[發明專利]柱形腔體內發熱件表面溫度的檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202010330940.2
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111442852B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 鄭緒東;湯建國;李志強;王程婭;尚善齋;韓敬美;雷萍;王汝;袁大林;孫玲;龔為民;呂茜
• 申請（專利權）人: 云南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01J5/00;G06N3/084;G06N3/08;G06N3/04
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 陳有業

本發明公開了一種適用于柱形腔體內發熱件表面溫度的檢測裝置及方法，該裝置包括：一個或多個熱電偶，用于在負載時測量被加熱物體的表面溫度；一個或多個非接觸式測溫傳感器，用于在空載時測量發熱件在加熱時的表面溫度；一個或多個處理器，用于根據熱電偶和非接觸式測溫傳感器的檢測值，測算出發熱件的表面溫度。本發明在不同的工況下采用了不同的檢測手段，采用了紅外測溫傳感器、熱電偶及機器學習技術相結合的測量方式，能夠實現發熱件在空載及負載兩種條件下的表面溫度檢測。

技術領域

本發明涉及一種柱形腔體內發熱件表面溫度的檢測裝置及方法，屬于加熱件溫度檢測技術領域。

背景技術

溫度是工業生產生活領域最常見也是最重要的指標，它影響著各種設備的使用限度。自然界中幾乎所有的物理化學反應過程都與溫度緊密相關，因此溫度是工農業生產、科學實驗以及日常生活中需要普遍進行測量和控制的一個重要物理量。溫度只能通過物體隨溫度變化的某種特性來間接測量，溫度測量主要分為接觸式和非接觸式兩大類，將傳感器置于與物體相同的熱平衡狀態中，使傳感器與物體保持同一溫度的測溫法，即為接觸式測溫；非接觸式測溫則是通過熱輻射原理來測量。

在某些小型加熱設備中，小面積發熱件(例如電子煙的發熱件)的表面溫度是設備需要進行測量并控制的物理量，而加熱過程中需要對被加熱物體進行固定，一般情況下被加熱物體置于腔體內，發熱件位于腔體底部或者嵌入在基底材料上插入被加熱物體內部，在發熱件空載加熱情況下，由于腔體空間狹小，利用熱電偶對發熱件的表面溫度進行檢測，需將熱電偶置于發熱件上，動作比較復雜；當發熱件負載加熱時，由于被加熱物體的出現，無法對發熱件進行接觸式或者非接觸式溫度檢測。

發明內容

本發明的目的在于改善現有技術中所存在的上述缺陷，提供了一種柱形腔體內發熱件表面溫度的檢測裝置及方法，可以同時實現負載和空載情況下發熱件的表面溫度檢測。

為了實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

一方面，本發明實施例提供了一種適用于柱形腔體內發熱件表面溫度的檢測裝置，包括：

一個或多個熱電偶，用于在負載時測量被加熱物體的表面溫度；

一個或多個非接觸式測溫傳感器，用于在空載時測量發熱件在加熱時的表面溫度；

一個或多個處理器，用于根據熱電偶和非接觸式測溫傳感器的檢測值，測算出發熱件的表面溫度。

上述方案中，在空載情況下，通過非接觸式測溫傳感器，利用熱輻射原理可以直接檢測得到發熱件的表面溫度；在負載情況下，通過熱電偶測被加熱物體的表面溫度來間接得到發熱件的表面溫度。該方案不僅可以避免空載時熱電偶檢測的實施難度，還可以解決負載時無法測量發熱件的表面溫度的問題。

在進一步優化的方案中，上述檢測裝置還包括與處理器連接的顯示器，用于顯示檢測出的發熱件的表面溫度。通過設置顯示器，可以直觀顯示檢測結果，便于查看。

在進一步優化的方案中，當所述熱電偶和/或所述非接觸式測溫傳感器為多個時，多個所述熱電偶和/或所述非接觸式測溫傳感器分別安裝于所述柱形腔體內的不同位置。通過設置多個熱電偶和/或非接觸式測溫傳感器，以及分別分布在不同的位置，可以提高檢測結果的準確性。

另一方面，本發明實施例提供了一種應用上述檢測裝置檢測柱形腔體內發熱件表面溫度的方法，包括以下步驟：

在發熱件處于為空載狀態時，啟動非接觸式測溫傳感器采集發熱件在加熱時的表面溫度，采集所得溫度即為檢測到的發熱件的表面溫度；

在發熱件處于為負載狀態時，啟動熱電偶采集被加熱物體的表面溫度，再根據被加熱物體的表面溫度計算得到發熱件的表面溫度。