克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，步驟1，通過(guò)兩組組交替無(wú)間斷測(cè)量的傳感器進(jìn)行加熱烘干、自然冷卻及測(cè)溫；步驟A，當(dāng)采用一個(gè)傳感器測(cè)量環(huán)境溫度時(shí)，第二個(gè)傳感器進(jìn)行加熱烘干，加熱時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)1；步驟B，加熱結(jié)束后，第二個(gè)傳感器通過(guò)空氣對(duì)流進(jìn)行散熱，溫度等于環(huán)境溫度，冷卻時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)2；步驟C，傳感器冷卻完成后，第二個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)溫，測(cè)溫的時(shí)間為T(mén)1+T2；當(dāng)?shù)诙€(gè)傳感器開(kāi)始進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，第一個(gè)傳感器開(kāi)始加熱烘干，時(shí)間為T(mén)1+T2；步驟D,兩個(gè)傳感器交替往復(fù)進(jìn)行步驟A到步驟C，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷測(cè)量；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能夠克服因?yàn)橐簯B(tài)水或固態(tài)水粘附在傳感器表面而產(chǎn)生誤差的局限性，提高了測(cè)量精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境溫度測(cè)量方法，尤其涉及克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]溫度是一個(gè)很重要的環(huán)境參數(shù)，人們的生活和環(huán)境溫度息息相關(guān)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量環(huán)境溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開(kāi)溫度測(cè)量，目前，在氣象站和無(wú)線(xiàn)電探空儀等氣象環(huán)境探測(cè)領(lǐng)域，傳統(tǒng)溫度傳感器多采用鉬電阻或熱敏電阻進(jìn)行溫度測(cè)量。由于冰、雪、雨滴、云滴、露等液態(tài)或固態(tài)水可能在粘附在傳感器表面，云滴、雨滴和露滴的蒸發(fā)吸熱、冰雪的融化和升華都可能導(dǎo)致測(cè)量溫度低于大氣環(huán)境的實(shí)際溫度，云滴、雨滴和露滴的凍結(jié)釋放潛熱可能導(dǎo)致測(cè)量環(huán)境溫度高于環(huán)境溫度，造成一定的測(cè)量誤差。
[0003]例如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01210161611.5”的一種溫度測(cè)量方法，包括以下過(guò)程:在容置待測(cè)溫目標(biāo)的容器外部貼附一層測(cè)量介質(zhì)，并在所述測(cè)量介質(zhì)內(nèi)壁和所述容器外壁之間設(shè)置第一溫度傳感器；所述測(cè)量介質(zhì)外壁上設(shè)置有第二溫度傳感器，根據(jù)所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器所測(cè)得的溫度，結(jié)合所述容器材質(zhì)及測(cè)量介質(zhì)的熱擴(kuò)散率，獲得所述容器內(nèi)待測(cè)溫目標(biāo)的溫度。該發(fā)明采用間接外推的方式，能夠解決高溫度、高腐蝕且有毒環(huán)境下一般溫度測(cè)量不能解決的問(wèn)題，并且也降低了對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約成本。該發(fā)明雖然能夠檢測(cè)跟中溫度信息，但是在檢測(cè)精度方面有待進(jìn)一步的優(yōu)化，并且不能夠克服因?yàn)橐簯B(tài)水或固態(tài)水粘附在傳感器表面而產(chǎn)生誤差的局限性。
[0004]又如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01110303076.8”的一種溫度測(cè)量方法。該溫度測(cè)量方法即使在測(cè)量對(duì)象物上形成有薄膜的情況下，也能夠比以往準(zhǔn)確地對(duì)測(cè)量對(duì)象物的溫度進(jìn)行測(cè)量。其包括以下工序:將來(lái)自光源的光傳送到在基板上形成有薄膜的測(cè)量對(duì)象物的測(cè)量點(diǎn)；對(duì)由基板的表面的反射光構(gòu)成的第I干涉波、由基板與薄膜之間的界面的反射光、在薄膜的背面的反射光構(gòu)成的第2干涉波進(jìn)行測(cè)量；計(jì)算從第I干涉波到第2干涉波的光路長(zhǎng)度；根據(jù)第2干涉波的強(qiáng)度計(jì)算薄膜的膜厚；根據(jù)算出的薄膜的膜厚計(jì)算基板的光路長(zhǎng)度與算出的光路長(zhǎng)度之間的光路差；根據(jù)算出的光路差校正算出的從第I干涉波到第2干涉波的光路長(zhǎng)度；利用被校正的光路長(zhǎng)度計(jì)算測(cè)量對(duì)象物的測(cè)量點(diǎn)處的溫度。該發(fā)明雖然能夠檢測(cè)跟中溫度信息，但是在檢測(cè)精度方面有待進(jìn)一步的優(yōu)化，并且不能夠克服因?yàn)橐簯B(tài)水或固態(tài)水粘附在傳感器表面而產(chǎn)生誤差的局限性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足，提供了一種能夠克服因?yàn)橐簯B(tài)水或固態(tài)水粘附在傳感器表面而產(chǎn)生誤差的局限性及無(wú)間斷測(cè)量，有效地提高了測(cè)量精度。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，具體包含如下步驟: 步驟1，通過(guò)兩組交替無(wú)間斷測(cè)量的傳感器進(jìn)行加熱烘干、自然冷卻及測(cè)溫；具體如下:
步驟A，當(dāng)采用一個(gè)傳感器測(cè)量環(huán)境溫度時(shí)，對(duì)第二個(gè)傳感器進(jìn)行加熱烘干，加熱時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)l ；
步驟B，加熱結(jié)束后，對(duì)第二個(gè)傳感器通過(guò)空氣對(duì)流進(jìn)行散熱冷卻，直至溫度逐步等于環(huán)境溫度，冷卻時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)2 ；
步驟C，當(dāng)冷卻完成后，采用第二個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)溫，測(cè)溫的時(shí)間為T(mén)1+T2 ;當(dāng)?shù)诙€(gè)傳感器開(kāi)始進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，對(duì)第一個(gè)傳感器開(kāi)始加熱烘干并冷卻至環(huán)境溫度，時(shí)間為T(mén)1+T2 ；步驟D，兩個(gè)傳感器交替往復(fù)進(jìn)行步驟A到步驟C，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷測(cè)量；
步驟2，將傳感器測(cè)量的精確溫度經(jīng)過(guò)匯聚處理，進(jìn)而上傳至監(jiān)控中心。
[0007]優(yōu)選的，在步驟I中，采用低溫漂的精密加熱電阻對(duì)傳感器進(jìn)行加熱烘干。
[0008]優(yōu)選的，所述傳感器為DS18B20溫度傳感器。
[0009]優(yōu)選的，所述加熱電阻還連接與其數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng)的溫控電路，用于監(jiān)測(cè)溫度傳感器溫度，進(jìn)而控制加熱電阻。
[0010]優(yōu)選的，所述傳感器還連接一微處理器模塊和一通訊單元；所述微處理器模塊用于計(jì)算統(tǒng)計(jì)加熱冷卻及測(cè)溫時(shí)間，所述通訊單元用于將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
[0011]優(yōu)選的，所述微處理器模塊為AVR單片機(jī)，所述通訊單元為無(wú)線(xiàn)通訊模塊。
[0012]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明體積小、覆蓋面廣、功能多樣化、便捷穩(wěn)定，易于操作，便于管理，能夠有效地監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度參數(shù)；
2、通過(guò)對(duì)溫度傳感器進(jìn)行加熱烘干處理，有效地克服因?yàn)橐簯B(tài)水或固態(tài)水粘附在傳感器表面而產(chǎn)生誤差的局限性，提高了測(cè)量精度；
3、通過(guò)多組傳感器交替完成烘干、冷卻與測(cè)量工作，實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷測(cè)量，有效地提高測(cè)量效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明工作方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，本發(fā)明涉及一種克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，具體包含如下步驟:
步驟1，通過(guò)兩組交替無(wú)間斷測(cè)量的傳感器進(jìn)行加熱烘干、自然冷卻及測(cè)溫；具體如下:
步驟A，當(dāng)采用一個(gè)傳感器測(cè)量環(huán)境溫度時(shí)，對(duì)第二個(gè)傳感器進(jìn)行加熱烘干，加熱時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)l ；
步驟B，加熱結(jié)束后，對(duì)第二個(gè)傳感器通過(guò)空氣對(duì)流進(jìn)行散熱冷卻，直至溫度逐步等于環(huán)境溫度，冷卻時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)2 ；
步驟C，當(dāng)冷卻完成后，采用第二個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)溫，測(cè)溫的時(shí)間為T(mén)1+T2 ;當(dāng)?shù)诙€(gè)傳感器開(kāi)始進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，對(duì)第一個(gè)傳感器開(kāi)始加熱烘干并冷卻至環(huán)境溫度，時(shí)間為T(mén)1+T2 ； 步驟D，兩個(gè)傳感器交替往復(fù)進(jìn)行步驟A到步驟C，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷測(cè)量；
步驟2，將傳感器測(cè)量的精確溫度經(jīng)過(guò)匯聚處理，進(jìn)而上傳至監(jiān)控中心。
[0015]其中，在步驟I中，采用低溫漂的精密加熱電阻對(duì)傳感器進(jìn)行加熱烘干，所述傳感器為DS18B20溫度傳感器，所述加熱電阻還連接與其數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng)的溫控電路，用于監(jiān)測(cè)溫度傳感器溫度，進(jìn)而控制加熱電阻，所述傳感器還連接一微處理器模塊和一通訊單元；所述微處理器模塊用于計(jì)算統(tǒng)計(jì)加熱冷卻及測(cè)溫時(shí)間，所述通訊單元用于將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，所述微處理器模塊為AVR單片機(jī)，所述通訊單元為無(wú)線(xiàn)通訊模塊。
[0016]可用于環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)系統(tǒng)可具體如下:包含匯聚節(jié)點(diǎn)、監(jiān)控中心和由多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)I組成的多個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)2，所述傳感器節(jié)點(diǎn)包含至少兩組用于交替無(wú)間斷測(cè)量的測(cè)溫模塊及與其數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng)的測(cè)溫電路和用于測(cè)溫模塊交替無(wú)間斷測(cè)量的微控制模塊，所述測(cè)溫模塊包含一溫度傳感器和用于溫度傳感器加熱的加熱模塊；加熱模塊交替加熱多個(gè)溫度傳感器除去自然環(huán)境帶來(lái)的影響，同時(shí)獲取環(huán)境精確溫度，所述測(cè)溫模塊將溫度傳感器測(cè)量溫度傳輸至匯聚節(jié)點(diǎn)，所述匯聚節(jié)點(diǎn)將環(huán)境參數(shù)信息匯總通過(guò)中繼路由上傳至監(jiān)控中心。
[0017]其中，所述傳感器節(jié)點(diǎn)還包含一通信單元和一供電單元；所述測(cè)溫模塊連接微控制單元，所述微控制單元連接通信單元，所述供電單元為傳感器節(jié)點(diǎn)提供所需電源，所述傳感器節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接，所述加熱模塊為低溫漂的精密加熱電阻，所述微控制模塊為AVR單片機(jī)，所述供電單元為可充電鋰電池，一個(gè)溫度傳感器與一個(gè)加熱電阻相連接，測(cè)量電路主要包括一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器與微控制器連接。整個(gè)測(cè)溫模塊主要由兩個(gè)溫度傳感器、兩個(gè)加熱電阻、兩個(gè)基于MOS管的控制電路、電阻測(cè)量電路和微控制器組成。
[0018]測(cè)量時(shí)，兩組測(cè)溫模塊交替進(jìn)行加熱烘干、自然冷卻及測(cè)溫。一個(gè)傳感器測(cè)量環(huán)境溫度時(shí)，第二個(gè)傳感器通過(guò)控制MOS管進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)控制加熱電阻對(duì)溫度傳感器進(jìn)行加熱烘干，加熱時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)l。加熱結(jié)束后，MOS管不再導(dǎo)通，第一個(gè)傳感器通過(guò)空氣對(duì)流進(jìn)行散熱，溫度逐步趨近于環(huán)境溫度，這段冷卻時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)2。傳感器冷卻完成后，第二個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)溫，測(cè)溫的時(shí)間為T(mén)1+T2。當(dāng)?shù)诙€(gè)傳感器開(kāi)始進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，第一個(gè)傳感器開(kāi)始加熱烘干。用這種方法，兩個(gè)傳感器可交替往復(fù)實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷測(cè)量，并且可以排除雨雪等自然天氣給溫度傳感器帶來(lái)的影響，所述測(cè)溫模塊將溫度傳感器測(cè)量溫度傳輸至匯聚節(jié)點(diǎn)，所述匯聚節(jié)點(diǎn)將環(huán)境參數(shù)信息匯總通過(guò)中繼路由上傳至監(jiān)控中心，進(jìn)而得到精確地溫度信肩、O
[0019]工作時(shí)，首先利用溫度傳感器對(duì)社區(qū)溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，由于隨著季節(jié)的變化天氣環(huán)境變化，會(huì)存在雨雪、晨露等粘附在溫度傳感器上影響溫度傳感器的測(cè)量精度，基于此我們采用多組測(cè)溫模塊，通過(guò)加熱電阻對(duì)溫度傳感器進(jìn)行加熱，冷卻，此時(shí)檢測(cè)電路隨時(shí)對(duì)溫度傳感器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，除去外界自然環(huán)境如雨雪覆蓋對(duì)傳感器的影響，多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的溫度信息匯聚到匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息匯總處理，同時(shí)通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式將檢測(cè)信息傳輸至監(jiān)控中心，工作人員跟據(jù)溫度的精確值，進(jìn)一步安排社區(qū)工作。本發(fā)明體積小、覆蓋面廣、功能多樣化、便捷穩(wěn)定，易于操作，便于管理，能夠有效地監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度參數(shù)；通過(guò)對(duì)溫度傳感器進(jìn)行加熱烘干處理，有效地克服因?yàn)橐簯B(tài)水或固態(tài)水粘附在傳感器表面而產(chǎn)生誤差的局限性，提高了測(cè)量精度；通過(guò)兩組傳感器交替完成烘干、冷卻與測(cè)量工作，實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷測(cè)量，有效地提高測(cè)量效率。
[0020]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，其特征在于:具體包含如下步驟: 步驟1，通過(guò)兩組交替無(wú)間斷測(cè)量的傳感器進(jìn)行加熱烘干、自然冷卻及測(cè)溫；具體如下: 步驟A，當(dāng)采用一個(gè)傳感器測(cè)量環(huán)境溫度時(shí)，對(duì)第二個(gè)傳感器進(jìn)行加熱烘干，加熱時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)l ； 步驟B，加熱結(jié)束后，對(duì)第二個(gè)傳感器通過(guò)空氣對(duì)流進(jìn)行散熱冷卻，直至溫度逐步等于環(huán)境溫度，冷卻時(shí)間的長(zhǎng)度為T(mén)2 ； 步驟C，當(dāng)冷卻完成后，采用第二個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)溫，測(cè)溫的時(shí)間為T(mén)1+T2 ;當(dāng)?shù)诙€(gè)傳感器開(kāi)始進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，對(duì)第一個(gè)傳感器開(kāi)始加熱烘干并冷卻至環(huán)境溫度，時(shí)間為T(mén)1+T2 ；步驟D，兩個(gè)傳感器交替往復(fù)進(jìn)行步驟A到步驟C，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷測(cè)量； 步驟2，將傳感器測(cè)量的精確溫度經(jīng)過(guò)匯聚處理，進(jìn)而上傳至監(jiān)控中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，其特征在于:在步驟I中，采用低溫漂的精密加熱電阻對(duì)傳感器進(jìn)行加熱烘干。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，其特征在于:所述傳感器為DS18B20溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，其特征在于:所述加熱電阻還連接與其數(shù)量相等且一一對(duì)應(yīng)的溫控電路，用于監(jiān)測(cè)溫度傳感器溫度，進(jìn)而控制加熱電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，其特征在于:所述傳感器還連接一微處理器模塊和一通訊單元；所述微處理器模塊用于計(jì)算統(tǒng)計(jì)加熱冷卻及測(cè)溫時(shí)間，所述通訊單元用于將測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述克服因液態(tài)水、固態(tài)水粘附產(chǎn)生誤差的溫度測(cè)量方法，其特征在于:所述微處理器模塊為AVR單片機(jī)，所述通訊單元為無(wú)線(xiàn)通訊模塊。
【文檔編號(hào)】G01K7/16GK104330184SQ201410561745
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】徐花, 張靜雅, 肖亞韙 申請(qǐng)人:蘇州德魯森自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司