CN104360700B - 一种样件试验中的温度监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车用样件试验中的温度监控系统和方法，通过温度传感器、温度数显控制仪以及试验控制单元组成试验样件的温度伺服反馈控制系统，实时监测试验样件温度，当监测到试验样件温度超出最高试验温度标准时，及时停止样件试验，当试验样件温度降低至最低试验温度标准以下时，再次启动样件试验。通过本发明温度监控方案，使得样件在试验过程中一直处于最佳试验温度范围，对于受温度影响较大试验样件，能够最大程度的保证了样件试验的有效性、持续性和试验结果的可信度，同时基于温度监测自动控制试验运行的启停，提高了样件试验效率，保证了样件试验安全性，且实现本发明所述方法投资成本小，节省了人力和资金成本，提高了整车试验效率。

Description

一种样件试验中的温度监控系统和方法

技术领域

本发明涉及温度监控与保护技术领域，更具体的涉及一种乘用车试验样件试验过程中的温度监控系统和方法，尤其是基于MTS液压伺服试验控制系统的减振器试验温度监控系统和方法。

背景技术

现阶段，在试验样件的耐久性试验中，很多需要实时监控试验样件的温度，这种温度监控现有技术中通常都是仅依靠试验人员每隔一段时间的间断性测量来进行，无法做到实时监控，而且无法保证试验过程中当样件温度超过某一要求温度值后试验及时暂停，同时无法做到在温度降至合适温度值后试验自动继续运行的控制过程。例如，在开展减振器耐久性试验过程中，样件温度因得不到实时监控，便无法在样件温度超过80℃时立即暂停试验，因为试验人员的间断性测量无法保证第一时间测量到样件温度已超出标准试验温度，这样当样件的实际温度超出能够接受的最大试验温度时，容易致使样件如减振器的性能发生变化，甚至会出现过热损坏等负面影响，使得样件试验结果的可信度大打折扣；同样在整车/悬架系统道路模拟试验过程中，受气源供气不稳定、冷却效果不可控等因素的影响，减振器试验样件的温度同样得不到实时监控，也容易致使减振器发生性能变化、过热损坏等问题；另外温度会影响减振器压缩/复原阻力的大小，以至影响到与减振器相连接的部件及车身连接部位所受载荷的大小，进而会减弱道路模拟试验与实际路试的关联性。因此在车用试验样件尤其是减振器的试验中，亟需提供一种能够实时监测监控试验样件温度的方案，以克服现有减振器试验过程中的温度间隔测量缺陷。

发明内容

本发明基于上述现有技术问题，创新的提出一种车用样件试验中的温度监控系统和方法，所述方案通过温度传感器、温度数显控制仪以及试验控制单元组成试验样件的温度伺服反馈控制系统，实时监测试验样件的温度，当实时监测到的试验样件温度超出最高试验温度标准时，及时停止样件试验，当试验样件温度降低至报警回差温度（即最低试验温度标准）以下时，再次启动样件试验。通过本发明的这种温度监控方法，使得车用样件在试验过程中一直处于最佳的试验温度范围，对于受温度影响较大的试验样件如减振器，能够最大程度的保证了样件试验的有效性、持续性和试验结果的可信度，同时基于温度监测自动控制试验运行的启停，提高了样件试验效率，保证了样件试验安全性，且实现本发明所述方法投资成本小，节省了人力和资金成本，提高了整车试验效率。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种样件试验中的温度监控系统，包括：MTS液压伺服试验控制系统2、温度传感器3和温度数显控制仪4，试验样件1安装于MTS液压伺服试验控制系统2的试验台架上，所述温度传感器3紧贴试验样件易发热的部位设置，且所述温度传感器的输出端连接于温度数显控制仪4，所述温度数显控制仪4中设定有标准试验温度范围，所述温度数显控制仪4的控制信号输出端连接于MTS液压伺服试验控制系统2。

进一步的根据本发明所述的温度监控系统，其中所述温度数显控制仪4中设定好第一报警上限温度和报警回差温度，当温度传感器3感测到的试验样件温度达到或超出所述第一报警上限温度时，所述温度数显控制仪4向MTS液压伺服试验控制系统2输出暂停试验控制信号，试验暂停；当温度传感器3感测到的试验样件温度降至所述第一报警上限温度与报警回差温度的差值温度之下时，所述温度数显控制仪4向MTS液压伺服试验控制系统2输出继续试验控制信号，试验继续。

进一步的根据本发明所述的温度监控系统，其中所述温度数显控制仪4输出没有电压或电流的开关量数字信号，所述暂停试验控制信号为高电平数字开关信号“1”，所述继续试验控制信号为低电平数字开关信号“0”。

进一步的根据本发明所述的温度监控系统，其中所述的试验样件1为减振器样件，所述第一报警上限温度为80℃，所述报警回差温度为20℃。

进一步的根据本发明所述的温度监控系统，其中所述的温度传感器3为一个或多个热电偶，所述温度数显控制仪4为带开关量输出端的数字显示控制仪，所述温度传感器2将感测到的试验样件温度实时传输至温度数显控制仪4并实时显示出来。

一种车用样件试验中的温度监控方法，包括以下步骤：

步骤一、将试验样件1安装于MTS液压伺服试验控制系统2的试验台架上，将温度传感器3紧贴试验样件易发热的部位设置，并将温度传感器的输出端连接于温度数显控制仪4，在所述温度数显控制仪4中设定好第一报警上限温度和报警回差温度，然后将温度数显控制仪4的控制信号输出端连接于MTS液压伺服试验控制系统2；

步骤二、启动MTS液压伺服试验控制系统2对试验样件进行试验测试，在试验过程中所述温度传感器2实时感测试验样件的温度，并实时将其传输至温度数显控制仪4，试验开始至温度传感器感测到的试验样件温度没有达到温度数显控制仪4中设定的第一报警上限温度之前，温度数显控制仪4不向MTS液压伺服试验控制系统2输出任何控制信号，试验持续进行；

步骤三、当温度传感器3感测到试验样件的温度达到或超出温度数显控制仪4中设定的第一报警上限温度时，温度数显控制仪4向MTS液压伺服试验控制系统2输出暂停试验控制信号，MTS液压伺服试验控制系统2接收到该暂停试验控制信号时，自动关闭试验程序，暂停对试验样件进行试验；

步骤四、在试验样件暂停试验的降温过程中所述温度传感器3继续实时感测试验样件温度，当温度传感器3感测到试验样件的温度降低至温度数显控制仪4中设定的第一报警上限温度减去报警回差温度后得到的差值温度之下时，温度数显控制仪4向MTS液压伺服试验控制系统2输出继续试验控制信号，MTS液压伺服试验控制系统2接收到该继续试验控制信号时，重新启动试验程序，继续对试验样件进行试验。

进一步的根据本发明所述的温度监控方法，其中所述的暂停试验控制信号为高电平数字开关信号，所述继续试验控制信号为低电平数字开关信号。

进一步的根据本发明所述的温度监控方法，其中所述的试验样件1为减振器样件，所述第一报警上限温度为80℃，所述报警回差温度为20℃。

进一步的根据本发明所述的温度监控方法，其中步骤一中，将一个或多个温度传感器紧贴试验样件易发热的表面设置；步骤二中，所述温度数显控制仪4为带开关量输出端的数字显示控制仪，所述温度传感器2将感测到的试验样件温度实时传输至温度数显控制仪4并实时显示出来。

进一步的根据本发明所述的温度监控方法，其中在试验样件的整个试验过程中，试验样件的温度反复循环升降的处于第一报警上限温度减去报警回差温度和第一报警上限温度之间的温度范围。

通过本发明的技术方案至少能够达到以下技术效果：

1）、本发明所述的试验样件温度监控方法，能够实时监测样件试验过程中的温度，保证样件温度不会超过最高试验温度标准，避免了试验造成样件的性能变化以及过热损坏，保证了样件的试验安全；

2）、通过本发明所述温度监控方案能够使得车用样件在试验过程中一直处于最佳的试验温度范围，保证了试验的有效性、持续性和试验结果的可信度；

3）、本发明基于温度监测自动控制试验运行的启停，无法试验人员全程参与，不但大幅提高了样件试验效率，同时以低投资成本方式节省了人力和资金成本，提高了整车试验效率；

4）、本发明首创的在基于MTS液压伺服试验控制系统的汽车零部件及整车台架试验系统中引入所述温度监控方法，基于温度传感器、温度数显控制仪以及MTS液压伺服试验控制系统实现试验过程中的温度监控，能够广泛的推广应用于各类车型的样件试验中，市场前景广阔。

附图说明

附图1为本发明所采用的温度监控系统的结构示意图；

附图2为温度传感器与温度数显控制仪之间的工作流程示意图；

附图3为温度数显控制仪与MTS液压伺服试验控制系统之间的工作流程示意图；

附图4为本发明所述车用样件试验中的温度监控流程图。

图中各附图标记的含义为：

1-试验样件，2-MTS液压伺服试验控制系统，3-温度传感器，4-温度数显控制仪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因此限制本发明的保护范围。

首先，对本发明所采用的温度监控系统的整体结构进行描述，如附图1所示的，试验样件1优选的为减振器样件，安装于MTS液压伺服试验控制系统2的试验台架上，所述的MTS液压伺服试验控制系统是MTS系统公司（全称为MechanicalTesting&Simulation（即力学测试与模拟））开发的力学性能测试及模拟试验系统，MTS公司在世界上首创把液压伺服闭环控制概念引入汽车零部件及整车台架试验系统，形成本发明所述车用的MTS液压伺服试验控制系统，在样件试验过程中，通过将样件安装于MTS液压伺服试验控制系统的试验台架上后，由MTS液压伺服试验控制系统直接控制整个样件试验过程。在所述试验样件1温度易升高的一个或多个表面紧贴设置温度传感器3，所述的温度传感器3优选的可采用热电偶传感器，将热电偶的感应端粘贴到试验样件温度最易升高的部位，热电偶另一端的两个引脚连接于温度数显控制仪4的输入端口，所述的温度数显控制仪4为带开关量输出端的数字显示控制仪，其输出端（如报警输出端口AL1）通过导线连接于MTS液压伺服试验控制系统2的控制信号输入端口，在温度数显控制仪4中可预设标准的温度比较控制范围，所述温度传感器3监测的试验样件温度实时传输给温度数显控制仪4，所述温度数显控制仪4能够将试验样件的温度实时显示出来，便于观察试验样件的实时温度，然后调整相应的冷却系统，所述温度数显控制仪同时能够将温度传感器传输来的传感监测温度与其中预存的标准温度范围进行比较，输出一个开关控制量给MTS液压伺服试验控制系统2，所输出的开关控制量是没有电压或电流的“0”、“1”开关量，所述MTS液压伺服试验控制系统2基于温度数显控制仪4提供的开关信号能够控制试验样件处于试验运行或试验停止状态，如上所述，这种MTS液压伺服试验控制系统2属于专业的汽车零部件及整车台架试验系统，其中写有相关的试验程序，基于温度数显控制仪4输入的开关数字控制信号能够发出试验程序运行或停止触发控制信号。

下面对所述温度数显控制仪4中控制温度设置方法以及与温度传感器间的工作流程过程进行详细的描述。如附图2所示的，所述温度数显控制仪4中可以设定标准温度范围，并具有比较判定功能，根据温度传感器3传输的监测温度是否处于所述标准设定范围而产生不同的控制信号，具体的在温度数显控制仪4中设定第一报警上限温度T1，并设定报警回差温度ΔT，操作为：先打开温度数显控制仪4的实时温度→进行解锁设置→解锁密码→设定第一报警上限温度→设定报警回差温度，设置完成后保存即可。这样在样件开始试验的过程中，当温度传感器传输至温度数显控制仪4的监测温度大于第一报警上限温度T1时，温度数显控制仪4输出试验暂停数字信号（高电平数字信号low→high），当温度传感器传输至温度数显控制仪4的监测温度降低至第一报警上限温度减去报警回差温度即T1-ΔT以下时，温度数显控制仪4输出试验开启数字信号（低电平数字信号high→low）。以减振器耐久试验温度（60℃～80℃）要求为例，如附图2所示的，可在温度数显控制仪4中将第一报警上限温度设为80℃，将报警回差温度设为20℃，这样当减振器样件的表面温度达到80℃以上时，温度数显控制仪4输出开关量信号“1”，MTS液压伺服试验控制系统2接收到该开关量信号“1”后发出试验停止触发控制信号，控制减振器暂停试验，当减振器样件的表面温度降低至60℃以下时，温度数显控制仪4输出开关量信号“0”，MTS液压伺服试验控制系统2接收到该开关量信号“0”后发出试验启动触发控制信号，继续减振器的试验。

下面结合附图3对MTS液压伺服试验控制系统2的工作方式进行详细的描述，所述MTS液压伺服试验控制系统2接收温度数显控制仪4所产生的开关量信号，如上所述温度数显控制仪4基于传感监测温度与其设定温度之间的关系可产生代表高低电平的“1”、“0”开关量控制信号，所述MTS液压伺服试验控制系统2基于该控制信号控制整个样件的试验过程，具体的当MTS液压伺服试验控制系统2接收到温度数显控制仪4输入的高电平数字信号“1”时，表明温度传感器监测的温度已超出设定值，MTS液压伺服试验控制系统2输出暂停试验触发控制信号，控制暂停对试验样件的试验，待其降温。当MTS液压伺服试验控制系统2接收到温度数显控制仪4输入的低电平数字信号“0”时，表明温度传感器监测到的试验样件温度已降低至回差温度以下，此时MTS液压伺服试验控制系统2发出试验启动触发控制信号，继续样件试验。上述“1”、“0”信号只是优选选择，并非绝对限制。

最后结合附图4对本发明所述车用样件试验中温度监控方法进行具体的描述：

步骤一、按照附图1所示将试验样件安装于MTS液压伺服试验控制系统2的试验台架上，将温度传感器紧贴试验样件容易发热的地方设置，并将其输出端连接于温度数显控制仪4，在温度数显控制仪4中设定好第一报警上限温度和报警回差温度，然后将温度数显控制仪4的输出端连接于MTS液压伺服试验控制系统2，由MTS液压伺服试验控制系统2启动对试验样件的试验测试。

步骤二、在试验过程中，试验样件1由于反复摩擦升温，通过温度传感器2实施感测试验样件的温度，并实时传输至温度数显控制仪4上显示出来，开始试验时在试验样件的温度没有达到温度数显控制仪4中设定的第一报警上限温度时，温度数显控制仪4不向MTS液压伺服试验控制系统2输出开关控制信号，此时试验依旧继续运行，此时可通过温度数显控制仪4观察样件的实时温度，以便于采取适当的冷却措施。

步骤三、在试验过程中，当温度传感器3传输至温度数显控制仪4的实时感测温度达到或超出温度数显控制仪4中设定的第一报警上限温度时，温度数显控制仪4向MTS液压伺服试验控制系统2输出试验暂停数字信号，优选的输出高电平开关信号（low→high），MTS液压伺服试验控制系统2接收到该高电平开关信号时，向其试验程序发出暂停试验控制信号，自动控制暂停对试验样件的试验，此时试验样件自然降温；

步骤四、在试验样件暂停试验的降温过程中，温度传感器3继续实时监测其温度，当温度传感器3传输至温度数显控制仪4的实时感测温度低于温度数显控制仪4中设定的第一报警上限温度减去报警回差温度后的温度值时，温度数显控制仪4向MTS液压伺服试验控制系统2输出试验继续数字信号，优选的输出低电平开关信号（high→low），MTS液压伺服试验控制系统2接收到该低电平开关信号时，向其试验程序发出继续试验控制信号，自动控制继续对试验样件进行测试试验。

上述试验是反复循环的，即试验样件温度高时，试验停止，试验样件温度降下来之后试验继续；温度再升高，试验再停止，温度降下来之后，试验再继续……如此反复，保证整个试验过程中试验样件一直处于设定的试验温度范围内。

进一步优选的在试验过程中，MTS液压伺服试验控制系统2没有接收到温度数显控制仪4的信号，试验将一直保持运行，只有当试验样件温度升高时，才能执行上述流程，数字输入触发程序可以使用在试验样件和试验设备的保护上。

本发明通过将温度传感器（热电偶）连接试验样件，热电偶感应试验样件的温度，反馈给温度数显控制仪，所述的温度数显控制仪只有在接收到超出其中设置的第一报警上限温度的样件温度后才首次产生关闭试验开关量信号并输出至MTS液压伺服试验控制系统控制试验暂停，然后在接收到试验样件的温度低于第一报警上限温度减去报警回差温度后才再次产生对应的开启试验开关量信号，由MTS液压伺服试验控制系统控制试验继续进行，这样在一开始试验时，尽管试验样件的温度较低但却不会对整个试验过程的温控造成影响，使整个试验过程中样件温度从开始的自然低温一直上升到第一报警上限温度之上开始，便一直反复循环升降的处于第一报警上限温度减去报警回差温度和第一报警上限温度之间的设定范围。

实施例

下面以减振器样件为例，说明在减振器样件试验中的温度控制方法，具体包括以下步骤：

（1）、将减振器样件安装于MTS液压伺服试验控制系统2的试验台架上，并在减振器样件摩擦升温最快的表面贴附热电偶，将热电偶的输出端连接在温度数显控制仪4上，将减振器试验温度实时显示出来，并在温度数显控制仪4中设定第一报警上限温度为80℃，报警回差温度为20℃，启动MTS液压伺服试验控制系统2开始试验。

（2）、在减振器试验过程中，若其温度没有达到80℃，则温度数显控制仪4的不会输出任何开关信号，此时试验依旧继续运行，此时可观察减振器的实时温度，因为样件的温度是不断变化的。

（3）、当热电偶感测到减振器的温度达到或超过80℃时，温度数显控制仪4的AL1端将输出开关信号“1”（low→high）至MTS液压伺服试验控制系统，MTS液压伺服试验控制系统2接收到该开关信号“1”时，向其试验程序发出暂停试验控制信号，自动控制暂停对减振器的试验，此时减振器自然降温。

（4）、当热电偶监测到减振器的温度降低至80℃-20℃=60℃以下时，温度数显控制仪4的AL1端再次输出开关信号“0”（high→low）至MTS液压伺服试验控制系统，MTS液压伺服试验控制系统2接收到该开关信号“0”时，向其试验程序发出继续试验启动信号，驱动对减振器的试验继续进行。

这样通过本发明的温度监控反馈控制方案，能够将减振器的试验一直保持在其最佳的60℃～80℃试验温度范围内，对于受温度影响较大的减振器来说，能够最大程度的保证了其试验的有效性、持续性和试验结果的可信度，同时基于温度监测自动控制试验运行的启停，提高了减振器样件试验效率，保证了试验安全性，具有广阔的市场推广前景。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (9)

1.一种样件试验中的温度监控系统，其特征在于，包括：MTS液压伺服试验控制系统（2）、温度传感器（3）和温度数显控制仪（4），试验样件（1）安装于MTS液压伺服试验控制系统（2）的试验台架上，所述温度传感器（3）紧贴试验样件易发热的部位设置，且所述温度传感器的输出端连接于温度数显控制仪（4），所述温度数显控制仪（4）中设定有标准试验温度范围，所述温度数显控制仪（4）的控制信号输出端连接于MTS液压伺服试验控制系统（2），所述温度数显控制仪（4）中设定好第一报警上限温度和报警回差温度，当温度传感器（3）感测到的试验样件温度达到或超出所述第一报警上限温度时，所述温度数显控制仪（4）向MTS液压伺服试验控制系统（2）输出暂停试验控制信号，试验暂停；当温度传感器（3）感测到的试验样件温度降至所述第一报警上限温度与报警回差温度的差值温度之下时，所述温度数显控制仪（4）向MTS液压伺服试验控制系统（2）输出继续试验控制信号，试验继续。

2.根据权利要求1所述的温度监控系统，其特征在于，所述温度数显控制仪（4）输出没有电压或电流的开关量数字信号，所述暂停试验控制信号为高电平数字开关信号“1”，所述继续试验控制信号为低电平数字开关信号“0”。

3.根据权利要求1所述的温度监控系统，其特征在于，所述试验样件（1）为减振器样件，所述第一报警上限温度为80℃，所述报警回差温度为20℃。

4.根据权利要求1-3任一项所述的温度监控系统，其特征在于，所述温度传感器（3）为一个或多个热电偶，所述温度数显控制仪（4）为带开关量输出端的数字显示控制仪，所述温度传感器（3）将感测到的试验样件温度实时传输至温度数显控制仪（4）并实时显示出来。

5.一种车用样件试验中的温度监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将试验样件（1）安装于MTS液压伺服试验控制系统（2）的试验台架上，将温度传感器（3）紧贴试验样件易发热的部位设置，并将温度传感器的输出端连接于温度数显控制仪（4），在所述温度数显控制仪（4）中设定好第一报警上限温度和报警回差温度，然后将温度数显控制仪（4）的控制信号输出端连接于MTS液压伺服试验控制系统（2）；

步骤二、启动MTS液压伺服试验控制系统（2）对试验样件进行试验测试，在试验过程中所述温度传感器（3）实时感测试验样件的温度，并实时将其传输至温度数显控制仪（4），开始试验时在试验样件的温度没有达到温度数显控制仪（4）中设定的第一报警上限温度时，温度数显控制仪（4）不向MTS液压伺服试验控制系统（2）输出任何控制信号，试验持续进行；

步骤三、当温度传感器（3）感测到试验样件的温度达到或超出温度数显控制仪（4）中设定的第一报警上限温度时，温度数显控制仪（4）向MTS液压伺服试验控制系统（2）输出暂停试验控制信号，MTS液压伺服试验控制系统（2）接收到该暂停试验控制信号时，自动关闭试验程序，暂停对试验样件进行试验；

步骤四、在试验样件暂停试验的降温过程中所述温度传感器（3）继续实时感测试验样件温度，当温度传感器（3）感测到试验样件的温度降低至温度数显控制仪（4）中设定的第一报警上限温度减去报警回差温度后得到的差值温度之下时，温度数显控制仪（4）向MTS液压伺服试验控制系统（2）输出继续试验控制信号，MTS液压伺服试验控制系统（2）接收到该继续试验控制信号时，重新启动试验程序，继续对试验样件进行试验。

6.根据权利要求5所述的温度监控方法，其特征在于，所述的暂停试验控制信号为高电平数字开关信号，所述的继续试验控制信号为低电平数字开关信号。

7.根据权利要求5所述的温度监控方法，其特征在于，所述的试验样件（1）为减振器样件，所述第一报警上限温度为80℃，所述报警回差温度为20℃。

8.根据权利要求5-7任一项所述的温度监控方法，其特征在于，步骤一中，将一个或多个温度传感器紧贴试验样件易发热的表面设置；步骤二中，所述温度数显控制仪（4）为带开关量输出端的数字显示控制仪，所述温度传感器（3）将感测到的试验样件温度实时传输至温度数显控制仪（4）并实时显示出来。

9.根据权利要求5-7任一项所述的温度监控方法，其特征在于，在试验样件的整个试验过程中，试验样件的温度反复循环升降的处于第一报警上限温度减去报警回差温度和第一报警上限温度之间的温度范围。