学文网温度监测篇1
贵州省赤水至望谟高速公路黔西至织金段是《贵州省高速公路网规划》中“五纵”与“三横”的重要组成部分，其起点连接黔大高速，终点与厦蓉高速相连。段内有全线控制性工程六冲河特大桥，在同类桥型中居贵州第一。
六冲河特大桥为195m+438m+195m双塔预应力混凝土斜拉桥。5号及6号主塔靠河而建，5号主塔位于黔西岸，6号主塔位于织金岸。每个主塔承台宽35.2m，长23.2m，高6米，为C40混凝土，总计4900m3。承台采用一次性浇筑成型，施工为典型的大体积混凝土施工。
2 测温过程中的一般概念
2.1 混凝土的浇筑入模温度：系指混凝土振捣完成后，位于本浇筑层混凝土上表面以下50mm～100mm深处的温度。混凝土浇筑入模温度的测试每工作班(8h)应不少于1次。
2.2 混凝土中部温度：指混凝土结构小尺寸断面中部距侧面大于2m以上处温度。
2.3 混凝土浇筑块体的外表面温度(通常称为混凝土表面温度)：系指混凝土外表面以内50mm处的温度为准。
2.4 混凝土浇筑块体的底表面温度(通常称为混凝土底部温度)：系指混凝土浇筑块体底表面以上50mm处的温度为准。
2.5 混凝土环境温度：规定为结构外背阴通风处温度值。
3 测温系统基本要求
温度测试的方法采用电阻式温度传感器法，二次仪表的温度记录的误差不大于±1℃，测温元件的测温误差不大于±0.3℃。在测温元件的筛选及测温元件的安装应严格按照以下黑体双横线条文的规定执行，否则将会引起测试误差过大或元件失效而无法取得所需要的数据。在混凝土浇筑过程中，要注意保护测温元件及其引线，避免测温元件失效。
3.1 温度传感器技术要求：
3.1.1 温度传感器的测温相对误差应不大于0.3℃；
3.1.2 温度传感器安装前，必须经过浸水24h后，按本条一款的要求进行筛选；
3.1.3 温度传感器必须保证良好的绝缘性能。
3.2 信号传感器技术规定要求：
3.2.1 温度记录的误差应不大于±0.5℃；
3.2.2 测温仪器应具有自动记录功能，可与计算机连网，可进行数据时时传输任务；
3.2.3 必须具有强抗干扰性能，特别是强抗电磁信号干扰能力；
3.2.4 测温仪表的性能和质量应保证施工阶段测试的要求，可长时间连续工作。
4 大体积混凝土块体温度监测点布置
4.1 温度监测点的布置范围以所选混凝土浇筑块体平面***对称轴线的半条轴线为测温区，在测温区内温度测点呈平面布置；
4.2 温度监测位置与数量根据块体内温度场的分布情况及温控的要求确定；
4.3 在基础平面半条对称轴线上，温度监测点的点位应不少于2处；
4.4 沿混凝土浇筑块体厚度方向，每一点位的测点数量，宜不少于3～5点；
4.5 保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定；
4.6 混凝土浇筑块体的外表温度，应以混凝土外表以内50mm处的温度为准。混凝土浇筑块体的底表面温度，应以混凝土浇筑块体底表面以上50mm处的温度为准。
在混凝土结构的每个浇筑区中根据混凝土的平面几何尺寸的不同，分别划分了5～6个测试区域，在每个测试区每个截面布置一处测温点，纵向划分为5～7个断面，每个断面布置一个温度监测点，参见***1。
纵向传感器布置尺寸如***1，必须保证安装的温度传感器的正确位置。从混凝土浇筑层的下表面温度测试点开始依次编号为：5点测温区的编为1、2、3、4、5号点，其中3号传感器为本层结构的中心点，5号传感器为本层结构的上表面温度监测点，1号点为下表面点。
在层面上的5个测区的编号为：
5个测区的为：A、B、C、D、E，A测区为平面中部测区取在平面对角线的交点处，D为角位置处的测区取距离长轴上距角点位置1000mm处，B为侧边部点取在短轴上距侧模500mm处，C测区为长半轴上距中心测区A距离为长半轴长度的1/2处的测区，E测区为长半轴上距中心测区A距离为另一长半轴长度的1/2处的测区；各测试区均为5个传感器的测区。
在层面上的6个测区的编号为：
6个测区的为：A、B、C、D、E、F，A测区为平面中部测区取在平面对角线的交点处，D为角位置处的测区取距离长轴上距角点位置1000mm处，B为侧边部点取在短轴上距侧模500mm处，C测区为长半轴上距中心测区A距离为长半轴长度的1/2处的测区，E测区为长半轴上距中心测区A距离为另一长半轴长度的1/2处的测区；F测区为长半轴上距中心测区A距离为另一长半轴长度的1/2处的测区；中心区A区与C区为7个传感器的测区，其它各测试区均为5个传感器的测区。
5 测温传感器的安装及保护
测温传感器的安装及保护应符合下列规定：
安装与测试：
5.1 所有选用的温度传感器必须符合本方案规定的选取原则，经检验合格后，按布置***进行编号，以5～6个传感器作为一个测区，每个传感器均得按结构纵向位置编号，编号可按方案确定编号方法对应编号。建议传感器导线采用不同颜色导线标记，防止布设时产生错误。
5.2 测温传感器安装位置应按3.3.4节位置准确布设，固定牢固；
5.3 固定后立即测试线路的通畅性；
5.4 测温传感器与导线连接处应采用锡焊连接，并进行绝缘处理，切记一定要确保绝缘质量，大量工程测试表明，如果出现绝缘不良现象将导致整个使用同一台仪器的所有测试点的测量数据严重受到影响，而且查找故障点的工作非常困难；
5.5 导线连接完毕再次进行线路工作性测试，确保线路的连接正确性与通畅性；
5.6 引出导线应集中布置，加钢管等保护措施进行保护，确保在整个测试过程中线路的安全性，防止因线路问题出现断路、短路及绝缘性问题出现；
5.7 传感器必须在钢筋绑扎完毕和混凝土浇筑前安装完成；
5.8 整个安装完成后应进行联机验证测试，测试整个测温系统的工作情况。
线路保护：
混凝土浇筑过程中，下料时不得直接冲击温度传感器及其引出线；振捣时，振捣器不得触及温度传感器及其引线。
6 测温制度
6.1 浇筑完毕的混凝土一般在10h后开始测试，以后每隔4h一次测试，在测试过程中随时进行较验。测温一直持续到该混凝土温度开始下降稳定时刻为止，约14d左右。在浇筑期间及浇筑后7d，宜不大于2h测读一次，7d之后宜4h测读一次，14d之后宜8h测读一次，在以后的测试中，不应少于24h一次。高频率的测试对于记录混凝土温控的全过程是有益的。
6.2 本工程规定从混凝土浇筑后的10h起，开始混凝土的温度监控工作，测试周期2h一个周期至7d，共计测试时间14d，可根据工程实际降温情况调整。
6.3 在混凝土的浇筑过程中每8h测试一次混凝土的入模温度，做好记录工作。
7 测试结果分析与控制方法
7.1 温度控制处理系统
根据温度测试结果分析大体积混凝土内部的温度及其变化情况，必须要求对边缘进行保温，以达到内外温度差不超过25℃的控制条件。
7.2 控制指标
7.2.1 混凝土浇筑块体的内表温差（不含混凝土收缩的当量温度）为25℃；
7.2.2 混凝土浇筑块体的降温速率为1.5℃/d；
7.2.3 所计算出的温度应力σ应满足：
式中：ftk――混凝土抗压强度标准值；
K――防裂安全系数，取为1.15。
8 结束语
温度监测篇2
[关键词]LonWorks，网络控制系统，智能化小区
中***分类号：F626.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0018-01
1 前言
随着社会不断的发展，电力系统中也融入了新的高新技术，电缆在社会生活中的使用率也日益剧增。因电缆在电力系统应用中存在数量多、覆盖面积大、敷设密集、动力电缆运行时易发热，且由于电缆沟内电缆的结构特殊，当其中一条电缆出现故障后，经常会使其周围电缆发生重大的火灾事故。然而沟道内电缆因其在地面以下，当电缆出现故障而发生火灾时，很难被发现，这就决定电缆沟火灾事故的严重破坏性：将导致大面积电缆烧损，且短时间内无法进行生产，被迫停机，甚至还会造成人员的伤亡。因此防止电缆沟火灾事故的发生已经成为各大企业及研究场所急需解决的一项重要课题。
因此，从电力电缆自身的安全运行及电力系统的调度需要综合考虑，都需对电力电缆的运行状况进行实时监测。同时为保障电缆无故障无风险的运行且具有高利用率，对电缆进行实时监测就显得越来越重要，故获取实时导体的温度信息就显得更有意义了。
2 电缆沟温度监测研究现状
2.1 温度测量技术研究现状
（1）点式温度测温
点式温度监测是将若干个温度传感器分散地安置在电缆上重要的监测位置，之后将所测温度数据传回控制系统，对其分析之后得出结论，因而达到电缆的运行温度监测目的。又因温度传感器按点状分散分布，故称之为点式温度监测。其优点是对电缆本体的运行温度进行实时多点测量，且成本低、实用性较强，缺点是无法对电缆本体进行整体测温，且因其多采用接触式传感器进行表面测温，故不能准确地测出电缆本体内部的真实温度。
点式温度监测法是传统的测温方法之一，早期的感温装置主要使用热敏电阻或者热电偶。现如今大多采用较为先进的数字式温度传感器来作为感温装置，并结合微处理器和控制用计算机等来实现运行温度的***监测、历史数据存储和温度超限自动报警等功能。
本系统主要利用DS1820 作为感温装置，以89C51 单片机管理并控制温度传感器，同时使用RS-485 总线完成单片机与主控计算机之间数据通信，从而实现对电力电缆的运行温度的多点***监测。
（2）线型感温电缆式温度监测
线型感温电缆式温度监测是将线型感温探测器（ 大多为电缆式） 作为温度传感器，并将待测的电力电缆与其按照某种形式敷设在一起，使用信号总线来连接主控计算机与感温电缆，从而实现电缆全线运行温度的连续监测以及测量温度超限即断线并发出警报的功能。
其工作原理是：感温电缆中有两根弹性钢丝（它们按照一定的扭力绞合在一起的，其外层包裹着特殊的热敏绝缘材料），当与感温电缆接触的物体的某部位温度上升时，钢丝之间的绝缘材料受温度影响发生变化直到两钢丝间发生短路，即向控制系统发出超温的报警信号。线型感温电缆如***2 所示，其敷设方式大多采用正弦波接触式，如***3 所示。此技术在邯钢煤气回收电缆隧道中使用线型感温电缆取得了良好的效果。用此方法进行温度监测的优点是：（1）测量所覆盖得范围较大；（2）对工作环境的要求较低，即适合在环境恶劣、空间狭小的地方使用；（3）安装简单、维护量小、成本低；（4）可靠性及安全性较高。其缺点有：（1）无法精确定位具体的发热点；（2）测量精度有限。
（3）光纤式温度监测
光纤式温度监测因其独特的优势备受研究人员关注及进行研究，是新兴的温度监测方法之一。此温度监测方法与其他温度监测方式的区别在于其温度传感器的特殊性，光纤式温度监测方法是建立在分布式温度传感（ DTS，即Distributed Temperature Sensing）技术之上的。而分布式光纤温度传感器的工作原理是光纤的光时域反射（ OTDR）以及光纤的后向拉曼散射温度效应。
由光纤具有特定的物理特性，决定了光纤式温度监测方法与其他的温度监测方式相比具有更多优点：（1）可以取代大量的点式传感器，并实现实时信息测量、故障监测及预报；（2）抗电磁干扰能力较强、绝缘性能好，可应用于大电流、高电压等恶劣环境中；（3）柔性好、质量轻、安装方便；（4）可测距、定位、报警温度可调、重复使用。但是光纤式温度监测方法也存在缺点： 实现技术难度较大且成本较高。
光纤式温度监测方法已经应用于：高电压等级电缆的运行温度***监测；文献[11]使用分布式的光纤温度传感器（FODT sensor）检测及定位地下电力电缆故障（最大可测距离为10km，定位精度为1 m，定位时间不超过30s），效果突出，具有一定的实用性；文献将GPRS 网络融入到光纤测温技术设计出应用于220 kV 电力电缆的***监测及无线传输的监测系统。
2.2 电缆接头运行温度监测研究现状
电缆接头是电力电缆网络中重要的组成部件之一。多年的运行经验表明90% 以上的电缆运行故障是由接头故障引起的，而接头温度过高是造成电缆接头绝缘老化、易发生故障的主要原因。研究人员根据此情况设计出电缆接头运行温度的实时***监测系统。这类系统的共同之处在于大多采用点式温度监测方法，而区别是系统各部分之间不同的连接方式。
（1）有线连接方式
采用此方式的电缆接头运行温度的***监测系统，其结构大致相同，与应用在电缆本体的点式温度监测系统相类似，由温度传感器、单片机、数据总线和主控计算机组成，其工作原理是：在温度传感器与主控计算机之间通过单片机与数据总线完成连接，从而实现数据传输以及管理控制功能。典型的有线连接的电缆接头点式温度监测系统多采用点式温度监测方式，此类监测系统中各个部分采用总线进行连接，然而此类温度监测系统存在不足：（1）适合小范围、待测量点密集的场合；（2）系统安装工作量大，且实现比较困难；（3）出现故障后维护有较大困难。故该系统只适合在变电站或发电厂等待测设备相对比较集中的场所使用。
（2）无线连接方式
为了更好地将电缆接头的温度***监测应用于城市电网中，研究人员提出使用无线连接方式来进行电缆接头运行温度的***监测。整个系统具备完整的数据采集、传输、处理、显示、打印及远距离通信功能，同时有强大的软件后台支持，不但可以监测电缆的运行状态，也可以为分析电缆故障存在的隐患提供一定的帮助。与有线连接方式相比，无线连接方式具有以下优点：（1） 不再受到距离限制，可以应用在大范围的温度监测；（ 2）工作量小，不必进行数据传输线的布线及接线等繁杂工作；（ 3）适用性较广、经济性较好。
以上几种电缆接头的运行温度***监测系统都是通过获取电缆外护套表面的实测温度以及电缆结构参数等数据信息，从而计算出电缆导体的实际温度。尽管可利用电缆接头的表面温度和内部线芯温度所存在的对应关系来监测电缆接头的运行状态，但是由于电缆接头易受到一些特殊影响，如：由强电场所引起的介质损耗、 接触电阻及密封等问题，从而导致目前流行的电力电缆接头的运行温度***测量方法存在准确性较差、易受到外部环境影响等缺点。
温度监测篇3
关键词： 多点温度测量； AT89C51； DS18B20； LabVIEW； 温度监测
中***分类号： TN31+.3?34； TP212.9 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）08?0183?04
Design of multi?channel temperature monitoring system based on LabVIEW
SUN Yigang1， HE Jin2， LI Qi2
（1. College of Aeronautical Engineering， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300， China；
2. College of Electronic Information and Automation， Civil Aviation University of China， Tianjin 300300， China）
Abstract： To satisfy the demand of the multi?point temperature measurement， a multi?channel temperature monitoring system based on LabVIEW was designed. When the serial port of lower computer is closed， the multi?channel temperature monitoring system is an embedded one composed of the SCM AT89C51， temperature sensor DS18B20 and displayer LM041L. When the serial port is opened， the lower computer uploads the temperature data of each channel to the LabVIEW?based temperature monitoring system of the upper computer to achieve online monitoring of the multi?channel temperature at the PC side. The simulation experiment results show that the system design scheme is feasible， and can expediently and effectively monitor the multipoint temperature in real time.
Keywords： multi?point temperature measurement； AT89C51； DS18B20； LabVIEW； temperature monitoring
温度在日常生活、工业生产和科学研究中都是一个极其普遍又非常重要的物理量，许多设备运行、工农生产和科学实验都必须保证在一定的温度条件下进行，因此需要对温度进行监测的龊鲜分广泛[1]。传统的测温仪器功能比较单一，大多只能测量某一点的温度值[2]，可视性不好，不能长久保存温度数据以进行后续统计和分析。为满足现代工业多点温度监测的需求，设计了一种基于LabVIEW的多通道温度监测系统，能够实现在-55～99 ℃范围内6通道的温度实时监测，具有多点温度同步采集、显示、报警、绘***及数据保存等功能，可用于智能楼宇、温室大棚、汽车空调、仓库储存等场合[3]。
1 系统总体结构设计
本文设计的基于LabVIEW的多通道温度监测系统由下位机多通道温度采集系统和上位机LabVIEW温度监测系统两部分构成。系统整体结构框***如***1所示。
下位机采用AT89C51单片机为主控芯片，将6路DS18B20温度传感器测量的数据处理后，计算出各通道的实际温度值，并按要求在LM041L液晶屏上同步显示。当串口开关处于开启状态时，若检测到上位机要求发送温度数据的请求，下位机立即依次将6通道温度数据的高位和低位通过串口发送至上位机。LabVIEW温度监测系统随即读取串口缓冲区的内容，经过数据提取、处理、计算等操作，解析各通道的实际温度后，首先在监测系统前面板上实时显示，然后将得到的温度数据与各通道设置的的温度上下限值进行比较，若当前温度超过设定的温度下限或者上限，则对应的蓝色或红色温度超限报警灯点亮。最后，系统将各通道温度数据送入波形***表，绘制六通道温度变化曲线，并将所有采集的温度数据写入TXT文档保存。系统整体程序流程***如***2所示。
2 多通道温度采集系统设计
多通道温度采集系统主要包括温度测量模块、温度显示模块以及串口通信模块等部分。
2.1 温度测量模块
温度测量模块采用6个数字温度传感器DS18B20作为测温元件，组成温度传感器网络。DS18B20具有精度高、体积小、抗干扰能力强等优点，其测温范围为-55～125 ℃，在-10～85 ℃范围内测温精度[4]达
±0.5 ℃。因为每一个DS18B20温度传感器内部都配有一个惟一的64位ROM编号，因此可将多个DS18B20挂在同一根总线上，实现多点分布式温度测量。经DS18B20序列号读取程序测得，本设计仿真时所用六路DS18B20温度传感器的ROM编号如表1所示。
由于DS18B20一线式结构的特点，它与微处理器之间只能采用串行数据传输。因此，在对DS18B20进行读写编程时，除了匹配每通道温度传感器的序列号，确保操作正确指向对应传感器，还必须严格地保证读写的时序，否则将无法读取测温结果。本系统中DS18B20温度测量模块程序流程***如***3所示。
2.2 温度显示模块
温度显示模块选用的是LM041L字符型LCD液晶显示器，该模块由64个字符点阵组成。LM041L的工作原理及使用方法与常用的LCD1602显示器类似，但需要注意的是，LM041L为4行×16列显示，每行显示的字符个数与LCD1602一致，但显示的行数是LCD1602的2倍。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志位为低电平，表示不忙，否则该指令失效。要显示字符时，首先需要输入显示字符的地址，因为LM041L写入显示地址时要求最高位D7恒为高电平1，所以实际写入的数据应该是：地址码+80H。表2是LM041L的内部显示地址码。
多通道温度采集系统运行时，LM041L第1行第5列（地址码为0x84）开始显示标题字符――6通道温度数据采集系统英文首字母缩写“6CH TDCS”；第2～4行的第1列（地址码分别为0x40，0x10，0x50）分别开始显示第1～3通道的温度数据；第2～4行的第10列（地址码分别为0x49，0x19，0x59）开始显示第4～6通道的温度数据，具体显示格式参见***4。
2.3 串口通信模块
AT89C51单片机设有串口通信端口，只需一个专用芯片MAX232进行电平转换即可方便地实现下位机与上位机的串口通信[5?6]。当上位机通过LabVIEW温度监测程序向串口发送请求温度数据字符串AA时，下位机检测到中断请求，立即将发送标志置1，然后依次发送温度数据的高位和低位；发送完毕后，自动清除中断标志并返回，等待下次发送的请求指令。串口通信模块具体程序流程***如***5所示。
3 LabVIEW温度监测系统设计
LabVIEW是美国NI公司开发的一款功能强大的***形化编程语言软件，在测试测量、仪器控制、教学仿真等领域获得了广泛应用[7]。LabVIEW作为虚拟仪器软件开发工具，在数据采集和人机交互方面有着十分明显的优势[8?10]。利用LabVIEW自带的VISA驱动函数，能够方面地实现与下位机的串口通信；而且其前面板丰富美观的控件，很适合设计界面友好、操作简单的上位机监控系统界面。因此，本设计采用LabVIEW开发平台编写上位机温度监测系统程序，主要包括温度数据的提取与计算、温度超限报警、温度变化曲线与数据保存等部分。
3.1 温度数据的提取与计算
LabVIEW温度监测程序运行时，首先配置串口参数，使之与下位机保持一致，然后通过VISA写入函数向单片机发送请求字符串AA，下位机检测到发送请求后随即通过串口发送程序向上位机依次发送六通道温度数据的高8位和低8位。当开始采集按钮打开时，VISA读取函数立刻读取串口缓冲区的所有内容，并通过字符串至字节数字转换函数将所有串口数据转换为字节数组，然后由索引数组提取各通道温度数据的高位和低位，送至温度计算子VI计算实际温度值。
温度计算子VI首先将温度数据高位和低位拼接，然后进行温度符号判断：当最高位为1时，说明温度为负，4位十六进制的温度数据取补码并乘以0.062 5再取反得到负的温度值；若最高位为0，表示温度为正，则将拼接的温度数据直接乘以0.062 5得到正的温度值。
3.2 温度超限报警
为了更好地实现实时监测功能，系统加入了超限报警机制。各通道温度数据经提取和计算得到最终实际温度值后，与各通道设定的温度上限值和下限值分别进行比较。当某通道当前温度超过设定的温度上限时，对应通道的红色高温报警指示灯亮起；当某通道当前温度低于设定的温度下限时，该通道对应的蓝色低温报警指示灯点亮。各通道温度上下限值设置界面如***6所示。
3.3 温度变化曲线与数据保存
LabVIEW温度监测系统主要功能之一就是绘制各通道的的温度变化曲线，使观测者能够方便地对每一时刻各通道温度值进行比较的同时，还可以对各通道的温度变化情况一目了然。LabVIEW温度监测系统除了可以实时监测各通道温度变化情况以外，还可以将每一时刻的所有温度数据同步写入TXT文档保存，方便进行后续的统计和分析。温度数据以当前日期命名保存在程序当前所在路径，其存储格式为：第1列为数据采集序号，第2列为当前时间，第3～8列依次为第1～6通道的温度值，各列相隔一个制表符（具体格式见***7）。温度数据保存部分的程序框***如***8所示。
4 系统仿真实验
完成下位机多通道温度采集系统与上位机LabVIEW温度监测系统的设计后，用虚拟串口软件Virtual Serial Port Drive虚拟出一对相连的串口COM2和COM3，代替连接单片机与PC机的串口线。配置好串口参数及各通道温度上下限值后，设置采样周期为1 000 ms。依次运行下位机和上位机系统，打开串口开关，按下数据采集按钮，多通道温度采集系统和LabVIEW温度监测系统程序运行结果分别如***4和***7所示，保存的部分温度数据如***9所示。
分析仿真实验结果可知，系统运行整体符合设计预期。下位机能同时采集各通道实际温度并按格式要求正确显示；上位机监测界面中各通道温度数值、温度变化曲线、超限报警指示、数据采集量、开始与运行时间均准确无误；保存的温度数据与设置的采样周期及设计的格式要求均相符。
5 结 语
本文设计的基于LabVIEW的多通道温度监测系统能够方便有效地测量6点的温度数据，并实现在PC端的实时监测。当下位机串口关闭时，即是一个嵌入式多通道温度采集系统；串口打开时，便可与上位机通信，实现在PC机上的多通道温度实时监测。系统下位机结构简单、成本低廉，上位机监测界面清晰直观、一目了然，很好地满足了多点温度监测的目的，具有较强的实用性。
参考文献
[1] 薛清华.高精度多通道温度测量技术研究[D].武汉：华中科技大学，2007.
[2] 付立华，张晓玫，潘龙飞.基于LabVIEW的多通道温度实时监测系统[J].仪表技术，2012（12）：38?40.
[3] 汤锴杰，栗灿，王迪，等.基于DS18B20的数字式温度采集报警系统设计[J].传感器与微系统，2014，33（3）：99?102.
[4] 张拓.无线多点温度采集系统的设计[D].武汉：武汉理工大学，2009.
[5] 任志华，李永红.基于DS18B20的多路温度检测系统设计[J].电子测试，2012（7）：39?42.
[6] 潘方.RS 232串口通信在PC机与单片机通信中的应用[J].现代电子技术，2012，35（13）：69?71.
[7] 李菲，江世明.基于LabVIEW的温度测量系统设计[J].现代电子技术，2014，37（6）：114?116.
[8] 杨高科.LabVIEW虚拟仪器项目开发与管理[M].北京：机械工业出版社，2012.
温度监测篇4
关键词：变电站；温度；***监测
Abstract: This paper introduces the need for construction of the substation temperature monitoring system, the feasibility of the overall structure and technical requirements, analysis of a specific embodiment, the issues that should be noted.Keywords: substation; temperature; online monitoring
中***分类号： X83 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
1 建设的必要性
随着城市建设中箱式变电站、电缆线路的广泛应用和电力负荷的增长，变电设备、电缆头出现过热进而烧毁设备的可能性大大增加。无人值班变电站仅靠运维人员巡检测温会出现采集数据不及时、不全面的缺点，不仅增加了运维人员的劳动强度，而且只能在设备过热期间巡视才能起到预警作用，如果运维人员不在场，变电站温度将失去监测，对电力设备造成很大的安全隐患，不能做到风险的可控、在控、能控，更不能满足调控一体化的要求。
2 建设的可行性
电力设备在遭受外力破坏时，会触发相应的保护动作，而保护动作使开关掉闸的时限都很短，是一个瞬间的过程，维修人员根本不可能在开关掉闸前排除故障，只能在掉闸后排除故障，恢复送电。
变电设备、电缆头从正常运行温度达到烧毁设备的温度却是一个连续的过程，有较长的慢热时间，这就为运维人员检修设备提供了时间。只要预先设定告警温度，能够提前预警，安排运维人员检修，就可以排除隐患，避免事故的发生。
3 总体结构
变电站温度***监测系统采用分层分布式结构，由现场测温部分、通信管理部分和主站软件三部分组成，各层的功能如下：
（1）、现场测温设备：处于系统最底层，在变电站现场的各种被测温设备（如电缆接头、触头等）安装温度传感器，负责采集温度数据并发送到上层的通信管理单元。
（2）、通信管理单元：处于系统的中层，负责参数设定和查询，同时把前端无线温度传感器发送的数据收集起来，并将数据打包发送至当地光通信设备，通过光纤通信系统上传至调度监控主站。
（3）、主站软件：处于系统的最高层，负责接收、存贮变电站温度数据，提供历史和实时数据和曲线，进行统计；预先设定一般告警、严重告警数值、三相温度不平衡告警、温升过快报警，并提供不同强度、不同频率的声光告警。
4技术要求
由于被测设备均属于实时运行的高压电气设备，因此在设计时需充分考虑该统对设备安全稳定运行的影响，其具体要求如下：
（1）、采用无线测温原理，如果现场测温设备至通信管理单元之间采用有线传输方式，通信线缆将对电网的安全运行造成隐患，因此采用的数据传输方式为无线式。
（2）、现场测温设备不改变被监测设备原有结构，安全可靠。
（3）、整个温度传感系统的测量精度高，且系统测量精度和温度分辨率不随温度测点个数的增加而降低。
（4）、温度刷新速度快，能够对所有测点的温度进行7×24小时不间断监测，可根据需要定时保存温度，并且通过监测软件可以精确确定发生过温报警的传感器位置。
（5）、具有完善的自我诊断功能。系统中任何一个传感器的损坏都可以在监控软件中精确定位。系统每进行一次温度测量的同时进行系统的自我检测与诊断，能够及时发现传感器失效和损坏，以便于及时的维修与维护。
（6）、具有强大的软件功能。监测软件通过网络通信，在人机界面上实时显示每个温度测点的位置、温度值、温度变化情况等。当测量温度大于预设报警温度时、三相温度失衡时、温升过快时，监控软件能触发软件界面的声光报警，提醒值班人员尽快处理。同时操作人员还可以对每个温度测点的历史温度数据、报警纪录进行多条件查询，生成安全运行报表等。
5 应注意的问题
在整个系统中，现场测温设备需要直接与被测的电缆头、触头等设备直接接触，才能测得温度数据，因此实施变电站无线测温系统时，对现场测温设备应特别重视如下情况：
（1）、该设备不能影响电力系统的正常运行，不能影响电力设备的检修维护，因此该设备尽量避免安装天线等突出物，并尽量减小设备体积。
（2）、由于该设备的安装调试、检修维护都必须在设备停电的情况下进行，为了减少因维护测温设备而造成电力设备停电，必须要求测温设备有很高的可靠性、稳定性，以避免电力设备停电。
（3）、电池使用寿命要长。该设备不能靠电力线路提供电源，只能靠电池提供电源，由于该设备需要24小时全天候运行，电能消耗很大，普通电池会在很短的时间的将电力用尽而使系统瘫痪。为此，必须最大限度地延长电池使用寿命，我公司的测温模块即采用了***品电池，使用寿命大于6年。
（4）、电能消耗的智能控制。数据发送是电池能量损耗的主要因素，减少数据发送次数能减少电能损耗，但又不能影响数据传输质量和精度，因此需采用定时发送与动态发送相结合的技术：传感器平时处于休眠状态，每半分钟分析一下当前温度是否有变化，超过限值（±1℃）则立即发送。若没超过限值则继续休眠，每四分钟定时发送一次数据。这样既节省了电能，延长了电池的使用寿命，又满足了监控温度的实时性与准确性。
（5）、充分利用电池的电能。任何电池，即使不使用也有一定的泄露电流。此外，电池电压降低到一定程度后就无法发送数据了。因此需要采用收集电路，一方面收集电池的微弱泄露电流，储存起来用于发射数据，另一方面具有升压作用，在电池电压很低的情况下也能发送数据。这样可充分利用电池的电能，直到能量全部耗尽。
温度监测篇5
【关键词】大体积砼；温度裂缝；防范措施
现代建筑中时常涉及到大体积砼施工，它的特点是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于lm。由于表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，使砼内外形成较大温差，从而产生温度裂缝，影响结构安全、正常使用和耐久性。所以必须从根本上解决控制因变形而产生裂缝的技术难题，来保证混凝土施工的质量。
1 对大体积混凝土的温度监测控制内容
大体积混凝土的温度检测和控制应贯穿于施工的全过程。温度监测和温度控制是相互联系、相互配合的。在施工中宜采用信息化的施工方法，温度监测的数据要及时反馈，以进行温度控制。采取温度控制的措施后，又要根据温度监测的数据判断温度控制的效果。
工程技术负责人及施工的相关人员在大体积混凝土施工时一定要注意进行温度监测和控制，具体的要求有：
1.1 大体积混凝土拌和物的出机温度、浇筑温度及浇筑时的气温应进行监测，至少每2h应测一次。大体积混凝土浇筑后，养护期间应进行温度监测，同时应测环境温度，第一次测温时间宜在浇筑后12h进行。
1.1.1 测温点的布置应事先经过监理人员审查，测温点的布置必须有代表性和可比性，所有测温点均应编号，并绘制测温点布置***。
1.1.2 测温工具的选用：为了及时控制混凝土的温度梯度，随时掌握混凝土温度动态，宜采用微机控制的自动电子测温仪及其配套温度传感器进行测温。也可采用便携式电子测温仪、工业用水银温度计、玻璃酒精温度计等测温工具。采用电子测温仪时，还应用水银温度计或玻璃酒精温度计进行校核。
1.1.3 为了确保温度传感器具有较高的可靠性，必须对其进行封装(可用环氧树脂)。封装后将传感器用绝缘胶布绑扎到预定的测温点处的钢筋上。如相应测点处无钢筋，可另加钢筋。要避免传感器直接与钢筋接触。待各传感器固定好后，将引出线收成一束，穿入套管中，固定在横向钢筋下引出，以免浇筑混凝土时受到损伤。
1.1.4 测温制度：人工测温，在混凝土升温及保持阶段，一般2～3h应测温一次。在温度下降阶段，一般4～8h应测温一次，自动测温，其时间间隔根据仪器及需要定，但不得少于以上规定的次数。采用预留测温孔测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不等采取沿孔洞变动温度计高度的方法来测孔中不同高度处的温度。孔中应注入5cm高的清水或油，玻璃或水银温度计末端应没入水中并保持至少3min，然后迅速抽出温度计，读数加上0.5～1℃作为测定值，采用预埋传感器进行测温时．要保护好传感器及引出线。
1.1.5 测温工作应由经过培训，责任心强的专人进行。测温数据应及时交技术负责人阅读。发生异常情况应立即向有关人员汇报，以便及时采取措施。
1.2 大体积混凝土温度控制的参数
1.2.1 混凝土的浇筑温度(混凝土拌和物经振捣后，在50—100mm处的温度)不宜超过28℃。
1.2.2 混凝土内部与表面的温度之差不应超过设计值，当设计无要求时，不宜超过25℃。混凝土的温度骤降不应超过1O℃。
2 降低大体积混凝士浇筑温度的措施
2.1 降低骨料、拌和用水的温度，通常采取以下措施。
2.1.1 炎夏搭棚遮阳。将骨料放在凉棚内2～3d后使用，可使骨料温度相对爆晒降低2～4℃；成品骨料堆高6～8m，并保持足够的储备。通过底部和地垅取料可取得同样效果。
2.1.2 喷水雾进行骨料预冷，效果也较好。但要有排水措施，使骨料含水量保持稳定。
2.1.3 选定低温地下水或自来水，也可用冰水。水温控制在5～10℃时，降温效果更为显著。
2.2 当夏季温度较高时，混凝土泵管上可覆盖草包等材料，并经常喷水保持湿润，以较少混凝土拌和物因运输而造成的温度回升。
2.3 可充分利用低温季节和夜间进行浇筑，以降低浇筑温度，减少温控费用。在夏季温度较高时，日间要加快混凝土的浇筑速度。缩短混凝土的爆晒时间，减少暴露面积。降低混凝土拌和物因吸收太阳能而造成的温度升高；夜间在不形成“冷缝”的前提下，尽可能延缓混凝土的入模速度，以利于早期水化热的散发。
3 大体积混凝土温度裂缝的成因
3.1 温度及温度效应
混凝土结构物体的温度分布是指某一时刻混凝土结构内部及表面各点的温度状态。当混凝土结构浇筑后，由于混凝土内部的水化热、外界的太阳辐射以及天气温度变化等因素的影响，混凝土结构内部会处于不同的温度状态。
3.2 外界温度的影响
自然环境中的混凝土，受到大气温度变化的影响，而各种气象因素在一年四季、每天甚至时时刻刻都在发生变化。混凝土结构的最大温差与不同季节的气候特征有密切关系。
3.3 水化热
水泥水化释放的水化热会引起混凝土浇筑块内部温度剧烈变化，是影响混凝土温度分布的主要因素。由于超大体积混凝土的导热能力较差，尺寸越厚大，混凝上内部的热量散发到外界所需的时间就越长，即超大体积混凝土的散热延续时间会很长，因此在外表面温度突变的情况下，混凝土内部各层的温度变化要慢得多，存在明显的滞后现象。当混凝土构件尺寸很厚大，如厚度达到2m时，混凝土的中心部位已接近绝热状态。故在同一时间内，通过单位厚度的热量也小得多，导致每层混凝土所得到的热量或扩散的热量有较大的差异，从而在混凝土结构中形成沿壁板厚度方向的不均匀温度状态。
4 预防裂缝施工控制工艺
4.1 采用“跳仓法”施工。通过跳仓浇筑混凝土以释放混凝土的温度收缩应力，减少一次浇筑带来的结构超长效应，控制混凝土出现早期开裂的危险。跳仓间隔施工的时间不宜小于7d，跳仓接缝处应按施工缝的要求设置和处理。
4.2 降低混凝土入模温度。混凝土原材料的预冷却，不仅可以降低混凝土的浇筑温度，而且还可以削减混凝土内部水化热峰值，减少混凝土内部温度与表面温度的差值，从而减少温度变形和温度应力。
4.3 采用二次振捣技术。在混凝土浇筑后即将凝固前，在适当的时间和位置给予再次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部造成的水分和孔隙，增加混凝土的密实度，减少内部微裂缝，提高混凝土强度和抗裂性。
4.4 加强保温措施。保温养护是大体积混凝土施工的关键环节。加强保温养护，首先通过减少混凝土表面的热扩散，从而降低大体积混凝土浇筑体的内部温差值，降低混凝土浇筑的自约束应力；其次降低大体积混凝土浇筑体的降温速率，延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料的松弛特性。
参考文献
温度监测篇6
【关键词】温湿度；检测；采集
0 引言
随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度监测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，不仅效率低下不利于人才资源的充分利用，而且缺乏科学性，许多重大事故都是由人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。而温度湿度监控系统就可以解决这样的人才资源浪费、管理漏洞等问题。本文基于单片机[1]和Visual C++[2]相结合的方式设计了温湿度监测系统，其中温湿度数据的获取通过下位机完成，温湿度数据的处理通过上位机完成。
1 下位机系统
下位机系统以C8051F020单片机为主控模块，DHT11传感器为温湿度数据采集模块，LCD1602液晶显示屏为采集到的温湿度数据实时显示模块，RS232为下位机与上位机之间的通信方式[3]，主要功能是将下位机采集到的温湿度数据传送给上位机。下位机系统工作流程如***1所示。
依据下位机的主要功能设计实现的下位机系统实物***如***2所示。
2 上位机系统
上位机系统主要基于Visual C++6.0平台开发，主要功能为采用串行通信方式接收下位机传送的温湿度数据，并将数据实时显示、存储、统计分析等。上位机系统功能框***如***3所示。
***3所示上位机系统中对温湿度数据的接收主要通过MSComm控件实现，对数据的存储、查询功能主要通过ADO方式对Access数据库的访问来实现。
3 系统联调
本文通过以单片机为主的下位机和以VC为主的上位机的联合设计实现了对温湿度的实时测试、显示、存储等功能。下位机系统测得的温湿度数据如***4所示。***中，H代表湿度值，T代表温度值。
通过上位机将温湿度数据存储在Access数据库中，通过读取历史数据并结合当前数据就可以绘制出温湿度数据的实时检测曲线，如***5所示。
***5中采用双坐标同时绘制了温度、湿度的数据曲线***。结合***4、***5可以看出本文设计的系统实现了对温湿度数据的实时监测功能。
4 结论
本文通过C8051F020单片机、DHT11温湿度传感器、LCD1602液晶屏、Visual C++6.0、Access数据库相结合的方式，设计了温湿度监测系统，实现了对温湿度的实时采集、显示、存储、统计等功能。通过系统测试表明该系统具有精度高、实时性好、稳定性好、性价比高等优点。
【参考文献】
[1]宋彩利，孙友仓，等.单片机原理与C51编程[M].西安：西安交通大学出版社，2008.
温度监测篇7
[关键词]实时温度监测单片机双级数据存储实时时钟
中***分类号:TP274+.2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120008-01
一、引言
温度的采集监测在日常生活中有着广泛的用途,该款温度监测器基于此而设计,它的最大的优点在于采用双级记忆模式,可以在对温度进行实时测量的同时,记录下当温度发生一定变化时的时间,并将一段时期内的变化过大的记录值进行二级存储并报警,已达到历史数据进行监测、整理和分析的目的。同时它还可以充分利用自身的时钟芯片起到数字钟的功能,扩大了该监测器的使用范围。
二、工作原理
该系统由主控模块、温度测量、实时时钟、控制键盘、液晶显示,温度报警、数据存储等七部分组成,这其中最主要的部分是中间的主控模块部分,温度测量由DS18B20温度传感器完成。单片机在接到数据后,一方面将该时刻的温度值送到液晶屏显示出来,另一方面对比之前的温度数据看是否有变化,若有变化就将温度值连同变化的时间一起存储到外部数据存储器AT24C08中,如果两次存储有较大的波动,就会自动报警并同时将此进行单独存储以利于复查。当用户想查看时间时,通过键盘进行显示切换,就可实现温度监测与时钟功能的灵活切换。
三、硬件电路设计
对应之前提到的该检测器的每一个部分都有相应的硬件电路与之对应,下面对关键部分的具体的器件选择及连接电路做具体的介绍。
(一)主控制器AT89S52
在该监测器中起到总控作用的是AT89S52单片机,它的最大方便之处室支持在系统编程ISP,节约设计成本。单片机的口线中,P0和P2用于液晶显示电路,P1口用于接收温度传感器输入的数据并同片外存储器间经行数据交换,P3口用于输入键盘的中断信号和实时时钟芯片的信号。
(二)温度测量部分
温度测量在本监测器中起到一个非常关键的作用,这里选择了美国DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器DS18B20。由于采用单总线结构,每一个18B20都拥有唯一的标号,节约了口线资源[1]。四个温度传感器的数据端全部连到P1^1口处。在读取数据时,通过发送传感器的唯一序列号读取不同的温度传感器值以实现多点测量。
(三)数据存储部分
该设计中需要将温度发生变化时的温度值及对应的时间进行存储,这里存储的时间信息来自DS1302。由于单片机内部8K的FLASH存储空间只能存放主程序,必须选择外部存储器。这里选择AT24C08,该芯片具有8K的EEPROM存储空间,与单片机之间通过I²C总线技术进行通信,三个地址端A0、A1与A2可以为每个存储器赋予不同的地址,最多可以将8个挂到单片机上去,而且同单片机的接口仅占用两根口线。系统硬件电路如***1所示。
四、软件设计
为利于该设计的多功能的实现和更高的编程效率,采用C语言进行编程[2]。由于18B20是单总线结构,要读出4个温度传感器的值,必须先写不同编号的控制字,然后读出对应的温度值,每个传感器的编号是预先通过程序得到的。读入温度后,与之前一分钟时的温度值做对比,如果温度变化超过了设定的范围(初设为2℃),那么就将变化后的温度值连同变化的时刻一起存入片外存储器中,这是一级存储,若1h内变化超过3℃(可另设),则触发蜂鸣器报警的同时将这些数据在单独取出存储,这是二级存储。另设按键可改变显示状态,将实时时钟的信息显示出来,一个温度监测器瞬间就变成了一个数字钟。
(一)测温模块子程序
在该设计中采用的是单总线结构的DS18B20,在使用前必须先进行初始化,其初始化步骤包括:单片机通过拉低单线480us以上产生复位脉冲,然后释放该线,进入Rx接收模式。单片机释放总线时会产生一个上升沿,18B20检测到该上升沿后延时40us,通过拉低总线60～240us来产生应答脉冲,单片机接收到后就说明有单线器件存在,之后就可以发出ROM操作命令、内存操作命令及数据处理。
要实现多路测量单片机要对众多***18B20的某一个操作时,首先要发出匹配ROM命令(55H),紧接着单片机提供64位序列,之后就是针对某个具体读出其温度值,但是启动温度转换命令是对所有的都进行的[3]。
(二)数据存储模块子程序
此处存入的时间的获得是通过直接读时间寄存器得到的。1302内部时间寄存器自动计时,只要写入一个初始值,就可以自动在此基础上工作,将时间寄存器组作为一个数组,直接用写函数就可以存入存储器中。由于在该设计中要存储的数据比较多,在进行片外存储时就需要用到I²C总线技术。这种方法在与单片机相连时,仅需要SCL和SDA两根线占用两个口线即可,而且即使八个同时挂在单片机上也只需要两根线。在需要进行读写操作时,先要写控制字,这其中就包括了确定是进行读操作还是写操作,还有选择哪个芯片进行操作,然后直接启动总线,数据交换完毕在SCL为高电平时让SDA上有一个上升沿就可以停止总线。而对于AT24C08的8K的存储空间,可以根据地址直接读出上面的数据或是写入数据[4]。
该部分还有另外一部分功能就是完成数据的对比判断,包括两部分的内容。一是判断温度传感器输入值的变化是否要进行一级存储;二是判断一级存储存入的数据是否达到了启动报警的最大限度,一旦启动报警则自动对引起报警的值进行二级存储;以上两级存储的具体方式即上文所介绍方式。报警程序本身比较简单,置位对应口线即可,不在单独给出。
(三)键盘、显示模块子程序
该设计中按键总共需要4个,基于充分利用外部中断的目的将其接成2×2的矩阵式键盘。没有键按下时,读入行全部为高电平,每当有按键按下时,逐列置低电平检测读入行的数据,根据低电位的行列信息就可对应的找出键位。读入按键信号后,对应改变相应的特征变量的值改变应进行的操作,四个按键功能有:温度时间切换、调时、显示加1和复原。
该设计是要显示温度结果和时间两个不同的内容,具体显示内容是由按键改变条件变量的值来决定的,未有改变时的默认显示是温度。同样的1602在显示开始时要进行初始化操作。LCD1602在显示时的原理是比较简单的,在不同的地址位置写入不同的数据即可[5],第一行的地址为0x80～0x8F,第二行为0xC0～0CF。虽然要求是写入前要先检测忙信号,但是实际中忽略该步骤也一样可以正常显示,所以这里不再检测。
五、结束语
该温度监测报警器功耗低,技术先进,能利用最少的资源对多点不同温度进行高精度的测量,而且能对历史数据进行记录对比并给出提示信息;性能可靠、操作便利,复杂的工作通过软件编程来完成,使用人员可以方便的获取结果。这款设计另一大优势就是具有高度的灵活性,具体体现在:一是多路测温的数量和存储容量的大小都可以根据实际需要做增减;二是充分利用现有器件使得该温度监测报警器还具有数字钟的完善的功能,在实际的使用中获得了理想的效果。
参考文献:
[1]黄智伟等,全国大学生电子设计竞赛训练教程,北京:电子工业出版社,2004.
[2]余永权,ATMEL89系列单片机应用技术,北京:北京航空航天大学出版社,2002.
[3]叶刚,基于DS18B20温度控制系统的设计,电子测量与仪器学报,2007(26).
[4]NCN Connection .DS18B20.pdf[EB/0L].datasheets.省略/en/ds/DS18B20.pdf.
[5]岂兴明、唐杰等,51单片机编程基础与开发实例详解,北京:人民邮电出版社,2008.
作者简介:
温度监测篇8
1.1基于ARM的嵌入式控制器
嵌入式控制器一般是由ARM9处理器、SDRAM、FLASH、电源及复位模块、人机接口LCD触摸屏及相关电路组成。笔者选用的S3C2440处理器，是SAMSUNG公司开发的一款基于ARM9内核的微处理器。S3C2440是基于ARM920T内核，0.13UmComs标准单元和存储单元复合体。它的特点是功耗低、简单、稳定、功能强大、性价比相对高，并且还具有丰富的扩展功能接口，便于构建电路，如***3所示。嵌入式控制器作为数据信息收集处理的主节点，通过SPI总线与ZigBee模块通信，用于和无线传感器节点进行数据传输，该ZigBee模块作为ZigBee网络协调器负责整个网络的组建和给加入节点分配地址；嵌入式控制器通过UART串口与GPRS模块通信，用于接入Internet网络实现数据上传web服务器，同时可以接入G***网络，实现手机信息收发功能。在传感器节点发来的数据存在温湿度异常时，启动报警信号。嵌入式控制器上植入linux操作系统、驱动程序和监控程序，系统启动后依次加载各种驱动程序，并运行监控程序，
1.2基于Internet的远程***客户访问服务平台
数据管理级远程综合服务平台基于B/S（Browser/Sever），形成所谓前端Browser浏览器、中间层应用程序（Application）、后端数据库（Database）的3层3-Tier结构。主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，用户工作界面是通过www浏览器来实现。实现不同的用户，从各自的所在地点，以各自的接入方式（比如Internet/Intranet，LAN，WAN等）访问和操作共同的数据库。从而简化客户端电脑载荷，减轻了系统维护与升级的工作量，节省了用户的总体成本，同时它还能有效地保护数据平台嵌入式控制器软件结构***和管理访问权限，服务器数据库也很安全。
2温湿度监控系统在设施温室的应用
2.1设施蔬菜温室中温湿度监控设备的应用
所选温室为天津应用广泛的温室之一，覆盖范围广，此设备是一套集温湿度为一体的无线网络监控设备，有着监控点分布广泛、实时收发数据的特点，用户可根据自身需要设定收发间隔，可广泛应用在大棚生产、温室生产、特殊环境监测等。即使遇到恶劣天气，信号收发功能也能清楚地接收监控设备的信号，实用性和适用性都符合天津现阶段的要求，在农户应用中口碑很好，而且设备占用空间小，在温室本来就有限的面积内，有着良好的空间优势。操作简单，只要简单培训，农户就可以上手，不需要专业的知识背景，界面人性化设计，可语音报数，提供良好的服务功能。
2.2设施食用菌温室中温湿度监控设备的应用
天津市北辰区下河头食用菌种植专业合作社是以工业化厂房为标准规模的大型食用菌种植基地，主要以生产白灵菇为主，其他食用菌为辅，现占地面积3.3hm2，共建5个大型的工厂化车间。在已开发的温湿度监控器基础上可以增加光照和二氧化碳传感器，实现温室内温度、湿度、光照、二氧化碳、氧气的实时数据在远程电脑端显示，实现温室环境因子监控的阈值报警功能，实现3个温室的统一监测管理平台等实用功能的专业性管理系统。可有效地节约管理资源，提高业务产能，规避操作风险。
3小结与讨论
温度监测篇9
1 引言
随着社会经济和电力行业的发展，全封闭式高压开关柜已广泛应用于各电压等级变电站10kV、35kV供电系统中，在配电网中极为重要，是作为架空线、电缆、母联的枢纽节点。柜内接点（插头）接触位置偏移、动静触指弹簧松动、材质不良等因素均会导致开关柜内的刀闸触头、母线排过渡点、电缆终端接头等关键部位产生严重发热，影响设备安全运行。
目前国内变电站内普遍采用的测温手段是示温变色蜡片法、红外测温法、接触式测温电阻法。示温变色蜡片法测温误差大，实用性差；红外测温法无法透过设备外壳监测到设备内部的高温，且不能实时监测设备温度；设备内部采用的接触式测温电阻法，存在高电压隔离和测温器件温度过热的问题，实用性差。随着电压等级的提高和用电负荷的逐年增长，以上方法的局限性越来越明显。
由此可见，设计一种实用性强，精度高的温度***监测系统，实时地对开关柜内关键部位的温度进行非接触式测温，具有十分重要的应用价值。
2 系统介绍
本文设计的开关柜温度***监测系统主要包括温度采集模块、数据处理模块、数据显示模块、声光报警模块、G***遥信报警模块。
该系统利用红外测温技术，可远离测量点进行非接触式测温，解决了高压隔离以及传感器温度过高的问题，响应速度快，精度高。装置安装于金属柜门内侧，实时监测并显示开关柜内部关键部位的温度，不影响开关柜的正常运行。数据显示模块布置在透观察窗口处便于运维人员检查记录。
该装置内部设计有声光报警模块，当温度达到或超过预先设定的报警温度限定值时，在现场发出声光报警信号，便于巡视人员在巡视时及时发现高温缺陷。当温度达到或低于报警温度值时，装置自动取消报警。本装置还设计有G***遥信报警模块，在出现高温现象时，可以将温度数据以短信息的形式发送到运维人员值班手机上，以便运维人员及时到现场检查处理。此外还有短信查询功能，可以远方查询开关柜内的温度。
3 硬件设计
开关柜温度***监测系统的结构示意***如***1所示。
红外传感器MLX90614是一款非接触式的红外线温度感应芯片，测温范围-40～125℃。MLX90614在信号调节芯片中使用了先进的低噪音放大器，一枚17-bit ADC以及功能强大的DSP元件，从而实现高精度温度测量。
TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信G***模块，可以快速、安全、可靠地实现系统中的数据传输和短消息服务，稳定性强，不易受干扰，网络覆盖面广。
单片机芯片STC89C52RC，超强抗干扰，宽电压，不怕电源抖动，宽温度范围-40℃～85℃。能够控制其它模块实现温度***检测和高温报警功能。
声光报警模块，结合了声音和灯光的优点，首先通过声音初步确定报警来源，再观察灯光信号，精确定位发生高温故障的开关柜。
装置通过强磁铁吸附的方式固定于金属柜门内侧，安装方便。
4 软件设计
系统运行程序设计流程***见***2，系统初始化后，进入无限循环的温度采集流程中。
利用Keil C51软件编译C语言程序，设定两个温度限定值T1、T2，划分为三个温度状态：正常温度时，温度T≤T1，绿灯亮，蜂鸣器不响；异常高温时，T1T2℃，红灯亮，蜂鸣器响，间隔一定时间t发送报警短信息，格式如“Normal temp
5 系统应用情况
5.1 现场应用
将研制好的装置分别放置在五个10kV高压开关柜内试运行，对开关柜内三相电缆接头温度进行实时监测，实现了预期功能，运行状况良好。由于目前现场所选的开关柜运行状况良好，电缆温度在允许范围内，并未收到报警短信。装置现场应用情况如***3。
5.2 效果检查
利用温度校验仪MX824-J模拟产生高温来检验装置测温准确性和报警情况，设定T1=45℃，T2=75℃，检查结果如表1所示。
由检查情况可知，误差值范围在+0.6℃～-0.6℃，精确度高，满足现场应用的要求。温度报警动作正确，短信发送正常并且延时在允许范围内。本装置对开关柜内电缆头的温度监测的精度以及报警准确性均能满足现场实际应用。
6 结语
随着越来越多的无人值守变电站的投入运行，对供电可靠性和电网异常、发生事故时的应急响应和处理速度的要求不断提高，要解决人力不能超越的问题就必须深化并保证信息的采集和处理。本文中设计的基于红外测温技术的开关柜温度***监测系统，可实时检测到开关柜内的高温缺陷，提前发现事故隐患并进行消缺，降低了设备故障率，提高了设备运行的安全性、可靠性。该系统为设备的状态检修提供了科学依据，促进了智能化开关柜及电网遥感、遥测等现代化技术的完善与发展。
参考文献
[1]韩玉兰，芦兴，路灿，田竞.高压开关柜隔离触头温度红外检测系统的研制[J].高压电器，2008，44（6）：578-581.
温度监测篇10
关键词：中置柜；物联网；红外测温；电缆接头
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.103
0 引言
电气设备运行温度，是反映其运行状态的最直接、最重要的指标之一。各种高低压中置柜内部触头、变压器、母排、电缆的接头等[1-2]，长期运行造成材质老化、接触电阻增大及负荷过大，引起过热甚至烧损。通过连续的温度***监测，可以发现电气设备的运行状态变化，及时发现存在的故障隐患[3-4]。目前离线、***电气设备温度监测，只能对人为认定的薄弱点进行监测，存在很大的局限性。
1 中置柜温度监测现状分析
目前，国内外在电气设备温度监测方面采取的方法可分为离线式和***式。离线的监测方法主要有固定粘贴式蜡片贴测温法、热电偶法和数字温度传感器测温法等。由于离线监测方式不能及时发现中置柜等电气设备潜在的故障，离线温度检测技术已经很难满足电力系统的需要。***的监测方法主要有光纤测温和红外测温法。光纤温度测布线复杂、投资大、线路老化问题严重且拆换困难、移动性较差，因此实际中应用并不广泛，很难做到普及。
以上的各种监测方法的监测点多为事先预置，刚性较强，一但设定就很难改变，且数据传输多采用有线的方式，给中置柜的现场安装带来很大的不便。基于以上测温方式存在的问题和缺陷，本文将物联网技术应用于中置柜温度测量系统中，改变现有监测系统的数据采集及通讯方式，设计了一种基于红外测温的***监测系统，实现了开关柜内电气设备的全景温度监测。
2 物联网与开关柜温度监测系统的融合
2.1 设计思路和原则
利用物联网技术设计的立体式全方位中置柜内电气设备运行温度监测系统，主要由全景扫描执行单元、红外温度探测器（实现非接触式测温）、信号放大器及信号处理单元、显示输出单元等部分组成。全景扫描执行单元实现将红外温度探测器对准被测象；红外探测器将被测对象的红外辐射能转变为相应的电信号；该电信号经放大器和信号处理电路（内置转换算法和目标发射率校正算法）转变为被测对象的温度值，最终通过通讯系统（有线、无线）送达接收处理装置，并在显示输出单元输出显示。
2.2 功能简介及技术架构***
（1）系统通过非接触式红外测温装置，实现对柜内的空间的全方位扫描式监测，并将采集到的数据在电气参数监测仪上显示。
（2）正常情况下每隔30分钟，将实时温度值通过有线和无线方式传输到后台系统，当监测温度超限时，实现就地及远程报警功能。
（3）后台系统实现对监测数据的统计分析，早期故障检测、状态评估和故障告警等功能。后台系统具有短信报警功能，当监测温度异常时，利用G***网络的短信功能及时通报相关人员，实现远程报警。
3 中置柜温度监测系统硬件设计
3.1 机械结构设计
（1）传动装置。为了现实全景温度扫描监测，设计了一套类云台的运动机构，该机构以经向和纬向旋转装置为主体。经向转动装置由步进电机驱动，经二级齿轮传动后，带动红外温度监测仪进行经向转动，转动轴上设置限位开关，当转动到极限角度后，触发限位开关，进行反向旋转，旋转角度为135°（俯角-45°，仰角90°）。
（2）红外温度扫描装置。红外温度扫描装置的主要功能是采集温度信息，安装于类云台机构的上部。在控制电路的控制下随类云台机构进行旋转，当达到预设测定点坐标时，类云台机构停止旋转，控制电路发出采样命令，实现对被测对象的温度采集。
3.2 电源模块设计
中置柜温度检测系统所需要提供的电源主要为 24V，24V电压可以经开关电源转换为驱动舵机运行电压和MCU运行所需的5V电压。电源主要是由 USB提供；利用开关电源对240V电源进行转换可以得到24V电源； 5V不用外界提供，只需要通过单片机AD转换基准电压即可得到。
4 后台系统设计
（1）系统总体架构。后台系统是一个功能强大、界面清晰、操作简便的综合应用系统，作为构建中置柜智能监控及应用系统的重要组成部分，可实现中置柜多源信息的综合管理和高级应用。整个系统由基础服务、数据库、通讯、***形和报表5个平台作为支撑。在此基础上已开发出主接线***、实时数据、统计报表等6块主要应用。
（2）通信状态。该界面可以直观显示监控系统通信状态联络情况，并且可以细化到单台中置柜智能模块之间的通信情况，绿色表示通信正常，红色表示通信故障。运维人员可根据该功能对通信情况进行实时监控，并快速做出反应，消除通信故障。
（3）统计报表。统计报表内容按照日期可分为日报表和月报表；按照查询方式可分为中置柜报表（纵向查询）、功能报表（横向查询）、组合报表、综合评价报表。此外，还可直接导出统计报表。
（4）综合评价。利用算法对采集得到的电缆温度和环境参数指标进行综合分析，并通过雷达***和数据表格方式将故障诊断和综合评估结果直观地显示出来，结果可以报表形式进行存储和提取。各个评估结果都对应不同的、特定的工作建议，用户可依据建议制定维护和检修工作计划。
评价结果以分数形式表示，从0分到100分，分别对应优质、良好、合格和较差4个等级，每个等级对应不同颜色，最后，根据最终综合评价结果给出相应的建议，运行维护人员可以根据建议制定工作计划。评价结果和综合建议每小时刷新一次，并将其生成报表，便于历史查询。具体建议见表1和表2：
5 总结
该产品为与浙江群力电气有限公司共同开发研制，目前已在浙江余杭区的某居民小区挂网试运行三个月，整套系统运行状况良好，基本解决了柜内母排连接点、电缆接头等部位出现异常温升时引发的故障，提高了监测系统的有效性和电气设备运行的可靠性，证实该产品可以满足10kV以上高压中置柜温度监测的需要。监测仪还具有参数设定方便，可拓展性强等优点。该产品成本控制在1000-1300元，售价按2000-2800元，每年售出5000台，按照群力电气公司中置柜在市场上销售的份额来看，每年该产品可创利润160万元左右。整套产品具有良好的社会效益和经济效益，可以进行推广应用。
参考文献：
[1]巩宪锋，衣红钢，王长松等.高压开关柜隔离触头温度监测研究[J].中国电机工程学报，2006（01）：155-158.
[2]GUO Hong-xia.Research of The on-line Temperature Monitoring System of Power Cable Based on FBG[D].Wuhan ： Wuhan University of Technology，2010.
[3]熊兰，徐敏捷，杨子康，赵艳龙，焦阳.高压开关柜电缆室温度场分析及***监测系统构建[J].电力自动化设备，2014（06）：153-157.