CN114740045B - 一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测技术领域，公开了一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统包括：计时模块用于对当前进行计时，并获得当前时间点为t_i。光源强度感应模块用于感应当前时间点t_i的光源强度并标定为I⁰ _i。温度监控模块用于感应当前时间点t_i的温度并标定为T_i。透射光强感应模块用于接收透射穿过控温薄膜的光并检测获得光强度并标定为I¹ _i。光源角度感应模块用于判定当前光源是否为漫反射光源，如果否，则计算获得光照与控温薄膜所在平面的夹角α。计算分析模块用于计算

并判断其是否大于一个预先设置的判定标准值，如果是，则发送报警信号。通过考虑光源的偏离角度进行计算，提高了检测的准确性。

Description

一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统。

背景技术

在目前全球变暖形势日益严峻的大背景下，为了保证日常生产生活的顺利进行，寻找一种高效降温技术迫在眉睫。然而，传统的降温手段存在各种各样的弊端。技术手段方面，传统的降温手段包括空调、冰箱等，但使用过程中会产生大量的电力消耗，在目前的能源结构依旧以火电的情况下，这会导致全球变暖的进一步加剧。材料方面，常用的降温材料如反射性涂料，金属基反射膜等，其生产难度高，生产工艺复杂，成本通常较高，虽然有较为明显的降温效果，但难以得到真正的普及应用。

辐射制冷技术作为一种新兴的降温技术，以其高效、零能耗的降温效果而受到研究者们广泛的关注。其主要机理是利用可见光高发射、中红外高发射的辐射制冷材料，在反射太阳光，减少可能量吸收的同时，通过中红外波段将自身能量透过大气窗口源源不断的发射出去，从而实现低于环境温度的降温。然而辐射制冷技术的降温通常无法受人工控制，它的降温是全时段全季节的。在寒冷的天气情况下，辐射制冷材料降温效果反而会导致更多的能耗。可以根据实际需求进行保温或者制冷温度的调控，从而可以适用多种保温和制冷环境，这种辐射制冷材料在外部环境中使用，要经历全年酷热和寒冷，容易造成制冷材料制冷范围的偏移，造成精度不准确。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，所述的用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统包括：

计时模块，其用于对当前进行计时，并获得当前时间点为t_i；

光源强度感应模块，其用于感应当前时间点t_i的光源强度并标定为I⁰ _i；

温度监控模块，其用于感应当前时间点t_i的温度并标定为T_i；

透射光强感应模块，其用于接收透射穿过控温薄膜的光并检测获得光强度并标定为I¹ _i；

光源角度感应模块，其用于判定当前光源是否为漫反射光源，如果否，则计算获得光照与控温薄膜所在平面的夹角α；

标值构建模块，其用于根据控温薄膜性质构建一个温度-吸收率标准信息表；

计算分析模块，其用于将I¹ _i与I⁰ _i进行对比获得吸收率

，通过当前温度T_i查找所述的温度-吸收率标准信息表，获得吸收率标准值A_标，将A_i与A_标进行对比计算获得吸收率差/>

，判断/>

是否大于一个预先设置的判定标准值，如果是，则发送报警信号。/>

优选的：所述的光源角度感应模块包括立柱、空间构建模块和摄像模块，空间构建模块用于构建空间坐标系；摄像模块朝向控温薄膜所在的平面；摄像模块用于拍摄图片并对图片进行处理获得阴影坐标端点坐标。

优选的：图片处理方法包括：获得原图；对原图进行正规化投影，并进行摊平获得摊平图；将摊平图进行光线调节，获得分布图；对分布图进行抓点获得阴影坐标点（x,y），计算

；则计算出光源与控温薄膜所在平面夹角/>

，其中，z为立柱端部的z轴坐标值。

优选的：所述的判定标准值是阶梯式风险等级判定。

优选的：判定标准值为三级判定；其中，判定标准值包括一级风险值A_标1、二级风险值A_标2；一级风险小于一级风险值A_标1、二级风险大于一级风险值A_标1且小于二级风险值A_标2、三级风险大于二级风险值A_标2，判断A_i是否大于一个A_标2，如果是，则判定为三级风险，并进行报警；如果否，则判断A_i是否大于一个A_标1，如果是，则判定为二级风险，并进行提示，如果否，则判定为一级风险，则不进行报警提示。

优选的：所述的用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统还包括存储模块，存储模块用于存储历史数据。

优选的：历史数据包括数据和图标，数据包括时间点为t_i、温度T_i、光源强度I⁰ _i、透射强度I¹ _i、光照夹角α、吸收率A_i和吸收率差

中的一种或者多种组合；图标是以时间点为t_i或者温度T_i为横坐标，温度T_i、光源强度I⁰ _i、透射强度I¹ _i、光照夹角α、吸收率A_i和吸收率差/>

为纵坐标。

优选的：所述用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统还包括损伤分析模块，损伤分析模块用于计算温度损伤值F，判断温度损伤值F是否大于一个预设的损伤标准值F_标，如果是，则发送报警信号。

优选的：所述的温度损伤值F计算方法步骤为：构建以时间t_i为横坐标，温度T_i为纵坐标构建平面坐标系，对T_i＞T_标积分进行求和，T_标为一个预先设置的温度损伤值，

，其中a为T_i=T_标的起始点，b为T_i=T_标的结束点，i为积分面积的序列；S（x）为时间因子。

本发明的技术效果和优点：通过考虑光源的偏离角度进行计算，计算精确，避免了光源角度偏差造成计算错误，同时通过吸收率差进行监控，时刻考察控温薄膜吸收偏移，提高了检测的准确性。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

实施例1

参考图1，在本实施例中提出了一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，用于对控温薄膜材料进行全季节检测，所述的用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统包括：

计时模块，用于对当前时间点进行计时，并获得当前时间点为t_i，所述的计时模块可以标定当前的年、月、日、时，其中可以分钟为单位进行时间点变更，当然还可以小时、一刻进行标定，其中以分钟为单位标定为宜，但是小时标定计算量小，具体内容在此不做赘述。

光源强度感应模块，用于感应当前时间点t_i的光源强度并标定为I⁰ _i，光源强度感应模块可以安装在控温薄膜的迎光面上，可以感应控温薄膜所处环境的光照强度，此处的光源可以是日照光、灯光光源当然也可以是漫反射光，其中以日照光为主要检测对象，漫反射一般不予考虑，具体在此不做赘述。

温度监控模块，用于感应当前时间点t_i的温度并标定为T_i，温度监控模块为现有技术，具体在此不做赘述。

透射光强感应模块，可以设置在控温薄膜的背光面，用于接收透射穿过控温薄膜的光并检测获得光强度，并将当前时间点t_i对应的透射强度标定为I¹ _i。光源强度感应模块、透射光强感应模块可以是光照强度测试仪等具体在此不做赘述。

光源角度感应模块，用于判定当前光源是否为漫反射光源，如果否，则计算获得光照与控温薄膜所在平面的夹角α。所述的光源角度感应模块可以包括立柱、空间构建模块和摄像模块，空间构建模块用于构建空间坐标系，空间坐标系可以是与控温薄膜所在的平面为xy所在平面，立柱与控温薄膜固定连接，立柱可以与控温薄膜所在的平面垂直设置，可以以立柱所在直线为z轴，当然也可以其他设置，具体在此不做赘述。摄像模块朝向控温薄膜所在的平面，即空间构建模块获得立柱端部坐标、立柱与控温薄膜连接点坐标。摄像模块用于拍摄图片并对图片进行处理获得阴影坐标端点坐标。图片进行处理方法包括：拍摄立柱以及控温薄膜的迎光面并获得原图；对原图进行正规化投影，并进行摊平获得摊平图；将摊平图进行光线调节，控温薄膜的背景色为白色或者单独制作为白色或者其他阴影易显的颜色，立柱阴影透射在控温薄膜上，控温薄膜背景色和控温薄膜的阴影的颜色差距较大，通过光线调节使背景分离边界清晰，获得分布图；对分布图进行抓点获得阴影坐标点（x,y），判断是否存在（x,y），如果否，则为非漫反射，可以计算

；则计算出光源与控温薄膜所在平面夹角/>

。当然还有其他方式计算，具体在此不做赘述,其中，z为立柱端部的z轴投影，即立柱端部的坐标值。

标值构建模块，用于根据控温薄膜性质构建一个温度-吸收率标准信息表，温度-吸收率标准信息表可以根据当前控温薄膜的性质实验或者通过计算获得，由于对于固定的控温薄膜，温度与吸收率一一对应，通过温度可以查找获得吸收率，在此具体不做赘述。

计算分析模块，用于将I¹ _i与I⁰ _i进行对比获得吸收率

，通过当前温度T_i查找所述的温度-吸收率标准信息表，从而获得吸收率标准值A_标，将A_i与A_标进行对比计算获得吸收率差/>

，判断/>

是否大于一个预先设置的判定标准值，如果是，则发送报警信号。通过考虑光源的偏离角度进行计算，计算精确，避免了光源角度偏差造成计算错误，同时通过吸收率差进行监控，时刻考察控温薄膜吸收偏移，提高了检测的准确性。所述的判定标准值可以是阶梯式风险等级判定，其中以三级判定为宜；其中，判定标准值包括一级风险值A_标1、二级风险值A_标2。一级风险小于一级风险值A_标1、二级风险大于一级风险值A_标1且小于二级风险值A_标2、三级风险大于二级风险值A_标2，判断A_i是否大于一个A_标2，如果是，则判定为三级风险，并进行报警；如果否，则判断A_i是否大于一个A_标1，如果是，则判定为二级风险，并进行提示，如果否，则判定为一级风险，则不进行报警提示，具体在此不做赘述。

实施例2

所述的用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统还包括存储模块，存储模块用于存储历史数据，历史数据可以包括数据和图标，数据包括时间点为t_i、温度T_i、光源强度I⁰ _i、透射强度I¹ _i、光照夹角α、吸收率A_i和吸收率差

中的一种或者多种组合，可以选择性调出进行使用，图标可以是以时间点为t_i或者温度T_i为横坐标，温度T_i、光源强度I⁰ _i、透射强度I¹ _i、光照夹角α、吸收率A_i和吸收率差/>

为纵坐标进行显示，便于观察。

所述的用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统还包括损伤分析模块，损伤分析模块用于计算温度损伤值F，判断温度损伤值F是否大于一个预设的损伤标准值F_标，如果是，则发送报警信号。所述的温度损伤值F计算方法步骤为：构建以时间t_i为横坐标，温度T_i为纵坐标构建平面坐标系，对T_i＞T_标积分进行求和，T_标为一个预先设置的温度损伤值，在此不做赘述，

，其中a为T_i=T_标的起始点，b为T_i=T_标的结束点，i为积分面积的序列；S（x）为时间因子，可以为定值或者随时间变化的量，具体在此不做赘述。通过评价温度和时间对控温薄膜进行评价，评价准确，可以预先判定控温薄膜的使用寿命，便于提前应对。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (9)

1.一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，所述的用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统包括：

计时模块，其用于对当前进行计时，并获得当前时间点为t_i；

光源强度感应模块，其用于感应当前时间点t_i的光源强度并标定为I⁰ _i；

温度监控模块，其用于感应当前时间点t_i的温度并标定为T_i；

透射光强感应模块，其用于接收透射穿过控温薄膜的光并检测获得光强度并标定为I¹ _i；

光源角度感应模块，其用于判定当前光源是否为漫反射光源，如果否，则计算获得光照与控温薄膜所在平面的夹角α；

标值构建模块，其用于根据控温薄膜性质构建一个温度-吸收率标准信息表；

计算分析模块，其用于将I¹ _i与I⁰ _i进行对比获得吸收率

，通过当前温度T_i查找所述的温度-吸收率标准信息表，获得吸收率标准值A_标，将A_i与A_标进行对比计算获得吸收率差

，判断

是否大于一个预先设置的判定标准值，如果是，则发送报警信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，所述的光源角度感应模块包括立柱、空间构建模块和摄像模块，空间构建模块用于构建空间坐标系；摄像模块朝向控温薄膜所在的平面；摄像模块用于拍摄图片并对图片进行处理获得阴影坐标端点坐标。

3.根据权利要求2所述的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，图片处理方法包括：获得原图；对原图进行正规化投影，并进行摊平获得摊平图；将摊平图进行光线调节，获得分布图；对分布图进行抓点获得阴影坐标点（x,y），计算

；则计算出光源与控温薄膜所在平面夹角

，其中，z为立柱端部的z轴坐标值。

4.根据权利要求1所述的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，所述的判定标准值是阶梯式风险等级判定。

5.根据权利要求4所述的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，判定标准值为三级判定；其中，判定标准值包括一级风险值A_标1、二级风险值A_标2；一级风险小于一级风险值A_标1、二级风险大于一级风险值A_标1且小于二级风险值A_标2、三级风险大于二级风险值A_标2，判断A_i是否大于一个A_标2，如果是，则判定为三级风险，并进行报警；如果否，则判断A_i是否大于一个A_标1，如果是，则判定为二级风险，并进行提示，如果否，则判定为一级风险，则不进行报警提示。

6.根据权利要求1所述的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，所述的用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统还包括存储模块，存储模块用于存储历史数据。

7.根据权利要求6所述的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，历史数据包括数据和图标，数据包括时间点为t_i、温度T_i、光源强度I⁰ _i、透射强度I¹ _i、光照夹角α、吸收率A_i和吸收率差

中的一种或者多种组合；图标是以时间点为t_i或者温度T_i为横坐标，温度T_i、光源强度I⁰ _i、透射强度I¹ _i、光照夹角α、吸收率A_i和吸收率差

为纵坐标。

8.根据权利要求1所述的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，所述用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统还包括损伤分析模块，损伤分析模块用于计算温度损伤值F，判断温度损伤值F是否大于一个预设的损伤标准值F_标，如果是，则发送报警信号。

9.根据权利要求8所述的一种用于监测全季节控温薄膜材料控温性能的系统，其特征在于，所述的温度损伤值F计算方法步骤为：构建以时间t_i为横坐标，温度T_i为纵坐标构建平面坐标系，对T_i＞T_标积分进行求和，T_标为一个预先设置的温度损伤值，

，其中a为T_i=T_标的起始点，b为T_i=T_标的结束点，i为积分面积的序列；S（x）为时间因子。

Images