CN113784591A - 一种iv测试仪温控调节系统及温控调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于温控自动调节装置技术领域，公开了一种IV测试仪温控调节系统，包括冷气输入机构、温度调节机构、温度监测机构和温度控制机构。冷气输入机构设置在IV测试仪外部并与IV测试仪的内腔连通；温度调节机构包括阀门，阀门设置在冷气输入机构与IV测试仪的连接处；温度监测机构设置于内腔中；温度控制机构与温度调节机构和温度监测机构连接，温度控制机构能够根据温度监测机构测得的温度控制阀门开度的大小。本发明提供的IV测试仪温控调节系统中的温控调节系统有充足的维修空间，方便人员进行后期维护工作；能够灵活控制冷源的输入量，使测试环境温度一直保持在设定温度范围内，实现了高温降温，低温控温的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及温控自动调节装置技术领域，尤其涉及一种IV测试仪温控调节系统及IV测试仪温控调节方法。
背景技术
太阳能电池IV测试仪是测试电池片转换效率的仪器，通常是利用氙灯模拟太阳光，由于太阳能电池的测量结果和温度直接相关，例如，如果测试环境温度过高，会导致电池开路电压急剧下降，短路电流急剧增加，整体转换效率降低，因此，测试时需将测试环境的温度控制在25±2℃。精确控制测试环境的温度对试验结果的准确性至关重要，然而，工厂内的测试环境受外界温度影响变化很大，难以把控。目前，现有技术提供的恒温测试系统通过空气制冷降温，取得高温时降温的技术效果，但当实际温度低于设定温度时，无法解决将温度恢复到设定温度的技术问题，不能实现低温时控温的技术效果。因此亟需提出一种IV测试仪温控调节系统及温控调节方法来解决上述问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种IV测试仪温控调节系统，该系统能够将IV测试仪的内部温度控制在设定温度范围内，并且便于后期维护。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种IV测试仪温控调节系统，包括：
冷气输入机构，冷气输入机构设置在IV测试仪外部并与IV测试仪的内腔连通；
温度调节机构，温度调节机构包括阀门，阀门设置在冷气输入机构与IV测试仪的连接处；
温度监测机构，温度监测机构设置于内腔中；
温度控制机构，温度控制机构与温度调节机构和温度监测机构连接，温度控制机构能够根据温度监测机构测得的温度控制阀门开度的大小。
可选地，冷气输入机构包括制冷装置和进气管道，进气管道一端与IV测试仪连通，另一端与制冷装置连通。
可选地，进气管道连接于IV测试仪的后盖板，阀门位于进气管道与后盖板的连接处。
可选地，冷气输入机构单独引入电压。
可选地，温度调节机构还包括电机，电机与阀门连接以控制阀门开度。
可选地，温度控制机构包括PID控制器，PID控制器与电机连接。
可选地，温度监测机构为温度传感器。
可选地，制冷装置为空调。
根据本发明的另一个方面，还提供一种IV测试仪温控调节方法，该方法能够实现高温时降温，低温时控温，将测试仪内温度控制在设定温度范围内。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种IV测试仪温控调节方法，采用上述的IV测试仪温控调节系统，包括以下步骤：
S1、温度监测机构监测IV测试仪的内部温度并反馈至温控调节系统的PID控制器；
S2、PID控制器运用PID算法将内部温度与设定温度进行比较分析；
S3、PID控制器输出信号至温度调节机构以调节IV测试仪温控调节系统的阀门开度。
可选地，调节IV测试仪温控调节系统的阀门开度的方法为：
当内部温度高于设定温度的高限时，PID控制器通过温度调节机构的电机驱动阀门的开度增加；
当内部温度低于设定温度的低限时，PID控制器通过温度调节机构的电机驱动阀门的开度减小。
有益效果：
本发明提供的IV测试仪温控调节系统将冷气输入机构设置在IV测试仪箱体的外部，因而有充足的维修空间对温控调节系统进行维修，方便人员进行后期维护工作。在冷气输入机构和IV测试仪的连接处设置阀门，可通过调整阀门的开度大小灵活控制冷源的输入量，即当温度监测机构测得IV测试仪的内部温度高于设定温度的高限时，温度控制机构控制温度调节机构的阀门开度增加以增加冷源输入量；当温度监测机构测得的IV测试仪的内部温度低于设定温度的低限时，温度控制机构控制温度调节机构的阀门开度减小以减小冷源输入量，因此实现了高温降温，低温控温，始终使测试环境温度保持在设定温度范围内的技术效果。
本发明提供的IV测试仪温控调节方法利用上述IV测试仪温控调节系统，精确、灵活地调节阀门开度，实现了将IV测试仪内部的温度稳定地控制在设定温度范围内的效果。
附图说明
图1是本发明提供的IV测试仪温控调节系统某一视角下的结构示意图；
图2是本发明提供的IV测试仪温控调节系统另一视角下的结构示意图；
图3是本发明提供的IV测试仪温控调节系统的PID控制图；
图4是本发明提供的IV测试仪温控调节方法的流程图。
图中：
1、阀门；2、温度控制机构；3、进气管道；4、电机；5、温度传感器；
100、IV测试仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”“下”“左”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
太阳能电池是将太阳能转变成电能的半导体器件，在太阳能电池应用和研究中，其光电转换效率、输出伏安特性曲线等是必须测量的性能参数，而这种测量需要在规定的标准条件下才具有参考意义。如果测试光源的特性与太阳光相差很远，或测试环境温度不稳定，则测得的数据不能代表它在太阳光下使用的真实情况。现有技术中，常用氙灯模拟太阳光并将测试环境温度控制在25±2℃。由于工厂内的测试环境受外界温度影响变化很大，往往不符合测试要求，因此，通常采用设置控温系统的IV测试仪，使测试件处于温度恒定的测试环境中，从而保证测试结果的准确性。目前的IV测试仪通过空气制冷降温，取得高温时降温的技术效果，但当实际温度低于设定温度时，无法解决将温度恢复到设定温度的技术问题，不能实现低温时控温的技术效果。
针对上述问题，如图1所示，本发明提供了一种IV测试仪温控调节系统，该系统包括设置在IV测试仪100外部并与IV测试仪100内腔连通的冷气输入机构、包含阀门1的温度调节机构、设置于IV测试仪100内腔的温度监测机构，以及与温度调节机构和温度监测机构连接的温度控制机构2。其中，阀门1设置在冷气输入机构与IV测试仪100的连接处，温度控制机构2能够根据温度监测机构测得的温度控制阀门1的开度大小，从而调节IV测试仪100内腔的温度。
本发明提供的IV测试仪温控调节系统将冷气输入机构设置在IV测试仪100箱体的外部，因而有充足的维修空间对温控调节系统进行维修，方便人员进行后期维护工作。在冷气输入机构和IV测试仪100的连接处设置阀门1，可通过调整阀门1的开度大小灵活控制冷源的输入量，当温度监测机构测得IV测试仪100的内部温度高于设定温度的高限时，温度控制机构2将根据反馈信号使温度调节机构的阀门1开度增加以增加冷源输入量；当温度监测机构测得的IV测试仪100的内部温度低于设定温度的低限时，温度控制机构2将根据反馈信号使温度调节机构的阀门1开度减小以减小冷源输入量，实现了高温降温，低温控温，使测试环境温度保持在设定温度范围的技术效果。
图1为IV测试仪温控调节系统的结构示意图。其中，冷气输入机构包括制冷装置和进气管道3，图1中与IV测试仪100连通的管状通道为进气管道3，进气管道3的另一端与制冷装置(图中未示出)连通。可选地，在本实施例中，制冷装置为空调。系统启动时，冷气由外围空调输出，经进气管道3输入至IV测试仪100的内腔，可以理解地，冷气输入机构采用此种结构，冷源输入稳定，可以减少风刀的使用量，减小能耗。进一步地，冷气输入机构设置在IV测试仪100的外部，具体地，可将其设置于IV测试仪100的后盖板，从而使冷气输入机构具有充足的维修空间，方便后期维护。并且，制冷装置单独引入220V电压，能够和IV测试仪100相互独立运行，在维修过程中IV测试仪100无需停机。
进一步地，继续参见图1，IV测试仪100上装有温度控制机构2，其包括PID控制器，可将测得的IV测试仪100内部环境温度与设定温度进行比较，通过PID算法，计算阀门1所需调节的开度，具有较高的控制精度。
本实施例中，温度调节机构还包括电机4，如图1所示，电机4设置在进气管道3上，且靠近IV测试仪100的位置，便于连接阀门1。除了与阀门1连接，电机4还和PID控制器连接，并能够在PID控制器的控制下驱动阀门1调节开度。当然，电机4也可以设置在IV测试仪100的后盖板上或其他可与阀门1、PID控制器连接的位置。
参见图2，IV测试仪100的后盖板上设有进风口，进气管道3连接在进风口处，阀门1设置于进风口处，通过改变阀门1的开度大小来改变进风口的大小，从而调节冷风进风量，达到调控温度的目的。将阀门1安装在IV测试仪100的后盖板，使其有足够的维修空间，方便后期维护工作。
可选地，继续参见图2，本实施例中的温度监测机构采用温度传感器5，温度传感器5插入IV测试仪100的内腔，保证测得准确的内部温度。传感器测得的温度将反馈至温度控制机构2。在其他实施例中，可采用其他测温元件对内部温度进行监测与反馈。
本实施例还提供一种IV测试仪温控调节方法，控制过程及方法流程如图3和图4所示。该方法采用上述的IV测试仪温控调节系统，具体包括以下步骤：
S1、插入IV测试仪100内腔的温度监测机构测量IV测试仪100的内部温度并反馈至温控调节系统的PID控制器；
S2、PID控制器运用PID算法将温度监测机构测得的内部温度与设定温度进行比较，本实施例中，设定温度为25±2℃；
S3、PID控制器将比较结果输出至输出执行器，即，通过PID算法计算出阀门1应调节的范围并输出至电机4以控制阀门1开度变化使内部温度一直处于设定的温度范围内。
具体地，当IV测试仪100的内部温度高于设定温度的高限(27℃)时，PID控制器通过温度调节机构的电机4驱动阀门1的开度增加，从而增加冷源输入量使内部温度降低；当IV测试仪100的内部温度低于设定温度的低限(25℃)时，PID控制器通过温度调节机构的电机4驱动阀门1的开度减小，从而减小冷源输入量使内部温度升高。
综上，本发明提供的IV测试仪温控调节方法利用上述IV测试仪温控调节系统，精确、灵活地调节阀门1开度，实现了将IV测试仪100的内部温度稳定地控制在设定温度范围内的效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种IV测试仪温控调节系统，其特征在于，包括：
冷气输入机构，所述冷气输入机构设置在所述IV测试仪(100)外部并与所述IV测试仪(100)的内腔连通；
温度调节机构，所述温度调节机构包括阀门(1)，所述阀门(1)设置在所述冷气输入机构与所述IV测试仪(100)的连接处；
温度监测机构，所述温度监测机构设置于所述内腔中；
温度控制机构(2)，所述温度控制机构(2)与所述温度调节机构和所述温度监测机构连接，所述温度控制机构(2)能够根据所述温度监测机构测得的温度控制所述阀门(1)开度的大小。
2.根据权利要求1所述的IV测试仪温控调节系统，其特征在于，所述冷气输入机构包括制冷装置和进气管道(3)，所述进气管道(3)一端与所述IV测试仪(100)连通，另一端与所述制冷装置连通。
3.根据权利要求2所述的IV测试仪温控调节系统，其特征在于，所述进气管道(3)连接于所述IV测试仪(100)的后盖板，所述阀门(1)位于所述进气管道(3)与所述后盖板的连接处。
4.根据权利要求1所述的IV测试仪温控调节系统，其特征在于，所述冷气输入机构单独引入电压。
5.根据权利要求1所述的IV测试仪温控调节系统，其特征在于，所述温度调节机构还包括电机(4)，所述电机(4)与所述阀门(1)连接以控制所述阀门(1)开度。
6.根据权利要求5所述的IV测试仪温控调节系统，其特征在于，所述温度控制机构(2)包括PID控制器，所述PID控制器与所述电机(4)连接。
7.根据权利要求1所述的IV测试仪温控调节系统，其特征在于，所述温度监测机构为温度传感器(5)。
8.根据权利要求2所述的IV测试仪温控调节系统，其特征在于，所述制冷装置为空调。
9.一种IV测试仪温控调节方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的IV测试仪温控调节系统，包括以下步骤：
S1、所述温度监测机构监测所述IV测试仪(100)的内部温度并反馈至所述温控调节系统的PID控制器；
S2、所述PID控制器运用PID算法将所述内部温度与设定温度进行比较分析；
S3、所述PID控制器输出信号至所述温度调节机构以调节所述阀门(1)的开度。
10.根据权利要求9所述的IV测试仪温控调节方法，其特征在于，调节所述阀门(1)的开度包括：
当所述内部温度高于所述设定温度的高限时，所述PID控制器通过所述温度调节机构的电机(4)驱动所述阀门(1)的开度增加；
当所述内部温度低于所述设定温度的低限时，所述PID控制器通过所述温度调节机构的电机(4)驱动所述阀门(1)的开度减小。
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