基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统及方法，所述预警系统包括信号采样模块、控制模块以及预警模块；所述信号采样模块包括热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、调理电路以及采样电路；所述热电偶温度传感器为多个，用于测量特种车辆制动器不同位置的温度，得到的结果更为准确；使用热电阻温度传感器测量热电偶温度传感器的冷端温度，用于热电偶的冷端温度补偿；控制单元对热电偶和热电阻温度传感器采样到温度信号进行计算处理，根据计算结果对预警模块发出指令，控制预警模块工作；当温度过高时及时预警，避免制动器失效、车辆无法行驶，能够保证行车安全。能够保证行车安全。能够保证行车安全。

【技术实现步骤摘要】
基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统及方法


[0001]本专利技术涉及汽车安全检测
，尤其涉及一种基于热电偶的特征车辆制动器温度预警系统及方法。

技术介绍

[0002]特种车辆的制动器工作在高温度、多灰尘沙粒的恶劣环境中，特别是急速刹车时，制动器温度急速上升，发生金属粘接，严重时导致制动器失效，车辆无法行驶。所以，需要精确实时测量车辆制动器温度，以预警制动器温度过高导致焊死的情况。
[0003]热电偶温度传感器，其测温具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高等优点，可作为特种车辆制动器的温度测量传感器。
[0004]热电偶由两种不同性质的导体组成，热端与冷端温差会在热电偶中产生热电势，通过测量热电势的大小可计算两端的温差。但是，由于热电偶温度传感器的冷端并不是处于0℃，所以所测温度会造成误差，而现有技术中，很少考虑热电偶温度传感器的冷端温度补偿。
[0005]并且，特种车辆制动器所处环境温度高，硬件电路的器件在该温度下不能正常工作。
[0006]因此，为了解决上述问题，亟需一种新的技术手段。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统及方法，可以准确测量制动器的温度，温度过高时及时预警，避免制动器失效、车辆无法行驶，保证行车安全；并且，本专利技术考虑了热电偶温度传感器的冷端温度补偿，得到的温度更为精确；加之，本专利技术将预警系统的硬件电路部分置于由隔热材料制成的单元盒内，可以避免硬件电路因高温环境而不能正常工作。
[0008]本专利技术一方面提供了一种基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统，包括信号采样模块、控制模块以及预警模块；
[0009]所述信号采样模块用于采集特种车辆制动器的温度信号并传送至控制模块，控制模块对信号进行计算处理，根据处理后的信号，控制预警模块工作；
[0010]所述信号采样模块包括热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、调理电路以及采样电路；
[0011]所述热电偶温度传感器用于检测车辆制动器的温度；所述热电偶温度传感器的输出端连接调理电路的输入端；
[0012]所述调理电路的输出端与采样电路的输入端连接；
[0013]所述热电阻温度传感器用于检测热电偶温度传感器冷端温度；所述热电阻温度传感器输出端连接采样电路的输入端；
[0014]所述采样电路的输出端连接控制模块的控制输入端；
[0015]所述控制模块的控制输出端与预警模块的控制输入端连接。
[0016]进一步，还包括单元盒；所述单元盒为使用隔热材料制成的密封盒体，用于隔离制动器所处环境的高温；所述调理电路、采样电路均设置于单元盒内。
[0017]进一步，所述热电偶温度传感器为多个；
[0018]所述热电偶温度传感器的热端均匀分布在制动器中，检测制动器不同位置的温度；所述热电偶温度传感器的冷端安装于单元盒上；
[0019]所述热电阻温度传感器的检测端安装于单元盒上。
[0020]本专利技术另一方面还提供了一种基于热电偶的特种车辆制动器温度预警方法，包括步骤：
[0021]S1.特种车辆启动后，分别获取t时刻车辆左、右两侧制动器的热电偶温度传感器检测到的温度平均值T
Cl
、T
Cr
和热电阻温度传感器检测到的温度T
Rl
、T
Rr
；
[0022]S2.控制模块接收到温度信号后，进行热电偶冷端温度补偿，计算得到车辆左、右两侧制动器的实际温度T
tl
、T
tr
，具体步骤包括：
[0023]S21.根据热电偶温度传感器采样到的温度T
Cl
、T
Cr
，查询热电偶温度传感器分度表，得到温度T
Cl
、T
Cr
对应的热电动势
[0024]S22.根据热电阻温度传感器采样到的温度T
Rl
、T
Rr
，查询热电偶温度传感器分度表，得到温度T
Rl
、T
Rr
对应的热电动势
[0025]S23.将t时刻热电偶温度传感器采样到的温度所对应的热电动势与热电阻温度传感器采样到的温度对应的热电动势相加，具体为：
[0026][0027][0028]其中，分别为车辆左、右两侧制动器实际温度在热电偶温度传感器分度表中所对应的热电动势；
[0029]S24.查询热电偶温度传感器分度表，得到热电动势分别对应的温度T
tl
、T
tr
；
[0030]S3.计算两侧制动器的温差T
w
和两侧制动器各自的温度上升速率T
v
，并获取T
v
的最大值，具体为：
[0031]T
w
＝|T
tl
‑
T
tr
|
[0032]T
vl
＝|T
tl
‑
T
(t
‑
1)l
|
·
f
[0033]T
vr
＝|T
tr
‑
T
(t
‑
1)r
|
·
f
[0034]其中，f为采样频率，T
vl
、T
vr
分别为车辆左、右制动器温度上升速率，T
(t
‑
1)l
、T
(t
‑
1)r
分别为(t
‑
1)时刻车辆左、右制动器的温度；
[0035]S4.计算出温度预警指标T
θ
，计算方法如下：
[0036]T
θ
＝α1T
p
+α2T
w
+α3T
vmax
[0037]其中，T
p
为制动器温度的判断结果，T
w
为该时刻两侧制动器的温差，T
vmax
＝max{T
vl
，T
vr
}，α1、α2、α3分别为T
p
、T
w
、T
vmax
的权重系数，且α1+α2+α3＝1。
[0038]S5.判断温度预警指标T
θ
是否大于第一阈值T1，若是，则进入S6；否则，不预警；
[0039]S6.判断温度预警指标T
θ
是否大于第二阈值T2，若是，则上传一级报警信息；否则，上传二级报警信息；
[0040]S7.存储计算得到的制动器温度信息和预警信息，便于后续调用。
[0041]进一步，所述步骤S4中，制动器温度的判断结果T
p
，判断方法为：
[0042]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统，其特征在于：包括信号采样模块、控制模块以及预警模块；所述信号采样模块用于采集特种车辆制动器的温度信号并传送至控制模块，控制模块对信号进行计算处理，根据处理后的信号，控制预警模块工作；所述信号采样模块包括热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、调理电路以及采样电路；所述热电偶温度传感器用于检测车辆制动器的温度；所述热电偶温度传感器的输出端连接调理电路的输入端；所述调理电路的输出端与采样电路的输入端连接；所述热电阻温度传感器用于检测热电偶温度传感器冷端温度；所述热电阻温度传感器输出端连接采样电路的输入端；所述采样电路的输出端连接控制模块的控制输入端；所述控制模块的控制输出端与预警模块的控制输入端连接。2.根据权利要求1所述的基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统，其特征在于：还包括单元盒；所述单元盒为使用隔热材料制成的密封盒体，用于隔离制动器所处环境的高温；所述调理电路、采样电路均设置于单元盒内。3.根据权利要求2所述的基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统，其特征在于：所述热电偶温度传感器为多个；所述热电偶温度传感器的热端均匀分布在制动器中，检测制动器不同位置的温度；所述热电偶温度传感器的冷端安装于单元盒上；所述热电阻温度传感器的检测端安装于单元盒上。4.一种根据权利要求1
‑
3所述基于热电偶的特种车辆制动器温度预警系统的预警方法，其特征在于：包括步骤：S1.特种车辆启动后，分别获取t时刻车辆左、右两侧制动器的热电偶温度传感器检测到的温度平均值T
Cl
、T
Cr
和热电阻温度传感器检测到的温度T
Rl
、T
Rr
；S2.控制模块接收到温度信号后，进行热电偶冷端温度补偿，计算得到车辆左、右两侧制动器的实际温度T
tl
、T
tr
，具体步骤包括：S21.根据热电偶温度传感器采样到的温度T
Cl
、T
Cr
，查询热电偶温度传感器分度表，得到温度T
Cl
、T
Cr
对应的热电动势S22.根据热电阻温度传感器采样到的温度T
Rl
、T
Rr
，查询热电偶温度传感器分度表，得到温度T
Rl
、T
Rr
对应的热电动势S23.将t时刻热电偶温度传感器采样到的温度所对应的热电动势与热电阻温度传感器采样到的温度对应的热电动势相加，具体为：采样到的温度对应的热电动势相加，具体为：其中，分别为车辆左、右两侧制动器实际温度在热电偶温度传感器分
度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利明，陈志文，黄文彬，丁晓喜，兰海，张万昊，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：