[发明专利]基于物联网的表面贴片式传感器智能测温方法及其系统

说明书

本发明公开了基于物联网的表面贴片式传感器智能测温方法及其系统，属于电子信息分析及测量控制技术领域，本发明表面贴片式传感器使用数据分析算法，通过动态加权不确定度反演被测设备的健康度，对传感器获取的超过报警阈值的温度值，经过健康度算法计算处理后区分出设备处于异常状态与故障状态，实现异常状态的预警通知和故障状态的报警通知，并在终端通过不同的色彩展示，从而使维护人员根据设备的健康状态选择相应的维护手段，极大的降低了人工的劳动力，同时，根据正常工况下的温度均值以及温度时间序列值的超阈值概率统计，最大程度的降低了异常状态与故障状态以及正常状态之间的误报率，提高了产品的可靠性。

技术领域

本发明属于电子信息分析及测量控制技术领域，具体涉及基于物联网的表面贴片式传感器智能测温方法及其系统。

背景技术

目前，工业设备表面温度测量方法主要分为接触式测温和非接触式测温；接触式测温方法基于热平衡原理，主要通过将热敏元件安装于设备表面，直接进行温度测量，常见使用方式是将热电偶或热电阻直接焊接至设备表面，然后通过补偿导线或引线将测量信息传递到计算机控制装置或其他一次仪表上，进行温度显示，该方式安装复杂、费时，且每一个测点都需要在测量现场布置信号传输线，不适合需要测量大量设备的复杂工业现场；

非接触式测温方法主要利用黑体辐射原理，在测量固体表面温度时，需要附加反射镜与被测表面一起组成黑体空腔，从而提高被测表面的有效辐射和有效发射系数，然后通过仪表对实测温度进行修正，得到被测表面的真实温度，但该测量方法由于测量原理复杂，测量设备的结构也相对复杂，价格较高；目前工业现场常用的非接触表面温度测量方法多数采用手持式单点测量设备，测量便捷、直接，但是需要测量人员对被测设备进行定时、逐个测量，无法同步测量多个设备，效率低下，而且手持单点式测量设备只能进行瞬态、离散现场测量、现场记录，不具备连续测量、无线传输、移动端实时展示等功能。另外，由于工业现场环境复杂，手持式单点测温设备对测量距离与热点定位要求较高，并且易受外部环境的干扰，如高温、蒸汽、尘土、烟雾等会阻挡测量设备而影响测量精度，同时，部分区域设备密集，人员出入困难，采用手持式单点测量增加了测量难度和人员安全风险，现有的传感器无法分析设备的健康度，超过报警阈值的温度值无法区分设备处于异常状态与故障状态，造成了状态的误报，造成人工维护后发现误报，浪费了劳动力，需要研发一种区分出设备处于异常状态与故障状态的方法来解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的表面贴片式传感器智能测温方法及其系统，实现了自动对测量设备的健康程度进行判断，并对设备状态的退化进行预测的目的，以解决对于超过报警阈值的温度值无法区分出设备处于异常状态与故障状态的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种基于物联网的表面贴片式传感器智能测温方法，采用集成温度传感器探头、数据处理与计算单元、无线传输单元的表面贴片式传感器，通过以下步骤实现智能测温：

S1：将所述表面贴片式传感器通过导热粘合剂贴装于被测设备表面；

S2：所述数据处理与计算单元将温度传感器探头采集的模拟量转换为数字量，并完成数据分析算法的边缘计算；

所述数据分析算法通过设备温度变化的动态加权不确定度反演被测设备的健康度，并根据健康度区分温度超阈值的被测设备当前处于异常状态与故障状态，健康度计算公式如下：

上述公式是在信息熵公式基础上的改进，的含义为：设,A为正常工况下的温度均值，则对于δ邻域，为温度时间序列值的超阈值概率统计分布函数，计算方法为：

若在邻域内，；

若在邻域外，；

在健康度计算公式中，为传感器量程范围内的某个温度值；对于数据格式为的温度时间序列数据，表示第i的数据的时间戳；