温度监测范文
时间：2023-03-29 21:18:45
导语：如何才能写好一篇温度监测，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公文云整理的十篇范文，供你借鉴。
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图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，参见图1。
纵向传感器布置尺寸如图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，按布置图进行编号，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
篇2
关键词：高压开关柜；在线监测；温度；状态维修
1引言
高压开关柜设备是非常重要的输配电设备，主要用于电力系统的控制和保护，保证电网中无故障部分的正常运行及设备、运行维修人员的安全。大多数高压开关设备采用封闭结构，散热条件差，而且长时间工作于高电压、大电流等恶劣环境中，很容易引起热量的积累而导致其内部温度升高。开关柜温度过高可能会引起大范围停电严重者还会诱发火灾，这些都将给社会造成巨大的经济损失。因此设计出一套可靠有效的开关柜温度在线监测系统对电力系统安全、稳定的运行具有十分重要的意义。
目前高压开关柜温度在线监测方法主要有CCD摄像头监测示温蜡片测温法、红外测温法、光纤测温法和无线网络法，这些方法没有考虑开关柜实际运行环境和负荷等信息，都只孤立地对温度进行测量，属于预防性维修和试验的范畴。本系统分析了传统开关柜监测方法的缺点和不足，并且为达到状态维修的目的，提出两组新的监测量，系统结构简单、性能可靠，能够很大程度上提高高压开关柜运行水平，降低事故发生率。
2系统设计方案
高压开关内部结构分为母线室、开关室、电缆室，本设计系统的数据采集模块分别采集和实时监测三室的温度、外界环境温度以及通过开关柜的电流，并在这五组参数的基础上根据温度和电流的关系以及一定时间内温度变化对三室的影响提出了两组新的监测量进行实时监测。
2.1系统结构
本设计系统主要包括数据采集模块，通讯模块，上位机监控中心3大部分，如图1所示。数据采集模块由温度和电流采集模块组成，四路温度传感器选用薄膜铂电阻，分别传输母线室温度、开关室温度、电缆室温度和环境温度；电流传感器选用闭环霍尔电流传感器，传输开关柜的三相交流电。整个系统的数据采集模块和上位机监控中心通过RS-485总线通信，上位机监控中心提供友好的交互界面，供用户进行监控和操作。
2.2监测量
对开关柜各室温度进行单独越限报警虽然简单，但通常情况下某室出现温度异常时，开关柜已接近或处于故障状态。为尽早发现各种随机因素引起的故障，降低维修成本，我们提出两组新的监测量：
（1）监测系统上电开始采集后每1h内每隔6min分别对各室测一次温度t，同时记录此刻通过开关柜的电流I和外部环境温度t环温。根据温度变化和电流平方成正相关原理，提出参数P：
P=（P8+P9+P10）/3
其中，各室P取每小时后三个记录点Pn的平均值。Pn=（t-t环温）/I2，n=1，2，…，10。
若P>（1+5%）P0，则触发报警（P0表示监测系统开始采集后第一个小时内P的计算值）。
（2）监测系统上电开始采集后每隔1h分别对母线室、开关室、电缆室各测一次温度记为：t0、t1、t2，同时记录此刻开关柜外部环境温度t环温。经研究发现开关柜内部相邻两室之间温度变化的比值对开关柜的运行也会造成一定影响，因此提出K参数：
K1=-（t0-t环温）/（t1-t环温）
K2-（t1-t环温）/（t2-t环温）
K3-（t2-t环温）/（t0-t环温）
Kn分别代表母线室、开关室、电缆室的K值，n=1，2，3。
若Kn>（1+9%）K0，则触发报警（K0表示监测系统开始采集后第一个小时内K的计算值）。
3系统硬件设计
系统硬件主要负责温度和电流的采集，并把数据通过RS485总线传输给上位机，进行后续处理。其主要分为温度采集模块和电流采集模块。
3.1温度采集模块
温度采集模块选用集智达公司6通道热电阻输入模块RemoDAQ-8036，特性参数如表1所示。
3.2电流采集模块
电流采集模块为自行设计，处理器采用的是意法半导体推出的STM32F103ZET6微控制器。该微控制器采用高性能的ARM Cortex-M3内核，它的最高工作频率为72MHz，内置高速存储器。整个电流采集模块由AD转换电路、信号调理电路、通信状态指示灯、电源电路、RS485电路、前端滤波电路等组成。模块硬件结构如图2所示。
3.2.1AD7606芯片与STM32的接口设计
模数转换芯片采用8通道16位同步采样的AD7606，其所有通道均能以高达200kSPS的速率进行采样，具有可编程的数字滤波器且数据传输接口可选择为并行模式和串行模式，采用5V单电源供电不再需要正负双电源并支持真正的双极性信号输入，而且输入端箝位保护电路可以承受最高达±16.5V的电压。
本设计使用前三个通道进行同步采集，其与微控制器数据传输采用并行工作模式，数据输出端与STM32的D组GPIO连接，这样STM32通过对D组GPIO口整体操作很容易读取一个通道的数据。把AD7606的RANGE端接地，使其采集电压范围为±5V。由下位机程序来控制过采样。AD7606与STM32的连接如图3所示。
3.2.2STM32与RS485接口的设计
STM32收发TTL电平信号而RS485总线收发差分信号，因此需要设计一个接口使两者无障碍传输数据。本模块中把RS-485通信模式设置成半双工工作模式，把STM32F103的串口1接口转化成RS-485接口，用STM32的GPIOA7口来作为控制数据传输方向，我们选用的电平转换芯片是SN75LBC184，在差分输出间接一个100欧的电阻。电路连接如图4所示。
4系统软件设计
系统的上位机监控软件基于Delphi 2007完成，通过发送相关指令，采用轮询的方式对总线上不同地址的采集模块进行操作。监控软件运用模块化设计思路，如图5所示。系统设置模块主要用于设置各硬件模块地址、额定电流、各监测量报警阈值等信息；串口通信模块负责命令的发送和数据的接收及解析；数据分析模块基于五个直接监测量算出p、k值，达到越限报警的在线监测目的；数据存储模块完成数据存储、回放、制表打印等功能。经过多次试验测试，系统运行稳定可靠，如图6所示，截取了部分现场试验数据。
篇3
【关键词】ZigBee;星形网;温度采集;远程监控
1.引言
温度监测系统广泛应用于对温度敏感的工业、农业、医学等现场，如通信基站机房、矿井、粮仓、智能家居等环境中。传统的温度监测系统需在所监测区域布置大量的信号传输线，体积宠大，成本相对较高，且不能实现远程监测。如何解决传统温度监测系统采用的有线网络所带来铺设、维护等诸多不便已成为目前研究的热点。本文提出一种基于ZigBee技术的远程温度监测系统，能有效解决上述的问题。ZigBee技术是一种低功耗、低成本、低速率、低复杂度的双向的无线通信技术，它是无线传感网络的主流技术[1-5]。以ZigBee技术组成无线温度传感器网络，由部署在监测范围内的微型温度传感器节点通过无线电通信构成的一个多跳的自组织网络[6]，能够实时地感知、收集和处理网络覆盖范围内的温度信息，并通过汇聚节点处理并在服务器Web网页上，用户可以登陆网页进行实时监控。
2.系统总体结构
2.1 系统的结构
本系统采用ZigBee技术自组网的特性，测温节点与协调节点节点自动组成一个星型网进行通信[5]，移动终端（手机、平板电脑以及个人电脑）通过连接指定网络后通过Web浏览器访问温度数据的网页面显示界面。如图1所示。
图1 系统框图
2.2 系统的功能
本系统分为三大模块：1）温度感知模块;2）控制处理以及射频收发模块;3）数据接收显示模块。主要有两大功能：1）环境温度数据无线采集功能：测温节点自动采集所探测环境的温度数据，通过无线传输的方式把采集到的温度数据都发送给协调器节点。2）环境温度数据远程实时监测功能：系统采用的是B/S（Browser/Server）结构，只需一个可以访问网页的终端即可远程监测环境温度数据。另外可以在网页显示界面上按需设置监测环境温度的上限值和下限值，环境温度一旦超过所设置的上限值或者低于设置的下限值就会有相对应警报提醒。
3.硬件设计
本系统采用TI公司开发的2.4GHz ZigBee片上系统解决方案CC2530的无线单片机方案。TI公司免费提供了ZigBee联盟认证的全面兼容IEEE802.15.4与ZigBee2007协议规范的协议栈代码和开发文档，并为提供了丰富的开发调试工具[2-4]。
CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存[2]，8-KB RAM 和许多其他强大的功能。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。CC2530具有21个可用I/O、4个定时器、ADC 、随机数发生器、AES加密/解密内核、DAC、DMA、Flash控制器、RF射频收发器等众多外设[4]。
图2 CC2530电路
节点硬件设计：
测温的节点由CC2530与DS18B20数字温度传感器组成，采用电池进行供电[7]。CC2530通过单总线通信协议控制DS18B20数字温度传感器并获取实时的环境温度值，再发送到协议器节点。DS18B20数字温度传感器与CC2530接口示意图如图3所示。
图3 硬件框架图
协调器节点直接由上位机通过USB数据线供电。协调器节点接收所有测温节点发送过来的数据，经过片内程序进行数据处理后，通过CC2530 ZigBee开发底板USB口把数据上传到上位机。
4.软件设计
系统实现ZigBee星形拓扑结构的网络通信，涉及到协调器与终端节点的编程[7]。协议器负责建立网络并进行维护，接收各不同的终端节点发送过来的温度信息融合后再进行控制。终端节点必须加入协调器组建的网络中，并开始定期采集温度并发送到协调器上。协调器把融合后的温度经过串口在Web服务器上，供指定用户登陆站点进行访问。
协调器上电后，根据编译时指定的参数，选择适合当前通信环境的网络号以及信道来建立星形网[6]。协调器的程序图如图4所示。
终端节点上电并初始化硬件以及协议栈后，会搜索是否存在着对应编号的ZigBee网络[3]，如果存在则加入对应的无线网络，然后启动定期采集温度数据，并发送至协调器。
图4 协调器与终端节点软件流程图
Web服务器显示界面是基于MyEclipse Enterprise Workbench 9.0平台的，用Jsp技术实现的基于Web的串口通信方法。页面利用Jsp技术实现了数据的显示功能，然后利用JavaBean和Servlet在后台获取串口的数据，并通过Json对象将数据传送到前端页面。最后利用Ajax技术实现了页面的定时自动刷新更新数据，以及利用JavaScript技术实现了页面按钮和功能事件的触发。
5.显示界面
网页显示界面分为数据显示区域和参数设置区域两大部分。显示区域内分别显示传感器编号、获取时间以及温度值共三项数据内容。参数设置区域里需要设置的主要参数有四个，分别是串口号、波特率、高温警告和低温警告，其他均保持默认即可。显示界面可以获取各个节点发送回来的温度数据，且用户通过高温警告与低温警告来进行温度保护。
图5 工作界面
6.结论
本文通过实现基于ZigBee的远程温度监测系统，实现对温度敏感的环境实施远程监控。可以通过布置多个终端节点来监控多个区域的温度，可以应用的范围的很广，该系统具有低功耗，低成本，结构简单，无人值守，检测准确度高，抗干扰能力等优点，能够长时间稳定地工作，具有很高的应用价值。
参考文献
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[4]高守玮，吴灿阳.ZigBee技术实践教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009，06.
[5]蒋挺，赵成林.紫蜂技术及其应用[M].北京：北京邮电大学出版社，2006.
[6]孙利民，李建中，陈渝，等.无线传感网络[M].北京：清华大学华出版社，2005.
[7]武风波，强云霄.基于ZigBee技术的远程无线温湿度测控系统的设计[J].西北大学学报（自然科学版），20084，38（5）.
本文属广州市教改项目（No.2013A022）资助;华软校级项目（No.ky201206）资助。
作者简介：
篇4
【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
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[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.
篇5
关键词：监测高炉炉缸温度；变化
近十年来，高炉炉缸炉底是决定高炉一代寿命的限制性关键环节，及时了解和控制炉缸炉底的侵蚀情况非常重要。因此，为了避免炉缸炉底发生严重侵蚀甚至烧穿等重大事故，开发高炉炉缸炉底炉衬侵蚀状态判断的软件是非常有必要的。
1 常用高炉炉衬侵蚀情况的检测方法
1.1 热电偶法
在炉体的不同高度和同一高度的不同位置安放足够数量的测温元件，每个测温元件由长度不等的一组热电偶组成，第一支热电偶伸到炉衬前端。在高炉生产过程中，用最前端的热电偶测量炉内温度及其变化，并通过测温元件各支热电偶的温度测量值，用传热模型在线辨识和修正导热系数。当前端热电偶损坏后，通过后面几支热电偶测量的温度用传热反问题的方法求解出炉衬前端的温度。每个测温元件的前端热电偶损坏时，其埋人炉衬的长度即为该处炉衬的残存厚度。根据专家经验，判断出此处的炉衬损坏程度，采取相应措施进行处理。
1.2 电阻法炉衬测厚
1.2.1 断路型电阻测厚元件。由保护层、连接线路、引线和若干个按一定距离排列的并联电阻所组成，它适用于炉身部位厚度测量，随着炉衬不断被侵蚀，前端的电阻将断路损坏，而使元件的总电阻增大。
1.2.2 短路型电阻测厚元件。由若干个按一定距离排列的电阻所组成，它适用于炉缸部位厚度测量。随着炉衬不断被侵蚀，元件前端将被铁水熔蚀掉，铁水将成为导电回路的一部分，元件的总电阻也随之减少。
1.2.3 复合型电阻测厚元件。上述两种元件按需要进行组合而成，适用于炉腰和炉腹部位厚度测量。
2 系统软件的设计及功能要求
2.1 系统软件的设计
2.1.1 数据库的建立和数据传输接口软件设计。采用在WindowsXP服务器上安装SQL SERVER7.0关系型数据库，建立炉缸监控实时数据的数据库。实现了数据长期、可靠地保存，十分有利于程序设计。为了把实时数据存储到数据库中，使用FORTRAN、JAVA等语言设计应用程序。设计的数据传输接口软件又称为数据网关，它完成了VAX机DECnet网络中实时数据到数据通讯计算机的采集、处理。
2.1.2 实时监控软件的编制。根据高炉炉缸侵蚀监控系统的功能要求，应用Delphi程序设计语言，设计了实时监控软件。该软件通过调用SQL语言设计的数据库存储过程，克服了数据查询等待时间长、容易出现用户等待超时等故障。为维护数据库的安全性，分别定义所有用户的使用权限，并定时备份数据库，便于系统出现故障时，可迅速恢复。
2.2 系统功能要求
该系统在高炉炉缸不同部位增加安装了60支热电偶，在线实时测量、记录炉内不同位置温度的数据，通过对这些记录数据及控制系统内其它控制点数据的采样，并设计、运行相关的模型，实现高炉炉缸侵蚀的实时监控与分析。
高炉炉缸内衬侵蚀状态定制系统的功能要求如下；（1）以分钟时间间隔采集、记录高炉炉缸各温度检测点的瞬时值，通过数据预处理并建立相关的历史数据库。数据库中设计有上、下限监视值、模型要求的相关数据和状态。（2）具有分层棒状图、历史趋势等图形显示功能。显示图形可以向前、后自由翻页，可以压缩或拉伸，能够自由定义时间坐标。（3）根据各点温度及传热理论建立炉底、炉缸等温线数学模型，并用5个剖面图形画面显示。（4）利用原有的生产数据、本项目采集的数据和部分人工输入数据，完成部分数据处理和技术计算，如热负荷计算。（5）实现报表打印，图形、画面拷贝。
3 治理措施及其效果
3.1 强化炉外、炉内操业
维护好铁口是防止侧壁温度波动和保证炉缸长寿的最基本要求。9月初1#铁口处于停沟检修状态。按以往的经验，铁口在休止期间，铁口区域的泥包会被严重冲刷，深度由休止前的3.6m下降到2.7m左右。因此，需要尽快恢复1#铁口具备出铁条件，及时修补泥包。
在以做深铁口为目的的操业上，一是在保证铁沟保温的情况下尽量少出铁；二是开铁口时间间隔为泥包不潮为主要依据，可灵活处理；三是铁口必须保证来风；四是铁口深度连续2炉3.4m以上后，就可以考虑休止出铁。五是提高炮泥质量，稳定铁口操作，适当做深铁口。
3.2 压浆处理
消除气隙，杜绝煤气窜动，降低耐材温度，最有效的方式是进行严格受控条件下的压浆维护。压浆是一项高风险措施。因此，实施前要制定详细的方案，包括灌浆料种、开孔的位置、开孔的直径及深度、灌浆的压力和保压时间等等。
为了消除串煤气对炉缸水温差及侧壁温度的影响，8号高炉炉缸区域进行压力灌浆，包括挖开铁口孔道后加封板，然后对孔道进行钻孔压浆处理；在1#铁口上方，风口大套下方的两块冷却壁之间钻孔灌浆；利用休风机会，把风口大、中套列入常规压浆维护范围；每次铁沟翻修时，铁口泥套需要重新制作，堵住窜煤气外部通道。
4 结语
（1）炉缸局部出现侧壁温度快速升高现象，一般与该区域存在气隙有关。
（2）休风、堵响应区域风口的措施对急剧上升的侧壁温度有叫明显的控制效果，但对整个生产影响比较大，也容易出现重新升高的情况。
（3）压浆可有效消除炉缸气隙，控制侧壁温度，但风险较大，选择合理的灌浆孔和科学控制灌浆过程十分重要。
参考文献
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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
[1] 何文敏，郭建民.大体积混凝土芯部温度监测[J].铁道工程学报，2011，6：64-67.
[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.
[3] 何文敏.大体积混凝土芯部温度监测及其力学性能变化规律[J].公路交通科技•应用技术版，2011，3：147-150.
[4] 吕常新，吕建福，巴恒静.大体积混凝土温度实测与芯部的力学性能发展规律[J].建筑技术，2006，37(6)：439-440.
篇7
关键词：大体积混凝土；施工；温度监测；裂缝控制；措施
中图分类号：TV331文献标识码： A
温度裂缝是大体积混凝土施工不可避免的常见问题之一，无可避免，则反当主动出击，采取有效的技术措施来防止裂缝的发生。对材料准备、施工准备及施工技术等进行严格监督审查，仔细每一个施工环节，认真做好混凝土浇筑完工后保温、测温、降温的一整套工作。通过对混凝土内部温度与环境温差进行计算，及时调整混凝土养护措施，将温度裂缝发生的概率降到最低，确保建筑物的结构稳定性和耐久性达到最佳状态。
一、大体积混凝土温度裂缝产生的原因
1、 水泥水化热
大体积混凝土内部热量主要是从水泥水化过程中产生的，由于大体积混凝土截面厚度较大，因此水化热聚集在结构内不易释放出来，将会引起急骤升温。混凝土单位体积内的水泥的用量和水泥的品种是引起水泥水化热的绝热温升的重要因素，随着混凝土的龄期按指数关系增长，最终绝热温升的时间一般在10d左右，但是由于结构自然散热的原因，实际上混凝土内部的最高温度大多发生在混凝土浇筑后的3～5d左右。
2、混凝土的导热性能
热量在混凝土内传递的能力反映在其导热性能上。热量传递率越大，说明混凝土的导热系数越大，并与外界交换的效率也会越高，使得混凝土内最高温升降低，同时也降低了混凝土的内外温差。如果混凝土的导热性能较差时，在浇筑初期，混凝土的弹性量和强度都不高，对水化热急骤温升而引起的变形约束较小，温度应力不大。随着混凝土龄期的慢慢增长，弹性模量和强度都相应的提高，对混凝土降温收缩变形的约束也越来越强，此时就会产生温度应力，一旦混凝土的抗拉强度不能抵抗该温度应力时，就会产生温度裂缝。
3、 外界气温变化
在大体积混凝土结构施工中，大体积混凝土开裂与外界气温的变化有着密切的联系。浇筑温度是从混凝土内部温度而来的（即混凝土的入模温度，它是混凝土水化热温升的基础，可以预见，混凝土的入模温度越高，它的热峰值也必然越高。工程实践中在高温季节浇筑大体积常采用骨料预冷，加冰拌和等措施来降低浇筑温度，控制混凝土最高温升，原因在此）、水化热的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加之和。当外界温度升高时，混凝土的浇筑温度也会升高；如果外界温度降低，将会增加混凝土的降温幅度，尤其是在外界气温急降时，将会增加外层混凝土和内部混凝土的梯度，这将会对大体积混凝土造成非常大的影响。
4、混凝土的收缩变形
混凝土中的水分一般包括：化学结合水、物理-化学结合水以及物理力学结合水。其中大部分的水分需要蒸发掉，水泥硬化只需一小部分水分。大体积混凝土在水泥水化的过程中，多余的水分蒸发将会引起混凝土体积变形，大部分属于收缩变形，一小部分为膨胀变形，这跟所采用的胶凝材料的性质有关。引起混凝土体积收缩的一个重要原因就是多余水分的蒸发。这种干燥收缩变形不受约束条件的影响，如果存在约束，那么产生收缩应力即可引起硅的开裂，而且还会随龄期的增加而发展。
二、大体积混凝土施工中的温度裂缝控制措施
1、合理选材
(1) 选择低热水泥。水泥需要满足低水化热和抗裂要求，同时为达到设计强度，要有高强度要求。选用水泥品种包括：中热硅酸盐水泥、掺加一定量粉煤灰的硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。除基本要求外，为抵抗外部环境破坏，还要具备干缩较小、耐磨性好、抗蚀性和抗冻融性等，所以中热硅酸盐和较高标号的水泥比较适合。
(2)掺加混合材料或外加剂。采用一些具有活性的混合材料，可以起到减少水泥用量的目的，延长放热时间，降低绝热温升值，以减少温度裂缝。混合材料包括粉煤灰、矿渣、烧粘土等。一些外加剂的使用也可以降低绝热升温。
2、 配合比的设计
大体积混凝土一般都是通过泵送浇筑，因此根据泵送要求和降低单位水泥用量两个方面来考虑配合比的设计。水泥用量一般为 280-300kg/m3，最多不超过 400 kg/m3，根据资料显示，水泥用量每减少 10kg，温度相应降低 1℃。水泥用量砂宜用中粗砂，砂率控制在 40%-50%。石子要求天然级配良好，且骨料的最大粒径和泵管直径比应满足 d/D≤1/3，石子粒径一般为 20-40mm。为了改善混凝土的和易性，可用粉煤灰等量取代10%左右的水泥，又可降低水化热。另外细砂的和易性较好，可在粗砂中按粗细比为4:1的比例掺入细砂，塌落度可控制在12-18cm。
3、 合理分缝分块浇筑
在施工前的设计阶段，除了考虑到大体积混凝土施工特点外，还应该综合考虑大体积混凝土结构的施工方法，采用增配钢筋和分层浇筑来控制水化热引起的温度裂缝。分缝分块浇筑，考虑水泥水化产生的升温、控制大体积混凝土的一次浇筑量、合理分层促进热量散发、减少地基约束等方面。跟要慎重对待结构混凝土的结构配筋情况、底面约束情况及施工缝和变形缝的设置位置。
4、 降低混凝土的浇筑温度
这种方法简单易行，在工程中使用较广，有预冷骨料、加冰拌和以及冷却拌和水等来降低混合料温度降低石子的温度，拌和用水加冰块等方式。当施工季节气温较高时，为了减少浇筑过程中混凝土温度升高，采取优化施工组织，增加浇筑速度。阳光直射导致的，可以采取避光措施，降低施工环节中温度升高。对于季节不同，在冬季施工时要加以区分。冬季大体积混凝土可以持续施工，需注意冬季施工的防护；在夏季施工时，重点在于控制施工过程中混凝土的吸热。
5、 加强混凝土初期养护
大体积混凝土由于其本身温度控制的要求，降低了混凝土中水泥的用量，掺加具有缓凝效果的减水剂等使得大体积混凝土初期强度增长缓慢，其弹性模量的发展也相应的增长缓慢。如果初期养护措施不到位，则极易出现裂缝。对于大体积混凝土的初期养护，主要在于保温和保湿。混凝土内外温差所造成的温度梯度引起的应力是造成混凝土表面裂缝的主要原因之一，故在浇筑混凝土后应及时采取保温措施以降低结构物内外温差，减少混凝土表面的裂缝。混凝土的收缩也是混凝土表面产生细小裂缝的主要原因，为防止混凝土水分过快的散失产生干缩裂缝，避免混凝土结构外界环境的干湿交替，应在混凝土浇筑后，及时的采取保湿措施，防止干缩裂缝的出现。
三、大体积混凝土温度监控
如何有效防止温度裂缝的产生是大体积混凝土施工的关键之一。为保证混凝土施工质量，在浇筑完成后，需要专业人员随时对混凝土的温度变化动态进行记录和掌握，对混凝土温度进行合理监控，使养护工作更加的科学有效。
1、测温设备
在实际工程测量中，常用的测温方法主要包括两种：（1）预留测温孔，使用玻璃温度计进行测量，该测量方法技术含量低、精准度差、操作不便；（2）采用热电阻、热电偶等进行测量，通过现场逐点测量或将测温点引至中控室实现集中测量，保证了测量的准确性和连续性高。
2、温度测点的设置
温度测点的平面设置要坚持“突出重点，兼顾全面”的原则，将底板内部温度最高的部位作为重点，布置较密集的测点，同时，兼顾板的边缘、坑、井边等部位均匀布置测点。
3、温度传感器立面布置
温度传感器的设置视底板厚度进行具体分析，一般在底板的底面、中间部位、顶面等不同位置设置3～4 个温度传感器。通常来说，板内最高温度多出现在中间部位偏下的位置。
4、 测温方式
在混凝土浇筑成型后，派专人对混凝土表面温度和结构中心温度进行检测，测温时间不少于14d。初期每1～2h 测温一次，持续到温升趋于平衡的降温阶段，每3～4d 测温一次，此后逐渐延长时间。当混凝土内部温度与外界温差超过25℃时，则需要采取措施降温；若小于25℃时，则可停止测温。
5、温度控制措施
（1）依据监测到的温度情况和外界气温变化，及时调整混凝土表层覆盖的保温材料，增减麻袋和塑料薄膜的层数。
（2）对于底板集水坑、电梯井侧壁等不易保温的部位，要加强保温。
（3）养护期间，根据实测的温度情况分期分批的撤除保温材料。
（4）若混凝土表面因掺加外加剂提早泛白缺水，应立即补水养护。
（5）遇寒潮时应相应调整养护方案。否则混凝土的徐变变形来不及
发挥出来，应力松弛较少，表面极易开裂。
总之，温度裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象，大体积混凝土施工中更是如此。但是，我们应该明白裂缝的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，我们在施工中，应充分认识到裂缝的出现对建筑物的危害性，采取各种有效的措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展，不断提高混凝土的浇筑质量，以满足建筑结构安全稳定的要求。
参考文献：
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关键词：高压设备；无线无源；温度监测系统
中图分类号： TM855 文献标志码 A
第一章 高压设备建立无线无源温度监测系统的必要性分析
变电站维持日常运行最为基本的就是高压设备，而高压设备在运行过程中会因为环境的不断恶化、线头接口处磨损过度或者开关触点出现松动等情况导致出现故障，从而引发设备发热，而高压设备因为是特殊设备，不能够认为进行监测，所以就必须建立无线无缘温度监测系统对高压设备进行实时监测，以便在出现发热的时候及时发现进行解决，避免因为设备过热导致运行障碍，甚至火灾。
在实际的运行过程中，变电站的高压设备比较容易发生局部温度上升而导致设备运行异常故障，这类故障必须及时发现，否则会出现恶化，设备也会因为温度太高而作废，那样就会产生不必要的损失。造成高压设备出现过热最为主要有三个方面：第一是高压设备的部分触点承受的最大电流过大，有的高达4000A，那么在正常运行的时候会因为时间过长导致温度过高，最终导致全部设备出现故障。第二是高压设备在进行长期的运行过程中，设备的开关触点会因为电阻过大而产生过热，造成内部热循环，最终导致内部温度过高，设备运行发生故障。第三是高压设备在高压柜中会存在裸漏高压，并且高压设备中内部空间过小，会产生各种故障，这也是导致高压设备温度过高最为关键的原因之一。
第二章 高压设备无线无源温度监测系统的建设分析
2.1系统总体建设分析
基于无线无源的高压设备温度监测系统主要是由智能温度监测系统以及警报系统构成，智能温度监测系统是通过传感器进行温度实时监测，在进行传感器的安装前期会对在设置一个标准值，假若内部温度高于标准值就会触发警报系统，假若内部温度没有高于标准值，那么警报系统还是处于休眠状态。
鉴于高压设备是有很多零部件所组成的，所以在进行智能温度监测系统的建设的时候，就必须对高压设备中容易产生温度过高的几个点进行了解，比如高压设备的触点、接口母线或者电路电阻等零部件，在对故障点进行明确之后就可以将设置到标准值的传感器安装在各个部分。在传感器安装完毕之后，就需要通过对高压设备无源无线温度监测系统进行最低值的设置，只要高压设备内部温度超过了这个设置的最低值，那么高压设备无源无线温度监测系统就会发生警报，在系统中并没有专门安装警报系统。
通过对高压设备进行传感器监测模块以及警报系统的建设，可以对高压设备过热进行很好的控制，在一定程度上可以节约部分人力资源，对于高压设备的温度监测成本也是一种降低。
2.2系统软硬件建设分析
高压设备无线无源温度监测系统在运行的过程中使用的主要硬件是SAW传感器、无线传输（天线）以及温度采集器。
SAW传感器是一种温度传感器，会因为外界温度的变化而导致表面固有谐振频率的变化，从而对温度实行测量。这种传感器最为核心的部分就是表面波谐振器，在高压设备的材料基片中央位置放置一个交叉换能器，在其两侧配置两组周期性组成的多种条件反射器，这样的设计会使得交叉换能器既可以作为输出模块，还可以在有电磁波进入的时候作为接收模块。通过合理选择叉指换能器几何尺寸、基片晶体材料及切向，可以使温度系数的高阶项近似为零，实现固有谐振频率与温度的近似线性关系，只要获得固有谐振频率就可确定其温度。当有入射波进入设备内部的时候，在入射波消失之后就会产生一种逐渐衰减的震荡信号，从而进行温度检测，所以SAW传感器可以作为高压设备的无线无源温度监测系统中的监测器件。
无线传输部分是利用天线来进行传输的，天线可以看成是一种温度变换器，将高压设备内部温度进行传输，将其和前文所述的温度传感器进行连接，就可以使高压设备内部温度通过天线传输到温度传感器，一旦温度过高就会触发后面的警报结构，使之发出警报声。但是这种传输方式也存在一定的不足，天线自身在进行温度传输的时候会消耗部分热能，会导致温度传感器最终接受的温度和高压设备内部温度存在部分误差。
温度采集器在高压设备无线无缘温度监测系统中主要是负责接受来自温度传感器发出的温度数据，并且通过对应的科技手段将这些数据传输到温度监测中心，这样就可以使得工作人员随时随地的对高压设备内部温度进行精确掌握，对于高压设备温度平衡也可以进行很好的调节。
编程开发工具是利用QT平台来进行程序的编写的，在进行程序编写的时候不需要重新编写源代码，只需要对应用程序进行一次性开发，就可以实现高压设备无源无线温度监测系统实现其功能，QT通过其强大的强大的控制功能，对空间资源进行比较方便的控制。
第三章 系统测试
在高压设备无线无源温度监测系统建设完成之后，可以构建出一个模拟的高压设备运行机构，然后将设计的监测系统进行安装，认为的将高压设备中的易出现问题的故障点进行温度调整，然后通过显示屏观察高压设备内部各种温度所对应的固有频率，然后对临界温度进行监测，将临界温度设置在SAW传感器中，以便日后进行实地监测。通过系统测试还可以对建立的无线无源温度监测系统进行检查，对其中的设计不足之处进行完善。
结论
高压设备因为其使用环境的特殊性，容易因为运行时间过长，导致内部接点出现各种故障，所以必须针对这种现象进行温度监测系统的建设，而且因为高压设备内部电压较高，所以监测系统必须满足无线无源，这样才能保证最终监测结果的精确性。本文所建立的无线无源温度监测系统由于技术的问题，肯定还是存在不足，所以各种性能还有待进一步完善。鉴于本人学识有限，在本文的撰写过程中存在一些不足之处，望各位同仁能够及时指出，以便日后及时做出修正。
参考文献
[1]骆岩. 高压设备无线温度监测系统的建设[J]. 科技创业家，2014，09：216.
篇9
关键词 DS18B20；以太网；温度采集
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0218-02
在生活和生产过程中有很多时候需要根据实时的温度值来做一些决策。比如：森林防火，实验室科学研究等，尤其在工业生产中，对温度数据的实时掌握更显得尤为重要。本系统设计主要以温度传感芯片（DS18B20）为核心， DS18B20芯片是一个单总线驱动模式，以时序电路的方式进行复位与读写寄存器。下面就系统设计涉及到的主要技术分为四部分进行分析。
1 DS18B20单总线通信协议
单总线协议是主机与采集芯片通信的唯一方法。它主要是靠时间片产生不同脉冲信号来相互传送数据。DS18B20可以单总线控制多个采集芯片工作，通过不同的64位ROM标识进行分别控制。
由图可以看出与DS18B20的通信经过一个单线接口，在单总线接口方式下，在ROM操作未建立之前不能使用寄存器操作和控制操作。主机首先要进行下面五种操作：1）Read ROM；2） Match ROM；3）Search ROM；4）Skip ROM；5）Alarm ROM这五种操作中的一种之后才能对其进行功能操作。
2 Linux操作系统驱动
Linux操作系统的最基本功能就是提供一种统一操作驱动硬件的方式，这种操作方式类似于为软件与硬件之间搭建一个接口，使得应用程序可以用很普通的方式去对硬件设备进行操作
Linux内核是一个整体是结构，因此向内核添加任何东西。或者删除某些功能 ，都十分困难。为了解决这个问题。引入了内核机制，从而可以动态的想内核中添加或者删除模块。模块不被编译在内核中，因而控制了内核的大小。然而模块一旦被编入内核，就和内核其他部分一样。这样一来就会增加一部分系统开销。同时，如果模块出现问题，也许会带来系统的崩溃。
3交叉开发环境
嵌入式开发有其局限性，因其硬件资源过于贫乏，不适合在现有的设备上建立一套适合开发的系统，所以更多的时候都是采用的开发模式是交叉开发（Cross Developping）来开发嵌入式系统。比较受大多数开发人员接受的方式是在PC机（或者工作站）上进行应用程序的开发工作，而在嵌入式设备上进行应用程序的终端运行。前者称为宿主机（Host），后者则是目标机（Target）。通常，调试工作也是在宿主机和目标机之前交互进行。
我们通常用Host上的操作系统（如：Wdindows，Linux等）来对嵌入式应用进行支撑，因其有丰富的软件资源可以提供开发者进行更便利的开发。 而Target可用的软件资源较少，一般用来运行专用的嵌入式操作系统。
基于上述的在Host机与Target机之间进行嵌入式开发的模式我们称之为嵌入式交叉开发系统，主要工具包括以下两个：
1）交叉编译工具：指在Host机上，能够编写源程序并且编译成可以在Target机上运行的可执行程序的软件；
2）交叉调试工具：指在Host机上，能够对Target机上运行的程序进行源码或汇编级调试的软件。
GCC（GNU Compile Collection）是一个包含了预处理器、编译器、汇编器、连接器等组件的强大的工具集合。它在需要的时候调用其他的组件（预处理器、编译器、汇编器、连接器）。输入文件的类型和传递给GCC的参数决定了GCC调用具体的哪些组件。对于一般或初级的开发者，它可以提供简单的使用方式，即只给它提供C源码文件，它将完成预处理、编译、汇编、连接所有工作，最后生成一个可执行文件。而对应中高级开发者，它提供了足够多的参数，可以让开发者全面控制代码的生成，这对于嵌入式系统级软件开发相当重要。
基本上现在嵌入式系统都是在GNU工具链上来配置交叉工具，并且进行大部分的开发和调试工作。
4根文件系统
根文件系统一直是Linux系统的重要组成部分，主要用于数据文件及存取设备的控制，对文件和目录的分层组织以及数据缓冲等控制。
4.1根文件系统重要目录介绍：/lib目录和/etc目录
/lib目录：该目录包含两类在程序运行必须使用的库文件，即以*.so为后缀的库文件以及以*.so.version为后缀的主修版本链接文件。
/etc目录：该目录的主要组成部分是系统配置文件，主要有两类：
1）Linux引导时必需的
initab：init进程的配置文件，rc.sh，fstab需要mount的文件系统。
2）运行时需要的
Passwd、group：如果不使用多用户，可以不要。
Termcap：终端能力配置文件。
shadow、passwd：文件，可以不要。
inetd.conf：inetd：守护进程的配置文件。
nsswitch.conf：Glibc的nss配置文件。
4.2 Linux 嵌入式系统常用根文件系统类型：Ramdisk上的Ext2fs
Ext2fs是Linux的标准文件系统，是扩展文件系统（或Extfs）的发展版本。原Extfs所能支持的文件的最大长度为2GB，所能支持的最大文件名称为255个字符，不支持节点的索引，并且随着增加、修改文件内容等操作，指向文件的链表会变得混乱无序，给文件系统的稳定性带来很大影响。经过在Extfs的基础上的不断优化、修改和整合，发展成了比较稳定可靠的Ext2fs文件系统，它不仅与原有的UNIX的文件系统保持一致的风格，同时又有了一些新的先进的功能，是事实上的Linux文件系统的标准。
5结论
本文着重对基于局域网的温度监控主要技术的介绍，系统功能的实现主要是对室内温度进行一般性监控以便根据自身的需要进行温度调节或者其他。但局限性毕竟存在，如对温度数据需要高精度掌控的地方可以更换采集芯片，以满足对温度掌控的要求。
参考文献
篇10
【关键词】 声表面波 Modbus/TCP 数据交互
Abstract： In this paper， the author designs and develops a set of temperature diagnosis and analysis system for switch cabinet based on the SAW and Modbus/TCP technology. The overall design scheme of the system platform is introduced in detail. The platform includes the hardware and software. A more detailed description of each part is made including the selection of sensors， data exchange， software modules.
Keywords： SAW， Modbus/TCP， data exchange
一、引言
迄今为止，电网设备检修经历了故障维修、定期检修、状态检修三个阶段，作为在电力系统输电、电能转换和电能消耗中起着控制和保护电路的开关柜，实施状态检修是有必要的。
电网技术的发展，尤其是传感器、计算机技术、微电子技术的快速发展，传统电力开关柜越来越不能适应现代电网的发展要求。网络通信技术的发展使人机对话、系统内各设备间的通信协作提供了理论基础[1]。
大多数高压开关设备采用封闭结构，散热条件差，而且长时间工作于高电压、大电流等恶劣环境中，很容易引起热量的积累而导致其内部温度升高[2]。常规的测温方式覆盖面低、便利性差，有的无法做到实时监测，有的引入新的安全隐患，导致事故停电火灾频发。据统计，我国每年发生电力事故，40%由高压电气设备过热所致；而在采用高压开关柜和电力电缆的供电系统中有70%以上的电缆运行故障是因为连接部位接触电阻变大、过负荷等引起接头温度过高所致。对高压开关柜连接点的温度变化进行实时监测及预警是非常必要的。
二、系统设计方案
2.1系统设计概述
目前高压开关柜温度在线监测方法主要有CCD摄像头监测示温蜡片测温法、红外测温法、光纤测温法和无线网络法[3]，由于中压开关柜内存在大电流、高电压，电磁环境极为恶劣等诸多困难因素，现有开关柜测温技术都存在着各种各样的局限性。本系统采用声表面波器件，安装在开关柜内部，长期运行不会积污，不会引入新的安全隐患。
开关柜从内部结构可分为仪表室、母线室、开关室、电缆室，本系统采集模块可同时采集和监测三室（母线室、开关室、电缆室）的温度信息。
2.2系统整体方案
既要保证独立模块的高效，又要兼顾整体系统的稳定可靠，系统采用了分层
架构设计。如图1所示。
传感器与测量装置之间采用无线传输的方式进行数据交互，为现场安装提供了便利。
测量装置与通讯管理机之间采用CS架构，装置在接收到管理机主动询问的测点信息时主动上送各传感器温度信息，采用标准Modbus/TC协议进行数据通信。
为更好的进行数据展示，服务器与管理机之间采用BS架构，采用标准Modbus/TCP协议进行数据通信。
三、硬件设计
3.1温度传感器
按照电源供给方式不同，无线传感器可分为三类，采用特殊设计的声表（SAW）谐振器，工作时不需要任何电源以及工作在射频频段的特性，使得SWA应用于肮脏潮湿、核辐射、有爆炸危险的危险环境具有很大优势[4]。当有一个特点频率的电波输入到声表谐振器，谐振器输出的电波信号频率会随着环境温度的变化而变化，利用谐振器的这个特性，通过采集谐振器输出频率，就可以得到对应的环境温度。
3.2通讯集中器的设计
通讯集中器采用高度集成的ARM处理器为核心部件，具有4路隔离串口和两路快速以太网接口，可以实现串口设备到以太网的自动信息采集和通信协议转换，以及基于以太网的通信管理，满足计算机监控系统中的多种通信需求。
通讯集中器主要是作为现场控制的通信扩展 设备。该装置既可以通过串口也可以通过以太网接口实现与上级系统或与下级设备通信的功能，根据需要进行组合，给实际工程应用带来了极大的灵活性。
四、软件设计
4.1温度读取器软件
温度读取软件主要分为数据收发、诊断分析、数据保存、数据回放及信息显示模块。模块结构如下。
数据收发模块：该模块主要负责测点数据的读取。
诊断分析模块：根据读取的测点信息进行诊断分析，判断当前的测点状态，给出判断结果，当达到预设的告警值时，装置进行声光告警。
数据保存模块：为方便查看，所有的温度信息都进行保存。
数据回放模块：可以通过查看保存的历史温度信息来判断开关柜运行情况。
数据显示模块：通过界面实时查看当前各测点信息及当前各点状态，辅助现地人员对开关柜运行状态进行基本判断。
4.2通讯集中器软件
通讯集中器主要完成读取温度数据、转发与上送功能。软件采用CS架构与温度读取器进行交互，采用标准Modbus/ TCP协议进行数据交互。基于以太网技术和标准TCP/IP技术发展起来的Modbus/TCP，直接安插于ISO七层结构中的第四层的TCP/UDP上，其工作原理就是Modbus协议帧嵌入到TCP/IP下层的协议帧中，在物理层进行传输[5]。
为更好的进行数据分析及数据展示，所有的测温数据都集中到集中器进行统一上送，统一上送的数据既可以作为远端监控，也为部署在远程的云数据平台进行大数据分析提供基础数据支撑。
4.3数据展示
监测计算器在接收到集中器上送的数据后，首先把数据存入实时数据库进行保存，最后对集中器数据进行比较、展示，方便用户查看。
五、结语
采用SAW测温传感器安全性高、抗干扰能力强，使用Modbus/TCP技术，传输速度高且实施价格低廉，可更容易地实现实时监控与现场设备的通信。开关柜运用在线测温装置可有效检测开关柜内部温度，预防开关柜内部过热事故的产生。
参 考 文 献
[1] 孙健秧，郭建钊，姚良铸.中压智能开关柜技术综述及解决方案的探讨[J].华东电力， 2012， 40（4）：684-686.
[2] 刘柳，陈建政.高压开关柜温度在线监测系统设计[J].无线互联科技， 2015（4）：38-40.
[3]黄新波.变电设备在线监测与故障诊断[M].北京：中国电力出版社，2012.
