温度监测
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温度监测范文第1篇
接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。
这种方法优点是直观可靠，缺点是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。
2、非接触式测温法
非接触式测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故可以避免接触式测温法的缺点，具有较高的测温上限。此外，非接触式测温法热惯性小，可达1/1000S，故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。
温度监测范文第2篇
关键词： 多点温度测量； AT89C51； DS18B20； LabVIEW； 温度监测
中图分类号： 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、绘图及数据保存等功能，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。系统整体结构框图如图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图表，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。系统整体程序流程图如图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图如图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，具体显示格式参见图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图如图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图形化编程语言软件，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图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（具体格式见图7）。温度数据保存部分的程序框图如图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图4和图7所示，保存的部分温度数据如图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
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[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.
温度监测范文第3篇
关键词： ArcSDE； 地理信息系统； 海缆； 温度数据导入
中图分类号： TN911?34； TP311.1 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）07?0105?02
Undersea cable temperature monitoring system based on ArcSDE
YUAN Yan?hui1， GAO Hong?wu1， AN Bo?wen2
（1. Electric & Instrument Service Center， CNOOC Energy Technology & Services?Oilfield Construction Engineering Division， Tianjin 300000， China；
2. College of Information Engineering， Shanghai Maritime Univeristy， Shanghai 201306， China）
Abstract： SQL Server 2005 with the support of ArcSDE is used in the system as its backend database to manage the geographic information data and the information with various attributes of the undersea cable. The undersea cable monitoring system is developed by desktop platform Visual C# and ArcGIS Engine as development tools. The system functions of temperature data importing， loading display and storing of undersea cable were realized with the help of ArcSDE spatial data engine storage mode. According to the administrative rules of the spatial data and attribute data in ArcSDE， the database was designed and initialized. The overall design of the desktop platform system was fulfilled with the component development technology.
Keywords： ArcSDE； geographic information system； undersea cable； temperature data importing
0 引 言
自光纤分布式测温技术[1?2]引入海底电缆监测以来，海缆温度数据的存储就变的越发重要。海底电缆的温度数据具有大容量、实时性等特点。地理信息系统（GIS）具有强大的海量数据处理能力和空间数据分析功能以及丰富多样的可视化效果，这些特性为海缆监测数据处理的难题找到合理的解决方案。本文主要研究内容是对基于ArcSDE的海缆温度监测系统开发中的关键技术进行探讨，最终编程实现海缆温度信息更新，存储，压缩等主要功能模块。
1 关键技术——ArcSDE技术
ArcSDE（Spatial Data Engine）是ArcGIS软件体系中的空间数据引擎，属于一种应用于空间数据的数据库中间件技术[3]。其主要特点如下：搭起了空间数据与普通关系数据库的桥梁，适应性强，封装性强。
2 系统设计与实现
2.1 系统总体结构
系统采用SQL Server 2005作为后台数据库，通过空间数据引擎ArcSDE访问并操作存储在数据库中的空间和属性数据。前端采用Visual Studio 2008嵌入ArcGIS Engine组件[4]编程完成GIS功能及各个模块。
2.2 系统数据库设计
海缆监控系统数据库涵盖数据广泛，根据所获得到数据和资料，相关数据归为以下几类：
（1） 基础空间数据：包括海缆所在海域信息，位置信息，船舶航道信息。
（2） 海缆固有数据：包括海缆的生产厂家，导热系数，弹性模量等。
（3） 海缆监测点数据：包括监测点的位置信息，温度信息等。
（4） 海缆故障维护数据：包括海缆故障点信息，故障类型等。
上述数据分为空间数据和属性数据，通过ArcGIS自带的制图软件，将上述空间要素数字化，存入后台关系数据库中；按照数据库设计原则将属性数据与相应的空间数据进行关联，方便后期查询和统计分析。
2.3 系统功能设计实现
温度数据处理系统的框架图如图1所示。
图1 系统框架图
海缆温度数据是本系统的焦点，其中数据更新和存贮是系统两大主要功能。
2.3.1 温度数据的更新
从图1中可以看出布里渊光时域分析仪（Bullion Optical Time Domain Analysis，BOTDA）获取海缆在某一时刻的光纤温度数据，通过监测温度处理主程序分析处理后，得到海底电缆各个监测点的铜芯温度信息，再将温度信息通过GIS平台的温度监测程序对监测点的温度进行更新。
监测温度处理主程序（A）生成txt与GIS平台的温度监测程序（B）读取txt之间可能发生冲突，需要采取同步技术。设定一个文件通信协议，此文件通信协议约定如下：A在写完txt文件后，生成一个相应的同步文件（*.syn）； B监控文件夹中新生成的*.syn文件，新*.syn文件生成时，程序B就会去读相应的*.txt文件，读完后，删除相应的同步文件；并继续监控文件夹中有无新*.syn文件生成。文件通信协议的确定，避免了对同一txt文件读写操作的冲突，保证了程序的实时性。
2.3.2 温度数据的存储
对监测温度数据进行合理的存储，保证项目后期研究的扩展性和数据分析。在系统中，分布式光纤测温仪器的分辨率为每0.2 m一个监测点，考虑一条10 km的海缆，若每60 s产生一个txt文件，该设备运行24 h所产生的文件大小约为1 G，存储空间浪费的同时其存储形式也不利于后期对历史数据进行分析。为解决上述问题只需针对监测点的温度进行存储和压缩。方法为：将一个txt的温度数据压缩成数据库中的一条记录，首先将txt中的每个监测点的温度数据单独提取存到一个动态数组中；然后利用字符串拼接技术将所有温度数据拼接后存入数据库相应的表中。在对历史数据进行查询时只需提供温度采集的时间，然后再对温度信息的长字符串分割，还原成一个数组，得到各个监测点的具体温度。这样处理后节约了资源空间，提高了历史数据的查询效率。历史数据表tb_history如图2所示。
图2 历史数据表tb_history
3 结 论
本文通过分析海底电缆监测中数据的特点，介绍符合数据管理的GIS技术，采取基于GIS平台上设计开发管理系统，并采用ArcSDE技术和SQL Server 2005进行数据管理；采用Visual C#作为前台开发语言，开发的桌面应用系统实现了海缆温度数据的更新、存储和分析。
参考文献
[1] 蒋奇，徐于超，康彦森，等.基于分布式布里渊光纤散射传感的海底动力电缆监测技术研究[J].检测与仪表，2009，36（4）：41?43.
[2] 彭超，赵健康，苗付贵，等.分布式光纤测温技术在线监测电缆温度[J].高电压技术，2006，32（8）：43?45.
[3] 王重阳，张韶华.ArcSDE在数据连库接加载中的应用[J].北京测绘，2009（2）：54?56.
[4] 邱洪钢，张青莲，陆绍强.ArcGIS Engine开发从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社，2010.
温度监测范文第4篇
关键词：大体积混凝土；温度监测；芯部温度
Abstract: with the development of the industry and science and technology progress, more and more large equipment foundation widely used. As the equipment is the basis of key part, concrete technology also with the rise of the construction industry to come. Because the big volume one-time casting is big and engineering operation difficulty is high, easy to happen because the temperature stress and shrinking stress and of generation crack, thereby affecting the concrete casting quality. In view of this situation, the paper on the mass concrete core temperature monitoring method are introduced, in order to avoid the above the happening of the problem.
Keywords: mass concrete; Temperature monitoring; Core temperature of
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
随着混凝土结构的应用越来越广泛，混凝土结构的质量问题也成为人们关心的重点。混凝土结构问题一般都是指混凝土结构出现裂纹，从而影响了混凝土工程的整体质量。在大型设备基础的施工过程中，由于混凝土结构具有浇筑量大、体型大、施工条件复杂以及技术标准高等问题，除了保证混凝土自身配比控制的混凝土强度、耐久性等质量指标外，还应该注意由温度裂缝造成的混凝土自身的质量问题。
一、混凝土芯部测温系统功能
（1）连续测温功能。对于混凝土自身的温度的变化而言，只是一个简单的内部反应热，然后进行热传导的瞬态变化过程。期间不会有其他反应发生，因此，就不会出现温度突变的情况。所以，目前混凝土的研究没有对于实时温度的测量要求。在确定测定温度的时间间隔时，只要根据自身采样标准并保证可以详细看出混凝土温度变化就可以。
（2）超温报警。大体积混凝土的质量问题之一就是温度裂纹，如果能保证混凝土芯部的温度与外部的温度差较低，就可以避免产生温度裂纹的问题。因此，在混凝土芯部的温度达到临界值，如果能够对工作人员进行适当的提示，及时采取降低温度或延缓温度升高的措施，从而可以避免产生温度裂纹，提高混凝土浇筑质量。
（3）数据查询。测温系统在进行测量工作的同时，还能同时将测出的数据储存起来。这样不但可以为相同结构的混凝土浇筑工程提供数据支持，还可以为此混凝土浇筑工程的日后维修提供数据支持。
（4）显示报表及温度曲线。在温度数据采集完成后，可根据要求生成报表，还可随着时间变化绘制温度曲线，从而使大体积混凝土芯部的温度测量结果数据化和形象化。
（5）远程采集温度数据。通过和INTERNET或其它方式传输方式，可以帮助工作人员在远程掌握混凝土芯部的温度数据并给予实时分析。
（6）各温度采集点数据循环显示。
二、混凝土芯部测温系统的组成
2.1 温度传感器的选择
传统的传感器存在引线误差的问题，并且由于室外工作的环境很难保证，经常发生由于恶劣天气或信号干扰强烈影响温度测量结果的情况。因此，选择数字传感器就可以有效保证上述问题，提高测量的精确度。
在选择温度传感器时，主要考虑以下几个方面：①连接电路简单，易于铺设；②针对不同等级的要求，选择合理的温度传感器的测量精度，合理地降低成本；③温度传感器连接总线的承载能力有限，保证温度传感器总载荷低于总线的承载范围内；④在进行多点温度测量时，如果测量点数大于输入通道时，就会因为增加多路复用器而增加开发成本；⑤与MCU的通信协议应尽量简单，从而有效降低软件开发难度和开发成本。
2.2 数据传输
2.2.1 现场数据短距离传输
由于在实际的温度测量的过程中，有线的测量方案会受到线路限制，而其它无线测量方式，如：蓝牙的成本太高、IrDA只能完成点对点的通信。而且在测量数据传输的距离上也因为实际的不同情况而有所区别。基于上述问题，本测量系统采用nRF401的无线数传模块PTR2000，在合理的成本范围内，完成了点对多点的无线通信系统，并且可以根据温度采用需求向采集节点发送数据传输请求来获得测量温度。
2.2.2 远程数据传输
传统的远程数据传输利用INTERNET进行数据传输，但INTERNET使用花费较高，而应线路铺设成本较高。随着GSM网络的发展，其本身具有的覆盖范围广、传播信息量大、使用用户多的特点，已经逐渐成为了远程数据采用的最好选择。
三、实测设备基础中心温度曲线
利用系统针对太重科宝设备基础进行实际的温度测量。太重科宝设备基础位于太重一期重型装备厂房内，基础外轮廓尺寸72米*24.5米，基础底标高—10.2米，为了降低混凝土内外部的温度差，采用外层覆盖基础，同时在基础内部利用冷却水管进行降温。这样相对较低的温度差可以引起较低的温度应力。
为了保证测量结果的可靠性，同时降低测量的工作量。本试验采用如下的温度测量方法：从混凝土浇筑完成开始，在混凝土内部温度上升的阶段，每三个小时间对其进行一次巡回监测；当发现混凝土内部温度达到最高值后开始下降时，就可以每六个小时对其进行一次巡回监测；此种监测一直持续7—9天，当混凝土内部的温度值不再发生明显化时，停止对其进行检测，并将数据汇总完成绘图工作。
从图1中可以看出，在混凝土浇筑完成后，其内部温度在60h内，发生剧烈变化，温度最大值接近55℃；在混凝土浇筑约60h后，混凝土芯部温度达到最大值并开始下降；由于冷却管停止供应冷却水，在混凝土浇筑约580h后，温度短暂上升，但上升幅度不大；在混凝土浇筑约800h以后，其内部问题呈现平稳下降的趋势。
图1 实测拱座混凝土芯部温度变化曲线
四、结语
由于混凝土结构质量对于建筑质量的影响是非常巨大的，因此，如何保证混凝土结构的质量就成为建筑工作者必须解决的问题。在规范混凝土施工的同时，还同时应该关注混凝土浇筑后的养护，只有这样才能保证混凝土结构的质量。本文为解决混凝土温度裂纹问题，提供了一种测量大体积混凝土芯部温度的系统，希望可以帮助广大的建筑工作者。
参考文献
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[2] 张学钢.大体积混凝土芯部温度监测及力学性能变化[J].筑路机械与施工机械化，2011，5：74-77.
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温度监测范文第5篇
【关键词】接收机；热噪声；等效噪声温度
1.引言
由于RDSS系统采用卫星传输体制，用户入站信号在到达地面中心站前须经卫星转发，远距离传输后到达接收机的信号是很微弱的，如何使接收机的噪声尽可能低，从而使信号与噪声的功率比尽可能满足后端信号处理单元的工作要求，是系统设计的一个至关重要问题。而从研究通信系统的角度看，接收机线性或准线性放大器、变频器以及线路的电阻损耗引起的噪声，均可以作为等效热噪声来处理，或者有的本身就是热噪声，所以文章从热噪声出发，引入等效噪声温度的概念，继而对级联网络的等效噪声温度进行求解，在此基础上对RDSS系统地面监测接收机的等效噪声温度给予分析。
2.热噪声基本概念
热噪声是由于传导媒质中带电粒子（通常是电子）随机运动而产生的。其功率谱密度试验结果及热力学和量子力学的分析表明，阻值为R的电阻（或物体）其两端所呈现的热噪声电压，服从高斯分布，其均值为零，均方值为2R（πkT）2/3h，单位为（V2）；而热噪声的单边功率谱密度N（f）为：
N（f）=4Rhf/（ehf/kT-1）（V2/Hz） （1）
式中，T为物体的绝对温度，（K）；
k为波耳兹曼常数，1.38054×10-23 （J/K）；
h为布朗克适量，6.6254×10-34（J·S）；
f为频率（Hz）。
如图1所示，当此电阻与线性网络匹配连接即R=Rin时，热噪声源输出的是最大噪声功率。匹配负载所得到的最大噪声单边功率谱密度，用n0表示，即：
n0=hf/（ehf/kT-1）（W/Hz） （2）
当f
n0=kT（W/Hz） （3）
从（3）式可以看出，此时的噪声单边功率谱密度n0与T成正比、与R无关，并且不随频率而变化，即呈现均匀谱，因而借用光谱的概念把f
N=kTBn（W） （4）
3.等效噪声温度的引入
在卫星通信中，我们遇到的大部分电路是线性的，因此我们可以用一个线性网络来描述。无论是有源的线性网络如放大器、变频器，还是无源的线性网络如滤波器，其内部总是会不同程度地产生噪声。这些内部噪声可能是热噪声也可能不是，而为了分析、设计线路的方便，我们希望能把它们统统等效成热噪声来处理，因而引入等效噪声温度的概念。
如图2左图所示，网络内部产生噪声。把内部产生的噪声功率归算到网络的输入端，并用DN表示，则由（4）式，网络输出的噪声功率应为：
N=（kTiBn+DN）Gp （5）
式中kTiBn是输入端匹配电阻在环境温度为Ti条件下产生的输入热噪声功率；GP是网络最大功率增益。
我们假想有一个温度Te，如果一个输入匹配电阻在这个温度所产生白噪声功率正好等于上述附加的噪声功率DN，即：
DN=kTeBn （6）
那么，我们就称Te为等效噪声温度，也就是DN等效为由一个温度为Te的热噪声源产生的功率。这样式（5）就可以写成：
N=kBnGp（Ti+Te） （7）
式中，Ti是物理温度，而Te则完全是一个等效的温度。如果令：
Te’=Ti+Te （8）
则：
N=kT’BnGp （9）
即网络可看作是一个无噪声理想网络，所有噪声等效为输入匹配电阻在Te′温度时所产生的热噪声（参看图2）。Te′为总的输入端等效噪声温度，利用它可比较两个或多个系统。若两个系统的总等效噪声温度相同，即使外部或内部噪声情况不一样，这两个系统的灵敏度是相同的。
4.级联网络等效噪声温度的求解
考虑到地面监测接收机是一个级联网络，我们首先对级联网络总的等效噪声温度进行求解。如图3所示，画出了3个网络级联的情况。图中输入、输出及网络间均匹配连接，G、B、Te分别代表各网络的功率增益、噪声等效带宽、等效噪声温度，并用B1-2、B2-3分别标记第一、二两级及第二、三两级的总噪声等效带宽，B1-3则为三级的总噪声等效带宽。这样，第一级网络的输出噪声功率为：
kB1G1（T1+Te1）
把它作为第二级网络的输入噪声功率，则第二级网络的噪声输出为：
kB1-2G1G2（T1+Te1）+kB2G2Te2
第三级的输出噪声功率为：
kB1-3G1G2G3（T1+Te1）+kB2-3G2G3Te2+kB3G3Te3 （10）
为了求级联网络总的输入端等效噪声温度Te，我们把三级网络看成一个增益为G1G2G3、噪声等效带宽为B1-3的网络，那么其输出噪声功率应为kB1-3G1G2G3（T1+Te）。与（10）式直接比较可求得：
Te=Te1+Te2B2-3/G1B1-3+Te3B3/G1G2B1-3 （11）
5.RDSS系统监测接收机等效噪声温度分析
如图4所示，地面站接收机由低噪声放大器，下变频器，中频单元级联而成。在这个级联网路中，低噪声放大器的带宽（约500MHz）大于下变频器的带宽（约40MHz），而下变频器的带宽又大于中频单元的带宽（约8MHz），即对于图3，满足B1≥B2≥B3。这意味着前级输出噪声的频谱宽度大于后级网络的带宽，最后一级带宽最窄，故整个带宽决定于最后一级，可以把它看成是整个网络的带宽。也就是对于（11）式，满足等式B1-3=B2-3=B3，故（11）式可化简为：
Te=Te1+Te2/G1+Te3/G1G2 （12）
由（12）式可以看出，如果第一级网络（即低噪声放大器）的增益足够大，使得Te2/G1
因此，由上面分析，我们可得出如下结论：为降低RDSS系统地面监测接收机的等效噪声温度Te，应降低接收机前端低噪声放大器的等效噪声温度，并使其有足够大的增益。
6.结束语
目前，从卫星导航系统需要出发，通过对热噪声基本概念、等效噪声温度的引入和级联网络等效噪声温度的求解，对RDSS系统监测接收机等效噪声温度进行了分析研究，决定该系统地面监测接收机前端低噪声放大器采用的是低噪声场效应晶体管放大器，其等效噪声温度约40K，增益约60分贝，它由六个管子级联而成，噪声性能好，增益高。作为接收机的前端设备，低噪场放很好地完成了将天线接收到的微弱入站信号进行低噪声、高增益放大的任务，从而提高了整个RDSS系统的接收灵敏度。
参考文献
[1]C.Macabiau，E.Chatre.Impact of Evil Waveforms on GBAS Performance.Position Location and Navigation Symposium，IEEE PLANS，22-9，2000.
[2]A.J.Jakab.Quality Monitoring of GPS Signals.Master Degree.Calgary，Alberta.2001.
[3]T.J.Nagle.GPS Civil Monitoring Performance Specification.DOT-VNTSC-FAA-09-08，April 30，2009.
[4]付梦印，王美玲，吴江等.利用GPS卫星信号测量车辆航向[J].传感器世界，1997（1O）：12-15.
[5]于国强，邱致和等.导航与定位[M].北京：国防工业出版社，2000：215-216.
温度监测范文第6篇
关键词：大体积 砼 温控 冷却 措施
1 工程概述
南宁铁路枢纽邕江四线特大桥主跨（72+2×128+72）m连续梁20#～22#桥墩基础位于邕江水中，20、22#墩采用锁口钢管桩围堰施工，一级承台为圆端形，承台尺寸28.2m×18.95m×4m，设计砼量为2038 m³，属大体积砼施工。温控措施及检测是大体积砼施工中保证质量的一个关键问题。
2 温度控制与检测措施
一般情况下，大体积砼浇筑时降低水化热的措施主要有以下几个方面：选用低水化热水泥，如采用普通硅酸盐水泥；在砼中掺入适量粉煤灰和高效复合减水剂，改善砼和易性，降低水灰比，减少水泥用量，降低水化热；细骨料选用细度模数较大的中、粗砂，尽量增加石子粒径，严格控制粗、细骨料的含泥量；降底砼入模温度；采用薄层连续浇筑法，控制砼浇筑速度；循环冷却水管降温。其中，循环冷却水管降温是一条很重要的措施。
2.1 冷却管比选
本工程采用φ48*1.5mm专用声测管代替普通钢管，主要因为：
(1)声测管要比普通钢管经济，重量轻，易操作。
(2)壁厚小，其热传递性能较高，能够起到快速有效的循环降温的效果。
(3)声测管采用液压接头，将直通接头或弯头将两根声测管对接压紧即可，操作简单，节省时间。
同时，声测管也有缺点，如需大量的直通接头和弯头；其次它比普通钢管要易变形，隔一段距离需要采用定位钢筋进行加固并在浇筑振捣砼过程中加强保护。
根据声测管的优缺点进行综合考虑，决定采用声测管作为冷却水管。
2.2 冷却水管布置
22#墩一级承台水管采用四进四出布置，各层独立循环，冷却水管采用φ48*1.5mm声测管制作，其布置情况如下：离承台底0.5m沿承台高度方向每隔1m布置一层循环冷却水管，每层冷却水管间距2.4m，上下层间相互错开1.2m布置。当砼浇筑到每一层的冷却水管高度时，通水循环。芯部砼与表层砼之间的温差、表层砼与环境之间的温差控制在不大于15℃。出水管与进水管用红油漆注明其层数。冷却水管安装完毕后，先进行试通水，防止砼浇筑过程中漏浆堵管及通水过程中漏水。
2.3 测温元件布置情况
22#墩一级承台共布置测温线16根，顺桥向与横桥向各8根，均沿中心线布置。监测点的布置范围以承台平面图对称轴线的半轴线为测试区，在测试区监测点按平面分层布置。具体布置如下图所示：
承台测温线布置情况，注意以下几点：
（1）测温线探头应在承台轴线上，埋深考虑各层砼温度均可监测到。
（2）测温线的探头不能接触到承台钢筋，防止破坏金属探头，影响后续测温效果。
（3）测温线探头不宜悬空在承台里面，应在绝缘线段将其用扎丝固定在承台钢筋上，扎丝不宜绑扎过紧，以防砼浇筑时将探头冲断或冲坏。
（4）遗留在外面的测温线妥善保管，防止其潮湿和破损。
3 砼浇筑
大体积砼的施工宜采用整体分层连续浇筑施工（图4-1）或推移式连续浇筑施工（图4-2）
本承台采用整体分层连续浇筑法施工，采用φ630*10mm并可进行移动的钢管作为溜槽，共设置5个点。
砼浇筑前，先按照砼配合比进行试配，检查砼是否能达到设计要求；砼浇筑到每一层冷却管后即开始通水循环，从而有效的消减了砼的温峰，这就是“内散外蓄”工艺的第一步：内散。砼浇筑完成后，立即在承台表面作蓄水养护，蓄水深度为15cm～30cm，以推迟砼表面温度的散失，同时为减小承台的内外温差，蓄水时宜采用冷却管出水口排出的热水。这就是“内散外蓄”工艺的第二步：外蓄。
大体积砼养护主要是保持适宜的温度和湿度条件。保温养护作用：a、减少砼表面的热扩散，减小砼表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。b、延长散热时间，充分发挥砼的潜力和材料的松弛特性，使砼的平均总温差所产生的拉应力小于砼抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。保湿养护的作用：a、刚浇筑不久的砼，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。b、砼在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高砼的极限拉伸强度。
整体分层连续浇筑，缩短间歇时间，并在前层砼初凝之前将次层砼浇筑完毕。
4 温度监测与统计
测温仪器采用TC-02D砼测温仪，测温线与仪器配套。测温线有不同规格，根据承台的尺寸选择合适的测温线长度。承台砼浇筑完成以后，在养护期内天天观测，第一天两次，而后都是两小时一次，记录环境温度及测温时间。要多测几次，记录数值变化不大时的数值。待测温结束后，汇总数据，绘制温度变化曲线。具体数据情况参考图5-1,5-2如下。
5 数据统计与分析
5.1 数据分析概述
22#墩承台施工时，环境温度最低13.7℃，最高温度26.8，砼入模温度稳定在21.5～26.2℃左右，循环水进口水温20℃左右，出口水温20.1～49.3℃，32h完成砼浇筑。承台温度监测数据及数据曲线显示承台砼芯部最高温度60.6℃。温度走向曲线总体呈抛物线形，在前24小时内温度的上升速率很快，而后缓慢趋向最大值，速率降低，待温度趋向平稳状态以后，砼温度会缓慢降低，各点的速率近似相等，温度走向曲线呈平行走向。
5.2 降温速率问题小议
大体积砼的温度变化曲线一般如上图所示。先是一个升温过程，升到最高点后就慢慢降温，升温的速度要比降温的速度大。大体积砼何时达到最高点主要决定于配合比、几何尺寸、现场条件等因素，根据工程统计，一般的大体积砼浇筑后3～4d出现最高点。本承台出现最高是在第三天左右。
国家规范对于温度控制有前述规定，但对于降温速率未提出明确要求。如大体积砼升温时内表温差过大，会造成表面裂缝；那么降温速率过快，会造成贯穿性冷缩缝，也是不允许的。
理论上，任何材料的允许温差与材料的极限值有关。对于大体积砼而言，如果降温过快，虽然内表温差仍然控制在规范要求之内，但由于砼内部温差过大，温差应力达到砼的极限抗拉强度时，理论上就会出现裂缝，而且此裂缝出现在大体积砼的内部，如果相差过大，就会出现贯穿裂缝，影响结构使用，因此，降温速率的快慢直接关系到大体积砼内部拉应力的发展。
降温速率到底取多大值呢？理论上要求温差应力必须小于同一时间的砼抗拉极限强度。目前有的工程采用降温速率取2～3℃/h，跟踪后也未见贯穿裂缝，但是对于大多数施工单位来说，由于没有全面可靠的数据资料，为安全起见仍采用≤1～1.5℃/h。
砼养护可遵循降温速率“前期大后期小”的原则。因养护前期砼处于升温阶段，弹性模量、温度应力较小，而抗拉强度增长较快，在保证砼表面湿润的基础上应尽量少覆盖，让其充分散热，以降低砼的温度，亦即养护前期砼降温速率可稍大。养护后期砼处于降温阶段，弹性模量增加较快，温度应力较大，应加强保温，控制降温速率。
6 结束语
通过22#墩一级承台承台施工，有如下经验可供类似工程参考：
（1）冷却水管按照独立循环的四进四出布置，对于大体积砼的降温效果显著，冷却水管在气温13～26间每根冷却管基本能将1m×1.2m截面的砼温度控制在60℃左右，升温、降温幅度均小于10℃/h，满足设计及规范要求。
（2）采取内散外蓄的措施，使温度曲线更加符合要求。砼养生前三天（砼内部温度上升较快）通过循环出的热水蓄水并覆盖养生砼面，有效减小砼表面温度与环境及内部砼的温差。保证砼内部温度与表面温度、表面温度与环境温度、养护用水温度与砼表面温度只差不大于15℃。
（3）可将测温线布置成场状，以显示大体积砼的温度场，这样更清楚的反应大体积砼内部温度的变化情况，全面掌握砼内部温度差异及各点温度变化情况。
参考文献：
[1]、《大体积砼施工规范》 GB50496-2009.
[2]、《铁路混凝土与砌体工程施工规范》TB10210-2001.
温度监测范文第7篇
关键词：无线传感器网络；酒窖温度监测
1前言
目前，不论是国内还是国外，大大小小的酒庄数不胜数，酒庄中对酒的储存就成了一个很重要的问题，不同的酒对酒窖温度的要求也是不一样的，如果一种酒不能在适宜的温度下存放，对酒品质的影响是很大的，特别是一些价格昂贵的葡萄酒，对存放的温度是很挑剔的，它们需要在特定的温度下存放才能保证酒的品质，因此对酒窖温度的监测控制就显得非常重要了。
怎样对酒窖的温度进行实时有效的监控呢，最常规的做法就是在酒窖中安置温度计，但这种方法存在不足之处，它需要定期定时的去酒窖查看温度值，如果不在理想的温度范围就对酒窖温度进行调节，这显然相当繁琐，费时费力。另外一种稍微先进一点的方法就是在酒窖铺设有线连接的传感器检测网络，即在酒窖的一定位置上安置温度传感器节点，传感器按照一定频率实时的进行温度数据的采集，最后将采集到的数据通过有线网络传输到监控中心，监控中心再通过分析接收到的温度数据对酒窖温度进行控制调整。但这种方法也存在缺陷，即是线缆布局较复杂、成本比较高、网络维护性差、系统的灵活性也较差，如果需要增加监测节点的数量，必然会增加布线等方面的成本。
随着无线传感器网络技术的发展，应用到它的地方也越来越多，在测试测量等工程领域中被广泛的应用。在无线传感器网络中，其网络节点具有局部信号处理能力，很多信号都可以在传感器节点进行处理，将大大减少数据量在后续网络中的传输，由无线传感器网络节点组成的系统是一种并行的、分布式的信息处理系统，极大的提高了监测系统的运行速度及可靠性、灵活性。除此之外，用无线传感器网络代替传统的有线传感器网络，可以降低监测系统的成本，提高监测系统的灵活性和可维护性。因此，由于无线传感器网络具有的多种优点，其在酒窖温度的监测系统中的应用也成为了业界关注的热点。
2酒窖温度监测系统模型
酒窖温度监测系统主要由三部分组成，即：酒窖温度数据采集、酒窖温度数据汇聚、酒窖温度数据传输，如图1所示。多个相对独立的监测子网组成了整个监测系统。酒窖温度数据的采集部分包含了多个监测节点，这些监测节点分布在监测区域内采集数据，最后通过特定的网络组成方式构成无线传感器网络。其工作过程即是：监测区域内的各个监测节点分别完成各自的温度数据的采集，接着将采集到的数据发送到网关节点（网关节点在网络中起数据汇聚的作用），最后网关节点将汇聚后的温度数据发送到监测终端，在数据监测终端可以对酒窖的温度进行实时的分析，若此时的温度低于或者高于正常值则再通过温度控制端对酒窖温度进行准确的调整。
3酒窖温度监测拓扑结构
在酒窖温度监测无线传感器网络系统中，由于酒窖的监测范围一般不是很大，因此测量点数不是很多，最多几十个，这与一般的大量节点的无线传感器网络相比，其网络的覆盖范围要小很多，因此，在本系统中使用人工方式布点，采用星型拓扑结构搭建网络，该网络结构通过IEEE802.15.4协议组建，如图2所示。
星型拓扑结构是最简单的一种网络拓扑形式，它只包含一个网关节点和若干个监测节点，每个监测节点只能和网关节点进行通信。在本酒窖温度监测系统中，根据酒窖的大小，在需要监测的地方安置若干个监测节点，监测节点和网关节点构成了星型拓扑结构的监测子网，监测节点主要功能是对酒窖温度数据进行采集，而网关节点的主要功能是对整个星型监测网络内各节点进行维护以及数据的转发，另外，为了防止由于网关节点损坏或者能量耗尽而使整个监测子网无效，本系统有一个备用网关，在网关节点出现异常时使用。
4酒窖温度监测技术实现
4.1传感器节点
由于酒窖的特殊环境要求，其温度监测系统中采用的传感器节点必须体积较小，精度要高，而且使用寿命要长等，及时而准确地获取酒窖温度数据是完成监测和控制的前提条件。本监测系统中用到的传感器节点内部由4部分组成，如图3所示。
图中，传感器模块的主要功能是对酒窖温度进行采集以及之后的温度数据转换；处理器模块的主要功能是控制数据的存储以及对自身和其他节点的数据进行处理；无线通信模块的主要功能是控制与其它节点的无线通信以及将最终数据传送给监测终端；电源供应模块的主要功能是为节点供电，通常采用微型电池。
4.2数据采集与处理
酒窖温度监测无线传感器网络与传统无线传感器网络相比较，规模较小，节点个数少，但其采集的温度数据信息量比较大，而整个监测系统要求网络时延要小。如果将每个监测节点的数据都发送到监测终端，将会导致网络拥塞，而且会产生较大的延迟。因此，在网关节点需要先将温度数据进行数据融合处理后再转发。
温度监测范文第8篇
关键词：高压开关设备 温度在线监测 无线通信
中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0053-02
在电力系统中，因开关设备主回路接触不良等原因，造成触头等连接点温度异常升高，造成严重的电力事故和巨大的经济损失。据有关部门对电力事故统计，我国每年发生的40%左右电力事故都是由于主电路过热所致。
12～40.5kV高压开关设备空间封闭狭小，触头等连接点温度不易检测，目前比较常用的变色片、点温仪、红外热成像仪等方法需要值班人员定期巡检，无法对温度异常情况进行实时检测与处置。为此，本文介绍一种实时监测开关设备触头等连接点温度、并能对异常情况及时报警与处置的监测装置，以提高电网运行的安全性。
1 技术原理与结构
该装置采用无线通信技术实现高低压隔离和信号传输，实时监测高压开关设备触头等温度的变化情况，从根本上解决发热点温度不易实时监测的难题。装置主要由温度在线监测终端和现场汇总通信终端两部分组成。各温度在线监测终端分别安装在高压开关设备触头等连接点附近，监测终端的温度传感器将采集到的温度数据传送给无线信号发射模块，由无线发射模块调制后发送给安装在开关设备控制面板上的现场汇总通信终端。现场汇总通信终端将各监测终端发送的温度数据进行处理，并就地显示，也可通过RS485串行接口将数据传送到变电站的监控后台，实现对开关设备触头等连接点温度的在线监测与预警。
2 硬件设计
2.1 温度在线监测终端
温度在线监测终端由温度传感器、信号转换及发射模块、CT线圈三部分组成，装设于开关设备触头等连接点附近。温度传感器贴附于靠近发热点的高压带电体上，将测得的温度信息通过高温导线传送给信号转换及发射模块，该模块将温度信号处理转换后，以无线的方式发送给现场汇总通信终端。CT线圈通过电磁感应从一次回路取电，为信号转换及发射模块提供工作电源。
温度在线监测终端的设计实现。
（1）温度传感器：根据温度测量范围和使用环境，选用高精度数字式温度计DS18B20，其测量范围为-15～125℃，精度±0.5℃。具有简单、可靠、体积小等优点，能满足开关设备高温季节满负荷条件下的稳定运行。
（2）信号转换及发射模块：主要由单片机MC9S08QG8、专用无线收发芯片MC13202、天线及电路组成。MC9S08QG8将温度数据处理转换后，通过SPI接口传输给MC13202，MC13202将待发送的温度数据连同监测终端的地址码等封装成数据包，经过调制后，由天线发射出去，有效地实现高低压隔离。
（3）CT线圈：该装置由CT线圈感应供电，当通过的一次电流达到5A以上时，CT线圈中感应的电流能为该模块提供足以正常工作的能量。在设计上，CT线圈采取了一系列保护措施，满足一次电流从5～4000A范围内可靠工作，且能承受一次回路高达100kA的短路冲击电流。
2.2 现场汇总通信终端
现场汇总通信终端由无线接收模块、信息处理模块、温度显示模块、输出接口模块组成，装设于开关设备控制面板上。无线接收模块接收开关设备各温度监测终端发送的温度数据，经信息处理模块解调、处理后，由温度显示模块就地汇总显示，并可通过RS485接口将数据远传至监控后台。当温度升致设定上限时，现场汇总通信终端驱动蜂鸣器报警，并可启动开关设备强迫风冷装置降温。
现场汇总通信终端的设计实现。
（1）无线接收模块：该部分硬件结构与温度监测终端的信号转换及发射模块相同，功能上则接收相应温度监测终端发出的数据包，获取温度数据和地址码。
（2）信息处理模块：该模块主要由高速ARM微处理器芯片LPC2114及其电路组成。该模块除了快速处理并汇总测温数据外，还可以接收用户的按键信息，设置自身及与其通讯的温度监测终端的地址、报警温度限值等，此外还可以驱动控制输出接口模块。
（3）温度显示模块：主要由LCD液晶显示器及其电路组成。在LPC2114的驱动下，实时滚动显示开关设备各测温点的温度数据。
（4）输出接口模块：包括RS485接口和报警输出接口等。当监测数据需要远传时，经LPC2114处理汇总后的数据，通过RS485接口以串行通讯的方式传送到监控后台，实现温度数据的远程在线监测、分析、存储及预警等。
3 软件设计
由于该装置由两个终端构成，所以软件程序的设计也分为一个汇总显示主程序和两个子程序：无线接收模块子程序和采集发射模块子程序。
3.1 汇总显示主程序
汇总显示主程序流程如图1所示，主要实现通讯地址及报警温度的按键设置，监测数据的汇总、处理、显示，报警输出及数据远传等功能。其中，主程序初始化包括：LPC2114系统、时钟、IO口、串口、液晶屏等的初始化；LPC2114与无线接收模块通讯，向其传递采集发射模块的地址，并令其上传接收到的温度数据；当收到温度数据后，数据处理并判断是否有超温，及时进行超温报警，在液晶屏上显示实时数据，并根据用户需要进行数据远传。
3.2 无线接收模块子程序
无线接收模块子程序流程如图2所示，主要接收采集发射模块发送的温度数据，并将温度数据上传给汇总显示主程序。其中，子程序初始化包括：MC9S08QG8、MC13202、串口等的初始化；程序接收汇总显示主程序传递的采集发射模块地址，然后向这些模块发送数据请求，并依次接收应答的温度数据，最终上传给汇总显示主程序。
3.3 采集发射模块子程序
采集发射模块子程序流程如图3所示，主要完成温度采集、数据转换和无线发射等功能。程序的许多环节与无线接收模块子程序相似：程序初始化后，定时采集温度数据，将数据转换为采集发射模块地址加温度数值的形式，然后等待现场汇总通信终端的无线接收模块发射的数据请求，将采集到的数据发射出去。
4 结语
高压开关设备触头无线温度监测装置已装设在35kV娄塔变电所1#、2#主变12kV出线开关柜上试运行，装置循环监测主开关A、B、C三相上、下触头温度。运行结果表明：该装置安装、维护方便，不降低开关设备原有的绝缘性能；采用CT自感应供电，完全避免了电池工作寿命短、遇高温易爆炸等危险；装置的无线发射功率小于10MW，能够突破开关柜单层金属板的屏蔽，且不会对其它设备产生干扰；现场汇总通信终端能实时监测触头温度，对温度异常情况及时报警，并可进行数据远传。有效地实现了高压开关设备触头等连接点温度的在线监测与预警，为开关设备的安全可靠运行提供了有力保障。
参考文献