基于pid控制的封閉腔內(nèi)的自然對流傳熱裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于對流傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域，涉及一種基于PID控制的封閉腔內(nèi)的自然對流傳熱裝置。本實(shí)用新型在封閉腔的四個絕緣壁面中的兩個相對面上分別設(shè)置有冷卻壁面和加熱壁面，在對應(yīng)于冷卻壁面和加熱壁面的封閉腔外表面開有多個用于插入熱電偶的細(xì)孔。所述冷板緊貼封閉腔的冷卻壁面，冷板上開有進(jìn)水口和出水口，所述恒溫槽通過兩根管道分別與冷板的進(jìn)水口和出水口相連。所述加熱片黏貼在封閉腔的加熱壁面上。所述PID溫控裝置包括轉(zhuǎn)換模塊、輸入模塊、輸出模塊和開關(guān)電源。所述數(shù)據(jù)采集儀與熱電偶信號連接，通過串口線與PC機(jī)信號連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，大大提高了檢測效率。
【專利說明】基于PID控制的封閉腔內(nèi)的自然對流傳熱裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于對流傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于PID控制的自然對流傳熱裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，能源的開發(fā)利用極大地推進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)和人類社會的發(fā)展。隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人口增加、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，能源需求大幅度上升，能源短缺以及能源生產(chǎn)造成的能源環(huán)境問題十分突出，經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的環(huán)境壓力越來越大，嚴(yán)重制約了我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
[0003]熱能是能源的常見存在形式之一，對于熱能的高效輸運(yùn)是長久以來工程研究人員探索的課題。由于溫升導(dǎo)致的浮升力所引起的自然對流是普遍存在而且對于換熱過程有重要影響。管道、輸電線的散熱、電子器件的散熱、暖氣片對室內(nèi)空氣的散熱以及海洋洋流、大氣環(huán)流等都與自然對流有關(guān)。而熱能的輸運(yùn)效率很大程度上取決于熱交換設(shè)備的熱輸運(yùn)能力。因此，對自然對流檢定裝置的研究是十分有必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有的自然對流實(shí)驗(yàn)裝置所存在的問題，提供了一種操作簡便、自動化程度高的新型自然對流檢定裝置。
[0005]本實(shí)用新型包括封閉腔、恒溫槽、PID溫控裝置、熱電偶、加熱片、冷板、數(shù)據(jù)采集儀和PC機(jī)。
[0006]在封閉腔的四個絕緣壁面中的兩個相對面上分別設(shè)置有冷卻壁面和加熱壁面，在對應(yīng)于冷卻壁面和加熱壁面的封閉腔外表面開有多個用于插入熱電偶的細(xì)孔。
[0007]所述冷板緊貼封閉腔的冷卻壁面，冷板上開有進(jìn)水口和出水口，所述恒溫槽通過兩根管道分別與冷板的進(jìn)水口和出水口相連。
[0008]所述加熱片黏貼在封閉腔的加熱壁面上。
[0009]所述PID溫控裝置包括轉(zhuǎn)換模塊、輸入模塊、輸出模塊和開關(guān)電源；其中轉(zhuǎn)換模塊通過串口線與PC機(jī)信號連接，各個模塊由開關(guān)電源供電；所述加熱片與輸出模塊信號連接，熱電偶與輸入模塊信號連接。
[0010]所述數(shù)據(jù)采集儀與熱電偶信號連接，通過串口線與PC機(jī)信號連接。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:結(jié)構(gòu)簡單，采用模塊化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，大大提高了檢測效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2本實(shí)用新型中封閉腔結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖3為本實(shí)用新型中冷板示意圖。
[0015]圖4為本實(shí)用新型中加熱片示意圖。
[0016]圖5為本實(shí)用新型中PID溫控裝置示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0018]如圖1所示，封閉腔101提供一個密閉的環(huán)境。封閉腔101結(jié)構(gòu)如圖2所示，銅塊202作為封閉腔101的冷卻壁面，銅塊203作為封閉腔101的加熱壁面，封閉腔體201表面鉆幾個深至兩銅塊垂直軸線的細(xì)孔204，將熱電偶106、110埋入，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)采集儀109。
[0019]恒溫槽104通過兩根水管103、105分別與冷板102的進(jìn)水端302和出水端303相連，冷板102結(jié)構(gòu)如圖3所示，冷板的冷卻壁面301通過導(dǎo)熱硅脂緊貼作為冷卻壁面的銅塊202表面。
[0020]加熱片111通過粘合劑黏貼在作為加熱壁面的銅塊203表面，通過插入的熱電偶112將采集得的數(shù)據(jù)傳輸給PID溫控裝置113。數(shù)據(jù)采集儀109和PID溫控裝置113分別通過RS232串口線107、114與PC機(jī)108相連接，將采集到的溫度值實(shí)時上傳給PC機(jī)。PC機(jī)108控制PID溫控裝置113，從而控制加熱片111在設(shè)定的溫濕度范圍內(nèi)緩慢上升和下降。加熱片111結(jié)構(gòu)如圖4所示，加熱片加熱部分401黏貼在加熱壁面203表面，信號線402接入開關(guān)電源514的電源正極端、信號線403接入輸出模塊508的信號排線接線端口 509的信號負(fù)端，信號線404 —端接入開關(guān)電源514的電源負(fù)極端，另一端接入輸出模塊508的信號排線接線端口 509的信號正端。
[0021]PID溫控裝置113結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，由轉(zhuǎn)換模塊502、輸入模塊505、輸出模塊508、開關(guān)電源514組成。轉(zhuǎn)換模塊502的通信端口 501通過RS232串口線114與PC機(jī)108相連接。通過信號排線接線端口 503上的信號線510、511分別將轉(zhuǎn)換模塊502、輸入模塊505、輸出模塊508的信號正、負(fù)接線端相連接，通過信號線512、513分別將轉(zhuǎn)換模塊502、輸入模塊505、輸出模塊508的高、低電平接線端連接到開關(guān)電源514的排線接線端口515的24V電源正、負(fù)極端。輸入模塊505的信號排線接線端口 504、506可同時連接8路熱電偶，輸出模塊508的信號排線接線端口 507、509可同時連接8路加熱片。開關(guān)電源514通過電源線516與220V電源相連接。
[0022]本實(shí)用新型工作過程:
[0023]首先將標(biāo)記好順序的熱電偶插入到封閉腔體201的細(xì)孔204中，將熱電偶的引線插入到輸入模塊505的信號排線接線端口 504、506相對應(yīng)的接口中，將加熱片的信號線插入到輸出模塊508的接線端子排507、509相對應(yīng)的接口中。將冷板的冷卻壁面301和加熱片的加熱部分401分別緊貼封閉腔101的冷卻壁面202和加熱壁面203的兩銅塊表面。用RS232串口線連接PC機(jī)108與數(shù)據(jù)采集儀109、PID溫控裝置113中的轉(zhuǎn)換模塊502。
[0024]設(shè)置好溫濕度范圍，通過PID溫控裝置自動開始調(diào)控加熱片，當(dāng)溫度調(diào)控到設(shè)定值時，自動開始讀取數(shù)據(jù)采集儀采集到冷卻壁面和加熱壁面中熱電偶的溫度，并對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行自動保存。提示是否需要設(shè)定下一個溫度點(diǎn)，當(dāng)設(shè)定第二個溫度值，溫度值設(shè)定完成后點(diǎn)擊開始。開始調(diào)節(jié)加熱片到第二個設(shè)定溫度值。當(dāng)整個流程完成后自動進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后自動生成報表。
【權(quán)利要求】
1.基于PID控制的封閉腔內(nèi)的自然對流傳熱裝置，包括封閉腔、恒溫槽、PID溫控裝置、熱電偶、加熱片、冷板、數(shù)據(jù)采集儀和PC機(jī)，其特征在于: 在封閉腔的四個絕緣壁面中的兩個相對面上分別設(shè)置有冷卻壁面和加熱壁面，在對應(yīng)于冷卻壁面和加熱壁面的封閉腔外表面開有多個用于插入熱電偶的細(xì)孔； 所述冷板緊貼封閉腔的冷卻壁面，冷板上開有進(jìn)水口和出水口，所述恒溫槽通過兩根管道分別與冷板的進(jìn)水口和出水口相連； 所述加熱片黏貼在封閉腔的加熱壁面上； 所述PID溫控裝置包括轉(zhuǎn)換模塊、輸入模塊、輸出模塊和開關(guān)電源；其中轉(zhuǎn)換模塊通過串口線與PC機(jī)信號連接，各個模塊由開關(guān)電源供電；所述加熱片與輸出模塊信號連接，熱電偶與輸入模塊信號連接； 所述數(shù)據(jù)采集儀與熱電偶信號連接，通過串口線與PC機(jī)信號連接。
【文檔編號】G01N25/20GK203929694SQ201420309925
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】徐旭, 樓彬, 俞自濤 申請人:中國計(jì)量學(xué)院