CN109323873B - 一种燃气灶具尖锅效率测试装置及其测试方法 - Google Patents

一种燃气灶具尖锅效率测试装置及其测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种燃气灶具尖锅效率测试装置及其测试方法，测试装置包括用于测量尖锅内水温的温度传感器，用于对尖锅内的水进行搅拌的搅拌器，与搅拌器连接的用于固定搅拌器的气动夹，气动夹固定在水平设置的连接臂的一端，连接臂的另一端固定在上滑块上；上滑块与上滑块驱动机构连接并能在上滑块驱动机构驱动下上下移动；温度传感器、气动夹、及上滑块驱动机构均与控制器连接，控制器还连接有警示灯。与现有技术相比，本发明的优点在于：能自动实现尖锅内部的搅拌，大大降低测试人员的工作量，还可实现试验过程中搅拌均匀及搅拌频率大于30次/min，提高测试准确性。

Description

一种燃气灶具尖锅效率测试装置及其测试方法
技术领域
本发明涉及一种燃气灶具尖锅效率测试装置及其测试方法。
背景技术
测试燃气灶具及锅具效率过程中，需要两名测试人员，一名测试人员对锅中水进行搅拌，另一名测试人员记录燃气消耗量。试验过程为：将燃具灶具连续燃烧加热，当锅内水温达到与周围室温一致时，需要对水进行搅拌，搅拌温度升高一定温度后，停止搅拌并同时记录燃气流量计初读值，然后当水温达到室温加50℃时，再次对水进行搅拌，搅拌温度升高一定温度后停止搅拌并同时记录燃气流量计最终值后试验完成。在试验过程中，要求对锅内的水均匀搅拌，搅拌频率不小于30次/min，但实际测试人员在试验过程中很难控制均匀搅拌及频率不小于30次/min。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种有效降低测试人员工作量的、能自动完成搅拌的燃气灶具尖锅效率测试装置。
本发明进一步要解决的技术问题是提供一种燃气灶具尖锅效率测试装置的测试方法。
本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种燃气灶具尖锅效率测试装置，其特征在于：包括用于测量尖锅内水温的温度传感器，用于对尖锅内的水进行搅拌的搅拌器，与搅拌器连接的用于固定搅拌器的气动夹，气动夹固定在水平设置的连接臂的一端，连接臂的另一端固定在上滑块上；上滑块与上滑块驱动机构连接并能在上滑块驱动机构驱动下上下移动；温度传感器、气动夹、及上滑块驱动机构均与控制器连接，控制器还连接有警示灯。
作为改进，还包括设置在上滑块下方、能驱动连接臂上下移动的下滑块，及与下滑块连接的用于驱动下滑块上下移动的下滑块驱动机构。
再改进，所述上滑块驱动机构为气缸，气缸包括作为活动部的活塞和作为固定部的缸体，其中气缸的活塞与上滑块固定；所述下滑块上开有惯孔，气缸的缸体穿过下滑块的惯孔并与下滑块固定。
再改进，所述下滑块驱动机构包括手动转轮，与手动转轮连接的螺杆，下滑块上设有允许螺杆穿过的螺纹穿孔。
再改进，还包括与控制器连接的人机交互触摸屏。
再改进，所述控制器与燃气灶具的电磁阀连接。
本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：一种具有上述结构的燃气灶具尖锅效率测试装置的测试方法，其特征在于：
首先在尖锅内加入定量清水，再将尖锅放置在燃气灶具上；
然后通过人机交互触摸屏向控制器内写入第一开始搅拌温度、第一结束搅拌温度、第二开始搅拌温度和第二结束搅拌温度，先通过手动转轮手动调整上滑块、下滑块及连接臂向下移动，通过气动夹夹住搅拌器，直至搅拌器的底部与尖锅的底部接触；同时使温度传感器与尖锅内的清水接触，通过温度传感器记录水的初始温度；
再然后，控制器打开燃气灶具的电磁阀，点燃燃气灶具的燃烧器，当尖锅内的水温达到第一开始搅拌温度后，控制器启动上滑块驱动机构运行，使上滑块驱动机构带动上滑块上下运动，从而间接带动搅拌器上下搅拌，当尖锅内的水温达到第一结束搅拌温度后，控制器控制上滑块驱动机构停止运行，并开启警示灯提醒试验人员记录燃气流量计初读值；当尖锅内的水温达到第二开始搅拌温度时，控制器启动上滑块驱动机构运行，使上滑块驱动机构带动上滑块上下运动，从而间接带动搅拌器上下搅拌，当尖锅内的水温达到第二结束搅拌温度后，控制器控制上滑块驱动机构停止运行，并开启警示灯提醒试验人员记录燃气流量计最终值；同时通过温度传感器记录水的最终温度；同时控制器关闭燃气灶具的电磁阀，关闭燃气灶具的燃烧器；
最后，通过以下计算公式计算尖锅效率：
其中，μ实为尖锅的实测热效率；M为尖锅内加入的清水的质量；C为水的比热，C＝4.19310-3MJ/kg·℃；t1为尖锅内水的初始温度，单位为摄氏度；t2为尖锅内水的最终温度，单位为摄氏度；V耗为实测燃气消耗量，单位为立方米，V耗等于燃气流量计最终值减去燃气流量计初读值；Q1为0℃、101.3kPa状态下燃气灶具使用的燃气的低热值，单位为兆焦耳每立方米；pm为燃气流量计内的燃气相对静压力，单位为千帕；pamb为试验时的大气压力，单位为千帕；tg为燃气流量计内的燃气温度，单位为摄氏度；S为温度为tg时的饱和水蒸气压力，单位为千帕。
较好的，第一开始搅拌温度为测试环境下的室温；第一结束搅拌温度为测试环境下的室温+50K，第二开始搅拌温度为测试环境下的室温+50K，第二结束搅拌温度为测试环境下的室温+55K。
与现有技术相比，本发明的优点在于：能自动实现尖锅内部的搅拌，大大降低测试人员的工作量，还可实现试验过程中搅拌均匀及搅拌频率大于30次/min，提高测试准确性。
附图说明
图1为本发明实施例中燃气灶具尖锅效率测试装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示的燃气灶具尖锅效率测试装置，其包括用于测量尖锅内水温的温度传感器1，用于对尖锅内的水进行搅拌的搅拌器2，搅拌器2可以为带有开孔的圆形不锈钢盘；与搅拌器2连接的用于固定搅拌器的气动夹3，气动夹3固定在水平设置的连接臂4的一端，连接臂4的另一端固定在上滑块5上；上滑块5与上滑块驱动机构连接并能在上滑块驱动机构驱动下上下移动；上滑块驱动机构为气缸6，气缸6包括作为活动部的活塞61和作为固定部的缸体62，其中气缸的活塞61与上滑块5固定；上滑块下方设有能驱动连接臂4上下移动的下滑块7，及与下滑块连接的用于驱动下滑块上下移动的下滑块驱动机构，下滑块驱动机构包括手动转轮8，与手动转轮连接的螺杆9，下滑块7上设有允许螺杆穿过的螺纹穿孔；下滑块7上开有惯孔，气缸的缸体62穿过下滑块的惯孔并与下滑块固定。
另外，燃气灶具尖锅效率测试装置还包括测试平台10，测试平台内设有控制器，测试平台上设有与控制器连接的人机交互触摸屏11，控制器可以为PLC，也可以为单片机；测试平台10下方设备滚轮12；测试平台上还设有警示灯13，警示灯13可以为三色指示灯。温度传感器1、气动夹3、气缸6、人机交互触摸屏11和警示灯13均与控制器连接；另外，控制器还与燃气灶具的电磁阀连接。
上述燃气灶具尖锅效率测试装置的测试方法为：
首先在尖锅内加入定量清水，如1.5KG，再将直径为32cm的铸铁尖锅放置在燃气灶具上；
然后通过人机交互触摸屏向控制器内写入第一开始搅拌温度、第一结束搅拌温度、第二开始搅拌温度和第二结束搅拌温度，先通过手动转轮手动调整上滑块、下滑块及连接臂向下移动，通过气动夹夹住搅拌器，直至搅拌器的底部与尖锅的底部接触；同时使温度传感器与尖锅内的清水接触，通过温度传感器记录水的初始温度；第一开始搅拌温度为测试环境下的室温；第一结束搅拌温度为测试环境下的室温+50K，第二开始搅拌温度为测试环境下的室温+50K，第二结束搅拌温度为测试环境下的室温+55K；
再然后，控制器打开燃气灶具的电磁阀，点燃燃气灶具的燃烧器，当尖锅内的水温达到第一开始搅拌温度后，控制器启动上滑块驱动机构运行，使上滑块驱动机构带动上滑块上下运动，从而间接带动搅拌器上下搅拌，当尖锅内的水温达到第一结束搅拌温度后，控制器控制上滑块驱动机构停止运行，并开启警示灯提醒试验人员记录燃气流量计初读值；当尖锅内的水温达到第二开始搅拌温度时，控制器启动上滑块驱动机构运行，使上滑块驱动机构带动上滑块上下运动，从而间接带动搅拌器上下搅拌，当尖锅内的水温达到第二结束搅拌温度后，控制器控制上滑块驱动机构停止运行，并开启警示灯提醒试验人员记录燃气流量计最终值；同时通过温度传感器记录水的最终温度；同时控制器关闭燃气灶具的电磁阀，关闭燃气灶具的燃烧器；
最后，通过以下计算公式计算尖锅效率：
其中，μ实为尖锅的实测热效率；M为尖锅内加入的清水的质量；C为水的比热，C＝4.19310-3MJ/kg·℃；t1为尖锅内水的初始温度，单位为摄氏度；t2为尖锅内水的最终温度，单位为摄氏度；V耗为实测燃气消耗量，单位为立方米，V耗等于燃气流量计最终值减去燃气流量计初读值；Q1为0℃、101.3kPa状态下燃气灶具使用的燃气的低热值，单位为兆焦耳每立方米；pm为燃气流量计内的燃气相对静压力，单位为千帕；pamb为试验时的大气压力，单位为千帕；tg为燃气流量计内的燃气温度，单位为摄氏度；S为温度为tg时的饱和水蒸气压力，单位为千帕。

Claims (2)

1.一种燃气灶具尖锅效率测试装置的测试方法，其特征在于：所述燃气灶具尖锅效率测试装置包括用于测量尖锅内水温的温度传感器，用于对尖锅内的水进行搅拌的搅拌器，与搅拌器连接的用于固定搅拌器的气动夹，气动夹固定在水平设置的连接臂的一端，连接臂的另一端固定在上滑块上；上滑块与上滑块驱动机构连接并能在上滑块驱动机构驱动下上下移动；上滑块下方设有能驱动连接臂上下移动的下滑块，及与下滑块连接的用于驱动下滑块上下移动的下滑块驱动机构，温度传感器、气动夹、上滑块驱动机构均与控制器连接，控制器还连接有警示灯和人机交互触摸屏；控制器与燃气灶具的电磁阀连接，所述下滑块驱动机构包括手动转轮，与手动转轮连接的螺杆，下滑块上设有允许螺杆穿过的螺纹穿孔； 所述上滑块驱动机构为气缸，气缸包括作为活动部的活塞和作为固定部的缸体，其中气缸的活塞与上滑块固定；所述下滑块上开有惯孔，气缸的缸体穿过下滑块的惯孔并与下滑块固定；
首先在尖锅内加入定量清水，再将尖锅放置在燃气灶具上；
然后通过人机交互触摸屏向控制器内写入第一开始搅拌温度、第一结束搅拌温度、第二开始搅拌温度和第二结束搅拌温度，先通过手动转轮手动调整上滑块、下滑块及连接臂向下移动，通过气动夹夹住搅拌器，直至搅拌器的底部与尖锅的底部接触；同时使温度传感器与尖锅内的清水接触，通过温度传感器记录水的初始温度；
再然后，控制器打开燃气灶具的电磁阀，点燃燃气灶具的燃烧器，当尖锅内的水温达到第一开始搅拌温度后，控制器启动上滑块驱动机构运行，使上滑块驱动机构带动上滑块上下运动，从而间接带动搅拌器上下搅拌，当尖锅内的水温达到第一结束搅拌温度后，控制器控制上滑块驱动机构停止运行，并开启警示灯提醒试验人员记录燃气流量计初读值；当尖锅内的水温达到第二开始搅拌温度时，控制器启动上滑块驱动机构运行，使上滑块驱动机构带动上滑块上下运动，从而间接带动搅拌器上下搅拌，当尖锅内的水温达到第二结束搅拌温度后，控制器控制上滑块驱动机构停止运行，并开启警示灯提醒试验人员记录燃气流量计最终值；同时通过温度传感器记录水的最终温度；同时控制器关闭燃气灶具的电磁阀，关闭燃气灶具的燃烧器；
最后，通过以下计算公式计算尖锅效率：
；
其中，为尖锅的实测热效率；/>为尖锅内加入的清水的质量；/> 为水的比热，/> =4.19³10-3 MJ/kg▪℃；/> 为尖锅内水的初始温度，单位为摄氏度；/> 为尖锅内水的最终温度，单位为摄氏度；/>为实测燃气消耗量，单位为立方米，/>等于燃气流量计最终值减去燃气流量计初读值； />为0℃、101.3 kPa 状态下燃气灶具使用的燃气的低热值，单位为兆焦耳每立方米； />为燃气流量计内的燃气相对静压力，单位为千帕；/> 为试验时的大气压力，单位为千帕；/> 为燃气流量计内的燃气温度，单位为摄氏度；/>为温度为 /> 时的饱和水蒸气压力，单位为千帕。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：第一开始搅拌温度为测试环境下的室温；第一结束搅拌温度为测试环境下的室温+50K，第二开始搅拌温度为测试环境下的室温+50K，第二结束搅拌温度为测试环境下的室温+55K。
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