CN102620883A - 真空隔热板真空度在线测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

真空隔热板真空度在线测试装置及测试方法，涉及一种真空隔热板真空度的测试设备与方法。测试装置设有内部检测模块和外部检测模块，所述内部检测模块安装在真空隔热材料中并由真空封装膜封装在真空隔热板内部，在真空封装膜上设有用于测量的标记，外部检测模块作为活动探头设在标记的位置上。内部检测模块设有传感器、电容电压转换电路(CVC电路)、信号调理电路、内部单片机和信号发射探头；所述外部检测模块设有信号接收探头、跟随器、减法器、放大器、比较器、外部单片机和通讯接口。

Description

真空隔热板真空度在线测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种真空隔热板真空度的测试设备与方法，尤其是涉及一种真空隔热板真空度的超声载波在线测试装置及测试方法。

背景技术

真空隔热板广泛应用于冰箱、冰柜、冷藏车、冷库、冷冻冷藏集装箱等领域。另外，在航空航天、食品工业、墙体保温等领域也开始使用。目前，欧美国家、日本等已经开始应用“绝热板”于节电、节能技术，真空隔热板产品的应用响应了世界家电产品高效节能化趋势的要求。

中国专利CN2703182提供一种改良的真空隔热板，其外包隔气袋由内袋和外袋组成，无机纤维隔热材料置于内层袋中，吸气剂置于内袋和外袋之间。两层袋起到了很好的损伤互补作用，可有效保持真空隔热板的高真空度，吸气剂置于内外袋间，又容易将外界渗进外袋的气体吸收消耗，大大减缓了外界缓渗气体对真空度的不良影响，可稳定保持真空隔热板导热系数的稳定性，真空度保持好，时间长，可长时间保持导热系数稳定，充分发挥优良的隔热、隔冷效果好，使用寿命长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现真空隔热板现场真空度直接在线检测的真空隔热板真空度在线测试装置及测试方法。

所述真空隔热板由真空封装膜和封装在真空封装膜内的真空隔热材料组成。

所述真空隔热板真空度在线测试装置设有内部检测模块和外部检测模块，所述内部检测模块安装在真空隔热材料中并由真空封装膜封装在真空隔热板内部，在真空封装膜上设有用于测量的标记，外部检测模块作为活动探头设在标记的位置上。

所述内部检测模块设有传感器、电容电压转换电路(CVC电路)、信号调理电路、内部单片机和信号发射探头，传感器输出端接电容电压转换电路的输入端，电容电压转换电路的输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端接内部单片机的A/D输入口，内部单片机的输出信号IO口接信号发射探头，信号发射探头安装在真空隔热板内壁并与真空封装膜无间隙接触，以便传输超声信号；

所述外部检测模块设有信号接收探头、跟随器、减法器、放大器、比较器、外部单片机和通讯接口；所述信号接收探头的输出端接跟随器的输入端，跟随器的输出端接减法器、放大器、比较器构成的比较放大器电路的输入端，比较放大器的输出端接外部单片机的A/D输入口，经外部单片机处理后，外部单片机的测量数据IO口经通讯接口传到电脑PC上储存，信号接收探头与真空隔热板外壁的测量标记对准并无间隙接触。

所述传感器可采用真空压力电容传感器。

所述信号发射探头可由压电材料制作的膜片组成，压电膜片将电压信号转变为超声机械振动。

所述信号接收探头可由压电材料制作的膜片组成，压电膜片将超声机械振动转变为电压信号。

所述真空隔热板真空度在线测试方法包括以下步骤：

1)将外部检测模块紧靠在测量标记处，外部检测模块由信号接收探头与测量电路组成活动探头，信号接收探头在测量时需要与真空隔热板外壁无间隙接触，方位与测量标记尽量吻合以保证与信号发射探头的安装方位一致，测量标记是在隔热板制造中在隔热板外壁做出的放置外探头的标记，以保证探测效果；

2)真空信号由传感器测量，测得信号通过电容电压转换电路(CVC电路)进行电容电压转换，通过信号调理电路进行信号处理，最后以电压信号送入内部单片机的A/D信号采集口，由内部单片机将其转化为数字信号，并以数字形式编码为脉冲信号，由内部单片机I/O口直接驱动内部信号发射探头；

3)信号接收探头作为外部探头装在外部仪器上，当信号接收探头接收到信号发射探头发出的编码信号后，通过跟随器、减法器、放大器、比较器、单片机和通讯接口组成的外部信号处理模块将接收到的信号调理成微型处理器能处理的数字信号并由通讯口送出，存储到电脑PC上；

4)通过数字信号相关分析法，解析到内部检测信号模块发出的数字信号，所述相关分析法的计算过程如下：将内部信号测量模块的所有可能的通讯标准数字信号波形以数据形式存储在外部单片机中，然后将外部单片机测量的数字信号波形与存储在外部单片机中的标准数据进行相关分析计算，相关系数最大的数就是最后得出的测量值。

本发明将微型真空传感器和单片机嵌入在密封真空腔体中通过超声信号传输、超声信号检波及应用相关分析法进行数字信号甄别的在线测试装置及测试方法。本发明针对真空隔热板的工作特点，采用微型真空传感器测量、嵌入式无损无线超声信号传输的智能测试方案，很好地解决了真空隔热板真空测试难题。本发明的测试方法中使用的装置由两个相对独立的部分真空隔热板内部检测信号模块和外部信号检测模块组成。本发明使冰箱等领域的真空绝热板的真空度测量快速高效成为可能，推动了真空绝热板的广泛且安全的应用。

本发明可以用于解决对真空隔热板真空度隔热特性进行有效的在线检测，实现真空隔热板出厂和安装现场真空度直接在线检测。满足真空隔热板真空度现场在线测试要求，通过测试对真空隔热板的真空特性进行评价。

附图说明

图1为本发明所述真空隔热板真空度在线测试装置实施例的结构组成示意图。

图2为本发明所述真空隔热板真空度在线测试装置实施例的电路组成原理图。在图2中，U1为信号接收探头，U2为跟随器，U3为减法器，U4为放大器，U5为比较器，U6为单片机，U7为串口电平转换电路，U8为通讯接口。

图3为本发明所述真空隔热板真空度在线测试装置在测试时的安装示意图。

具体实施方式

参见图1～3，所述真空隔热板由真空封装膜2和封装在真空封装膜2内的真空隔热材料1组成。

所述真空隔热板真空度在线测试装置设有内部检测模块3和外部检测模块4，所述内部检测模块3安装在真空隔热材料1中并由真空封装膜2封装在真空隔热板内部，在真空封装膜2上设有用于测量的标记5，外部检测模块4作为活动探头设在标记5的位置上。

所述内部检测模块3设有传感器6、电容电压转换电路(CVC电路)7、信号调理电路8、内部单片机9和信号发射探头10，内部检测模块3安装在真空隔热材料1中，并由真空封装膜2封装见图1。传感器6为真空压力电容传感器，其输出端接电容电压转换电路7的输入端，电容电压转换电路7的输出端接信号调理电路8的输入端，将信号调理电路8的输出端接单片机9的A/D输入口，经单片机9的处理后，通过单片机9的IO口，输出信号给信号发射探头10.信号发射探头10由压电材料制作的膜片组成，压电膜片将电压信号转变为超声机械振动，信号发射探头10安装在真空隔热板内壁，与真空封装膜2无间隙接触，以便传输超声信号。

所述外部信号检测模块4设有信号接收探头11、跟随器12、减法器13、放大器14、比较器15、单片机16和通讯接口17。信号接收探头11的输出端接跟随器12的输入端，跟随器12的输出端接减法器13、放大器14、比较器15构成的比较放大器电路的输入端，比较放大器的输出端接单片机16的A/D输入口，经单片机16的处理后，将测量数据经通讯接口17传到电脑PC上储存。信号接收探头11由压电材料制作的膜片组成，压电膜片将超声机械振动转变为电压信号，测量时需要将信号接收探头11与真空隔热板外壁的测量标记5对准并无间隙接触，方位与信号发射探头10安装的方位尽量一致，以便传输和接收超声信号。

所述真空隔热板真空度在线测试方法，包括以下步骤：

1)将外部测量模块4紧靠在测量标记5处。外部测量模块4由信号接收探头11与测量电路组成活动探头，外部探头11在测量时需要与真空隔热板外壁无间隙接触，方位与测量标记5尽量吻合以保证与内部探头10的安装方位一致。测量标记5是在隔热板制造中在隔热板外壁做出的放置外探头的标记，以保证探测效果。

2)真空信号由真空压力电容传感器6测量，测得信号通过电容电压转换电路(CVC电路)7进行电容电压转换，通过信号调理电路8进行信号处理，最后以电压信号送入单片机9的A/D信号采集口，由单片机9将其转化为数字信号，并以数字形式编码为脉冲信号，由单片机I/O口直接驱动内部信号发射探头10。

3)外部信号发射探头11是装在外部仪器上的活动探头，当外部信号发射探头11的压电材料接收到内部信号发射探头10发出的编码信号后，通过跟随器12、减法器13、放大器14、比较器15、单片机16和通讯接口17组成外部信号处理模块将接收到的信号调理成微型处理器能处理的数字信号由通讯口17送出，存储到电脑PC上。

4)由于真空隔热板内部测试并发射的真空信号与外部的检测仪器被真空隔热板隔断，没有同步信号联系，因而微型处理器得到的数字信号，还需要识别，本发明通过数字信号相关分析法，可以准确的解析到内部检测信号模块发出的数字信号。相关分析法的计算过程如下：将内部信号测量模块的所有可能的通讯标准数字信号波形以数据形式存储在外部的单片机16中，然后将单片机16测量的数字信号波形与存储在单片机16中的标准数据进行相关分析计算，相关系数最大的数就是最后得出的测量值。

Claims (5)

1.真空隔热板真空度在线测试装置，所述真空隔热板由真空封装膜和封装在真空封装膜内的真空隔热材料组成，其特征在于所述真空隔热板真空度在线测试装置设有内部检测模块和外部检测模块，所述内部检测模块安装在真空隔热材料中并由真空封装膜封装在真空隔热板内部，在真空封装膜上设有用于测量的标记，外部检测模块作为活动探头设在标记的位置上；

所述内部检测模块设有传感器、电容电压转换电路、信号调理电路、内部单片机和信号发射探头，传感器输出端接电容电压转换电路的输入端，电容电压转换电路的输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端接内部单片机的A/D输入口，内部单片机的输出信号IO口接信号发射探头，信号发射探头安装在真空隔热板内壁并与真空封装膜无间隙接触，以便传输超声信号；

所述外部检测模块设有信号接收探头、跟随器、减法器、放大器、比较器、外部单片机和通讯接口；所述信号接收探头的输出端接跟随器的输入端，跟随器的输出端接减法器、放大器、比较器构成的比较放大器电路的输入端，比较放大器的输出端接外部单片机的A/D输入口，经外部单片机处理后，外部单片机的测量数据IO口经通讯接口传到电脑PC上储存，信号接收探头与真空隔热板外壁的测量标记对准并无间隙接触。

2.如权利要求1所述的真空隔热板真空度在线测试装置，其特征在于所述传感器采用真空压力电容传感器。

3.如权利要求1所述的真空隔热板真空度在线测试装置，其特征在于所述信号发射探头由压电材料制作的膜片组成，压电膜片将电压信号转变为超声机械振动。

4.如权利要求1所述的真空隔热板真空度在线测试装置，其特征在于所述信号接收探头由压电材料制作的膜片组成，压电膜片将超声机械振动转变为电压信号。

5.真空隔热板真空度在线测试方法，其特征在于，采用如权利要求1～4中的任意一种真空隔热板真空度在线测试装置，所述测试方法包括以下步骤：

1)将外部检测模块紧靠在测量标记处，外部检测模块由信号接收探头与测量电路组成活动探头，信号接收探头在测量时与真空隔热板外壁无间隙接触；

2)真空信号由传感器测量，测得信号通过电容电压转换电路进行电容电压转换，通过信号调理电路进行信号处理，最后以电压信号送入内部单片机的A/D信号采集口，由内部单片机将其转化为数字信号，并以数字形式编码为脉冲信号，由内部单片机I/O口直接驱动内部信号发射探头；

3)信号接收探头作为外部探头装在外部仪器上，当信号接收探头接收到信号发射探头发出的编码信号后，通过跟随器、减法器、放大器、比较器、单片机和通讯接口组成的外部信号处理模块将接收到的信号调理成微型处理器能处理的数字信号并由通讯口送出，存储到电脑PC上；

4)通过数字信号相关分析法，解析到内部检测信号模块发出的数字信号，所述相关分析法的计算过程如下：将内部信号测量模块的所有可能的通讯标准数字信号波形以数据形式存储在外部单片机中，然后将外部单片机测量的数字信号波形与存储在外部单片机中的标准数据进行相关分析计算，相关系数最大的数就是最后得出的测量值。

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