一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法

本发明涉及感应加热，具体涉及一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法。

背景技术：

1、感应加热是冶金过程中最重要加热方式之一。具有安全、高效、环保的优点温度是感应加热设备的重要控制指标，其控制精度直接影响被加热工件的物理性能。而感应加热过程中金属物理性质在升温过程中发生变化，包括电阻率和磁导率都在不断变化的，导致电源系统谐振电路的等效负载不断地变化，导致电源的输出功率出现变化，以及谐振电路的谐振频率的不断变化。因此，电源输出功率必须采用闭环控制，频率跟踪采用锁相环闭环控制，被加热工件的温度是电源功率控制的最终目的，也要采用闭环控制。

2、受负载变化的影响，感应加热温度、湿度和使用时长等数据，和电阻的变化关系难以建立精确的数学模型，并存在许多外加干扰，如源电压波动，谐振频率变化等，使模型具有一定的不确定性，需要引入新的控制方法以提高其抗扰性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，解决以下技术问题：

2、受负载变化的影响，感应加热温度、湿度和使用时长等数据，和电阻的变化关系难以建立精确的数学模型，并存在许多外加干扰。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，包括以下步骤：

5、间隔采集感应电源的电阻数据和客观指标，所述客观指标包括环境数据和使用时长t，所述环境数据包括温度w和湿度h；

6、将所述环境数据仅预处理，将预处理后的环境数据根据采集的顺序进行排序，生成环境数据序列，每隔一个采集时间点对环境数据进行累加，生成环境数据累加序列，当采集次数为n时，则对应的温度累加值为对应的湿度累加值为使用时长累加值即为t；

7、获取若干个两次环境数据相同的采集时间点对应的感应电源电阻，计算每对采集时间点对应的电阻差值和采集视差的比例，根据比例计算电阻随时间的平均损耗速度v；

8、获取未来时间段t1内环境数据累加值随时间变化并生成第一变化曲线，生成环境数据累加值历史变化曲线，从所述环境数据累加值历史变化曲线中提取所述第一变化曲线相似度最高的曲线段，并标记为第二变化曲线，提取第二变化曲线同时段感应电源电阻的变化曲线并标记为第三变化曲线；

9、将所述第三变化曲线叠加平均损耗速度v后，标记为电阻值预测曲线，并，计算未来时间段t1内任意时间点的预测电阻值，并根据预测电阻值和实时电流计算热量产生速度，当热量产生速度大于预设阈值时，进行提示。

10、作为本发明进一步的方案：所述预处理的过程为：

11、将环境数据根据时间进行排序，基于dbscan聚类的方法检测环境数据中的异常值，将检测到的异常值进行删除，通过插值算法对环境数据进行修正，并通过中值滤波减少环境数据中的噪声。

12、作为本发明进一步的方案：对比曲线相似度的过程为：

13、将未来时间段t1内的环境数据进行拟合获得第一变化曲线；所述t1小于一天，将历史环境数据进行拟合生成环境数据历史变化曲线，获取环境数据历史变化曲线中与第一变化曲线日期不同但时段相同的若干个子曲线段，分别将子曲线段和第一变化曲线进行相似度对比，选取相似度最高的子曲线并标记为第二变化曲线。

14、作为本发明进一步的方案：曲线拟合的过程为：

15、以固定间隔分别获取所述第一变化曲线和子曲线中的所有点，将点的数量标记为m，抛物线拟合函数公式分别为：

16、t＝a1t2+b1t+c1，h＝a2t2+b2t+c2

17、则参数a1、b1、c1的求解公式为：

18、

19、

20、

21、a2、b2、c2的求解公式为：

22、

23、

24、

25、作为本发明进一步的方案：分别获取温度和湿度的未来变化曲线，计算未来任一时刻的环境数据累加速度，将未来任一时刻的累加速度叠加平均损耗速度v，当总速度大于预设阈值时，对感应电源进行主动降温和控湿操作。

26、作为本发明进一步的方案：建立感应电源电阻随使用时长的变化数据，并生成电阻随时长的变化的折线，当任一折线段的斜率绝对值大于预设阈值时，将对应感应电源的温度和湿度与历史平均值进行对比，若对比差值大于预设阈值，则对感应电源进行主动降温和控湿操作。

27、本发明的有益效果：

28、本发明基于真空感应加热的温度跟踪监控方法通过采集和预处理环境数据及感应电源电阻值，结合使用时长，能有效预测未来时间段内感应电源的电阻变化，实现对热量产生速度的实时监控并在超出预设阈值时进行提示。此外，该方法还能通过曲线相似度对比和拟合，动态调整感应电源的温度和湿度，保障设备稳定运行，并通过数据驱动支持决策，提高安全性和效率。

技术特征：

1.一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，其特征在于，所述预处理的过程为：

3.根据权利要求1所述的一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，其特征在于，对比曲线相似度的过程为：

4.根据权利要求1所述的一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，其特征在于，曲线拟合的过程为：

5.根据权利要求1所述的一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，其特征在于，分别获取温度和湿度的未来变化曲线，计算未来任一时刻的环境数据累加速度，将未来任一时刻的累加速度叠加平均损耗速度v，当总速度大于预设阈值时，对感应电源进行主动降温和控湿操作。

6.根据权利要求5所述的一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，其特征在于，建立感应电源电阻随使用时长的变化数据，并生成电阻随时长的变化的折线，当任一折线段的斜率绝对值大于预设阈值时，将对应感应电源的温度和湿度与历史平均值进行对比，若对比差值大于预设阈值，则对感应电源进行主动降温和控湿操作。

技术总结本发明公开了一种基于真空感应加热的温度跟踪监控方法，属于感应加热技术领域，具体包括：间隔采集感应电源的电阻数据和客观指标；生成环境数据累加序列，计算电阻随时间的平均损耗速度v；从历史环境数据累加值曲线中提取未来时间段t1环境数据累加值曲线相似度最高的曲线段，提取对应的感应电源电阻的变化曲线并标记为第三变化曲线；将所述第三变化曲线叠加平均损耗速度v后，标记为电阻值预测曲线，计算预测电阻值根据预测电阻值和实时电流计算热量产生速度，当热量产生速度大于预设阈值时，进行提示；本发明实现了对感应电源电阻和温度控制的综合分析。技术研发人员：郭继宁,郝发强,于占东受保护的技术使用者：渤海大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23