一種熱加載試驗(yàn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種熱加載試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)件、柔性加熱帶、上位機(jī)和熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路，熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路通過(guò)RS485通訊總線與上位機(jī)連接，柔性加熱帶纏繞在試驗(yàn)件上，熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路包括第一熱電偶、第二熱電偶、第一加熱電阻和第二加熱電阻，第一熱電偶和第二熱電偶均設(shè)置在試驗(yàn)件的表面，第一加熱電阻和第二加熱電阻均布置在柔性加熱帶內(nèi)。本實(shí)用新型將熱電偶和加熱電阻直接貼合在試驗(yàn)件上，直接控制的是產(chǎn)品溫度，可應(yīng)用于對(duì)產(chǎn)品響應(yīng)溫度要求較高的場(chǎng)合，可以將試驗(yàn)件加熱到更高的溫度，并擁有更快的升溫速率，可以在大的升溫范圍，快的升溫速率的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)的自適應(yīng)，以獲得較好的溫控結(jié)果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種熱加載試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種熱加載試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種用于武器研制高溫試驗(yàn)中的熱加載試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)條件下，武器裝備的環(huán)境適應(yīng)性已經(jīng)成為影響其質(zhì)量和可靠性的主要因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，環(huán)境因素引起的武器產(chǎn)品故障占總故障的50%左右，其中溫度因素占環(huán)境因素引起故障的40%。因此，高溫試驗(yàn)作為一種再現(xiàn)武器裝備在使用壽命期間所經(jīng)歷高溫環(huán)境的模擬手段，是獲取武器相關(guān)數(shù)據(jù)、評(píng)價(jià)高溫環(huán)境對(duì)武器裝備的安全性、完整性和性能的重要手段之一。
[0003]當(dāng)前國(guó)內(nèi)外武器研制生產(chǎn)單位為檢驗(yàn)武器生產(chǎn)質(zhì)量所開(kāi)展的高溫試驗(yàn)中，大都選用溫度箱進(jìn)行熱加載來(lái)對(duì)環(huán)境進(jìn)行模擬。溫度箱這種熱加載方式是將武器產(chǎn)品放置在試驗(yàn)箱中，利用加熱試驗(yàn)箱中的空氣溫度以模擬武器使用環(huán)境，最終使武器響應(yīng)溫度達(dá)到穩(wěn)定。根據(jù)國(guó)內(nèi)外高溫試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如GJB150A、美軍標(biāo)MIL-STD-810D/E/F等，這種試驗(yàn)方法可以滿足武器產(chǎn)品恒溫或緩慢線性變溫環(huán)境的環(huán)境適應(yīng)性考核。然而，由于武器技術(shù)進(jìn)步，出現(xiàn)了高超聲速武器或空間武器等新型武器。這些武器的使用環(huán)境具有升溫速率快、溫升高等特點(diǎn)。例如高超聲速武器以飛行馬赫數(shù)5的速率穿過(guò)臨近空間，武器即使采取燒蝕層等隔熱措施，其外殼響應(yīng)溫度也會(huì)達(dá)到幾百度，響應(yīng)溫升速率超過(guò)10°c /min,對(duì)這種快速、高溫環(huán)境下的熱加載模擬，傳統(tǒng)溫度箱已經(jīng)不能適用。
[0004]控溫對(duì)象方面:傳統(tǒng)的溫度箱加熱控溫對(duì)象是溫度箱內(nèi)的空氣，認(rèn)為經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的溫度穩(wěn)定后，產(chǎn)品響應(yīng)溫度會(huì)達(dá)到平衡，這種做法對(duì)長(zhǎng)時(shí)間放置的產(chǎn)品考核是有效且必須的。但是武器產(chǎn)品使用壽命期間還應(yīng)包括發(fā)射，飛行等溫度變化較快的場(chǎng)合，這些場(chǎng)合往往溫度特別高，溫升速率特別快，大氣與飛行器表面直接摩擦造成溫度快速升高，因此這一歷程的熱加載應(yīng)關(guān)注于試驗(yàn)產(chǎn)品的響應(yīng)溫度，而傳統(tǒng)試驗(yàn)箱并非如此。
[0005]加熱能力方面:由于與傳統(tǒng)溫控對(duì)象不同，導(dǎo)致溫度箱設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)國(guó)軍標(biāo)規(guī)定時(shí)造成了缺失，因此傳統(tǒng)溫度箱加熱一般不超過(guò)100°c，溫升速率也不到10°C /min。
[0006]溫度控制方面:傳統(tǒng)溫度箱升溫范圍小，且多關(guān)注于恒定溫度控制，因此溫度箱的控溫PID參數(shù)設(shè)置采用了傳統(tǒng)PID控溫，這樣做對(duì)100°C范圍內(nèi)的恒定溫度控制是有效的，但是隨著溫升范圍、溫升速率的提高，試驗(yàn)件溫度相應(yīng)模型就會(huì)發(fā)生改變，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的時(shí)變過(guò)程，傳統(tǒng)PID溫控參數(shù)此時(shí)就無(wú)法滿足這種動(dòng)態(tài)大范圍溫升的過(guò)程控制需求，非常容易造成溫度偏差，試驗(yàn)失敗。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種試驗(yàn)效果更好的熱加載試驗(yàn)裝置。
[0008]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0009]—種熱加載試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)件、柔性加熱帶、上位機(jī)和熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路，所述熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路通過(guò)RS485通訊總線與所述上位機(jī)連接，所述柔性加熱帶纏繞在所述試驗(yàn)件上，所述熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路包括第一熱電偶、第二熱電偶、第一加熱電阻和第二加熱電阻，所述第一熱電偶和所述第二熱電偶均設(shè)置在所述試驗(yàn)件的表面，所述第一加熱電阻和所述第二加熱電阻均布置在所述柔性加熱帶內(nèi)。
[0010]具體地，所述第一加熱電阻和所述第二加熱電阻均為常規(guī)的加熱電阻絲，并且均勻布置于所述柔性加熱帶內(nèi)。
[0011]具體地，所述熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路還包括三相交流電源、溫控器、第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器、第一接觸器、第二接觸器、蜂鳴器、選擇開(kāi)關(guān)、第一指示燈、第二指示燈、第一固態(tài)繼電器和第二固態(tài)繼電器，所述溫控器選用的FP23系列的溫控器，所述溫控器的RS485通訊端口與所述上位機(jī)的RS485通訊端口通過(guò)所述RS485通訊總線連接，所述溫控器的零線端、所述第一接觸器線圈的第一端、所述第二接觸器線圈的第一端、所述蜂鳴器的第一端、所述第二斷路器的第一輸入端和所述第三斷路器的第一輸入端均與所述三相交流電源的零線連接，所述第一斷路器的第一輸入端與所述三相交流電源的第一相線連接，所述第一斷路器的第二輸入端與所述三相交流電源的第二相線連接，所述溫控器的第一接地端和第二接地端均與所述三相交流電源的中性線連接，所述第一斷路器的第一輸出端同時(shí)與所述第二斷路器的第二輸入端、所述選擇開(kāi)關(guān)的輸入端、所述溫控器的事件信號(hào)端子的第一端和所述第二接觸器常閉觸點(diǎn)的輸入端連接，所述選擇開(kāi)關(guān)的輸出端與所述溫控器的相線端連接，所述第一斷路器的第二輸出端與所述第三斷路器的第二輸入端連接，所述第二斷路器的第一輸出端同時(shí)與所述第一指示燈的第一端和所述第一加熱電阻的第一端連接，所述第二斷路器的第二輸出端與所述第一接觸器的第一常開(kāi)觸點(diǎn)的輸入端連接，所述第一接觸器的第一常開(kāi)觸點(diǎn)的輸出端與所述第一固態(tài)繼電器的第一輸出端連接，所述第一固態(tài)繼電器的第二輸出端同時(shí)與所述第一加熱電阻的第二端和所述第一指示燈的第二端連接，所述第一固態(tài)繼電器的第一輸入端與所述溫控器的第一信號(hào)輸出端的第一端連接，所述第一固態(tài)繼電器的第二輸入端與所述溫控器的第一信號(hào)輸出端的第二端連接，所述第二固態(tài)繼電器的第一輸入端與所述溫控器的第二信號(hào)輸出端的第一端連接，所述第二固態(tài)繼電器的第二輸入端與所述溫控器的第二信號(hào)輸出端的第二端連接，所述第二固態(tài)繼電器的第一輸出端與所述第一接觸器的第二常開(kāi)觸點(diǎn)的輸出端連接，所述第三斷路器的第一輸出端同時(shí)與所述第二加熱電阻的第一端和所述第二指示燈的第一端連接，所述第二加熱電阻的第二端同時(shí)與所述第二指示燈的第二端和所述第二固態(tài)繼電器的第二輸出端連接，所述第三斷路器的第二輸出端與所述第一接觸器的第二常開(kāi)觸點(diǎn)的輸入端連接，所述溫控器的第一正極加熱信號(hào)端與所述第一熱電偶的第一端連接，所述溫控器的第一負(fù)極加熱信號(hào)端與所述第一熱電偶的第二端連接，所述溫控器的第二正極加熱信號(hào)端與所述第二熱電偶的第一端連接，所述溫控器的第二負(fù)極加熱信號(hào)端與所述第二熱電偶的第二端連接，所述溫控器的事件信號(hào)端子的第二端同時(shí)與所述蜂鳴器的第二端和所述第二接觸器線圈的第二端連接，所述第一接觸器線圈的第二端與所述第二接觸器常閉觸點(diǎn)的輸出端連接。
[0012]具體地，所述第一斷路器、所述第二斷路器和所述第三斷路器均選用型號(hào)為2P63A的帶漏電保護(hù)的空氣開(kāi)關(guān)。
[0013]具體地，所述第一接觸器和所述第二接觸器均選用型號(hào)為L(zhǎng)C1-D40Q7C的交流接觸器。
[0014]具體地，所述第一固態(tài)繼電器和所述第二固態(tài)繼電器均選用型號(hào)為G3PA-260B-VD60A、控制電壓為5-24V且?guī)崞鞯墓虘B(tài)繼電器。
[0015]具體地，所述選擇開(kāi)關(guān)選用型號(hào)為ZB2BD2C的兩位開(kāi)關(guān)。
[0016]具體地，所述第一指示燈和所述第二指示燈均選用型號(hào)為XB2BVM4LC的指示燈。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0018]本實(shí)用新型將熱電偶和加熱電阻直接貼合在試驗(yàn)件上，直接控制的是產(chǎn)品溫度，可應(yīng)用于對(duì)產(chǎn)品響應(yīng)溫度要求較高的場(chǎng)合，可以將試驗(yàn)件加熱到更高的溫度，并擁有更快的升溫速率，可以在大的升溫范圍，快的升溫速率的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)的自適應(yīng)，以獲得較好的溫控結(jié)果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型所述熱加載試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型所述熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0022]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型包括試驗(yàn)件、柔性加熱帶、上位機(jī)和熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路，熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路通過(guò)RS485通訊總線與上位機(jī)連接，柔性加熱帶纏繞在試驗(yàn)件上，熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路包括第一熱電偶TE1、第二熱電偶TE2、第一加熱電阻Rl和第二加熱電阻R2，第一熱電偶TEl和第二熱電偶TE2均設(shè)置在試驗(yàn)件的表面，第一加熱電阻Rl和第二加熱電阻R2均布置在柔性加熱帶內(nèi)。
[0023]在本實(shí)施例中，第一加熱電阻Rl和第二加熱電阻R2均為常規(guī)的加熱電阻絲，并且均勻布置于柔性加熱帶內(nèi)。熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路還包括三相交流電源、溫控器U、第一斷路器QF1、第二斷路器QF2、第三斷路器QF3、第一接觸器KM1、第二接觸器KM2、蜂鳴器B、選擇開(kāi)關(guān)S、第一指不燈HL1、第二指不燈HL2、第一固態(tài)繼電器SSRl和第二固態(tài)繼電器SSR2，溫控器U選用的FP23系列的溫控器，溫控器U的RS485通訊端口與上位機(jī)的RS485通訊端口通過(guò)RS485通訊總線連接，溫控器U的零線端、第一接觸器KMl線圈的第一端、第二接觸器KM2線圈的第一端、蜂鳴器B的第一端、第二斷路器QF2的第一輸入端和第三斷路器QF3的第一輸入端均與三相交流電源的零線N連接，第一斷路器QFl的第一輸入端與三相交流電源的第一相線LI連接，第一斷路器QFl的第二輸入端與三相交流電源的第二相線L2連接，溫控器U的第一接地端PEl和第二接地端PE2均與三相交流電源的中性線PE連接，第一斷路器QFl的第一輸出端同時(shí)與第二斷路器QF2的第二輸入端、選擇開(kāi)關(guān)S的輸入端、溫控器U的事件信號(hào)端子ALARM的第一端和第二接觸器KM2常閉觸點(diǎn)KM2-1的輸入端連接，選擇開(kāi)關(guān)S的輸出端與溫控器U的相線端連接，第一斷路器QFl的第二輸出端與第三斷路器QF3的第二輸入端連接，第二斷路器QF2的第一輸出端同時(shí)與第一指示燈HLl的第一端和第一加熱電阻Rl的第一端連接，第二斷路器QF2的第二輸出端與第一接觸器KMl的第一常開(kāi)觸點(diǎn)KMl-1的輸入端連接,第一接觸器KMl的第一常開(kāi)觸點(diǎn)KMl-1的輸出端與第一固態(tài)繼電器SSRl的第一輸出端連接,第一固態(tài)繼電器SSRl的第二輸出端同時(shí)與第一加熱電阻Rl的第二端和第一指不燈HLl的第二端連接,第一固態(tài)繼電器SSRl的第一輸入端與溫控器U的第一信號(hào)輸出端OUTl的第一端連接,第一固態(tài)繼電器SSRl的第二輸入端與溫控器U的第一信號(hào)輸出端OUTl的第二端連接,第二固態(tài)繼電器SSR2的第一輸入端與溫控器U的第二信號(hào)輸出端0UT2的第一端連接，第二固態(tài)繼電器SSR2的第二輸入端與溫控器U的第二信號(hào)輸出端0UT2的第二端連接，第二固態(tài)繼電器SSR2的第一輸出端與第一接觸器KMl的第二常開(kāi)觸點(diǎn)KM1-2的輸出端連接，第三斷路器QF3的第一輸出端同時(shí)與第二加熱電阻R2的第一端和第二指示燈HL2的第一端連接，第二加熱電阻R2的第二端同時(shí)與第二指示燈HL2的第二端和第二固態(tài)繼電器SSR2的第二輸出端連接，第三斷路器QF3的第二輸出端與第一接觸器KMl的第二常開(kāi)觸點(diǎn)KM1-2的輸入端連接,溫控器U的第一正極加熱信號(hào)端11+與第一熱電偶TEl的第一端連接，溫控器U的第一負(fù)極加熱信號(hào)端Il-與第一熱電偶TEl的第二端連接，溫控器U的第二正極加熱信號(hào)端12+與第二熱電偶TE2的第一端連接，溫控器U的第二負(fù)極加熱信號(hào)端12-與第二熱電偶TE2的第二端連接，溫控器U的事件信號(hào)端子ALARM的第二端同時(shí)與蜂鳴器B的第二端和第二接觸器KM2線圈的第二端連接，第一接觸器KMl線圈的第二端與第二接觸器KM2常閉觸點(diǎn)KM2-1的輸出端連接。
[0024]在本實(shí)施例中，第一斷路器QF1、第二斷路器QF2和第三斷路器QF3均選用型號(hào)為2P63A的帶漏電保護(hù)的空氣開(kāi)關(guān)。第一接觸器KMl和第二接觸器KM2均選用型號(hào)為L(zhǎng)C1-D40Q7C的交流接觸器。第一固態(tài)繼電器SSRl和第二固態(tài)繼電器SSR2均選用型號(hào)為G3PA-260B-VD60A、控制電壓為5-24V且?guī)崞鞯墓虘B(tài)繼電器。選擇開(kāi)關(guān)S選用型號(hào)為ZB2BD2C的兩位開(kāi)關(guān)。第一指示燈HLl和第二指示燈HL2均選用型號(hào)為XB2BVM4LC的指示燈。
[0025]本實(shí)用新型所述熱加載試驗(yàn)裝置，溫控器U為FP23系列，在交流電壓100?240V、供電頻率50/60赫茲范圍內(nèi)供電均可以正常工作，供電電壓具有一定的抗干擾能力，可以保障復(fù)雜供電環(huán)境下的正常工作。
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)相應(yīng)的引腳端進(jìn)行說(shuō)明。RS485:串口 485通訊端子，選用485通訊端子，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)熱加載終端的組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)加熱、加熱過(guò)程中的硬件備份等功能，同時(shí)485傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多種波特率下的數(shù)據(jù)傳輸，在武器炸藥進(jìn)行加熱試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制功能。II+、I1-、PEl和12+、12-、PE2:為兩個(gè)熱電偶輸入端子，可根據(jù)需求采集B、R、S、K、E、J、T、N等多種型號(hào)的熱電偶，常見(jiàn)的包括T型熱電偶(本系統(tǒng)采用T型熱電偶，測(cè)溫范圍-200?350攝氏度)及K型熱電偶(測(cè)溫范圍O?1300度)。0UT1、0UT2:FP23控制邏輯信號(hào)輸出端子，可輸出邏輯信號(hào)，實(shí)現(xiàn)加熱的起/?？刂?。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)儀表信號(hào)的定義，這里0UT1、0UT2可以輸出O?10mA(DDZ-1I型)的電流信號(hào)及4?20mA(DDZ — III型)的電壓信號(hào)作為輸出控制信號(hào)。ALARM:事件信號(hào)端子，F(xiàn)P23溫控儀表有三個(gè)事件信號(hào)端子，本設(shè)計(jì)采用了其中的一個(gè)作為報(bào)警輸出端子，當(dāng)溫控器U采集到的溫度數(shù)據(jù)過(guò)高超限時(shí)，儀表發(fā)出事件信號(hào)，外置的蜂鳴器B報(bào)警電路導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警。同時(shí)，加熱端子收到信號(hào)關(guān)斷試驗(yàn)加熱回路，停止加熱，保護(hù)試驗(yàn)安全。
[0027]下面對(duì)熱電偶及各部分組件的作用做出解釋說(shuō)明:
[0028]第一斷路器QF1、第二斷路器QF2和第三斷路器QF3:均為低壓斷路器。加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)了總-分路兩級(jí)電源控制，第一斷路器QFl為系統(tǒng)總電源，第二斷路器QF2、第三斷路器QF3為加熱分回路的電源，借助低壓電路器具有分合閘速度快、分段能力強(qiáng)，保護(hù)功能多等優(yōu)點(diǎn)，可提高熱加載系統(tǒng)的使用安全性。
[0029]第一固態(tài)繼電器SSR1、第一固態(tài)繼電器SSR2:均是無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)溫控器U控制端與熱加載輸出端的隔離，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中無(wú)機(jī)械接觸部件。
[0030]第一接觸器KMl和第二接觸器KM2:當(dāng)?shù)谝还虘B(tài)繼電器SSR1、第一固態(tài)繼電器SSR2閉合加熱回路時(shí)，第一接觸器KMl和第二接觸器KM2吸引線圈接通電壓，線圈中有電流流過(guò)產(chǎn)生磁場(chǎng)，動(dòng)鐵芯與靜鐵芯之間由于磁場(chǎng)的建立而產(chǎn)生電磁吸力，靜鐵芯將動(dòng)鐵芯向下吸合，帶動(dòng)各觸點(diǎn)動(dòng)作，根據(jù)熱加載控制電路需要，接通加熱回路，進(jìn)行加熱輸出。
[0031]第一熱電偶TEl和第二熱電偶TE2:均為兩種不同的金屬導(dǎo)體在兩個(gè)端點(diǎn)上相互接觸，當(dāng)兩個(gè)端點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，熱電偶就是應(yīng)用這一原理進(jìn)行測(cè)溫的，在使用溫度時(shí)，熱電偶會(huì)感受到溫度并產(chǎn)生熱電勢(shì)，將反映溫度的電勢(shì)電信號(hào)接通并傳遞至至溫控器U的溫度信號(hào)輸入端，即熱電偶輸入端I1+、I1-、PE1和I2+、I2-、PE2，溫控器U獲取到電信號(hào)后對(duì)應(yīng)換算成溫度信號(hào)，完成溫度的數(shù)據(jù)獲取過(guò)程。
[0032]柔性加熱帶:將第一加熱電阻Rl和第二加熱電阻R2布置在其內(nèi)部，熱加載通道輸出負(fù)載，加熱時(shí)，將柔性加熱帶纏繞在被加熱物體外表面，通電后進(jìn)行加熱升溫。
[0033]報(bào)警輸出:當(dāng)加熱過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，導(dǎo)致溫控器U采集到的溫度信號(hào)超過(guò)了正常范圍，溫控器U確認(rèn)后通過(guò)事件信號(hào)端子ALARM端子發(fā)出報(bào)警信號(hào)，外圍電路中的蜂鳴器B就會(huì)收到電信號(hào)，蜂鳴器B報(bào)警，保護(hù)試驗(yàn)安全。
[0034]第一指示燈HLl和第二指示燈HL2:在輸出加熱端，當(dāng)柔性加熱帶處于通電加熱狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)的指示燈即點(diǎn)亮，方便使用者明確設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
[0035]本實(shí)用新型所述熱加載試驗(yàn)裝置，溫度試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)件安裝在試驗(yàn)夾具上，用柔性加熱帶均勻緊密的繞纏在試驗(yàn)件外殼體表面，并外貼一層高溫膠帶進(jìn)行固定，第一熱電偶TEl和第二熱電偶TE2放置在試驗(yàn)要求位置(如貼合在試驗(yàn)件外壁、內(nèi)壁相應(yīng)位置)，根據(jù)實(shí)際需求，可以增加柔性加熱帶中加熱電阻的數(shù)量，也可適當(dāng)增加熱電偶的數(shù)量，溫控器U通過(guò)熱電偶采集溫度值，并與試驗(yàn)溫度加載條件進(jìn)行比較，獲取偏差及偏差變化率，進(jìn)而通過(guò)溫控儀表內(nèi)部的溫控參數(shù)自整定調(diào)節(jié)器獲得自整定溫控參數(shù)，根據(jù)溫控參數(shù)及溫度偏差情況計(jì)算加熱輸出模塊的熱加載輸出百分比，通過(guò)調(diào)節(jié)熱加載輸出占空比對(duì)熱加載終端進(jìn)行上電加熱，控制加熱功率，達(dá)到溫度調(diào)節(jié)的目的，同時(shí)，通訊模塊將采集到的溫度值、溫控儀表控制參數(shù)等信息傳遞至上位機(jī)，上位機(jī)同步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；若試驗(yàn)時(shí)溫度出現(xiàn)超溫等異?，F(xiàn)象，溫控器U激活超溫報(bào)警模塊，開(kāi)啟蜂鳴器并斷開(kāi)加熱模塊(斷電保護(hù)控制模塊)的供電輸出，停止加熱，以保證試驗(yàn)安全。
[0036]本實(shí)用新型所述熱加載試驗(yàn)裝置存在以下優(yōu)點(diǎn):
[0037]1、加熱方式上，本實(shí)用新型將熱電偶和加熱電阻(采用柔性加熱帶的結(jié)構(gòu)模式)直接貼合在試驗(yàn)件上，直接控制的是產(chǎn)品溫度，可應(yīng)用于對(duì)產(chǎn)品響應(yīng)溫度要求較高的場(chǎng)合；
[0038]2、由于控制方式的不同，造成熱傳遞途徑的不同，本實(shí)用新型將加熱電阻直接與試驗(yàn)件貼合，熱直接傳遞在試驗(yàn)件上，沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，熱耗少，傳熱快，加熱效率高，所以可以將試驗(yàn)件加熱到更高的溫度，并擁有更快的升溫速率；
[0039]3、本實(shí)用新型具備控溫PID參數(shù)自整定調(diào)節(jié)的功能，可以在大的升溫范圍，快的升溫速率的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)的自適應(yīng)，以獲得較好的溫控結(jié)果。
[0040]本實(shí)用新型直接將柔性加熱帶纏繞在試驗(yàn)件上，并設(shè)計(jì)出了與之相匹配的溫控電路，直接對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行溫度加熱控制，無(wú)需間接通過(guò)空氣傳遞熱量，滿足了高超聲速飛行器、空間飛行器等關(guān)注于熱加載過(guò)程控溫的場(chǎng)合，溫升范圍、溫升速率、能夠以產(chǎn)品響應(yīng)溫度為控制對(duì)象，完全滿足溫度控制偏差要求。
[0041]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱加載試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)件、上位機(jī)和熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路，所述熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路通過(guò)RS485通訊總線與所述上位機(jī)連接，其特征在于:還包括柔性加熱帶，所述柔性加熱帶纏繞在所述試驗(yàn)件上，所述熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路包括第一熱電偶、第二熱電偶、第一加熱電阻和第二加熱電阻，所述第一熱電偶和所述第二熱電偶均設(shè)置在所述試驗(yàn)件的表面，所述第一加熱電阻和所述第二加熱電阻均布置在所述柔性加熱帶內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一加熱電阻和所述第二加熱電阻均為常規(guī)的加熱電阻絲，并且均勻布置于所述柔性加熱帶內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述熱加載試驗(yàn)裝置電氣電路還包括三相交流電源、溫控器、第一斷路器、第二斷路器、第三斷路器、第一接觸器、第二接觸器、蜂鳴器、選擇開(kāi)關(guān)、第一指示燈、第二指示燈、第一固態(tài)繼電器和第二固態(tài)繼電器，所述溫控器選用的FP23系列的溫控器，所述溫控器的RS485通訊端口與所述上位機(jī)的RS485通訊端口通過(guò)所述RS485通訊總線連接，所述溫控器的零線端、所述第一接觸器線圈的第一端、所述第二接觸器線圈的第一端、所述蜂鳴器的第一端、所述第二斷路器的第一輸入端和所述第三斷路器的第一輸入端均與所述三相交流電源的零線連接，所述第一斷路器的第一輸入端與所述三相交流電源的第一相線連接，所述第一斷路器的第二輸入端與所述三相交流電源的第二相線連接，所述溫控器的第一接地端和第二接地端均與所述三相交流電源的中性線連接，所述第一斷路器的第一輸出端同時(shí)與所述第二斷路器的第二輸入端、所述選擇開(kāi)關(guān)的輸入端、所述溫控器的事件信號(hào)端子的第一端和所述第二接觸器常閉觸點(diǎn)的輸入端連接，所述選擇開(kāi)關(guān)的輸出端與所述溫控器的相線端連接，所述第一斷路器的第二輸出端與所述第三斷路器的第二輸入端連接，所述第二斷路器的第一輸出端同時(shí)與所述第一指示燈的第一端和所述第一加熱電阻的第一端連接，所述第二斷路器的第二輸出端與所述第一接觸器的第一常開(kāi)觸點(diǎn)的輸入端連接，所述第一接觸器的第一常開(kāi)觸點(diǎn)的輸出端與所述第一固態(tài)繼電器的第一輸出端連接，所述第一固態(tài)繼電器的第二輸出端同時(shí)與所述第一加熱電阻的第二端和所述第一指示燈的第二端連接，所述第一固態(tài)繼電器的第一輸入端與所述溫控器的第一信號(hào)輸出端的第一端連接，所述第一固態(tài)繼電器的第二輸入端與所述溫控器的第一信號(hào)輸出端的第二端連接，所述第二固態(tài)繼電器的第一輸入端與所述溫控器的第二信號(hào)輸出端的第一端連接，所述第二固態(tài)繼電器的第二輸入端與所述溫控器的第二信號(hào)輸出端的第二端連接，所述第二固態(tài)繼電器的第一輸出端與所述第一接觸器的第二常開(kāi)觸點(diǎn)的輸出端連接，所述第三斷路器的第一輸出端同時(shí)與所述第二加熱電阻的第一端和所述第二指示燈的第一端連接，所述第二加熱電阻的第二端同時(shí)與所述第二指示燈的第二端和所述第二固態(tài)繼電器的第二輸出端連接，所述第三斷路器的第二輸出端與所述第一接觸器的第二常開(kāi)觸點(diǎn)的輸入端連接，所述溫控器的第一正極加熱信號(hào)端與所述第一熱電偶的第一端連接，所述溫控器的第一負(fù)極加熱信號(hào)端與所述第一熱電偶的第二端連接，所述溫控器的第二正極加熱信號(hào)端與所述第二熱電偶的第一端連接，所述溫控器的第二負(fù)極加熱信號(hào)端與所述第二熱電偶的第二端連接，所述溫控器的事件信號(hào)端子的第二端同時(shí)與所述蜂鳴器的第二端和所述第二接觸器線圈的第二端連接，所述第一接觸器線圈的第二端與所述第二接觸器常閉觸點(diǎn)的輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一斷路器、所述第二斷路器和所述第三斷路器均選用型號(hào)為2P63A的帶漏電保護(hù)的空氣開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一接觸器和所述第二接觸器均選用型號(hào)為L(zhǎng)C1-D40Q7C的交流接觸器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一固態(tài)繼電器和所述第二固態(tài)繼電器均選用型號(hào)為G3PA-260B-VD60A、控制電壓為5-24V且?guī)崞鞯墓虘B(tài)繼電器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述選擇開(kāi)關(guān)選用型號(hào)為ZB2BD2C的兩位開(kāi)關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱加載試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一指示燈和所述第二指示燈均選用型號(hào)為XB2BVM4LC的指示燈。
【文檔編號(hào)】G05D23/32GK204087025SQ201420535196
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】魯亮, 陳穎, 周桐 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所