一种极地环境可移动电器间内墙温度场空间检测方法与流程

技术特征：
1.一种极地环境可移动电器间内墙温度场空间检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、以矩形电器间的顶壁为xy平面且将顶壁的中心作为坐标原点建立三维直角坐标系，其中y轴垂直于电气间的右壁且向右为正方向，x轴垂直于y轴且方向向前为正方向，z轴为垂直于顶壁指向室内；步骤二、在电器间的顶壁坐标原点处安装线阵红外测温摄像仪的云台并调整线阵红外测温摄像仪的探头发出的红外线形成竖直平面且在一侧待测侧壁上形成高度为l的竖直红外线线段的顶点位于顶壁，将该高度为l的红外线线段的上端点记为a0，下端点记为b0；上端点和下端点分别与红外线发射点连线，所成角度为β0；步骤三、线阵红外测温摄像仪绕z轴从θ0转动到π-θ0实现对高度为l的一侧侧壁的温度的测量，并将温度数据储存为初始数组(θ，β，t)，其中转角θ为测温探头的投射的红外线在xy平面上的分量与x轴正半轴在xy平面上的夹角；β为竖直红外线线段最低点和电气间顶部中心的连线与xy平面所成的角度，转角θ和转角β标记所测量位置，t表示所测量位置对应温度，θ的初始值为θ0，β的初始值为β0；其中测量y轴方向的左右侧壁时θ0＝arctan(w/l)；测量x轴方向的前后侧壁时，θ0＝arctan(l/w)，式中，w为y轴方向的左右侧壁的宽度，l为x轴方向的前后侧壁宽度；步骤四、线阵红外测温摄像仪判断是否满足n*β0<γ0，γ0＝arctan(2h/w),n为测温探头已进行的水平测温次数，式中，h为所测电气间内壁的高度；若是，则执行下一步，否则执行步骤七；步骤五、云台带动探头绕x轴向下转动角度β0，然后重复步骤三从第一次测量高度处的底端向下继续进行温度测量并对温度数据进行记录；每测量高度为l的线段得到的所有温度数据分别储存为一组初始数组；步骤六、重复步骤四和步骤五直至完成对该侧侧壁温度的测量和记录；步骤七、云台带动探头转动使得探头发出的红外线平面处于竖直平面且在下一个待测侧壁上形成高度为l的竖直线的顶点位于顶壁，然后重复步骤三-步骤七直至完成全部四个侧壁温度测量并对温度数据进行储存；步骤八、测量出电器间四个侧壁的温度场后进行温度数据转化，具体步骤如下：第一步，将与每一组初始数据对应的每条线段l上测得的包含温度信息和对应位置信息的数据以每条线段l的水平中线为对称轴镜像，得到上下倒置的线段l
t
，该倒置线段上端点记为a，下端点记为b；其中a处温度数据为b0处温度数据，b处温度数据为a0处温度数据，其他位置点数据一一对应倒置；a、b两点与红外发射点连线，所成角度仍为β0；第二步，将倒置线段l
t
通过k 1个点均分为k段，k为正整数，将每个线段l从a点、各均分点至b点依次记为i1、i2、i3....i
m
.、i
k 1
，并记录各点对应的测温温度数据；第三步，测量高为h，宽度为l电气间内壁时，以电气间内壁左下角为原点，以过各个原点的水平底边和竖直侧边分别为x’轴、y’轴建立平面直角坐标系o
’‑
x’y’，其中x’轴方向向右为正；y’轴以竖直向上为正方向；建立转化数组(x’,y’,t’)，其中(x’,y’)表示测量点的位置坐标，t’表示与测量点位置处(x’,y’)对应的温度数据；测温仪一共水平转动测温的次数为n，对于每个倒置线段l
t
上的i
m
点与转化数组(x’,y’,t’)有如下关系，其中m＝1,2,3,4.....k,k 1：当θ∈[arctan(l/w)，π/2)时：在所测内壁上i
m
点的坐标(x’,y’)为：
(w/(2tanθ) l/2,h-tan[(n-1)β0]*w/(2sinθ)-{tan(nβ0)-tan[(n-1)β0]}*(w/(2sinθ))*(m-1)/k)当θ＝π/2时：在所测内壁上i
m
点的坐标(x’,y’)为：(l/2,h-tan[(n-1)β0]*w/(2sinθ)-{tan(nβ0)-tan[(n-1)β0]}*(w/(2sinθ))*(m-1)/k)当θ∈(π/2，π-arctan(l/w)]时：在所测内壁上i
m
点的坐标(x’,y’)为：(l/2-w/[2tan(π-θ)],h-tan[(n-1)β0]*w/(2sinθ)-{tan(nβ0)-tan[(n-1)β0]}*(w/(2sinθ))*(m-1)/k)第四步，将进行坐标转换后的各个倒置线段l
t
中不满足x’∈[0,l],y’∈[0，h]的点删除；步骤九、测温仪将保留的每个矩形区域中的每个坐标对应的温度数据输出给计算机并导入matlab进行数据处理，将每个温度数据与标准色卡对照得到与该温度值对应的色彩，然后得到与电气间各个内墙侧壁各点的温度对应的色彩分布图。

技术总结
本发明公开了一种内墙温度场空间检测方法，将线阵红外测温摄像仪的云台安装在电器间顶壁，并调整线阵红外测温摄像仪的探头，使得云台带动线阵红外测温摄像仪的探头旋转从而形成全空间的测量覆盖；将温度数据储存为初始数组(θ，β，T)；将所获得的数据转化，得到数组(x’,y’,T’)，并拼接形成所测内壁的实际温度分布图；最后将保留的每个矩形区域中的每个坐标对应的温度数据输出给计算机并导入MATLAB进行数据处理，得到电气间各个内墙侧壁的温度色彩分布图。采用本发明可以使电器间内部温度场可被较为全面且精准的测量，同时改善实现室内各类环境指标的协调控制和运行耗能巨大的问题。题。题。


技术研发人员：周长明 于全振
受保护的技术使用者：天津博迈科海洋工程有限公司
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/7/1