电控柜红外远程实时监控研究
发布时间：2021-07-14 02:49
在工业生产中,电控柜内的大功率母线节点会因接触不良而发热,发热现象又会进一步加剧大功率节点的接触不良,从而产生恶性循环,造成严重的设备安全隐患。对大功率节点的温度进行远程实时监控,能够尽早发现设备安全隐患,从而对温度异常情况进行及时处理,保障设备安全。本论文中,采用基于MLX90614的红外测温传感器模块采集目标点位温度,采用基于HC-SR04的超声波测距模块测量与目标的准确距离,采用STM32系列主控芯片对终端节点采集的温度与距离数据进行距离补偿算法处理,处理结果发送到基于ZigBee技术的无线传输模块,利用无线传输模块将数据发送到PC上位机,进行显示和进一步分析。为了能够适用于各种型号的电控柜,系统设计了电流互感器取电电源,为整个系统提供供电;针对铜制母线节点的实际情况,对MLX90614的发射率进行了比对和设定;针对不同距离下的测量误差,引入距离参数进行了算法补偿,以获得准确的温度值;针对环境温度、湿度的影响,进行了定量分析,排除了环境干扰;针对复杂环境,设计了软件、硬件抗干扰方案;针对系统功能需求,设计了上位机系统和SQL数据库;在系统设计完成后,针对各功能进行了实地测试,达到...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统电气线路巡检方式
西南科技大学硕士学位论文2图1-2生产现场设备布局图同时，伴随温度测控技术的不断发展，传统的温度测量方式已经不能满足本论文中高精度、实时、高压电气隔离的温度测量需求，例如在工业领域经常使用的铂电阻（Pt）测温，其成本低廉、使用寿命长，但其接触式测量方式不能满足电控柜内高压电气隔离的需求，且存在安装使用不便的缺点，因此本论文旨在研究一套能够实现非接触式的远程温度测量系统，该系统应当能够适配生产现场各种规格类型的电控柜，以实现高压母线的远程实时监控功能。1.2国内外研究现状及发展趋势在工业领域，目前国内外普遍采用的温度测量方式主要分为接触式和非接触式2种方式[2]。其中，接触式测量方式是将测量器具与目标物体直接接触，待两者达到热平衡后，通过测量器具的性状改变来获得目标物体温度数据的方法，这一方式具有测量精度高、抗干扰能力强、测量器具成本低廉等优点，根据测量原理来分类，接触式测量方式主要分为热电式、热阻式、膨胀式等多种形式。非接触式测温的特点是测量器具与目标物体不直接接触，通过传感器感知被测物体的红外辐射强度来确定目标物温度，在测量运动物体及需要进行电气隔离的工作环境中具有显著的优势[3]。1.2.1接触式温度测量在接触式温度测量方式中，根据测量原理的不同，接触式温度测量方式可分为以下两大类：（1）利用热胀冷缩原理
西南科技大学硕士学位论文4图1-3FLIRONE系列产品非接触式的温度测量方式提供了一种实时、高效的测量方法，目前已经在工业、医疗等领域中得到广泛使用。近年来，随着非接触式红外测温技术的广泛使用，各厂家相继推出了众多基于红外的温度测量产品，例如美国菲力尔公司最新的FLIRONE系列便携式红外成像仪，可以直接连接手机进行使用，它通过将红外测量模块捕获的温度数据值与手机摄像头获取的图像进行叠加，便能够准确地在手机屏幕中呈现出红外成像后的温度分布值。诸如类似的智能数字化测量系统内包含了主控芯片、测量模块以及数据传输模块等，能够实现对目标温度的实时测量、数据处理、输出控制等动作，具有小型化、智能化、数字化等优点，但目前红外成像仪器价格高昂，本论文的温度测量系统具有测量点多、分布散的特点，因此在本论文中不便于直接采用此类设备。1.2.3温度测量发展趋势近年来，国内外在温度测量领域出现了众多新的前沿技术，尤其随着各种手持设备及高精度检测仪器的推广使用，各种新型的检测方式、新型传感器也相继出现。主要有以下几大类：（1）半导体测量器件利用半导体（如硅晶体管）的PN结对温度变化的灵敏度高的特性，通过基极与发射极之间的电压与温度的变化关系，达到测量温度的目的，半导体管温度检测器件具有体积孝集成度高的特点，并且可以将测量信号直接用于后续电路处理[10]。（2）核磁共振测量器件测量原理为当具有核自旋特性的物质存在于磁场中时，若在磁场的垂直方向上施加电磁波，则该物质会对特定频率的电磁波发生吸收现象，利用共振吸收频率会随温度上升而下降的特性制成的检测器件，即为核磁共振检测器件。磁共振检测器件精度极高，可达到千分之一开尔文[11]。
本文编号：3283256
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统电气线路巡检方式
西南科技大学硕士学位论文2图1-2生产现场设备布局图同时，伴随温度测控技术的不断发展，传统的温度测量方式已经不能满足本论文中高精度、实时、高压电气隔离的温度测量需求，例如在工业领域经常使用的铂电阻（Pt）测温，其成本低廉、使用寿命长，但其接触式测量方式不能满足电控柜内高压电气隔离的需求，且存在安装使用不便的缺点，因此本论文旨在研究一套能够实现非接触式的远程温度测量系统，该系统应当能够适配生产现场各种规格类型的电控柜，以实现高压母线的远程实时监控功能。1.2国内外研究现状及发展趋势在工业领域，目前国内外普遍采用的温度测量方式主要分为接触式和非接触式2种方式[2]。其中，接触式测量方式是将测量器具与目标物体直接接触，待两者达到热平衡后，通过测量器具的性状改变来获得目标物体温度数据的方法，这一方式具有测量精度高、抗干扰能力强、测量器具成本低廉等优点，根据测量原理来分类，接触式测量方式主要分为热电式、热阻式、膨胀式等多种形式。非接触式测温的特点是测量器具与目标物体不直接接触，通过传感器感知被测物体的红外辐射强度来确定目标物温度，在测量运动物体及需要进行电气隔离的工作环境中具有显著的优势[3]。1.2.1接触式温度测量在接触式温度测量方式中，根据测量原理的不同，接触式温度测量方式可分为以下两大类：（1）利用热胀冷缩原理
西南科技大学硕士学位论文4图1-3FLIRONE系列产品非接触式的温度测量方式提供了一种实时、高效的测量方法，目前已经在工业、医疗等领域中得到广泛使用。近年来，随着非接触式红外测温技术的广泛使用，各厂家相继推出了众多基于红外的温度测量产品，例如美国菲力尔公司最新的FLIRONE系列便携式红外成像仪，可以直接连接手机进行使用，它通过将红外测量模块捕获的温度数据值与手机摄像头获取的图像进行叠加，便能够准确地在手机屏幕中呈现出红外成像后的温度分布值。诸如类似的智能数字化测量系统内包含了主控芯片、测量模块以及数据传输模块等，能够实现对目标温度的实时测量、数据处理、输出控制等动作，具有小型化、智能化、数字化等优点，但目前红外成像仪器价格高昂，本论文的温度测量系统具有测量点多、分布散的特点，因此在本论文中不便于直接采用此类设备。1.2.3温度测量发展趋势近年来，国内外在温度测量领域出现了众多新的前沿技术，尤其随着各种手持设备及高精度检测仪器的推广使用，各种新型的检测方式、新型传感器也相继出现。主要有以下几大类：（1）半导体测量器件利用半导体（如硅晶体管）的PN结对温度变化的灵敏度高的特性，通过基极与发射极之间的电压与温度的变化关系，达到测量温度的目的，半导体管温度检测器件具有体积孝集成度高的特点，并且可以将测量信号直接用于后续电路处理[10]。（2）核磁共振测量器件测量原理为当具有核自旋特性的物质存在于磁场中时，若在磁场的垂直方向上施加电磁波，则该物质会对特定频率的电磁波发生吸收现象，利用共振吸收频率会随温度上升而下降的特性制成的检测器件，即为核磁共振检测器件。磁共振检测器件精度极高，可达到千分之一开尔文[11]。
本文编号：3283256
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