[发明专利]远红外叶片表面温度参数测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种远红外叶片表面温度参数测量方法，采用的远红外叶片表面温度参数测量装置包括测量节点和手持监测设备；

所述测量节点包括测温模块、具有自组网通讯功能的第一通讯模块、电源模块、数据存储模块和现场监视模块；

所述手持监测设备内设置有中央处理器、具有自组网通讯功能和GPRS方式远程通讯功能的第二通讯模块；

所述测温模块包括环境温度测量探头、叶表面温度远红外测量探头和调理电路；

所述电源模块包括系统电源转换模块和太阳能供电模块；所述电源模块分别连接现场监视模块、第一通讯模块、数据存储模块、通过调理电路分别连接环境温度测量探头和叶表面温度远红外测量探头；

所述第一通讯模块通过调理电路分别与环境温度测量探头和叶表面温度远红外测量探头连接；所述现场监视模块通过调理电路分别与环境温度测量探头和叶表面温度远红外测量探头连接；

所述数据存储模块采用U盘进行存储；所述现场监视模块包括LCD液晶显示器件和控制驱动接口；

所述测量节点和手持监测设备采用ZigBee通讯协议通讯连接；

其中，所述环境温度测量探头为接触式热电阻传感器；所述叶表面温度远红外测量探头采用12μm波长敏感远红外光电传感器，其将热辐射能量转化成模拟电压输出；

所述测量方法包括步骤：

S1选用对12μm波长敏感的光电传感器，针对该光电传感器的模拟电压输出值，应用递推中位值平均滤波算法改善其输出稳定性，所述递推中位值平均滤波算法为：

1)把连续n个采样值看作一个数据队列，队列长度固定为N；

2)每次采样到一个新数据放入队首，并扔掉原来队尾的一个数据；

3)把队列中的n个数据先去掉一个最大值和一个最小值，然后计算n-2个数据的平均值；

设U₀为传感器最新采样值，原数据队列中有U₁，U₂……U_n共n个采样值，其中U_min为n个采样值中的最小值，U_max为n个采样值中的最大值，为该数据队列的平均值，为滤波计算后的输出值，则

当U_n≠U_min且U_n≠U_max时,

当U_n＝U_max时,

U′_max＝U_max(U₀,U₁,...,U_n-1) (3)

当U_n＝U_min时

U′_min＝U_min(U₀,U₁,...,U_n-1) (5)

S2采用-20℃至60℃下的电压-温度转换模型将滤波后的电压值转变成温度值；

S3使用补偿算法，提高叶片表面温度值的计算精度。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述调理电路为1mA恒流源调理电路。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述电源转换模块采用多级电源转换，电源变压等级由12V-5V-3.3V三级组成。

4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述步骤S2传感器输出经滤波平滑后得到的模拟电压值采用模型转换成温度值，经使用精密标准温度控制室进行标定校正，给出-20℃至60℃下电压-温度转换模型，计算公式为：

代表经电压-温度转换后的目标温度值。

5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤S3中，对电压-温度转换模型获得的温度值进行以下计算：

式(7)中，T代表最终计算温度，参数α、β、γ代表在不同环境温度范围计算温度的校正参数，参数a、b、c、d代表不同温度区间阈值上下限，T_amb代表环境温度。