陽宏映

摘 要：近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國的自動化技術(shù)也得到了大幅的提升和完善。無線溫度傳感器作為自動化行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的溫度計量技術(shù)，為生產(chǎn)生活帶來較多便利。無線溫度傳感器的工作原理是將測得的具體的溫度參數(shù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號，之后使用相應(yīng)的接收終斷實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，最終實現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部對溫度進行監(jiān)測、控制以及調(diào)節(jié)。當(dāng)前的無線溫度傳感器根據(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)測以及溫度測量過程中。

關(guān)鍵詞：無線溫度測量系統(tǒng)；溫度計量；環(huán)境監(jiān)測；應(yīng)用

溫度監(jiān)控是人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活中一個常見的物理量，隨著溫度測量技術(shù)的不斷提升，溫度監(jiān)控也被廣泛的應(yīng)用于科學(xué)實驗、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。無線射頻溫度測量系統(tǒng)就是一種較為先進的溫度計量方式。相較于傳統(tǒng)的溫度計量系統(tǒng)，無線射頻溫度器對于溫度的監(jiān)測更加準(zhǔn)確，且對于數(shù)據(jù)的儲存、分析以及后期的運用效果要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)溫度測量系統(tǒng)。本文通過簡述無線射頻溫度測量系統(tǒng)的構(gòu)成及特點，分析其在使用過程中的優(yōu)勢和不足，希望為無線射頻溫度測量系統(tǒng)的發(fā)展和完善提供參考。

1 無線射頻溫度測量系統(tǒng)的功能構(gòu)成

根據(jù)功能不同可將無線射頻溫度測量系統(tǒng)主要分為兩大部分：一部分是無線測溫、控溫終端，按照實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)程序運行功能的移動終端設(shè)備[1]。兩部分主要功能依靠無線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)實現(xiàn)對接，并通過數(shù)據(jù)傳輸最終完成對測溫數(shù)據(jù)進行綜合分析、計算并最終形成分析結(jié)果。無線射頻溫度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

無線射頻溫度測量系統(tǒng)在運行過程中首先是利用無線溫度測量終端，實現(xiàn)對于溫度數(shù)據(jù)的采集，之后通過傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理模塊，根據(jù)具體的需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行篩選，隨后將溫度信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，并根據(jù)預(yù)定好的通訊協(xié)議實現(xiàn)電信號的傳輸。隨后，由主機自身的數(shù)據(jù)接受系統(tǒng)對所需數(shù)據(jù)進行接收，然后再由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成對數(shù)據(jù)的計算、分析。數(shù)據(jù)分析結(jié)果會被最終輸送至個人電腦終端，使用者可以根據(jù)實際生產(chǎn)需要提取相應(yīng)數(shù)據(jù)完成對溫度的監(jiān)控工作。

無線射頻溫度測量系統(tǒng)通過以上運行程序結(jié)合相關(guān)現(xiàn)場溫度測量設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的溫度監(jiān)測與分析。此外，無線傳輸檢測信號可以同時連接多個監(jiān)測終端，完成多方溫度檢測。與此同時，由于檢測探頭與移動設(shè)備之間采用的是無線連接，所以可以避免檢測人員相關(guān)活動對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，檢測數(shù)據(jù)更加真實準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)檢測人員可以不用到環(huán)境條件較為惡劣的地區(qū)進行實地檢測，檢測人員自身的安全也得到保障。

2 無線射頻溫度測量系統(tǒng)的特殊應(yīng)用

根據(jù)中國安防相關(guān)要求，主要使用Smart Node WTS01無線溫度傳感器測溫范圍在-50℃～+150℃之間[2]，該種溫度傳感器廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測、食品生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)以及溫度采集過程中。行業(yè)內(nèi)，上海搜博實業(yè)有限公司生產(chǎn)的ZIGBEE無線溫度傳感器，其測溫范圍在-25℃～+125℃之間[3]，該種無線溫度傳感器由于使用成本較低，所以被廣泛的應(yīng)用在實時溫度檢測工作中。相較于有線傳感器，無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。常見的高壓密封設(shè)備包括壓力蒸汽滅菌器等。在對其進行測溫時，當(dāng)內(nèi)部溫度升高時，傳統(tǒng)的溫度傳感器就會出現(xiàn)嚴(yán)重的漏氣現(xiàn)象，如果采用密封形式對其進行處理，由于滅菌設(shè)備種類繁多，該辦法施行起來較為困難。（2）真空設(shè)備。此類設(shè)備在正常運行過程中都需要保證一個真空狀態(tài)，但是傳統(tǒng)傳感器的真空度很難達到要求。（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，不適宜檢測人員實地進行溫度測量，此時就可以利用無線傳感器進行檢測，有效保證檢測人員的健康與安全。（4）低溫設(shè)備或者檢測空間過大。在對一些溫度極低的設(shè)備進行測溫時，傳統(tǒng)的溫度傳感器會出現(xiàn)無法正常測溫的現(xiàn)象。而對空間較大的環(huán)境進行測溫時，有線傳感器也存在拉線較長，供電困難的情況，不利于溫度的采集。

3 無線射頻溫度測量系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足

由于對溫度進行檢測本身就是一項對操作要求極為嚴(yán)苛的工作，如果相關(guān)操作不到位，就會影響測溫結(jié)果。無線射頻溫度測量系統(tǒng)的測量程序相對簡單，保證測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的同時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，無線射頻測溫系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)儲存以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊惑w化操作，減少中間環(huán)節(jié)，對于保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性有重要作用。無線射頻溫度測量系統(tǒng)的最大優(yōu)勢還在于測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，從而保證了測溫工作的連續(xù)性。

盡管無線射頻溫度測量系統(tǒng)存在較多優(yōu)勢，但是由于技術(shù)等的限制，在使用過程中，還存在一些不足：首先，該測溫系統(tǒng)的溫度的測量范圍還比較有限，而且對于一些測量精度較高的設(shè)備還需從國外引進，專業(yè)設(shè)備的購置成本較高；內(nèi)置電源的設(shè)計雖然解決了電源線路過長的問題，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溫方式，如紅外輻射設(shè)備、微波加熱設(shè)備都不能使用，強行使用則會導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生爆炸。

4 結(jié)束語

就當(dāng)前我國的無線射頻溫度測量系統(tǒng)的發(fā)展形勢來看，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，尤其是對于高溫段的數(shù)據(jù)監(jiān)測功能還存在一定技術(shù)上的問題，需要在今后的發(fā)展中加強對該方面的探索、研究。此外，對于無線射頻溫度測量系統(tǒng)配件在使用過程中存在的安全問題必須及早、妥善解決，以便擴大溫控系統(tǒng)在實際生產(chǎn)中的適用范圍，提升生產(chǎn)質(zhì)量的同時保證生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]崔光照，劉賓，鄧軒軒，等.10kV戶外開關(guān)柜高壓觸點無線溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計[J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（5）：113-116.

[2]鄭淼淼.基于無線射頻技術(shù)的溫濕度測量系統(tǒng)[J].機電工程技術(shù)，2012（10）：64-66.

[3]趙森嚴(yán)，馬幼鳴，范捷，等.基于PSoC的內(nèi)燃機活塞溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計[J].中國儀器儀表，2009（9）：65-67.