[发明专利]自主移动高精度无线热环境测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及测点移动系统、多点温度测量和传输系统以及控制和记录系统，尤其涉及测点自主移动，移动多点温度测量系统进行室内不同位置的测量以及控制和记录系统用于协调各系统工作并记录下采集到的数据。

背景技术

现阶段大空间建筑室内热环境测试一般采用热电偶、热电阻、电容式湿度传感器和热线风速仪等。在建筑室内环境的测量中由于测点较多，又相对分散，室内常伴有大功率用电器，这些不利因素对测量信号的传输带来严重的影响。数字信号传感器的高速发展为热环境的精确测量和信号远距离传输提供了新的途径，并取得一些成果，但研究的主要精力集中在传感器通信，以及无线传输方案、通信构架等电子技术层面。然而，其自身的工作电路对于传感器的测量也有影响。再加上通常会对测量元件增加一些保护套之类的保护措施，都直接影响到测量精度。针对风速的测量，运用热线风速仪存在两个问题：一、热线风速仪只能测量风速的大小，而实际上风速是三维的矢量，不能提供全部的风速信息；二、测量全室速度场时需要布置大量测点，导致了测线布置杂乱。

发明内容

本发明的目的是：提出一种自主移动高精度无线热环境测量装置和利用该装置进行多点温度测量方法。所述的装置包括测点移动系统、多点温度测量和传输系统以及控制和记录系统。多点温度测量系统测量通过布置在一根垂直杆上不同高度的温度传感器获得同一水平位置不同高度上的温度；测点移动系统用于移动多点温度测量系统进行室内不同位置的测量；控制和记录系统用于协调各系统工作并记录下采集到的数据。

基于以上原因，本发明提出一种自主移动高精度无线热环境测量系统。设计了一种新的温湿度测试系统构架和硬件解决方案，并针对外围电路本身发热对测量系统工作的干扰以及外加保护措施对于传感器测量的影响进行了实验研究，分别提出了传感器与处理电路分开布置、软件拟合标定修正的改进方案；同时，为了解决大空间建筑热环境测试过程中，因需要布置很多测点来获得整个温度、速度场的分布，从而造成测试现场线路较多，影响到建筑的正常使用这一问题，引入绳牵引并联机器人结合上述的无线高精度温湿度、风速测量技术，实现对无线多测试点测杆进行精确移动、定位和测量。由于建筑热环境的变化时间通常以小时计量，可以使用多点逐次测量法来完成室内多点的测量。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种测点移动系统，包括多个伺服电机控制器、多个伺服电机、多个绞盘、多个支撑杆以及多根绳索，其特征在于：

所述多个支撑杆用于分别支撑所述多根绳索

所述多根绳索与多测点测杆连接于一个点

绞盘连接所述绳索；

伺服电机提供绞盘的动力；

伺服电机驱动器根据指令驱动伺服电机带动绞盘运行从而改变对应的绳索长短，最终驱动多测点测杆移动到待测位置。

如上所述的测点移动系统，其特征在于：无线采集传输模块位于多测点测杆上。

如上所述的测点移动系统，其特征在于：

该系统还包括卷筒，

所述绞盘直接连接绳索，将绳索缠绕在卷筒上。

一种无线环境测量系统，包括测点移动系统，无线传输传感器系统和控制装置，其特征在于：

所述无线传输传感器系统包括多测点测杆；

所述测点移动系统是所述权利要求1-3之一所述的测点移动系统。

如上所述的无线环境测量系统，其特征在于：

所述无线传输传感器系统还包括无线采集传输模块，多测点测杆测量的温度、风速、湿度之一或其组合通过该无线采集传输模块发送至控制装置。

如上所述的无线环境测量系统，其特征在于：

控制装置对测点移动系统进行监视并对运动数据进行计算，根据运动需要发送相应的指令。

如上所述的无线环境测量系统，其特征在于：该系统还包括总线耦合器，其为各个通信模块提供隔离通信的环境，并能够对信号起到滤波和放大的作用。

如上所述的无线环境测量系统，其特征在于：伺服电机驱动器根据指令驱动伺服电机到达相应的位置并监视电机的运行情况。

如上所述的无线环境测量系统，其特征在于：

该系统还包括记录系统，用于记录多测点测杆测量后通过该无线采集传输模块发送至控制装置的温度、风速和湿度数据。

一种无线环境测量方法，其使用如上之一所述的测点移动系统或如上之一所述的无线环境测量系统进行环境测量，其特征在于包括如下步骤：