CN102539184B - 一种燃气灶具性能测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气灶具性能测试系统，其特点在于由计算机服务器、计算机工作站、可编程逻辑控制器、控制电路板及燃气灶具试验装置等构成。本发明与现有技术相比，具有自动化程度高、检测精确度高、劳动强度低、测试效率高等优点，而现有技术的测试装置，大都是采用人工手动搅拌的方式，劳动强度高、效率低，而且测试过程中，容易受到人为因素的影响，进而影响到测试的精确度。

Description

一种燃气灶具性能测试系统

技术领域

本发明涉及一种燃气灶具性能测试系统或设备。

背景技术

对于灶具热效率的测定，国内外一般是采用传统的指针式压力表、流量计、秒表，水银温度计等手工操作进行测试。这种方法精度不高，而且工作强度大，效率不高，结果受人为影响较大。符合标准的灶具自动测试系统，现在国内外尚未出现，只是国内有些检验机构采用可伸宿机械手来实现搅拌功能。

本发明的出现，填补了国内外该项产品的空白，而且测试精度达到了国内外领先水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可完成燃气灶具的热负荷效率、温升实验等试验检测，且自动化程度高、检测精确度高、劳动强度低、测试效率高的燃气灶具性能测试系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种燃气灶具性能测试系统，其特点在于包括计算机服务器、计算机工作站、可编程逻辑控制器、控制电路板及燃气灶具试验装置，其中

所述计算机服务器为安装有计算机操作系统与数据库软件系统的高性能计算机，该计算机用于存储燃气灶具的各项实验数据；

所述计算机工作站为安装有计算机操作系统与燃气灶具性能测试软件系统的计算机，该计算机为用户提供操作界面，计算机中的燃气灶具性能测试软件系统与可编程逻辑控制器进行通讯、以及通过计算机网络与计算机服务器联网，以实时地将测试到的燃气灶具各项性能数据保存到计算机服务器的数据库软件系统中；

所述可编程逻辑控制器通过电缆线分别与计算机工作站、控制电路板相电连接，所述控制电路板通过电缆线与燃气灶具试验装置上的电气接线端相电连接；所述可编程逻辑控制器通过控制电路板对燃气灶具试验装置实现自动控制，同时将从燃气灶具试验装置采集到实验数据反馈回给计算机工作站的燃气灶具性能测试软件系统，由燃气灶具性能测试软件系统对反馈回的数据进行处理和分析，实现燃气灶具的性能测试；

所述燃气灶具试验装置包括测试台、围板、自动搅拌机构、搅拌器、煮锅及燃气管道机构，其中所述测试台的台面板中设有若干个热电阻传感器，各个热电阻传感器分别均匀地排布嵌装于整个台面板中；所述围板安装于测试台上，在围板中也设有若干个热电阻传感器，各热电阻传感器分别均匀地排布嵌装于整个围板中；且安装在测试台、围板中各个热电阻传感器分别通过电缆线与控制电路板相电连接；

所述自动搅拌机构包括支撑架、顶架、气缸、气缸固定架、螺杆、电机及螺母套，其中所述支撑架安装于测试台上，所述螺杆竖向安装于支撑架中，所述螺母套套装螺杆上，所述电机安装于测试台的底部，且电机的电机轴与螺杆的底端相传动连接；所述顶架通过其一端与螺母套相固定连接而实现顶架在电机驱动下沿螺杆上、下移动调节运动；在顶架上还设有导槽，所述气缸固定架可沿导槽来回调节地吊装于顶架下方；所述气缸安装于气缸固定架上，该气缸的推杆上还设有连接部件；

所述煮锅由锅体与锅盖构成，所述搅拌器由带若干个穿孔的搅拌板及竖杆构成，该搅拌器安装于锅体中，且其竖杆穿过锅盖上设有的通孔，并与气缸推杆上的连接部件相连接；

所述燃气管道机构包括燃气总阀、调压器、燃气压力计、燃气流量计、燃气温度计、燃气分支阀、灶前燃气压力计、手动开关阀、放气阀及管道，其中燃气总阀的输入端通过管道与燃气提供源相连接，且在燃气总阀输入端的管道上还串接有手动开关阀，在燃气总阀的输出端通过管道分别依序串接有调压器、燃气压力计、燃气流量计、燃气温度计、手动开关阀、燃气分支阀、灶前燃气压力计及手动开关阀；在燃气压力计、灶前燃气压力计上还分别设有放气端，该放气端上连接有放气阀；所述燃气总阀、调压器、燃气压力计、燃气流量计、燃气温度计、燃气分支阀、灶前燃气压力计、放气阀的电连接端分别通过电缆线与控制电路板相电连接；此外，还包括有至少一个用于测量煮锅中水温的温度测量仪，该温度测量仪通过电缆线与控制电路板相电连接。

本发明由于采用前面所述技术方案，使其能够获得如下技术效果：

(1)由于采用独特设计的自动搅拌机构、煮锅、搅拌器结构，使得在测试燃气灶具的热负荷效率时，通过自动搅拌机构驱动安置于煮锅中的搅拌器，使搅拌器不断地对煮锅中的测试水进行搅拌，使煮锅中水温均匀，进而精确得出被测试的燃气灶具煮沸腾(100摄氏度)一定量的水，需要耗用多少量的燃气，而该燃气用量则由燃气管道机构上的各个仪器统计得出，将这些监测数据反馈到计算机中，由计算机的燃气灶具性能测试软件系统自动计算得到该燃气灶具的热负荷效率。本发明与现有技术相比，具有自动化程度高、检测精确度高、劳动强度低、测试效率高等优点，而现有技术的测试装置，大都是采用人工手动搅拌的方式，劳动强度高、效率低，而且测试过程中，容易受到人为因素的影响，进而影响到测试的精确度。

(2)由于采用镶嵌有若干个热电阻传感器的测试台与围板构成的测试平台结构，使得在测试的燃气灶具的温升时，通过测试台板、围板上的多达1500多个热电阻传感器测温点，并将各点测得的温度数据反馈给计算机，由计算机进行处理和分析，得到被测试燃气灶具的温升指标值。并且，由于采用热电阻传感器作为测温元件，具有检测精确度高、使用寿命长的特点。而以往的温度测量仪器一般只有500多个测温点，检测精度低，且造价较高，使用寿命短。

(3)本发明对燃气灶具的测试过程，基本上是全自动化的测试，可以多个样品、多个测试线程同时运行，检验人员只须手动换锅加水即可，一个检验人员可以同时对3个或4个样品进行测试，将测试效率提高到2至3倍，具有检测效率高的优点。而传统的燃气灶具测试设备或装置，在整个测试过程中，尤其是在做热负荷效率及温升测试时，检验人员大部分时间都在等待，极为浪费时间，检测效率极低。

(4)本发明通过计算机和可编程控制器对测试参数进行采集及控制，计算机系统作为控制和记录的核心，通过友好、灵活的人机操作界面，整个测试过程都是由计算机进行监控和自动完成，并全程记录测试的数据，极大地减少了人为因素引入的误差，很大程度地确保了测试结果的科学、精确。并且，通过计算机服务器的大型数据库进行原始记录存储，方便查询管理，自动生成检测报告。

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

附图说明

图1为本发明的原理方框图。

图2为本发明的燃气灶具试验装置的部分部件的正面结构示意图。

图3为本发明的燃气灶具试验装置的部分部件的俯视方向结构示意图。

图4为本发明的煮锅、搅拌器的剖视结构示意图。

图5为本发明的燃气管道机构的连接组成示意图。

图6为本发明的燃气灶具性能测试软件界面的参考截图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种燃气灶具性能测试系统，其包括计算机服务器1、计算机工作站2、可编程逻辑控制器3、控制电路板4及燃气灶具试验装置5，其中

所述计算机服务器1为安装有计算机操作系统与数据库软件系统的高性能计算机，该计算机用于存储燃气灶具的各项实验数据。当然也可以用于日后的查询管理，和自动生成检测报告。

所述计算机工作站2为安装有计算机操作系统与燃气灶具性能测试软件系统的计算机，该计算机为用户提供操作界面，计算机中的燃气灶具性能测试软件系统与可编程逻辑控制器3进行通讯、以及通过计算机网络与计算机服务器1联网，以实时地将测试到的燃气灶具各项性能数据保存到计算机服务器1的数据库软件系统中。所谓的计算机工作站就是一台或一套性能较为一般的计算机设备，该计算机设备安装有计算机操作系统，如WINDOWS操作系统，或者LINUX操作系统。以及安装有预先根据测试需要编写好的燃气灶具测试软件。该计算机设备通过与可编程逻辑控制器3相连接通信，进而实现燃气灶具测试软件自动控制和完成对燃气灶具的整个测试工作。

所述可编程逻辑控制器(PLC)3通过电缆线分别与计算机工作站2、控制电路板4相电连接，所述控制电路板4通过电缆线与燃气灶具试验装置5上的电气接线端相电连接；所述可编程逻辑控制器3通过控制电路板4对燃气灶具试验装置5实现自动控制，同时将从燃气灶具试验装置5采集到实验数据反馈回给计算机工作站2的燃气灶具性能测试软件系统，由燃气灶具性能测试软件系统对反馈回的数据进行处理和分析，实现燃气灶具的性能测试。

由于，可编程逻辑控制器(PLC)、控制电路板4、计算机设备等，都是从市面上直接购买得到，然后，通过自行编写入或者委托外面的数控服务公司编写入相应的测试控制软件即可。而由这些器件构成的自动化控制装置，是目前各种自动化控制行业贯用的手段，属于对现有技术的加以利用。因此，本发明对于这部分部件的具体实现过程中，不作详细描述。此外，由于软件部分实现的手段较多，大多情况会因为采用不同的编程工具，而有不同的实现手段。故此，对于具体的软件实现部分，不作详细描述，交由本领域技术人员在具体实施时，根据所需的测量标准进行编程实现。本发明仅请求保护具体的结构方案，对于具体的测量方法不要求保护。而图6所示方案，仅是本发明在具体实施时，所展示出的其中一个示例。

如图2、图3、图4、图5所示，所述燃气灶具试验装置5包括测试台51、围板52、自动搅拌机构53、搅拌器54、煮锅55及燃气管道机构56，其中所述测试台51的台面板中设有若干个热电阻传感器6，各个热电阻传感器6分别均匀地排布嵌装于整个台面板中；所述围板52安装于测试台51上，在围板52中也设有若干个热电阻传感器6，各热电阻传感器6分别均匀地排布嵌装于整个围板52中；所述围板如图3所示，有后围板和左围板，后围板与左围板如同一个字母“L”型的构造围在测试台，形成半包围的结构，以准确探测和计算出放在测试台的燃气灶具的温升指标值。所述安装在测试台51、围板52中各个热电阻传感器6分别通过电缆线与控制电路板4相电连接。

如图2与图3中右侧部所示，所述自动搅拌机构53包括支撑架531、顶架532、气缸533、气缸固定架534、螺杆535、电机536及螺母套537，其中所述支撑架531安装于测试台51上，所述螺杆535竖向安装于支撑架531中，所述螺母套537套装螺杆535上，所述电机536安装于测试台51的底部，且电机536的电机轴与螺杆535的底端相传动连接；所述顶架532通过其一端与螺母套537相固定连接而实现顶架532在电机536驱动下沿螺杆535上、下移动调节运动；在顶架532上还设有导槽538，所述气缸固定架534可沿导槽538来回调节地吊装于顶架532下方；所述气缸533安装于气缸固定架534上，该气缸553的推杆上还设有连接部件539。

如图4所示，所述煮锅55由锅体551与锅盖552构成，所述搅拌器54由带若干个穿孔的搅拌板541及竖杆542构成，该搅拌器54安装于锅体551中，且其竖杆542穿过锅盖552上设有的通孔，并与气缸533推杆上的连接部件539相连接，以在气缸533推动下，该搅拌器54作上、下运动，将煮锅55中的水温搅拌均匀。

如图5所示，所述燃气管道机构56包括燃气总阀561、调压器562、燃气压力计563、燃气流量计564、燃气温度计565、燃气分支阀566、灶前燃气压力计567、手动开关阀568、放气阀569及管道560，其中燃气总阀561的输入端通过管道560与燃气提供源相连接，且在燃气总阀561输入端的管道560上还串接有手动开关阀568，在燃气总阀561的输出端通过管道560分别依序串接有调压器562、燃气压力计563、燃气流量计564、燃气温度计565、手动开关阀568、燃气分支阀566、灶前燃气压力计567及手动开关阀568；在燃气压力计563、灶前燃气压力计567上还分别设有放气端，该放气端上连接有放气阀569；所述燃气总阀561、调压器562、燃气压力计563、燃气流量计564、燃气温度计565、燃气分支阀566、灶前燃气压力计567、放气阀569的电连接端分别通过电缆线与控制电路板4相电连接。所述放气阀569、燃气分支阀566、燃气总阀561均为电磁阀门。在管路中设计有手动开关阀568，主要方便检修各段管路。调压器562为电动调压阀门器件，以实现在计算机控制下，自动按需调节各段管路的燃气气压。所述燃气压力计563、灶前燃气压力计567均为压力传感器，分别测试流量计内燃气压力及灶前燃气压力。所述燃气温度计565为燃气温度计为铂电阻温度传感器，测量流量计内燃气温度。所述放气阀569用于实验前的燃气压力计563的零点校准。所述燃气流量计564为湿式气体流量计，可通过脉冲采集流量信号。通过这套管路系统，可以精确地监测燃气的供气气压、燃气温度、燃气用量等。此外，如图5所示，根据测试效率设计需要，可以在燃气总阀561接多条相同的管道支路，以使每条管道支路负责一个燃气灶具测试。

另外，本发明还包括至少一个用于测量煮锅55中水温的温度测量仪(该温度测量仪在图中未表示出)，该温度测量仪通过电缆线与控制电路板4相电连接。该温度测量仪属于一个活动式测量器件，当煮锅55放在燃气灶具上时，再将该温度测量放入煮锅55中。一般将温度测量仪预先安装在自动搅拌机构53上设有的另一个气缸533(即图2左边那个)上，由于计算机统一自动控制该温度测量仪伸入煮锅55中进行测温。

本发明对一个燃气灶具的测试过程大致如下：

首先接通整个测试系统的工作电源，启动计算机工作站2，接着，将被测试的燃气灶具放置于测试台51中，将燃气灶具的燃气端口通过软管与燃气管道机构56的手动开关阀568相连接，即图5中最右端的手动开关阀568。将煮锅55架在燃气灶具上，往煮锅55中添入一定量的常温水，将搅拌器54放入煮锅55中，并将搅拌器54与气缸533推杆上的连接部件539相连接好。一切就绪后，运行计算机工作站2中的燃气灶具测试软件，界面如图6所示，根据测试需要选择所需的功能选项，如“热负荷效率”、或者“温升实验”等。接着，燃气灶具点着火即可，之后的整个测试过程，由系统自动完成，并输出相应测试报告。测试完成后，自动切断燃气，关闭燃气灶具的火。

Claims (1)

1.一种燃气灶具性能测试系统，其特征在于：包括计算机服务器(1)、计算机工作站(2)、可编程逻辑控制器(3)、控制电路板(4)及燃气灶具试验装置(5)，其中

所述计算机服务器(1)为安装有计算机操作系统与数据库软件系统的高性能计算机，该计算机用于存储燃气灶具的各项实验数据；

所述计算机工作站(2)为安装有计算机操作系统与燃气灶具性能测试软件系统的计算机，该计算机为用户提供操作界面，计算机中的燃气灶具性能测试软件系统与可编程逻辑控制器(3)进行通讯、以及通过计算机网络与计算机服务器(1)联网，以实时地将测试到的燃气灶具各项性能数据保存到计算机服务器(1)的数据库软件系统中；

所述可编程逻辑控制器(3)通过电缆线分别与计算机工作站(2)、控制电路板(4)相电连接，所述控制电路板(4)通过电缆线与燃气灶具试验装置(5)上的电气接线端相电连接；所述可编程逻辑控制器(3)通过控制电路板(4)对燃气灶具试验装置(5)实现自动控制，同时将从燃气灶具试验装置(5)采集到实验数据反馈回给计算机工作站(2)的燃气灶具性能测试软件系统，由燃气灶具性能测试软件系统对反馈回的数据进行处理和分析，实现燃气灶具的性能测试；

所述燃气灶具试验装置(5)包括测试台(51)、围板(52)、自动搅拌机构(53)、搅拌器(54)、煮锅(55)及燃气管道机构(56)，其中所述测试台(51)的台面板中设有若干个热电阻传感器(6)，各个热电阻传感器(6)分别均匀地排布嵌装于整个台面板中；所述围板(52)安装于测试台(51)上，在围板(52)中也设有若干个热电阻传感器(6)，各热电阻传感器(6)分别均匀地排布嵌装于整个围板(52)中；且安装在测试台(51)、围板(52)中各个热电阻传感器(6)分别通过电缆线与控制电路板(4)相电连接；

所述自动搅拌机构(53)包括支撑架(531)、顶架(532)、气缸(533)、气缸固定架(534)、螺杆(535)、电机(536)及螺母套(537)，其中所述支撑架(531)安装于测试台(51)上，所述螺杆(535)竖向安装于支撑架(531)中，所述螺母套(537)套装螺杆(535)上，所述电机(536)安装于测试台(51)的底部，且电机(536)的电机轴与螺杆(535)的底端相传动连接；所述顶架(532)通过其一端与螺母套(537)相固定连接而实现顶架(532)在电机(536)驱动下沿螺杆(535)上、下移动调节运动；在顶架(532)上还设有导槽(538)，所述气缸固定架(534)可沿导槽(538)来回调节地吊装于顶架(532)下方；所述气缸(533)安装于气缸固定架(534)上，该气缸(553)的推杆上还设有连接部件(539)；

所述煮锅(55)由锅体(551)与锅盖(552)构成，所述搅拌器(54)由带若干个穿孔的搅拌板(541)及竖杆(542)构成，该搅拌器(54)安装于锅体(551)中，且其竖杆(542)穿过锅盖(552)上设有的通孔，并与气缸(533)推杆上的连接部件(539)相连接；

所述燃气管道机构(56)包括燃气总阀(561)、调压器(562)、燃气压力计(563)、燃气流量计(564)、燃气温度计(565)、燃气分支阀(566)、灶前燃气压力计(567)、手动开关阀(568)、放气阀(569)及管道(560)，其中燃气总阀(561)的输入端通过管道(560)与燃气提供源相连接，且在燃气总阀(561)输入端的管道(560)上还串接有手动开关阀(568)，在燃气总阀(561)的输出端通过管道(560)分别依序串接有调压器(562)、燃气压力计(563)、燃气流量计(564)、燃气温度计(565)、手动开关阀(568)、燃气分支阀(566)、灶前燃气压力计(567)及手动开关阀(568)；在燃气压力计(563)、灶前燃气压力计(567)上还分别设有放气端，该放气端上连接有放气阀(569)；所述燃气总阀(561)、调压器(562)、燃气压力计(563)、燃气流量计(564)、燃气温度计(565)、燃气分支阀(566)、灶前燃气压力计(567)、放气阀(569)的电连接端分别通过电缆线与控制电路板(4)相电连接；

此外，还包括有至少一个用于测量煮锅(55)中水温的温度测量仪，该温度测量仪通过电缆线与控制电路板(4)相电连接。