一种试验箱的门框加热方法、装置及系统
阅读说明：本技术 一种试验箱的门框加热方法、装置及系统 (Door frame heating method, device and system of test box ) 是由 张小勐 鲍志刚 于 2021-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开了一种试验箱的门框加热方法、装置及系统。试验箱的门框加热方法包括：获取试验箱的箱内温度和外部环境温度；根据箱内温度和外部环境温度,确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值,以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值；根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值,确定试验箱的门框加热量,以对试验箱的门框进行加热。本发明实施例提供的试验箱的门框加热方法、装置及系统,能够提高门框加热的可靠性。(The embodiment of the invention discloses a method, a device and a system for heating a door frame of a test box. The door frame heating method of the test chamber comprises the following steps: acquiring the temperature in the test chamber and the temperature of the external environment; determining a first difference value between the internal temperature and the maximum value of the preset internal temperature range and a second difference value between the external environment temperature and the minimum value of the preset environment temperature range according to the internal temperature and the external environment temperature; and determining the door frame heating amount of the test box according to the preset in-box temperature range, the preset environment temperature range, the first difference value and the second difference value so as to heat the door frame of the test box. The door frame heating method, the door frame heating device and the door frame heating system of the test box provided by the embodiment of the invention can improve the reliability of door frame heating.)
技术领域
本发明实施例涉及温度控制技术，尤其涉及一种试验箱的门框加热方法、装置及系统。
背景技术
随着试验箱如环境试验箱在各行各业的应用越来越广泛，产品使用体验感和安全性的要求也越来越高。不同产品的测试需求不同，环境试验箱工作时的箱内最低温度可低至-70℃，当环境试验箱以低温运行时，部分冷量会通过结构件传导出箱外。由于生产工艺及使用断热材料的不同，环境试验箱门框、窗框位置传导出的冷量可能会导致凝露或者结霜，则需对试验箱的门框进行加热来抵消这部分冷量，达到除霜、除湿的目的。
目前，现有的试验箱的门框加热方法，通常情况下是在试验箱的箱内温度低于8℃时对门框进行加热，但是由于不同产品的低温试验要求不同、外部环境不同、甚至季节不同，对门框进行加热的加热线的加热量无法自动适应，会导致门框表面温度难以控制，如无法有效除凝露导致设备门框滴水或者表面温度较高甚至可能会烫伤附近工作人员，影响加热的可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种试验箱的门框加热方法、装置及系统，以提高门框加热的可靠性。
第一方面，本发明实施例提供了一种试验箱的门框加热方法，包括：
获取试验箱的箱内温度和外部环境温度；
根据箱内温度和外部环境温度，确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值，以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值；
根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，确定试验箱的门框加热量，以对试验箱的门框进行加热。
可选的，根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，确定试验箱的门框加热量，包括：
根据预设箱内温度范围和第一差值，确定试验箱的箱内传导冷量所需加热量，并根据预设环境温度范围和第二差值，确定试验箱的箱体表面所需加热量；
根据箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量，确定试验箱的门框加热量。
可选的，根据预设箱内温度范围和第一差值，确定试验箱的箱内传导冷量所需加热量，包括：
根据预设箱内温度范围，确定预设箱内温度范围的最大值和最小值之差；
根据第一差值以及预设箱内温度范围的最大值和最小值之差，确定箱内传导冷量所需加热量OUT1；其中，OUT1＝ABS(T1-TC2)/(TC2-TC1)*60*100％，T1-TC2为第一差值，ABS(T1-TC2)表示T1-TC2的绝对值，TC2-TC1为预设箱内温度范围的最大值和最小值之差。
可选的，根据预设环境温度范围和第二差值，确定试验箱的箱体表面所需加热量，包括：
根据预设环境温度范围，确定预设环境温度范围的最大值和最小值之差；
根据第二差值以及预设环境温度范围的最大值和最小值之差，确定箱体表面所需加热量OUT2；其中，OUT2＝[30+(T2-TE1)/(TE2-TE1)*10]*100％，T2-TE1为第二差值，TE2-TE1为预设环境温度范围的最大值和最小值之差。
可选的，根据箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量，确定试验箱的门框加热量，包括：
根据箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量，确定箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量之和；
将箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量之和作为门框加热量OUT；OUT＝[ABS(T1-TC2)/(TC2-TC1)*60+30+(T2-TE1)/(TE2-TE1)*10]*100％，T1-TC2为第一差值，ABS(T1-TC2)表示T1-TC2的绝对值，TC2-TC1为预设箱内温度范围的最大值和最小值之差，T2-TE1为第二差值，TE2-TE1为预设环境温度范围的最大值和最小值之差。
可选的，门框加热后达到的温度低于40度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种试验箱的门框加热装置，包括：
温度获取模块，用于获取试验箱的箱内温度和外部环境温度；
差值确定模块，用于根据箱内温度和外部环境温度，确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值，以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值；
加热量确定模块，用于根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，确定试验箱的门框加热量，以对试验箱的门框进行加热。
第三方面，本发明实施例还提供了一种试验箱的门框加热系统，包括：温度传感器、控制器、固态继电器和加热线，如第二方面所述的试验箱的门框加热装置集成在控制器；温度传感器和固态继电器均与控制器电连接，加热线与固态继电器电连接。
可选的，温度传感器包括箱内温度传感器和环境温度传感器，箱内温度传感器和环境温度传感器均与控制器电连接。
可选的，加热线设置在试验箱的门框内，加热线为并联恒功率加热线。
本发明实施例提供的试验箱的门框加热方法、装置及系统，通过获取试验箱的箱内温度和外部环境温度；根据箱内温度和外部环境温度，确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值，以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值；根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，确定试验箱的门框加热量，以对试验箱的门框进行加热。本发明实施例提供的试验箱的门框加热方法、装置及系统，根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，对试验箱的门框加热量进行计算，确定门框加热量，可实现在不同箱内温度以及不同环境温度下门框加热量的自动适应，进而可控制门框表面温度，提高加热的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种试验箱的门框加热方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的一种试验箱的门框加热系统的结构框图；
图3是本发明实施例二提供的一种试验箱的门框加热方法的流程图；
图4是本发明实施例三提供的一种试验箱的门框加热装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种试验箱的门框加热方法的流程图，本实施例可适用于对试验箱的门框进行加热等方面，该方法可以由试验箱的门框加热装置来执行，试验箱的门框加热装置可集成在试验箱的门框加热系统中的控制器，具体包括如下步骤：
步骤110、获取试验箱的箱内温度和外部环境温度。
其中，试验箱可以是用于测试产品或设备的耐受温度的试验箱，试验箱的箱内温度和外部环境温度可分别由箱内温度传感器和环境温度传感器检测得到，试验箱的门框加热装置可与箱内温度传感器以及环境温度传感器电连接，从而通过箱内温度传感器和环境温度传感器分别获取试验箱的箱内温度和外部环境温度。
具体的，图2是本发明实施例三提供的一种试验箱的门框加热系统的结构框图，参考图2，试验箱的门框加热系统包括：温度传感器10、控制器20、固态继电器30和加热线40，如本发明任意实施例所述的试验箱的门框加热装置集成在控制器20；温度传感器10和固态继电器30均与控制器20电连接，加热线40与固态继电器30电连接。控制器20可控制固态继电器30的通断时间，从而控制加热线40的加热时间。
其中，温度传感器10包括箱内温度传感器11和环境温度传感器12，箱内温度传感器和环境温度传感器均与控制器20电连接。箱内温度传感器11和环境温度传感器12可分别检测试验箱的箱内温度和外部环境温度，并将检测到的温度传输至控制器20，从而使控制器20可获取箱内温度和外部环境温度。加热线40可设置在试验箱的门框内，加热线40为并联恒功率加热线。具体的，加热线40可在试验箱的门框内密封设置，为门框加热，加热线40可以是多段功率相同的加热线40并联，以使加热线40对门框均匀加热。加热线40的型号包括功率大小可根据实际需求具体设定，在此不做限定。
步骤120、根据箱内温度和外部环境温度，确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值，以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值。
具体的，预设箱内温度范围和预设环境温度范围的具体范围可预先存储在控制器20中。示例性地，预设箱内温度范围可以是零下70度至180度，预设环境温度可以是5度至35度。例如，箱内温度为零下10度，预设箱内温度范围为零下70度至180度，则控制器20可确定第一差值为190度，外部环境温度为30度，预设箱内温度范围为5度至35度，则第二差值为25度。
步骤130、根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，确定试验箱的门框加热量，以对试验箱的门框进行加热。
具体的，试验箱的门框加热量与第一差值的绝对值以及第二差值正相关，与预设箱内温度范围的最大值与最小值之差，以及预设环境温度范围的最大值与最小值之差负相关。门框加热量可以由百分数的形式体现，控制器20可根据确定的门框加热量生成相应的信号，如确定门框加热量为50％，则控制器20可生成占空比为50％的信号，即控制器20控制固态继电器30导通的时间占时间周期(时间周期的具体数值可根据实际情况设定)的比例为50％，进而控制加热线40的加热时间，从而实现门框温度的可调控制。
本实施例提供的试验箱的门框加热方法，通过获取试验箱的箱内温度和外部环境温度；根据箱内温度和外部环境温度，确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值，以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值；根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，确定试验箱的门框加热量，以对试验箱的门框进行加热。本实施例提供的试验箱的门框加热方法，根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，对试验箱的门框加热量进行计算，确定门框加热量，可实现在不同箱内温度以及不同环境温度下门框加热量的自动适应，进而可控制门框表面温度，提高加热的可靠性。
实施例二
图3是本发明实施例二提供的一种试验箱的门框加热方法的流程图，本实施例可适用于对试验箱的门框进行加热等方面，该方法可以由试验箱的门框加热装置来执行，试验箱的门框加热装置可集成在试验箱的门框加热系统中的控制器，具体包括如下步骤：
步骤210、获取试验箱的箱内温度和外部环境温度。
具体的，参考图2，箱内温度传感器11和环境温度传感器12可分别检测试验箱的箱内温度和外部环境温度，并将检测到的温度传输至控制器20，从而使控制器20可获取箱内温度和外部环境温度。
步骤220、根据箱内温度和外部环境温度，确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值，以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值。
具体的，若箱内温度为T1，外部环境温度为T2，预设箱内温度范围为TC1至TC2，预设环境温度范围为TE1至TE2，则控制器20可确定第一差值为T1-TC2，第二差值为T2-TE1。
步骤230、根据预设箱内温度范围，确定预设箱内温度范围的最大值和最小值之差。
其中，预设箱内温度范围为TC1至TC2，TC2大于TC1，则预设箱内温度范围的最大值和最小值之差即为TC2-TC1。
步骤240、根据第一差值以及预设箱内温度范围的最大值和最小值之差，确定箱内传导冷量所需加热量OUT1。
其中，OUT1＝ABS(T1-TC2)/(TC2-TC1)*60*100％，T1-TC2为第一差值，ABS(T1-TC2)表示T1-TC2的绝对值，TC2-TC1为预设箱内温度范围的最大值和最小值之差。
步骤250、根据预设环境温度范围，确定预设环境温度范围的最大值和最小值之差。
具体的，预设环境温度范围为TE1至TE2，TE2大于TE1，则预设环境温度范围的最大值和最小值之差即为TE2-TE1。
步骤260、根据第二差值以及预设环境温度范围的最大值和最小值之差，确定箱体表面所需加热量OUT2。
其中，OUT2＝[30+(T2-TE1)/(TE2-TE1)*10]*100％，T2-TE1为第二差值，TE2-TE1为预设环境温度范围的最大值和最小值之差。
步骤270、根据箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量，确定箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量之和。
其中，箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量之和，即为上述OUT1与OUT2之和。
步骤280、将箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量之和作为门框加热量OUT，以对试验箱的门框进行加热。
其中，试验箱的门框加热量OUT＝OUT1+OUT2，由上述OUT1和OUT2的表达式可知，OUT＝[ABS(T1-TC2)/(TC2-TC1)*60+30+(T2-TE1)/(TE2-TE1)*10]*100％。控制器20可根据确定的门框加热量OUT控制固态继电器30的通断时间，如OUT为80％，则可生成占空比为80％的信号，若信号周期为10分钟，则可控制固态继电器30按照导通8分钟断开2分钟循环通断，从而控制加热线40的加热时间，实现门框温度的可调控制。示例性地，门框加热后达到的温度低于40度，可防止门框过热烫伤工作人员。
本实施例提供的试验箱的门框加热方法，通过获取试验箱的箱内温度和外部环境温度；根据箱内温度和外部环境温度，确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值，以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值；根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，确定箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量，将箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量之和作为门框加热量，以对试验箱的门框进行加热。本实施例提供的试验箱的门框加热方法，根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，对试验箱的门框加热量进行计算，确定门框加热量，可实现在不同箱内温度以及不同环境温度下门框加热量的自动适应，进而可控制门框表面温度，提高加热的可靠性。
实施例三
图4是本发明实施例三提供的一种试验箱的门框加热装置的结构框图，试验箱的门框加热装置包括：温度获取模块310、差值确定模块320和加热量确定模块330；其中，温度获取模块310用于获取试验箱的箱内温度和外部环境温度；差值确定模块320用于根据箱内温度和外部环境温度，确定箱内温度与预设箱内温度范围的最大值的第一差值，以及外部环境温度与预设环境温度范围的最小值的第二差值；加热量确定模块330用于根据预设箱内温度范围、预设环境温度范围、第一差值和第二差值，确定试验箱的门框加热量，以对试验箱的门框进行加热。
在上述实施方式的基础上，加热量确定模块330包括：第一加热量确定单元和第二加热量确定单元；其中，第一加热量确定单元用于根据预设箱内温度范围和第一差值，确定试验箱的箱内传导冷量所需加热量，并根据预设环境温度范围和第二差值，确定试验箱的箱体表面所需加热量；第二加热量确定单元用于根据箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量，确定试验箱的门框加热量。
优选的，第一加热量确定单元包括第一差值确定子单元和第一加热量确定子单元；其中，第一差值确定子单元用于根据预设箱内温度范围，确定预设箱内温度范围的最大值和最小值之差；第一加热量确定子单元用于根据第一差值以及预设箱内温度范围的最大值和最小值之差，确定箱内传导冷量所需加热量OUT1；其中，OUT1＝ABS(T1-TC2)/(TC2-TC1)*60*100％，T1-TC2为第一差值，ABS(T1-TC2)表示T1-TC2的绝对值，TC2-TC1为预设箱内温度范围的最大值和最小值之差。
优选的，第一加热量确定单元包括第二差值确定子单元和第二加热量确定子单元；其中，第二差值确定子单元用于根据预设环境温度范围，确定预设环境温度范围的最大值和最小值之差；第二加热量确定子单元用于根据第二差值以及预设环境温度范围的最大值和最小值之差，确定箱体表面所需加热量OUT2；其中，OUT2＝[30+(T2-TE1)/(TE2-TE1)*10]*100％，T2-TE1为第二差值，TE2-TE1为预设环境温度范围的最大值和最小值之差。
优选的，第二加热量确定单元包括加热量之和确定子单元和第三加热量确定子单元；其中，加热量之和确定子单元用于根据箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量，确定箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量之和；第三加热量确定子单元用于将箱内传导冷量所需加热量和箱体表面所需加热量之和作为试验箱的门框加热量OUT；其中，试验箱的门框加热量OUT＝[ABS(T1-TC2)/(TC2-TC1)*60+30+(T2-TE1)/(TE2-TE1)*10]*100％，T1-TC2为第一差值，ABS(T1-TC2)表示T1-TC2的绝对值，TC2-TC1为预设箱内温度范围的最大值和最小值之差，T2-TE1为第二差值，TE2-TE1为预设环境温度范围的最大值和最小值之差。
本实施例提供的门框加热装置与本发明任意实施例提供的门框加热方法属于相同的发明构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的门框加热方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
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