已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法技术

本发明专利技术提供一种已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法，其包括以下步骤：S1：对需要批量检测的多个传感器及其位置进行编号，设编号及个数为n，并记录与传感器相关的介质及环境的特征参数与数据，假设编号和初始温度记为T11,T12,…,T1n；S2：选择要检测的传感器的已知特征曲线数据，先在一个设定的时间区间，改变传感器所处介质温度，并记下传感器检测到的温度,假设为T21,T22,…,T2n；S3：进行数据比对判断是否合格。本发明专利技术以各向同性热传导定律为科学理论根据，更加适合工业现场实际情况，使掌握本方法的人和研发设备，在操作使用上更加方便、实用，在成本上更加低廉，在效率上成倍提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传感器质量检测领域，具体涉及一种已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法。
技术介绍
冶金行业连续铸造用结晶器、电子行业的夹具或者铜质检测平台、机械化工行业连续浇注的成型模具等(为方便起见，以下均称为成型模具)由于在恶劣环境下工作，成型模具上的温度传感器(包括各种热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC(温度传感器，以下简称传感器)常出现传感器安装槽污染、固定螺栓松弛、传感器焊点不牢以及断裂、变形、氧化、加速疲劳、绝缘变差、热阻变化、引入干扰等问题，导致温度数据采集不准。为对传感器状态进行检测，科技研发人员做过很多具体实验。基本上是根据大量实验数据和图表来检测与评价传感器状态，具体过程是在实验室中设定传感器的各种状态和参数，对采集的温度数据与传感器实际状态和参数进行分析、比较，然后反推出所检测的传感器安装质量是否合格。该检测方法需要设计相应的硬件并编写软件，硬件一般由加热源自动控制系统和数据采集系统两部分组成，软件一般由有文件保存和调用功能的数据库模块、温度数据采集系统模块、安装状态判断模块、安装质量判断模块、坐标调整模块及帮助模块等组成，最后利用检测方法、经验数据分析等知识形成计算机专家系统。系统实际使用时只要局部加热成型模具，就能判断传感器与成型模具壁的具体接触方式，通过接触的程度就能将传感器的状态划分为良好状态、侧靠状态、油污状态、悬空状态等，以此确定传感器工作状态是否合格。通过实验方法获得传感器的大量检测数据，用该数据形成的图表或者公式来描述该传感器状态。之后，比对传感器已知的标准特征曲线或者数据库等，逐一判断所检测的传感器质量是否合格。该检测方法需要复杂且昂贵的设备，其设备系统设计有相应的硬件和软件。硬件主要是模拟传感器工作环境的自动控制设备和数据采集设备，软件的主要功能是已知特征曲线数据库模块、特征数据采集模块、传感器状态判断模块、传感器生产或使用过程质量判断模块、坐标调整模块及辅助模块。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法。该方法可应用于已知特征曲线的传感器质量的生产工艺检测，也可应用于多传感器阵列安装或者工作状态的瑕疵检测，如冶金行业连铸结晶器、化工行业塑料连续浇注成型模具、机械行业的连续浇注模具等。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法，其特征在于包括以下步骤：S1：对需要批量检测的多个传感器及其位置进行编号，设编号及个数为n，并记录与传感器相关的介质及环境的特征参数与数据，假设编号和初始温度记为T11,T12,…,T1n；S2：选择要检测的传感器的已知特征曲线数据，先在一个设定的时间区间，改变传感器所处介质温度，并记下传感器检测到的温度,假设为T21,T22,…,T2n；S3：将此n个传感器质量或者工作状态用以下三个条件进行数据比较，并判断合格否；△Tx＝max(T1i-T1j)≤x℃△Ty＝max(T2i-T2j)≤y℃△Tz＝min(T2i-T1j)≥z℃i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n，其中，△Tx是初始温差，即检测前的环境下测得的最大温差,x理论上接近零；△Ty是环境温度变化后测得各点的最大温差,y与环境介质的导热系数、密度、比热、局部热流密度、介质间有效对流换热系数相关，△Tz是施加于检测环境的最小测试温度差值,x,y,z温差值的大小根据产品质量要求做调整。进一步的，如果属于多个传感器系统安装或者工作状态检测，则对测试点的按奇数或偶数序列轮流进行,使误差最小化。进一步的，x≤1.8℃，y≤4.5℃，z≥8.2℃。进一步的，S3中比对温差由以下热传导理论而得：对于各向同性介质成型模具上每一点的温度在连续浇注中，其热传递过程满足方程：式中，X，Y，Z表示成型模具三维坐标；T为成型模具理论温度；λ为导热系数；ρ为密度；c为比热，q为成型模具局部热流密度；Tm为成型模具实测温度；Tc为成型模具冷面温度；Tw为冷却介质温度；s为测温点距成型模具冷面当量距离；hw,eff为冷却介质与成型模具间有效对流换热系数；其中，s和hw,eff需要根据实际情况确定。本专利技术以各向同性热传导定律为科学理论根据，更加适合工业现场实际情况，使掌握本方法的人和研发设备，在操作使用上更加方便、实用，在成本上更加低廉，在效率上成倍提高。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步解释说明。一种已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法，其特征在于包括以下步骤：S1：对需要批量检测的多个传感器及其位置进行编号，设编号及个数为n，并记录与传感器相关的介质及环境的特征参数与数据，假设编号和初始温度记为T11,T12,…,T1n；S2：选择要检测的传感器的已知特征曲线数据，先在一个设定的时间区间，改变传感器所处介质温度，并记下传感器检测到的温度,假设为T21,T22,…,T2n；S3：将此n个传感器质量或者工作状态用以下三个条件进行数据比较，并判断合格否；△Tx＝max(T1i-T1j)≤x℃△Ty＝max(T2i-T2j)≤y℃△Tz＝min(T2i-T1j)≥z℃i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n，其中，△Tx是初始温差，即检测前的环境下测得的最大温差,x理论上接近零；△Ty是环境温度变化后测得各点的最大温差,y与环境介质的导热系数、密度、比热、局部热流密度、介质间有效对流换热系数相关，△Tz是施加于检测环境的最小测试温度差值,x,y,z温差值的大小根据产品质量要求做调整。进一步的，如果属于多个传感器系统安装或者工作状态检测，则对测试点的按奇数或偶数序列轮流进行,使误差最小化。进一步的，x≤1.8℃，y≤4.5℃，z≥8.2℃。进一步的，S3中比对温差由以下热传导理论而得：对于各向同性介质成型模具上每一点的温度在连续浇注中，其热传递过程满足方程：式中，X，Y，Z表示成型模具三维坐标；T为成型模具理论温度；λ为导热系数；ρ为密度；c为比热，q为成型模具局部热流密度；Tm为成型模具实测温度；Tc为成型模具冷面温度；Tw为冷却介质温度；s为测温点距成型模具冷面当量距离；hw,eff为冷却介质与成型模具间有效对流换热系数；其中，s和hw,eff需要根据实际情况确定。显然，区别于理论的实际温差的产生原因是：人工操作差异、元器件特征参数分布差异、环境及成套影响随机影响等。同时把N个热传感器的特征差异控制在合理的范围里，剔除不合理的，即一次性的批量检测，就达到了对已知特征曲线的热传感器在各向同性介质中进行质量判断的目的。以上是本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本专利技术技术方案的范围时，均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法，其特征在于包括以下步骤：S1：对需要批量检测的多个传感器及其位置进行编号，设编号及个数为n，并记录与传感器相关的介质及环境的特征参数与数据，假设编号和初始温度记为T11,T12,…,T1n；S2：选择要检测的传感器的已知特征曲线数据，先在一个设定的时间区间，改变传感器所处介质温度，并记下传感器检测到的温度,假设为T21,T22,…,T2n；S3：将此n个传感器质量或者工作状态用以下三个条件进行数据比较，并判断合格否；△Tx＝max(T1i‑T1j)≤x℃△Ty＝max(T2i‑T2j)≤y℃△Tz＝min(T2i‑T1j)≥z℃其中，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n；△Tx是初始温差，即检测前的环境下测得的最大温差,x理论上接近零；△Ty是环境温度变化后测得各点的最大温差,y与环境介质的导热系数、密度、比热、局部热流密度、介质间有效对流换热系数相关，△Tz是施加于检测环境的最小测试温度差值,x,y,z温差值的大小根据产品质量要求做调整。

【技术特征摘要】
1.一种已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法，其特征在于包括以下步骤：S1：对需要批量检测的多个传感器及其位置进行编号，设编号及个数为n，并记录与传感器相关的介质及环境的特征参数与数据，假设编号和初始温度记为T11,T12,…,T1n；S2：选择要检测的传感器的已知特征曲线数据，先在一个设定的时间区间，改变传感器所处介质温度，并记下传感器检测到的温度,假设为T21,T22,…,T2n；S3：将此n个传感器质量或者工作状态用以下三个条件进行数据比较，并判断合格否；△Tx＝max(T1i-T1j)≤x℃△Ty＝max(T2i-T2j)≤y℃△Tz＝min(T2i-T1j)≥z℃其中，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,n；△Tx是初始温差，即检测前的环境下测得的最大温差,x理论上接近零；△Ty是环境温度变化后测得各点的最大温差,y与环境介质的导热系数、密度、比热、局部热流密度、介质间有效对流换热系数相关，△Tz是施加于检测环境的最小测试温度差值,x,y,z温差值的大小根据产品质量要求做调整。2.根据权利要求1所述的已知特征曲线的温度传感器在同性介质中的质量检测方法，其特征在于：如果属于多个传感器系统安装或者工作状态检测，则对测试点的按奇数或偶数序列轮流进行,使误差最小化。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李同彬，康新，林清华，赵芳丽，
申请(专利权)人：莆田学院，
类型：发明
国别省市：福建;35