CN105527994B - 一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法 - Google Patents

一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法，包括以下步骤：步骤一：于冷藏箱内安装各所需部件并进行调试；步骤二：将异常温度值、温度界限值写入程序；步骤三：发射器、接收器移动检测，并将物体表面点的温度值发送至总处理器；步骤四：总处理器对接收到的温度值与异常温度值进行比对，当温度正常时，重复步骤三；当温度异常时，总处理器发送相应控制信号至制冷机、轴流风机，直至该温度异常点温度正常后重复步骤三。本发明能够实现冷藏箱内物体表面温度的检测，并在所测物体表面温度与异常温度值在较小范围时，通过控制制冷机和轴流风机实现温度控制。

Description

一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法
【技术领域】
本发明涉及温度控制方法的技术领域，特别是一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法的技术领域。
【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冷藏箱温度控制方法，能够通过此方法实现冷藏箱内物体表面温度的检测，并在所测物体表面温度与异常温度值在较小范围时，通过控制制冷机和轴流风机实现温度控制。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法，包括以下步骤：
步骤一：于冷藏箱内安装各所需部件并进行调试，所述各所需部件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；
步骤二：将异常温度值、温度界限值写入程序，所述异常温度值为所存放物品的临界温度值，异常温度值包括最大温度值Tmax和最小温度值Tmin，所述温度界限值为所能允许的温度偏差的最大值χ；
步骤三：发射器、接收器移动检测，并将物体表面点的温度值Tsurface发送至总处理器；
步骤四：总处理器对接收到的温度值与异常温度值进行比对，当Tmax-Tsurface＞χ且Tsurface-Tmin＞χ时，重复步骤三；当Tmax-Tsurface≤χ时，总处理器发送温高控制信号至制冷机、轴流风机，直至温度异常点温度正常后重复步骤三；当Tsurface-Tmin≤χ时，总处理器发送温低控制信号至制冷机、轴流风机，直至温度异常点温度正常后重复步骤三。
作为优选，所述步骤一中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，所述步骤一中的调试包括将发射器与接收器调至同一水平位置，从而确保发射器中的发射器第一光电发生器、发射器第二光电发生器与接收器第一反光板、接收器第二反光板在相应水平位置，保证确定物体表面点时所发送的信号不失真。
作为优选，所述步骤三中的物体表面点的确定方法为：发射器第一光电发生器或发射器第二光电发生器的信号出现变化的转折处即为物体表面点。
作为优选，所述步骤四中的温高控制信号包括打开制冷机、打开轴流风机、加大制冷、加大风速等；所述步骤四中的温低控制信号包括关闭制冷机、关闭轴流风机、减小制冷、减小风速等。
本发明的有益效果：本发明能够通过此方法实现冷藏箱内物体表面温度的检测，并在所测物体表面温度与异常温度值在较小范围时，通过控制制冷机和轴流风机实现温度控制。
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冷藏箱温度控制方法的控制方法流程图；
图2是本发明一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法的系统构成图；
图3是本发明一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法的冷藏箱剖面示意图；
图4是本发明一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法的发射器主视示意图；
图5是本发明一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法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、图4和图5，本发明，包括以下步骤：
步骤一：于冷藏箱内安装各所需部件并进行调试，所述各所需部件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；
步骤二：将异常温度值、温度界限值写入程序，所述异常温度值为所存放物品的临界温度值，异常温度值包括最大温度值Tmax和最小温度值Tmin，所述温度界限值为所能允许的温度偏差的最大值χ；
步骤三：发射器15、接收器19移动检测，并将物体表面点的温度值Tsurface发送至总处理器7；
步骤四：总处理器对接收到的温度值与异常温度值进行比对，当Tmax-Tsurface＞χ且Tsurface-Tmin＞χ时，重复步骤三；当Tmax-Tsurface≤χ时，总处理器7发送温高控制信号至制冷机8、轴流风机9，直至该温度异常点温度正常后重复步骤三；当Tsurface-Tmin≤χ时，总处理器7发送温低控制信号至制冷机8、轴流风机9，直至该温度异常点温度正常后重复步骤三。
具体的，所述步骤一中所述发射器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，所述步骤一中的调试包括将发射器15与接收器19调至同一水平位置，从而确保发射器15中的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在相应水平位置，保证确定物体表面点时所发送的信号不失真。
具体的，所述步骤三中的物体表面点的确定方法为：发射器第一光电发生器4或发射器第二光电发生器5的信号出现变化的转折处即为物体表面点。
具体的，所述步骤四中的温高控制信号包括打开制冷机8、打开轴流风机9、加大制冷、加大风速等；所述步骤四中的温低控制信号包括关闭制冷机8、关闭轴流风机9、减小制冷、减小风速等。
本发明工作过程：
本发明一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法在工作过程中，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。
在具体实施时，步骤一：于冷藏箱内安装各所需部件并进行调试，所述各所需部件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；步骤二：将异常温度值、温度界限值写入程序，所述异常温度值为所存放物品的临界温度值，异常温度值包括最大温度值Tmax和最小温度值Tmin，所述温度界限值为所能允许的温度偏差的最大值χ；步骤三：发射器15、接收器19移动检测，并将物体表面点的温度值Tsurface发送至总处理器7；步骤四：总处理器对接收到的温度值与异常温度值进行比对，当Tmax-Tsurface＞χ且Tsurface-Tmin＞χ时，重复步骤三；当Tmax-Tsurface≤χ时，总处理器7发送温高控制信号至制冷机8、轴流风机9，直至该温度异常点温度正常后重复步骤三；当Tsurface-Tmin≤χ时，总处理器7发送温低控制信号至制冷机8、轴流风机9，直至该温度异常点温度正常后重复步骤三。
本发明，能够通过此方法实现冷藏箱内物体表面温度的检测，并在所测物体表面温度与异常温度值在较小范围时，通过控制制冷机和轴流风机实现温度控制。
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冷藏箱温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：于冷藏箱内安装各所需部件并进行调试，所述各所需部件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；
步骤二：将异常温度值、温度界限值写入程序，所述异常温度值为所存放物品的临界温度值，异常温度值包括最大温度值Tmax和最小温度值Tmin，所述温度界限值为所能允许的温度偏差的最大值χ；
步骤三：发射器、接收器移动检测，并将物体表面点的温度值Tsurface发送至总处理器；
步骤四：总处理器对接收到的温度值与异常温度值进行比对，当Tmax-Tsurface>χ且Tsurface-Tmin>χ时，重复步骤三；当Tmax-Tsurface≤χ时，总处理器发送温高控制信号至制冷机、轴流风机，直至温度异常点温度正常后重复步骤三；当Tsurface-Tmin≤χ时，总处理器发送温低控制信号至制冷机、轴流风机，直至温度异常点温度正常后重复步骤三。
2.如权利要求1所述的一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法，其特征在于：所述步骤一中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。
3.如权利要求1所述的一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法，其特征在于：所述步骤一中的调试包括将发射器与接收器调至同一水平位置。
4.如权利要求1所述的一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法，其特征在于：所述步骤三中的物体表面点的确定方法为：发射器第一光电发生器或发射器第二光电发生器的信号出现变化的转折处即为物体表面点。
5.如权利要求1所述的一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法，其特征在于：所述步骤四中的温高控制信号包括打开制冷机、打开轴流风机、加大制冷、加大风速；所述步骤四中的温低控制信号包括关闭制冷机、关闭轴流风机、减小制冷、减小风速。
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