CN115617095A

CN115617095A - 一种温度控制方法

Info

Publication number: CN115617095A
Application number: CN202211630216.7A
Authority: CN
Inventors: 崔德琪; 王金东; 张洪
Original assignee: Changsha Guanpu Infrared Technology Co ltd
Current assignee: Changsha Guanpu Infrared Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2022-12-19
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2042-12-19
Also published as: CN115617095B

Abstract

本发明提供了一种温度控制方法，包括：获取在当前采样时刻时，目标对象的监测温度和目标对象所处环境的环境温度；如果监测温度和环境温度之间的温度差位于设定范围之内，则将当前的温度差进行存储，并在连续存储的温度差的数量达到设定阈值时，获取修正监测温度和修正环境温度，并基于修正监测温度和修正环境温度获取当前温度调节元件的控制参数并进行控制。如果温度差大于设定温度阈值，则基于当前监测温度和环境温度获取当前温度调节元件的控制参数并进行控制。本发明由于考虑的环境温度，能够使得对目标对象的温度控制更加准确。

Description

一种温度控制方法

技术领域

本发明涉及温度控制领域，特别是涉及一种温度控制方法。

背景技术

在一些应用场景中，如利用红外成像装置进行红外热图像拍摄期间，需要对成像元件例如焦平面探测器的温度进行实时控制，使得成像元件的温度位于设定范围之内，以便提高红外热图的温度转换准确度。对于此种应用场景，一种温度控制方法是实时监测成像元件的温度，将监测的温度与设定温度进行比较，如果满足设定条件，则不对成像元件的温度进行调整，否则，则基于红外成像装置自带的温度控制方法进行调整。这种温度调节方式由于只考虑了成像元件自身的温度，在红外成像装置所处的外部环境温度存在变化时，会导致温度控制不够准确，产生过调整，或欠调整，甚至震荡波动现象。

发明内容

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明实施例提供一种温度控制方法，所述方法包括：

S100，获取在采样时刻k时，目标对象的监测温度T^k _T和目标对象所处环境的环境温度T^k _E；

S200，如果T1＜△T_k＜T2，执行S300；如果△T_k＞T2，执行S600；其中，△T_k=∣T0-T^k _T∣，T0为基准温度，T1为第一设定温度阈值，T2为第二设定温度阈值；

S300，将△T_k存入按时间顺序存储数据的存储器的对应存储位置M_q处，如果M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的采样时刻连续且对应的所有存储位置的标识均为设定标识，则执行S500；否则，执行S400；

S400，设置k=k+1,执行S100；

S500，基于M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的m个监测温度获取修正监测温度T^kc _T=f（Tⁱ _T）和以及基于M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的m个环境温度获取修正环境温度T^kc _E=f（Tⁱ _E），Tⁱ _T为m个监测温度中的第i个监测温度，i的取值为1到m，Tⁱ _E为Tⁱ _T对应的环境温度；执行S700；

S600，基于T^k _E对应的温度调节查询表，获取与（T^k _T-T0）对应的温度调节元件的控制参数；执行S800；

S700，基于T^kc _E对应的温度调节查询表，获取与（T^kc _T-T0）对应的温度调节元件的控制参数；执行S800；

S800，利用获取的控制参数对温度调节元件进行控制。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明实施例提供的温度控制方法，由于考虑了目标对象所处的环境温度，能够使得温度控制更加准确。此外，在目标对象的温度位于第一设定温度阈值和第二设定温度阈值之间时，并不立即进行温度调节，而是在观测设定时间周期再进行温度调节，如此，能够减少控制量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的温度控制方法的流程图。

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例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的温度控制方法的流程图。

本发明实施例提供的温度控制方法，如图1所示，所述方法可包括如下步骤：

S100，获取在采样时刻k时，目标对象的监测温度T^k _T和目标对象所处环境的环境温度T^k _E。

在本发明实施例中，会按照设定采样周期进行采样。采样时刻k为当前采样时刻。

在本发明实施例中，目标对象可为需要将温度控制在合适温度内的发热元件，目标对象的监测温度为目标对象的自身温度，可通过温度传感器获取。在一个应用场景中，目标对象可为红外成像装置中的图像探测器。

与温度传感器通信连接的处理器会按照设定的采样周期进行采样。设定的采样周期可基于实际需要进行设置。在一个示意性实施例中，采样周期可为毫秒级，例如，可为100毫秒，但并不局限于此，可以根据实际需要设置为其它数值。

S200，如果T1＜△T_k＜T2，说明当前的监测温度偏离基准温度比较小，不用立即对当前的监测温度进行调节，可采取观察处理措施，执行S300；如果△T_k＞T2，说明当前的监测温度偏离基准温度较大，存在异常，需要立即对当前的监测温度进行调节，执行S500；其中，温度差△T_k=∣T0-T^k _T∣，T0为基准温度，T1为第一设定温度阈值，T2为第二设定温度阈值。

在本发明实施例中，T0可为目标对象能够达到最优性能所对应的温度。在目标对象为红外焦平面探测器的情况下，T0可为红外成像装置的出厂设置参数。T1和T2可基于实际需要进行设置。在一个示意性实施例中，T1可为0~0.3℃。T2可为0.2~0.5℃。

在本发明实施例中，如果△T_k≤T1，说明当前目标对象的监测温度正常，则不执行温度控制操作，继续采集数据执行监控流程，即执行S400。

S300，将△T_k存入按时间顺序存储数据的存储器的对应存储位置M_q处，如果M_q，M_q-1，…，M_q-m+1即连续的m个位置对应的采样时刻连续且对应的所有存储位置的标识均为设定标识，则执行S500；否则，即如果M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的采样时刻不连续或者M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的所有存储位置的标识不均为设定标识，则执行S400。q的取值为1到n，n为存储器的存储长度。在本发明实施例中，M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的采样时刻连续是指M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的m个采样时刻中的相邻两个采样时刻之间的间隔为设定采样周期。设定标识可为表示没有被处理的标识值，在一个示例中，例如，可用0表示。

在本发明实施例中，m可基于实际需要进行设置，在一个示意性实施例中，m可为8~10个，优选，可为10个。

S400，设置k=k+1；执行S100。

S500，基于M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的m个监测温度获取修正监测温度T^kc _T=f（Tⁱ _T）和以及基于M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的m个环境温度获取修正环境温度T^kc _E=f（Tⁱ _E，Tⁱ _T为m个监测温度中的第i个监测温度，i的取值为1到m，Tⁱ _E为Tⁱ _T对应的环境温度；执行S700。

在本发明实施例中，f（Tⁱ _T）表示T^kc _T为T¹ _T，T² _T，…，Tⁱ _T，…，T^m _T的函数，f（Tⁱ _E）表示T^kc _E为T¹ _E，T² _E，…，Tⁱ _E，…，T^m _E的函数。在一个示意性实施例中，T^kc _T可为m个监测温度的均值、中值、方差等。T^kc _E可为m个环境温度的均值、中值、方差等。

S600，基于T^k _E对应的温度调节查询表，获取与（T^k _T-T0）对应的温度调节元件的控制参数，执行S800。

S700，基于T^kc _E对应的温度调节查询表，获取与（T^kc _T-T0）对应的温度调节元件的控制参数，执行S800。

S800，利用获取的控制参数对温度调节元件进行控制。在本发明实施例中，利用获取的控制参数对温度调节元件进行控制后，会继续执行监控流程，即执行S100。

进一步地，在本发明一实施例中，可包括存储在数据库中的G个设定环境温度下的温度调节查询表。每个温度调节查询表的第j列包括温度差和温度调节元件的控制参数；j的取值为1到L，L为温度调节查询表的列数，G≥1。

在本发明实施例中，温度调节元件可为调节目标对象的元件。在目标对象为红外焦平面探测器的情况下，温度调节元件可为半导体致冷器。控制参数可为控制温度调节元件进行温度调节的参数，在一个示例中，可为电流值或脉冲调制。

本发明实施例提供的温度控制方法，考虑到发热元件在不同的环境温度下例如分别在18℃和25℃的环境温度下散热性能是不同的，因此在对目标对象的温度控制中加入了环境温度因素，从而能够使得温度控制更加准确。

在本发明实施例中，温度调节查询表可基于历史实验数据获取得到。具体地，可在任一设定环境温度下，测量目标对象分别为T0+△T₁、T0+△T₂，…，T0+△T_j，…，T0+△T_L时对应的温度控制元件的控制参数。

本领域技术人员知晓，任何可以实现基于目标对象自身的温度、目标对象所处的环境温度来获取温度调节元件的控制参数的方法均属于本发明的保护范围。

在本发明实施例中，G的数量可基于实际情况进行设置，只要获取的温度调节查询表能够覆盖目标对象所处的环境温度即可，可基于目标对象所处的环境温度范围和设定的温度步长确定，例如，目标对象所处的环境温度范围为20℃~40℃，以1℃作为温度步长，则G=21。温度调节查询表中的温度差的步长可基于实际需要进行设置，例如，步长可为0.1~0.5℃，优选可为0.3℃。

进一步地，在本发明实施例中，如果在所述数据库中没有查询到T^k _E或者T^kc _E，则在数据库中获取与T^k _E或者T^kc _E之间的差值最小的一个设定环境温度下的温度调节查询表作为T^k _E或者T^kc _E对应的温度调节查询表。

进一步地，在本发明实施例中，如果在T^k _E对应的温度调节查询表中没有查询到（T0-T^k _T），则在T^k _E对应的温度调节查询表中获取与（T0-T^k _T）之间的差值最小的温度差对应的控制参数作为（T0-T^k _T）对应的控制参数；如果在T^kc _E对应的温度调节查询表中没有查询到（T0-T^kc _T），则在T^kc _E对应的温度调节查询表中获取与（T0-T^kc _T）之间的差值最小的温度差对应的控制参数作为（T0-T^kc _T）对应的控制参数。

本发明实施例提供的温度控制方法，由于考虑了目标对象所处的环境温度，能够避免由于没有考虑环境温度的情况下，温度调节元件的调节量过大或过小而使得温度控制不够准确的情况，即能够使得温度控制更加准确。此外，在目标对象的温度位于第一设定温度阈值和第二设定温度阈值之间时，并不立即进行温度调节，而是在观测设定时间周期再进行温度调节，如此，能够减少控制量。

进一步地，在本发明另一实施例中，S600被替换为：

S610，获取温度变化率RT^k _E=（T^k _T-T0）/T0，基于T^k _E对应的温度调节查询表，获取与T^k _T-T0和RT^k _E对应的温度调节元件的控制参数。

同理，S700被替换为：

S710，获取温度变化率RT^kc _E=（T^kc _T-T0）/T0，基于T^kc _E对应的温度调节查询表，获取与T^kc _T-T0和RT^kc _E对应的温度调节元件的控制参数

S610和S710的技术效果在于，相对于前述实施例，由于考虑了温度变化率，能够使得温度控制更加准确。

进一步地，在该实施例中，可包括存储在数据库中的G个设定环境温度下的温度调节查询表。其中，第r个温度调节查询表的第s行包括P^r _s1，P^r _s2，…，P^r _sq，…，P^r _sL，P^r _sq为在第r个设定环境温度下，温度差为△T^r _q和温度变化率RT^r _s对应的控制参数。

在该实施例中，温度调节查询表的获取方法与前述实施例的温度调节查询表相似，为避免赘述，省略对其的具体介绍。

进一步地，在本发明实施例中，如果在T^k _E对应的温度调节查询表中没有查询到（T^k _T-T0）但查询到RT^k _E，则可基于如下方式获取控制参数P^k _E：

S501，从T^k _E对应的温度调节查询表中获取小于（T^k _T-T0）并且与（T^k _T-T0）之间的差值最小的第一温度差△T1^k _E，并获取RT^k _E和△T1^k _E对应的第一控制参数P1^k _E；

S502，从T^k _E对应的温度调节查询表中获取大于（T^k _T-T0）并且与（T^k _T-T0）之间的差值最小的第二温度差△T2^k _E，并获取RT^k _E和△T2^k _E对应的第二控制参数P2^k _E；

S503，基于X1=X2，获取P^k _E；其中，X1=（（T^k _T-T0）-△T1^k _E ）/（P^k _E-P1^k _E），X2=（△T2^k _E -△T1^k _E ）/（P2^k _E-P1^k _E）。

同理，如果在T^kc _E对应的温度调节查询表中没有查询到（T^kc _T-T0）但查询到RT^kc _E，可参照S501~S503获取对应的控制参数P^kc _E。

进一步地，在本发明实施例中，如果在T^k _E对应的温度调节查询表中查询到（T^k _T-T0）但没有查询到RT^k _E，则可基于如下方式获取控制参数P^k _E：

S51，从T^k _E对应的温度调节查询表中获取小于RT^k _E并且与RT^k _E之间的差值最小的第一温度变化率RT1^k _E，并获取（T^k _T-T0）和RT1^k _E对应的第一控制参数P1^k _E；

S52，从T^k _E对应的温度调节查询表中获取大于RT^k _E并且与RT^k _E之间的差值最小的第二温度变化率RT2^k _E，并获取（T^k _T-T0）和RT2^k _E对应的第二控制参数P2^k _E；

S53，基于Y1=Y2，获取P^k _E，其中，Y1=（RT^k _E -RT1^k _E ）/（P^k _E-P1^k _E），Y2=（RT2^k _E -RT1^k _E）/（P2^k _E-P1^k _E）。

同理，如果在T^kc _E对应的温度调节查询表中查询到（T^kc _T-T0）但没有查询到RT^kc _E，则可参照S51~S53的方式获取对应的控制参数P^kc _E。

进一步地，在本发明实施例中，如果在T^k _E对应的温度调节查询表中均查询不到（T^k _T-T0）和RT^k _E，则可基于如下方式获取控制参数P^k _E：

S1，从T^k _E对应的温度调节查询表中获取小于（T^k _T-T0）并且与（T^k _T-T0）之间的差值最小的第一温度差△T1^k _E，从T^k _E对应的温度调节查询表中获取大于（T^k _T-T0）并且与（T^k _T-T0）之间的差值最小的第二温度差△T2^k _E；

S2，从T^k _E对应的温度调节查询表中获取小于RT^k _E并且与RT^k _E之间的差值最小的第一温度变化率RT1^k _E，以及从T^k _E对应的温度调节查询表中获取大于RT^k _E并且与RT^k _E之间的差值最小的第二温度变化率RT2^k _E；

S3，从T^k _E对应的温度调节查询表中分别获取：△T1^k _E和RT1^k _E对应的第一控制参数P1^k _E，△T1^k _E和RT2^k _E对应的第二控制参数P2^k _E，△T1^k _E和RT2^k _E对应的第三控制参数P3^k _E，以及△T2^k _E和RT2^k _E对应的第四控制参数P4^k _E；

S4，基于Z1=Z2，获取第一中间控制参数P^k1 _E；其中，Z1=（T^k _T-T0）-△T1^k _E ）/（P^k1 _E-P1^k _E），Z2=（△T2^k _E-△T1^k _E）/（P2^k _E-P1^k _E）；

S5，基于Z3=Z4获取第二中间控制参数P^k2 _E，其中，Z3=（T^k _T-T0）-△T1^k _E ）/（P^k2 _E-P3^k _E），Z4=（△T2^k _E-△T1^k _E）/（P4^k _E-P3^k _E）；

S6，基于Z5=Z6，获取P^k _E，其中，Z5=（RT^k _E-RT1^k _E）/（P^k _E-P1^k _E），Z6=（RT2^k _E-RT1^k _E）/（P2^k2 _E-P1^k1 _E）。同理，如果在T^kc _E对应的温度调节查询表中均查询不到（T^kc _T-T0）和RT^kc _E，则可参照S1~S6的方式获取对应的控制参数P^kc _E。

上述步骤的技术效果在于，能够基于设定的温度调节查询表获取到不同情况下的控制参数，从而能够节约控制成本。

本发明的实施例还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，该存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种方法相关的至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述实施例提供的方法。

本发明的实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和前述的非瞬时性计算机可读存储介质。

本发明的实施例还提供一种计算机程序产品，其包括程序代码，当所述程序产品在电子设备上运行时，所述程序代码用于使该电子设备执行本说明书上述描述的根据本发明各种示例性实施方式的方法中的步骤。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种温度控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S400，设置k=k+1,执行S100；

S500，基于M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的m个监测温度获取修正监测温度T^kc _T=f（Tⁱ _T）和以及基于M_q，M_q-1，…，M_q-m+1对应的m个环境温度获取修正环境温度T^kc _E=f（Tⁱ _E），Tⁱ _T为m个监测温度中的第i个监测温度，i的取值为1到m，Tⁱ _E为Tⁱ _T对应的环境温度；执行S700； S600，基于T^k _E对应的温度调节查询表，获取与（T^k _T-T0）对应的温度调节元件的控制参数；执行S800；S700，基于T^kc _E对应的温度调节查询表，获取与（T^kc _T-T0）对应的温度调节元件的控制参数；执行S800；

S800，利用获取的控制参数对温度调节元件进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S600被替换为：

S610，获取温度变化率RT^k _E=（T^k _T-T0）/T0，基于T^k _E对应的温度调节查询表，获取与（T^k _T-T0）和RT^k _E对应的温度调节元件的控制参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括存储在数据库中的G个设定环境温度下的温度调节查询表；每个温度调节查询表的第j列包括温度差和温度调节元件的控制参数；j的取值为1到L，L为温度调节查询表的列数，G≥1。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果在所述数据库中没有查询到T^k _E或者T^kc _E对应的温度调节查询表，则在数据库中获取与T^k _E或者T^kc _E之间的差值最小的一个设定环境温度下的温度调节查询表作为T^k _E或者T^kc _E对应的温度调节查询表。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，如果在T^k _E对应的温度调节查询表中没有查询到（T0-T^k _T），则在T^k _E对应的温度调节查询表中获取与（T0-T^k _T）之间的差值最小的温度差对应的控制参数作为（T0-T^k _T）对应的控制参数；

如果在T^kc _E对应的温度调节查询表中没有查询到（T0-T^kc _T），则在T^kc _E对应的温度调节查询表中获取与（T0-T^kc _T）之间的差值最小的温度差对应的控制参数作为（T0-T^kc _T）对应的控制参数。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，数据库中存储有G个设定环境温度下的温度调节查询表；其中，第r个温度调节查询表的第s行包括P^r _s1，P^r _s2，…，P^r _sq，…，P^r _sL， P^r _sq为在第r个设定环境温度下，温度差△T^r _q和温度变化率RT^r _s对应的控制参数，G≥1。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果在所述数据库中没有查询到T^k _E或者T^kc _E对应的温度调节查询表，则在数据库中获取与T^k _E或者T^kc _E之间的差值最小的一个设定环境温度下的温度调节查询表作为T^k _E或者T^kc _E对应的温度调节查询表。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果在T^k _E对应的温度调节查询表中没有查询到（T^k _T-T0）但查询到RT^k _E，则基于如下方式获取控制参数P^k _E：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果在T^k _E对应的温度调节查询表中查询到（T^k _T-T0）但没有查询到RT^k _E，则基于如下方式获取控制参数P^k _E：

S53，基于Y1=Y2，获取P^k _E，其中，Y1=（RT^k _E-RT1^k _E）/（P^k _E-P1^k _E），Y2=（RT2^k _E-RT1^k _E）/（P2^k _E-P1^k _E）。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果在T^k _E对应的温度调节查询表中均查询不到T^k _T-T0和RT^k _E，则基于如下方式获取控制参数P^k _E：

S4，基于Z1=Z2，获取第一中间控制参数P^k1 _E；其中，Z1=（T^k _T-T0）-△T1^k _E）/（P^k1 _E-P1^k _E），Z2=（△T2^k _E-△T1^k _E）/（P2^k _E-P1^k _E）；

S5，基于Z3=Z4获取第二中间控制参数P^k2 _E，其中，Z3=（T^k _T-T0）-△T1^k _E）/（P^k2 _E-P3^k _E），Z4=（△T2^k _E-△T1^k _E）/（P4^k _E-P3^k _E）；

S6，基于Z5=Z6，获取P^k _E，其中，Z5=（RT^k _E-RT1^k _E）/（P^k _E-P1^k _E），Z6=（RT2^k _E-RT1^k _E）/（P2^k2 _E-P1^k1 _E）。