一種試件表面多點線性控溫裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于環(huán)境試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種試件表面多點線性控溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度試驗箱能模擬各種溫度環(huán)境，適用于檢測電子、汽車、橡膠、塑料膠、金屬等產(chǎn)品在滿足GJB150A3/4各種惡劣環(huán)境下的可靠性及穩(wěn)定性能等參數(shù)，為預(yù)測和改進產(chǎn)品的質(zhì)量及可靠性提供有效的依據(jù)。
[0003]溫度試驗箱的控溫方式分為出風(fēng)口控溫和試件表面控溫兩種。出風(fēng)口控溫模式下，控溫傳感器布置于環(huán)境試驗箱風(fēng)道的出風(fēng)口處，可良好的控制試驗箱內(nèi)氣體的溫度；試件表面控溫模式下，控溫傳感器固定在環(huán)境試驗箱內(nèi)的試件上，可良好的控制試件本體的溫度。
[0004]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(fēng)面固定一直控溫傳感器，通過設(shè)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(guī)則的物體，且試驗箱在升降溫過程中試件迎風(fēng)面與背風(fēng)面的溫變速率不同，另外，試件上可能存在其它材質(zhì)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(dǎo)致試件受損。
[0005]另外，常規(guī)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(shù)值，并不對試驗箱環(huán)境溫度進行控制，在升降溫過程中會出現(xiàn)環(huán)境溫度與試件溫度偏差過大從而產(chǎn)生較大的控溫滯后性，即當(dāng)試件表面溫度到達設(shè)定溫度時，環(huán)境溫度已經(jīng)有較大的過沖，即便停止加熱和制冷，試驗箱內(nèi)空氣仍會將熱量傳遞給試件，從而導(dǎo)致試件表面溫度產(chǎn)生較大的過沖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可有效避免試件局部過溫至損現(xiàn)象發(fā)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。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)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(tǒng)兩大部分；其中，控溫箱內(nèi)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(shè)置在控溫箱內(nèi)部后方，試驗空間設(shè)置在控溫箱內(nèi)部前方，通過箱體門在試驗空間內(nèi)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(wǎng)狀的出風(fēng)口，下方開有一排網(wǎng)狀的回風(fēng)口 ；試件的迎風(fēng)面、背風(fēng)面、左側(cè)、右側(cè)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(jiān)測試件各個面的表面溫度；空氣處理單元的出風(fēng)口位置布置出風(fēng)口溫度傳感器，用來監(jiān)測試驗空間內(nèi)的溫度，空氣處理單元的中部內(nèi)布置用于加熱的箱體加熱器和用于降溫的箱體制冷蒸發(fā)器；箱體制冷蒸發(fā)器連接外部的制冷劑管道，制冷劑管道上設(shè)置有制冷電磁閥，以控制制冷劑的開關(guān)；空氣處理單元內(nèi)部空間的頂部布置通風(fēng)風(fēng)扇扇葉，通過設(shè)置在箱體頂部的通風(fēng)電機聯(lián)動進行旋轉(zhuǎn)，用來形成循環(huán)風(fēng)道，將箱體加熱器及箱體制冷蒸發(fā)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(tǒng)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(shù)的算術(shù)平均值顯示在觸摸屏上；PLC控制器還分別連接和控制通風(fēng)電機、箱體加熱器和制冷電磁閥。
[0008]所述箱體加熱器為鎳鉻加熱器。
[0009]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(fēng)口的下沿，底部不低于回風(fēng)口的上沿。
[0010]本實用新型采用多點控溫的方式為在試件相對試驗空間的各個面設(shè)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(xiàn)象的發(fā)生。采取試件表面多點控溫結(jié)合出風(fēng)口允差帶控溫的方式，能有效的提前抑制溫度過沖的產(chǎn)生，避免了因溫度過沖造成的試件損壞現(xiàn)象，使設(shè)備具備良好的試件控溫試驗性會K。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的總體布置示意圖。
[0012]圖2為本實用新型控溫方法的溫度控制曲線示意圖。、
[0013]圖中，1-試件表面溫度傳感器，2-出風(fēng)口溫度傳感器，3-PLC控制器，4_觸摸屏，5-通風(fēng)電機，6-通風(fēng)風(fēng)扇扇葉，7-箱體加熱器，8-制冷電磁閥，9-箱體制冷蒸發(fā)器，10-試件，11-試驗空間，12-出風(fēng)口，13-空氣處理單元，14-試件托架，15-回風(fēng)口，16-允差帶上限，17-允差帶下限，18-試件表面設(shè)定溫度，19-試件表面溫度均值，20-控溫箱。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行進一步描述。
[0015]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(tǒng)兩大部分。
[0016]控溫箱20內(nèi)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(shè)置在控溫箱20內(nèi)部后方，試驗空間11設(shè)置在控溫箱20內(nèi)部前方，通過箱體門在試驗空間11內(nèi)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(wǎng)狀的出風(fēng)口 12，下方開有一排網(wǎng)狀的回風(fēng)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(fēng)口 12的下沿，底部不低于回風(fēng)口 15的上沿；試件10的迎風(fēng)面、背風(fēng)面、左側(cè)、右側(cè)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(jiān)測試件10各個面的表面溫度；空氣處理單元13的出風(fēng)口 12位置布置出風(fēng)口溫度傳感器2，用來監(jiān)測試驗空間11內(nèi)的溫度，空氣處理單元13的中部內(nèi)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(fā)器9，箱體加熱器7為鎳鉻加熱器；箱體制冷蒸發(fā)器9連接外部的制冷劑管道，制冷劑管道上設(shè)置有制冷電磁閥8，以控制制冷劑的開關(guān)；空氣處理單元13內(nèi)部空間的頂部布置通風(fēng)風(fēng)扇扇葉6，通過設(shè)置在箱體頂部的通風(fēng)電機5聯(lián)動進行旋轉(zhuǎn)，用來形成循環(huán)風(fēng)道，將箱體加熱器7及箱體制冷蒸發(fā)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(tǒng)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I的讀數(shù)的算術(shù)平均值顯示在觸摸屏4上；PLC控制器3還分別連接和控制通風(fēng)電機5、箱體加熱器7和制冷電磁閥8。
[0017]上述試件表面多點線性控溫裝置，其控溫方法為:PLC控制器3作為控制核心，觸摸屏4作為操控界面與PLC控制器3進行實時通訊，PLC控制器3將試件表面溫度傳感器I和出風(fēng)口溫度傳感器2采集的溫度值與觸摸屏4上設(shè)定的溫度值進行比較，通過經(jīng)典PID運算，并將PID運算結(jié)果換算為百分比的形式控制制冷電磁閥8和箱體加熱器7，完成對試驗箱試驗空間11的加熱、制冷動作；具體包括以下步驟:
[0018]步驟1，先在觸摸屏4的溫度控制參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置出風(fēng)口控溫參數(shù)及試件表面控溫參數(shù)；將“試件傳感器數(shù)量”設(shè)置為5，即用來控溫的試件表面?zhèn)鞲衅?共5支，試件實時溫度值則為試件表面溫度傳感器I的平均值；將“傳感器報警差值”設(shè)置為T，T為:TC ;即所選擇的5支試件表面?zhèn)鞲衅髟诳販剡^程中任意兩支差值超過T時，系統(tǒng)會報警并提示“試件表面溫差超限”；
[0019]步驟2，根據(jù)試件18的特性及用戶要求，通過觸摸屏4設(shè)置PLC控制器3的出風(fēng)口控溫參數(shù)的控溫模式；如圖2中曲線I及曲線2之間的范圍即為該允差帶；
[0020]步驟2.1，若選擇“上下限模式”則當(dāng)出風(fēng)口溫度傳感器2的溫度值大于“溫度設(shè)定上限”或小于“溫度設(shè)定下限”時，箱體加熱器7及制冷電磁閥8停止工作；當(dāng)該溫度值恢復(fù)到上下限之間時，箱體加熱器7及制冷電磁閥8再按照正常PID輸出百分比工作；
[0021]步驟2.2，若選擇“允差帶模式”，則當(dāng)出風(fēng)口溫度傳感器2的溫度值減去試件表面溫度傳感器I的均值大于“允差帶上偏差”或當(dāng)試件表面溫度傳感器的均值減去出風(fēng)口溫度傳感器2的溫度值大于“允差帶下偏差”時，箱體加熱器7及制冷電磁閥8停止工作，當(dāng)該溫度值恢復(fù)到上下限的允差帶之間時，箱體加熱器7及制冷電磁閥8再按照正常PID輸出百分比工作。
[0022]上面對本實用新型的實施例作了詳細說明，上述實施方式僅為本實用新型的最優(yōu)實施例，但是本實用新型并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項】
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(tǒng)兩大部分；其中，控溫箱(20)內(nèi)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(shè)置在控溫箱(20)內(nèi)部后方，試驗空間(11)設(shè)置在控溫箱(20)內(nèi)部前方，通過箱體門在試驗空間(11)內(nèi)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(wǎng)狀的出風(fēng)口(12)，下方開有一排網(wǎng)狀的回風(fēng)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(fēng)口(12)的下沿，底部不低于回風(fēng)口(15)的上沿；試件(10)的迎風(fēng)面、背風(fēng)面、左側(cè)、右側(cè)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(jiān)測試件(10)各個面的表面溫度；空氣處理單元(13)的出風(fēng)口(12)位置布置出風(fēng)口溫度傳感器(2)，用來監(jiān)測試驗空間(11)內(nèi)的溫度，空氣處理單元(13)的中部內(nèi)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(fā)器(9);箱體制冷蒸發(fā)器(9)連接外部的制冷劑管道，制冷劑管道上設(shè)置有制冷電磁閥(8)，以控制制冷劑的開關(guān)；空氣處理單元(13)內(nèi)部空間的頂部布置通風(fēng)風(fēng)扇扇葉(6)，通過設(shè)置在箱體頂部的通風(fēng)電機(5)聯(lián)動進行旋轉(zhuǎn)，用來形成循環(huán)風(fēng)道，將箱體加熱器(7)及箱體制冷蒸發(fā)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(tǒng)包括試件表面溫度傳感器(1)、PLC控制器(3)和觸摸屏⑷；PLC控制器(3)連接試件(10)上的5個試件表面溫度傳感器(I)，并將5個試件表面溫度傳感器⑴的讀數(shù)的算術(shù)平均值顯示在觸摸屏⑷上；PLC控制器(3)還分別連接和控制通風(fēng)電機(5)、箱體加熱器(7)和制冷電磁閥(8)。2.如權(quán)利要求1所述的一種試件表面多點線性控溫裝置，其特征在于箱體加熱器(7)為镲絡(luò)加熱器。3.如權(quán)利要求1所述的一種試件表面多點線性控溫裝置，其特征在于試件(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(fēng)口(12)的下沿，底部不低于回風(fēng)口(15)的上沿。
【專利摘要】本實用新型公開了一種試件表面多點線性控溫裝置，其控溫箱內(nèi)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(shè)置在控溫箱內(nèi)部后方，試驗空間設(shè)置在控溫箱內(nèi)部前方，通過箱體門在試驗空間內(nèi)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(fēng)口，下方開有回風(fēng)口；試件上固定有試件表面溫度傳感器。本實用新型有效的避免了試件局部過溫至損現(xiàn)象的發(fā)生，使設(shè)備具備良好的試件控溫試驗性能。
【IPC分類】G05D23/30
【公開號】CN204695140
【申請?zhí)枴緾N201420760373
【發(fā)明人】蔣炳嚴, 鄧榮武
【申請人】天津航天瑞萊科技有限公司, 北京航天斯達新技術(shù)裝備公司, 北京強度環(huán)境研究所
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2014年12月5日