(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211013459.6 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 地址 113001 辽宁省沈阳市沈抚示范区滨 河路11号 申请人 抚顺中煤科工 检测中心有限公司 　 山东大学 (72)发明人 张红奎　张岳　常海英　李桐喆　 边建朝　许明英　李志福　张维斌　 于共喜　王飞鸣　 (74)专利代理 机构 沈阳东大知识产权代理有限 公司 21109 专利代理师 李珉 (51)Int.Cl. G01K 7/02(2021.01)G01K 1/143(2021.01) G01K 1/14(2021.01) G01K 1/02(2021.01) G01J 5/48(2006.01) G01J 5/03(2022.01) G01J 5/02(2022.01) G01D 21/02(2006.01) G05B 19/042(2006.01) G01M 11/00(2006.01) (54)发明名称 防爆灯具最不利条件下温度测试系统及测 试方法 (57)摘要 本发明提供一种防爆灯具最不利条件下温 度测试系统及测试方法， 涉及防爆灯具温度测试 技术领域。 该系统包括PIC 单片机、 两个热电偶单 元、 多路供电装置、 热成像仪、 压力传感器、 湿度 传感器、 电压互感器、 电流互感器、 显示屏、 移动 模块、 通讯单元、 工业计算机、 人机交互面板和声 光警示单元； PIC单片机通过人机交互面板控制 移动模块运动使防爆感应灯具处于全功率运行 状态， 保证防爆感应灯具温度测试过程始终处于 最不利条件下； 当电流、 电压、 压力和湿度数据均 在设置值范围内时， PIC单片机接收两个热电偶 单元采集的环境温度和防爆灯具最不利条件下 温度数据， 并对环境温度进行处理得到防爆灯具 最不利条件 下的温度数据， 进而判断温度测试是 否合格。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115389045 A 2022.11.25 CN 115389045 A 1.一种防爆灯具最不利条件下温度测试系统， 其特征在于： 包括PIC单片机、 热电偶单 元A、 热电偶单元B、 多路供电装置、 热成像仪、 压力传感器、 湿度传感器、 电压互感器、 电流互 感器、 显示屏、 移动模块、 通讯单元、 工业计算机、 人机交互面板和声光 警示单元； 其中， 热电 偶单元A和热电偶单元B的测试端分别置于防爆灯具表面和测试环境中， 热电偶单元A和热 电偶单元B的温度数据输出端均与PIC单片 机的温度数据输入端电连接； 多路供电装置输入 端与市电连接， 输出端分别与PIC单片机、 显示屏、 工业计算机、 声光警示单元、 防爆灯具的 电源输入端子电连接； 压力传感器和湿度传感器的测试端均置于测试环境中， 压力传感器 的压力信号输出端以及湿度传感器的湿度信号输出端分别与PIC单片机的压力信号输入端 和湿度信号输入端电连接； 电压互感器的测试端与防爆灯具 的电源输入端子电连接， 电压 信号输出端与PIC单片机的电压信号输入端电连接； 电流互感器的测试端与防爆灯具 的供 电线路串 联， 电流信号输出端与PIC单片 机的电流信号输入端电连接； 显示屏的信号输入端 与PIC单片机信号输出端电连接； 工业计算机通过通讯单元与PIC单片机电连接， 用于存储 PIC单片机接收的数据； 人机交互面板的控制信号输出端分别与多路供电装置和PIC单片 机 相连接； 声光 警示单元的信号输入端与PIC单片 机的警示信号输出端电连接； 热成像仪测试 时成像测试端正对防爆电器表面； 移动模块在防爆灯具玻璃罩 正面运行。 2.根据权利要求1所述的防爆灯 具最不利条件下温度测试系统， 其特征在于： 所述热电 偶单元A和热电偶单元B均包括两个热电偶， 分别用于测试防爆灯具表面和测试环境的温 度； 热电偶单元A的两个热电偶粘贴在防爆灯具壳体和玻璃 罩这两个测试点的表面； 热电偶 单元B的两个热电偶置于防爆灯具处于同一水平面的1米远的两侧 位置用于测试环境的温 度。 3.根据权利要求1所述的防爆灯 具最不利条件下温度测试系统， 其特征在于： 所述电压 互感器和电流互感器均为无源互感器， 用于测试防爆灯具的电压和电流。 4.根据权利要求1所述的防爆灯 具最不利条件下温度测试系统， 其特征在于： 所述压力 传感器和湿度传感器分别用于测试环境的压力和湿度。 5.根据权利要求1所述的防爆灯 具最不利条件下温度测试系统， 其特征在于： 所述显示 屏用于显示系统工作状态、 测试环境温度、 测试环境湿度、 测试环境压力、 防爆灯具壳体和 玻璃罩上的温度数据。 6.根据权利要求1所述的防爆灯 具最不利条件下温度测试系统， 其特征在于： 所述人机 交互面板用于实现电源控制和测试系统的启动、 测试和停止， 包括多路供电装置电源启动 与停止按钮、 PIC单片机电源启动控制按钮、 防爆灯具电源启动控制按钮、 显示屏电源启动 控制按钮、 工业计算机电源启动控制按 钮， 测试系统起动、 测试和停止按 钮， 急停按 钮。 7.一种防爆灯具最不利条件下温度测试方法， 基于权利要求1所述测试系统实现， 包括 以下步骤： 步骤1、 通过人机交互面板启动多路供电装置电源、 PIC单片机电源、 显示屏电源、 工业 计算机电源， 根据防爆灯具电压等级选择 供电线路， 启动防爆灯具电源； 步骤2、 PIC单片机通过人机交互面板控制移动模块运动使防爆感应灯具处于全功率运 行状态， 保证防爆感应灯具温度测试 过程始终处于最 不利条件下； 步骤3、 PIC单片机接收电流互感器、 电压互感器、 压力传感器、 湿度传感器采集的电信 号， 将电信号转换成对应的电流、 电压、 压力、 湿度数据， 在 任一数据超 出设置值时停止防爆权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115389045 A 2灯具最不利条件下温度测试， 并在显示屏上进行系统故障提示， 声光警示单元进行声光警 示； 当电流、 电压、 压力和 湿度数据均在设置值范围内时， 执行步骤4， 继续运行防爆灯具最 不利条件下温度测试； 步骤4、 PIC单片机接收热电偶单元A和热电偶单元B采集的温度数据， 并记录 防爆灯具 最不利条件下温度试验时间， 当试验时间到 达设定值后在显示屏上进行提 示； 步骤5、 利用热成像仪在防爆灯具壳体和玻璃罩上寻找最高温度点， 将热电偶单元A固 定在防爆灯具壳体和玻璃罩 最高温度点 位置； 步骤6、 PIC单片机继续接收热电偶单元A采集的n个温度数据t1、 t2，……， tn， 在温度数 据采集1个小时后计算该段时间内的温度数据差值， 进而判断防爆灯具最不利条件下温度 测试是否结束， 计算方法如下： Δt＝tm+60‑tm                             (1) 式中， tm为热电偶单元A第m次采集的温度数据， m为1到n ‑60区间的正整数； tm+60为热电 偶单元A第m+60次采集的温度数据； Δt为热电偶单元A第m+60次和第m次采集的温度数据差 值； PIC单片机比较Δt与1之间的大小， 如果Δt大于或等于1， 则PIC单片机控制热电偶单 元A和热电偶单元B继续采集环 境温度和防爆灯具最不利条件 下温度数据， 并执行步骤7， 如 果Δt小于1则防爆灯具最不利条件下温度测试结束； tn为防爆灯具最不利条件下实际温 度； 步骤7、 PIC单片机实时接收热电偶单元A和热电偶单元B采集环境温度和防爆灯具最不 利条件下温度数据， 并对环境温度进 行处理得到温度试验后四分之一时间内的平均温度,， 并换算得到防爆灯具最 不利条件下的温度数据， 如下公式所示： 其中， Tw为防爆灯具最不利条件下温度； T1为防爆灯具最不利条件温度测试后四分之一 时间内环境第一个温度； T2为防爆灯具最不利条件温度测试后四分之一时间内环境第二个 温度； Tg为防爆灯具最不利条件温度测试后四分之一时间内环境最后一个温度； g为防爆灯 具最不利条件温度测试后四分之一时间内采集环境温度数量； 步骤8、 PIC单片机将防爆灯 具最不利条件下温度与防爆灯 具最不利条件温度测试标准 要求数据进行比较， 判断防爆灯具最不利条件下温度测试是否合格； 如果防爆灯具最不利 条件温度测试标准要求数据大于防爆灯具最不利条件下温度， 则防爆灯具最不利条件下温 度测试合格； 如果防爆灯具最不利条件下温度测试标准要求数据等于或小于防爆灯具最不 利条件下温度， 则防爆灯具最 不利条件温度测试不 合格。 8.根据权利要求7所述的防爆灯具最不利条件下温度测试方法， 其特征在于： 所述PIC 单片机通过人机交互面板控制移动模块运动使防爆感应灯具处于全功率运行状态的具体 方法为： 防爆感应灯具采用无线驱动方式触发， 在防爆感应灯具低功率运行状态下， PIC单片机 控制移动模块沿与防爆感应灯具为圆心O的圆切线方向的直线L上移动， 找到与圆心O对称 的两个防爆感应灯感应点， 并在距离两个防爆感应灯感应点一定距离的两个端点范围内往 返运动。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115389045 A 3