[發(fā)明專利]一種極地環(huán)境可移動(dòng)電器間內(nèi)墻溫度場(chǎng)空間檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210073170.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN114689182A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周長(zhǎng)明;于全振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津博邁科海洋工程有限公司
• 主分類號(hào): G01J5/48
• 分類號(hào): G01J5/48
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李素蘭

1.一種極地環(huán)境可移動(dòng)電器間內(nèi)墻溫度場(chǎng)空間檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、以矩形電器間的頂壁為xy平面且將頂壁的中心作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立三維直角坐標(biāo)系，其中y軸垂直于電氣間的右壁且向右為正方向，x軸垂直于y軸且方向向前為正方向，z軸為垂直于頂壁指向室內(nèi)；

步驟二、在電器間的頂壁坐標(biāo)原點(diǎn)處安裝線陣紅外測(cè)溫?cái)z像儀的云臺(tái)并調(diào)整線陣紅外測(cè)溫?cái)z像儀的探頭發(fā)出的紅外線形成豎直平面且在一側(cè)待測(cè)側(cè)壁上形成高度為l的豎直紅外線線段的頂點(diǎn)位于頂壁，將該高度為l的紅外線線段的上端點(diǎn)記為a₀，下端點(diǎn)記為b₀；上端點(diǎn)和下端點(diǎn)分別與紅外線發(fā)射點(diǎn)連線，所成角度為β₀；

步驟三、線陣紅外測(cè)溫?cái)z像儀繞z軸從θ₀轉(zhuǎn)動(dòng)到π-θ₀實(shí)現(xiàn)對(duì)高度為l的一側(cè)側(cè)壁的溫度的測(cè)量，并將溫度數(shù)據(jù)儲(chǔ)存為初始數(shù)組(θ，β，T)，其中轉(zhuǎn)角θ為測(cè)溫探頭的投射的紅外線在xy平面上的分量與x軸正半軸在xy平面上的夾角；β為豎直紅外線線段最低點(diǎn)和電氣間頂部中心的連線與xy平面所成的角度，轉(zhuǎn)角θ和轉(zhuǎn)角β標(biāo)記所測(cè)量位置，T表示所測(cè)量位置對(duì)應(yīng)溫度，θ的初始值為θ₀，β的初始值為β₀；

其中測(cè)量y軸方向的左右側(cè)壁時(shí)θ₀＝arctan(W/L)；測(cè)量x軸方向的前后側(cè)壁時(shí)，θ₀＝arctan(L/W)，式中，W為y軸方向的左右側(cè)壁的寬度，L為x軸方向的前后側(cè)壁寬度；

步驟四、線陣紅外測(cè)溫?cái)z像儀判斷是否滿足n*β₀γ₀，γ₀＝arctan(2H/W),n為測(cè)溫探頭已進(jìn)行的水平測(cè)溫次數(shù)，式中，H為所測(cè)電氣間內(nèi)壁的高度；若是，則執(zhí)行下一步，否則執(zhí)行步驟七；

步驟五、云臺(tái)帶動(dòng)探頭繞x軸向下轉(zhuǎn)動(dòng)角度β₀，然后重復(fù)步驟三從第一次測(cè)量高度處的底端向下繼續(xù)進(jìn)行溫度測(cè)量并對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄；每測(cè)量高度為l的線段得到的所有溫度數(shù)據(jù)分別儲(chǔ)存為一組初始數(shù)組；

步驟六、重復(fù)步驟四和步驟五直至完成對(duì)該側(cè)側(cè)壁溫度的測(cè)量和記錄；

步驟七、云臺(tái)帶動(dòng)探頭轉(zhuǎn)動(dòng)使得探頭發(fā)出的紅外線平面處于豎直平面且在下一個(gè)待測(cè)側(cè)壁上形成高度為l的豎直線的頂點(diǎn)位于頂壁，然后重復(fù)步驟三-步驟七直至完成全部四個(gè)側(cè)壁溫度測(cè)量并對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存；

步驟八、測(cè)量出電器間四個(gè)側(cè)壁的溫度場(chǎng)后進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，具體步驟如下：

第一步，將與每一組初始數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的每條線段L上測(cè)得的包含溫度信息和對(duì)應(yīng)位置信息的數(shù)據(jù)以每條線段L的水平中線為對(duì)稱軸鏡像，得到上下倒置的線段L^T，該倒置線段上端點(diǎn)記為a，下端點(diǎn)記為b；其中a處溫度數(shù)據(jù)為b₀處溫度數(shù)據(jù)，b處溫度數(shù)據(jù)為a₀處溫度數(shù)據(jù)，其他位置點(diǎn)數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)倒置；a、b兩點(diǎn)與紅外發(fā)射點(diǎn)連線，所成角度仍為β₀；

第二步，將倒置線段L^T通過k+1個(gè)點(diǎn)均分為k段，k為正整數(shù)，將每個(gè)線段l從a點(diǎn)、各均分點(diǎn)至b點(diǎn)依次記為i₁、i₂、i₃....i_m.、i_k+1，并記錄各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的測(cè)溫溫度數(shù)據(jù)；

第三步，測(cè)量高為H，寬度為L(zhǎng)電氣間內(nèi)壁時(shí)，以電氣間內(nèi)壁左下角為原點(diǎn)，以過各個(gè)原點(diǎn)的水平底邊和豎直側(cè)邊分別為x’軸、y’軸建立平面直角坐標(biāo)系o’-x’y’，其中x’軸方向向右為正；y’軸以豎直向上為正方向；建立轉(zhuǎn)化數(shù)組(x’,y’,T’)，其中(x’,y’)表示測(cè)量點(diǎn)的位置坐標(biāo)，T’表示與測(cè)量點(diǎn)位置處(x’,y’)對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)；測(cè)溫儀一共水平轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)溫的次數(shù)為n，對(duì)于每個(gè)倒置線段L^T上的i_m點(diǎn)與轉(zhuǎn)化數(shù)組(x’,y’,T’)有如下關(guān)系，其中m＝1,2,3,4.....k,k+1：

當(dāng)θ∈[arctan(L/W)，π/2)時(shí)：在所測(cè)內(nèi)壁上i_m點(diǎn)的坐標(biāo)(x’,y’)為：

(W/(2tanθ)+L/2,H-tan[(n-1)β₀]*W/(2sinθ)-{tan(nβ₀)-tan[(n-1)β₀]}*(W/(2sinθ))*(m-1)/k)

當(dāng)θ＝π/2時(shí)：在所測(cè)內(nèi)壁上i_m點(diǎn)的坐標(biāo)(x’,y’)為：

(L/2,H-tan[(n-1)β₀]*W/(2sinθ)-{tan(nβ₀)-tan[(n-1)β₀]}*(W/(2sinθ))*(m-1)/k)

當(dāng)θ∈(π/2，π-arctan(L/W)]時(shí)：在所測(cè)內(nèi)壁上i_m點(diǎn)的坐標(biāo)(x’,y’)為：

(L/2-W/[2tan(π-θ)],H-tan[(n-1)β₀]*W/(2sinθ)-{tan(nβ₀)-tan[(n-1)β₀]}*(W/(2sinθ))*(m-1)/k)

第四步，將進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的各個(gè)倒置線段L^T中不滿足x’∈[0,L],y’∈[0，H]的點(diǎn)刪除；

步驟九、測(cè)溫儀將保留的每個(gè)矩形區(qū)域中的每個(gè)坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)輸出給計(jì)算機(jī)并導(dǎo)入MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將每個(gè)溫度數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)色卡對(duì)照得到與該溫度值對(duì)應(yīng)的色彩，然后得到與電氣間各個(gè)內(nèi)墻側(cè)壁各點(diǎn)的溫度對(duì)應(yīng)的色彩分布圖。