CN111060840B - 灯具热试验自动化测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及灯具热试验自动化测量方法及系统,应用所述方法的智能终端通过热电偶和功率计收集灯具各温度采集点的温度数据和功率数据采集点的功率数据,所述方法包括如下步骤:热电偶正常与否判断与选择步骤;试验状态判断步骤;试验数据记录步骤;警报步骤;导入报告格式步骤;导出报告并提示实验员验收步骤。本发明具有试验数据自动采集、试验状态自动判定、试验数据自动记录、试验报告自动输出和异常状态自动报警等功能。
Description
技术领域
本发明涉及设备自动化测量领域,具体涉及一种灯具热试验自动化测量方法 及系统。
背景技术
灯具热试验是国家标准GB7000.1-2015中要求的对灯具发热情况进行检测 的一项试验。其目的是灯具在模拟正常工作条件下,灯具(包括光源)的任何部件、灯具内的电源接线或者安装表面都不应达到有损安全的温度。
因此,市面上所有适用于这个标准的灯具都需要通过这项试验。但是能够做 到试验数据自动采集、判断和试验报告自动输出的产品尚未出现。
就目前来看,大多数企业灯具热试验用的都是一些老旧设备,而且这些设备 自动化程度都不高,有不少步骤需要人手操作。如:判断试验数据是否稳定或异 常,记录产品稳定工作时的温度等,把这些电参数等信息按要求输出形成报告等。 如果这些操作都由检测员来操作,就会导致检测员需要经常查看数据记录信息, 耽误了其他方面的工作,也就降低了工作效率,增加了人力成本和时间成本。
发明内容
为了解决老旧的热试验设备工作效率低,人力成本高的问题,本发明提供了 灯具热试验自动化测量方法及系统,以提高灯具热试验的效率并节省人力。
本发明灯具热试验自动化测量方法的技术方案如下:一种灯具热试验自动化 测量方法,热电偶用于采集各工位上的灯具上的各温度采集点的温度数据,功率 计用于采集各个工位的功率数据采集点的功率数据,应用该测量方法的智能终端 收集这些温度数据和功率数据,所述测量方法包括如下步骤:
热电偶正常与否判断与选择步骤:筛选出未进行测试时采集的温度数据在正 常温度区间内的热电偶,记录这些能正常使用的热电偶的标号;
试验状态判断步骤:收集能正常使用的热电偶的温度数据,通过比较试验测 量的温度数据的斜率与稳定工作状态的温度曲线的正负斜率的关系判断数据是 否达到稳定状态,并在检测到数据稳定时发出数据稳定的状态信息;若检测到热 电偶的温度数据异常,则发出异常状态信息;
试验数据记录步骤:接收到所述数据稳定的状态信息后,开始记录该工位的 温度数据和功率数据;
警报步骤:接收所述异常状态信息并发出警报,以提醒检测员查看;
导入报告格式步骤:按照试验报告要求,生成报告模板;
导出报告并提示实验员验收步骤:根据所述报告模板输出试验报告,并向检 测员提示试验结束。
所述测量方法还包括试验信息录入步骤,具体:记录检测员姓名、开始试验 的时间和年月日、试验开始时设置的电参数数据、试验产品的型号和试验项目等 信息。
本发明灯具热试验自动化测量软件系统的技术方案如下:一种灯具热试验自 动化测量软件系统,热电偶用于采集各工位上的灯具上的各温度采集点的温度数 据,功率计用于采集各个工位的功率数据采集点的功率数据,该软件系统所在智 能终端收集这些温度数据和功率数据,所述软件系统包括:
热电偶正常与否判断与选择程序模块:筛选出未进行测试时采集的温度数据 在正常温度区间内的热电偶,记录这些能正常使用的热电偶的标号;
试验状态判断程序模块:收集能正常使用的热电偶的温度数据,通过比较试 验测量的温度数据的斜率与稳定工作状态的温度曲线的正负斜率的关系判断数 据是否达到稳定状态,并在检测到数据稳定时把数据稳定的状态信息发送到试验 数据记录程序模块;若检测到热电偶的温度数据异常,则发出异常状态信息;
试验数据记录程序模块:接收到所述数据稳定的状态信息后,开始记录该工 位的温度数据和功率数据;
警报程序模块:接收到所述异常状态信息后发出警报,以提醒检测员查看;
导入报告格式程序模块:按照试验报告要求,生成报告模板;
导出报告并提示实验员验收程序模块:根据所述报告模板输出试验报告,并 向检测员提示试验结束。
所述软件系统还包括试验信息录入程序模块,所述试验信息录入程序模块用 于记录检测员姓名、开始试验的时间和年月日、试验开始时设置的电参数数据、 试验产品的型号和试验项目等信息。
所述软件系统还包括数据收集程序模块,所述软件系统通过所述收据收集程 序模块收集热电偶的温度数据以及功率计的功率数据,其他程序模块通过所述数 据收集程序模块获得需要的数据。
上述软件系统的各个程序模块采用Labview软件编写。
本发明灯具热试验自动化测量系统的技术方案如下:一种应用上述方法的灯 具热试验自动化测量系统,该系统用于n个工位的灯具热试验,n>0,该系统包 括电脑、功率计、温度数据采集卡、I/O控制系统、热电偶;
每个工位配置若干热电偶,所述热电偶用于采集该工位上的灯具上的各温度 采集点的温度数据,所述热电偶输出端均与所述温度数据采集卡相连,所述温度 数据采集卡与所述电脑相连,其收到电脑的命令,并根据接收到的命令返回相应 的信息;
所述功率计的输出端与所述电脑相连,所述功率计的输入端通过所述I/O控 制系统与n个工位的功率数据采集点相连,所述电脑与所述I/O控制系统相连, 所述I/O控制系统接收所述电脑的指令,控制所述功率计的输入端与其中一工位 的功率数据采集点连通。
所述系统还包括防风罩,各个所述工位设置在所述防风罩内。
所述系统每个工位都连接有一台用于调节试验电压的自耦式变压器。
所述系统每个工位由稳压电源供电。
与现有技术相比,本发明方案具有以下有益效果:
本发明方案具有试验数据自动采集、试验状态自动判定、试验数据自动记录、 试验报告自动输出和异常状态自动报警等功能。检测员只需要把灯具按照试验要 求放置、连接好后,试验就能自动进行,检查员能够进行其他工作。本发明方案 不仅大大降低了人力资源的浪费,还因为减少了人为判断因素的影响,而大大提高了试验结果的准确性,还能减少试验时间,提高试验效率。另外一个非常重要 的点在于,本发明方案能够实时监测数据状态,出现异常时就会报告检测员,极 大降低了试验时发生安全风险的可能性。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
图1为本发明灯具热试验自动化测量系统的接线图;
图2为本发明中数据采集卡与电脑转接线针脚连接图;
图3为本发明灯具热试验自动化测量方法、软件系统的程序流程图。
具体实施方式
本发明方案整体包括硬件部分和软件部分。
硬件部分:
如图1所示,本实施例用于5个工位的灯具热试验的灯具热试验自动化测量 系统包括:防风罩、热电偶、温度数据采集卡、自耦式变压器、功率计、I/O控 制系统、稳压电源、电脑。
使用的温度数据采集卡和功率计都是能够使用电脑记录数据的类型。并且, 本实施例用一台功率计完成对5个工位电参数数据的采集。
在采集试验数据方面,每个工位的功率数据采集点都通过连接线与I/O控制 系统(I/O接口控制切换系统的简称)对应接口相连,I/O控制系统根据电脑传 输过来的命令将功率计连接上对应的工位,从而采集此工位工作负载的功率数 据,功率计再将采集到的功率数据实时传输到电脑进行后续处理。
在采集试验温度数据方面,每个工位都有一组20条的热电偶连接到用来记 录温度数据的温度数据采集卡上,温度数据采集卡将采集到的温度数据实时传输 到电脑以便进行后续处理。
在给试验供电调压方面,每个工位都连接有一个用于调节试验电压的自耦式 变压器,以用来满足不同灯具在试验中不同的电压要求,还有一套能够满足各个 工位供电的稳压电源。
防风罩用来维持试验所需的环境温度和隔绝实验室室内温度变化过大或变 化频繁对灯具温度的影响,从而保证试验数据准确性。
本发明所采用的电脑为普通的办公用的电脑,且电脑连接的是普通的生活用 电电源。
灯具热试验时,灯具一般安装在试验台上的灯具安装夹具中,夹具等选择常 规夹具即可。在本实施例里,我们通过改造旧的热试验设备得到本发明灯具热试 验自动化测量系统。大部分旧设备都能满足本发明方案要求,仅有功率计和电脑 因为型号老旧无法满足要求需更换成新设备。
首先,在本方案中我们先把旧电脑更换成新款的满足办公需求的电脑,因为 原有的电脑性能无法流畅运行本方案中所需要的Labview程序。而使用新的电 脑,需要保证这台电脑能够跟温度数据采集卡成功通讯,接收温度数据。通过查 看温度数据采集卡的说明手册了解到,本次改造例案中的数据采集卡物理接口标 准是RS-232-C,而且这款数据采集卡的接口针脚类型是DB25,电脑端接口针脚类型是DB9。如图2所示,通过查询温度数据采集卡所需要使用的针脚序号和 其对应电脑端的针脚序号,制作一条适用于此采集卡与电脑通讯的DB25转DB9 的转接线,并在温度数据采集卡与电脑上设置好相应配置信息,电脑与采集卡成功通讯。
原有的功率计由于型号过于老旧没有与电脑进行通讯的功能,更换为一台新 型的能与电脑传输数据的功率计。在本案例中为了实现一台功率计记录五个工位 电参数数据这个目的,使用了一种仅靠一台功率计就能同时对多个工位电参数进 行测量的连接结构。通过购置NI公司的I/O控制系统,并将功率计连接在此控 制系统其中一端的端口中,五个工位的测量线路连接在控制器的另一端的端口 中。然后这款控制器能够通过接受电脑发出的命令,使功率计连接I/O控制系统 的端口在其他五个工位连接的端口间切换。如此即实现一台功率计记录五个工位 电参数数据的目的了。
其余的设备,如:温度数据采集卡、热电偶、自耦式变压器和稳压电源。这 些设备按照设备说明书安装方式安装即可。
软件部分:
软件部分本发明使用Labview进行程序编写,按照流程图图3形成各个子 VI程序,每个子VI程序完成对应的功能。Labview采用的是图形化的编程语言, 更加易学和操作,在小项目中使用Labview编程能加快整个项目的进度。
相比原有旧设备的灯具热试验的操作软件,我们在试验开始前增加了试验信 息录入程序模块。这个模块需要记录下检测员姓名、开始试验的时间和年月日、 试验开始时设置的电参数数据、试验产品的型号和试验项目等信息。这样能使试 验流程更加规范,同时也省下了检测员人手填写信息的麻烦。
电脑和温度数据采集卡间并不是连接好转接线,设置好配置信息就能得到所 需要的试验数据,还需要通过电脑向数据采集卡发出相应的命令,数据采集卡再 根据接收到的命令返回相应的信息。通过查询温度数据采集卡的说明手册,得到 获取数据的命令和数据输出格式等的内容。在本案例中,我们将能够获取数据所 需的命令和把从数据采集卡接收到的数据调整成方便二次编辑的格式的这些功 能都编写整合到了试验信息录入程序模块。电脑采集功率计的数据也采用类似的操作。
在灯具热试验中,热电偶是一种比较容易损坏的器件,因此在本案例里5 个工位中的热电偶多少都有一部分是不能正常使用的,这些无法使用的热电偶在 电脑上表现为温度数据异常——温度数据过高或过低。因此,热电偶正常与否判 断与选择程序模块通过筛选出未进行测试时采集的温度数据在正常温度区间内 的热电偶,就能找出能够正常使用的热电偶标号,而无需每次都由检测员查看然 后再做标记。
在实际做灯具热试验过程中,热电偶安装在灯具内部测量时,有可能会因为 某些原因导致热电偶接触到带电部件,导致测量数据剧烈跳动,或者由于测试灯 具本身设计缺陷导致热试验时温度超出安全标准,并可能有着火的风险。遇到这 些情况时,本方案的试验状态判断程序模块通过检测试验数据是否变化过快,并 不呈现线性关系,如:在五分钟内热电偶试验数据数值持续随机增大或减小,使试验数据曲线呈现类似锯齿波的形状,或检测到热电偶试验数据数值超出安全标 准值,则判断为状态异常,发出异常状态信息。
警报程序模块接收到异常状态信息后发出警报,提醒检测员来查看。
灯具热试验的试验要求是需要在灯具工作稳定时记录此时温度,而工作稳定 的判定则是一小时内温度变化不超过一摄氏度。由此得知稳定工作状态的温度曲 线的正负斜率——温度上升不超过一摄氏度的斜率和温度减少不超过一摄氏度 的斜率,只需要通过比对试验测量数据的斜率是否小于正的斜率且大于负的斜率 就能判断出试验是否达到稳定状态,这项判断本方案也整合在试验状态判断程序模块中。试验状态判断程序模块会在检测到某个工位的热电偶数据稳定时把数据 稳定的状态信息发送到试验数据记录程序模块,并把功率计检测通道切换到此工 位,试验数据记录程序模块接收到状态信息后,就开始记录该工位的温度数据和功率数据。
原有判定方法,需要在灯具状态稳定时进行,而通常灯具工作一小时后,才 逐渐进入稳定状态,也就是说,原有判定方法通常需要耗时两小时以上。采用斜 率判定方法,在灯具开始工作时即可开始测定,一般半个小时到一个小时即可。 所以,本发明采用热电偶试验数据斜率来判断试验是否达到稳定状态这种方法, 极大减少了判定试验达到稳定所需的时间。
国家的各项标准在不断修改和完善,因此我们的输出报告格式也需要经常修 改,所以在本方案中单独设置了导入报告格式程序模块,以方便以后修改。此模 块按照试验报告要求,使用Labview中报表生成功能模块编辑,生成报告模板。
最后再通过导出报告并提示实验员验收程序模块根据所述报告模板输出试 验报告,并向检测员提示试验结束,可以开始下一项试验。
本发明方案既可以通过在实验室中重新搭建一套系统来实现灯具热试验自 动化测量,也可以通过改造实验室中原有试验设备来达到自动化测量的目的。本 发明不局限于上述具体实施方式,根据上述内容,按照本领域的普通技术知识和 惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,本发明还可以做出其它多 种形式的等效修改、替换或变更,均落在本发明的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种灯具热试验自动化测量方法,该方法采用热电偶采集各工位上的灯具上的各温度采集点的温度数据,采用功率计采集各个工位的功率数据采集点的功率数据,且采用应用该测量方法的智能终端收集这些温度数据和功率数据,其特征在于,所述智能终端被配置为可执行如下步骤:
热电偶正常与否判断与选择步骤:筛选出未进行测试时采集的温度数据在正常温度区间内的热电偶,记录这些能正常使用的热电偶的标号;
试验状态判断步骤:收集能正常使用的热电偶的温度数据,通过比较试验测量的温度数据的斜率与稳定工作状态的温度曲线的正负斜率的关系判断数据是否达到稳定状态,具体:工作稳定的判定是一小时内温度变化不超过一摄氏度,由此得知稳定工作状态的温度曲线的正负斜率即温度上升不超过一摄氏度的斜率和温度减少不超过一摄氏度的斜率,所以,通过比对试验测量数据的斜率是否小于稳态时正的斜率且大于稳态时负的斜率就能判断出试验是否达到稳定状态,并在检测到数据稳定时发出数据稳定的状态信息;若检测到热电偶的温度数据异常,则发出异常状态信息,异常包括测量数据剧烈跳动和温度超出安全标准;
试验数据记录步骤:接收到所述数据稳定的状态信息后,开始记录该工位的温度数据和功率数据;
警报步骤:接收所述异常状态信息并发出警报,以提醒检测员查看;
导入报告格式步骤:按照试验报告要求,生成报告模板;
导出报告并提示实验员验收步骤:根据所述报告模板输出试验报告,并向检测员提示试验结束。
2.根据权利要求1所述的灯具热试验自动化测量方法,其特征在于,所述测量方法还包括试验信息录入步骤,具体:记录检测员姓名、开始试验的时间和年月日、试验开始时设置的电参数数据、试验产品的型号和试验项目信息。
3.一种灯具热试验自动化测量软件系统,该软件系统所在智能终端收集由热电偶采集的各工位上的灯具上的各温度采集点的温度数据和由功率计采集的各个工位的功率数据采集点的功率数据,其特征在于,所述软件系统包括:
热电偶正常与否判断与选择程序模块:筛选出未进行测试时采集的温度数据在正常温度区间内的热电偶,记录这些能正常使用的热电偶的标号;
试验状态判断程序模块:收集能正常使用的热电偶的温度数据,通过比较试验测量的温度数据的斜率与稳定工作状态的温度曲线的正负斜率的关系判断数据是否达到稳定状态,具体:工作稳定的判定是一小时内温度变化不超过一摄氏度,由此得知稳定工作状态的温度曲线的正负斜率即温度上升不超过一摄氏度的斜率和温度减少不超过一摄氏度的斜率,所以,通过比对试验测量数据的斜率是否小于稳态时正的斜率且大于稳态时负的斜率就能判断出试验是否达到稳定状态,并在检测到数据稳定时把数据稳定的状态信息发送到试验数据记录程序模块;若检测到热电偶的温度数据异常,则发出异常状态信息,异常包括测量数据剧烈跳动和温度超出安全标准;
试验数据记录程序模块:接收到所述数据稳定的状态信息后,开始记录该工位的温度数据和功率数据;
警报程序模块:接收到所述异常状态信息后发出警报,以提醒检测员查看;
导入报告格式程序模块:按照试验报告要求,生成报告模板;
导出报告并提示实验员验收程序模块:根据所述报告模板输出试验报告,并向检测员提示试验结束。
4.根据权利要求3所述的灯具热试验自动化测量软件系统,其特征在于,所述软件系统还包括试验信息录入程序模块,所述试验信息录入程序模块用于记录检测员姓名、开始试验的时间和年月日、试验开始时设置的电参数数据、试验产品的型号和试验项目信息。
5.根据权利要求3所述的灯具热试验自动化测量软件系统,其特征在于,所述软件系统还包括数据收集程序模块,所述软件系统通过所述数据收集程序模块收集热电偶的温度数据以及功率计的功率数据,其他程序模块通过所述数据收集程序模块获得需要的数据。
6.根据权利要求3所述的灯具热试验自动化测量软件系统,其特征在于,所述软件系统的各个程序模块采用Labview软件编写。
7.一种应用权利要求1或2所述方法的灯具热试验自动化测量系统,其特征在于,该系统用于n个工位的灯具热试验,n>0,该系统包括电脑、功率计、温度数据采集卡、I/O控制系统、热电偶;
每个工位配置若干热电偶,所述热电偶用于采集该工位上的灯具上的各温度采集点的温度数据,所述热电偶输出端均与所述温度数据采集卡相连,所述温度数据采集卡与所述电脑相连,其收到电脑的命令,并根据接收到的命令返回相应的信息;
所述功率计的输出端与所述电脑相连,所述功率计的输入端通过所述I/O控制系统与n个工位的功率数据采集点相连,所述电脑与所述I/O控制系统相连,所述I/O控制系统接收所述电脑的指令,控制所述功率计的输入端与其中一工位的功率数据采集点连通;
所述系统还包括防风罩,各个所述工位设置在所述防风罩内。
8.根据权利要求7所述的灯具热试验自动化测量系统,其特征在于,所述系统每个工位都连接有一台用于调节试验电压的自耦式变压器。
9.根据权利要求8所述的灯具热试验自动化测量系统,其特征在于,所述系统每个工位由稳压电源供电。
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