红外测温系统的实现与修正

发布时间：2017-08-22 18:20

  本文关键词：红外测温系统的实现与修正

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【摘要】：在电力系统中对电气设备温度测量是很重要的工作,现阶段常用的测温方式包括接触式测量和非接触式测量,接触式测量使用麻烦,存在危险。而红外测温技术是基于红外辐射原理测量物体温度,具有非接触、响应速度快、测温范围广等优点。本文主要针对变电站高压开关触头,设计了一个红外测温系统。本文首先介绍了常用的温度测量技术,然后介绍了红外辐射定律,接着对造成红外传感器测温误差的因素进行了理论分析。根据实际需求对红外测温系统进行了总体设计及元件的选型,采用STM32微控制器,利用红外传感器MLX90614和温度传感器DS 18B20实现对目标温度和环境温度采集,然后分别介绍了系统的硬件部分及软件设计。由于红外传感器测温存在误差,需要对其测量结果进行补偿,使用红外测温系统在与被测物不同的距离处分别对被测物温度进行测量,利用实验数据拟合出红外传感器的基于距离因素的修正曲线,进行适当的温度补偿,将其写入软件中实现对红外传感器所测温度的补偿,将时间、温度和距离等信息在LCD屏上进行显示同时存储在内部的FLASH中。微控制器使用RS232串口和PC机通信,PC机可以读取FLASH中存储的数据信息并且能够修改系统的睡眠周期。通过对系统功能的测试,发现本系统能够实现既定的功能要求,也在一定程度上对红外传感器所测得的目标温度值做了补偿,并且系统开发费用较低,具有较高的稳定性。
【关键词】：温度测量 红外辐射 STM32 温度补偿
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM507;TH811
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 引言10-15
• 1.1 课题研究的背景及意义10
• 1.2 常见的测温技术10-12
• 1.3 国内外研究现状及发展趋势12-13
• 1.4 研究的任务和要达到的性能指标13
• 1.5 主要工作内容13-15
• 第二章 红外测温的理论基础15-20
• 2.1 红外辐射概念15
• 2.2 红外辐射基本定律15-17
• 2.2.1 基尔霍夫定律15-16
• 2.2.2 普朗克定律16
• 2.2.3 斯特藩-玻尔兹曼定律16
• 2.2.4 维恩位移定律16-17
• 2.2.5 非黑体辐射17
• 2.3 影响红外测温的主要因素分析17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第三章 红外测温系统的总体设计方案20-26
• 3.1 系统总体设计方案20-21
• 3.2 主要元件的选择21-25
• 3.2.1 微控制器的选择21
• 3.2.2 STM32F103系列微控制器概述21-22
• 3.2.3 温度传感器的选择22
• 3.2.4 MLX90614概述22-23
• 3.2.5 DS18B20概述23-24
• 3.2.6 显示屏的选择24-25
• 3.3 本章小结25-26
• 第四章 系统的硬件实现26-34
• 4.1 微控制器的硬件实现26
• 4.2 MLX90614测温电路的实现26-27
• 4.3 DS18B20测温电路的实现27-28
• 4.4 LCD接口电路的实现28-29
• 4.5 按键电路的实现29
• 4.6 RS232串口电路的实现29-30
• 4.7 LED电路的实现30
• 4.8 复位电路的实现30
• 4.9 电源电路的实现30-31
• 4.10 PCB的实现31-33
• 4.11 本章小结33-34
• 第五章 系统的软件实现34-53
• 5.1 软件开发环境介绍34-35
• 5.2 系统主功能流程35-36
• 5.3 按键输入模块36-37
• 5.4 时钟模块37-38
• 5.5 串口通信模块38-40
• 5.6 LCD显示模块40-41
• 5.7 FLASH存储模块41-43
• 5.8 环境温度测量模块43-44
• 5.9 红外温度测量模块44-47
• 5.9.1 SMBus通信协议44-45
• 5.9.2 红外温度测量程序设计45-47
• 5.10 结果补偿模块47-52
• 5.10.1 红外温度数据的测量48-49
• 5.10.2 数据拟合49-51
• 5.10.3 补偿算法STM32中的实现51-52
• 5.11 本章小结52-53
• 第六章 系统功能验证53-56
• 6.1 实验验证53-55
• 6.2 本章小结55-56
• 第七章 总结与展望56-58
• 7.1 论文总结56
• 7.2 论文展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 附录62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 唐忠;杨春旭;崔昊杨;于锡琪;;电气设备红外测温影响因数及温度修正[J];上海电力学院学报;2010年05期

2 程晓舫,符泰然,王安全;具有单调发射率表现的三波段温度测量方法[J];光谱学与光谱分析;2003年04期

3 张艳,田竞,叶逢春,路灿;基于红外传感器的高压开关柜温度实时监测网络的研制[J];高压电器;2005年02期

4 孔琛;孙坚;徐红伟;陈亮;;工业现场环境下提高红外测温精度的方法探究[J];工业仪表与自动化装置;2008年06期

5 徐坤;赵麟;袁圆;张西良;林丽丹;;医用红外测温仪测量误差分析及补偿试验研究[J];电子测量技术;2014年10期

6 吴冠平;刘炼;;GW5型隔离开关发热故障分析及处理[J];电气技术;2014年01期

7 徐华英 ,徐秋华 ,赵莉 ,陈琪;用DS18B20和单片机构成的最小测温系统[J];中国计量;2003年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 聂绍龙;大距离系数红外测温理论及应用研究[D];浙江大学;2003年

2 吕志刚;基于PIC单片机的智能在线辐射测温仪研制[D];哈尔滨工业大学;2009年

3 吴斌;热辐射温度测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年

4 袁永平;宽范围精密温度测量及存储系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2013年

5 张崇关;红外辐射温度测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

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本文编号：720666