一种物体表面测温方法技术

本发明专利技术提供一种物体表面测温方法

【技术实现步骤摘要】
一种物体表面测温方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及温度测量
，尤其涉及一种物体表面测温方法
、
装置
、
电子设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]温度测量在航工航天
、
国防军事
、
冶金工业和农业生产等领域发挥着至关重要的作用
。
现有温度测量方法从原理上包括接触式与非接触式，接触法是铂热电阻
、
热电偶等温度传感器与被测物体接触后达到热平衡的方法来测量，但测量时间因温度传感器自身响应特性存在滞后性，以及会破坏被测物体温度平衡，不适合用于高温物体温度瞬时测量
。
辐射测温是目前常用的非接触式温度测温方法，通过测量被测物体表面有效的辐射能量推算出被测物体温度信息
。
辐射测温中经常使用的测温仪器有：单波长光学高温计
、
比色温度计及全波长辐射温度计等，但它们测得的分别是亮度温度
(
亮温
)、
颜色温度及辐射温度，而不是被测物体的真实温度
。
在现场应用时，许多被测物体的表面测量得到的温度存在较大偏差，主要因发射率影响
、
干扰影响和环境温湿度影响等三类影响因素而导致偏差
。
[0003]根据被测物体的发射率才可得到被测物体的真温，但发射率由物质的性质
、
表面状态
、
温度
、
波长和测试方向决定，且与自身温度有关
。
目前被测物体的发射率常为现场单值比对测试或取经验值，导致不能得到在实际温度变化范围内被测物体的发射率
。
若将发射率固定为某一值进行温度测量，会因发射率变化影响因素在测量过程中被忽略而产生测量误差
。
[0004]对于辐射测温技术，准确获取来自物体表面的辐射能量对测温精度有决定性影响，但是检测光路中的水汽
、CO2、
粉尘
、
烟雾等中间干扰介质对目标体的辐射能量产生吸收
、
散射
、
反射等衰减影响是随机未知的，其影响程度与干扰介质的含量大小和辐射测温仪的光谱响应特性有关，导致这些干扰因素对辐射能量影响是动态变化的，从而测温精度存在较大不确定性
。
[0005]对于高温环境如冶金工业，铸坯生产时的高温辐射
、
大量水蒸气超过常规辐射测温仪适用的环境温度及湿度指标，限制辐射计入射角度与测温距离，因无法实现连续在线测温，所以辐射测温仪的测温精度低
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种物体表面测温方法
、
装置
、
电子设备及存储介质，以解决上述无法进行高温物体瞬时测温
、
无法连续测温和测温精度低的技术问题
。
[0007]于本申请一实施例中，本申请提供一种物体表面测温方法，包括：获取被测物体表面的温度测量数据，所述温度测量数据包括传感测量温度和温度测量时刻，所述传感测量温度由多个温度传感器测量得到；基于所述温度测量时刻
、
所述传感测量温度和预设热平衡方程得到每一温度传感器的第一热平衡方程，将两个所述第一热平衡方程相减，得到一第二热平衡方程；根据所述传感测量温度和所述温度测量时刻对所述一第二热平衡方程的
初始传热系数进行多元线性拟合，得到目标传热系数；基于每一所述第一热平衡方程和所述初始传热系数确定每一温度传感器对应的物体测量温度方程，并根据所述物体测量温度方程和所述目标传热系数确定每一温度传感器重构的物体表面温度；其中，所述预设热平衡方程用于表征温度传感器能量吸收值
、
温度传感器辐射吸热
、
温度传感器
‑
物体表面对流换热损失和综合热传导损失的平衡关系，所述温度传感器辐射吸热基于所述物体表面温度和所述传感测量温度确定，所述温度传感器能量吸收值基于所述温度测量时刻和所述传感测量温度确定，所述温度传感器
‑
物体表面对流换热损失和综合热传导损失基于所述传感测量温度确定
。
[0008]于本申请一实施例中，根据所述传感测量温度和所述温度测量时刻对每一第二热平衡方程的初始传热系数进行多元线性拟合，得到目标传热系数包括：根据所述传感测量温度和所述温度测量时刻对每一第二热平衡方程的初始传热系数进行多元线性拟合，得到多个中间第一系数
、
多个中间第二系数和多个中间第三系数；将各所述中间第一系数和各所述中间第二系数分别进行系数平均，得到目标第一系数；根据所述目标第二系数和所述中间第三系数确定目标环境温度；将所述目标第一系数
、
目标第二系数和目标环境温度作为目标传热系数
。
[0009]于本申请一实施例中，所述第二热平衡方程确定方式包括：
[0010][0011]其中，
α
ij|i
为第
i
个温度传感器对应的第
ij
个初始第一系数，
t
n
为温度测量时刻，
T
i
为第
i
个温度传感器的传感测量温度，
α
ij|j
为第
j
个温度传感器对应的第
ij
个初始第一系数，
T
j
为第
j
个温度传感器的传感测量温度，
β
ij|i
为第
i
个温度传感器对应的第
ij
个初始第二系数，
β
ij|j
为第
j
个温度传感器对应的第
ij
个初始第二系数，为温度测量时刻
t
n
中第
i
个温度传感器的传感测量温度，为温度测量时刻
t
n
中第
j
个温度传感器的传感测量温度，
γ
ij
为第
ij
个初始第三系数
。
[0012]于本申请一实施例中，一温度传感器重构的物体表面温度确定方式包括：
[0013][0014]其中，为温度测量时刻
t
n
中第
i
个温度传感器重构的物体表面温度，
α
i
为第
i
个温度传感器的目标第一系数，
t
n
为温度测量时刻，
T
i
为第
i
个温度传感器的传感测量温度，
β
i
为第
i
个温度传感器的目标第二系数，为温度测量时刻
t
n
中第
i
个温度传感器的传感测量温度，为温度测量时刻
t
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种物体表面测温方法，其特征在于，所述方法包括：获取被测物体表面的温度测量数据，所述温度测量数据包括传感测量温度和温度测量时刻，所述传感测量温度由多个温度传感器测量得到；基于所述温度测量时刻
、
所述传感测量温度和预设热平衡方程得到每一温度传感器的第一热平衡方程，将两个所述第一热平衡方程相减，得到一第二热平衡方程；根据所述传感测量温度和所述温度测量时刻对所述一第二热平衡方程的初始传热系数进行多元线性拟合，得到目标传热系数；基于每一所述第一热平衡方程和所述初始传热系数确定每一温度传感器对应的物体测量温度方程，并根据所述物体测量温度方程和所述目标传热系数确定每一温度传感器重构的物体表面温度；其中，所述预设热平衡方程用于表征温度传感器能量吸收值
、
温度传感器辐射吸热
、
温度传感器
‑
物体表面对流换热损失和综合热传导损失的平衡关系，所述温度传感器辐射吸热基于所述物体表面温度和所述传感测量温度确定，所述温度传感器能量吸收值基于所述温度测量时刻和所述传感测量温度确定，所述温度传感器
‑
物体表面对流换热损失和综合热传导损失基于所述传感测量温度确定
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述传感测量温度和所述温度测量时刻对所述一第二热平衡方程的初始传热系数进行多元线性拟合，得到目标传热系数包括：根据所述传感测量温度和所述温度测量时刻对所述一第二热平衡方程的初始传热系数进行多元线性拟合，得到多个中间第一系数
、
多个中间第二系数和多个中间第三系数；将各所述中间第一系数和各所述中间第二系数分别进行系数平均，得到目标第一系数；根据所述目标第二系数和所述中间第三系数确定目标环境温度；将所述目标第一系数
、
目标第二系数和目标环境温度作为目标传热系数
。3.
根据权利要求2所述的物体表面测温方法，其特征在于，所述第二热平衡方程确定方式包括：其中，
α
iji
为第
i
个温度传感器对应的第
ij
个初始第一系数，
t
n
为温度测量时刻，
T
i
为第
i
个温度传感器的传感测量温度，
α
ijj
为第
j
个温度传感器对应的第
ij
个初始第一系数，
T
j
为第
j
个温度传感器的传感测量温度，
β
iji
为第
i
个温度传感器对应的第
ij
个初始第二系数，
β
ijj
为第
j
个温度传感器对应的第
ij
个初始第二系数，
T
itn
为温度测量时刻
t
n
中第
i
个温度传感器的传感测量温度，为温度测量时刻
t
n
中第
j
个温度传感器的传感测量温度，
γ
ij
为第
ij
个初始第三系数
。4.
根据权利要求1所述的物体表面测温方法，其特征在于，一温度传感器重构的物体表面温度确定方式包括：
其中，为温度测量时刻
t
n
中第
i
个温度传感器重构的物体表面温度，
α
i
为第
i
个温度传感器的目标第一系数，
t
n
为温度测量时刻，
T
i
为第
i
个温度传感器的传感测量温度，
β
i
为第
i
个温度传感器的目标第二系数，为温度测量时刻
t
n
中第
i
个温度传感器的传感测量温度，为温度测量时刻
t
n
中目标环境温度
。5.
根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：段青松，漆锐，谭庆，冯科，陈南菲，杨玉，邓惠丹，张建波，
申请(专利权)人：西安慧金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：