基于网络化的高速红外测温系统研制
发布时间：2021-02-02 20:24
温度是测量领域中的一个重要参数,随着科技的发展及5G时代的到来,利用现代计算机技术及网络化技术来获取物体表面的温度,在实际应用中具有很重要的意义。本文研制了基于网络化的高速红外测温系统,使用红外辐射测温技术来快速测量物体的温度,并将测量数据传输到服务器端。系统测温范围-20℃-60℃,测量精度±2℃,分辨率±1℃,响应时间优于2.5ms。该系统主要由下位机、上位机和服务器三部分构成。首先确定了系统的总体设计方案,红外探测器选用PVMI-2TE-10.6光伏型红外探测器模组,对测量物体温度在-20℃-60℃有着精确的信号输出。设计了放大电路,用于对探测器输出的信号进行放大。将放大后的信号接入数据采集卡,转换成数字信号并将其传送到上位机进行数据处理。将处理后的信号通过无线传输方式传送到服务器端,同时信号经过数模转换和压流转换提供有线传输的方式供选择。为了保证下位机元器件都工作在其温度范围内,设计了温控系统。上位机运行客户端软件,服务器运行服务器端软件,客户-服务器之间采用远距离非蜂窝通信来进行数据传输。为了保证客户-服务器两者通信的稳定性,制定了客户-服务器通信协议,增设了客户端/服务器端...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用GM低温冷却器的低温恒温器的实验装置[26]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-和图1-2所示。图1-1使用GM低温冷却器的低温恒温器的实验装置[26]图1-2插入FRP阻尼器的样品台温度波动的时间序列[26]YDedikov，YPFilippov研究了TVO碳陶瓷电阻温度传感器，它的一个特点就是零导电性和高电阻性,它的电阻值最高可达5000MΩ[28]。TVO碳陶瓷电阻温度传感器的标称阻值一般为910、1000、1100Ω[29],它在低温温区具有灵敏度高,长期稳定性好,自热小,响应时间短[30],一般在4.2K时为1ms的量级[29]。其结构图如图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-1-3所示。图1-3TVO碳陶瓷电阻温度传感器显微图[31,32]1.3网络化发展概况测温系统网络化可以通过三步来实现：一是感知层，利用红外探测器、数据采集卡等快速获取物体的温度信息；二是网络层，通过专用网络、互联网、移动通讯网或其融合，将温度信息从一个节点传到另一个节点；三是应用层，把感知层获取的温度信息进行处理，实现客户端温度显示、跟踪、监控，服务器端存储和管理等实际应用。所说的网络化指的就是第二步。1.3.1网络化发展研究现状美国通用电气公司2012年发布的《工业互联网：扩展思维与机器的边界》中率先提出了工业互联网的概念[33]。工业互联网将复杂机器、传感器、网络和软件系统紧密集成在一起，并使用各种信息技术，例如云计算和大数据来分析机器或传感器生成的数据，从而有针对性的调整机器的运行。十八大已经把建设网络强国制定为建设新时代社会主义的发展目标，成为新时代先进生产力和国家竞争力的重要组成部分[34]。数字化网络化智能化制造中，数字化是基础，网络化是传输数据的工具，就要求其传输速度快、不失真、大容量而且要保密[35,36]，以数字为核心，加速推动制造业向网络化、智能化演进[37]。例如：北京地铁车辆检修就要向网络化发展[38]；随着作战环境的复杂化，雷达也在向着分布式和网络化发展[39,40]。1.3.2网络化发展遇到的问题（1）协议繁多、互不兼容实现探测器网络化协议繁多，近距离通信如NFC、RFID、Bluetooth，远距离蜂窝通信如3G、4G、5G，远距离非蜂窝通信如ZigBee、Wi-Fi、LoRa，有线通信
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑体红外波段辐射亮度响应的通用公式[J]. 崔双龙,孙博君,孙晓刚. 光谱学与光谱分析. 2020(05)
[2]低温气体声学温度计测量原理与实验系统研制[J]. 秦海玲,于璠,周刚,李青. 低温与超导. 2019(12)
[3]一种等离子体压电谐振式MEMS红外探测器的理论研究[J]. 赵继聪,葛明敏,宋晨光,孙玲,孙海燕. 固体电子学研究与进展. 2019(06)
[4]工业市场的发展需要加速信息化和网络化[J]. 朱磊. 中国信息化. 2019(12)
[5]基于网络化运营发展的北京地铁车辆检修信息化管理系统设计[J]. 赵媛媛,高利华,张劭阳,汪文健. 城市公共交通. 2019(11)
[6]网络化雷达现状及技术发展趋势[J]. 徐洋,袁振涛,朱景雷,田明宏. 现代雷达. 2019(10)
[7]空间低温绝对辐射计研究[J]. 吴铎,王凯,叶新,王玉鹏,方伟. 发光学报. 2019(08)
[8]可用于低温测量的TVO碳陶瓷电阻温度计[J]. 王怡琳,任思捷,甘智华,詹森,姚越峰. 低温工程. 2017(06)
[9]严寒地区CRTSⅡ型无砟轨道板温度特性研究[J]. 郭超,陆征然,吕菲,隋孝民. 铁道工程学报. 2016(09)
[10]TM01-01型铁路专用轻便型红外测温仪的研制[J]. 彭士操,李旭辉. 铁道技术监督. 2015(06)
硕士论文
[1]高寒地区轨道板高速红外测温系统研制[D]. 孟凡曦.哈尔滨工业大学 2019
[2]汽车红外测温仪[D]. 李晨光.长春理工大学 2012
本文编号：3015317
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
使用GM低温冷却器的低温恒温器的实验装置[26]
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-和图1-2所示。图1-1使用GM低温冷却器的低温恒温器的实验装置[26]图1-2插入FRP阻尼器的样品台温度波动的时间序列[26]YDedikov，YPFilippov研究了TVO碳陶瓷电阻温度传感器，它的一个特点就是零导电性和高电阻性,它的电阻值最高可达5000MΩ[28]。TVO碳陶瓷电阻温度传感器的标称阻值一般为910、1000、1100Ω[29],它在低温温区具有灵敏度高,长期稳定性好,自热小,响应时间短[30],一般在4.2K时为1ms的量级[29]。其结构图如图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-1-3所示。图1-3TVO碳陶瓷电阻温度传感器显微图[31,32]1.3网络化发展概况测温系统网络化可以通过三步来实现：一是感知层，利用红外探测器、数据采集卡等快速获取物体的温度信息；二是网络层，通过专用网络、互联网、移动通讯网或其融合，将温度信息从一个节点传到另一个节点；三是应用层，把感知层获取的温度信息进行处理，实现客户端温度显示、跟踪、监控，服务器端存储和管理等实际应用。所说的网络化指的就是第二步。1.3.1网络化发展研究现状美国通用电气公司2012年发布的《工业互联网：扩展思维与机器的边界》中率先提出了工业互联网的概念[33]。工业互联网将复杂机器、传感器、网络和软件系统紧密集成在一起，并使用各种信息技术，例如云计算和大数据来分析机器或传感器生成的数据，从而有针对性的调整机器的运行。十八大已经把建设网络强国制定为建设新时代社会主义的发展目标，成为新时代先进生产力和国家竞争力的重要组成部分[34]。数字化网络化智能化制造中，数字化是基础，网络化是传输数据的工具，就要求其传输速度快、不失真、大容量而且要保密[35,36]，以数字为核心，加速推动制造业向网络化、智能化演进[37]。例如：北京地铁车辆检修就要向网络化发展[38]；随着作战环境的复杂化，雷达也在向着分布式和网络化发展[39,40]。1.3.2网络化发展遇到的问题（1）协议繁多、互不兼容实现探测器网络化协议繁多，近距离通信如NFC、RFID、Bluetooth，远距离蜂窝通信如3G、4G、5G，远距离非蜂窝通信如ZigBee、Wi-Fi、LoRa，有线通信
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑体红外波段辐射亮度响应的通用公式[J]. 崔双龙,孙博君,孙晓刚. 光谱学与光谱分析. 2020(05)
[2]低温气体声学温度计测量原理与实验系统研制[J]. 秦海玲,于璠,周刚,李青. 低温与超导. 2019(12)
[3]一种等离子体压电谐振式MEMS红外探测器的理论研究[J]. 赵继聪,葛明敏,宋晨光,孙玲,孙海燕. 固体电子学研究与进展. 2019(06)
[4]工业市场的发展需要加速信息化和网络化[J]. 朱磊. 中国信息化. 2019(12)
[5]基于网络化运营发展的北京地铁车辆检修信息化管理系统设计[J]. 赵媛媛,高利华,张劭阳,汪文健. 城市公共交通. 2019(11)
[6]网络化雷达现状及技术发展趋势[J]. 徐洋,袁振涛,朱景雷,田明宏. 现代雷达. 2019(10)
[7]空间低温绝对辐射计研究[J]. 吴铎,王凯,叶新,王玉鹏,方伟. 发光学报. 2019(08)
[8]可用于低温测量的TVO碳陶瓷电阻温度计[J]. 王怡琳,任思捷,甘智华,詹森,姚越峰. 低温工程. 2017(06)
[9]严寒地区CRTSⅡ型无砟轨道板温度特性研究[J]. 郭超,陆征然,吕菲,隋孝民. 铁道工程学报. 2016(09)
[10]TM01-01型铁路专用轻便型红外测温仪的研制[J]. 彭士操,李旭辉. 铁道技术监督. 2015(06)
硕士论文
[1]高寒地区轨道板高速红外测温系统研制[D]. 孟凡曦.哈尔滨工业大学 2019
[2]汽车红外测温仪[D]. 李晨光.长春理工大学 2012
本文编号：3015317
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