一种传热效果测试装置的控制系统及使用方法

文档序号:1903285 发布日期:2021-11-30 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 一种传热效果测试装置的控制系统及使用方法 (Control system of heat transfer effect testing device and use method ) 是由 程远 孙玮 于 2021-11-03 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种传热效果测试装置的控制系统及使用方法,底盘上放置下室,下室内设有发热件、冷源散发器和风扇,中部隔热层中心开有热量通道,上面设有试样角部和直段定位板,试样上面的两传感器安装在倒U形架下端,摆动杆中部连有拉伸弹簧和电动缸B,上室外顶部装有移动板,移动板四角焊有垂直滑套,滑套内穿有滑杠,滑杠下端固定在底盘上,上端通过螺母固定水平板,水平板的中心开有孔,孔内插有伸缩缸A其下端与移动板连接。本发明的方案实现了检测过程自动化,能够提高检测质量和效率。(The invention relates to a control system of a heat transfer effect testing device and a use method thereof.A lower chamber is arranged on a chassis, a heating element, a cold source radiator and a fan are arranged in the lower chamber, a heat channel is arranged in the center of a middle heat insulation layer, a sample corner part and a straight section positioning plate are arranged on the middle heat insulation layer, two sensors on the sample are arranged at the lower end of an inverted U-shaped frame, the middle part of a swinging rod is connected with a tension spring and an electric cylinder B, a movable plate is arranged at the top outside the upper chamber, vertical sliding sleeves are welded at four corners of the movable plate, sliding rods penetrate through the sliding sleeves, the lower ends of the sliding rods are fixed on the chassis, the upper ends of the sliding rods are fixed on a horizontal plate through nuts, the center of the horizontal plate is provided with a hole, and a telescopic cylinder A is inserted in the hole, and the lower end of the telescopic cylinder A is connected with the movable plate. The scheme of the invention realizes the automation of the detection process and can improve the detection quality and efficiency.)

一种传热效果测试装置的控制系统及使用方法

技术领域

本发明涉及传热测试装置控制系统技术领域,特别涉及一种传热效果测试装置的控制系统及使用方法。

背景技术

为了满足消费者的高需求,提高产品的性能,需要对各种材料材质传热效果进行测试,目前对材料传热性能检测的原理就是将恒定热能从材料试件下表面传递至上表面,测试上表面温度达到稳定时的温度值与所用时间的比值。

然而,目前对材料传热效果的检测多为人工操作、计算、判定,存在人为干扰因素多检测质量和效率不高的问题。而且,市面上的一些测试装置也因为设备的各个部件控制精度不高导致存在检测质量较低的缺陷。

为此,本申请设计了一种传热效果测试装置的控制系统及使用方法,以解决上述问题。

发明内容

本发明为了弥补现有技术中的不足,提供了一种传热效果测试装置的控制系统及使用方法,最大限度减少人为干扰因素,实现检测过程自动化,提高检测质量和效率。

本发明是通过如下技术方案实现的:

一种传热效果测试装置的控制系统,主要由:上室、中部隔热层、下室、上室起降装置、发热和制冷装置、试样和传感器固定装置、显示PLC控制器等部分构成。

其中上室和下室通过中部隔热层密闭隔离,由隔热保温材料制成,其内部尺寸和接触配合应符合相关要求。工作台上放置底盘,底盘上设有凹槽,凹槽内放置下室,下室内为顶部开口底部和四周墙壁为一体的矩形体结构。在下室长度方向内底部左边设有电发热件、右边设有冷源散发器,冷源散发器的管路穿过下室右边的墙壁,并通过管接与制冷机连接。在冷源散发器的上方,即下室右边的墙壁上通过螺栓固定有调速风扇。在下室顶部四周设有密封圈,在密封圈的上方压有中部隔热层,中部隔热层与下室顶部四周交接的部分都设有相同角度的接触斜面,这有利于密封和结构稳定性。

在中部隔热层的中心开有规定尺寸的矩形孔热量通道,在矩形孔热量通道下方四周设有下室用PT100温度传感器。在矩形孔热量通道的上方放置覆盖矩形孔热量通道规定尺寸的矩形材料试样,在试样顶部长度方向左边放置左PT100温度传感器、右边放置右PT100温度传感器,左温度传感器和右温度传感器分别固定在倒U形架的两端下方,倒U形架为绝缘隔热材料制成,倒U形架的中部上方固定两平行连接板,两连接板中部设有孔,孔内穿有水平短轴A,在短轴A的两端各设有轴用弹性挡圈,轴用弹性挡圈将短轴A固定在两连接板中部的孔上,在短轴A的中部即两连接板之间装有摆动杆。摆动杆的另一端装有水平短轴B,短轴B的两端通过轴用弹性挡圈安装在两平行固定板上部的孔内,固定板下端通过螺栓固定在中部隔热层的上表面。

中部隔热层的上表面通过螺栓装有电动缸B,在伸缩缸B的顶部设有水平托轴,水平托轴的轴中心线与摆动杆的长度方向垂直,水平托轴位于摆动杆的下方。在摆动杆中部下边焊有弹簧钩挂板,弹簧钩挂板上挂置拉伸弹簧,拉伸弹簧的另一端,即下端挂置在另一个弹簧钩挂板上,该弹簧钩挂板通过螺栓固定在中部隔热层的上表面,当伺服电机B工作,伸缩缸B升起水平托轴将摆动杆的前边托起,即左PT100温度传感器和右PT100温度传感器不再压持材料试样,此时可取走试样。当放置好试样,伺服电机B工作,伸缩缸B下降同时摆动杆的前边也下降,使左PT100温度传感器和右PT100温度传感器压持在试样上,拉伸弹簧35可确保左PT100温度传感器和右PT100温度传感器与试样的上表面保持密切接触。

在中部隔热层的上表面还设有试样角部定位板和试样直段定位板,试样角部定位板和试样直段定位板可方便准确放置材料试样,使矩形孔热量通道位于材料试样下方的中心位置,也保证了左PT100温度传感器和右PT100温度传感器准确压放在材料试样上表面规定对称位置。上室的下部为开口,其内部高度比下室的高度矮很多,其余尺寸结构相同,上室的四周下端与中部隔热层的四周上端接触配合,其接触配合形式与下室相同,中部隔热层将上室和下室密闭隔离。上室外顶部通过螺栓固定矩形移动板,矩形移动板为水平放置,矩形移动板的四角各焊有垂直滑套,在垂直滑套内穿有垂直滑杠,垂直滑杠的下端通过螺栓固定在底盘上,垂直滑杠的上端通过螺母固定一水平板,在水平板的中心开有孔,孔内插有伸缩缸A,在伸缩缸A的下端装有法兰盘,法兰盘通过螺栓固定在矩形移动板的中心位置,电动缸A通过螺栓固定在水平板的上表面,当伺服电机A工作,伸缩缸A将带动矩形移动板及连接在矩形移动板上的上室和垂直滑套沿四个垂直滑杠向上或向下移动。

伺服电机A、伺服电机B、电发热件、制冷机、调速风扇、下室用各PT100温度传感器、左PT100温度传感器、右PT100温度传感器等电控件有线或无线连接显示PLC控制器,显示PLC控制器中输入有检测控制程序。

基于上述的测试装置,其使用方法为:

检测前,将规定尺寸材料试样的装饰面朝上放置在中部隔热层上,并使试样的一角与试样角部定位板靠紧,同时也将试样的一长直角边与试样直段定位板靠紧。按动显示PLC控制器中的测试启动按钮,各电控部件进入工作状态,PLC控制器控制伺服电机B工作,使伸缩缸B缓慢下降,左PT100温度传感器和右PT100温度传感器压持在试样上,拉伸弹簧可确保左PT100温度传感器和右PT100温度传感器与试样上表面接触良好同时也保证了试样下表面与中部隔热层上表面接触良好密实。

PLC控制器控制伺服电机A工作,伸缩缸A17伸长,使上室四周下端与中部隔热层四周上端接触并密封。PLC控制器依据编程控制电发热件、制冷机、调速风扇工作,由于下室空间部分没有外风进入,所以调速风扇的工作仅起到下室空间部分的内部空气循环作用。当上室空间部分内的试样上表面的左PT100温度传感器和右PT100温度传感器向PLC控制器传送的温度值到达编程设定20℃基准温度时,PLC控制器开始记录测试时间,并控制电发热件、制冷机、调速风扇工作,使下室空间部分内的下室用PT100温度传感器升温至70℃且保持恒定。

PLC控制器每间隔15min记录试样上表面左PT100温度传感器和右PT100温度传感器平均温度及时间,直至试样上表面温度达到稳定。PLC控制器由试样稳定时的上表面温度℃和所用的时间T得出该试样的导热效能(℃/T)。检测完毕后,显示PLC控制器发出影音提示并控制伺服电机A工作,使伸缩缸A缩短,工作上室升起,PLC控制器同时也控制伺服电机B工作,使伸缩缸B伸长工作,伸缩缸B顶部的托轴将摆动杆前边托起使左PT100温度传感器和右PT100温度传感器不再压持试样,显示PLC控制器发出“请取走试样”影音提示后关闭相关电控件,等待再次放入另一试件。

本发明的有益效果是:

本发明的检测装置设计的试样定位、传感器压持、上室的开启和封闭及各电控件控制系统保证了测试质量和效率,最大限度减少人为干扰因素,实现检测过程自动化,提高检测质量和效率。

附图说明

图1为本发明的传热效果测试装置的控制系统的主视剖视图;

图2为本发明的传热效果测试装置的控制系统的俯视图;

图3为本发明的传热效果测试装置的控制系统的侧视图;

图4为本发明的图1的I部放大视图;

图5为本发明的图1的A向视图;

图6为本发明的图1的B向放大视图;

图7为本发明的上室升起待放式样状态图。

图中,

1、工作台,2、底盘,3、下室,4、电发热件,5、冷源散发器,6、调速风扇,7、下室用PT100温度传感器,8、矩形孔热量通道,9、密封圈,10、中部隔热层,11、垂直滑套,12、矩形移动板,13、垂直滑杠,14、螺母,15、水平板,16、法兰盘,17、伸缩缸A,18、电动缸A,19、伺服电机A,20、上室空间部分,21、材料试样,22、上室,23、下室空间部分,24、管接,25、制冷机,26、显示PLC控制器,27、摆动杆,28、连接板,29、轴用弹性挡圈,30、短轴A,31、弹簧钩挂板,32、托轴,33、倒U形架,34、伸缩缸B,35、拉伸弹簧,36、电动缸B,37、左PT100温度传感器,38、右PT100温度传感器,39、试样直段定位板,40、固定板,41、短轴B,42、伺服电机B,43、试样角部定位板,44、接触斜面,45孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。可以是机械连接,也可以是电性连接。可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1-图7为本发明的一种具体实施例,工作台1上放置底盘2,底盘2上设有凹槽,凹槽内放置下室3,下室3内为顶部开口底部和四周墙壁为一体的矩形体结构。在下室3长度方向内底部左边设有电发热件4、右边设有冷源散发器5,冷源散发器5的管路穿过下室3右边的墙壁,并通过管接24与制冷机25连接。在冷源散发器5的上方,即下室3右边的墙壁上通过螺栓固定有调速风扇6。在下室3顶部四周设有密封圈9,在密封圈9的上方压有中部隔热层10,中部隔热层10与下室3顶部四周交接的部分都设有相同角度的接触斜面44,这有利于密封和结构稳定性。

在中部隔热层10的中心开有规定尺寸的矩形孔热量通道8,在矩形孔热量通道8下方四周设有下室用PT100温度传感器7,见附图1。在矩形孔热量通道8的上方放置覆盖矩形孔热量通道8规定尺寸的矩形材料试样21,在试样21顶部长度方向左边放置左PT100温度传感器37、右边放置右PT100温度传感器38,左温度传感器37和右温度传感器38分别固定在倒U形架33的两端下方,倒U形架33为绝缘隔热材料制成,倒U形架33的中部上方固定两平行连接板28,两连接板28中部设有孔,孔内穿有水平短轴A30,在短轴A30的两端各设有轴用弹性挡圈29,轴用弹性挡圈29将短轴A30固定在两连接板28中部的孔上,在短轴A30的中部即两连接板28之间装有摆动杆27,见附图1、4、5。

摆动杆27的另一端装有水平短轴B41,短轴B41的两端通过轴用弹性挡圈安装在两平行固定板40上部的孔内,固定板40下端通过螺栓固定在中部隔热层10的上表面。中部隔热层10的上表面通过螺栓装有电动缸B36,在伸缩缸B34的顶部设有水平托轴32,水平托轴32的轴中心线与摆动杆27的长度方向垂直,水平托轴32位于摆动杆27的下方。在摆动杆27中部下边焊有弹簧钩挂板31,弹簧钩挂板31上挂置拉伸弹簧35,拉伸弹簧35的另一端即下端挂置在另一个弹簧钩挂板上,该弹簧钩挂板通过螺栓固定在中部隔热层10的上表面,当伺服电机B42工作,伸缩缸B34升起,水平托轴32将摆动杆27的前边托起,即左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38不再压持材料试样21,此时可取走试样21,见附图7。

当放置好试样21,伺服电机B42工作,伸缩缸B34下降同时摆动杆27的前边也下降,使左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38压持在试样21上,拉伸弹簧35可确保左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38与试样21的上表面保持密切接触。

在中部隔热层10的上表面还设有试样角部定位板43和试样直段定位板39,试样角部定位板43和试样直段定位板39可方便准确放置材料试样21,使矩形孔热量通道8位于材料试样21下方的中心位置,也保证了左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38准确压放在材料试样21上表面规定对称位置,见附图5、6。

上室22的下部为开口,其内部高度比下室3的高度很多,其余尺寸结构相同,上室22的四周下端与中部隔热层10的四周上端接触配合,其接触配合形式与下室3相同,中部隔热层10将上室22和下室3密闭隔离。上室22外顶部通过螺栓固定矩形移动板12,矩形移动板12为水平放置,矩形移动板12的四角各焊有垂直滑套11,在垂直滑套11内穿有垂直滑杠13,垂直滑杠13的下端通过螺栓固定在底盘2上,垂直滑杠13的上端通过螺母14固定一水平板15,在水平板15的中心开有孔45,孔45内插有伸缩缸A17,在伸缩缸A17的下端装有法兰盘16,法兰盘16通过螺栓固定在矩形移动板12的中心位置,电动缸A18通过螺栓固定在水平板15的上表面,当伺服电机A19工作,伸缩缸A17将带动矩形移动板12及连接在矩形移动板12上的上室22和垂直滑套11沿四个垂直滑杠13向上或向下移动,见附图1、7。

其中,伺服电机A19、伺服电机B42、电发热件4、制冷机25、调速风扇6、下室用各PT100温度传感器7、左PT100温度传感器37、右PT100温度传感器38等电控件有线或无线连接与显示PLC控制器26。

本实施例的具体使用方法如下:

检测前装置状态见附图7,将规定尺寸材料试样21的装饰面朝上放置在中部隔热层10上,并使试样21的一角与试样角部定位板43靠紧,同时也将试样21的一长直角边与试样直段定位板39靠紧如附图5所示。

按动显示PLC控制器26中的测试启动按钮,各电控部件进入工作状态,PLC控制器26控制伺服电机B42工作,使伸缩缸B34缓慢下降,左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38压持在试样21上,拉伸弹簧35可确保左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38与试样21上表面接触良好,同时也保证了试样21下表面与中部隔热层10上表面接触良好密实,见附图6。

PLC控制器26控制伺服电机A19工作,伸缩缸A17伸长,使上室22四周下端与中部隔热层10四周上端接触并密封,见附图7、1。PLC控制器26依据编程控制电发热件4、制冷机25、调速风扇6工作,由于下室空间部分23没有外风进入,所以调速风扇6的工作仅起到下室空间部分23的内部空气循环作用。

当上室空间部分20内的试样21上表面的左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38向PLC控制器26传送的温度值到达编程设定20℃基准温度时,PLC控制器26开始记录测试时间,并控制电发热件4、制冷机25、调速风扇6工作,使下室空间部分23内的下室用PT100温度传感器7升温至70℃且保持恒定。PLC控制器26每间隔15min记录试样21上表面左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38平均温度及时间,直至试样21上表面温度达到稳定。PLC控制器26由试样21稳定时的上表面温度℃和所用的时间T得出该试样21的导热效能(℃/T)。

检测完毕后,显示PLC控制器26发出影音提示并控制伺服电机A19工作,使伸缩缸A17缩短工作上室22升起,PLC控制器26同时也控制伺服电机B42工作使伸缩缸B34伸长工作,伸缩缸B34顶部的托轴32将摆动杆27前边托起,使左PT100温度传感器37和右PT100温度传感器38不再压持试样21,显示PLC控制器26发出“请取走试样”影音提示后关闭相关电控件,等待再次放入另一试件,见附图7。

该装置及使用方法最大限度减少了人为干扰因素,实现了检测过程自动化,达到提高检测质量和效率目的。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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