探討無線射頻溫度測量系統在溫度計量中的應用

陽宏映

摘 要：近年來，隨著科學技術的快速發展，我國的自動化技術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中應用較為廣泛的溫度計量技術，為生產生活帶來較多便利。無線溫度傳感器的工作原理是將測得的具體的溫度參數轉化成相應的電信號，之后使用相應的接收終斷實現數據的傳輸，最終實現在系統內部對溫度進行監測、控制以及調節。當前的無線溫度傳感器根據使用需要已經研發出多種類型，并廣泛應用與環境的監測以及溫度測量過程中。

關鍵詞：無線溫度測量系統；溫度計量；環境監測；應用

溫度監控是人們日常的生產生活中一個常見的物理量，隨著溫度測量技術的不斷提升，溫度監控也被廣泛的應用于科學實驗、環境監控、醫療衛生、農業育種、工業生產等各個行業之中，為控制生產質量、監管生產流程起到重要作用。無線射頻溫度測量系統就是一種較為先進的溫度計量方式。相較于傳統的溫度計量系統，無線射頻溫度器對于溫度的監測更加準確，且對于數據的儲存、分析以及后期的運用效果要明顯優于傳統溫度測量系統。本文通過簡述無線射頻溫度測量系統的構成及特點，分析其在使用過程中的優勢和不足，希望為無線射頻溫度測量系統的發展和完善提供參考。

1 無線射頻溫度測量系統的功能構成

根據功能不同可將無線射頻溫度測量系統主要分為兩大部分：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、數據處理模塊以及數據傳輸模塊。第二部分為承擔相關程序運行功能的移動終端設備[1]。兩部分主要功能依靠無線數據通訊系統實現對接，并通過數據傳輸最終完成對測溫數據進行綜合分析、計算并最終形成分析結果。無線射頻溫度測量系統結構圖如圖1所示。

無線射頻溫度測量系統在運行過程中首先是利用無線溫度測量終端，實現對于溫度數據的采集，之后通過傳輸系統將數據傳送至數據處理模塊，根據具體的需要對相關數據進行篩選，隨后將溫度信息轉換成相應的電信號，并根據預定好的通訊協議實現電信號的傳輸。隨后，由主機自身的數據接受系統對所需數據進行接收，然后再由數據處理系統完成對數據的計算、分析。數據分析結果會被最終輸送至個人電腦終端，使用者可以根據實際生產需要提取相應數據完成對溫度的監控工作。

無線射頻溫度測量系統通過以上運行程序結合相關現場溫度測量設備能夠實現生產現場的溫度監測與分析。此外，無線傳輸檢測信號可以同時連接多個監測終端，完成多方溫度檢測。與此同時，由于檢測探頭與移動設備之間采用的是無線連接，所以可以避免檢測人員相關活動對檢測結果產生影響，檢測數據更加真實準確，數據檢測人員可以不用到環境條件較為惡劣的地區進行實地檢測，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的特殊應用

根據中國安防相關要求，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用于環境檢測、食品生產、醫藥生產以及溫度采集過程中。行業內，上海搜博實業有限公司生產的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境中表現出較好的使用效果，現將無線溫度傳感器具體應用的特殊環境做如下歸納：（1）高壓密封設備。常見的高壓密封設備包括壓力蒸汽滅菌器等。在對其進行測溫時，當內部溫度升高時，傳統的溫度傳感器就會出現嚴重的漏氣現象，如果采用密封形式對其進行處理，由于滅菌設備種類繁多，該辦法施行起來較為困難。（2）真空設備。此類設備在正常運行過程中都需要保證一個真空狀態，但是傳統傳感器的真空度很難達到要求。（3）惡劣的外部環境。在惡劣的環境中，由于環境條件較為惡劣，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）低溫設備或者檢測空間過大。在對一些溫度極低的設備進行測溫時，傳統的溫度傳感器會出現無法正常測溫的現象。而對空間較大的環境進行測溫時，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的優勢與不足

由于對溫度進行檢測本身就是一項對操作要求極為嚴苛的工作，如果相關操作不到位，就會影響測溫結果。無線射頻溫度測量系統的測量程序相對簡單，保證測量數據準確的同時極大的提升了工作效率，此外，相較于傳統有線溫度傳感器，無線射頻測溫系統實現了數據采集、數據儲存以及數據傳輸的一體化操作，減少中間環節，對于保證數據的準確性有重要作用。無線射頻溫度測量系統的最大優勢還在于測量工作本身不再受距離影響，電源部分也由內部電源直接供電，從而保證了測溫工作的連續性。

盡管無線射頻溫度測量系統存在較多優勢，但是由于技術等的限制，在使用過程中，還存在一些不足：首先，該測溫系統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備還需從國外引進，專業設備的購置成本較高；內置電源的設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，所以需要經常更換電池。此外，在一些特殊環境中不能使用該種測溫方式，如紅外輻射設備、微波加熱設備都不能使用，強行使用則會導致設備發生爆炸。

4 結束語

就當前我國的無線射頻溫度測量系統的發展形勢來看，該技術還具有較大的發展空間，在功能上還存在一些明顯的缺陷，尤其是對于高溫段的數據監測功能還存在一定技術上的問題，需要在今后的發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，以便擴大溫控系統在實際生產中的適用范圍，提升生產質量的同時保證生產的安全性、穩定性。

參考文獻

[1]崔光照，劉賓，鄧軒軒，等.10kV戶外開關柜高壓觸點無線溫度測量系統的設計[J].鄭州輕工業學院學報（自然科學版），2015（5）：113-116.

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

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