專利名稱：基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種空氣熱量積算裝置，特別涉及一種基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置。
背景技術：
印染行業(yè)中，蒸汽被廣泛應用，熱能消耗非常巨大。而煙氣直接排放不僅帶走大量的熱能，造成熱效率下降，對自然環(huán)境也會形成熱污染。高溫煙氣溫度高，熱能較高，容易加以利用，一般應最大限度地將其轉化為其他可利用的能源。在煙氣熱能的利用過程中，不同的生產(chǎn)工藝以及生活消費對熱能的質量要求不同。要合理利用熱能，就必須根據(jù)用戶需要，按質提供熱能，不僅在數(shù)量上要滿足，而且在質量上要相匹配，從而達到“熱盡其用”的目的。同時，雖然近幾年來我國在節(jié)能方面已經(jīng)做了大量工作，能源經(jīng)濟效益明顯提高。但縱觀我國能源利用現(xiàn)狀，能源利用率只有32%左右，與西方發(fā)達國家相比仍然很低。節(jié)約能源是我國的既定方針。要想節(jié)約能源，提高能源重復利用率，就必須掌握能源的流向、數(shù)值和構成比，制定出經(jīng)濟合理的能源回收方案。為此，在各地的印染行業(yè)中，逐步建立和健全現(xiàn)代化的余熱回收檢測機制是非常必要的。而定型機是在染色整理工程端的關鍵設備，熱定型機原理是利用熱空氣對針織物或平織物(如布匹)等進行烘干和樹脂整理加工并使之定型的裝置。一般熱定型機內所需熱風溫度我為180°C左右，在熱定型機工作過程中，定型織物本身熱能損失約占整個烘箱熱能消耗的3-4%,烘箱結構熱能損失約占5-6%,而排氣釋放的熱能卻占整個烘箱能耗的90-92%。為此，開發(fā)一套基于定型機的余熱回收裝置非常有必要。現(xiàn)有的有些系統(tǒng)將測得的數(shù)據(jù)直接顯示在儀器上，要觀測具體的熱量數(shù)據(jù)，必須到現(xiàn)場去。有些系統(tǒng)使用有線的方式將數(shù)據(jù)傳輸集中，對現(xiàn)場布線非常不方便，增加施工難度。
發(fā)明內容本實用新型針對現(xiàn)有的裝置必須到現(xiàn)場觀測具體的熱量數(shù)據(jù)、使用有線的方式將數(shù)據(jù)傳輸集中，對現(xiàn)場布線非常不方便，施工難度高的問題，提出了一種現(xiàn)場熱能數(shù)據(jù)實時采集并無線傳輸?shù)街行挠嬎銠C進行顯示、存儲和處理、無需布線的基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置。本實用新型所述的基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，其特征在于:包括監(jiān)控裝置、若干個傳感器節(jié)點，所述的監(jiān)控裝置包括初始化模塊和監(jiān)控模塊；所述的傳感器節(jié)點包括普通節(jié)點和匯聚節(jié)點，所述普通節(jié)點通過匯聚節(jié)點與所述的監(jiān)控裝置信號連接，所述匯聚節(jié)點通過有線連接與所述的監(jiān)控裝置通信；所述的普通節(jié)點設置在定型機上，且每個所述的普通節(jié)點的地址固定；所述的普通節(jié)點包括第一微處理器控制模塊、AD模數(shù)轉換模塊、第一無線模塊和傳感器，所述的微處理器控制模塊分別與所述的AD模數(shù)轉換模塊和所述的無線模塊連接；所述的傳感器與所述的AD模數(shù)轉換模塊信號連接；所述的傳感器分為溫度傳感器和壓差傳感器，將所述的普通節(jié)點劃分成溫度傳感器節(jié)點和壓差傳感器節(jié)點，所述監(jiān)控模塊通過得到所有普通節(jié)點的地址識別出普通節(jié)點，并將所述普通節(jié)點分組，每組所述普通節(jié)點包括兩個溫度傳感器節(jié)點和一個壓差傳感器節(jié)點，其中兩個所述的溫度傳感器節(jié)點分別設置在定型機的入風口和出風口處，所述的壓差傳感器節(jié)點設置在定型機的入風口和出風口之間；所述的匯聚節(jié)點包括第二微處理器控制模塊、第二無線模塊和有線接口模塊，所述的第二無線模塊與上述的第一無線模塊信號連接，所述的第二微處理器控制模塊分別與所述的第二無線模塊和有線接口模塊信號連接。所述的有線接口模塊采用網(wǎng)口 RJ45，并通過局域網(wǎng)與所述的監(jiān)控模塊進行數(shù)據(jù)交換。所述的有線接口模塊為RS232或RS485串口。每 個所述的普通節(jié)點采用ZigBee協(xié)議與所述的匯聚節(jié)點進行通信。各個所述的普通節(jié)點通過無線射頻與所述的匯聚節(jié)點通信。所述監(jiān)控模塊可以將測定的一個或多個氣體的熱量信息實時顯示出來，并提供數(shù)據(jù)存儲和歷史數(shù)據(jù)查詢功能。針對其中一組普通節(jié)點，在某一時刻，通過入風口處的溫度傳感器節(jié)點得到空氣進入溫度T1，通過在出風口處的溫度傳感器節(jié)點得到出口溫度為T2，通過所述在中間位置的壓差傳感器節(jié)點得到差壓值Λ P，所述監(jiān)控模塊使用如下公式計算積算熱能:Q=Q111X Oi2-1i1)(I)Qm=Crxf x—xD2 X J2APx p(2)
4其中Qm是質量流量，α是流量系數(shù)，ε是可膨脹系數(shù)，D是工藝管道內徑，Λ P是差壓值，P是工況密度A1和h2分別是根據(jù)T1和T2查空氣焓值表得出的焓值。使用時，先開啟空氣熱量積算裝置，監(jiān)控裝置中的初始化模塊對各個傳感器節(jié)點進行參數(shù)初始化配置整個無線網(wǎng)絡，接受來自匯聚節(jié)點的各個傳感器節(jié)點的地址信息，并存儲，溫度傳感器節(jié)點分別測量定型機中空氣進入和出去時的溫度，壓差傳感器節(jié)點測量定型機中氣體的壓差，AD模數(shù)轉換模塊將溫度傳感器節(jié)點和壓差傳感器節(jié)點測得的模擬信號轉換為數(shù)字信號傳給第一微處理器控制模塊，第一微處理器控制模塊經(jīng)過處理后通過第一無線模塊將獲得的數(shù)字信號通過無線發(fā)送到匯聚節(jié)點的第二無線模塊，第二無線模塊再將信號傳輸給第二微處理器控制模塊經(jīng)過處理后，將信號傳輸給有線接口模塊，然后有線接口模塊通過局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)送到監(jiān)控模塊，此時監(jiān)控模塊根據(jù)公式(I)和公式(2)對采集的數(shù)據(jù)進行計算之后，顯示在監(jiān)控裝置上，實現(xiàn)現(xiàn)場熱能數(shù)據(jù)實時采集。本實用新型的有益效果是:使得熱量檢測儀器的現(xiàn)場布置非常方便；通過網(wǎng)絡，可以方便的隨時隨地的觀測熱量數(shù)據(jù)；擴展性非常好，可以很方便的在已有的系統(tǒng)中添加新的測量對象。

[0022]圖1是本實用新型的結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型參照附圖:本實用新型所述的基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，包括監(jiān)控裝置1、若干個傳感器節(jié)點2，所述的監(jiān)控裝置I包括初始化模塊和監(jiān)控模塊；所述的傳感器節(jié)點2包括普通節(jié)點21和匯聚節(jié)點22，所述普通節(jié)點21通過匯聚節(jié)點22與所述的監(jiān)控裝置I信號連接，所述匯聚節(jié)點22通過有線連接與所述的監(jiān)控裝置I通信；所述的普通節(jié)點21設置在定型機3上，且每個所述的普通節(jié)點21的地址固定；所述的普通節(jié)點21包括第一微處理器控制模塊、AD模數(shù)轉換模塊、第一無線模塊和傳感器，所述的微處理器控制模塊分別與所述的AD模數(shù)轉換模塊和所述的無線模塊連接；所述的傳感器與所述的AD模數(shù)轉換模塊信號連接；所述的傳感器分為溫度傳感器和壓差傳感器，將所述的普通節(jié)點劃分成溫度傳感器節(jié)點211和壓差傳感器節(jié)點212，所述監(jiān)控模塊通過得到所有普通節(jié)點21的地址識別出普通節(jié)點21，并將所述普通節(jié)點21分組，每組所述普通節(jié)點21包括兩個溫度傳感器節(jié)點211和一個壓差傳感器節(jié)點212，其中兩個所述的溫度傳感器節(jié)點211分別設置在定型機3的入風口 31和出風口處32，所述的壓差傳感器節(jié)點212設置在定型機3的入風口 31和出風口 32之間；所述的匯聚節(jié)點22包括第二微處理器控制模塊、第二無線模塊和有線接口模塊，所述的第二無線模塊與上述的第一無線模塊信號連接，所述的第二微處理器控制模塊分別與所述的第二無線模塊和有線接口模塊信號連接。所述的有線接口模塊采用網(wǎng)口 RJ45，并通 過局域網(wǎng)與所述的監(jiān)控模塊進行數(shù)據(jù)交換。所述的有線接口模塊為RS232或RS485串口。每個所述的普通節(jié)點21采用ZigBee協(xié)議與所述的匯聚節(jié)點22進行通信。各個所述的普通節(jié)點21通過無線射頻與所述的匯聚節(jié)點22通信。所述監(jiān)控模塊可以將測定的一個或多個氣體的熱量信息實時顯示出來，并提供數(shù)據(jù)存儲和歷史數(shù)據(jù)查詢功能。針對其中一組普通節(jié)點21，在某一時刻，通過入風口 31處的溫度傳感器節(jié)點211得到空氣進入溫度T1，通過在出風口 32處的溫度傳感器節(jié)點211得到出口溫度為T2，通過所述在中間位置的壓差傳感器節(jié)點212得到差壓值Λ P，所述監(jiān)控模塊使用如下公式計算積算熱能:Q=Q111X Oi2-1i1)(I)
權利要求1.基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，其特征在于:包括監(jiān)控裝置、若干個傳感器節(jié)點，所述的監(jiān)控裝置包括初始化模塊和監(jiān)控模塊；所述的傳感器節(jié)點包括普通節(jié)點和匯聚節(jié)點，所述普通節(jié)點通過匯聚節(jié)點與所述的監(jiān)控裝置信號連接，所述匯聚節(jié)點通過有線連接與所述的監(jiān)控裝置通信；所述的普通節(jié)點設置在定型機上，且每個所述的普通節(jié)點的地址固定； 所述的普通節(jié)點包括第一微處理器控制模塊、AD模數(shù)轉換模塊、第一無線模塊和傳感器，所述的微處理器控制模塊分別與所述的AD模數(shù)轉換模塊和所述的無線模塊連接；所述的傳感器與所述的AD模數(shù)轉換模塊信號連接；所述的傳感器分為溫度傳感器和壓差傳感器，將所述的普通節(jié)點劃分成溫度傳感器節(jié)點和壓差傳感器節(jié)點，所述監(jiān)控模塊通過得到所有普通節(jié)點的地址識別出普通節(jié)點，并將所述普通節(jié)點分組，每組所述普通節(jié)點包括兩個溫度傳感器節(jié)點和一個壓差傳感器節(jié)點，其中兩個所述的溫度傳感器節(jié)點分別設置在定型機的入風口和出風口處，所述的壓差傳感器節(jié)點設置在定型機的入風口和出風口之間； 所述的匯聚節(jié)點包括第二微處理器控制模塊、第二無線模塊和有線接口模塊，所述的第二無線模塊與上述的第一無線模塊信號連接，所述的第二微處理器控制模塊分別與所述的第二無線模塊和有線接口模塊信號連接。
2.如權利要求1所述的基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，其特征在于:所述的有線接口模塊采用網(wǎng)口 RJ45，并通過局域網(wǎng)與所述的監(jiān)控模塊進行數(shù)據(jù)交換。
3.如權利要求2所述的基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，其特征在于:所述的有線接口模塊為RS232或RS485串口。
4.如權利要求1所述的基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，其特征在于:每個所述的普通節(jié)點采用ZigBee協(xié)議與所述的匯聚節(jié)點進行通信。
5.如權利要求4所述的基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，其特征在于:各個所述的普通節(jié)點通過無線射頻與所述的匯聚節(jié)點通信。
6.如權利要求1所述的基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，其特征在于:所述監(jiān)控模塊可以將測定的一個或多個氣體的熱量信息實時顯示出來，并提供數(shù)據(jù)存儲和歷史數(shù)據(jù)查詢功能。
專利摘要基于無線傳感技術的空氣熱量積算裝置，包括監(jiān)控裝置、若干個傳感器節(jié)點，所述的監(jiān)控裝置包括初始化模塊和監(jiān)控模塊；所述的傳感器節(jié)點包括普通節(jié)點和匯聚節(jié)點，所述普通節(jié)點通過匯聚節(jié)點與所述的監(jiān)控裝置信號連接，所述匯聚節(jié)點通過有線連接與所述的監(jiān)控裝置通信；所述的普通節(jié)點設置在定型機上，且每個所述的普通節(jié)點的地址固定。本實用新型的有益效果是使得熱量檢測儀器的現(xiàn)場布置非常方便；通過網(wǎng)絡，可以方便的隨時隨地的觀測熱量數(shù)據(jù)；擴展性非常好，可以很方便的在已有的系統(tǒng)中添加新的測量對象。
文檔編號G01K17/00GK203100939SQ20132009749
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月4日 優(yōu)先權日2013年3月4日
發(fā)明者高飛, 袁曉陽, 高炎, 邢濤, 肖剛 申請人:浙江工業(yè)大學