CN110346164A - 一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置及方法，包括加压泵、冷却池、支撑架和控制台；线圈固定在支撑架上，冷却池通过加压泵向线圈提供冷却液，线圈的进水管和出水管上均设置有温度测量器和压力测量器，线圈的一侧还设置有震动测量器，控制台通过导线与加压泵、温度测量器、压力测量器和震动测量器电连接；通过控制台，温度测量器，压力测量器，震动测量器，加压泵，线圈组成闭环控制系统，实时监测冷却液压力，温度以及线圈震动参数，由控制台调控并记录参数，用以分析各参数对线圈寿命的影响；试验中，对不同参数的线圈进行实验分析，确定不同参数的变化对线圈寿命的影响，进而调节线圈的自身参数，提高线圈使用寿命。

Description

一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置及方法

技术领域

本发明涉及线圈性能测验技术领域，特别是涉及一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置及方法。

背景技术

目前，在工业生产中正在大规模应用各种线圈，线圈形状种类多样，有螺旋形、方形等各种形状，可用于加热不同外形的工件。但对影响线圈寿命的一些参数的研究较少，如线圈的自身尺寸，高频电源的输入功率，有无负载，冷却液种类，通如冷却液的压力、温差及工作中线圈的震动对线圈工作状态及自身寿命的影响尚不明确，目前针对以上参数的研究大都停留在特定数值、短期工作对线圈的影响，只能定性研究而无法定量分析。在工厂实际使用时经常靠经验设置相关参数，这导致线圈使用寿命较短，工件质量不稳定，严重的浪费能源，降低工厂效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够研究在线圈通入冷却液的工况中，长期工作的情况下，确定不同参数的变化对线圈寿命的影响，进而调节线圈的自身参数，提高线圈使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，包括加压泵、冷却池、支撑架和控制台；线圈固定在支撑架上，所述冷却池内设置有冷却液，所述线圈一端通过进水管与所述加压泵一端连通，所述加压泵另一端通过通水管与所述冷却池连通，所述线圈另一端通过出水管与所述冷却池连通，所述进水管和所述出水管上均设置有温度测量器和压力测量器，所述线圈的一侧还设置有震动测量器，所述控制台通过导线与所述加压泵、所述温度测量器、所述压力测量器和所述震动测量器电连接。

优选地，所述加压泵、所述冷却池、所述支撑架和所述控制台固定在地板上。

优选地，所述震动测量器固定在所述地板上。

优选地，所述支撑架由两个相对设置的门型支架构成，所述线圈悬挂于两个所述门型支架之间。

优选地，所述冷却池的出水口处还设置有一过滤器，冷却液通过所述过滤器过滤后再通过所述通水管输出。

优选地，所述冷却池的出水口设置于所述冷却池的侧壁底部。

优选地，所述冷却池的进水口设置于所述冷却池的池顶，通过所述线圈后的冷却液经过所述出水管后由所述进水口回流回所述冷却池。

本发明还提供了一种线圈振幅与冷却温差并联调控试验方法，包括如下试验步骤：

(1)、向线圈通入一定压力的冷却液，待线圈进出水口处水压稳定后线圈外接的高频电源开始通电，输入功率为50-100Kw；

(2)、控制台实时监测线圈进出水口处压力，同时震动测量器持续检测线圈是否在震动以及震幅；控制台控制加压泵的加压功率，保证线圈振幅不大于2.4mm；同时控制台控制加压泵的功率，控制线圈内通入冷却液的流量，保证线圈冷却液流入温度和流出温度的温差为15℃-25℃；

(3)、检测线圈工作时间，满足时间要求后断开电源，线圈进出水口温差小于10℃后加压泵停止向线圈供水；此时由工人取下线圈，观测线圈有无变形开裂等缺陷，若存在缺陷则说明应调整线圈结构参数，或改变材料。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明提供的线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置及方法，通过控制台，温度测量器，压力测量器，震动测量器，加压泵，线圈组成闭环控制系统，实时监测冷却液压力，温度以及线圈震动参数，由控制台调控并记录参数，用以分析各参数对线圈寿命的影响；试验中，控制调节线圈的各种参数，对不同参数的线圈进行实验分析，可以有效优化线圈工作状态，确定不同参数的变化对线圈寿命的影响，进而调节线圈的自身参数，提高线圈使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置的结构示意图；

图中：1-地板、2-加压泵、3-通水管、4-过滤器、5-进水管、6-支撑架、7-线圈、8-震动测量器、9-控制台、10-冷却池、11-出水管、12A-压力测量器、12B-压力测量器、13A-温度测量器、13B-温度测量器、14-导线。

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做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。

本发明的目的是提供一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置及方法，以解决现有技术存在的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，如图1所示，包括加压泵2、冷却池10、支撑架6和控制台9；线圈7固定在支撑架6上，冷却池10内设置有冷却液，冷却池10用于向线圈7提供冷却液以维持线圈7工作时的温度；加压泵2用于控制进入线圈7的冷却液的压力；线圈7一端通过进水管5与加压泵2一端连通，加压泵2另一端通过通水管3与冷却池10连通，线圈7另一端通过出水管11与冷却池10连通，进水管5上设置有测量线圈7进水端的冷却液温度与压力的温度测量器13A和压力测量器12A，出水管11上设置有测量线圈7出水端的冷却液温度与压力的温度测量器13B和压力测量器12B，线圈7的一侧还设置有震动测量器8，震动测量器8用于实时测量线圈7震动的震幅与频率，控制台9通过导线14与加压泵2、温度测量器、压力测量器和震动测量器8电连接，控制台9用于实时监控通入线圈7的冷却液的温度与压力、线圈7震动的震幅以及线圈7进出水口处的温度与压力。

加压泵2、冷却池10、支撑架6、控制台9和震动测量器8固定在地板1上；支撑架6由两个相对设置的门型支架构成，线圈7悬挂于两个门型支架之间；冷却池10的出水口处还设置有一过滤器4，冷却液通过过滤器4过滤后再通过通水管3输出，过滤器4用于过滤冷却池10中的杂质以避免杂质损坏线圈7。

冷却池10的出水口设置于冷却池10的侧壁底部；冷却池10的进水口设置于冷却池10的池顶，通过线圈7后的冷却液经过出水管11后由进水口回流回冷却池10。

在上述线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置的基础上，本发明还提供了线圈振幅与冷却温差并联调控实验方法，利用线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，实时调控线圈的进水出水温差和振幅，使温差和振幅在允许范围内，进而，在此种条件下，确定不同参数的变化对线圈寿命的影响，进而调节线圈的自身参数，提高线圈使用寿命。

在本发明的第一种实施方式中，选定所研究的线圈7为方形线圈，铜管外径20mm、内径15mm、匝数30、线圈7边长200mm、每匝间距10mm、材料为紫铜，冷却液选用OW-40；在本实施例中用于研究线圈7在如上参数时，连续工作T小时后线圈7损毁情况，此处取T＝40，具体步骤如下：

(1)向线圈7通入一定压力的冷却液，待线圈7进出水口处水压稳定后线圈7外接的高频电源开始通电，输入功率为50-100Kw；

(2)控制台9实时监测线圈7进出水口处压力，同时震动测量器8检测线圈7震幅、温度测量器检测进出水口处的温差，当震幅超过2.4mm时线圈7容易损毁，应将信号反馈给控制台9，控制台9控制加压泵2减小功率，以降低冷却液压力，减小线圈7震动；温差应为15℃-25℃，若温差高于25℃，则冷却效果不足，线圈7温度过高，长时间在此温度下工作易损坏线圈7，此时由控制台9控制加压泵2增大功率，增大冷却液流量；若温差低于15℃，则冷却液流量过大，由控制台9控制加压泵2减小功率，减小冷却液流量以节约能源；线圈7震幅与冷却液温差并联调控；当控制台9检测到加压泵2功率调节N个循环仍无法同时满足震动与温差条件时，启动紧急停车程序，断开外接电源与冷却液供应，并改变线圈7参数并从步骤(1)重新开始；

(3)检测线圈7工作时间，若工作时间不足40小时则继续进行步骤(2)，当工作时间持续40小时后断开电源，线圈7进出水口温差小于10℃后加压泵2停止向线圈7供水；

(4)由工人取下线圈7，观测线圈7各处有无变形开裂等缺陷，若存在缺陷，则应先分析缺陷存在部位及产生原因，由分析结论对应的调整线圈7结构参数，或改变材料。

在本发明的第二种实施方式中，选定所研究线圈7为方形线圈，铜管外径25mm、内径20mm、匝数24、线圈7边长150mm、每匝间距20mm、材料为紫铜，冷却液选用OAT-30，本实施例用于研究线圈7在如上参数时连续工作，直到线圈7出现损坏启动紧急停车程序，具体步骤如下：

(1)向线圈7通入一定压力的冷却液，待线圈7进出水口处水压稳定后线圈7外接的高频电源开始通电，输入功率为50-100Kw；

(2)控制台9实时监测线圈7进出水口处压力，同时震动测量器8检测线圈7震幅、温度测量器检测进出水口处的温差，当震幅超过2.4mm时线圈7容易损毁，应将信号反馈给控制台9，控制台9控制加压泵2减小功率，以降低冷却液压力，减小线圈7震动；温差应为15℃-25℃，若温差高于25℃，则冷却效果不足，线圈7温度过高，长时间在此温度下工作易损坏线圈7，此时由控制台9控制加压泵2增大功率，增大冷却液流量，若温差低于15℃，则冷却液流量过大，由控制台9控制加压泵2减小功率，减小冷却液流量以节约能源；线圈7震幅与冷却液温差并联调控；当控制台9检测到加压泵2功率调节N个循环仍无法同时满足震动与温差条件时，启动紧急停车程序，断开外接电源与冷却液供应，并进入步骤(4)；

(3)检测线圈7工作时间，若工作时间不足T小时则继续步骤(2)，当工作时间持续T小时后断开电源(此处设置T为无限大)，线圈7进出水口温差小于10℃后加压泵2停止向线圈7供水；

(4)由工人取下线圈7，观测线圈7在何处出现损毁，分析产生原因，并改善线圈7的相关参数，进行重复试验进行验证。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，其特征在于：包括加压泵、冷却池、支撑架和控制台；线圈固定在支撑架上，所述冷却池内设置有冷却液，所述线圈一端通过进水管与所述加压泵一端连通，所述加压泵另一端通过通水管与所述冷却池连通，所述线圈另一端通过出水管与所述冷却池连通，所述进水管和所述出水管上均设置有温度测量器和压力测量器，所述线圈的一侧还设置有震动测量器，所述控制台通过导线与所述加压泵、所述温度测量器、所述压力测量器和所述震动测量器电连接。

2.根据权利要求1所述的线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，其特征在于：所述加压泵、所述冷却池、所述支撑架和所述控制台固定在地板上。

3.根据权利要求2所述的线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，其特征在于：所述震动测量器固定在所述地板上。

4.根据权利要求1所述的线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，其特征在于：所述支撑架由两个相对设置的门型支架构成，所述线圈悬挂于两个所述门型支架之间。

5.根据权利要求1所述的线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，其特征在于：所述冷却池的出水口处还设置有一过滤器，冷却液通过所述过滤器过滤后再通过所述通水管输出。

6.根据权利要求5所述的线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，其特征在于：所述冷却池的出水口设置于所述冷却池的侧壁底部。

7.根据权利要求6所述的线圈振幅与冷却温差并联调控实验装置，其特征在于：所述冷却池的进水口设置于所述冷却池的池顶，通过所述线圈后的冷却液经过所述出水管后由所述进水口回流回所述冷却池。

8.一种线圈振幅与冷却温差并联调控试验方法，其特征在于，包括如下试验步骤：

(1)、向线圈通入一定压力的冷却液，待线圈进出水口处水压稳定后线圈外接的高频电源开始通电，输入功率为50-100Kw；

(2)、控制台实时监测线圈进出水口处压力，同时震动测量器持续检测线圈是否在震动以及震幅；控制台控制加压泵的加压功率，保证线圈振幅不大于2.4mm；同时控制台控制加压泵的功率，控制线圈内通入冷却液的流量，保证线圈冷却液流入温度和流出温度的温差为15℃-25℃；

(3)、检测线圈工作时间，满足时间要求后断开电源，线圈进出水口温差小于10℃后加压泵停止向线圈供水；此时由工人取下线圈，观测线圈有无变形开裂等缺陷，若存在缺陷则说明应调整线圈结构参数，或改变材料。