的发展，温度的测量方法越来越多，常见的温度测量包括膨胀式测温、电量式测温、接触式光电等接触式测温方法，以及辐射式测温、光谱法测温、激光干涉测温、声波测温等非接触式测温。接触式测温在实际测量时需要充分与被测物品或介质充分接触，而在很多场合，无法使用接触式测温方法度被测物进行直接测量，而非接触式测温方法很容易受到外界环境的影响。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于，提供了一种基于远程温度计的温度场复现方法，在不影响工业生产的前提下，在被测物附近安装远程温度计，从而获取关键节点的温度数据并将数据发送至上位系统，在上位系统中通过有限元数值模拟技术，还原被测物的温度场情况。本专利技术提出的以实时温度测量技术与有限元数值模拟技术相结合的温度场还原方法适用于需要对温度进行精确控制却又无法直接测量温度的场合，能够较好的对温度场的还原。
[0004]本专利技术采用如下的技术方案：
[0005]一种基于远程温度计的温度场复现方法，所述的温度场复现方法步骤如下：
[0006]步骤1：根据被测物以及现场环境在被测物周围安装远程温度计；
[0007]步骤2：根据需要仿真的空间数据定义单元以及材料类型，并建立几何模型，进行网格的划分，以远程温度计体积为最小有限元，对空间进行有限元分割，形成有限单元网格，
[0008]其中，空间数据为包含被测物三维空间的三维坐标值；
[0009]步骤3：上位机系统发送温度采集命令给步骤1中安装的各节点远程温度计，各节点远程温度计收到上位机系统命令后开始进行温度采集，获取当前时刻温度数据，并将温度数据发送给上位机；
[0010]步骤4：根据步骤3获取的温度数据，在ANSYS有限元分析模块中设置有限元边界条件及约束条件；
[0011]步骤5：根据步骤4所得的有限元边界条件及约束条件进行有限元求解计算，并进行后处理操作，获得被测物体及其周围的温度场情况，
[0012]其中，ANSYS为有限元分析软件。
[0013]所述步骤1中，将远程温度计安装在被测物体周围，构成三维的空间阵列，安装数量可根据实际物体体积大小相应增加，其数量大于等于5个，每一个远程温度计作为一个温度节点，温度计间的距离不应超过被测物的尺寸。
[0014]在被测物周围等间距安装远程温度计，所述远程温度计数目为5。
[0015]一种基于远程温度计的温度场复现装置，所述温度场复现装置包括远程温度计、无线通信模块、PC端控制单元和上位机系统，
[0016]所述远程温度计包括温度采集单元、远程温度计控制单元和无线数据发送单元，
[0017]其中，温度采集单元采集数据，通过远程温度计控制单元将数据传输至无线数据发送单元，
[0018]所述无线通信模块包括无线数据发送单元和无线数据接收单元，无线数据发送单元用无线信号将数据发送至无线数据接收单元，
[0019]无线数据接收单元接收数据后，通过PC端控制单元，最终发送至上位机系统。
[0020]所述远程温度计中的温度采集单元包括温度传感器，采用HDC1080，相对湿度精度为
±
2％，温度精度为
±
0.2℃，温度传感器具有14位测量分辨率。
[0021]所述温度传感器配置LORA单元，用于温度数据的发送，
[0022]其中，LORA为局域网无线标准。
[0023]所述PC端控制单元采用单片机，用于对数据的处理。
[0024]所述上位机系统配置LORA单元，用于接收远程温度计发送的数据，
[0025]其中，LORA为局域网无线标准。
[0026]所述上位机系统包括ANSYS有限元分析模块，ANSYS有限元分析模块基于ANSYS的热力学仿真方法，采用瞬态温度场有限单元法，将被测物分解成的点组成几何模型。
[0027]所述远程温度计中远程温度计控制单元通过IIC通信方式和温度采集单元的温度传感器进行通信，远程温度计控制单元通过SPI通信方式和无线通信模块通信，无线通信模块的无线接收单元接收到由主机发送过来的温度采集命令后，PC端控制单元读取温度传感器当前的温度，并打包发送给上位机系统，从而实现单次的温度采样，
[0028]其中，IIC为集成电路总线，SPI为串行外设接口。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0030](1)该方法可以用于需要温度精确控制却又无法测量的场合，以便温度场的还原，为温度的控制提供理论依据；
[0031](2)该方法克服了单独温度建模方法无法精确模拟实际温度的情况；
[0032](3)该方法通过运用实时温度测量和ANSYS有限元软件相结合的方法，实现了实时的温度场复原方法。
[0033]本专利技术提供的一种基于远程温度计的温度场复现方法，可以实现对需要温度精确控制却又无法测量的场合，克服了温度建模方法无法精确模拟实际温度的情况，以及解决了无法直接温度测量的温度控制的问题。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的一种基于远程温度计的温度场复现方法的流程图；
[0035]图2为本专利技术的远程温度计的原理图；
[0036]图3为本专利技术的温度传感器信号处理单元的系统框图；
[0037]图4为本专利技术的远程温度计的安装示意图，1为空调进风口，2为墙体，3为被测物体，4为远程温度计。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术精神，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0039]图1为本专利技术的一种基于远程温度计的温度场复现方法的流程图。
[0040]温度场复现方法步骤如下：
[0041]步骤1，根据被测物以及现场环境安装各节点远程温度计，可在被测物东南西北以及正上方安装远程温度计，其中，温度计安装位置不固定，但应尽量使远程温度计安装在被测物体周围，构成三维的空间阵列，安装数量可根据实际物体体积大小适当增加，最少不低于5个,每一个远程温度计作为一个温度节点；
[0042]步骤2，根据需要仿真的空间数据定义单元以及材料类型，并建立几何模型，进行网格的划分，以远程温度计体积为最小有限元，对空间进行有限元分割，形成有限单元网格；在此步骤中，需要对现场环境及被测物的尺寸进行测量，根据现场环境建立三维结构图，并分别确认被测物体以及远程温度计在三维坐标系中的相对位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于远程温度计的温度场复现方法，其特征在于，所述的温度场复现方法步骤如下：步骤1：根据被测物以及现场环境在被测物周围安装远程温度计；步骤2：根据需要仿真的空间数据定义单元以及材料类型，并建立几何模型，进行网格的划分，以远程温度计体积为最小有限元，对空间进行有限元分割，形成有限单元网格，其中，空间数据为包含被测物三维空间的三维坐标值；步骤3：上位机系统发送温度采集命令给步骤1中安装的各节点远程温度计，各节点远程温度计收到上位机系统命令后开始进行温度采集，获取当前时刻温度数据，并将温度数据发送给上位机；步骤4：根据步骤3获取的温度数据，在ANSYS有限元分析模块中设置有限元边界条件及约束条件；步骤5：根据步骤4所得的有限元边界条件及约束条件进行有限元求解计算，并进行后处理操作，获得被测物体及其周围的温度场情况，其中，ANSYS为有限元分析软件。2.根据权利要求1所述的一种基于远程温度计的温度场复现方法，其特征在于：所述步骤1中，将远程温度计安装在被测物体周围，构成三维的空间阵列，安装数量可根据实际物体体积大小相应增加，其数量大于等于5个，每一个远程温度计作为一个温度节点。3.根据权利要求2所述的一种基于远程温度计的温度场复现方法，其特征在于：在被测物周围等间距安装远程温度计，所述远程温度计数目为5。4.一种利用权利要求1-3中任一权利要求所述温度场复现方法的一种基于远程温度计的温度场复现装置，所述温度场复现装置包括远程温度计、无线通信模块、PC端控制单元和上位机系统，其特征在于：所述远程温度计包括温度采集单元、远程温度计控制单元和无线数据发送单元，其中，温度采集单元采集数据，通过远程温度计控制单元将数据传输至无线数据发送单元，所述无线通信模块包括无线数据发送单元和无线数据接收单元，无...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雨翔，季欣荣，李悦，祝宇楠，易永仙，蔡奇新，邵雪松，高凡，穆卓文，陈飞，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：