CN117377143A - 一种用于电加热器的温度监测保护系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于电加热器的温度监测保护方法，包括：将时间段以单位时间为区间对每个时间点进行标记；获取电加热器中器件的温度信息并进行标记；根据温度信息计算得到电加热器中导热片的加热时长余值；获取时间段内每个时间点电加热器工作时的电态信息并进行标记；根据电态信息计算得到电加热器中加热元器件的电态波动率；根据电态波动值和温度信息对电加热器进行电态信息调节，计算获得电加热器在后续加热时所需要的剩余时间值，基于加热时长余值获取加热元器件在工作过程的电流变化，然后根据电流的变化预测在电加热器完成工作时是否在电加热器安全工作的范围内，以达到提前监测并进行处理的目的。
Description
技术领域
本发明涉及温度监测技术领域，具体涉及一种用于电加热器的温度监测保护系统及方法。
背景技术
电加热器在运行过程中需对其内部温度进行实时监测，以准确控制运行状态，温度监测系统通常由温度传感器、电压传感器和电流传感器等进行监测，然后通过检测结果进行相应的控制；而电加热器电中加热元件的温度相比外部的导热件的温度要高，同时加热元件在工作过程中的发热量与电流有着直接的关系，因此，在长时间的工作下，为保证电加热器在工作中的安全性，需要对其电路中的电流以及其本身的温度进行监测，以达到全面监测并保护的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电加热器的温度监测保护系统及方法，以解决上述背景中问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于电加热器的温度监测保护方法，包括：
步骤一：将时间段T以单位时间t为区间对每个时间点i进行标记，得到时间点Ti，i为正整数；
步骤二：获取电加热器中器件的温度信息，即导热件的温度值D，并进行标记；根据温度信息计算得到电加热器中导热片的加热时长余值Ty；
步骤三：获取时间段T内每个时间点Ti电加热器工作时的电态信息，并进行标记；根据电态信息计算得到电加热器中加热元器件的电态波动率B；
步骤四：根据电态波动值和温度信息对电加热器进行电态信息调节。
作为本发明进一步的方案：所述步骤二中导热件的加热时长余值Ty的计算步骤为：
步骤A1：获取时间段内相邻时间点之间导热件的温度值D，并标记为Di-1、Di和Di+1；
步骤A2：根据获得时间点t时的导热件的温度变化率DLi；
步骤A3：获取导热件温度终值Dmax；根据计算得到导热件加热至温度终值Dmax需要的加热时长余值Ty为α*t。
作为本发明进一步的方案：所述步骤三中电态信息是在时间点i时，电加热器中的实时电流值I；
所述步骤三中根据电态信息获得电态波动值B的计算步骤包括：
步骤S1：获取时间段内相邻时间点之间电加热器中的电流值I并标记为I i-1、I i和I i+1；
步骤S2：基于相邻时间点之间的电流值，通过获得相邻时间点之间加热元器件的电态波动率B；若I i和I i+1相等，则电态波动率B为零；
步骤S3：对电态波动率与预设阈值进行比较，并获取相应的判断结果。
作为本发明进一步的方案：所述预设阈值为a、b、c、d；且a＜0＜b＜c＜1＜d；
若a≤B≤b时；则表示电加热器中的电流输出稳定；
若c≤B≤d时，则表示电加热器中的电流变化稳定；
若B＜a或b＜B＜c或d＜B，则表示电加热器中的电流出现波动。
作为本发明进一步的方案：当电流输出稳定时，则该电加热器在继续工作α*t之后则停止加热；
当电流变化稳定时，则对电流值I的变化进行判断，并获取相应的判断结果；
当电流出现波动时，则通过稳压器对电加热器的电压进行稳定控制。
作为本发明进一步的方案：所述电流值I的判断包括：
Q1:当Ii-1＜Ii＜Ii+1时；则表示电加热器在工作时电流线性增大；
由Imax＝Ii+(Ii+1-Ii)*α*t计算得到当导热件达到温度终值时，Imax的所达到的最大值；
然后将Imax与电流预设终值Iz进行比较；
Q2:当Ii+1＜Ii＜Ii-1时；则表示电加热器在工作时电流线性减小；
由Imix＝Ii-(Ii-Ii+1)*α*t计算得到当导热件达到温度终值时，Imix的所达到的最小值；
然后将Imax与电流临界值Ij进行比较。
作为本发明进一步的方案：所述步骤Q1中：
当Imax＜Iz时；则表示电加热器中的电流输出稳定；
当Iz＜Imax时；则表示电加热器中的电流过载，需要通过稳压器对电加热器的电压进行调控。
作为本发明进一步的方案：所述步骤Q2中：
当Ij＜Imix时；则表示电加热器中的电流输出稳定；
当Imix＜Ij时；则表示电加热器中的电流较低，需要通过稳压器对电加热器的电压进行调控。
作为本发明进一步的方案：所述步骤Q1和步骤Q2中电加热器中的电流输出稳定时电加热器在继续工作α*t之后则停止加热。
作为本发明进一步的方案：一种用于电加热器的温度监测保护系统，包括：
数据采集模块：用于采集电加热器中的温度信息和电态信息；
数据处理模块：用于对温度信息和电态信息进行处理，得到需要判断的信息；
判断模块：用于将需要判断的信息与预设信息进行比较，得到相应的处理信息；
系统控制模块：用于获取处理信息并对电加热器进行调控。
本发明的有益效果：
(1)本发明中，通过对电加热器中的加热元器件以及导热件在工作过程的温度变化进行加热时长的计算，进一步获得电加热器在后续加热时所需要的剩余时间值，基于加热时长余值获取加热元器件在工作过程的电流变化，然后根据电流的变化预测在电加热器完成工作时是否在电加热器安全工作的范围内，可以有效的对电加热器中的电流进行监测并根据信息值进行预测，以达到提前监测并进行处理的目的；
(2)本发明中，通过导热件在导热过程中所需要达到的温度终值，计算并获得后续加热过程中所需要的加热时长，即加热时长余值；同时根据电流在该时间点的大小以及前后时间点的变化，获得电流值的变化率，即电态波动率，将电台波动率与预设阈值进行比较，获取电流值在实时工作过程中的状态，进而获得电流值在电加热器在工作过程中的状态，当出现电流值不稳定时，可以通过调节电压值对电流值进行稳定，进而保证电加热器电路中的电流稳定性；
同时，基于实时变化的电加热器的加热件的温度变化过程中，可以进行实时监测，以预判在该时间点之后的电加热器加热过程中其电流的变化，若在计算预判过程中，得到电流的变化超出电流预设终值的预判结果之后，则可以提前对电加热器中的电流值进行调控或者停止工作，可以快速有效的对电路电流的变化进行预判，进而保证电加热器在工作过程中的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明方法流程示意图；
图2是本发明的系统框图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1所示，本发明为一种用于电加热器的温度监测保护方法，包括：
步骤一：将时间段T以单位时间t段为区间对每个时间点i进行标记，得到时间点Ti，i为正整数；
步骤二：获取电加热器中器件的温度信息，即导热件的温度值D，并进行标记；根据温度信息计算得到电加热器中导热片的加热时长余值Ty；
步骤三：获取时间段T内每个时间点Ti电加热器工作时的电态信息，并进行标记；根据电态信息计算得到电加热器中加热元器件的电态波动率B；
步骤四：根据电态波动值和温度信息对电加热器进行电态信息调节。
通过对电加热器中的加热元器件以及导热件在工作过程的温度变化进行加热时长的计算，进一步获得电加热器在后续加热时所需要的剩余时间值，基于加热时长余值获取加热元器件在工作过程的电流变化，然后根据电流的变化预测在电加热器完成工作时是否在电加热器安全工作的范围内，可以有效的对电加热器中的电流进行监测并根据信息值进行预测，以达到提前监测并进行处理的目的。
实施例二
基于上述实施例，本实施例具体提供如下实施例：
步骤001：获取时间段内相邻时间点之间导热件的温度值D，并标记为Di-1、Di和Di+1；
步骤002：根据获得时间点t时的导热件的温度变化率DLi；
步骤003：获取导热件温度终值Dmax；根据计算得到导热件加热至温度终值Dmax需要的加热时长余值Ty为α*t；
步骤004：获取时间段内相邻时间点之间电加热器中的电流值I并标记为I i-1、I i和I i+1；
步骤005：基于相邻时间点之间的电流值，通过获得相邻时间点之间加热元器件的电态波动率B；若I i和I i+1相等，则电态波动率B为零；
步骤006：对电态波动率与预设阈值进行比较，并获取相应的判断结果；所述预设阈值为a、b、c、d；且a＜0＜b＜c＜1＜d；
若a≤B≤b时；则表示电加热器中的电流输出稳定；
若c≤B≤d时，则表示电加热器中的电流变化稳定；
若B＜a或b＜B＜c或d＜B，则表示电加热器中的电流出现波动；
步骤007：当电流输出稳定时，则该电加热器在继续工作α*t之后则停止加热；
当电流变化稳定时，则对电流值I的变化进行判断，并获取相应的判断结果；
当电流出现波动时，则通过稳压器对电加热器的电压进行稳定控制；
步骤008：所述电流值I的判断包括：
Q1:当Ii-1＜Ii＜Ii+1时；则表示电加热器在工作时电流线性增大；
由Imax＝Ii+(Ii+1-Ii)*α*t计算得到当导热件达到温度终值时，Imax的所达到的最大值；
然后将Imax与电流预设终值Iz进行比较；执行步骤009；
Q2:当Ii+1＜Ii＜Ii-1时；则表示电加热器在工作时电流线性减小；
由Imix＝Ii-(Ii-Ii+1)*α*t计算得到当导热件达到温度终值时，Imix的所达到的最小值；
然后将Imax与电流临界值Ij进行比较；执行步骤010；
步骤009：
当Imax＜Iz时；则表示电加热器中的电流输出稳定；电加热器中的电流输出稳定时电加热器在继续工作α*t之后则停止加热；
当Iz＜Imax时；则表示电加热器中的电流过载，需要通过稳压器对电加热器的电压进行调控；
步骤010：
当Ij＜Imix时；则表示电加热器中的电流输出稳定；电加热器中的电流输出稳定时电加热器在继续工作α*t之后则停止加热；
当Imix＜Ij时；则表示电加热器中的电流较低，需要通过稳压器对电加热器的电压进行调控。
通过导热件在导热过程中所需要达到的温度终值，计算并获得后续加热过程中所需要的加热时长，即加热时长余值；同时根据电流在该时间点的大小以及前后时间点的变化，获得电流值的变化率，即电态波动率，将电台波动率与预设阈值进行比较，获取电流值在实时工作过程中的状态，进而获得电流值在电加热器在工作过程中的状态，当出现电流值不稳定时，可以通过调节电压值对电流值进行稳定，进而保证电加热器电路中的电流稳定性；
同时，基于实时变化的电加热器的加热件的温度变化过程中，可以进行实时监测，以预判在该时间点之后的电加热器加热过程中其电流的变化，若在计算预判过程中，得到电流的变化超出电流预设终值的预判结果之后，则可以提前对电加热器中的电流值进行调控或者停止工作，可以快速有效的对电路电流的变化进行预判，进而保证电加热器在工作过程中的稳定性。
实施例三
基于上述实施例二，在预判电流变化的同时，还可以提前对电加热器中的加热元器件的温度变化进行预判；
具体的：获取时间段内相邻时间点之间加热元器件的温度值Y，并标记为Yi-1、Yi和Yi+1；
同样的，根据计算得到加热元器件的温度变化率YLi；基于导热件加热至温度终值Dmax需要的加热时长余值Ty为α*t；
通过Yz＝Yi+(1+YLi)α可以计算得到在导热件加热至温度终值Dmax时，加热元器的最终温度值Yz，然后将Yz与预设值进行比较，当Yz超出预设值，则对电加热器的进行预警。
本实施例中，通过对电加热器中的加热元器的温度变化进行预判计算，若出现加热元器件在工作至导热件加热至温度终值其本身的温度超出预设值，则直接进行预警，然后对该电加热器的工作状态进行检查，此时，则无需判定电流等变化；因此，本实施例中的工作过程可以作为实施例二之前的判定流程，以达到更快的监测方式。
实施例四
基于上述实施例，本申请提供如下实施例；
一种用于电加热器的温度监测保护系统，包括：
数据采集模块：用于采集电加热器中的温度信息和电态信息；具体的温度信息为电加热器中导热件的温度值；
数据处理模块：用于对温度信息和电态信息进行处理，包括根据温度信息计算得到电加热器中导热片的加热时长余值；根据电态信息计算得到电加热器中加热元器件的电态波动率；并得到需要判断的信息；
判断模块：用于将需要判断的信息与预设信息进行比较，
包括：将电态波动率与预设阈值进行比较；并获取相应的判断结果；所述预设阈值为a、b、c、d；且a＜0＜b＜c＜1＜d；
若a≤B≤b时；则表示电加热器中的电流输出稳定；则该电加热器在继续工作α*t之后则停止加热；
若c≤B≤d时，则表示电加热器中的电流变化稳定；则对电流值I的变化进行判断，并获取相应的判断结果；
当Ii-1＜Ii＜Ii+1时；则表示电加热器在工作时电流线性增大；
由Imax＝Ii+(Ii+1-Ii)*α*t计算得到当导热件达到温度终值时，Imax的所达到的最大值；然后将Imax与电流预设终值Iz进行比较；当Imax＜Iz时；则表示电加热器中的电流输出稳定；电加热器中的电流输出稳定时电加热器在继续工作α*t之后则停止加热；当Iz＜Imax时；则表示电加热器中的电流过载，需要通过稳压器对电加热器的电压进行调控；
当Ii+1＜Ii＜Ii-1时；则表示电加热器在工作时电流线性减小；
由Imix＝Ii-(Ii-Ii+1)*α*t计算得到当导热件达到温度终值时，Imix的所达到的最小值；然后将Imax与电流临界值Ij进行比较；当Ij＜Imix时；则表示电加热器中的电流输出稳定；电加热器中的电流输出稳定时电加热器在继续工作α*t之后则停止加热；当Imi x＜Ij时；则表示电加热器中的电流较低，需要通过稳压器对电加热器的电压进行调控。
若B＜a或b＜B＜c或d＜B，则表示电加热器中的电流出现波动；则通过稳压器对电加热器的电压进行稳定控制；
系统控制模块：用于获取处理信息并对电加热器进行调控。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于，包括：
步骤一：将时间段T以单位时间t为区间对每个时间点i进行标记，得到时间点Ti，i为正整数；
步骤二：获取电加热器中器件的温度信息，即导热件的温度值D，并进行标记；根据温度信息计算得到电加热器中导热片的加热时长余值Ty；
步骤三：获取时间段T内每个时间点Ti电加热器工作时的电态信息，并进行标记；根据电态信息计算得到电加热器中加热元器件的电态波动率B；
步骤四：根据电态波动值和温度信息对电加热器进行电态信息调节。
2.根据权利要求1所述的一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于，所述步骤二中导热件的加热时长余值Ty的计算步骤为：
步骤A1：获取时间段内相邻时间点之间导热件的温度值D，并标记为Di-1、Di和Di+1；
步骤A2：根据获得时间点t时的导热件的温度变化率DLi；
步骤A3：获取导热件温度终值Dmax；根据计算得到导热件加热至温度终值Dmax需要的加热时长余值Ty为α*t。
3.根据权利要求1所述的一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于，所述步骤三中电态信息是在时间点i时，电加热器中的实时电流值I；
所述步骤三中根据电态信息获得电态波动值B的计算步骤包括：
步骤S1：获取时间段内相邻时间点之间电加热器中的电流值I并标记为Ii-1、Ii和Ii+1；
步骤S2：基于相邻时间点之间的电流值，通过获得相邻时间点之间加热元器件的电态波动率B；若Ii和Ii+1相等，则电态波动率B为零；
步骤S3：对电态波动率与预设阈值进行比较，并获取相应的判断结果。
4.根据权利要求3所述的一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于：所述预设阈值为a、b、c、d；且a＜0＜b＜c＜1＜d；
若a≤B≤b时；则表示电加热器中的电流输出稳定；
若c≤B≤d时，则表示电加热器中的电流变化稳定；
若B＜a或b＜B＜c或d＜B，则表示电加热器中的电流出现波动。
5.根据权利要求4所述的一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于：
当电流输出稳定时，则该电加热器在继续工作α*t之后则停止加热；
当电流变化稳定时，则对电流值I的变化进行判断，并获取相应的判断结果；
当电流出现波动时，则通过稳压器对电加热器的电压进行稳定控制。
6.根据权利要求5所述的一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于，所述电流值I的判断包括：
Q1:当Ii-1＜Ii＜Ii+1时；则表示电加热器在工作时电流线性增大；
由Imax＝Ii+(Ii+1-Ii)*α*t计算得到当导热件达到温度终值时，Imax的所达到的最大值；
然后将Imax与电流预设终值Iz进行比较；
Q2:当Ii+1＜Ii＜Ii-1时；则表示电加热器在工作时电流线性减小；
由Imix＝Ii-(Ii-Ii+1)*α*t计算得到当导热件达到温度终值时，Imix的所达到的最小值；
然后将Imax与电流临界值Ij进行比较。
7.根据权利要求6所述的一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于，所述步骤Q1中：
当Imax＜Iz时；则表示电加热器中的电流输出稳定；
当I z＜Imax时；则表示电加热器中的电流过载，需要通过稳压器对电加热器的电压进行调控。
8.根据权利要求6所述的一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于，所述步骤Q2中：
当Ij＜Imix时；则表示电加热器中的电流输出稳定；
当Imix＜Ij时；则表示电加热器中的电流较低，需要通过稳压器对电加热器的电压进行调控。
9.根据权利要求8所述的一种用于电加热器的温度监测保护方法，其特征在于，所述步骤Q1和步骤Q2中电加热器中的电流输出稳定时电加热器在继续工作α*t之后则停止加热。
10.一种用于电加热器的温度监测保护系统，其特征在于，包括：
数据采集模块：用于采集电加热器中的温度信息和电态信息；
数据处理模块：用于对温度信息和电态信息进行处理，得到需要判断的信息；
判断模块：用于将需要判断的信息与预设信息进行比较，得到相应的处理信息；
系统控制模块：用于获取处理信息并对电加热器进行调控。
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