CN102944440A - 一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置及其方法 - Google Patents

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谢钦
杨启超
窦自强
金从卓
许永峰
赵贝
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Abstract

本发明公开了一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置及其方法，测试狭小舱内制冷系统性能的装置包括有工况模拟部分和与工况模拟部分连接的系统运行监控部分；系统运行监控部分包括PLC，以及分别与PLC连接的上位机、设置于制冷系统上和狭小舱内中的数据采集装置。本发明由上位机统一控制，既能够自动完成制冷系统在各工况下的性能测试，又可以通过手动设置实现特定工况下制冷系统的性能测试。本测试系统精度高，测试结果可靠；具有集成度高、操作简单方便、扩展性强等优点；各检测数值定时存储，方便后续对制冷系统分析和设计，特别适合于特种制冷设备生产厂家。

Description

一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置及其方法
 
技术领域
本发明涉及制冷系统的性能测试领域，具体是一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置及其方法。
背景技术
电子设备吊舱是近年来各国积极研制并已进入实用的一种高科技武器装备，一般悬挂于机身或机翼下，吊舱内部安装有大量的电子元器件。由于电子器件工作状态下发热量大，因此必须在吊舱中装配制冷系统，保证吊舱中的电子设备在干燥、清洁、温度适宜的环境中可靠工作。对于制冷系统来说，制冷量和输入电功率是其关键指标，一般制冷系统需在试验室设定的标准工况下利用空气焓差法检测制冷量，但吊舱用制冷系统根据吊舱结构专门设计，难以独立在试验室安装并进行试验，因此，需要有一种准确有效的测试装置和方法来实现安装在狭小吊舱空间内部制冷系统的性能检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置及其方法，其结构简单、操作方便，且测试结果准确可靠。
本发明的技术方案为：
一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置，包括有工况模拟部分和与工况模拟部分连接的系统运行监控部分；所述的系统运行监控部分包括PLC，以及分别与PLC连接的上位机、设置于制冷系统上和狭小舱内中的数据采集装置。
所述的工况模拟部分包括有电加热装置和与电加热装置连接的功率调节器，所述的功率调节器与所述的PLC连接。
所述的数据采集装置包括有用于采集电加热装置周围环境温度的温度传感器，设置于制冷系统上的流量传感器、湿度传感器、压力传感器和霍尔电流传感器。
所述的工况模拟部分还包括有连接于功率调节器前端的快速熔断器。
一种测试狭小舱内制冷系统性能的方法，包括以下步骤：首先采用工况模拟部分对狭小舱内的环境进行加热升温操作直至得到狭小舱内的工况环境要求温度， 然后打开制冷系统进行制冷，制冷的同时通过流量传感器、湿度传感器、压力传感器和霍尔电流传感器采集制冷系统的运行状况数据传输给PLC；测试完成后PLC将采集到的运行状况数据传输给上位机进行分析计算得到测试报告。
所述的分析计算是将霍尔电流传感器采集到的制冷系统消耗电流与输入电压进行乘积得到系统的消耗功率。通过温度传感器、压力传感器检测到的制冷系统蒸发器进出制冷剂的温度和压力计算蒸发器进出口的焓值，蒸发器进出口的焓值之差与通过流量传感器检测到的制冷剂质量流量的乘积即为制冷系统的制冷量。上位机能将系统采集到的温度、压力和流量数据以及计算得到的消耗功率、制冷量等数据进行整理得到测试报告。
所述的工况模拟部分包括依次连接的快速熔断器、功率调节器和电加热装置，模拟狭小舱内的工况环境时：首先手动打开工况模拟部分对环境进行加热升温，同时温度传感器检测环境中的温度传输给PLC，PLC通过采集到的温度控制功率调节器，即当采集到的温度低于工况环境要求温度，功率调节器控制电加热装置增大加热量继续对环境进行继续加热，当采集到的温度高于工况环境要求温度，功率调节器控制电加热装置减少电加热量。
测试过程中，采集到的所述的制冷系统的运行状况数据如果超过上位机设定的设定值时，上位机进行报警操作。
本发明的优点：
本发明由上位机统一控制，既能够自动完成制冷系统在各工况下的性能测试，又可以通过手动设置实现特定工况下制冷系统的性能测试。本测试系统精度高，测试结果可靠；具有集成度高、操作简单方便、扩展性强等优点；各检测数值定时存储，方便后续对制冷系统分析和设计，特别适合于特种制冷设备生产厂家。
附图说明
图1是本发明的工作原理图。
图2是本发明工况模拟部分的工作原理图。
图3是本发明数据采集装置和PLC的连接结构示意图。
具体实施方式
见图1、图2、图3，一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置，包括有工况模拟部分1和与工况模拟部分1连接的系统运行监控部分；工况模拟部分1包括有依次连接的快速熔断器5、功率调节器6和电加热装置7；系统运行监控部分包括PLC 2，以及分别与PLC 2连接的上位机3、设置于制冷系统4上的流量传感器8、湿度传感器9、压力传感器10和霍尔电流传感器11和设置于狭小舱内中用于采集电加热装置周围环境温度的温度传感器12（见图3），且功率调节器6与PLC 2连接。
一种测试狭小舱内制冷系统性能的方法，包括以下步骤：
（1）、首先手动打开工况模拟部分（快速熔断器5、功率调节器6和电加热装置7），交流电压对工况模拟部分输电从而对环境进行加热升温，同时温度传感器12检测环境中的温度传输给PLC 1，PLC 1通过采集到的温度控制功率调节器6，即当采集到的温度低于工况环境要求温度，功率调节器6控制电加热装置7继续对环境进行继续加热，当采集到的温度高于工况环境要求温度，功率调节器6控制电加热装置7停止加热；
（2）、打开制冷系统4进行制冷，制冷的同时通过流量传感器8、湿度传感器9、压力传感器10和霍尔电流传感器11采集制冷系统4的运行状况数据传输给PLC 1；测试完成后PLC 1将采集到的运行状况数据传输给上位机2，上位机2将霍尔电流传感器11采集到的制冷系统2消耗电流与输入电压进行乘积得到系统的消耗功率，通过制冷系统4蒸发器进出制冷剂的温度和压力计算蒸发器进出口的焓值，蒸发器进出口的焓值之差与通过流量传感器8检测到的制冷剂质量流量的乘积即为制冷系统的制冷量。上位机2将系统采集到的温度、压力和流量以及计算得到的消耗功率、制冷量等数据进行整理得到测试报告。
（3）、测试过程中，如果采集到制冷系统4的运行状况数据如果超过上位机3设定的设定值时，上位机3进行报警操作。

Claims (8)

1.一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置，其特征在于：包括有工况模拟部分和与工况模拟部分连接的系统运行监控部分；所述的系统运行监控部分包括PLC，以及分别与PLC连接的上位机、设置于制冷系统上和狭小舱内中的数据采集装置。
2.根据权利要求1所述的一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置，其特征在于：所述的工况模拟部分包括有电加热装置和与电加热装置连接的功率调节器，所述的功率调节器与所述的PLC连接。
3.根据权利要求2所述的一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置，其特征在于：所述的数据采集装置包括有用于采集电加热装置周围环境温度的温度传感器，设置于制冷系统上的流量传感器、湿度传感器、压力传感器和霍尔电流传感器。
4.根据权利要求2所述的一种测试狭小舱内制冷系统性能的装置，其特征在于：所述的工况模拟部分还包括有连接于功率调节器前端的快速熔断器。
5.一种测试狭小舱内制冷系统性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：首先采用工况模拟部分对狭小舱内的环境进行加热升温操作直至得到狭小舱内的工况环境要求温度， 然后打开制冷系统进行制冷，制冷的同时通过流量传感器、湿度传感器、压力传感器和霍尔电流传感器采集制冷系统的运行状况数据传输给PLC；测试完成后PLC将采集到的运行状况数据传输给上位机进行分析计算得到测试报告。
6.根据权利要求5所述的一种测试狭小舱内制冷系统性能的方法，其特征在于：所述的分析计算是将霍尔电流传感器采集到的制冷系统消耗电流与输入电压进行乘积得到系统的消耗功率，然后将系统消耗的功率和采集到的其他湿度、压力和流量数据进行整理得到测试报告。
7.根据权利要求5所述的一种测试狭小舱内制冷系统性能的方法，其特征在于：所述的工况模拟部分包括依次连接的快速熔断器、功率调节器和电加热装置，模拟狭小舱内的工况环境时：首先手动打开工况模拟部分对环境进行加热升温，同时温度传感器检测环境中的温度传输给PLC，PLC通过采集到的温度控制功率调节器，即当采集到的温度低于工况环境要求温度，功率调节器控制电加热装置继续对环境进行继续加热，当采集到的温度高于工况环境要求温度，功率调节器控制电加热装置停止加热。
8.根据权利要求5所述的一种测试狭小舱内制冷系统性能的方法，其特征在于：测试过程中，采集到的所述的制冷系统的运行状况数据如果超过上位机设定的设定值时，上位机进行报警操作。
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