CN110207851B - 一种温度箱用时自动统计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温度箱用时自动统计方法，通过对温度箱加装温度数据监测装置和布置监测***，实现对多台温度箱同时进行检测，根据温度箱工作状态下的温度范围以及温度变化范围，实现自动监测和判断该时段是否处于工作状态，完全不再依赖于温度箱本身的硬件***或软件***，这使得本发明可以广泛适用于各种品牌、各种型号的温度箱设备的用时和利用率的自动化统计工作。

Description

一种温度箱用时自动统计方法
技术领域
本发明涉及统计方法，特别涉及一种温度箱用时自动统计方法。
背景技术
温度箱设备主要包括温度试验箱、恒温箱、实验室培养箱、冰箱等提供可控的温度环境条件的设备，尤其在检验检测和科学研究领域中有着广泛的应用，检验检测和科研机构对温度箱设备也有较大的投资，因此，有效准确全面地统计温度箱设备的用时，对于检验检测和科研机构提高设备利用率、改进设备投资效益以及制定科学的投资决策有着重要的意义。
目前，温度箱设备的用时和利用率的统计和测量的已知的主要方法包括如下三种：
第一种方法是手工统计，即温度箱设备的每次使用，需要通过人工在设备使用记录表中记录设备的开始使用时间和结束使用时间，进而计算出设备的用时和利用率，这是目前大多数检验检测和科研机构所采用的统计方法。这种方法除了需要耗费大量的人力成本外，也很难做到实时、准确和全面的统计。
第二种方法是通过温度箱设备自带的用时统计软件完成统计工作，这种方法仅仅适用于带有用时统计功能的智能温度箱设备，为了方便统计，需要另外购买相关的统计和分析软件，成本较高，而且由于温度箱品牌众多，不同智能温度箱品牌之间的统计软件无法兼容，因此每个品牌的统计软件需要单独购买，这样导致使用单位无法方便快捷地开展全部设备的用时和利用率统计工作，所以在实际情况中，检验检测和科研机构即使采购了带有自动用时统计功能的智能温度箱设备，也往往采用手工的方法进行用时统计。
第三种方法是使用实验室信息管理***进行设备的用时统计和利用率计算，但这种方法，需要实验室信息管理***中集成了与温度箱设备之间的通讯协议，同第二种方法类似，只适用于能够与信息***通讯的智能温度箱设备，而且不同品牌的设备的通讯协议是不一样的，需要分别进行定制开发，成本十分高昂，所以，这种方法仅适用于专业化程度高、温度箱设备品牌单一的检验检测和科研机构中，无法推广使用。
经过调研，绝大多数的检验检测和科研机构依然无法实现温度箱设备用时统计的自动化和便捷化，主要原因是：检验检测和科研机构使用了多个品牌的温度箱设备，且以非智能化温度箱设备为主，而目前现有的自动化统计方案对温度箱设备本身存在着严重的依赖。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种温度箱用时自动统计方法，所述方法包括：
S1：将温度数据监测设备安装在温度箱上，并且设定工作状态温度值特征和温度采集时间间隔；
S2：通过温度数据监测设备对温度箱内的温度值进行采集，并且发送给监测***；
S3：监测***将所述温度值与工作状态温度值特征进行比较，如果所述温度值与所述工作状态温度值特征匹配，则工作状态计数加一；如果所述温度值与所述工作状态温度值特征不匹配，则非工作状态计数加一；
S4：根据工作状态和非工作状态的计数乘以温度采集时间间隔得到工作时间和非工作时间；而后计算温度箱的利用率＝工作时间/(工作时间+非工作时间)；
其中，所述工作状态温度值特征包括工作状态下的温度范围以及工作状态下温度值变化范围。
进一步对，所述工作状态温度值特征通过获取工作时温度箱内的温度范围以及温度箱内温度的变化速率范围，并且结合所设定的所述温度采集时间间隔得到；其中，所述工作状态下温度值变化范围为所述温度箱内温度的变化速率范围乘以所述温度采集时间间隔。
进一步对，步骤S3中，所述温度值与所述工作状态温度值特征进行比较的方法为，
S31:连续采集温度箱的三次温度值，判断三次采集的所述温度值是否在所述工作状态下的温度范围内，如果三次采集的所述温度值至少一次采集温度在所述工作状态下的温度范围内，则三次采集的所述温度值均判断为在工作状态，如果三次采集的所述温度值均不在所述工作状态下的温度范围内，与所述工作状态下温度值变化范围比较；
S32：通过采集的三个所述温度值，计算相邻温度值之间的差值，得到两个温度差值的绝对值，并且与所述工作状态下温度值变化范围进行比较，如果两个温度值的绝对值处于所述工作状态下温度值变化范围内，则判定为三次采集的所述温度值均为工作状态；反之，则判断为非工作状态。
进一步对，将连续采集的三次温度值作为一个状态块，当三次温度值判断为工作状态时，工作状态块数量加一，反之非工作状态块数量加一；工作时间＝工作状态块数量*温度采集时间间隔*3，非工作时间＝非工作状态块数量*温度采集时间间隔*3。
进一步对，所述温度数据监测设备包括温度传感器、控制模块和通信模块，所述控制模块设置在所述温度箱外，所述温度传感器设置在所述温度箱内，所述控制模块与所述温度传感器通过引线连接，所述通信模块与所述控制模块连接，所述控制模块利用所述通信模块将采集到的温度信息发送给检测***。
本发明取得的有益效果：
本发明通过对温度箱增装温度数据检测装置对温度箱内的温度进行采集，通过实时监测温度箱设备内的温度值并根据温度值和其变化情况来识别温度箱设备的工作状态，该装置独立工作，完全不再依赖于温度箱本身的硬件***或软件***，方便了对温度箱利用率的统计，并且改装成本低，广泛适用于各种品牌、各种型号的温度箱设备的用时和利用率的自动化统计工作。
附图说明
图1为温度数据监测装置和监测***的框图；
图2是温度数据监测装置在温度箱设备上布置方式的示意图；
图3是温度数据监测装置的设计电路图；
图4是温度箱内温度值一个典型的变化曲线；
图5是本发明一种温度箱用时自动统计方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种温度箱用时自动统计方法，通过温度数据监测装置和监测***配合完成，通过温度数据监测装置采集温度信息，发送给监测***进行统计分析。
具体的，如图1所示，温度数据监测装置用于测量温度箱内的温度值，该温度数据监测装置完全独立于温度箱设备，将采集到的温度值数据通过有线网络或无线网络传输到部署在本地或云端服务器的监测***中，监测***的数据服务层用于把接收到的温度数据进行识别和处理，并按照预先定义的方式存储到数据库中；业务逻辑层是整个***的核心，规定如何利用温度值数据和其变化情况来识别温度箱设备的工作状态的规则和算法，并通过访问数据层的接口完成对数据的操作；用户应用层用于用户与整个***的交互，通过用户应用层，用户可以设置相关的参数，以适应温度箱设备的不同工作状况，也用于显示监测到的温度数据和统计到的设备工作用时和利用率。
如图2所示，图2示出的是温度数据监测装置的安装图，其中，温度数据监测装置包括温度传感器203、控制模块202和通信模块204，控制模块202设置在温度箱201外，即温度数据监测装置的主体设置在温度箱201外壁上或者温度箱201附近位置，温度传感器203通过引线与控制模块202连接，并且安装在温度箱201内，通信模块204可以是WIFI模块,也可以是有线网络模块(图示以WIFI模块为例)，控制模块202将温度传感器203采集到的温度数据通过通信模块204发送给监测***。
如图3所示，图3示出的是温度数据监测装置的设计电路图，其中301是以EMW3165WIFI模块为主要部件构成的温度数据处理和通信的电路图，用于实现温度数据的处理，以及实现与监控***之间的数据通信；302是温度传感器电路图，用于实现温度数据的采集；303是数据存储的电路图，用于实现温度数据的硬件端的存储，其他部分为辅助电路，用于确保温度数据监测装置的功能实现。
一种温度箱用时自动统计方法，方法包括：
S1：将温度数据监测设备安装在温度箱上，在监测***内设定工作状态温度值特征和温度采集时间间隔，其中，工作状态温度值特征包括工作状态下的温度范围以及工作状态下温度值变化范围；
S2：通过温度数据监测设备对温度箱内的温度值进行采集，并且发送给监测***；
S3：监测***将温度值与工作状态温度值特征进行比较，如果温度值与工作状态温度值特征匹配，则工作状态计数加一；如果温度值与工作状态温度值特征不匹配，则非工作状态计数加一；
S4：根据工作状态和非工作状态的计数乘以温度采集时间间隔得到工作时间和非工作时间；而后计算温度箱的利用率＝工作时间/(工作时间+非工作时间)。
其中，工作状态温度值特征通过获取工作时温度箱内的温度范围以及温度箱内温度的变化速率范围，并且结合所设定的温度采集时间间隔得到；其中，工作状态下温度值变化范围为温度箱内温度的变化速率范围乘以温度采集时间间隔。
具体的，步骤S3中，温度值与工作状态温度值特征进行比较的方法为，
S31:连续采集温度箱的三次温度值，判断三次采集的所述温度值是否在所述工作状态下的温度范围内，如果三次采集的所述温度值至少一次采集温度在所述工作状态下的温度范围内，则三次采集的所述温度值均判断为在工作状态，如果三次采集的所述温度值均不在所述工作状态下的温度范围内，与所述工作状态下温度值变化范围比较；
S32：通过采集的三个温度值，计算相邻温度值之间的差值，得到两个温度差值的绝对值，并且与工作状态下温度值变化范围进行比较，如果两个温度值的绝对值处于工作状态下温度值变化范围内，则判定为三次采集的温度值均为工作状态；反之，则判断为非工作状态。
优选的，将连续采集的三次温度值作为一个状态块，当三次温度值判断为工作状态时，工作状态块数量加一，反之非工作状态块数量加一；工作时间＝工作状态块数量*温度采集时间间隔*3，非工作时间＝非工作状态块数量*温度采集时间间隔*3。
下面结合具体实施例进行阐述，例如温度箱常年放置的环境温度为10℃到30℃之间，能够以0.5℃/min到2℃/min的温度变化速率进行升温和降温操作，温度稳定后温度值的波动度小于0.5℃，常用来开展温度不小于40℃的高温试验和不高于0℃的低温试验，因此该温度箱在工作状态下，箱内的温度值具备如下特征：(1)温度不低于40℃或不高于0℃，或者，(2)温度值在0℃到40℃之间，但以0.5℃/min到2℃/min之间的温度变化速率进行升温和降温时。温度值或温度变化不具备这两个特征时，则表明该温度箱处于非工作状态。
图4所示的是图2中温度箱201开展高温试验工作时的一个典型温度变化曲线，其中A401是温度箱非工作状态时的箱内的温度变化曲线，A402和A403是温度箱的工作状态时的温度变化曲线，其中A402是升温过程的曲线，A403是温度箱达到设定的温度值时的温度保持曲线。
如图5所示，设定每次温度采集时间为2分钟，连续采集三次温度进行识别，并设定为一个状态块，首先，判断三个温度值是都在0-40℃之间，如果都不在该范围内，则进行与温度值变化范围进行比较；反之，则直接判断为温度箱处于工作状态，工作状态块数量+1。计算相邻两个温度值的差值，取其绝对值，如果差值绝对值处于1-4℃之间(其中两个差值都必须处于该范围)，判断温度箱处于工作状态，工作状态块+1；反之，判断该设备处于非工作状态下，非工作状态块+1。
工作状态块的数量为Cw，非工作状态块的数量为Cr，则：
该温度箱的工作总用时Tw使用公式(1)计算：
Tw＝Cw×6(分钟) 公式(1)；
该温度箱的工作的利用率Ru使用公式(2)计算：
Ru＝Cw/(Cw+Cr)×100％ 公式(2)；
根据每个温度箱设备的工作状态时的温度特征分别建立其适合的工作用时统计的规则，实现对多台温度箱设备工作用时的同时统计。
本发明实施例中，用户可以在监测软件***端查询该***实施后的任意时间段内的温度箱设备的工作用时和利用率，并可根据需要绘制成图表或变化曲线，并可以将所得到的数据导入到其他信息管理***中作为基础数据使用。
应当注意的，上述温度采集时间间隔为选取用来判断温度值数据的时间间隔，并非温度传感器自身采集温度的时间间隔。
为了准确地对温度箱内的温度值和温度变化状态进行识别和判断，选取用来判断的温度值数据的时间间隔应不小于温度传感器采集温度箱内温度值数据的时间间隔。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (4)

1.一种温度箱用时自动统计方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：将温度数据监测设备安装在温度箱上，并且设定工作状态温度值特征和温度采集时间间隔；
S2：通过温度数据监测设备对温度箱内的温度值进行采集，并且发送给监测***；
S3：监测***将所述温度值与工作状态温度值特征进行比较，如果所述温度值与所述工作状态温度值特征匹配，则工作状态计数加一；如果所述温度值与所述工作状态温度值特征不匹配，则非工作状态计数加一；
S4：根据工作状态和非工作状态的计数乘以温度采集时间间隔得到工作时间和非工作时间；而后计算温度箱的利用率＝工作时间/(工作时间+非工作时间)；
其中，所述工作状态温度值特征包括工作状态下的温度范围以及工作状态下温度值变化范围；
步骤S3中，所述温度值与所述工作状态温度值特征进行比较的方法为，
S31:连续采集温度箱的三次温度值，判断三次采集的所述温度值是否在所述工作状态下的温度范围内，如果三次采集的所述温度值至少一次采集温度在所述工作状态下的温度范围内，则三次采集的所述温度值均判断为在工作状态，如果三次采集的所述温度值均不在所述工作状态下的温度范围内，与所述工作状态下温度值变化范围比较；
S32：通过采集的三个所述温度值，计算相邻温度值之间的差值，得到两个温度差值的绝对值，并且与所述工作状态下温度值变化范围进行比较，如果两个温度值的绝对值均处于所述工作状态下温度值变化范围内，则判定为三次采集的所述温度值均为工作状态；反之，则判断为非工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种温度箱用时自动统计方法，其特征在于，所述工作状态温度值特征通过获取工作时温度箱内的温度范围以及温度箱内温度的变化速率范围，并且结合所设定的所述温度采集时间间隔得到；其中，所述工作状态下温度值变化范围为所述温度箱内温度的变化速率范围乘以所述温度采集时间间隔。
3.根据权利要求1所述的一种温度箱用时自动统计方法，其特征在于，将连续采集的三次温度值作为一个状态块，当三次温度值判断为工作状态时，工作状态块数量加一，反之非工作状态块数量加一；工作时间＝工作状态块数量*温度采集时间间隔*3，非工作时间＝非工作状态块数量*温度采集时间间隔*3。
4.根据权利要求1所述的一种温度箱用时自动统计方法，其特征在于，所述温度数据监测设备包括温度传感器、控制模块和通信模块，所述控制模块设置在所述温度箱外，所述温度传感器设置在所述温度箱内，所述控制模块与所述温度传感器通过引线连接，所述通信模块与所述控制模块连接，所述控制模块利用所述通信模块将采集到的温度信息发送给检测***。
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