CN112629690A - 一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法与传感器 - Google Patents

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CN112629690A CN202011300675.XA CN202011300675A CN112629690A CN 112629690 A CN112629690 A CN 112629690A CN 202011300675 A CN202011300675 A CN 202011300675A CN 112629690 A CN112629690 A CN 112629690A
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王稚隽
高斯明
吴顺林
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Abstract

本发明公开了一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法与传感器，包括以下步骤：S1：判断是否有热电偶断偶；S2：判断温度点的变化；S3：将
Figure 920987DEST_PATH_IMAGE001
温度点由高到低排序成
Figure 814993DEST_PATH_IMAGE002
；S4：判断是否有温度点比
Figure 116662DEST_PATH_IMAGE003
差很大；S5：加权平均运算；S6：测量值输出；所述接线盒上安装有第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶，所述接线盒位于第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶的外侧安装有保护套管，所述保护套管的外侧安装有安装法兰。本发明，经加权平均后作为一点温度检测点的分布式加权平均温度传感器，在相对符合非量化的生物质裂解状态要求的前提下，有效克服了温度波动对控制的影响。

Description

一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法与传 感器
技术领域
本发明涉及传感器相关技术领域，具体是一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法与传感器。
背景技术
复杂理化对象，如非量化的生物质无氧裂解处理，使碳水化合物转变为资源类的碳氢化合物，其被处理对象可以是液体、可以是固体，加温后又产生气体，这一切都在加热的反应釜内完进行，为了提高裂解速度，还需要蠕动或搅拌。生物质无氧裂解过程中，温度是重要参数之一，温度需要控制，控制需要检测。
反应釜内同时存在气体、液体和固体，蠕动或搅拌会不时地把被裂解物质甩到或粘连到传感器上又掉下来，不同成分的生物质裂解过程有先后，不同体积的生物质裂解时间有长短，存在温度差，因此，传统的单点式传感器不能反映实际温度，而且波动较大，最终造成温度无法控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法与传感器，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法与传感器，包括以下步骤：
S1：判断是否有热电偶断偶；
S2：判断温度点的变化；
S3：将
Figure 12395DEST_PATH_IMAGE001
温度点由高到低排序成
Figure 66938DEST_PATH_IMAGE002
；
S4：判断是否有温度点比
Figure 293520DEST_PATH_IMAGE003
差很大；
S5：加权平均运算；
S6：测量值输出。
优选的，所述步骤S1中如果没有开路，则直接进入步骤S2的判断温度点的变化；如果有开路，则认定该传感器出现故障，忽略该点测量，其它加权平均。
优选的，所述步骤S2中如果没有温度点变化太快，则直接进入步骤S3的将
Figure 269567DEST_PATH_IMAGE001
温度点由高到低排序成
Figure 341428DEST_PATH_IMAGE002
；如果有温度点变化太快，则将温度变化太快的点忽略，稳定后参加排序。
优选的，所述步骤S3中多点检测温度
Figure 781636DEST_PATH_IMAGE001
按测量值由高到低排列成
Figure 116803DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 376883DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 252435DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 281571DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 787639DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 800594DEST_PATH_IMAGE008
；温度高低是随反应内物料对测温的影响随机变化，
Figure 479837DEST_PATH_IMAGE002
与
Figure 363479DEST_PATH_IMAGE001
不是一一对应关系，而是经相互比较后得到。
优选的，所述步骤S4中如果没有温度点比
Figure 306028DEST_PATH_IMAGE003
差很大，则直接进入步骤S5的加权平均运算；如果有温度点比
Figure 540700DEST_PATH_IMAGE003
差很大，则将温差大的温度点权重减小后参加平均运算。
优选的，所述步骤S4中温度点变化大的标准为温度点温度变化速度大于等于0.5℃/秒。
优选的，包括接线盒和保护套管，所述接线盒上安装有第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶，所述接线盒位于第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶的外侧安装有保护套管，所述保护套管的外侧安装有安装法兰。
优选的，所述接线盒内设置有模数转换器、低功耗单片机和数模转换输出或数据通讯输出。
优选的，所述保护套管采用不锈钢保护套管。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：单支传感器内置多个独立测温点（如5个但不限于5个），经加权平均后作为一个温度检测点的分布式加权平均温度传感器，在相对符合非量化的生物质裂解状态要求的前提下，有效克服了温度波动对控制的影响。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明传感器的结构示意图。
图2为本发明传感器的原理框图。
图3为本发明的流程图。
图中：1、第一热电偶；2、第二热电偶；3、第三热电偶；4、第四热电偶；5、第五热电偶；6、保护套管；7、安装法兰；8、接线盒。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明实施例中，一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法与传感器，包括以下步骤：
S1：判断是否有热电偶断偶；
S2：判断温度点的变化；
S3：将
Figure 492475DEST_PATH_IMAGE001
温度点由高到低排序成
Figure 761783DEST_PATH_IMAGE002
；
S4：判断是否有温度点比
Figure 609653DEST_PATH_IMAGE003
差很大；
S5：加权平均运算；
S6：测量值输出。
优选的，所述步骤S1中如果没有开路，则直接进入步骤S2的判断温度点的变化；如果有开路，则认定该传感器出现故障，忽略该点测量，其它加权平均。
优选的，所述步骤S2中如果没有温度点变化太快，则直接进入步骤S3的将
Figure 66042DEST_PATH_IMAGE001
温度点由高到低排序成
Figure 87088DEST_PATH_IMAGE002
；如果有温度点变化太快，则将温度变化太快的点忽略，稳定后参加排序。
优选的，所述步骤S3中多点检测温度
Figure 945322DEST_PATH_IMAGE001
按测量值由高到低排列成
Figure 229673DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 438937DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 998095DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 710836DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 166088DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 862649DEST_PATH_IMAGE008
；温度高低是随反应内物料对测温的影响随机变化，
Figure 959918DEST_PATH_IMAGE002
与
Figure 792744DEST_PATH_IMAGE001
不是一一对应关系，而是经相互比较后得到。
优选的，所述步骤S4中如果没有温度点比
Figure 418898DEST_PATH_IMAGE003
差很大，则直接进入步骤S5的加权平均运算；如果有温度点比
Figure 337175DEST_PATH_IMAGE003
差很大，则将温差大的温度点权重减小后参加平均运算。
优选的，所述步骤S4中温度点变化大的标准为温度点温度变化速度大于等于0.5℃/秒。
首先，我们将多点检测温度
Figure 238135DEST_PATH_IMAGE001
按测量值由高到低排列成
Figure 191048DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 988102DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 128097DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 98327DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 640166DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 608122DEST_PATH_IMAGE008
。值得注意的是，这里的温度高低是随反应内物料对测温的影响随机变化的，也就是
Figure 500992DEST_PATH_IMAGE002
与
Figure 478175DEST_PATH_IMAGE001
不是一一对应关系，而是经相互比较后得到的：
Figure 608942DEST_PATH_IMAGE009
进一步地，我们通过以下公式计算出该传感器的检测温度：
Figure 544537DEST_PATH_IMAGE010
加权系数B、C、D、
Figure 659124DEST_PATH_IMAGE007
、N应大于0但小于1，且B＞C＞D
Figure 705577DEST_PATH_IMAGE011
N，（如取B=0.8、C=0.6、D=0.4
Figure 690851DEST_PATH_IMAGE007
等）。模拟输出的传感器（如4~20mA输出）各加权系数需事先设定，数据通讯的传感器其加权系数可由控制器（或上位机）按需要调整。
另外，我们还增加了3个判断：
第1个判断是检测到
Figure 797347DEST_PATH_IMAGE012
中的一个或几个检测温度与
Figure 399230DEST_PATH_IMAGE003
温差较大时（如20℃），则该检测温度点的权重将减半，如
Figure 249374DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 89154DEST_PATH_IMAGE008
温度过低时，检测温度的公式将变成：
Figure 100973DEST_PATH_IMAGE014
也就是将扰动大的温度点权重进一步降低，达到降低检测温度波动的目的。模拟输出的传感器（如4~20mA输出）其温差的阈值需事先设定，数据通讯的传感器其温差的阈值可由控制器（或上位机）按需要调整。
第2个判断是检测到
Figure 190151DEST_PATH_IMAGE002
中的某一个温度点温度变化速度过快时（如超过0.5℃/秒），暂停纳入加权平均运算，待温度变化速度正常后（如小于0.5℃/秒），再纳入加权平均运算。模拟输出的传感器（如4~20mA输出）其变化速度的阈值需事先设定，数据通讯的传感器其变化速度的阈值可由控制器（或上位机）按需要调整。
第3个判断是多点温度传感器中，只要有一个点发生热电偶断偶，则将该传感器的输出为最大，使控制器能判断出传感器故障。对于数字通讯输出的传感器可忽略该温度点（少用一个温度点）继续使用，同时给控制器发出传感器故障信息。
优选的，包括接线盒8和保护套管6，所述接线盒8上安装有第一热电偶1、第二热电偶2、第三热电偶3、第四热电偶4和第五热电偶5，所述接线盒8位于第一热电偶1、第二热电偶2、第三热电偶3、第四热电偶4和第五热电偶5的外侧安装有保护套管6，所述保护套管6的外侧安装有安装法兰7。
优选的，所述接线盒8内设置有模数转换器、低功耗单片机和数模转换输出或数据通讯输出。
优选的，所述保护套管6采用不锈钢保护套管。
本发明的工作原理是：判断是否有热电偶断偶；判断某些温度点变化是否过快；将
Figure 578407DEST_PATH_IMAGE001
温度点由高到低排序成
Figure 272694DEST_PATH_IMAGE002
；判断是否有温度点比
Figure 720993DEST_PATH_IMAGE003
差很大；加权平均运算；测量值输出。
首先，我们将多点检测温度
Figure 297468DEST_PATH_IMAGE001
按测量值由高到低排列成
Figure 692677DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 38207DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 922987DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 721179DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 654500DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 120116DEST_PATH_IMAGE008
；值得注意的是，这里的温度高低是随反应内物料对测温的影响随机变化的，也就是
Figure 910217DEST_PATH_IMAGE002
与
Figure 195705DEST_PATH_IMAGE001
不是一一对应关系，而是经相互比较后得到的：
Figure 198296DEST_PATH_IMAGE009
进一步地，我们通过以下公式计算出该传感器的检测温度：
Figure 252840DEST_PATH_IMAGE010
加权系数B、C、D、
Figure 213843DEST_PATH_IMAGE007
、N应大于0但小于1，且B＞C＞D
Figure 252206DEST_PATH_IMAGE011
N，（如取B=0.8、C=0.6、D=0.4
Figure 792909DEST_PATH_IMAGE007
等）；模拟输出的传感器（如4~20mA输出）各加权系数需事先设定，数据通讯的传感器其加权系数可由控制器（或上位机）按需要调整；
另外，我们还增加了3个判断：
第1个判断是检测到
Figure 701959DEST_PATH_IMAGE012
中的一个或几个检测温度与
Figure 99442DEST_PATH_IMAGE003
温差较大时（如20℃），则该检测温度点的权重将减半，如
Figure 93943DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 438337DEST_PATH_IMAGE008
温度过低时，检测温度的公式将变成：
Figure 733052DEST_PATH_IMAGE014
也就是将扰动大的温度点权重进一步降低，达到降低检测温度波动的目的；模拟输出的传感器（如4~20mA输出）其温差的阈值需事先设定，数据通讯的传感器其温差的阈值可由控制器（或上位机）按需要调整；
第2个判断是检测到
Figure 770278DEST_PATH_IMAGE002
中的某一个温度点温度变化速度过快时（如超过0.5℃/秒），暂停纳入加权平均运算，待温度变化速度正常后（如小于0.5℃/秒），再纳入加权平均运算；模拟输出的传感器（如4~20mA输出）其变化速度的阈值需事先设定，数据通讯的传感器其变化速度的阈值可由控制器（或上位机）按需要调整；
第3个判断是多点温度传感器中，只要有一个点热电偶断偶，则将该传感器的输出为最大，使控制器能判断出传感器故障；对于数字通讯输出的传感器可忽略该温度点（少用一个温度点）继续使用，同时给控制器发出传感器故障信息。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：判断是否有热电偶断偶；
S2：判断温度点的变化；
S3：将
Figure 265869DEST_PATH_IMAGE001
温度点由高到低排序成
Figure 945112DEST_PATH_IMAGE002
；
S4：判断是否有温度点比
Figure 828754DEST_PATH_IMAGE003
差很大；
S5：加权平均运算；
S6：测量值输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法，其特征在于：所述步骤S1中如果没有热电偶断偶，则直接进入步骤S2的判断温度点的变化；如果热电偶断偶，则认定该传感器出现故障，忽略该点测量，其它加权平均。
3.根据权利要求1所述的一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法，其特征在于：所述步骤S2中如果没有温度点变化太快，则直接进入步骤S3的将
Figure 505723DEST_PATH_IMAGE001
温度点由高到低排序成
Figure 740395DEST_PATH_IMAGE002
；如果有温度点变化太快，则将温度变化太快的点忽略，稳定后参加排序。
4.根据权利要求1所述的一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法，其特征在于：所述步骤S3中多点检测温度
Figure 223329DEST_PATH_IMAGE001
按测量值由高到低排列成
Figure 961478DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 74928DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 796896DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 552362DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 879439DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 515123DEST_PATH_IMAGE008
；温度高低是随反应内物料对测温的影响随机变化，
Figure 458808DEST_PATH_IMAGE002
与
Figure 17966DEST_PATH_IMAGE001
不是一一对应关系，而是经相互比较后得到。
5.根据权利要求1所述的一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法，其特征在于：所述步骤S4中如果没有温度点比
Figure 199548DEST_PATH_IMAGE003
差很大，则直接进入步骤S5的加权平均运算；如果有温度点比
Figure 451538DEST_PATH_IMAGE003
差很大，则将温差大的温度点权重减小后参加平均运算。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法，其特征在于：所述步骤S4中温度点变化大的标准为温度点温度变化速度大于等于0.5℃/秒。
7.根据权利要求1所述的一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法的传感器，其特征在于：包括接线盒（8）和保护套管（6），所述接线盒（8）上安装有第一热电偶（1）、第二热电偶（2）、第三热电偶（3）、第四热电偶（4）和第五热电偶（5），所述接线盒（8）位于第一热电偶（1）、第二热电偶（2）、第三热电偶（3）、第四热电偶（4）和第五热电偶（5）的外侧安装有保护套管（6），所述保护套管（6）的外侧安装有安装法兰（7）。
8.根据权利要求7所述的一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法的传感器，其特征在于：所述接线盒（8）内设置有模数转换器、低功耗单片机和数模转换输出或数据通讯输出。
9.根据权利要求7所述的一种基于复杂理化处理工艺的加权平均温度测量方法的传感器，其特征在于：所述保护套管（6）采用不锈钢保护套管。
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