CN105487569A - 一种基于声波测温的温控系统 - Google Patents

一种基于声波测温的温控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于声波测温的温控系统，包括发射器纵向步进电机、发射器竖向步进电机、电源模块、总处理器、制冷机、轴流风机、接收器纵向步进电机、接收器竖向步进电机、发射器和接收器；所述发射器上设有发射器超声测温探头、发射器第一光电发生器、发射器第二光电发生器；所述接收器嵌装有接收器第一反光板、接收器第二反光板；所述总处理器与发射器纵向步进电机、发射器竖向步进电机、发射器超声测温探头、发射器第一光电发生器、发射器第二光电发生器、制冷机、轴流风机、接收器纵向步进电机、接收器竖向步进电机均电性连接。本发明通过总处理器根据不同的温度信号对轴流风机和制冷机的控制，从而实现温度控制。

Description

一种基于声波测温的温控系统
【技术领域】
本发明涉及温控冷藏箱的技术领域，特别是一种基于声波测温的温控系统的技术领域。
【背景技术】
随着工业化技术的不断发展，一些对温度敏感的商品在加工、储存、运输、销售等过程中，需要对各个过程中的温度参数进行记录跟踪，以保证产品质量，例如药品。药品冷链由冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输及配送、冷冻销售4个方面构成，而在冷藏运输及配送环节最容易出现问题。药品冷藏运输及配送需要温度保持在2～8℃范围内，而原有监测技术手段滞后是最大的技术瓶颈。
接触式测温方法所采用的测量原理是将被测介质或者物体与测量传感器充分直接接触，使得被测位置的分子动能能够有效地传递到测量传感器结构分子处，当两位置处的分子动能达到统计平衡态时，就体现出宏观稳定的平衡温度。接触式的测量方法高度依赖于测量传感器材料的稳定性。同时，由于被测介质或者物体与测量传感器充分直接接触，存在如下两个问题，其一为每次放置不同物品均需要安装测量传感器，其二为测量传感器会影响温度场。
声学法测温技术作为一种新型的非接触式测温技术，具有测温范围广0～1900℃，测量区域广可达几十米，精度高，实时测量，方便维护等优点。超声波测温是以气、液、固三态介质中温度和声速的相关性为理论基础的。理想气体的声速与绝对温度的平方根成正比，许多固体和液体的声速一般随温度增高而降低。气体的声速变化率在低温时最大，大多数液体的声速变化率基本上不随温度而变，固体则在高温时声速变化率最大。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种基于声波测温的温控系统，能够通过超声测温探头检测温度，通过上下两个光电开关确定所测温度为物体表面温度，通过总处理器根据不同的温度信号对轴流风机和制冷机的控制，从而实现温度控制。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于声波测温的温控系统，包括发射器纵向步进电机、发射器竖向步进电机、电源模块、总处理器、制冷机、轴流风机、接收器纵向步进电机、接收器竖向步进电机、发射器和接收器；所述发射器上设有发射器超声测温探头、发射器第一光电发生器、发射器第二光电发生器；所述接收器嵌装有接收器第一反光板、接收器第二反光板；所述总处理器与发射器纵向步进电机、发射器竖向步进电机、发射器超声测温探头、发射器第一光电发生器、发射器第二光电发生器、制冷机、轴流风机、接收器纵向步进电机、接收器竖向步进电机均电性连接；所述电源模块、总处理器、制冷机、轴流风机安装于冷藏箱箱体内，所述发射器安装于发射器竖向丝杆组件上，发射器竖向丝杆组件安装于发射器纵向从动丝杆组件和发射器纵向主动丝杆组件上，发射器纵向从动丝杆组件和发射器纵向主动丝杆组件均安装于冷藏箱箱体内部侧面，所述接收器安装于接收器竖向丝杆组件上，接收器竖向丝杆组件安装于接收器纵向从动丝杆组件和接收器纵向主动丝杆组件上，接收器纵向从动丝杆组件和接收器纵向主动丝杆组件均安装于冷藏箱箱体内部侧面。
作为优选，所述电源模块与发射器纵向步进电机、发射器竖向步进电机、发射器超声测温探头、发射器第一光电发生器、发射器第二光电发生器、总处理器、制冷机、轴流风机、接收器纵向步进电机、接收器竖向步进电机均电性连接，所述电源模块用于供电。
作为优选，所述总处理器用于接收发射器第一光电发生器、发射器第二光电发生器的通断信号和发射器超声测温探头的温度信号，总处理器用于发送控制信号至发射器纵向步进电机、发射器竖向步进电机、制冷机、轴流风机、接收器纵向步进电机、接收器竖向步进电机。
作为优选，所述发射器纵向从动丝杆组件和接收器纵向从动丝杆组件均包括滚珠丝杆；发射器竖向丝杆组件、发射器纵向主动丝杆组件、接收器竖向丝杆组件、接收器纵向主动丝杆组件均包括步进电机、滚珠丝杆。
作为优选，所述接收器第一反光板、接收器第二反光板为光电开关反光板，用于反射发射器第一光电发生器、发射器第二光电发生器的光线。
本发明的有益效果：本发明能够通过超声测温探头检测温度，通过上下两个光电开关确定所测温度为物体表面温度，通过总处理器根据不同的温度信号对轴流风机和制冷机的控制，从而实现温度控制。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明一种基于声波测温的温控系统的系统构成图；
图2是本发明一种基于声波测温的温控系统的冷藏箱剖面示意图；
图3是本发明一种基于声波测温的温控系统的发射器主视示意图；
图4是本发明一种基于声波测温的温控系统的接收器主视示意图。
图中：1-发射器纵向步进电机、2-发射器竖向步进电机、3-发射器超声测温探头、4-发射器第一光电发生器、5-发射器第二光电发生器、6-电源模块、7-总处理器、8-制冷机、9-轴流风机、10-接收器纵向步进电机、11-接收器竖向步进电机、12-冷藏箱箱体、13-发射器纵向从动丝杆组件、14-发射器竖向丝杆组件、15-发射器、16-发射器纵向主动丝杆组件、17-接收器纵向从动丝杆组件、18-接收器竖向丝杆组件、19-接收器、20-接收器纵向主动丝杆组件、21-接收器第一反光板、22-接收器第二反光板。
【具体实施方式】
参阅图1、图2、图3和图4，本发明，包括发射器纵向步进电机1、发射器竖向步进电机2、电源模块6、总处理器7、制冷机8、轴流风机9、接收器纵向步进电机10、接收器竖向步进电机11、发射器15和接收器19；所述发射器15上设有发射器超声测温探头3、发射器第一光电发生器4、发射器第二光电发生器5；所述接收器19嵌装有接收器第一反光板21、接收器第二反光板22；所述总处理器7与发射器纵向步进电机1、发射器竖向步进电机2、发射器超声测温探头3、发射器第一光电发生器4、发射器第二光电发生器5、制冷机8、轴流风机9、接收器纵向步进电机10、接收器竖向步进电机11均电性连接；所述电源模块6、总处理器7、制冷机8、轴流风机9安装于冷藏箱箱体12内，所述发射器15安装于发射器竖向丝杆组件14上，发射器竖向丝杆组件14安装于发射器纵向从动丝杆组件13和发射器纵向主动丝杆组件16上，发射器纵向从动丝杆组件13和发射器纵向主动丝杆组件16均安装于冷藏箱箱体12内部侧面，所述接收器19安装于接收器竖向丝杆组件18上，接收器竖向丝杆组件18安装于接收器纵向从动丝杆组件17和接收器纵向主动丝杆组件20上，接收器纵向从动丝杆组件17和接收器纵向主动丝杆组件20均安装于冷藏箱箱体12内部侧面。
具体的，所述电源模块6与发射器纵向步进电机1、发射器竖向步进电机2、发射器超声测温探头3、发射器第一光电发生器4、发射器第二光电发生器5、总处理器7、制冷机8、轴流风机9、接收器纵向步进电机10、接收器竖向步进电机11均电性连接，所述电源模块6用于供电。
具体的，所述总处理器7用于接收发射器第一光电发生器4、发射器第二光电发生器5的通断信号和发射器超声测温探头3的温度信号，总处理器7用于发送控制信号至发射器纵向步进电机1、发射器竖向步进电机2、制冷机8、轴流风机9、接收器纵向步进电机10、接收器竖向步进电机11。
具体的，所述发射器纵向从动丝杆组件13和接收器纵向从动丝杆组件17均包括滚珠丝杆；发射器竖向丝杆组件14、发射器纵向主动丝杆组件16、接收器竖向丝杆组件18、接收器纵向主动丝杆组件20均包括步进电机、滚珠丝杆。
具体的，所述接收器第一反光板21、接收器第二反光板22为光电开关反光板，用于反射发射器第一光电发生器4、发射器第二光电发生器5的光线。
本发明工作过程：
本发明一种基于声波测温的温控系统在工作过程中，发射器超声测温探头3的测温原理为：根据声波在不同介质中传播速度间接获得温度，速度为气体绝热指数、理想气体普适常数、气体温度的乘积比上气体相对分子质量后的二分之一次方。对于给定的介质下，气体绝热指数、理想气体普适常数、气体相对分子质量均为定值，因而可由速度表征气体温度，从而实现间接测量。实现物体表面温度检测的原理为：通过发射器第一光电发生器4、发射器第二光电发生器5与接收器第一反光板21、接收器第二反光板22可获得竖直方向移动时候的遮挡情况(这一情况由光电开关的信号表征)，一直未遮挡到遮挡的这一转折位置即为物体表面的位置。温控的原理为：通过发射器超声测温探头3的温度信号即可确定温度异常，根据温度异常时候已经发送给各步进电机的脉冲信号可以获得温度异常的位置，根据温度异常的位置，按照预先编程的控制方法，即可使总处理器7控制制冷机8、轴流风机9，实现温度控制。
本发明，能够通过超声测温探头检测温度，通过上下两个光电开关确定所测温度为物体表面温度，通过总处理器根据不同的温度信号对轴流风机和制冷机的控制，从而实现温度控制。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于声波测温的温控系统，其特征在于：包括发射器纵向步进电机(1)、发射器竖向步进电机(2)、电源模块(6)、总处理器(7)、制冷机(8)、轴流风机(9)、接收器纵向步进电机(10)、接收器竖向步进电机(11)、发射器(15)和接收器(19)；所述发射器(15)上设有发射器超声测温探头(3)、发射器第一光电发生器(4)、发射器第二光电发生器(5)；所述接收器(19)嵌装有接收器第一反光板(21)、接收器第二反光板(22)；所述总处理器(7)与发射器纵向步进电机(1)、发射器竖向步进电机(2)、发射器超声测温探头(3)、发射器第一光电发生器(4)、发射器第二光电发生器(5)、制冷机(8)、轴流风机(9)、接收器纵向步进电机(10)、接收器竖向步进电机(11)均电性连接；所述电源模块(6)、总处理器(7)、制冷机(8)、轴流风机(9)安装于冷藏箱箱体(12)内，所述发射器(15)安装于发射器竖向丝杆组件(14)上，发射器竖向丝杆组件(14)安装于发射器纵向从动丝杆组件(13)和发射器纵向主动丝杆组件(16)上，发射器纵向从动丝杆组件(13)和发射器纵向主动丝杆组件(16)均安装于冷藏箱箱体(12)内部侧面，所述接收器(19)安装于接收器竖向丝杆组件(18)上，接收器竖向丝杆组件(18)安装于接收器纵向从动丝杆组件(17)和接收器纵向主动丝杆组件(20)上，接收器纵向从动丝杆组件(17)和接收器纵向主动丝杆组件(20)均安装于冷藏箱箱体(12)内部侧面。
2.如权利要求1所述的一种基于声波测温的温控系统，其特征在于：所述电源模块(6)与发射器纵向步进电机(1)、发射器竖向步进电机(2)、发射器超声测温探头(3)、发射器第一光电发生器(4)、发射器第二光电发生器(5)、总处理器(7)、制冷机(8)、轴流风机(9)、接收器纵向步进电机(10)、接收器竖向步进电机(11)均电性连接，所述电源模块(6)用于供电。
3.如权利要求1所述的一种基于声波测温的温控系统，其特征在于：所述总处理器(7)用于接收发射器第一光电发生器(4)、发射器第二光电发生器(5)的通断信号和发射器超声测温探头(3)的温度信号，总处理器(7)用于发送控制信号至发射器纵向步进电机(1)、发射器竖向步进电机(2)、制冷机(8)、轴流风机(9)、接收器纵向步进电机(10)、接收器竖向步进电机(11)。
4.如权利要求1所述的一种基于声波测温的温控系统，其特征在于：所述发射器纵向从动丝杆组件(13)和接收器纵向从动丝杆组件(17)均包括滚珠丝杆；发射器竖向丝杆组件(14)、发射器纵向主动丝杆组件(16)、接收器竖向丝杆组件(18)、接收器纵向主动丝杆组件(20)均包括步进电机、滚珠丝杆。
5.如权利要求1所述的一种基于声波测温的温控系统，其特征在于：所述接收器第一反光板(21)、接收器第二反光板(22)为光电开关反光板，用于反射发射器第一光电发生器(4)、发射器第二光电发生器(5)的光线。
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