[发明专利]一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统

权利要求书

1.一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统，其特征在于，包括：

第一温度检测装置：设置在解冻库门口，用于监测运载车出入时的车厢和物料温度；

第二温度检测装置：设置解冻库内，用于测量解冻时车厢的关键点温度信息；

第三温度检测装置：设置解冻库内，用于测量解冻室内库温和烟气温度；

工控机：用于接收并存储第一温度检测装置、第二温度检测装置和第三温度检测装置监测得到的温度信息，将第一温度检测装置测量得到的温度信息作为初始条件，第二温度检测装置和第三温度检测装置测量的温度信息作为解冻时长计算的建模参数，利用三维非稳态导热的乘积算法计算得到解冻时间；

用户端显示器：用于人机界面展示。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统，其特征在于，所述第一温度检测装置包括多个双光谱红外热像仪，分别设置在解冻库外部门头及大门两侧；

所述第二温度检测装置包括多个测温型红外热像仪，分别设置在解冻库内部铁轨两侧，并对准车厢底部和侧面，所述红外热像仪外侧设置有水冷散热保护罩装置，用于对所述测温型红外热像仪进行水循环冷却；

所述第三温度检测装置包括热电阻和热电偶，用于测量解冻室内库温和烟气温度。

3.根据权利要求1所述的一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统，其特征在于，还包括PLC控制器，所述PLC控制器与所述储第一温度检测装置、第二温度检测装置和第三温度检测装置和工控机连接，用于实现各个温度检测装置与工控机之间的数据传输和控制。

4.根据权利要求1所述的一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统，其特征在于，所述工控机内设置有数据处理模块和模型计算模块；

所述数据处理模块用于接收并存储第一温度检测装置、第二温度检测装置和第三温度检测装置监测得到的温度信息，还用于对三个温度检测装置测量得到的温度信息进行数据融合和一致性判断，其数据融合和一致性判断的具体方法为：对于同一监测点的不同来源数据，计算其均值μ和标准差σ，将处于(μ-3σ,μ+3σ)的区间之外的数据视为噪音数据剔除；

所述模型计算模块用于将第一温度检测装置测量得到的温度信息作为初始条件，第二温度检测装置测量的温度信息作为解冻时长计算的建模参数，利用三维非稳态导热的乘积算法计算得到解冻时间。

5.根据权利要求1所述的一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统，其特征在于，所述模型计算模块用于将第一温度检测装置测量得到的温度信息作为初始条件，第二温度检测装置测量的温度信息作为解冻时长计算的建模参数，利用三维非稳态导热的乘积算法得到解冻时间τ的计算公式为：

其中，x、y、z表示解冻室内任意一点坐标值，α表示物料的热扩散率，δ_x、δ_y、δ_z分别表示x、y、z方向上的解冻厚度，表示x方向上的无量纲过余温度，表示y方向上的无量纲过余温度，表示z方向上的无量纲过余温度，μ_x1是的解，μ_y1是的解，μ_z1是的解，λ表示物料的导热系数。

6.根据权利要求1所述的一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统，其特征在于，所述工控机还设置有异常数据告警模块，异常数据告警模块用于在数据处理模块中得到噪音数据时，发出警告信号。

7.根据权利要求1所述的一种基于三维非稳态传热模型的物料解冻智能分析系统，其特征在于，所述工控机内还设置有人机交互模块，用于解冻智能分析信息的直观展示和系统参数的配置管理功能；

所述人机交互模块包括运行数据可视化模块和操作通知提醒模块；运行数据可视化模块用于通过窗口化、界面化的方式，展示解冻库的基本状态、运载物料的基本信息、解冻时长统计、各监测点的位置和温度变化曲线，还用于提供历史运行数据查询和图表统计展示；以及系统基本参数配置；

所述操作通知提醒模块用于向操作人员推送装卸操作提醒和异常情况告警信息；装卸操作提醒内容包括解冻时间统计和解冻完成通知；异常告警包括异常类型、故障异常发生时间、故障发生位置。