一種試件表面多點線性控溫裝置及控溫方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種試件表面多點線性控溫裝置，其控溫箱內部通過不銹鋼板分隔成試驗空間和空氣處理單元，空氣處理單元設置在控溫箱內部后方，試驗空間設置在控溫箱內部前方，通過箱體門在試驗空間內取放試件；隔開試驗空間和空氣處理單元的不銹鋼板上方開有出風口，下方開有回風口；試件上固定有試件表面溫度傳感器。本發明專利技術還公開了上述控溫裝置的控溫方法。本發明專利技術有效的避免了試件局部過溫至損現象的發生，使設備具備良好的試件控溫試驗性能。

Multi point linear temperature control device for surface of specimen and temperature control method

The invention discloses a specimen surface multi point linear temperature control device, the temperature control box through the stainless steel plate is divided into a test space and air handling unit, air handling unit is arranged inside the rear temperature control box, the test space is arranged inside the front door of the temperature control box through the box in the test space take place above the stainless steel specimens; the test board between the space and the air handling unit and an air outlet, is opened with an air return; specimen fixed on the specimen surface temperature sensor. The invention also discloses a temperature control method of the temperature control device. The invention can effectively avoid the occurrence of local over temperature and loss of the test piece, and make the device have good test temperature control performance.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于環境試驗
，具體涉及一種試件表面多點線性控溫裝置及控溫方法。
技術介紹
溫度試驗箱能模擬各種溫度環境,適用于檢測電子、汽車、橡膠、塑料膠、金屬等產品在滿足GJB150A3/4各種惡劣環境下的可靠性及穩定性能等參數，為預測和改進產品的質量及可靠性提供有效的依據。溫度試驗箱的控溫方式分為出風口控溫和試件表面控溫兩種。出風口控溫模式下，控溫傳感器布置于環境試驗箱風道的出風口處，可良好的控制試驗箱內氣體的溫度；試件表面控溫模式下，控溫傳感器固定在環境試驗箱內的試件上，可良好的控制試件本體的溫度。試件表面控溫通常情況下為單點控溫，即只在試件表面迎風面固定一直控溫傳感器，通過設定值與該試件表面溫度傳感器的實際值之差，由PID算法來控制試驗箱的加熱或制冷動作。由于試件通常不是規則的物體，且試驗箱在升降溫過程中試件迎風面與背風面的溫變速率不同，另外，試件上可能存在其它材質的附件，若只按試件表面單一控制器來控制溫度的情況下，很可能因為試驗箱局部溫度過高或過低而導致試件受損。另外，常規試驗箱試件表面控溫模式下只控制試件表面控溫傳感器的數值，并不對試驗箱環境溫度進行控制，在升降溫過程中會出現環境溫度與試件溫度偏差過大從而產生較大的控溫滯后性，即當試件表面溫度到達設定溫度時，環境溫度已經有較大的過沖，即便停止加熱和制冷，試驗箱內空氣仍會將熱量傳遞給試件，從而導致試件表面溫度產生較大的過沖。
技術實現思路
本專利技術的目的是彌補現有技術的不足，提供一種可有效避免試件局部過溫至損現象發生并具備良好的試件控溫試驗性能的試件表面多點線性控溫裝置及控溫方法。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案為，一種試件表面多點線性控溫裝置，包括控溫箱和控制系統兩大部分；其中，控溫箱內部通過不銹鋼板分隔成試驗空間和空氣處理單元，空氣處理單元設置在控溫箱內部后方，試驗空間設置在控溫箱內部前方，通過箱體門在試驗空間內取放試件；隔開試驗空間和空氣處理單元的不銹鋼板上方開有一排網狀的出風口，下方開有一排網狀的回風口；試件的體積不大于試驗空間體積的1/3，且試件固定位置后頂部不高于出風口的下沿，底部不低于回風口的上沿；試件的迎風面、背風面、左側、右側和頂部的中心點分別固定有5支試件表面溫度傳感器,用來監測試件各個面的表面溫度；空氣處理單元的出風口位置布置出風口溫度傳感器，用來監測試驗空間內的溫度，空氣處理單元的中部內布置用于加熱的箱體加熱器和用于降溫的箱體制冷蒸發器；箱體制冷蒸發器連接外部的制冷劑管道，制冷劑管道上設置有制冷電磁閥，以控制制冷劑的開關；空氣處理單元內部空間的頂部布置通風風扇扇葉，通過設置在箱體頂部的通風電機聯動進行旋轉，用來形成循環風道，將箱體加熱器及箱體制冷蒸發器的熱量和冷量帶入試驗箱的試驗空間，來完成試驗箱的加熱和制冷功能。控制系統包括試件表面溫度傳感器、PLC控制器和觸摸屏；PLC控制器連接試件上的5個試件表面溫度傳感器，并將5個試件表面溫度傳感器的讀數的算術平均值顯示在觸摸屏上；PLC控制器還分別和控制連接通風電機、箱體加熱器和制冷電磁閥。所述箱體加熱器為鎳鉻加熱器。所述試件的體積不大于試驗空間體積的1/3，且試件固定位置后頂部不高于出風口的下沿，底部不低于回風口的上沿。上述的試件表面多點線性控溫裝置，其控溫方法為：PLC控制器作為控制核心，觸摸屏作為操控界面與PLC控制器進行實時通訊，PLC控制器將試件表面溫度傳感器和出風口溫度傳感器采集的溫度值與觸摸屏上設定的溫度值進行比較，通過經典PID運算，并將PID運算結果換算為百分比的形式控制制冷電磁閥和箱體加熱器，完成對試驗箱試驗空間的加熱、制冷動作；具體包括以下步驟：步驟1，先在觸摸屏設置出風口控溫參數及試件表面控溫參數；試件實時溫度值則為試件表面溫度傳感器的平均值；將“傳感器報警差值”設置為T，即所選擇的5支試件表面傳感器在控溫過程中任意兩支差值超過T時，系統會報警并提示“試件表面溫差超限”；步驟2，根據試件的特性及用戶要求，通過觸摸屏設置PLC控制器的出風口控溫參數的控溫模式；步驟2.1，若選擇“上下限模式”則當出風口溫度傳感器的溫度值大于“溫度設定上限”或小于“溫度設定下限”時，箱體加熱器及制冷電磁閥停止工作；當該溫度值恢復到上下限之間時，箱體加熱器及制冷電磁閥再按照正常PID輸出百分比工作；步驟2.2，若選擇“允差帶模式”，則當出風口溫度傳感器的溫度值減去試件表面溫度傳感器的均值大于“允差帶上偏差”或當試件表面溫度傳感器的均值減去出風口溫度傳感器的溫度值大于“允差帶下偏差”時，箱體加熱器及制冷電磁閥停止工作，當該溫度值恢復到上下限的允差帶之間時，箱體加熱器及制冷電磁閥再按照正常PID輸出百分比工作。所述步驟1中，T為3℃。本專利技術采用多點控溫的方式為在試件相對試驗空間的各個面設立一只溫控傳感器，并將這些傳感器的平均值作為控制溫度，這樣有效的避免了試件局部過溫至損現象的發生。采取試件表面多點控溫結合出風口允差帶控溫的方式，能有效的提前抑制溫度過沖的產生，避免了因溫度過沖造成的試件損壞現象，使設備具備良好的試件控溫試驗性能。附圖說明圖1為本專利技術的總體布置示意圖。圖2為本專利技術控溫方法的溫度控制曲線示意圖。、圖中，1-試件表面溫度傳感器，2-出風口溫度傳感器，3-PLC控制器，4-觸摸屏，5-通風電機，6-通風風扇扇葉，7-箱體加熱器，8-制冷電磁閥，9-箱體制冷蒸發器，10-試件，11-試驗空間，12-出風口，13-空氣處理單元，14-試件托架，15-回風口，16-允差帶上限，17-允差帶下限，18-試件表面設定溫度，19-試件表面溫度均值，20-控溫箱。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進行進一步描述。一種試件表面多點線性控溫裝置，如圖1所示，包括控溫箱20和控制系統兩大部分。控溫箱20內部通過不銹鋼板分隔成試驗空間11和空氣處理單元13，空氣處理單元13設置在控溫箱20內部后方，試驗空間11設置在控溫箱20內部前方，通過箱體門在試驗空間11內取放試件10；隔開試驗空間11和空氣處理單元13的不銹鋼板上方開有一排網狀的出風口12，下方開有一排網狀的回風口15；試件10的體積不大于試驗空間11體積的1/3，且試件10固定位置后頂部不高于出風口12的下沿，底部不低于回風口15的上沿；試件10的迎風面、背風面、本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種試件表面多點線性控溫裝置，其特征在于包括控溫箱(20)和控制系統兩大部分；其中，控溫箱(20)內部通過不銹鋼板分隔成試驗空間(11)和空氣處理單元(13)，空氣處理單元(13)設置在控溫箱(20)內部后方，試驗空間(11)設置在控溫箱(20)內部前方，通過箱體門在試驗空間(11)內取放試件(10)；隔開試驗空間(11)和空氣處理單元(13)的不銹鋼板上方開有一排網狀的出風口(12)，下方開有一排網狀的回風口(15)；試件(10)的體積不大于試驗空間(11)體積的1/3，且試件(10)固定位置后頂部不高于出風口(12)的下沿，底部不低于回風口(15)的上沿；試件(10)的迎風面、背風面、左側、右側和頂部的中心點分別固定有5支試件表面溫度傳感器(1),用來監測試件(10)各個面的表面溫度；空氣處理單元(13)的出風口(12)位置布置出風口溫度傳感器(2)，用來監測試驗空間(11)內的溫度，空氣處理單元(13)的中部內布置用于加熱的箱體加熱器(7)和用于降溫的箱體制冷蒸發器(9)；箱體制冷蒸發器(9)連接外部的制冷劑管道，制冷劑管道上設置有制冷電磁閥(8)，以控制制冷劑的開關；空氣處理單元(13)內部空間的頂部布置通風風扇扇葉(6)，通過設置在箱體頂部的通風電機(5)聯動進行旋轉，用來形成循環風道，將箱體加熱器(7)及箱體制冷蒸發器(9)的熱量和冷量帶入試驗箱的試驗空間(11)，來完成試驗箱的加熱和制冷功能?？刂葡到y包括試件表面溫度傳感器(1)、PLC控制器(3)和觸摸屏(4)；PLC控制器(3)連接試件(10)上的5個試件表面溫度傳感器(1)，并將5個試件表面溫度傳感器(1)的讀數的算術平均值顯示在觸摸屏(4)上；PLC控制器(3)還分別和控制連接通風電機(5)、箱體加熱器(7)和制冷電磁閥(8)。...

【技術特征摘要】
1.一種試件表面多點線性控溫裝置，其特征在于包括控溫箱(20)和控制
系統兩大部分；其中，控溫箱(20)內部通過不銹鋼板分隔成試驗空間(11)
和空氣處理單元(13)，空氣處理單元(13)設置在控溫箱(20)內部后方，試
驗空間(11)設置在控溫箱(20)內部前方，通過箱體門在試驗空間(11)內
取放試件(10)；隔開試驗空間(11)和空氣處理單元(13)的不銹鋼板上方開
有一排網狀的出風口(12)，下方開有一排網狀的回風口(15)；試件(10)的
體積不大于試驗空間(11)體積的1/3，且試件(10)固定位置后頂部不高于出
風口(12)的下沿，底部不低于回風口(15)的上沿；試件(10)的迎風面、
背風面、左側、右側和頂部的中心點分別固定有5支試件表面溫度傳感器(1),
用來監測試件(10)各個面的表面溫度；空氣處理單元(13)的出風口(12)
位置布置出風口溫度傳感器(2)，用來監測試驗空間(11)內的溫度，空氣處
理單元(13)的中部內布置用于加熱的箱體加熱器(7)和用于降溫的箱體制冷
蒸發器(9)；箱體制冷蒸發器(9)連接外部的制冷劑管道，制冷劑管道上設置
有制冷電磁閥(8)，以控制制冷劑的開關；空氣處理單元(13)內部空間的頂
部布置通風風扇扇葉(6)，通過設置在箱體頂部的通風電機(5)聯動進行旋轉，
用來形成循環風道，將箱體加熱器(7)及箱體制冷蒸發器(9)的熱量和冷量
帶入試驗箱的試驗空間(11)，來完成試驗箱的加熱和制冷功能。控制系統包括
試件表面溫度傳感器(1)、PLC控制器(3)和觸摸屏(4)；PLC控制器(3)連
接試件(10)上的5個試件表面溫度傳感器(1)，并將5個試件表面溫度傳感
器(1)的讀數的算術平均值顯示在觸摸屏(4)上；PLC控制器(3)還分別和
控制連接通風電機(5)、箱體加熱...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣炳嚴，鄧榮武，
申請(專利權)人：天津航天瑞萊科技有限公司，北京航天斯達科技有限公司，北京強度環境研究所，
類型：發明
國別省市：天津;12