CN113486513A - 一种管路热应力的测试系统、方法和应变测试软件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管路热应力的测试系统、方法和应变测试软件，该方法包括：第一应变模块，对管路上一个热应力测试点的热应力进行感应，第二应变模块，对该一个热应力测试点的热应力进行补偿，得到该一个热力测试点的热应力感应参数；传输单元，接收管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数，并传输至客户端单元；客户端单元，对管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数进行采集、记录、显示和分析中的至少一种处理，以实现对管路的热应力的测试。该方案，通过采用双应变片及半桥搭接技术，能够准确测试设备管路(如空调管路)的热应变，有利于减少甚至避免设备管路(如空调管路)的热疲劳循环应力问题导致的断管和泄漏问题出现。
Description
技术领域
本发明属于热应力测试技术领域，具体涉及一种管路热应力的测试系统、方法和应变测试软件，尤其涉及一种实现空调管路热应力测试的硬件装置搭接系统、实现空调管路热应力测试的方法、以及具有该方法的软件系统。
背景技术
设备管路(如空调管路)的热疲劳循环应力问题，会导致设备中部分器件(如空调的换热器)的管路出现断管，也会导致冷媒泄漏。但由于无法准确测试设备管路(如空调管路)的热应变，所以难以解决设备管路(如空调管路)的热疲劳循环应力测试问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种管路热应力的测试系统、方法和应变测试软件，以解决由于无法准确测试设备管路(如空调管路)的热应变，难以解决设备管路(如空调管路)的热疲劳循环应力问题所导致的断管和泄漏问题出现的问题，达到通过采用双应变片及半桥搭接技术，能够准确测试设备管路(如空调管路)的热应变，有利于减少甚至避免设备管路(如空调管路)的热疲劳循环应力问题导致的断管和泄漏问题出现的效果。
本发明提供一种管路热应力的测试系统，包括：热应力感应单元、传输单元和客户端单元；所述热应力感应单元的数量为一个以上，且与所述管路上的热应力测试点的数量相同；一个所述热应力感应单元，包括：第一应变模块和第二应变模块；所述第一应变模块，作为主应变模块；所述第二应变模块，作为辅助应变模块；其中，在一个所述热应力感应单元中，所述第一应变模块，被配置为对所述管路上一个热应力测试点的热应力进行感应，得到所述管路上该一个热应力测试点的主热力感应值；所述第二应变模块，被配置为对所述管路上的该一个热应力测试点的热应力进行补偿，得到所述管路上该一个热应力测试点的补偿热力感应值；所述管路上该一个热力测试点的主热力感应值与补偿热力感应值，作为所述管路上该一个热力测试点的热应力感应参数；所述传输单元，设置在一个以上所述热应力感应单元中第一应变模块和第二应变模块的输出侧，被配置为接收所述管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数，并传输至所述客户端单元；所述客户端单元，设置在一个以上所述热应力感应单元的输出侧，被配置为对所述管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数进行采集、记录、显示和分析中的至少一种处理，以实现对所述管路的热应力的测试。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片；所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线；其中，所述第一单轴应变片和所述第二单轴应变片，在所述管路的外管壁的同一圆周位置上呈90°交叉贴片设置；所述第一单轴应变片或所述温度自补偿型应变片，与所述管路的轴线平行；所述第二单轴应变片，与所述管路的轴线垂直。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片；所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线；其中，所述第一单轴应变片和所述第二单轴应变片，分别平行于所述管路的轴线，相对贴片设置在所述管路的外管壁上；或者，所述第一单轴应变片和所述温度自补偿型应变片，分别平行于所述管路的轴线，相对贴片设置在所述管路的外管壁上。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片；所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线；其中，所述第一单轴应变片，在一个热应力测试点处，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上；所述第二单轴应变片或所述温度自补偿型应变片，贴片设置在辅助测试铜片上；所述辅助测试铜片，设置在对所述管路的热效应影响值在设定范围内的位置处。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：温度查表算法模型；所述传输单元采用1/4桥I型的桥路接线；其中，所述第一单轴应变片，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上；所述温度查表算法模型，嵌入在所述客户端单元中，被配置为结合所述管路的管温参数，确定在所述管路的管温参数下需要补偿的管路应变值，作为所述管路上一个热应力测试点的补偿热力感应值。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：应变值输入模型；所述传输单元采用1/4桥I型的桥路接线；其中，所述第一单轴应变片，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上；所述应变值输入模型，嵌入在所述客户端单元中，被配置为根据所述管路上一个热应力测试点的位置，输入该一个热应力测试点的位置下需要补偿的管路应变值，作为所述管路上一个热应力测试点的补偿热力感应值。
在一些实施方式中，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：应变和桥基测量模块，桥模拟输入模块，以及数据采集模块；其中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述应变和桥基测量模块；所述应变和桥基测量模块，经所述桥模拟输入模块后，连接至所述数据采集模块；所述数据采集模块，连接至所述客户端单元。
在一些实施方式中，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：桥模拟输入模块，连接器模块，以及数据采集模块；其中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述模拟输入模块和所述连接器模块；所述模拟输入模块和所述连接器模块，连接至所述数据采集模块；所述数据采集模块，连接至所述客户端单元。
在一些实施方式中，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：接线模块和桥模拟输入模块；其中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述接线模块和所述桥模拟输入模块；所述接线模块和所述桥模拟输入模块，连接至所述客户端单元。
在一些实施方式中，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：应变和桥基测量模块，桥模拟输入模块，以及接线模块；其中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述应变和桥基测量模块；所述应变和桥基测量模块，连接至所述桥模拟输入模块和所述接线模块；所述桥模拟输入模块和所述接线模块，连接至所述客户端单元。
在一些实施方式中，还包括：温度感应单元；所述温度感应单元，经所述传输单元后，连接至所述客户端单元；所述温度感应单元，被配置为感应所述管路的温度。
与上述系统相匹配，本发明另一方面提供一种管路热应力的测试方法，包括：搭接以上所述的管路热应力的测试系统；在所述管路热应力的测试系统中的客户端单元中，在预设的应变测试软件中，设置所述管路热应力的测试系统的测试参数；在所述客户端单元中，运行所述应变测试软件，得到所述管路在测试之前的应变数值后，对所述应变测试软件中的应变数值进行归零处理；记录所述管路的管温后，运行所述管路所在设备，并测试所述管路的当前应变数值。
在一些实施方式中，还包括：在测试所述管路的当前应变数值之后，直至所述管路所在设备的环境温度达到设定温度后，关机，以待所述管路的当前温度恢复至所述管路所在设备运行之前所述管路的温度；确定所述管路的当前应变数值，能否恢复至对所述管路的当前应变数值进行测量之前所述管路的应变数值；若能，则记录所述管路的当前应变数值，以完成对所述管路热应力的测试；否则，重新搭接以上所述的管路热应力的测试系统。
在一些实施方式中，所述管路热应力的测试系统的测试参数，包括：所述第一应变模块和所述第二应变模块的灵敏度，所述桥路电路的接线方式和泊松比中的至少之一。
与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种应变测试软件，所述应变测试软件用于运行程序，其中，所述程序运行时执行以上所述的管路热应力的测试方法。
由此，本发明的方案，通过采用主应变片和辅助应变片形成双应变片，采用半桥搭接技术搭接基于双应变片的测试系统，对管路的热应力进行测试；从而，通过采用双应变片及半桥搭接技术，能够准确测试设备管路(如空调管路)的热应变，有利于减少甚至避免设备管路(如空调管路)的热疲劳循环应力问题导致的断管和泄漏问题出现。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的管路热应力的测试系统的一实施例的流程示意图；
图2为空调管路热应变测试的应变片组合方式的一实施例的结构示意图，其中，图2中(a)为交叉贴片的组合双应变片方式的一实施例的结构示意图，图2中(b)为平行贴片的组合双应变片方式的一实施例的结构示意图，图2中(c)为单轴应变片贴片+铜片组合方式的一实施例的结构示意图；
图3为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的一实施例的结构示意图，其中，图3中(a)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第一实施例的结构示意图；图3中(b)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第二实施例的结构示意图；图3中(c)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第三实施例的结构示意图；图3中(d)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第四实施例的结构示意图；图3中(e)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第五实施例的结构示意图；图3中(f)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第六实施例的结构示意图；
图4为一种实现空调管路热应变测试的算法的一实施例的流程示意图；
图5为空调管路应变测试流程的一实施例的流程示意图，其中，图5中(a)为空调管路热应变测试流程的一实施例的流程示意图；图5中(b)为空调管路动态应变测试流程的一实施例的流程示意图；
图6为根据用户需求生成管路静态应变与动态应变测试实施脚本方法的一实施例的步骤流程示意图；
图7为软件测试工具(如动静态应变振动测试系统)的用户交互界面的示意图；
图8为应变测试数据管理的用户交互界面的示意图；
图9为管路热应变与管温数据同步关联的流程逻辑示意图；
图10为本发明的管路热应力的测试方法的一实施例的结构示意图；
图11为本发明的方法中对所述管路的当前应变数值进行校准的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
空调的泄漏机组，有冷凝器支管接喇叭口根部(边板)漏、以及支管泄漏2种类型。经查，空调的泄漏机组中，断管位置运行应变(20μ，远未达到目标阀值)、开关机应变(200μ，远未达到目标阀值)、整机运输应力、管路模态(68Hz，未在压缩机运行频率50Hz附近)，均未能解释清楚断管问题，查相关试验报告均满足技术要求。
相关方案中，有大量机组采用如下管路设计布局方案：采用从一根竖向大管径总管分流，经横向直线段设计小管径直管分流至冷凝器中的管路设计布局方案。在以往对管路应变的认识上基本基于振动应变判断管路设计方案合理性，未从热疲劳变形角度判断管路设计方案的合理性，空调产品技术研发人员、质量控制人员及质量检测人员，均存在认知上的局限。这也是导致上述机型存在断管后未能快速高效辨识出失效机理，并快速解决相关问题的原因。
经查，空调的泄漏机组的断管，是由于压缩机的频繁开启，引起管路在温度效应影响下出现热胀冷缩效应，出现局部位置应力过大，进而导致断管问题出现。从调研情况看，在空调行业基于热疲劳应力的质量控制方法基本处于空白，空调行业缺乏相关实现空调管路热应力测试的技术方法与测试装置，相关研究课题及研究成果也极少。
根据本发明的实施例，提供了一种管路热应力的测试系统，如图1所示本发明的管路热应力的测试系统的一实施例的流程示意图。该管路热应力的测试系统可以包括：热应力感应单元、传输单元和客户端单元。所述热应力感应单元的数量为一个以上，且与所述管路上的热应力测试点的数量相同。一个所述热应力感应单元，包括：第一应变模块和第二应变模块。所述第一应变模块，作为主应变模块，如主应变片。所述第二应变模块，作为辅助应变模块，也作为温度补偿应变模块，如温度补偿应变片。
其中，在一个所述热应力感应单元中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，可以设置在所述管路的一个热应力测试点处，所述第一应变模块，被配置为对所述管路上一个热应力测试点的热应力进行感应，得到所述管路上该一个热应力测试点的主热力感应值。所述第二应变模块，被配置为对所述管路上的该一个热应力测试点的热应力进行补偿，得到所述管路上该一个热应力测试点的补偿热力感应值。所述管路上该一个热力测试点的主热力感应值与补偿热力感应值，作为所述管路上该一个热力测试点的热应力感应参数。
所述传输单元，设置在一个以上所述热应力感应单元中第一应变模块和第二应变模块的输出侧，被配置为接收所述管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数，并将所述管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数，传输至所述客户端单元。
所述客户端单元，设置在一个以上所述热应力感应单元的输出侧，被配置为对所述管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数进行采集、记录、显示和分析中的至少一种处理，以实现对所述管路的热应力的测试。进而，在所述管路的设计阶段，可以根据对所述管路的热应力的测试结果，对所述管路的设计进行优化。在所述管路所在设备的质检阶段，可以筛选不合格设备。
具体地，本发明的方案，提供一种实现空调管路热应力测试的方案(如空调管路热应变测试的算法)，旨在解决由于空调热疲劳循环应力问题导致断管泄漏的痛点问题与辨识管路热应变值的试验技术方法实现，并结合实际工程分析验证上述方案的有效性及适应性。具体地，建立了空调管路热应变测试的新方案，搭建了一套实现空调管路热应变测试的装置。该实现空调管路热应变测试的装置，包括：硬件系统，填补了空调行业在管路热应力测试原理与测试技术方法上的空白，实现对管路热应变的准确测试。
在一些实施方式中，本发明的方案，提供多种实现空调管路热应变测试的应变片组合及其桥路搭接的技术方法。图2为空调管路热应变测试的应变片组合方式的一实施例的结构示意图，能够示意性给出多种实现空调管路热应变测试的应变片组合及其桥路搭接的技术方法。其中，图2中(a)为交叉贴片的组合双应变片方式的一实施例的结构示意图，图2中(b)为平行贴片的组合双应变片方式的一实施例的结构示意图，图2中(c)为单轴应变片贴片+铜片组合方式的一实施例的结构示意图。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片。所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片。所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线。
其中，所述第一单轴应变片和所述第二单轴应变片，在所述管路的外管壁的同一圆周位置上呈90°交叉贴片设置。所述第一单轴应变片或所述温度自补偿型应变片，与所述管路的轴线平行。所述第二单轴应变片，与所述管路的轴线垂直。
在本发明的方案中，提供一种实现空调管路热应力测试的交叉贴片的组合双应变片方法及1/2桥路。参见图2中(a)所示的例子，采用两个单轴应变片(如主应变片和温度补偿应变片)，在圆柱薄壁管路同一圆周位置上呈90°交叉贴片，与圆柱薄壁管路轴线平行的第一单轴应变片定义为主应变片，与圆柱薄壁管路轴线垂直的第二单轴应变片定义为辅助应变片，也称温度补偿应变片。采用1/2桥路接线方式实施，管路每一个热应力测试点位置均有两个单轴应变片组合而成。
在一些替代实施方式中，也可以采用温度自补偿型应变片。温度自补偿型应变片称为可根据管路温度依据生产厂家开发的内部算法自动校核调整应变片膨胀系数等参数再出厂，从而依据自身特性消除热影响，保证测试精度。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片。所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片。所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线。其中，
所述第一单轴应变片和所述第二单轴应变片，分别平行于所述管路的轴线，相对贴片设置在所述管路的外管壁上。或者，所述第一单轴应变片和所述温度自补偿型应变片，分别平行于所述管路的轴线，相对贴片设置在所述管路的外管壁上。所述第一单轴应变片，位于所述管路的圆周位置的12点钟方向。所述第二单轴应变片，位于所述管路的圆周位置的6点钟方向。
在本发明的方案中，提供一种实现空调管路热应力测试的平行贴片的组合双应变片方法及1/2桥路。参见图2中(b)所示的例子，采用两个单轴应变片，在圆柱薄壁管路圆周位置12点钟方向、6点钟方向上，分别平行于圆柱薄壁管路轴线贴片，在圆柱薄壁管路圆周位置12点钟方向的第一单轴应变片定义为主应变片，在圆柱薄壁管路圆周位置6点钟方向的第二单轴应变片定义为辅助应变片，也称温度补偿应变片。采用1/2桥路接线方式实施，管路每一个热应力测试点位置均有两个单轴应变片组合而成。
在一些替代实施方式中，也可以采用温度自补偿型应变片。厂家出厂应变片产品已具备上述温度自补偿功能，无需在测试系统中设置。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片。所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片。所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线。温度自补偿型应变片称为可根据管路温度依据生产厂家开发的内部算法自动校核调整应变片膨胀系数等参数再出厂，从而依据自身特性消除热影响，保证测试精度。
其中，所述第一单轴应变片，在一个热应力测试点处，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上。
所述第二单轴应变片或所述温度自补偿型应变片，贴片设置在辅助测试铜片上。所述辅助测试铜片，设置在对所述管路的热效应影响值在设定范围内的位置处，如设置在与所述管路(即被测管路)上第一单轴应变片位置具有同一管温的管路位置上。
在本发明的方案中，提供一种实现空调管路热应力测试的单轴应变片贴片+铜片组合方法及1/2桥路。参见图2中(c)所示的例子，采用两个单轴应变片+铜片组合，首先在热应力测试点位置处圆柱薄壁管路上，沿管路轴线方向上贴片标记为第一单轴应变片，定义为主应变片，将辅助测试铜片贴紧于热效应影响较小位置，并将第二单轴应变片贴于辅助测试铜片上，也称温度补偿应变片，采用1/2桥路接线方式实施，管路每一个热应力测试点位置均有一个单轴应变片，第二单轴应变片辅助管路每一个热应力测试点位置，该方法减少了空调整机管路应变片贴片数量，优化了试验资源。
其中，确定热应力测试点位置时，可以依据：售后反馈的断管失效参考位置；管路热应力仿真报告提供的管路布点位置，等等。确定热效应影响较小位置时，可以依据管路热应力仿真报告提供的管路热应变较小位置，同时兼顾该位置管温与被测管路第一单轴应变片位置具有同一管温参数。
在一些替代实施方式中，也可以采用温度自补偿型应变片。
相关方案中，仅采用图2中某一单片(应变片)粘贴在管路上，实现对管路振动应变的采集，如果采用相应方案中的单片方案，测试数据结果存在引入温度误差与趋势项误差，导致测试数据失真。而本发明的方案，采用双片组合，很好地消除了温度误差与趋势项误差这个问题，可以保证测试数据的准确性。
在一些替代实施方式中，应变片贴点位置与贴片方式均不变，在桥路选择上采用1/4桥路接线方法，在应变测试软件内部不进行信号去趋势项处理，通过双1/4桥路的2单轴应变测试结果曲线进行差值输出，即为消除温度效应下的真实管路热应变值。每一个管路热应变测试点位置测试所占用的测试硬件通道数，较上述实施方式多增加1个测试通道需求。对设备硬件的要求可以直接在管路振动应变测取设备上进行，而不需额外引入新硬件模块以及不需采用上述应变片组合方式，降低了开发成本。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片。所述第二应变模块，包括：温度查表算法模型。所述传输单元采用1/4桥I型的桥路接线。
其中，所述第一单轴应变片，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上。
所述温度查表算法模型，嵌入在所述客户端单元中，被配置为结合所述管路的管温参数，确定在所述管路的管温参数下需要补偿的管路应变值，作为所述管路上一个热应力测试点的补偿热力感应值。
在本发明的方案中，提供一种实现空调管路热应力测试的引入热敏电阻+温度查表算法模型的单轴应变片贴片方法及1/4桥路。采用一个单轴应变片，首先在热应力测试点位置圆柱薄壁管路上沿管路轴线方向上贴片标记为第一单轴应变片，定义为主应变片，温度效应补偿采用在软件中嵌入温度查表算法模型，该温度查表算法模型为通过应变片厂家提供的在标准温度箱内标定的应变片与环境温度的关系曲线拟合而成的管路应变与温度关系模型，通过该温度查表算法模型结合空调排气感温包辨识的管温参数，可查询出在辨识的管温参数下对应的需要补偿的管路应变值，进而实现替代双应变法中的温度补偿应变片的作用，达到同等技术效果。采用1/4桥路接线方式实施，管路每一个热应力测试点位置均有一个单轴应变片，该方法减少了空调整机管路应变片贴片数量，优化了试验资源。
在一些实施方式中，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片。所述第二应变模块，包括：应变值输入模型。所述传输单元采用1/4桥I型的桥路接线。
其中，所述第一单轴应变片，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上。
所述应变值输入模型，嵌入在所述客户端单元中，被配置为根据所述管路上一个热应力测试点的位置，输入该一个热应力测试点的位置下需要补偿的管路应变值，作为所述管路上一个热应力测试点的补偿热力感应值。
在本发明的方案中，提供一种实现空调管路热应力测试的引入特定温度参数的单轴应变片贴片方法及1/4桥路。采用一个单轴应变片，首先在热应力测试点位置圆柱薄壁管路上沿管路轴线方向上贴片标记为第一单轴应变片，定义为主应变片，温度效应补偿采用在软件中直接写入需要补偿的管路应变值，进而实现替代双应变法中的温度补偿应变片的作用。采用1/4桥路接线方式实施，管路每一个热应力测试点位置均有一个单轴应变片，该方法减少了空调整机管路应变片贴片数量，优化了试验资源。温度效应补偿采用在软件中直接写入需要补偿的管路应变值，可以依据大量试验统计确定的由于温度效应引起的应变误差值，直接写入算法中，由主应变片测试值直接减除该温度效应误差值。
图3为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的一实施例的结构示意图，其中，图3中(a)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第一实施例的结构示意图。图3中(b)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第二实施例的结构示意图。图3中(c)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第三实施例的结构示意图。图3中(d)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第四实施例的结构示意图。图3中(e)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第五实施例的结构示意图。图3中(f)为空调管路热应变测试硬件装置搭接方式的第六实施例的结构示意图。
在一些实施方式中，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：应变和桥基测量模块，桥模拟输入模块，以及数据采集模块。应变和桥基测量模块，如NI-9949硬件模块。桥模拟输入模块，如NI-9237硬件模块。数据采集模块，如NI-Compoct DA Q硬件模块。
其中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述应变和桥基测量模块。所述应变和桥基测量模块，经所述桥模拟输入模块后，连接至所述数据采集模块。所述数据采集模块，连接至所述客户端单元。客户端单元，如PC机。
参见图3中(a)所示的例子，本发明的方案，提供一种由单轴应变片、NI-9949硬件模块、NI-9237硬件模块、Compact-DAQ硬件模块、NI LabView软件、接地线、数据传输网线、PC组成的测试装置。
采用两个单轴应变片，采用交叉贴片方式或者平行贴片方式，应变片1为主应变片，引出线1-1、1-2，应变片2为辅助应变片，引出线2-1、2-2，将线1-2、线2-1进行短接成点3-1。线1-1、线2-2、线3-1接入NI-9949硬件模块，NI-9949硬件模块与NI-9237硬件模块之间通过数据传输网线搭接，NI-9237硬件模块嵌入Compact-DAQ硬件模块内，Compact-DAQ硬件模块与PC之间通过数据传输网线搭接。同步接地线搭接在Compact-DAQ硬件模块上。在PC打开NI LabView软件实现硬件识别与采集信号显示、处理与记录。
参见图3中(e)所示的例子，本发明的方案，提供一种由单轴应变片、辅助铜片、NI-9949硬件模块、NI-9237硬件模块、Compact-DAQ硬件模块、NI LabView软件、接地线、数据传输网线、PC组成的测试装置。
采用两个单轴应变片，应变片1为主应变片，粘贴位置为管路热应力较大位置上，其中单轴应变片测试轴线保持与所测管路轴线方向一致，引出线1-1、1-2，应变片2为辅助应变片，粘贴在辅助铜片上，辅助铜片粘贴于受热应变影响较小的管路上，仅在应变片贴片方式上与上述图3中(a)有差异，其它实际设备连接与上述图3中(a)一致，在此不再赘述。
在一些实施方式中，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：桥模拟输入模块，连接器模块，以及数据采集模块。桥模拟输入模块，如NI-9237硬件模块。连接器模块，如NI-9923硬件模块。数据采集模块，如NI-Compoct DA Q硬件模块。
其中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述模拟输入模块和所述连接器模块。所述模拟输入模块和所述连接器模块，连接至所述数据采集模块。所述数据采集模块，连接至所述客户端单元。
参见图3中(b)所示的例子，本发明的方案，提供一种由单轴应变片、NI-9923硬件模块、NI-9237硬件模块、Compact-DAQ硬件模块、NI LabView软件、接地线、数据传输网线、PC组成的测试装置。
采用两个单轴应变片，采用交叉贴片方式或者平行贴片方式，应变片1为主应变片，引出线1-1、1-2，应变片2为辅助应变片，引出线2-1、2-2，将线1-2、线2-1进行短接成点3-1。线1-1、线2-2、线3-1接入螺栓接线盒硬件模块NI-9923一端，NI-9923硬件模块另外一端通过其自带的37针D-SUB母头与NI-9237硬件模块一端自带的37针D-SUB公头之间搭接，NI-9237硬件模块另外一端嵌入Compact-DAQ硬件模块内，Compact-DAQ硬件模块与PC之间通过数据传输网线搭接。同步接地线搭接在Compact-DAQ硬件模块上。在PC打开NI LabView软件实现硬件识别与采集信号显示、处理与记录。
参见图3中(f)所示的例子，本发明的方案，提供一种由单轴应变片、辅助铜片、NI-9923硬件模块、NI-9237硬件模块、Compact-DAQ硬件模块、NI LabView软件、接地线、数据传输网线、PC组成的测试装置。
应变片选用与应变片贴片方式与上述图3中(e)基本一致，实际设备连接与上述图3中(b)一致，在此不再赘述。
在一些实施方式中，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：接线模块和桥模拟输入模块。接线模块，如NI-9171硬件模块。桥模拟输入模块，如NI-9237硬件模块。
其中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述接线模块和所述桥模拟输入模块。所述接线模块和所述桥模拟输入模块，连接至所述客户端单元。客户端单元，如PC机。
参见图3中(c)所示的例子，本发明的方案，提供一种由双轴应变片、NI-9171硬件模块、NI-9237硬件模块、NI LabView软件、接地线、数据传输网线、PC组成的测试装置。NI-9171硬件模块，是NI公司的型号为9171的信号采集模块。
仅在NI数据采集硬件模块选用与图3中(a)和图3中(b)所示的例子有差异，其它实际设备连接与上述图3中(a)一致，在此不再赘述。
在一些实施方式中，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：应变和桥基测量模块，桥模拟输入模块，以及接线模块。应变和桥基测量模块，如NI-9949硬件模块。桥模拟输入模块，如NI-9237硬件模块。接线模块，如NI-9171硬件模块。
其中，所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述应变和桥基测量模块。所述应变和桥基测量模块，连接至所述桥模拟输入模块和所述接线模块。所述桥模拟输入模块和所述接线模块，连接至所述客户端单元。
在一些实施方式中，还包括：温度感应单元。所述温度感应单元，经所述传输单元后，连接至所述客户端单元。
所述温度感应单元，被配置为感应所述管路的温度。温度感应单元，如温度应变片，用于采集管路温度信息。
参见图3中(d)所示的例子，本发明的方案，提供一种由双轴应变片、NI-9949硬件模块、NI-9237硬件模块、NI-9171硬件模块、NI LabView软件、接地线、数据传输网线、PC组成的测试装置。
仅在NI数据采集硬件模块选用与图3中(a)和图3中(b)所示的例子有差异，其它实际设备连接与上述图3中(b)一致，在此不再赘述。
相关方案中，仅采用图3中某一单片(应变片)粘贴在管路上，引出2线与采集硬件NI 9235搭接，信号输入NI Compact DAQ数模采集仪中，再搭配PC中的NI LabView软件进行数据显示、处理与输出，实现对管路振动应变的采集，如果采用相关方案，则无法实现对热应变的测取，仅能测取振动应变。而本发明的方案，从贴片组合方法、应变片搭接线路、硬件选取与组合上存在本质区别，不仅可实现热应变测试，同时兼容振动应变测试。
在一些替代实施方式中，采用NI-9235模块搭配动态应变测试装置，采用2个单轴应变片，在信号处理上不做去趋势项处理，两个应变片测试的数据差值即为热应变值。
在一些替代实施方式中，提供一种由双轴应变片、NI-9949硬件模块、NI-9237硬件模块、NI-9171硬件模块、NI LabView软件、接地线、数据传输网线、PC组成的测试装置。采用双轴应变片，粘贴位置为管路热应力较大位置上，其中双轴应变片中X轴保持与所测管路轴线方向一致，双轴应变片中Y轴则垂直于所测管路轴线方向，定义双轴应变片中X轴为主应变方向，X轴为辅助应变方向，仅在应变片选用与应变片贴片方式上与上述图3中(a)所示的例子有差异，其它实际设备连接与上述图3中(a)所示的例子一致，在此不再赘述。
在一些替代实施方式中，提供一种由双轴应变片、NI-9923硬件模块、NI-9237硬件模块、NI-9171硬件模块、NI LabView软件、接地线、数据传输网线、PC组成的测试装置。应变片选用与应变片贴片方式与上述替代实施方式基本一致，实际设备连接与上述图3中(b)所示的例子一致，在此不再赘述。
这样，本发明的方案，可实现管路热应变测试或者管路静态应变测试，确保实现管路热应变测试。可以实现管路动态应变测试，确保空调产品一些当前管路振动应力测试。可总体实现试验装置资源整合，避免出现用2套设备分别测试试验项：管路热应变测试、管路振动应力测试。
采用本实施例的技术方案，通过采用主应变片和辅助应变片形成双应变片，采用半桥搭接技术搭接基于双应变片的测试系统，对管路的热应力进行测试。从而，通过采用双应变片及半桥搭接技术，能够准确测试设备管路(如空调管路)的热应变，有利于减少甚至避免设备管路(如空调管路)的热疲劳循环应力问题导致的断管和泄漏问题出现。
根据本发明的实施例，还提供了对应于管路热应力的测试系统的一种管路热应力的测试方法。参见图10所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该管路热应力的测试方法可以包括：步骤S110至步骤S140。
在步骤S110处，搭接以上所述的管路热应力的测试系统。具体地，基于以上所述的第一应变模块、第二应变模块、传输单元和客户端单元，将所述第一应变模块和所述第二应变模块组成桥路电路，接入所述传输单元，并连接至所述客户端单元，以形成以上所述的管路热应力的测试系统。
在步骤S120处，在所述管路热应力的测试系统中的客户端单元中，在预设的应变测试软件中，设置所述管路热应力的测试系统的测试参数。
在一些实施方式中，所述管路热应力的测试系统的测试参数，包括：所述第一应变模块和所述第二应变模块的灵敏度，所述桥路电路的接线方式和泊松比中的至少之一。
由于材料自身存在泊松比以及由于温度会对应变片产生应变电阻值波动，这种设置可以很好地消除补偿温度误差，提升测试精度，并且该布局是较为优选的贴片方式。如不采用上述实施方式，当机组从开机、稳定运行、停机过程中，测取的应变会呈现上升趋势，无法随机组停机情况下应变恢复正常水平。而采用上述技术方案可以确保测取的应变与机组开机、稳定运行、停机过程有很好的跟随特性，在机组停机情况下应变恢复正常水平。
在步骤S130处，在所述客户端单元中，运行所述应变测试软件，得到所述管路在测试之前的应变数值后，对所述应变测试软件中的应变数值进行归零处理。
在步骤S140处，获取所述管路的管温，记录所述管路的管温后，运行所述管路所在设备，并测试所述管路的当前应变数值，以得到所述管路的当前应变数值。
本发明的方案提供的实现空调管路热应力测试的方案，填补空调行业在空调管路热应力测试的技术方法上的空白，在家电行业为首次使用，作用对象为空调，但本发明的方案的可作用对象可不仅限于空调行业，对其它行业如发动机领域、蒸汽轮机领域、核电领域及有关热循环应用场景领域均有较好通用指导性。
具体地，本发明的方案提供的实现空调管路热应力测试的方法，解决了由于空调热疲劳循环应力问题导致断管的管路优化方案试验效果验证，及时输出满足技术条件要求的管路设计方案，从而指导了管路设计方案的有效输出。
在一些实施方式中，还包括：对所述管路的当前应变数值进行校准的过程。
下面结合图10所示本发明的方法中对所述管路的当前应变数值进行校准的一实施例流程示意图，进一步说明对所述管路的当前应变数值进行校准的具体过程，包括：步骤S210和步骤S220。
步骤S210，在测试所述管路的当前应变数值之后，直至所述管路所在设备的环境温度达到设定温度后，关机，以待所述管路的当前温度恢复至所述管路所在设备运行之前所述管路的温度。
步骤S220，确定所述管路的当前应变数值，能否恢复至对所述管路的当前应变数值进行测量之前所述管路的应变数值。若能，则记录所述管路的当前应变数值，以完成对所述管路热应力的测试。否则，重新搭接以上所述的管路热应力的测试系统，以重新进行所述管路热应力的测试。
相关方案中，仅能从热疲劳应力理论角度与热应力仿真分析角度对断管的失效机理解释。但本发明的方案提供的实现空调管路热应变测试的装置，从试验测试角度与试验结果再次诠释了热疲劳应力导致的失效机理，实际管路热应变试验结果在1000μ以上，确认为空调热疲劳循环应力问题导致，试验结果更具有可信度。
本发明的方案中，实现空调管路热应变测试的装置提供的，利用测试软件，在一套上实现了管路热应变测试或者管路静态应变测试、管路动态应变测试通用开发，简化了测试资源，可以根据用户需求生成测试用例，在用户界面展示所述关联数据，实现了对所述测试需求用例的直观管理。根据软件测试工具，该的软件测试软件功能中还引入温度采集功能模块，可生成对应的管温测试用例。根据数据管理工具，可实现管路热应变情况与管温的同步采集与分析，建立所述功能需求中的第一数据：热应变与所述测试用例中的第二数据：管温两者之间关联关系。关联管路热应变与管温关系，构造关系曲线，方便实验员判断试验合格结论。
其中，实现空调管路热应变测试的装置，具有良好的用户交互界面，明确的输入与输出通道要求，方便实验员开展具体测试。在变更功能需求时，比如由静态应变测试转为动态应变测试，无需切换设备，可以高效针对相关测试用例执行变更及测试，提升测试效率，从而在提升测试质量的同时，提高工作效率。
在一些实施方式中，本发明的方案，提供一种实现空调管路热应力测试的算法流程。图4为一种实现空调管路热应变测试的算法的一实施例的流程示意图。如图4所示，实现空调管路热应变测试的算法，包括：
步骤11、将测量主应变片和温度补偿应变片组成半桥电路，接入硬件。
其中，主应变片和温度补偿应变片的贴片组合方式的选取，即贴片位置与贴片方式选取，可以参考图2所示的例子中示意的贴片位置与贴片方式选取，具体包括：双片(如主应变片和温度补偿应变片)交叉贴片、双片(如主应变片和温度补偿应变片)平行贴片、单片+铜片组合贴片、单片贴片等方式。
半桥电路的桥路选择与组合接线方法中，应变测试桥路选择，包括：1/2桥I型、1/2桥II型、1/4桥II型。应变片接线方式，包括：单轴片组合接线法、单轴片接线法。其中，1/2桥I型，参见图2中(a)图所示的例子；1/2桥II型，参见图2中(b)图所示的例子；1/4桥II型，参见图2中(c)图所示的例子。单轴片组合接线法即为双片组合接线，单轴片接线法即为单一应变片接入设备中。
步骤12、在软件上设置应变片灵敏度、桥路方式及泊松比等相关参数。
其中，输入的参数，包括：通道选择、应变片灵敏度(应变因子)、应变片电阻、泊松比、桥路设置、导线电阻等，具体可以参见图7所示的例子。
过程信号处理，即过程信号去趋势项处理：勾选为选择信号去趋势项处理、不勾选为不选择信号去趋势项处理。
步骤13、运行应变测试软件，并对应变数值复位处理。
步骤14、记录管路温度后，运行空调，并开始测量应变数据。
步骤15、空调系统稳定运行后，关机，待温度恢复至运行前的管路温度。
步骤16、判断应变数值能否回到测试前数值，若能，则记录数据并保持。否则，检查应变片粘贴情况，并保证应变片接入硬件正确。
其中，信号采集与记录，包括：输出应变时间历程曲线，记录在从机组开机～机组稳定运行～机组关机过程中的时间历程。
在本发明的方案中，提供多种实现空调管路热应变测试的硬件搭接技术方法及具有其装置，基于该硬件搭接技术方法形成的硬件装置是实现空调管路热应变测试、管路动态应变测试、管路静态应变测试等通用测试的关键组成部分。
图5为空调管路应变测试流程的一实施例的流程示意图，其中，图5中(a)为空调管路热应变测试流程的一实施例的流程示意图。图5中(b)为空调管路动态应变测试流程的一实施例的流程示意图。
当采用空调管路热应变测试流程图，见图5中(a)所示，则可以实现管路热应变测试或者管路静态应变测试，确保实现管路热应变测试。当采用空调管路动态应变测试流程图，见图5中(b)所示，则可以实现管路动态应变测试，确保空调产品一些管路振动应力测试。可总体实现试验装置资源整合，避免出现用2套设备分别测试试验项：管路热应变测试、管路振动应力测试。
参见图5中(a)所示的例子，空调管路热应变测试流程，包括：
步骤21、根据热应变测试原理指导书，完成测试主应变片粘贴。
步骤22、根据热应变测试原理指导书，完成测试温度补偿应变片粘贴。
步骤23、基于NI-9949/NI-9923硬件模块，完成主应变片、温度补偿应变片搭建半桥桥路。其中，NI-9949硬件模块，是NI公司(美国国家仪器有限公司)的型号为9949的应变和桥基测量模块。NI-9923硬件模块，是NI公司的型号为9923的连接器模块。
步骤24、搭建NI-9949/NI-9923硬件模块与NI-9237硬件模块之间的连接。其中，NI-9237硬件模块，是NI公司的型号为9237的桥模拟输入模块。
步骤25、NI-9237硬件嵌入NI-Compoct DA Q硬件模块，NI-Compoct DA Q硬件模块与PC(计算机)通过数据网线连接。其中，NI-Compact DAQ硬件模块，是一个坚固耐用的便携式数据采集平台，它将连接和信号调理功能与模块化I/O相集成，可直接连接任何传感器或信号。
步骤26、打开硬件识别界面，完成NI硬件采集模块通道的硬件识别。
步骤27、打开NI LABVIEW软件界面，完成应变通道勾选与命名、灵敏度设置、桥路选择。
步骤28、完成应变通道校准。
步骤29、完成数据采集、记录与保存。
参见图5中(b)所示的例子，空调管路动态应变测试(即振动测试)流程，包括：
步骤31、根据动态应变测试原理指导书，完成测试应变片粘贴。
步骤32、基于NI-9925硬件模块完成应变片接线，搭建1/4桥路。NI-9925硬件模块，为NI硬件数字采集模块的一种。
步骤33、NI-9235硬件模块，嵌入NI-Compoct DA Q，NI-Compoct DA Q与PC(计算机)通过数据网线连接。其中，NI-9235硬件模块，是NI公司型号为9235的C系列应变/桥输入模块。
步骤34、打开硬件识别界面，完成NI硬件采集模块通道的硬件识别。
步骤35、打开NI LABVIEW(软件图形化编程环境)软件界面，完成应变通道勾选与命名、灵敏度设置、桥路选择。
步骤36、完成应变通道校准。
步骤37、完成数据采集、记录与保存。
在本发明的方案中，提供多种实现空调管路热应变测试的硬件搭接技术方法及具有其装置，由8部分组成：应变片、NI接线硬件模块、NI-9237硬件模块、Compact-DAQ硬件模块、软件、接地线、数据传输网线、PC。
其中，应变片，包括：单轴应变片，需要辅助铜片。双轴应变片，无需辅助铜片。NI接线硬件模块，包括：NI-9949硬件模块、NI-9923硬件模块。NI硬件模块，包括：NI-9237硬件模块，采集的模拟电压输出信号。NI数据采集硬件模块，包括：Compact-DAQ硬件模块/NI9171硬件模块，将NI-9237硬件模块采集的模拟电压信号转换为数字信号。软件，包括：NILabView软件，将NI采集硬件模块采集输出的数字信号转换为模拟电压信号。接地线：解决应变信号采集中50Hz干扰问题，由NI采集硬件模块搭接至大地。数据传输网线：将NI采集硬件模块采集的数字信号传输至PC软件上。PC：空调管路热应变信号显示与记录输出。
相关方案中，实现管路振动应变测取的搭接方式简洁、易操作，仅能实现管路振动应变测取，无法实现管路热应变的准确测取。本发明的方案采用的搭接方式，能够实现管路热应变的准确测取，并能兼容管路振动应变测取。
由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
采用本发明的技术方案，通过采用主应变片和辅助应变片形成双应变片，采用半桥搭接技术搭接基于双应变片的测试系统，对管路的热应力进行测试。从而，通过采用双应变片及半桥搭接技术，能够准确测试设备管路(如空调管路)的热应变，有利于减少甚至避免设备管路(如空调管路)的热疲劳循环应力问题导致的断管和泄漏问题出现。
根据本发明的实施例，还提供了对应于管路热应力的测试方法的一种应变测试软件，所述应变测试软件用于运行程序，其中，所述程序运行时执行以上所述的管路热应力的测试方法。
在本发明的方案中，提供一套实现空调管路热应变测试的软件及其具有的功能。该软件具有实现空调管路热应变测试、管路动态应变测试、管路静态应变测试等通用测试功能。
在本发明的方案中，该包括2个主要工具：软件测试工具、数据管理分析工具。
其中，软件测试工具用于根据用户使用需求生成管路应变测试脚本案例执行测试过程，如静态应变测试脚本案例、动态应变测试脚本案例、管温测试脚本案例、振动测试脚本案例，该用户交互界面有明确的输入通道设置要求。根据用户需求生成应变实施测试脚本的步骤流程图如图6所示。
图6为根据用户需求生成管路静态应变与动态应变测试实施脚本方法的一实施例的步骤流程示意图。如图6所示，根据用户需求生成管路静态应变与动态应变测试实施脚本方法，包括：
步骤41、用户登录，应变测试用户配置，包括硬件连接、应变测试点选取、应变通道配置(包括桥路、应变片灵敏系数等)。
步骤42、应变通道校准。
步骤43、开始测试应变，判断是测试动态应变还是静态应变。若是测试动态应变，则执行步骤44。若是测试静态应变，则执行步骤45。
步骤44、观察频谱，确定压缩机频率，记录应变数据并保存，完成动态应变的测试。
步骤45、采集空调整个开关机过程的应变数据波形，采集管路温度信息，保存温度与应变的波形数据，完成静态应变的测试。
图7为软件测试工具(如动静态应变振动测试系统)的用户交互界面的示意图。测试应变通道设置界面如图7所示，包括勾选通道选择、应变通道位置命名、应变片灵敏度、应变片电阻、泊松比、桥路设置、导线电阻。
数据管理分析工具用于对测试过程的数据显示、后台处理与保存输出，该用户交互界面有明确的信号处理逻辑，包括FFT(快速傅立叶变换)分析、时域数据历程显示、时域数据峰值捕捉与记录、数据保存与输出、信号滤波处理包括手动指定截止频率的低通滤波与高通滤波功能。
图8为应变测试数据管理的用户交互界面的示意图。该用户交互界面有明确的信号处理逻辑，展示应变测试数据管理的用户交互界面图如图8所示，分为3大区域，即第一区域、第二区域和第三区域，具体可参见以下示例性说明。
第一区域：基本分布在界面左端，从上至下依次是：①连接设备显示，确保应变采集设备硬件连通、②检查通道显示，确保各应变采集通道通过功能性检测合格、③已选通道显示，确保勾选的通道数无遗漏、④动态测量选择，若点击该选项，则说明选择进行管路动态应变测试。⑤静态测量选择，若点击该选项，则说明选择进行管路热应变测试。⑥数据保存功能，存储应变时域数据、⑦采样率设置，比如设置1024Hz、2048Hz、⑧应变限定值、⑨是否去直流偏置，若选择去直流偏置，则相应去直流偏置显示图标灯高亮显示。若选择不去直流偏置，则相应静态测量显示图标灯高亮显示。
保存路径：指定文件保存的存储路径，将采集数据存储为特定格式，如.TXT、.XLS、.CSV。即，.txt文本文件格式、.xls/.csv表格文件格式。
保存文件名：指定文件保存的存储文件名。
第二区域：基本分布在右上部区域，由3部分组成包括：静态应变偏置曲线显示、应变时域数据显示、通道勾选显示。
第三区域：实时最大应变峰值捕捉与记录。
在本发明的方案中，提供一套可实现管路静态应变与管温同步采集的软件及其具有的功能，并实现静态应变数据与管温数据关联输出，建立关联曲线输出。
图9为管路热应变与管温数据同步关联的流程逻辑示意图。根据软件测试工具，软件测试功能中通过引入温度采集功能模块，可生成对应的管温测试用例。根据数据管理工具，可实现管路热应变与管温同步采集与分析，建立所述功能需求中的第一数据：热应变与所述测试用例中的第二数据：管温两者之间关联关系，构造关系曲线。管路热应变信号与管温关联处理实施例逻辑图如图9所示。如图9所示，管路热应变信号与管温关联处理实施例逻辑，包括：
步骤51、NI-9237应变采集模块，采集管路应变，得到管路应变信号，执行步骤53。
步骤52、管路温度，NI-9214温度采集模块，采集管路温度，得到管路温度信号，之后执行步骤53。
步骤53、等时间同步采集应变与温度信号。
步骤54、生成温度-应变-时间的关系图，如瀑布图。
步骤55、得到应变-温度同步对应关系。
管路温度测试用户交互界面由2部分组成：①温度通道测试脚本设置界面、②温度数据管理显示，其中温度通道测试脚本设置界面包括灵敏度参数设置、采集通道数设置、采样频率、采样截取长度。温度数据管理显示设置界面包括时域数据显示与保存、实时峰值捕捉、多通道管温同步显示与否。
保存路径：指定文件保存的存储路径，将采集数据存储为特定格式，如.TXT、.XLS、.CSV。
保存文件名：指定文件保存的存储文件名。
由于本实施例的应变测试软件所实现的处理及功能基本相应于前述方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
采用本发明的技术方案，通过采用主应变片和辅助应变片形成双应变片，采用半桥搭接技术搭接基于双应变片的测试系统，对管路的热应力进行测试，实现对管路热应变的准确测试，解决了由于空调热疲劳循环应力问题导致断管的管路优化方案试验效果验证，能够及时输出满足技术条件要求的管路设计方案，从而指导了管路设计方案的有效输出。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (15)
1.一种管路热应力的测试系统，其特征在于，包括：热应力感应单元、传输单元和客户端单元；所述热应力感应单元的数量为一个以上，且与所述管路上的热应力测试点的数量相同；一个所述热应力感应单元，包括：第一应变模块和第二应变模块；所述第一应变模块，作为主应变模块；所述第二应变模块，作为辅助应变模块；其中，
在一个所述热应力感应单元中，所述第一应变模块，被配置为对所述管路上一个热应力测试点的热应力进行感应，得到所述管路上该一个热应力测试点的主热力感应值；所述第二应变模块，被配置为对所述管路上的该一个热应力测试点的热应力进行补偿，得到所述管路上该一个热应力测试点的补偿热力感应值；所述管路上该一个热力测试点的主热力感应值与补偿热力感应值，作为所述管路上该一个热力测试点的热应力感应参数；
所述传输单元，设置在一个以上所述热应力感应单元中第一应变模块和第二应变模块的输出侧，被配置为接收所述管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数，并传输至所述客户端单元；
所述客户端单元，设置在一个以上所述热应力感应单元的输出侧，被配置为对所述管路上一个以上热应力测试点的热应力感应参数进行采集、记录、显示和分析中的至少一种处理，以实现对所述管路的热应力的测试。
2.根据权利要求1所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片；所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线；其中，
所述第一单轴应变片和所述第二单轴应变片，在所述管路的外管壁的同一圆周位置上呈90°交叉贴片设置；所述第一单轴应变片或所述温度自补偿型应变片，与所述管路的轴线平行；所述第二单轴应变片，与所述管路的轴线垂直。
3.根据权利要求1所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片；所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线；其中，
所述第一单轴应变片和所述第二单轴应变片，分别平行于所述管路的轴线，相对贴片设置在所述管路的外管壁上；或者，所述第一单轴应变片和所述温度自补偿型应变片，分别平行于所述管路的轴线，相对贴片设置在所述管路的外管壁上。
4.根据权利要求1所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：第二单轴应变片；所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线；其中，
所述第一单轴应变片，在一个热应力测试点处，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上；
所述第二单轴应变片或所述温度自补偿型应变片，贴片设置在辅助测试铜片上；所述辅助测试铜片，设置在对所述管路的热效应影响值在设定范围内的位置处。
5.根据权利要求1所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：温度查表算法模型；所述传输单元采用1/4桥I型的桥路接线；其中，
所述第一单轴应变片，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上；
所述温度查表算法模型，嵌入在所述客户端单元中，被配置为结合所述管路的管温参数，确定在所述管路的管温参数下需要补偿的管路应变值，作为所述管路上一个热应力测试点的补偿热力感应值。
6.根据权利要求1所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，所述第一应变模块，包括：第一单轴应变片；所述第二应变模块，包括：应变值输入模型；所述传输单元采用1/4桥I型的桥路接线；其中，
所述第一单轴应变片，沿所述管路的轴线方向，贴片设置在所述管路的外管壁上；
所述应变值输入模型，嵌入在所述客户端单元中，被配置为根据所述管路上一个热应力测试点的位置，输入该一个热应力测试点的位置下需要补偿的管路应变值，作为所述管路上一个热应力测试点的补偿热力感应值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：应变和桥基测量模块，桥模拟输入模块，以及数据采集模块；其中，
所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述应变和桥基测量模块；所述应变和桥基测量模块，经所述桥模拟输入模块后，连接至所述数据采集模块；所述数据采集模块，连接至所述客户端单元。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：桥模拟输入模块，连接器模块，以及数据采集模块；其中，
所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述模拟输入模块和所述连接器模块；所述模拟输入模块和所述连接器模块，连接至所述数据采集模块；所述数据采集模块，连接至所述客户端单元。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：接线模块和桥模拟输入模块；其中，
所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述接线模块和所述桥模拟输入模块；所述接线模块和所述桥模拟输入模块，连接至所述客户端单元。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，在所述传输单元采用1/2桥、1/4桥II型、全桥中任一桥路接线的情况下，所述传输单元，包括：应变和桥基测量模块，桥模拟输入模块，以及接线模块；其中，
所述第一应变模块和所述第二应变模块，连接至所述应变和桥基测量模块；所述应变和桥基测量模块，连接至所述桥模拟输入模块和所述接线模块；所述桥模拟输入模块和所述接线模块，连接至所述客户端单元。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的管路热应力的测试系统，其特征在于，还包括：温度感应单元；所述温度感应单元，经所述传输单元后，连接至所述客户端单元；
所述温度感应单元，被配置为感应所述管路的温度。
12.一种管路热应力的测试方法，其特征在于，包括：
搭接如权利要求1至11中任一项所述的管路热应力的测试系统；
在所述管路热应力的测试系统中的客户端单元中，在预设的应变测试软件中，设置所述管路热应力的测试系统的测试参数；
在所述客户端单元中，运行所述应变测试软件，得到所述管路在测试之前的应变数值后，对所述应变测试软件中的应变数值进行归零处理；
记录所述管路的管温后，运行所述管路所在设备，并测试所述管路的当前应变数值。
13.根据权利要求12所述的管路热应力的测试方法，其特征在于，还包括：
在测试所述管路的当前应变数值之后，直至所述管路所在设备的环境温度达到设定温度后，关机，以待所述管路的当前温度恢复至所述管路所在设备运行之前所述管路的温度；
确定所述管路的当前应变数值，能否恢复至对所述管路的当前应变数值进行测量之前所述管路的应变数值；若能，则记录所述管路的当前应变数值，以完成对所述管路热应力的测试；否则，重新搭接如权利要求1至10中任一项所述的管路热应力的测试系统。
14.根据权利要求12或13所述的管路热应力的测试方法，其特征在于，所述管路热应力的测试系统的测试参数，包括：所述第一应变模块和所述第二应变模块的灵敏度，所述桥路电路的接线方式和泊松比中的至少之一。
15.一种应变测试软件，其特征在于，所述应变测试软件用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求12至14中任一项所述的管路热应力的测试方法。
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| CN204228554U (zh) * | 2014-07-31 | 2015-03-25 | 高德（无锡）电子有限公司 | 印刷线路板行业用热应力测试自动装置 |
| CN105842080A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-08-10 | 浙江大学 | 一种感应加热模式下复合载荷材料力学测试系统 |
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