CN108983846B - 一种介质参数的测控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种介质参数的测控方法，包括：将容器内部环境抽为真空环境，将待测介质注入容器中；观察和控制液气量，使用传感器采集容器内部的温度和压强，发送至测控仪表，并上传至检测控制模块；测控仪表根据采集到的数据对容器内环境进行反馈；将容器内部环境恢复为标准大气压，取出待测介质。本发明公开的介质参数的测控方法能有效解决现有技术无法实时且同时获取容器内上层蒸汽和底层液体的参数，无法对待测介质进行反馈控制的问题。

Description

一种介质参数的测控方法

技术领域

本发明涉及测控技术领域，尤其涉及一种介质参数的测控方法。

背景技术

由于具有高传热系数、高绝缘、无毒、不可燃、环境友好等特点，相变冷却技术逐渐成为电动汽车、柔性直流输电等应用中的大功率电力电子设备及器件的主要散热手段。

在现有的大量相变冷却技术的研究中，都涉及对介质环境、沸腾态、温度及压强进行测控的关键技术。测控技术与材料电气特性、器件绝缘特性等电气测试，以及材料相容性等老化测试均具有很强的耦合关系，对实验研究结果的多物理场分析具有至关重要的意义。

依据IEC(国际电工委员会，International Electrotechnical Commission，简称IEC)、ASTM(美国材料与试验协会，American Society for Testing and Materials，简称ASTM)等测试的相关标准中，均涉及对样品介质测试容积的控制要求。尤其对于昂贵介质样品，需严格控制测试成本。因此目标容器的体积限制常常使沸腾态介质的测量方案制定受到影响。因此，针对封闭环境内，相变冷却介质复合相态过程的控制与测量还需要更加简化、灵活的实验方案。

本发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：

测量容器内待测介质的液气量、温度、压强等参数时，需要先中断实验；无法同时获取容器内上层蒸汽和底层液体的参数；获取待测介质的参数后，无法对待测介质进行反馈控制。

发明内容

本发明实施例提供一种介质参数的测控方法，能有效解决现有技术无法实时且同时获取容器内上层蒸汽和底层液体的参数，无法对待测介质进行反馈控制的问题。

本发明实施例提供一种介质参数的测控方法，包括：

S1、将容器内部环境抽为真空环境，将待测介质注入容器中；

S2、观察和控制液气量，使用传感器采集容器内部的温度和压强，发送至测控仪表，并上传至检测控制模块；

S3、测控仪表根据采集到的数据对容器内环境进行反馈；

S4、将容器内部环境恢复为标准大气压，取出待测介质。

作为上述方案的改进，步骤S1所述的容器为真空腔(1)，且真空腔(1)腔壁的材料为导热材料；

步骤S2所述的传感器包括液态测量端(21)的传感器和气态测量端(22)的传感器，所述测控仪表为压强测控仪表(7)和温度测控仪表(8)，所述检测控制模块为上位机(10)；

所述真空腔(1)的底部与所述液态测量端(21)的传感器端相连，顶部与所述气态测量端(22)的传感器端相连；

所述压强测控仪表(7)的数据接收端分别与所述液态测量端(21)的传感器和所述气态测量端(22)的传感器的压强数据传输端相连；

所述温度测控仪表(8)的数据接收端分别与所述液态测量端(21)的传感器和所述气态测量端(22)的传感器的温度数据传输端相连。

作为上述方案的改进，所述步骤还包括的装置有：调压器(3)、压控三通阀(41)、液控阀(42)、真空泵(5)、注液器(6)和加热罩(9)；

所述压控三通阀(41)的三个通道分别与所述调压器(3)、所述真空泵(5)和所述真空腔(1)连接；

所述注液器(6)通过所述液控阀(42)与所述真空腔(1)连接；

所述加热罩(9)包裹于所述真空腔(1)外部。

作为上述方案的改进，将容器内部环境抽为真空环境的具体方法为：

将压控三通阀(41)调至真空泵(5)支路，打开真空泵(5)使真空腔(1)内为真空环境；

将待测介质注入容器中的具体方法为：

将压控三通阀(41)调至调压器(3)支路，将液控阀(42)打开，推入注液器(6)中固定体积的待测介质，完成注液后关闭液控阀(42)。

作为上述方案的改进，所述压强测控仪表(7)和温度测控仪表(8)都通过通讯协议将所接收的的压强和温度数据发送给所述上位机(10)。

作为上述方案的改进，测控仪表根据采集到的数据对容器内环境进行反馈的具体方法为：

通过对所述温度测控仪表(8)预设目标温度，对加热罩(9)进行温度反馈，控制加热罩(9)间歇性通断；

通过使用所述压强测控仪表(7)进行压强检测，一方面对调压器(3)进行通讯控制，另一方面人为针对实验对气压及液压要求进行手动反馈。

作为上述方案的改进，所述压强测控仪表(7)通过继电器对调压器(3)进行通讯控制；所述温度测控仪表(8)通过继电器对加热罩(9)进行温度反馈。作为上述方案的改进，将容器内部环境恢复为标准大气压，取出待测介质的具体方法为：

将压控三通阀(42)连接真空泵(5)的支路或连接调压器侧(3)的支路取下，打开压控三通阀(42)，将真空腔(1)内气压恢复至至标准大气压；将液控阀(42)打开，利用注液器(6)抽出真空腔(1)内的待测介质。

作为上述方案的改进，所述待测介质为低沸点相变冷却介质；所述压强包括气压和液压；所述液气量通过所述真空腔(1)上的观察窗观察，通过待测介质的气压、液压控制。

作为上述方案的改进，所述测控方法还可用于所有封闭容器内的两相混合态饱和热力特性控制。

本发明实施例提供的一种介质参数的测控方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

通过测量端的传感器与真空腔连接，实现了实时采集真空腔内部参数，并能同时采集上层蒸汽和底层液体的数据；通过控制温度测控仪表对加热罩进行温度反馈，实时改变待测介质的加热蒸发量而改变容器内的液面气量；通过压强测控仪表对调压器进行控制，实时改变真空腔的内部压强；上位机通过接收的参数对温度测控仪表和压强测控仪表进行反馈，达到实时控制的目的；同时，真空腔是封闭容器，保证了介质在测控过程中的洁净度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种介质参数的测控方法的流程示意图。

图2是本发明实施例提供的一种介质参数的测控方法中采用的测控装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例提供的一种介质参数的测控方法的流程示意图；参见图2，是本发明实施例提供的一种介质参数的测控方法中采用的测控装置的结构示意图；测控装置的具体连接方法如下：

将真空腔(1)的底部与液态测量端(21)的传感器端相连，顶部与气态测量端(22)的传感器端相连；

将压强测控仪表(7)的数据接收端分别与液态测量端(21)的传感器和气态测量端(22)的传感器的压强数据传输端相连；将温度测控仪表(8)的数据接收端分别与所述液态测量端(21)的传感器和所述气态测量端(22)的传感器的温度数据传输端相连；

将压控三通阀(41)的三个通道分别与调压器(3)、真空泵(5)和真空腔(1)相连；将注液器(6)通过液控阀(42)连接到真空腔(1)；将加热罩(9)包裹于真空腔(1)的导热外壁的外部。

对待测介质的具体测控方法如下：

将压控三通阀(41)调至真空泵(5)支路，打开真空泵(5)使真空腔(1)内为真空环境，后将压控三通阀(41)调至调压器(3)支路，将液控阀(42)打开，推入注液器(6)中固定体积的待测介质，完成注液后关闭液控阀(42)；

上位机(10)通过通讯协议对液态测量端(21)及气态测量端(22)采集到的温度参数进行记录，并控制温度测控仪表(8)通过继电器对加热罩(9)进行间歇性通断，以改变相变冷却介质的蒸发量；

上位机(10)通过通讯协议对液态测量端(21)及气态测量端(22)采集到的压强参数进行记录，并控制压强测控仪表(7)通过继电器对调压器(3)进行协调控制；另外，还可人为针对实验对气压及液压要求调整调压器(3)完成手动反馈；

通过真空腔(1)上的观察窗观察液气量，并改变待测介质的气压、液压控制液气量。

测控结束后，将压控三通阀(42)连接真空泵(5)的支路或连接调压器侧(3)的支路取下，打开压控三通阀(42)，将真空腔(1)内气压恢复至至标准大气压；将液控阀(42)打开，利用注液器(6)抽出真空腔(1)内的待测介质。

进一步的，待测介质为低沸点相变冷却介质。

进一步的，上述实施例的测控方法还可用于所有封闭容器内的两相混合态饱和热力特性控制。

本发明实施例提供的一种介质参数的测控方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：

通过测量端的传感器与真空腔连接，实现了实时采集真空腔内部参数，并能同时采集上层蒸汽和底层液体的数据；通过控制温度测控仪表对加热罩进行温度反馈，实时改变待测介质的加热蒸发量而改变容器内的液面气量；通过压强测控仪表对调压器进行控制，实时改变真空腔的内部压强；上位机通过接收的参数对温度测控仪表和压强测控仪表进行反馈，达到实时控制的目的；同时，真空腔是封闭容器，保证了介质在测控过程中的洁净度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种介质参数的测控方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将容器内部环境抽为真空环境，将待测介质注入容器中；

S2、观察和控制液气量，使用传感器采集容器内部的温度和压强，发送至测控仪表，并上传至检测控制模块；

S3、测控仪表根据采集到的数据对容器内环境进行反馈；

S4、将容器内部环境恢复为标准大气压，取出待测介质；

其中，步骤S1所述的容器为真空腔（1），且真空腔（1）腔壁的材料为导热材料；

步骤S2所述的传感器包括液态测量端（21）的传感器和气态测量端（22）的传感器，所述测控仪表为压强测控仪表（7）和温度测控仪表（8），所述检测控制模块为上位机（10）；

所述真空腔（1）的底部与所述液态测量端（21）的传感器端相连，顶部与所述气态测量端（22）的传感器端相连；

所述压强测控仪表（7）的数据接收端分别与所述液态测量端（21）的传感器和所述气态测量端（22）的传感器的压强数据传输端相连；

所述温度测控仪表（8）的数据接收端分别与所述液态测量端（21）的传感器和所述气态测量端（22）的传感器的温度数据传输端相连；

将待测介质注入容器中的具体方法为：

将压控三通阀（41）调至调压器（3）支路，将液控阀（42）打开，推入注液器（6）中固定体积的待测介质，完成注液后关闭液控阀（42）；其中，所述压控三通阀（41）的三个通道分别与所述调压器（3）、真空泵（5）和所述真空腔（1）连接，所述注液器（6）通过所述液控阀（42）与所述真空腔（1）连接。

2.如权利要求1所述的一种介质参数的测控方法，其特征在于，所述方法还包括的装置有加热罩（9）；

所述加热罩（9）包裹于所述真空腔（1）外部。

3.如权利要求2所述的一种介质参数的测控方法，其特征在于，将容器内部环境抽为真空环境的具体方法为：

将压控三通阀（41）调至真空泵（5）支路，打开真空泵（5）使真空腔（1）内为真空环境。

4.如权利要求2所述的一种介质参数的测控方法，其特征在于，所述压强测控仪表（7）和温度测控仪表（8）都通过通讯协议将所接收的的压强和温度数据发送给所述上位机（10）。

5.如权利要求2所述的一种介质参数的测控方法，其特征在于，测控仪表根据采集到的数据对容器内环境进行反馈的具体方法为：

通过对所述温度测控仪表（8）预设目标温度，对加热罩（9）进行温度反馈，控制加热罩（9）间歇性通断；

通过使用所述压强测控仪表（7）进行压强检测，一方面对调压器（3）进行通讯控制，另一方面人为针对实验对气压及液压要求进行手动反馈。

6.如权利要求5所述的一种介质参数的测控方法，其特征在于，所述压强测控仪表（7）通过继电器对调压器（3）进行通讯控制；所述温度测控仪表（8）通过继电器对加热罩（9）进行温度反馈。

7.如权利要求2所述的一种介质参数的测控方法，其特征在于，将容器内部环境恢复为标准大气压，取出待测介质的具体方法为：

将压控三通阀（42）连接真空泵（5）的支路或连接调压器侧（3）的支路取下，打开压控三通阀（42），将真空腔（1）内气压恢复至至标准大气压；

将液控阀（42）打开，利用注液器（6）抽出真空腔（1）内的待测介质。

8.如权利要求1所述的一种介质参数的测控方法，其特征在于，所述待测介质为低沸点相变冷却介质；所述压强包括气压和液压；所述液气量通过所述真空腔（1）上的观察窗观察，通过待测介质的气压、液压控制。

9.如权利要求1所述的介质参数的测控方法，其特征在于，所述测控方法还用于所有封闭容器内的两相混合态饱和热力特性控制。

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