CN109343610A - 一种非接触式温度控制系统及其温度控制方法 - Google Patents

一种非接触式温度控制系统及其温度控制方法 Download PDF

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吴炜
陈虎林
杨娜
黄益民
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    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
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    • G—PHYSICS
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Abstract

一种非接触式温度控制系统及其温度控制方法，所述的非接触式温度控制系统包括试验件、电源、加热器、光感测温器、可控硅和数据采集存储器；通过光感测温器对测试结构表面温度控制点进行感应，将控制点温度采集存储分析，将测量结果与基准温度进行对比；通过控制器将目标数据和控制点数据进行误差分析，再通过可控硅模块对加热器功率进行控制，使结构表面温度与目标温度保持一致；通过光感测温器对结构表面控制点的温度进行控制，可以解决外来热容破坏结构表面温度场而引起的试验误差，解决传统的热电偶引线对结构表面热辐射的影响以及引线相互缠绕的问题。

Description

一种非接触式温度控制系统及其温度控制方法
技术领域
本发明属于航空结构测试应用技术领域，具体来说是涉及一种非接触式温度控制系统及其温度控制方法。
背景技术
结构热防护测试试验是航空航天结构不可缺少的一个环节，目前的热防护性能测试普遍采用在结构表面布置热电偶，然后通过外部加热方式，使控制点温度达到要求的温度，实现对结构的热防护性能考核。然而，在控制点布置热电偶进行控制的方式由于引入了外部热电偶，使得控制点温度失去了准确性，对于瞬态热测试来说，由于布置热电偶反馈控制引起的误差甚至会使试验结果完全失真，同时布置热电偶存在加热过程中脱落、热电偶引线影响热辐射等问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种非接触式温度控制系统及其温度控制方法，通过非接触式温度感应实现对温度的控制系统，解决热电偶存在加热过程中脱落、热电偶引线影响热辐射等问题。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种非接触式温度控制系统，所述的非接触式温度控制系统包括试验件、电源、加热器、光感测温器、可控硅和数据采集存储器；通过导通电源对加热器供电，加热器对试验件进行加热；通过光感测温器对试验件表面温度控制点进行感应，将控制点温度采集存储分析，将测量结果与基准温度进行对比；通过控制器将目标数据和控制点数据进行误差分析，通过可控硅模块对加热器功率进行控制，使结构表面温度与目标温度保持一致。
优选的，所述的光感测完器为红外测温仪，红外测温仪将检测件发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，根据转变成电信号大小，可以确定物体的温度。
优选的，所述的检测件温度测量为多点测温，确保测量数据的准确性。
优选的，所述的加热器为阵列式加热器，保证对检测件加热的均匀性。
优选的，所述的数据采集存储器采用微电脑处理器，可以测量数据进行收集和分析。
优选的，所述的加热功率控制采用可控硅控制，保证无触点运行，具有无火花、无噪音，效率高的优点。
本发明的非接触式温度控制方法包括：
步骤1：操作者输入开始测试命令，电源开始导通；
步骤2：电源导通后加热器开始运行，加热器开始对试验件进行加热；
步骤3：光感测温器实时检测试验件检测点的温度；
步骤4：光感测温器将检测的温度传输至数据采集存储器；
步骤5：数据采集存储器将收集到的温度数据与设定基准温度进行比较分析；
步骤6：当检测温度大于设定的基准温度时，可控硅温度调节系统启动并调低加热器功率；当检测温度小于基准温度时，加热器按原功率继续加热；
步骤7：判断试验件是否测试结束，若试验件未测试结束，则继续对测试件进行加热；若判断测试结束则切断电源。
本发明提供的非接触式温度控制系统及其温度控制方法，通过光感测温器对结构表面控制点的温度进行控制，可以避免外来热容破坏结构表面温度场而引起的试验误差，避免了传统的热电偶引线对结构表面热辐射的影响以及引线相互缠绕的问题。
附图说明
图1为本发明一种非接触式温度控制系统的框图。
图2为本发明非接触式温度控制方法流程图。
图中：1、试验件；101、电源；102、加热器；103、广钢测温器；104、数据采集存储器；105、可控硅。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
如图1所示，本发明提供的非接触式温度控制系统包括：试验件1、电源101、加热器102、光感测温器103、数据采集存储器104和可控硅105；通过导通电源101对加热器102供电，加热器102对试验件1进行加热；通过光感测温器103对试验件1表面温度控制点进行感应，将控制点温度传输至数据采集存储器104，由数据采集存储器104将测量结果与基准温度进行对比；通过控制器将目标数据和控制点数据进行误差分析，通过可控硅105对加热器102功率进行控制，使结构表面温度与目标温度保持一致。所述的光感测温器103为红外测温仪，红外测温仪将检测件发射的红外线具有的辐射能转变成电信号，根据转变成电信号大小，可以确定物体的温度；所述的检测件1温度测量为多点测温，确保测量数据的准确性；所述的加热器102为阵列式加热器，保证对检测件加热的均匀性；所述的数据采集存储器104采用微电脑处理器，可以测量数据进行收集和分析；所述的加热功率控制采用可控硅105控制，保证无触点运行，具有无火花、无噪音，效率高的优点。
如图2所示，本发明提供的非接触式温度控制方法包括包括：操作者输入开始测试命令，电源101进入接通的S101阶段，电源101开始导通；电源101导通后进入S102阶段，加热器102开始运行，加热器102开始对试验件1进行加热；然后进入S103阶段，光感测温器103实时检测试验件检测点的温度；S104阶段，光感测温器103将检测的温度传输至数据采集存储器104；S105阶段，数据采集存储器104将收集到的温度数据与设定基准温度进行比较分析；S106阶段，当检测温度大于设定的基准温度时，可控硅105温度调节系统启动并调低加热器102功率；当检测温度小于基准温度时，加热器102按原功率继续加热；S107阶段，判断试验件1是否测试结束，若试验件1未测试结束，则继续对测试件1进行加热；若判断测试结束则切断电源101。
本发明提供的非接触式温度控制系统及其温度控制方法，通过光感测温器103对测试件1表面控制点的温度进行控制，可以避免外来热容破坏结构表面温度场而引起的试验误差，避免了传统的热电偶引线对结构表面热辐射的影响以及引线相互缠绕的问题。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (7)

1.一种非接触式温度控制系统，其特征是：所述的非接触式温度控制系统包括试验件(1)、电源(101)、加热器(102)、光感测温器(103)、数据采集存储器(104)和可控硅(105)；通过导通电源(101)对加热器(102)供电，加热器(102)对试验件(1)进行加热；通过光感测温器(103)对试验件(1)表面温度控制点进行感应，将控制点温度传输至数据采集存储器(104)，数据采集存储器(104)将测量结果与基准温度进行对比；通过可控硅(105)对加热器(102)功率进行控制。
2.如权利要求1所述的非接触式温度控制系统，其特征是：所述的光感测温器(103)为红外测温仪。
3.如权利要求1所述的非接触式温度控制系统，其特征是：所述的检测件(1)温度测量为多点测温。
4.如权利要求1所述的非接触式温度控制系统，其特征是：所述的加热器(102)为阵列式加热器。
5.如权利要求1所述的非接触式温度控制系统，其特征是：所述的数据采集存储器(104)采用微电脑处理器，对测量数据进行收集和分析。
6.如权利要求1所述的非接触式温度控制系统，其特征是：所述的加热功率控制采用可控硅(105)控制。
7.一种非接触式温度控制方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：操作者输入开始测试命令，电源开始导通；
步骤2：电源导通后加热器开始运行，加热器开始对试验件进行加热；
步骤3：光感测温器实时检测试验件检测点的温度；
步骤4：光感测温器将检测的温度传输至数据采集存储器；
步骤5：数据采集存储器将收集到的温度数据与设定基准温度进行比较分析；
步骤6：当检测温度大于设定的基准温度时，可控硅温度调节系统启动并调低加热器功率；当检测温度小于基准温度时，加热器按原功率继续加热；
步骤7：判断试验件是否测试结束，若试验件未测试结束，则继续对测试件进行加热；若判断测试结束则切断电源。
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