探討無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)在溫度計(jì)量中的應(yīng)用

陽(yáng)宏映

摘 要：近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)的自動(dòng)化技術(shù)也得到了大幅的提升和完善。無(wú)線溫度傳感器作為自動(dòng)化行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的溫度計(jì)量技術(shù)，為生產(chǎn)生活帶來(lái)較多便利。無(wú)線溫度傳感器的工作原理是將測(cè)得的具體的溫度參數(shù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號(hào)，之后使用相應(yīng)的接收終斷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，最終實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制以及調(diào)節(jié)。當(dāng)前的無(wú)線溫度傳感器根據(jù)使用需要已經(jīng)研發(fā)出多種類型，并廣泛應(yīng)用與環(huán)境的監(jiān)測(cè)以及溫度測(cè)量過(guò)程中。

關(guān)鍵詞：無(wú)線溫度測(cè)量系統(tǒng)；溫度計(jì)量；環(huán)境監(jiān)測(cè)；應(yīng)用

溫度監(jiān)控是人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中一個(gè)常見(jiàn)的物理量，隨著溫度測(cè)量技術(shù)的不斷提升，溫度監(jiān)控也被廣泛的應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)育種、工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)行業(yè)之中，為控制生產(chǎn)質(zhì)量、監(jiān)管生產(chǎn)流程起到重要作用。無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)就是一種較為先進(jìn)的溫度計(jì)量方式。相較于傳統(tǒng)的溫度計(jì)量系統(tǒng)，無(wú)線射頻溫度器對(duì)于溫度的監(jiān)測(cè)更加準(zhǔn)確，且對(duì)于數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、分析以及后期的運(yùn)用效果要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)溫度測(cè)量系統(tǒng)。本文通過(guò)簡(jiǎn)述無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成及特點(diǎn)，分析其在使用過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)和不足，希望為無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展和完善提供參考。

1 無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的功能構(gòu)成

根據(jù)功能不同可將無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)主要分為兩大部分：一部分是無(wú)線測(cè)溫、控溫終端，按照實(shí)際功能不同具體分為溫度采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及數(shù)據(jù)傳輸模塊。第二部分為承擔(dān)相關(guān)程序運(yùn)行功能的移動(dòng)終端設(shè)備[1]。兩部分主要功能依靠無(wú)線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸最終完成對(duì)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析、計(jì)算并最終形成分析結(jié)果。無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中首先是利用無(wú)線溫度測(cè)量終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)于溫度數(shù)據(jù)的采集，之后通過(guò)傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)具體的需要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，隨后將溫度信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，并根據(jù)預(yù)定好的通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳輸。隨后，由主機(jī)自身的數(shù)據(jù)接受系統(tǒng)對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，然后再由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算、分析。數(shù)據(jù)分析結(jié)果會(huì)被最終輸送至個(gè)人電腦終端，使用者可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要提取相應(yīng)數(shù)據(jù)完成對(duì)溫度的監(jiān)控工作。

無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)以上運(yùn)行程序結(jié)合相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫度監(jiān)測(cè)與分析。此外，無(wú)線傳輸檢測(cè)信號(hào)可以同時(shí)連接多個(gè)監(jiān)測(cè)終端，完成多方溫度檢測(cè)。與此同時(shí)，由于檢測(cè)探頭與移動(dòng)設(shè)備之間采用的是無(wú)線連接，所以可以避免檢測(cè)人員相關(guān)活動(dòng)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，檢測(cè)數(shù)據(jù)更加真實(shí)準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)檢測(cè)人員可以不用到環(huán)境條件較為惡劣的地區(qū)進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，檢測(cè)人員自身的安全也得到保障。

2 無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的特殊應(yīng)用

根據(jù)中國(guó)安防相關(guān)要求，主要使用Smart Node WTS01無(wú)線溫度傳感器測(cè)溫范圍在-50℃～+150℃之間[2]，該種溫度傳感器廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測(cè)、食品生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)以及溫度采集過(guò)程中。行業(yè)內(nèi)，上海搜博實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的ZIGBEE無(wú)線溫度傳感器，其測(cè)溫范圍在-25℃～+125℃之間[3]，該種無(wú)線溫度傳感器由于使用成本較低，所以被廣泛的應(yīng)用在實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)工作中。相較于有線傳感器，無(wú)線傳感器在一些特殊環(huán)境中表現(xiàn)出較好的使用效果，現(xiàn)將無(wú)線溫度傳感器具體應(yīng)用的特殊環(huán)境做如下歸納：（1）高壓密封設(shè)備。常見(jiàn)的高壓密封設(shè)備包括壓力蒸汽滅菌器等。在對(duì)其進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，當(dāng)內(nèi)部溫度升高時(shí)，傳統(tǒng)的溫度傳感器就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的漏氣現(xiàn)象，如果采用密封形式對(duì)其進(jìn)行處理，由于滅菌設(shè)備種類繁多，該辦法施行起來(lái)較為困難。（2）真空設(shè)備。此類設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中都需要保證一個(gè)真空狀態(tài)，但是傳統(tǒng)傳感器的真空度很難達(dá)到要求。（3）惡劣的外部環(huán)境。在惡劣的環(huán)境中，由于環(huán)境條件較為惡劣，不適宜檢測(cè)人員實(shí)地進(jìn)行溫度測(cè)量，此時(shí)就可以利用無(wú)線傳感器進(jìn)行檢測(cè)，有效保證檢測(cè)人員的健康與安全。（4）低溫設(shè)備或者檢測(cè)空間過(guò)大。在對(duì)一些溫度極低的設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，傳統(tǒng)的溫度傳感器會(huì)出現(xiàn)無(wú)法正常測(cè)溫的現(xiàn)象。而對(duì)空間較大的環(huán)境進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，有線傳感器也存在拉線較長(zhǎng)，供電困難的情況，不利于溫度的采集。

3 無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與不足

由于對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)本身就是一項(xiàng)對(duì)操作要求極為嚴(yán)苛的工作，如果相關(guān)操作不到位，就會(huì)影響測(cè)溫結(jié)果。無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量程序相對(duì)簡(jiǎn)單，保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的同時(shí)極大的提升了工作效率，此外，相較于傳統(tǒng)有線溫度傳感器，無(wú)線射頻測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊惑w化操作，減少中間環(huán)節(jié)，對(duì)于保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有重要作用。無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)還在于測(cè)量工作本身不再受距離影響，電源部分也由內(nèi)部電源直接供電，從而保證了測(cè)溫工作的連續(xù)性。

盡管無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)存在較多優(yōu)勢(shì)，但是由于技術(shù)等的限制，在使用過(guò)程中，還存在一些不足：首先，該測(cè)溫系統(tǒng)的溫度的測(cè)量范圍還比較有限，而且對(duì)于一些測(cè)量精度較高的設(shè)備還需從國(guó)外引進(jìn)，專業(yè)設(shè)備的購(gòu)置成本較高；內(nèi)置電源的設(shè)計(jì)雖然解決了電源線路過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，但是由于電池本身容量有限，所以需要經(jīng)常更換電池。此外，在一些特殊環(huán)境中不能使用該種測(cè)溫方式，如紅外輻射設(shè)備、微波加熱設(shè)備都不能使用，強(qiáng)行使用則會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生爆炸。

4 結(jié)束語(yǔ)

就當(dāng)前我國(guó)的無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展形勢(shì)來(lái)看，該技術(shù)還具有較大的發(fā)展空間，在功能上還存在一些明顯的缺陷，尤其是對(duì)于高溫段的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)功能還存在一定技術(shù)上的問(wèn)題，需要在今后的發(fā)展中加強(qiáng)對(duì)該方面的探索、研究。此外，對(duì)于無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)配件在使用過(guò)程中存在的安全問(wèn)題必須及早、妥善解決，以便擴(kuò)大溫控系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的適用范圍，提升生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)保證生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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