[實(shí)用新型]一種非接觸式溫度控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821876315.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN209198967U
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳煒;陳虎林;楊娜;黃益民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院
• 主分類號(hào): G05D23/27
• 分類號(hào): G05D23/27
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種非接觸式溫度控制系統(tǒng)，所述的非接觸式溫度控制系統(tǒng)包括試驗(yàn)件、電源、加熱器、光感測(cè)溫器、可控硅和數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器；通過光感測(cè)溫器對(duì)測(cè)試結(jié)構(gòu)表面溫度控制點(diǎn)進(jìn)行感應(yīng)，將控制點(diǎn)溫度采集存儲(chǔ)分析，將測(cè)量結(jié)果與基準(zhǔn)溫度進(jìn)行對(duì)比；通過控制器將目標(biāo)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，再通過可控硅模塊對(duì)加熱器功率進(jìn)行控制，使結(jié)構(gòu)表面溫度與目標(biāo)溫度保持一致；通過光感測(cè)溫器對(duì)結(jié)構(gòu)表面控制點(diǎn)的溫度進(jìn)行控制，可以解決外來熱容破壞結(jié)構(gòu)表面溫度場(chǎng)而引起的試驗(yàn)誤差，解決傳統(tǒng)的熱電偶引線對(duì)結(jié)構(gòu)表面熱輻射的影響以及引線相互纏繞的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空結(jié)構(gòu)測(cè)試應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是涉及一種非接觸式溫度控制系統(tǒng)及其溫度控制方法。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)熱防護(hù)測(cè)試試驗(yàn)是航空航天結(jié)構(gòu)不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)，目前的熱防護(hù)性能測(cè)試普遍采用在結(jié)構(gòu)表面布置熱電偶，然后通過外部加熱方式，使控制點(diǎn)溫度達(dá)到要求的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的熱防護(hù)性能考核。然而，在控制點(diǎn)布置熱電偶進(jìn)行控制的方式由于引入了外部熱電偶，使得控制點(diǎn)溫度失去了準(zhǔn)確性，對(duì)于瞬態(tài)熱測(cè)試來說，由于布置熱電偶反饋控制引起的誤差甚至?xí)乖囼?yàn)結(jié)果完全失真，同時(shí)布置熱電偶存在加熱過程中脫落、熱電偶引線影響熱輻射等問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種非接觸式溫度控制系統(tǒng)其溫度控制方法，通過非接觸式溫度感應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制系統(tǒng)，解決熱電偶存在加熱過程中脫落、熱電偶引線影響熱輻射等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種非接觸式溫度控制系統(tǒng)，所述的非接觸式溫度控制系統(tǒng)包括試驗(yàn)件、電源、加熱器、光感測(cè)溫器、可控硅和數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器；通過導(dǎo)通電源對(duì)加熱器供電，加熱器對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行加熱；通過光感測(cè)溫器對(duì)試驗(yàn)件表面溫度控制點(diǎn)進(jìn)行感應(yīng)，將控制點(diǎn)溫度采集存儲(chǔ)分析，將測(cè)量結(jié)果與基準(zhǔn)溫度進(jìn)行對(duì)比；通過控制器將目標(biāo)數(shù)據(jù)和控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析，通過可控硅模塊對(duì)加熱器功率進(jìn)行控制，使結(jié)構(gòu)表面溫度與目標(biāo)溫度保持一致。

優(yōu)選的，所述的光感測(cè)完器為紅外測(cè)溫儀，紅外測(cè)溫儀將試驗(yàn)件發(fā)射的紅外線具有的輻射能轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，根據(jù)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)大小，可以確定物體的溫度。

優(yōu)選的，所述的試驗(yàn)件溫度測(cè)量為多點(diǎn)測(cè)溫，確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

優(yōu)選的，所述的加熱器為陣列式加熱器，保證對(duì)試驗(yàn)件加熱的均勻性。

優(yōu)選的，所述的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器采用微電腦處理器，可以測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析。

優(yōu)選的，所述的加熱功率控制采用可控硅控制，保證無觸點(diǎn)運(yùn)行，具有無火花、無噪音，效率高的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的非接觸式溫度控制方法包括：

步驟1：操作者輸入開始測(cè)試命令，電源開始導(dǎo)通；

步驟2：電源導(dǎo)通后加熱器開始運(yùn)行，加熱器開始對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行加熱；

步驟3：光感測(cè)溫器實(shí)時(shí)檢測(cè)試驗(yàn)件檢測(cè)點(diǎn)的溫度；

步驟4：光感測(cè)溫器將檢測(cè)的溫度傳輸至數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器；

步驟5：數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)器將收集到的溫度數(shù)據(jù)與設(shè)定基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較分析；

步驟6：當(dāng)檢測(cè)溫度大于設(shè)定的基準(zhǔn)溫度時(shí)，可控硅溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)啟動(dòng)并調(diào)低加熱器功率；當(dāng)檢測(cè)溫度小于基準(zhǔn)溫度時(shí)，加熱器按原功率繼續(xù)加熱；

步驟7：判斷試驗(yàn)件是否測(cè)試結(jié)束，若試驗(yàn)件未測(cè)試結(jié)束，則繼續(xù)對(duì)測(cè)試件進(jìn)行加熱；若判斷測(cè)試結(jié)束則切斷電源。

本發(fā)明提供的非接觸式溫度控制系統(tǒng)及其溫度控制方法，通過光感測(cè)溫器對(duì)結(jié)構(gòu)表面控制點(diǎn)的溫度進(jìn)行控制，可以避免外來熱容破壞結(jié)構(gòu)表面溫度場(chǎng)而引起的試驗(yàn)誤差，避免了傳統(tǒng)的熱電偶引線對(duì)結(jié)構(gòu)表面熱輻射的影響以及引線相互纏繞的問題。

附圖說明