【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及溫度監(jiān)測，具體是涉及一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)及溫度監(jiān)測方法與應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、隨著現(xiàn)代工業(yè)化進程的加快，溫度監(jiān)測在眾多領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用，尤其是在電子設(shè)備、制造業(yè)、化工和醫(yī)療等行業(yè)中，實時監(jiān)測溫度變化能夠有效防止設(shè)備發(fā)生故障以及材料發(fā)生老化。
2、現(xiàn)有的溫度測量設(shè)備，如紅外測溫設(shè)備和溫度傳感器，盡管可以實現(xiàn)溫度檢測，但往往存在成本高、安裝復(fù)雜以及設(shè)備本身可能引發(fā)安全隱患的問題。此外，各類傳統(tǒng)溫度計無法直觀顯示溫度變化，且在環(huán)境溫度變化較快時，響應(yīng)速度較慢。
3、近年來，溫度響應(yīng)材料（如液晶彈性體、形狀記憶聚合物等）逐漸成為溫度監(jiān)測研究的熱點。這些材料的某些物理或化學(xué)性質(zhì)會隨著溫度的變化而發(fā)生顯著變化，從而可用于溫度檢測。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，溫度響應(yīng)材料的應(yīng)用仍然受到一些限制，特別是在如何將材料的顏色變化與環(huán)境溫度有效關(guān)聯(lián)的問題上，尚未有成熟的方法來實現(xiàn)高精度的溫度監(jiān)測。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此，本專利技術(shù)提供了一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)及溫度監(jiān)測方法與應(yīng)用，通過膽甾型液晶彈性體薄膜的顏色變化來實現(xiàn)被監(jiān)測物的溫度變化反饋的可視化。
2、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括：
3、膽甾型液晶彈性體薄膜，用于根據(jù)自身的顏色變化來表征被監(jiān)測物的溫度變化；
4、成像設(shè)備，用于捕捉所述膽甾型液晶彈性體薄膜的顏色變化并形成光學(xué)圖像；
5、處理器，用于接收所述光學(xué)圖像，并將所述光學(xué)圖像輸入訓(xùn)練好的基于顏色的溫度檢測模型中進行處理，以輸出對應(yīng)條件下的溫度值。
6、第二方面，本專利技術(shù)提供了一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，包括以下步驟：
7、步驟s11，將膽甾型液晶彈性體薄膜置于待監(jiān)測物的表面；
8、步驟s12，采用成像設(shè)備捕捉所述膽甾型液晶彈性體薄膜的顏色變化并形成光學(xué)圖像；
9、步驟s13，通過處理器接收所述光學(xué)圖像，并將所述光學(xué)圖像輸入訓(xùn)練好的基于顏色的溫度檢測模型中進行處理，以輸出對應(yīng)條件下的溫度值。
10、進一步地，在所述步驟s13中，所述基于顏色的溫度檢測模型的構(gòu)建包括以下步驟：
11、步驟s131，在將進行單軸拉伸且保持拉伸狀態(tài)的紅色的膽甾型液晶彈性薄膜，置于烘箱中進行烘烤至動態(tài)共價鍵完全交換后，將膽甾型液晶彈性薄膜從烘箱中取出進行冷卻至室溫，并裁剪成藍色樣品薄膜；
12、步驟s132，將藍色樣品薄膜放置于熱臺上，在預(yù)設(shè)時間內(nèi)，通過成像設(shè)備捕捉藍色樣品薄膜的顏色變化以生成光學(xué)圖像，并將光學(xué)圖像進行預(yù)處理以形成rgb圖像，同時與記錄的對應(yīng)溫度條件以形成第一溫度標簽文件；
13、步驟s133，采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立基于顏色的溫度檢測模型，并將第一溫度標簽文件輸入至基于顏色的溫度檢測模型中進行迭代訓(xùn)練；
14、步驟s134，通過損失函數(shù)不斷優(yōu)化基于顏色的溫度檢測模型的參數(shù)，同時通過驗證集評估基于顏色的溫度檢測模型的性能，并根據(jù)評估結(jié)果調(diào)整基于顏色的溫度檢測模型的超參數(shù)，以達到最優(yōu)的基于顏色的溫度檢測模型。
15、進一步地，在步驟s134中，損失函數(shù)為平均平方誤差損失函數(shù)，且在最優(yōu)的基于顏色的溫度檢測模型中，學(xué)習(xí)率為0.0005，批量大小為16，訓(xùn)練輪次為100。
16、第三方面，本專利技術(shù)提供了一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，包括：
17、多個膽甾型液晶彈性體薄膜，多個所述膽甾型液晶彈性體薄膜以像素陣列方式粘貼在黑色油紙上，用于根據(jù)自身的顏色變化來表征被監(jiān)測物的溫度變化；
18、成像設(shè)備，用于捕捉所述膽甾型液晶彈性體薄膜的顏色變化并形成光學(xué)圖像；
19、紅外成像設(shè)備，用于捕捉所述膽甾型液晶彈性體薄膜的顏色變化并形成與所述光學(xué)圖像對應(yīng)條件下的紅外溫度圖像；
20、處理器，用于接收所述光學(xué)圖像和所述紅外溫度圖像，并將所述光學(xué)圖像輸入訓(xùn)練好的基于顏色陣列的溫度映射模型中進行處理，以輸出對應(yīng)條件下的溫度分布圖。
21、第四方面，本專利技術(shù)提供了一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，包括以下步驟：
22、步驟s21，在將多個膽甾型液晶彈性體薄膜以像素陣列方式粘貼在黑色油紙上形成陣列薄膜后，將陣列薄膜置于待監(jiān)測物的表面；
23、步驟s22，采用成像設(shè)備捕捉所述膽甾型液晶彈性體薄膜的顏色變化并形成光學(xué)圖像；
24、步驟s23，采用紅外成像設(shè)備捕捉所述膽甾型液晶彈性體薄膜的顏色變化并形成與所述光學(xué)圖像對應(yīng)條件下的紅外溫度圖像；
25、步驟s24，通過處理器接收所述光學(xué)圖像和所述紅外溫度圖像，并將所述光學(xué)圖像和所述紅外溫度圖像輸入訓(xùn)練好的基于顏色陣列的溫度映射模型中進行處理，以輸出對應(yīng)條件下的溫度分布圖。
26、進一步地，在所述步驟s24中，所述基于顏色陣列的溫度映射模型的構(gòu)建包括以下步驟：
27、步驟s241，在將進行單軸拉伸且保持拉伸狀態(tài)的紅色的膽甾型液晶彈性薄膜，置于烘箱中進行烘烤至動態(tài)共價鍵完全交換后，將膽甾型液晶彈性薄膜從烘箱中取出進行冷卻至室溫，并將裁剪成綠色樣品薄膜以像素陣列方式粘貼在黑色油紙上形成陣列薄膜；
28、步驟s242，將陣列薄膜放置于玻璃板上，使用明火源加熱不同位置，在預(yù)設(shè)時間內(nèi)，通過成像設(shè)備捕捉陣列薄膜被加熱區(qū)域的顏色變化以生成光學(xué)圖像，并將光學(xué)圖像進行預(yù)處理以形成rgb圖像；
29、步驟s243，采用紅外成像設(shè)備捕捉陣列薄膜的顏色變化并形成與所述光學(xué)圖像對應(yīng)條件下的紅外溫度圖像；
30、步驟s244，采用生成式對抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立基于顏色陣列的溫度映射模型，并將rgb圖像和紅外溫度圖像形成的第二溫度標簽文件輸入至基于顏色陣列的溫度映射模型中進行迭代訓(xùn)練；
31、步驟s245，通過損失函數(shù)不斷優(yōu)化基于顏色陣列的溫度映射模型的參數(shù)，同時通過驗證集評估基于顏色陣列的溫度映射模型的性能，并根據(jù)評估結(jié)果調(diào)整基于顏色陣列的溫度映射模型的超參數(shù)，以達到最優(yōu)的基于顏色陣列的溫度映射模型。
32、進一步地，在步驟s245中，損失函數(shù)為二進制交叉熵損失函數(shù)，且在最優(yōu)的基于顏色陣列的溫度映射模型中，生成器學(xué)習(xí)率為0.00005，判別器學(xué)習(xí)率為0.000005，批量大小為16，訓(xùn)練輪次為100。
33、進一步地，所述膽甾型液晶彈性體薄膜的制備方法，包括以下步驟：
34、步驟s31，將熱響應(yīng)液晶單體、手性摻雜劑、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑、動態(tài)共價鍵和催化劑按預(yù)設(shè)的質(zhì)量比加入有機溶劑中進行溶解，以形成前驅(qū)體溶液，其中，所述熱響應(yīng)液晶單體、手性摻雜劑、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑、動態(tài)共價鍵和催化劑的質(zhì)量比為：1107mg：46mg：270mg：10mg：136mg：3mg；
35、步驟s本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，在所述步驟S13中，所述基于顏色的溫度檢測模型的構(gòu)建包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，在步驟S134中，損失函數(shù)為平均平方誤差損失函數(shù)，且在最優(yōu)的基于顏色的溫度檢測模型中，學(xué)習(xí)率為0.0005，批量大小為16，訓(xùn)練輪次為100。
5.一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，在所述步驟S24中，所述基于顏色陣列的溫度映射模型的構(gòu)建包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，在步驟S245中，損失函數(shù)為二進制交叉熵損失函數(shù)，且在最優(yōu)的基于顏色陣列的溫度映射模型中，生成器學(xué)習(xí)率為0.00005，判別器學(xué)習(xí)率為0.000005，批量大小為16，訓(xùn)練輪次為100。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述膽甾型液晶彈性體薄膜的制備方法，包括以下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測電子設(shè)備表面溫度中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，在所述步驟s13中，所述基于顏色的溫度檢測模型的構(gòu)建包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)的溫度監(jiān)測方法，其特征在于，在步驟s134中，損失函數(shù)為平均平方誤差損失函數(shù)，且在最優(yōu)的基于顏色的溫度檢測模型中，學(xué)習(xí)率為0.0005，批量大小為16，訓(xùn)練輪次為100。
5.一種基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于熱響應(yīng)膽甾型液晶彈性體的溫度監(jiān)測系...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：江賽華，趙皓天，劉明珠，肖舒，
申請(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。