CN110160669A - 一种肉禽养殖体感温度检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种肉禽养殖体感温度检测装置及方法。肉禽养殖体感温度检测装置中，恒温测风元件采用铜质或铝制材料，此类材料有很好的热传导性，智能控制器通过恒温加热元件上的温度检测元件实时检测恒温测风元件的温度，当测量到恒温测风元件温度未达到目标范围时，增大加热电流，当温度检测元件达到温度高于目标温度范围时，降低加热电流，加热规律采用PID规律调节，始终保持恒温测风元件温度略高于环境温度，此时通过检测加热电流即可标定出风速，本发明底座和智能控制器做成一体，电路部分主要集中在底座内，底座上有测量环境物理温湿度的温湿度传感器，用于结合风速计算体感温度，控制器上有通讯供电接口，用于装置供电和数据远程传输。

Description

一种肉禽养殖体感温度检测装置及方法

技术领域

本发明涉及检测装置领域，具体为一种肉禽养殖体感温度检测装置及方法。

背景技术

体感温度(apparent temperature)系指人体(或动物)所感受到的冷暖程度，转换成同等之温度，会受到气温、风速与相对湿度的综合影响。

体感温度的控制对于现代禽类养殖尤为重要，目前体感温度的计算主要为通过估算风速度在结合环境物理温湿度估算体感温度，养殖棚舍大多情况下为微风，传统风杯式风速检测装置无法使用，风速大多是通过风机的额定功率估算，这样得到的结果误差较大，同时计算体感温度过程较为复杂，难以快速实施。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种肉禽养殖体感温度检测装置，以解决目前体感温度的计算主要为通过估算风速度在结合环境物理温湿度估算体感温度，养殖棚舍大多情况下为微风，传统风杯式风速检测装置无法使用，风速大多是通过风机的额定功率估算，这样得到的结果误差较大，同时计算体感温度过程较为复杂，难以快速实施的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种肉禽养殖体感温度检测装置，包括恒温测风元件、智能控制器和底座，所述恒温测风元件上安装有恒温加热元件和温度检测元件，所述恒温测风元件安装在横杆的一端，所述横杆的另一端安装在立杆上，所述横杆由隔热材料制成，所述立杆安装在底座上，所述底座上设有用于接通电源和数据远程传输的通信供电接口和用于测量温度和湿度的温湿度探头，所述恒温加热元件、温度检测元件、通信供电接口和温湿度探头均与智能控制器连接。

进一步地，所述智能控制器安装在底座上，所述智能控制器包括恒温控制单元、Matlab 拟合单元、计算模块、显示模块；所述恒温控制单元用于控制恒温测风元件在设定温度范围内；所述Matlab拟合单元用于对预设风速和根据预设风速对应测量出的电流进行Matlab 多项式拟合，得到风速与电流的函数关系；所述计算模块用于根据Matlab拟合单元得出的函数关系和测量出的电流计算出实时风速，根据该实时风速和测量出的温度、湿度计算出体感温度；所述显示模块用于显示各项参数，该参数包括测量出的湿度、温度和计算得出的实时风速、体感温度。

进一步地，所述横杆与立杆固定连接，所述立杆与底座通过第一转动控制装置活动连接，所述第一转动装置包括第一轴承，所述立杆转动的安装在第一轴承内，所述第一轴承固定安装在底座上。

进一步地，所述立杆与底座固定连接，所述横杆与立杆通过第二转动控制装置活动连接，所述第二转动装置包括第二轴承，所述第二轴承转动的安装在立杆上，所述第二轴承固定安装在横杆上，所述第二轴承的下表面设有限位块，所述限位块与立杆固定连接。

进一步地，所述温度检测元件包括多个温度传感器，多个温度传感器均匀的分布在恒温测风元件上。

进一步地，所述恒温加热元件包括金属丝，所述金属丝呈S型敷设在恒温测风元件上。

进一步地，所述智能控制器通过加热电路与恒温加热元件连接，加热电路串联有采样电阻。

进一步地，所述温度检测元件包括温敏电阻PTC，通过温敏电阻PTC不断检测恒温测风元件的温度，以保证恒温加热的精确性。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种肉禽养殖体感温度检测方法，包括以下步骤：

S1、将肉禽养殖体感温度检测装置置于标准风速检测环境下，施加不同等级风速并将其记录，对应记录恒温测风元件保持在设定温度范围内时温度检测元件内的加热电流；

S2、将步骤S1中得到的多组对应的风速和加热电流导入至Matlab中进行多项式拟合，得到风速和加热电流的函数关系；

S3、根据步骤S2得到的函数关系和实时测量到稳定的加热电流计算得到实时风速；

S4、通过步骤S3得到的实时风速和实时测量的温度、湿度计算得出实时的体感温度；

S5、将步骤S4得到的体感温度传至显示模块显示。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本装置利用恒温测风元件检测风速，恒温测风元件采用铜质或铝制材料，此类材料有很好的热传导性，智能控制器通过恒温加热元件上的温度检测元件实时检测恒温测风元件的温度，当测量到恒温测风元件温度未达到目标范围时，增大加热电流，当温度检测元件达到温度高于目标温度范围时，降低加热电流，加热规律采用PID规律调节，始终保持恒温测风元件温度略高于环境温度，此温度既精准检测风速，又符合节能环保概念，环境中即使微弱气流也会引起恒温测风元件的散热速度，当恒温测风元件温度被恒温加热元件调节到恒温状态时，气流的速度将和加热电流成一定的函数规律，此函数规律可通过Matlab进行拟合，此时通过检测加热电流即可标定出风速，本发明底座和智能控制器做成一体，电路部分主要集中在底座内，底座上有测量环境物理温湿度的温湿度传感器，用于结合风速计算体感温度，控制器上有通讯供电接口，用于装置供电和数据远程传输。本方案可以有效的测量养殖棚舍在微风下的风速，测量误差小，进而测量出人体(或动物)内的体温，过程简单，便于实施。

附图说明

图1为本发明装置立体结构示意图；

图2为本发明中智能控制器的框图；

图3为本发明中方法的流程图；

图4为本发明中一个实施例的部分结构示意图；

图5为本发明中另一个实施例的部分结构示意图。

图中：1、恒温测风元件；2、温度检测元件；3、恒温加热元件；4、横杆；5、立杆； 6、底座；7、温湿度探头；8、通讯供电接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种肉禽养殖体感温度检测装置，包括恒温测风元件1、智能控制器和底座6，恒温测风元件1优选地为铜质或铝制材料的金属薄片，此类材料有很好的热传导性，恒温测风元件1上安装有恒温加热元件3和温度检测元件2，恒温测风元件1安装在横杆4的一端，横杆4的另一端安装在立杆5上，恒温测风元件1安装在一个可旋转的立杆5上，同时保持很小的旋转阻尼，此时恒温测风元件将自动适应风向，使恒温测风元件充分与气流接触，横杆4由隔热材料制成，该隔热材料优选地为陶瓷材质，隔热效果佳，立杆5安装在底座6上，底座6上设有用于接通电源和数据远程传输的通信供电接口8和用于测量温度和湿度的温湿度探头7，温湿度探头7用于实时测量的温湿度用于结合风速计算体感温度，供电通信接口8优选地采用RS485接口，用于装置供电和数据远程传输，将数据传送至环境控制设备端或其他上位机，恒温加热元件3、温度检测元件 2、通信供电接口8和温湿度探头7均与智能控制器连接。

所述智能控制器优选地安装在底座6内。

请参阅图2所示，智能控制器包括恒温控制单元101、Matlab拟合单元102、计算模块103、显示模块104；恒温控制单元101用于控制恒温测风元件在设定温度范围内；Matlab拟合单元102用于对预设风速和根据预设风速对应测量出的电流进行Matlab多项式拟合，得到风速与电流的函数关系；计算模块103用于根据Matlab拟合单元得出的函数关系和测量出的电流计算出实时风速，根据该实时风速和测量出的温度、湿度计算出体感温度；显示模块104用于显示各项参数，该参数包括测量出的湿度、温度和计算得出的实时风速、体感温度。

请参阅图4所示，横杆4与立杆5固定连接，立杆5与底座6通过第一转动控制装置活动连接，第一转动装置包括第一轴承9，立杆5转动的安装在第一轴承9内，第一轴承 9固定安装在底座6上。

请参阅图5所示，立杆5与底座6固定连接，横杆4与立杆5通过第二转动控制装置活动连接，第二转动装置包括第二轴承10，第二轴承10转动的安装在立杆5上，第二轴承10固定安装在横杆4上，第二轴承10的下表面设有限位块11，限位块11与立杆5固定连接。

温度检测元件包括多个温度传感器，多个温度传感器均匀的分布在恒温测风元件上；恒温加热元件包括金属丝，金属丝呈S型敷设在恒温测风元件上；智能控制器通过解热加热电路与恒温加热元件连接，加热电路串联有采样电阻；温度检测元件包括温敏电阻PTC，通过温敏电阻PTC不断检测恒温测风元件的温度，以保证恒温加热的精确性。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种肉禽养殖体感温度检测方法，采用了如下的技术方案：

请参阅图3所示，一种肉禽养殖体感温度检测方法，将肉禽养殖体感温度检测装置置于标准风速检测环境下，施加不同等级风速并记录风速，对应记录恒温测风元件保持在设定温度范围内时温度检测元件内的加热电流；将步骤S1中得到的多组对应的风速和加热电流导入至Matlab中进行多项式拟合，得到风速和加热电流的函数关系；根据步骤S2得到的函数关系和实时测量到稳定的加热电流计算得到实时风速；通过步骤S3得到的实时风速和实时测量的温度、湿度计算得出实时的体感温度；将步骤S4得到的体感温度传至显示模块显示

本发明在使用时，当测量到恒温测风元件1的温度未达到目标范围时，增大加热电流，当温度检测元件2检测到温度高于目标温度范围时，降低加热电流，加热规律采用PID规律调节，始终保持恒温测风元件1温度略高于环境温度，此温度既精准检测风速，又符合节能环保概念，环境中即使微弱气流也会引起恒温测风元件1的散热速度，当恒温测风元件1的温度被恒温加热元件3调节到恒温状态时，气流的速度将和加热电流形成一定的函数规律，此函数规律可通过Matlab进行拟合，此时通过检测加热电流即可标定出风速。

上述就是该肉禽养殖体感温度检测装置的工作原理，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种肉禽养殖体感温度检测装置，其特征在于：包括恒温测风元件、智能控制器和底座，所述恒温测风元件上安装有恒温加热元件和温度检测元件，所述恒温测风元件安装在横杆的一端，所述横杆的另一端安装在立杆上，所述横杆由隔热材料制成，所述立杆安装在底座上，所述底座上设有用于接通电源和数据远程传输的通信供电接口和用于测量温度和湿度的温湿度探头，所述恒温加热元件、温度检测元件、通信供电接口和温湿度探头均与智能控制器连接。

2.根据权利要求1所述的肉禽养殖体感温度检测装置，其特征在于：所述智能控制器安装在底座上，所述智能控制器包括恒温控制单元、Matlab拟合单元、计算模块、显示模块；

所述恒温控制单元用于控制恒温测风元件在设定温度范围内；

所述Matlab拟合单元用于对预设风速和根据预设风速对应测量出的电流进行Matlab多项式拟合，得到风速与电流的函数关系；

所述计算模块用于根据Matlab拟合单元得出的函数关系和测量出的电流计算出实时风速，根据该实时风速和测量出的温度、湿度计算出体感温度；

所述显示模块用于显示各项参数，该参数包括测量出的湿度、温度和计算得出的实时风速、体感温度。

3.根据权利要求1所述的肉禽养殖体感温度检测装置，其特征在于：所述横杆与立杆固定连接，所述立杆与底座通过第一转动控制装置活动连接，所述第一转动装置包括第一轴承，所述立杆转动的安装在第一轴承内，所述第一轴承固定安装在底座上。

4.根据权利要求1所述的肉禽养殖体感温度检测装置，其特征在于：所述立杆与底座固定连接，所述横杆与立杆通过第二转动控制装置活动连接，所述第二转动装置包括第二轴承，所述第二轴承转动的安装在立杆上，所述第二轴承固定安装在横杆上，所述第二轴承的下表面设有限位块，所述限位块与立杆固定连接。

5.根据权利要求1所述的肉禽养殖体感温度检测装置，其特征在于：所述温度检测元件包括多个温度传感器，多个温度传感器均匀的分布在恒温测风元件上。

6.根据权利要求1所述的肉禽养殖体感温度检测装置，其特征在于：所述恒温加热元件包括金属丝，所述金属丝呈S型敷设在恒温测风元件上。

7.根据权利要求1所述的肉禽养殖体感温度检测装置，其特征在于：所述智能控制器通过加热电路与恒温加热元件连接，加热电路串联有采样电阻。

8.根据权利要求1所述的肉禽养殖体感温度检测装置，其特征在于：所述温度检测元件包括温敏电阻PTC。

9.一种肉禽养殖体感温度检测方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、将肉禽养殖体感温度检测装置置于标准风速检测环境下，施加不同等级风速并将其记录，对应记录恒温测风元件保持在设定温度范围内时温度检测元件内的加热电流；

S2、将步骤S1中得到的多组对应的风速和加热电流导入至Matlab中进行多项式拟合，得到风速和加热电流的函数关系；

S3、根据步骤S2得到的函数关系和实时测量到稳定的加热电流计算得到实时风速；

S4、通过步骤S3得到的实时风速和实时测量的温度、湿度计算得出实时的体感温度；

S5、将步骤S4得到的体感温度传至显示模块显示。