CN105043966A - 一种沙尘试验箱及沙尘试验箱的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种沙尘试验箱，包括控制装置、风道、风机、给料器和载物架，其中，风道为一环形闭合管道，其内部设有风机和载物架，给料器外接在风道上，风机和给料器分别与控制装置电连接。本发明可以实现对风向、风速、沙尘浓度、沙尘均匀性以及给料速度的精准控制，进而提高沙尘测试结果的准确性。

Description

一种沙尘试验箱及沙尘试验箱的操作方法

技术领域

本发明涉及模拟环境试验装置技术领域，具体的说是一种沙尘试验箱及沙尘试验箱的操作方法。

背景技术

市场的竞争，产品质量的要求，推动了环境研究的发展，产品的环境适应性试验，是产品质量考核的一个重要手段，环境试验结果的反馈，是提高产品质量的重要依据。

沙尘环境试验箱是通过模拟有沙尘的气候环境，对产品或设备进行防尘试验和风沙试验的试验箱，该设备适用于评价电工电子产品、汽车摩托车零部件、密封件等在充满干沙或尘土的大气作用下防御尘埃微粒渗透效应的能力、防御砂砾的磨蚀或阻塞效应的能力及能否储存和运行的能力。

在新能源领域，太阳能光伏电站多建设在野外，处于风沙环境中，所以要对太阳能电池板进行沙尘环境实验，考验其在沙尘环境中的可靠性。

近年来，技术人员针对老式沙尘环境试验箱体积庞大、工作场地固定、外放式箱体污染环境等弊端，提出了一些小体积封闭式沙尘试验箱的设计方案，但对沙尘试验箱的精准度、易用性等研究较少，导致沙尘试验结果精度低、准确性差，已较难精准反映试验样品的质量状况。

目前市面上普遍的立式单箱体结构沙尘试验箱，只是在箱体内营造出沙尘环境，缺少对风的设计或控制，箱体内一般处于无风或乱流状态，不能真实模拟风沙环境。个别设计风道的沙尘试验箱，由于其风机与风道不匹配，对风的控制较差，风道内乱流严重，不能准确的进行风沙模拟试验。

另外，产品的应用场所往往伴随着高温、干燥等因素，而传统的沙尘试验箱只是单纯的模拟沙尘环境，不能全面反映或测试试验样品的质量，对此，往往需要再做一些其他的环境试验，一方面浪费财力物力，另一方面在不同环境因素下单独试验，并不能真实反映产品在实际使用环境下的工作状况。

综上，需要提供一种风力可控、高精准度、全面模拟环境且控制简单的沙尘试验箱，以及其操作方法。

发明内容

本发明提供了一种高精准度、全面模拟环境且控制简单的沙尘试验箱以及沙尘试验箱的操作方法。

本发明采用的技术方案是：

本申请提供一种沙尘试验箱，包括：控制装置、风道、风机、给料器和载物架，所述风道为一环形闭合管道，所述风机和载物架设于所述风道内部，所述给料器外接在所述风道上，所述风机和给料器与控制装置电连接。

优选的，所述风机的出风处设有风机导流器。

可选的，所述控制装置包括：控制单元、执行单元、反馈单元、警示单元和通断器，所述控制单元通过所述通断器与外部电力系统电连接，所述执行单元、反馈单元、警示单元分别与所述控制单元电连接。

可选的，所述控制单元包括可编程逻辑控制器(PLC)和控制面板。

可选的，所述控制单元包括工控机和控制面板。

可选的，所述执行单元包括变频器，所述变频器的输入端与所述控制单元电连接，所述变频器的输出端与所述风机电连接。

可选的，所述执行单元包括变频器，所述变频器的输入端与所述控制单元电连接，所述变频器的输出端与所述给料器电连接。

可选的，所述反馈单元包括风速仪，风速仪的探头设于所述风道内部。

可选的，所述反馈单元包括电子温度计，所述电子温度计的探头设于所述风道内部。

可选的，所述反馈单元包括粉尘浓度测试仪，所述粉尘浓度测试仪设于所述风道内部。

可选的，所述给料器包括：星形给料器、电磁振动给料器、螺旋给料器或圆盘给料器。

可选的，所述给料器在送料口处设有电加热套，所述电加热套与所述控制单元电连接。

优选的，所述给料器在送料口处设有高压气枪。

优选的，所述给料器使用的沙尘料包括细沙。

可选的，所述沙尘试验箱还包括：真空机、电子真空计、过滤器和连接管，所述真空机设于风道外部，并依次通过连接管、过滤器与风道相连，所述电子真空计设于风道内，并与所述控制单元电连接。

可选的，所述沙尘试验箱还包括：加湿器、电子湿度计和连接管，所述加湿器设于风道外部，并通过连接管与风道相连，所述电子湿度计设于风道内，并与所述控制单元电连接。

优选的，所述沙尘试验箱还包括：加热灯，所述加热灯设于风道内壁的凹槽内，使用钢化玻璃进行隔离保护，并与所述控制单元电连接。

可选的，所述载物架底部通过可沿水平方向转动的连接件与风道相连。

可选的，所述载物架下部还设有马达，所述马达的传动轴与所述连接件连接，所述马达与所述控制单元电连接。

可选的，所述载物架与一支撑件相连，所述载物架以所述支撑件为基点俯仰活动。

优选的，所述载物架上设有测试电源接入孔。

优选的，所述风道在载物架处设有观察视窗。

优选的，所述观察视窗内部设有除尘刷。

优选的，所述风道内还设置有可拆装的挡尘回收粉尘滤网。

本申请还提供一种使用本申请提供的沙尘试验箱的操作方法，包括：

合上所述控制装置中的通断器；

将沙尘料放入所述给料器的进料室；

将待测试物品放置于所述载物架上；

通过所述控制装置的面板设定风速、给料速度、沙尘浓度、工作时间等参数，或者选择预定的程序，然后开始运行；

取出待测试物品，断开通断器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种沙尘试验箱，包括控制装置、风道、风机、给料器和载物架，其中，风道为一环形闭合管道，其内部设有风机和载物架，给料器外接在风道上，风机和给料器分别与控制装置电连接。本发明采用了闭合风道，可以实现沙尘的定向流动，形成风沙，解决了立式单箱体沙尘试验箱内部无风或乱流的弊端；采用与风道尺寸相近的大功率风机且将其置于风道内部，能够进一步保证风向的一致性和沙尘的均匀性，解决了外置风机且尺寸不匹配导致的沙尘乱流问题；采用控制装置统一控制给料速度及风速，精准度高，且操作简单。另外，本发明提供的一种沙尘试验箱，还包括风机导流器、真空机、加湿器、加热灯，可真实模拟风沙、高原低压风沙、潮湿风沙、高温干燥风沙等环境，能够提供更加准确、真实的沙尘模拟测试环境，提高测试结果的准确性。

附图说明

图1是本发明的实施例示意图；

图2是本发明的沙尘试验箱的操作方法实施例的流程图；

图1中：1为风道，2为观察视窗，3为载物架，4为湿度计，5为电子温度计，6为风速仪，7为真空机，8为粉尘浓度测试仪，9为风机导流器，10为给料器，11为电加热套，12为高压气枪，13为变频器一，14为风机，15为变频器二，16为控制装置，17为真空机，18为加湿器，19为连接管一，20为连接管二，21为过滤器，22为可拆装的挡尘回收粉尘滤网，23为加热灯，24为测试电源接入孔，25为马达，26为可沿水平方向转动的连接件，27为水平放置的支撑件。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本申请提供了一种沙尘试验箱以及沙尘试验箱的操作方法，下面依次结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

附图1给出的本发明的一种沙尘试验箱由控制装置16、风道1、风机14、给料器10和载物架3组成，其中：风道1为一环形闭合管道，其内部设有风机14和载物架3，给料器10外接在风道1上，风机14和给料器10分别与控制装置16电连接。当沙尘试验箱运行时，由控制装置16控制风机14和给料器10启动，风机14启动后，在风道1内部沿风道产生环形循环风，沙尘料由给料器10送入风道1内后，在风力作用下流动，从而在风道1内形成循环流动的沙尘环境，进而对载物架上的样品进行沙尘试验。本发明采用闭合风道，可以实现沙尘的定向流动，解决了立式单箱体沙尘试验箱内部无风或乱流的弊端；采用与风道尺寸相近的大功率风机且将其置于风道内部，能够进一步保证风向的一致性和沙尘的均匀性，解决了外置风机且尺寸不匹配导致的沙尘乱流问题；采用控制装置统一控制给料及风速，可提高操作便捷性。

可选的，在风机14的出风口处设置风机导流器9，能够进一步统一风向和匀化沙尘。

进一步的，在风道1内设置多个风机14和/或风机导流器9，能够更进一步统一风向和匀化沙尘，解决沙尘在流过试验样品后产生的乱流问题。

优选的，控制装置16包括控制单元、执行单元、反馈单元、警示单元和通断器，其中控制单元通过通断器与外部电力系统电连接，执行单元、反馈单元、警示单元分别与控制单元电连接。

可选的，上述控制单元包括可编程逻辑控制器(PLC)和控制面板，通过PLC，可以实现既定程序的编写和参数的设定，保证设备运行的准确性和重复性。

优选的，上述控制单元中的PLC还可以使用工控机代替，进而可以在恶劣的环境下保证工作的稳定性，也可以运行更复杂的程序，设定更多的参数。

可选的，上述控制单元中的控制面板可以是机械按键式，也可以是触摸屏式。

优选的，上述执行单元包括变频器二15，变频器二15的输入端与控制单元电连接，输出端与风机14电连接。工作中，变频器二15接收到来自控制单元的信号，调整输出电流或电压，进而实现对风机14风速量化的、精准的控制。

优选的，上述执行单元包括变频器一13，变频器一13的输入端与控制单元电连接，输出端与给料器10电连接。工作中，变频器一13接收到来自控制单元的信号，调整输出电流或电压，进而实现对给料器10给料速度量化的、精准的控制。

优选的，上述反馈单元包括风速仪6，风速仪6的探头设于风道1内，以监测风道1内的风速，并将其反馈给控制单元，控制单元对比监测到的风速与设定值的差异，通过发送控制信号，控制风机14调整风速。通过上述步骤，实现对风速的及时监测和调整，提高风速控制的准确性。

优选的，上述反馈单元包括电子温度计5，电子温度计5的探头设于风道1内，以监测风道1内的温度，并将其反馈给控制单元，控制单元对比监测到的温度与设定值的差异，通过发送控制信号，控制电加热套11和/或加热灯23的加热状态，调整沙尘料或腔室温度，进而实现对沙尘环境温度的准确控制。

优选的，上述反馈单元包括粉尘浓度测试仪8，粉尘浓度测试仪8的探头设于风道1内，以监测风道1内的沙尘浓度，并将其反馈给控制单元，控制单元对比监测到的沙尘浓度与设定值的差异，通过计算，发送控制信号，控制给料器10的给料速度。通过上述步骤，实现对沙尘浓度的及时监测和调整，提高沙尘浓度控制的准确性。

可选的，给料器10可选择但并不局限于星形给料器、电磁振动给料器、螺旋给料器或圆盘给料器中的任一种，任何其他适用于粉尘供料的给料器都也都在本发明的保护范围以内。

可选的，在给料器10的送料口出设有一电加热套11，电加热套11与控制单元电连接，以便对沙尘料的温度进行精确控制。

优选的，在给料器10的送料口出还设有高压气枪12，通过高压吹气，避免沙尘料在送料口出粘附堵塞。

进一步的，上述高压气枪可采用电磁阀控制，电磁阀与控制单元电连接，可实现定期吹气，更有效的保证沙尘送料速度的精准性。

可选的，在本发明的一个实施例中，所述沙尘料包括细沙。

优选的，本实施例的沙尘试验箱还包括：真空机17、连接管二20、过滤器21和电子真空计7，其中，真空机17设于风道1外部，并依次通过连接管二20、过滤器21与风道1相连，电子真空计7设于风道1内，并与控制单元电连接。通过本结构，沙尘试验箱可以监测并调整风道内的气压，以模拟高原低压下的沙尘环境。

优选的，本实施例的沙尘试验箱还包括：加湿器18、连接管一19和电子湿度计4，其中，加湿器18设于风道1外部，并通过连接管一19与风道1相连，所述电子湿度计4设于风道1内，并与所述控制单元电连接。通过本结构，沙尘试验箱可以监测并调整风道内的湿度，以模拟干燥或潮湿的沙尘环境。

优选的，本实施例的沙尘试验箱还包括：加热灯23，加热灯23设于风道1内壁的凹槽内，使用钢化玻璃进行隔离保护，并与控制单元电连接。加热灯可以设置多个，主要用于对风道1内环境温度的调整，以模拟高温的沙尘环境。

针对部分实验样品，有时需要对其从各个方向进行风沙测试，由于本实施例采用的了定向风道，风向是单一的，因此，采用固定的载物架是不能满足需求的，有鉴于此，本实施例采用了如下解决方案：将载物架3的底部通过一可沿水平方向转动的连接件26与风道1相连。在本发明的一个具体实施例中，所述可沿水平方向转动的连接件是一个包括轴承的连接件，所述载物架3与轴承内圈固定相连，所述轴承的外圈与风道1固定相连，使载物架3可以沿是水平方向转动。

进一步的，为了使样品能够在试验过程中仍能按照需求转动，本实施例中还在载物架3的下部设有一马达25，马达25的传动轴与上述可沿水平方向转动的连接件26同轴连接，使马达25可以通过可沿水平方向转动的连接件26带动载物架3沿水平方向转动，再将马达25与控制单元电连接，即可电动控制载物架3沿水平方向转动。仍以本发明的上述具体实施例为例，将马达25的输出轴与轴承内圈同轴连接，即可利用马达25带动载物架3沿水平方向转动。

通过上述方案，可以使样品在水平方向转动，实现沙尘在水平不同方向对样品的风吹测试，但某些情况下，还需要样品能够做俯仰动作，因此，本方案进一步的提出改进方案：将载物架3连接到一支撑件27上，使载物架3能够以支撑件27为基点俯仰活动。在本发明的一个具体实施例中，载物架3和支撑件27各有一连接部，两个连接部在水平方向上同轴设有大小相同的孔，使用一螺栓穿过上述两个连接部的孔将两者固定，载物架3就可以以螺栓为中心轴俯仰活动。在本发明的另一个具体实施例中，支撑件27包括2个平行的支撑杆，其中支撑杆一长度固定，支撑杆二采用套管结构，长度可调，将载物架3的一端与支撑杆一相连，另一端与支撑杆二相连，这样，通过调整支撑杆二的长度即可实现载物架的俯仰活动。

优选的，在载物架3上设置测试电源接入孔24，可以更方便的对电子产品进行测试。

优选的，在载物架3对应的风道1的位置，设置观察视窗2，以方便测试人员随时观测风道内的状况。

进一步的，由于沙尘较容易粘附在观察视窗2表面，影响观测，本实施例中，在观察视窗2的内表面设有刮尘刷，刮尘刷的形式类似与汽车雨刷，同样也可以电连接到控制单元，以进行自动刷尘。

优选的，本实施例中，在风道1内还设置有可拆装的挡尘回收粉尘滤网22，以方便测试人员对沙尘进行回收。

可选的，在本发明的一个实施例中，所述样品是指太阳能电池板。

以上是对本实施例沙尘测试箱的说明。

在上述的实施例中，提供了一种沙尘测试箱，与之相对应的，本申请还提供一种沙尘测试箱的操作方法，由于操作方法实施例是基于上述沙尘试验箱实施例的，所以描述的比较简单，相关之处参见上述沙尘试验箱实施例的部分说明即可。下面描述的操作方法实施例仅仅是示意性的。

请参看图2，其为本发明提供的沙尘试验箱的操作方法实施例的流程图，所述操作方法包括如下步骤：

步骤S101：合上所述控制装置中的通断器；

本步骤将通断器合上，通断器导通，为沙尘测试箱供电。

步骤S102：将沙尘料放入所述给料器的进料室；

通过步骤S101，沙尘测试箱已供电，接下来，将沙尘料放入给料器的进料室内。

步骤S103：将待测试物品放置于所述载物架上；

通过步骤S102，测试环境所需的条件已经具备，接下来，将待测试物品放置于载物架上。

步骤S104：通过所述控制装置的面板设定风速、给料速度、沙尘浓度、工作时间等参数，或者选择预定的程序，然后开始运行；

通过步骤S103，已将待测试物品放置于载物架上，接下来，在控制装置的控制面板上，设定试验所需的参数，如风速、给料速度、沙尘浓度、工作时间等，或者选择预定的程序，然后按下开始按钮，试验开始。

步骤S105：取出待测试物品，断开通断器；

通过步骤S104，试验已按照设定的参数进行，试验完成后，取出待测试物品，断开通断器。

进一步的，根据沙尘试验箱的硬件配置，试验参数还包括真空度、给料温度、腔室温度、湿度、载物架旋转速度、高压气枪吹气时间等。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (25)

1.一种沙尘试验箱，其特征在于，包括：控制装置、风道、风机、给料器和载物架，所述风道为一环形闭合管道，所述风机和载物架设于所述风道内部，所述给料器外接在所述风道上，所述风机和给料器与控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述风机的出风处设有风机导流器。

3.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述控制装置包括：控制单元、执行单元、反馈单元、警示单元和通断器，所述控制单元通过所述通断器与外部电力系统电连接，所述执行单元、反馈单元、警示单元分别与所述控制单元电连接。

4.根据权利要求3所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述控制单元包括可编程逻辑控制器(PLC)和控制面板。

5.根据权利要求3所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述控制单元包括工控机和控制面板。

6.根据权利要求3所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述执行单元包括变频器，所述变频器的输入端与所述控制单元电连接，所述变频器的输出端与所述风机电连接。

7.根据权利要求3所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述执行单元包括变频器，所述变频器的输入端与所述控制单元电连接，所述变频器的输出端与所述给料器电连接。

8.根据权利要求3所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述反馈单元包括风速仪，风速仪的探头设于所述风道内部。

9.根据权利要求3所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述反馈单元包括电子温度计，所述电子温度计的探头设于所述风道内部。

10.根据权利要求3所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述反馈单元包括粉尘浓度测试仪，所述粉尘浓度测试仪设于所述风道内部。

11.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述给料器包括：星形给料器、电磁振动给料器、螺旋给料器或圆盘给料器。

12.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述给料器在送料口处设有电加热套，所述电加热套与所述控制单元电连接。

13.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述给料器在送料口处设有高压气枪。

14.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述给料器使用的沙尘料包括细沙。

15.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，还包括：真空机、电子真空计、过滤器和连接管，所述真空机设于风道外部，并依次通过连接管、过滤器与风道相连，所述电子真空计设于风道内，并与所述控制单元电连接。

16.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，还包括：加湿器、电子湿度计和连接管，所述加湿器设于风道外部，并通过连接管与风道相连，所述电子湿度计设于风道内，并与所述控制单元电连接。

17.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，还包括：加热灯，所述加热灯设于风道内壁的凹槽内，使用钢化玻璃进行隔离保护，并与所述控制单元电连接。

18.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述载物架底部通过可沿水平方向转动的连接件与风道相连。

19.根据权利要求18所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述载物架下部还设有马达，所述马达的传动轴与所述连接件连接，所述马达与所述控制单元电连接。

20.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述载物架与一支撑件相连，所述载物架以所述支撑件为基点俯仰活动。

21.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述载物架上设有测试电源接入孔。

22.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述风道在载物架处设有观察视窗。

23.根据权利要求22所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述观察视窗内部设有除尘刷。

24.根据权利要求1所述的一种沙尘试验箱，其特征在于，所述风道内还设置有可拆装的挡尘回收粉尘滤网。

25.一种使用权利要求1至24任一项所述的沙尘试验箱的操作方法，其特征在于，包括：

合上所述控制装置中的通断器；

将沙尘料放入所述给料器的进料室；

将待测试物品放置于所述载物架上；

通过所述控制装置的面板设定风速、给料速度、沙尘浓度、工作时间等参数，或者选择预定的程序，然后开始运行；

取出待测试物品，断开通断器。