本發(fā)明涉及光輻照度檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太陽輻射也亦稱“日射”，通常指太陽向周圍空間放射的電磁波能量。太陽輻射試驗就是評定戶外無遮蔽使用和儲存的設(shè)備經(jīng)受太陽輻射熱和光學(xué)效應(yīng)的能力。而在太陽輻射試驗中，光輻照度的檢測十分重要。

目前光輻照度的檢測方法有兩種，一種是直接采用光輻照度計對自然環(huán)境下的太陽光進行光輻照度的測量，其實現(xiàn)方式是：使用手持式光輻照度計讀取自然環(huán)境下的太陽光照射下的光輻照度值。這種方法功能單一，且其使用范圍極其有限，而且不能配合模擬光源使用。還有一種是利用太陽光輻照度試驗裝置進行測量，但傳統(tǒng)的太陽光輻照度試驗裝置只能進行部分符合標(biāo)準(zhǔn)的小樣品陽光模擬試驗。因此上述兩種方法無法滿足整車、大部件及小型設(shè)備在進行太陽輻射試驗時的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，為解決傳統(tǒng)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明實施例提供一種移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)。

本發(fā)明實施例采用以下技術(shù)方案：

一種移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)，包括：整車紅外加熱系統(tǒng)、步入式高低溫濕熱試驗裝置、光輻照度測量裝置、溫度測量裝置、PLC報警裝置以及主控裝置；

所述整車紅外加熱系統(tǒng)用于向試驗樣品施加穩(wěn)定光輻照度的紅外光；

所述步入式高低溫濕熱試驗裝置用于承載所述試驗樣品，且為所述試驗樣品提供穩(wěn)定的環(huán)境溫度；

所述光輻照度測量裝置用于實時測量所述試驗樣品的光輻照度，并將測得的光輻照度數(shù)據(jù)傳輸至所述主控裝置；

所述溫度測量裝置用于實時測量所述試驗樣品的溫度，并將測得的溫度數(shù)據(jù)傳輸至所述主控裝置；

所述主控裝置用于對所述光輻照度數(shù)據(jù)和所述溫度數(shù)據(jù)進行處理，并依據(jù)設(shè)置信息顯示處理結(jié)果；

所述PLC報警裝置與所述主控裝置連接，用于在根據(jù)所述光輻照度數(shù)據(jù)判定所述試驗樣品的光輻照度大于光輻照度上限值或小于光輻照度下限值時，生成第一報警信息；以及在根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)判定所述試驗樣品的溫度大于溫度上限值或小于溫度下限值時，生成第二報警信息。

本發(fā)明實施例所提供的移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)，集成了大體積的整車紅外加熱系統(tǒng)和步入式高低溫濕熱試驗裝置，可以對整車、大部件等大型樣品進行試驗。本發(fā)明實施例采用了可拆裝、可移動的結(jié)構(gòu)設(shè)計，滿足各種場所的試驗要求。本發(fā)明實施例還通過PLC報警裝置監(jiān)測試驗樣品的溫度和光輻照度是否正常，以及通過主控裝置顯示試驗樣品的溫度與光輻照度等相關(guān)信息，使得操作人員可以及時獲知試驗情況，確保了試驗監(jiān)控閉環(huán)的完整性，有效保證了試驗樣品溫度與光輻照度的控制精度，使得測試過程更能符合各類太陽輻射熱效應(yīng)試驗標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與大綱的要求，也提高了光輻照度的測量精度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)在另一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例中主控裝置的軟件架構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中一種典型的設(shè)置界面示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中試驗樣品的光輻照度曲線和溫度曲線的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合較佳實施例及附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳細(xì)描述。顯然，下文所描述的實施例僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管在下文中采用術(shù)語“第一”、“第二”等來描述各種信息，但這些信息不應(yīng)限于這些術(shù)語，這些術(shù)語僅用來將同一類型的信息彼此區(qū)分開。例如，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，“第一”信息也可以被稱為“第二”信息，類似的，“第二”信息也可以被稱為“第一”信息。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。

圖1是本發(fā)明的移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)在一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實施例中的移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)，包括：整車紅外加熱系統(tǒng)10、步入式高低溫濕熱試驗裝置20、光輻照度測量裝置30、溫度測量裝置40、PLC報警裝置50以及主控裝置60。

其中，整車紅外加熱系統(tǒng)10用于向試驗樣品施加穩(wěn)定光輻照度的紅外光，整車紅外加熱系統(tǒng)10能根據(jù)試驗樣品的實際大小，提供不同功率輸出的紅外輻射燈，以輸出穩(wěn)定光輻照度的紅外光。在一種可選的實施方式中，參照圖2所示，整車紅外加熱系統(tǒng)10包括紅外輻射燈101、紅外加熱控制柜102以及紅外加熱溫度熱電偶103，其中，紅外輻射燈101用于向試驗樣品發(fā)射紅外光，紅外加熱溫度熱電偶103則設(shè)置在試驗樣品上，用于檢測試驗樣品的溫度，且與紅外加熱控制柜102連接，以傳輸溫度數(shù)據(jù)至紅外加熱控制柜。紅外加熱控制柜102與紅外輻射燈101連接，用于控制紅外輻射燈101發(fā)射紅外光的光輻照度，操作人員可通過紅外加熱控制柜102來調(diào)節(jié)紅外輻射燈101輸出的光輻照度。

在一種可選的實施方式中，整車紅外加熱系統(tǒng)10中設(shè)置三臺主燈架和八臺移燈架，各臺燈架上均設(shè)置有紅外輻射燈101，其中三臺主燈架可以提供不小于76千瓦的功率輸出，八臺移燈架可以提供不小于80千瓦的功率輸出，整車紅外加熱系統(tǒng)10根據(jù)試驗樣品的實際大小，提供不同尺寸大小、不同功率的紅外燈架，給試驗樣品提供穩(wěn)定光輻照度的紅外光。

步入式高低溫濕熱試驗裝置20用于承載試驗樣品，且為試驗樣品提供穩(wěn)定的環(huán)境溫度。在本實施例中，步入式高低溫濕熱試驗裝置20能保證容納長度小于12米、高度低于4.5米、寬度窄于4.5米且總重小于30噸的試驗樣品，且可以為試驗樣品提供穩(wěn)定的-60℃至90℃的環(huán)境溫度，并能根據(jù)實驗樣品的實際大小，提供不同容積尺寸的溫度箱以承載試驗樣品。

光輻照度測量裝置30用于實時測量試驗樣品的光輻照度，并將測得的光輻照度數(shù)據(jù)傳輸至主控裝置60；溫度測量裝置40用于實時測量試驗樣品的溫度，并將測得的溫度數(shù)據(jù)傳輸至主控裝置60；主控裝置60對光輻照度測量裝置30傳輸?shù)墓廨椪斩葦?shù)據(jù)和溫度測量裝置40傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)進行處理，并依據(jù)設(shè)置信息顯示處理結(jié)果。其中設(shè)置信息包括顯示模板(如將處理結(jié)果顯示為曲線或表格)、顯示顏色(如不同曲線或表格的顯示顏色)等各類顯示項的設(shè)置信息，設(shè)置信息可以由操作人員進行修改。操作人員觀察主控裝置60上顯示的信息，獲知試驗樣品的光輻照度值和溫度值，進一步通過調(diào)節(jié)整車紅外加熱系統(tǒng)10發(fā)射紅外光的光輻照度以及步入式高低溫濕熱試驗裝置20提供的環(huán)境溫度，使得試驗樣品的光輻照度值和溫度值滿足試驗要求。

在一種可選的實施方式中，參照圖2所示，光輻照度測量裝置30包括光輻照度傳感器301、光輻照度數(shù)據(jù)采集儀302。其中，光輻照度傳感器301設(shè)置在試驗樣品上，用于采集試驗樣品的光輻照度數(shù)據(jù)。光輻照度數(shù)據(jù)采集儀302分別與光輻照度傳感器301、主控裝置60連接，光輻照度數(shù)據(jù)采集儀302用于讀取并顯示光輻照度傳感器301采集的光輻照度數(shù)據(jù)，并將光輻照度數(shù)據(jù)傳輸至主控裝置60。光輻照度數(shù)據(jù)采集儀302具有多個通道，每一通道均可以接入光輻照度傳感器301。光輻照度數(shù)據(jù)采集儀302還配置有多種有線通訊接口，例如RS232接口、RS485接口、USB接口，實現(xiàn)與主控裝置60通過RS232、RS485或USB進行有線連接。此外，光輻照度數(shù)據(jù)采集儀302還具有實時時鐘、數(shù)據(jù)定時存儲、參數(shù)設(shè)置、人機界面等功能，其可內(nèi)置大容量Flash存儲芯片，以存儲一年以上的光輻照度數(shù)據(jù)。

在一種可選的實施方式中，參照圖2所示，溫度測量裝置40包括熱電偶401、溫度數(shù)據(jù)采集儀402。其中，熱電偶401設(shè)置在試驗樣品上，用于采集試驗樣品的溫度數(shù)據(jù)。溫度數(shù)據(jù)采集儀402分別與熱電偶401、主控裝置60連接，用于讀取并顯示熱電偶401采集的溫度數(shù)據(jù)，且將溫度數(shù)據(jù)傳輸至主控裝置60。溫度數(shù)據(jù)采集儀402具有多個通道，每一通道均可以接入熱電偶401。溫度數(shù)據(jù)采集儀302還配置有多種有線通訊接口，例如RS232接口、RS485接口、USB接口等等，實現(xiàn)與主控裝置60通過RS232、RS485或USB進行有線連接。

PLC報警裝置50與主控裝置60連接，連接方式也是多樣化的，例如通過RS232連接。PLC報警裝置可以判斷光輻照度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)是否異常，如果PLC報警裝置50根據(jù)光輻照度數(shù)據(jù)判定試驗樣品的光輻照度大于光輻照度上限值或小于光輻照度下限值，則說明光輻照度數(shù)據(jù)異常，此時生成第一報警信息，例如驅(qū)動聲光報警器，及時提醒操作人員進行相應(yīng)處理。同理，如果PLC報警裝置50根據(jù)溫度數(shù)據(jù)判定試驗樣品的溫度大于溫度上限值或小于溫度下限值，則生成第二報警信息，以提醒操作人員試驗樣品的溫度數(shù)據(jù)異常，應(yīng)及時處理。其中，光輻照度上限值、光輻照度下限值、溫度上限值以及溫度下限值均可通過主控裝置60進行設(shè)置。

在一種可選的實施方式中，PLC報警裝置50可采用8051單片機，如STC12C5A60S2系列的新一代8051單片機，其具有高速、低功耗和超強抗干擾的特點，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機，但速度快8至12倍，其內(nèi)部不僅集成MAX810專用復(fù)位電路、2路PWM、8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換模塊，并且自帶高達(dá)60K的FlashRom(閃存)，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，而且STC12C5A60S2系列的單片機支持串口程序燒寫，通過主控裝置60可以向其寫入光輻照度上限值、光輻照度下限值、溫度上限值以及溫度下限值。

此外，主控裝置60還可以依據(jù)PLC報警裝置50輸出的第一報警信息和第二報警信息進行顯示，從而可以告知操作人員具體的報警內(nèi)容，例如在主控裝置的顯示界面上顯示以下文字：“請注意，試驗樣品當(dāng)前溫度值為91℃，大于溫度上限值”。

在一種可選的實施方式中，主控裝置60中的軟件設(shè)計架構(gòu)可采用MVC(Model-View-Controller，模型-視圖-控制)設(shè)計思想，即把一個應(yīng)用的輸入、處理、輸出流程按照Model、View、Controller的方式進行分離，這樣一個應(yīng)用被分成三個層：模型層、視圖層及控制層。參照圖3所示，通過控制層調(diào)用底層溫度數(shù)據(jù)采集儀讀寫驅(qū)動模型層、光輻照度數(shù)據(jù)采集儀讀寫驅(qū)動模型層和磁盤文件讀寫驅(qū)動模型層，并與設(shè)備(包括溫度測量裝置、光輻照度測量裝置以及磁盤)進行交互，獲取數(shù)據(jù)顯示到用戶界面，操作人員在用戶界面上操作控制層以完成對底層設(shè)備的控制。

用戶界面上可提供設(shè)置界面，操作人員通過設(shè)置界面可以向主控裝置60輸入設(shè)置信息。一種典型的設(shè)置界面如圖4所示，通過該設(shè)置界面操作人員可以調(diào)整主控裝置顯示的視圖，如將試驗樣品的光輻照度值和溫度值實時顯示在同一個曲線圖或同一個數(shù)據(jù)表格中，參照圖4所示，曲線圖或表格中采集光輻照度數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)的通道、通道數(shù)量與顏色、采樣率等等都可以又操作人員設(shè)置。舉例而言，設(shè)置光輻照度值和溫度值實時顯示在同一個曲線圖中，則主控裝置60對光輻照度測量裝置30傳輸?shù)墓廨椪斩葦?shù)據(jù)和溫度測量裝置40傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)進行處理，獲得圖5所示的試驗樣品的光輻照度曲線和溫度曲線，其中X軸為時間軸，左側(cè)Y軸顯示溫度值，右側(cè)Y軸顯示光輻照度值，曲線也可以依據(jù)操作人員的設(shè)置而使用不同的顏色進行標(biāo)識。

此外，主控裝置60可采用PID算法對光輻照度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進行處理，這樣可以有效去除曲線中的毛刺，使曲線平滑過渡且不會失真。例如，對于已采集的兩組光輻照度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)，則主控裝置60通過PID算法計算第三組數(shù)據(jù)為前兩組數(shù)據(jù)的平均值，然后計算并顯示第四組數(shù)據(jù)為前三組數(shù)據(jù)的平均值，以此類推，最多可以計算五組數(shù)據(jù)的平均值，然后保持曲線與數(shù)據(jù)計算結(jié)果的同步，以此消除曲線中的毛刺。

本發(fā)明實施例所提供的移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)，采用了可拆裝、可移動的結(jié)構(gòu)設(shè)計，滿足各種場所的試驗要求。本發(fā)明實施例中采用的整車紅外加熱系統(tǒng)和步入式高低溫濕熱試驗裝置能容量大體積的樣品，因此本發(fā)明實施例的移動式太陽輻射熱效應(yīng)試驗系統(tǒng)可以對整車、大部件等大型樣品進行試驗。本發(fā)明實施例還通過PLC報警裝置監(jiān)測試驗樣品的溫度和光輻照度是否正常，以及通過主控裝置顯示試驗樣品的溫度與光輻照度等相關(guān)信息，確保了試驗監(jiān)控閉環(huán)的完整性，有效保證了試驗樣品溫度與光輻照度的控制精度，使得測試過程更能符合各類測試標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范與大綱的要求，也提高了光輻照度的測量精度。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。