CN114527158B

CN114527158B - 一种高效维卡仪冷却方法、装置、维卡软化点测试系统

Info

Publication number: CN114527158B
Application number: CN202210421660.1A
Authority: CN
Inventors: 钟友拼; 石迎春
Original assignee: Shenzhen Sansi Testing Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Sansi Testing Technology Co ltd
Priority date: 2022-04-21
Filing date: 2022-04-21
Publication date: 2022-07-19
Anticipated expiration: 2042-04-21
Also published as: CN114527158A

Abstract

本发明涉及冷却设备及系统技术领域，特别是涉及一种高效维卡仪冷却方法、装置、维卡软化点测试系统，所述方法包括：接收到冷却指令，获取各个测试通道的温度；根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道；启动循环泵以及油冷机对优先冷却的测试通道进行循环冷却；实时采集各测试通道的温度，根据采集到的温度确定是否切换测试通道，若需要切换测试通道，则确定需要切换的测试通道并执行切换动作以关断或者接通相应测试通道；任意切换动作后达到设定时长，获取油冷机入口油温以及出口油温，根据获取的入口油温以及出口油温调节油冷机的功率以及循环泵的转速。本发明通过切换通道以及调整油温，扩大温差，提高热传递的速率，实现更快冷却。

Description

一种高效维卡仪冷却方法、装置、维卡软化点测试系统

技术领域

本发明涉及冷却设备及系统技术领域，特别是涉及一种高效维卡仪冷却方法、装置、维卡软化点测试系统。

背景技术

维卡软化点，即Vicat softening temperature（简称VST）——工程塑料、通用塑料等聚合物的试样于液体传热介质中，在一定的载荷、一定的等速升温条件下，被1mm²的压针压入1mm深度时的温度。维卡软化点反映了材料在特定条件下的软化温度，与材料的分子结构、分子量大小有关，是材质测试中的必测项目。

维卡软化点的测试方法很多，最常用、同时自动化程度最高的是维卡仪。由于测试过程需要升温，测试结束后需要对设备进行冷却，以便于尽快进行下一次测试。常规维卡仪并没有配备冷却装置，依据空气冷却恢复到常温所需的时间接近一天，导致一天只能进行一次测试。有的维卡仪提供了水冷接口，但这种冷却方式对水资源的消耗大，且水受热后容易蒸发导致内压增大，不便于内循环冷却。

采用油冷是一种较优选择，但是油的比热容小于水，采用油冷时如何提高冷却效果是需要解决的问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种高效维卡仪冷却方法、装置、维卡软化点测试系统。

本发明实施例是这样实现的，一种高效维卡仪冷却方法，所述高效维卡仪冷却方法包括：

接收到冷却指令，获取各个测试通道的温度；

根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道；

启动循环泵以及油冷机对优先冷却的测试通道进行循环冷却；

实时采集各测试通道的温度，根据采集到的温度确定是否切换测试通道，若需要切换测试通道，则确定需要切换的测试通道并执行切换动作以关断或者接通相应测试通道，重复本步骤直至冷却结束；

任意切换动作后达到设定时长，获取油冷机入口油温以及出口油温，根据获取的入口油温以及出口油温调节油冷机的功率以及循环泵的转速，重复本步骤直至冷却结束。

在其中一个实施例中，本发明提供了一种高效维卡仪冷却装置，所述高效维卡仪冷却装置包括：

温度获取模块，用于接收到冷却指令，获取各个测试通道的温度；

冷却通道确定模块，用于根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道；

冷却模块，用于启动循环泵以及油冷机对优先冷却的测试通道进行循环冷却；

通道切换模块，用于实时采集各测试通道的温度，根据采集到的温度确定是否切换测试通道，若需要切换测试通道，则确定需要切换的测试通道并执行切换动作以关断或者接通相应测试通道，重复本步骤直至冷却结束；

冷却调节模块，用于任意切换动作后达到设定时长，获取油冷机入口油温以及出口油温，根据获取的入口油温以及出口油温调节油冷机的功率以及循环泵的转速，重复本步骤直至冷却结束。

在其中一个实施例中，本发明提供了一种维卡软化点测试系统，所述维卡软化点测试系统包括：

维卡仪以及油冷机，两者的冷却通道通过管路连接；

计算机设备，所述计算机设备用于执行如本发明实施例所述的高效维卡仪冷却方法以控制油冷机对维卡仪进行冷却。

本发明实施例提供的方法通过确定优先冷却通道，先对温差较大的测试通道进行冷却，利用较大的温差提高热传递的速率，从而缩短冷却时间；此后，根据实时采集的温度确定是否切换以及切换到哪一测试通道，从而尽可能地维持测试通道与冷却介质之间的温差，保持较高的热传递速率，缩短冷却时间；此外，本发明在冷却过程中还辅以油冷机以及循环泵的工作调节，以保持较高的热传递速率，减少不必要的能耗，提高能源的利用率。本发明提供的方案在能量守恒的前提下，通过协调各测试通道的冷却顺序、冷却过程中油冷机功率与循环泵转速，保持了冷却介质与测试通道之间较大的温差，提高热传递的速率，缩短冷却时间。

附图说明

图1为一个实施例提供的高效维卡仪冷却方法的流程图；

图2为一个实施例中高效维卡仪冷却装置的结构框图；

图3为一个实施例中维卡软化点测试系统的整体结构图；

图4为一个实施例中维卡软化点测试系统的内部结构图；

图5为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

如图1所示，在一个实施例中，提出了一种高效维卡仪冷却方法，具体可以包括以下步骤：

接收到冷却指令，获取各个测试通道的温度；

根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道；

在本实施例中，冷却指令可以由用户的输入操作生成，这里的输入操作包括但不限于触摸屏输入、按键输入以及开关输入等方式。各个测试通道内设置有温度传感器，此为维卡仪本身具备的功能，在测试过程中需要检测各通道的温度。

在本实施例中，对于测试通道的接通或者切断是通过电磁阀的控制实现的，此可以参考现有技术，本发明实施例对此不作具体限定。

在本实施例中，通过各个测试通道的温度情况可以确定优先冷却的测试通道，以充分利用温度差提高热传递的速度。

在本实施例中，通过循环泵以及油冷机实现冷却，循环泵为油提供循环动力，油冷泵用于将油温降低，两者均为冷却装置中的常规元件，本发明对于两者的结构以及连接方式等不作具体介绍。

在本实施例中，在冷却进行的过程中，还通过调整油冷机的功率以及循环泵的转速辅助维持较高的温度差，以维持较高的速率，缩短冷却时长。

作为本发明的一个优先实施例，所述根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道，包括：

将测试通道的温度按测试通道的实际顺序排列得到温度序列；

计算任意相邻两个测试通道的温度差得到温差序列；

判断所述温差序列中是否存在均大于第一阈值的两个相邻温度差，若存在，则优先冷却相邻两个温度差对应的测试通道；

若不存在均大于第一阈值的两个相邻温度差，则判断所述温差序列中是否存在一个温度差大于第一阈值，若是，则根据确定出的温度差将所述温度序列划分为若干个子序列，在子序列中确定优先冷却的测试通道；

若不存在一个大于第一阈值的温度差，则优先冷却位于两侧的测试通道。

在本实施例中，针对多通道维卡仪，各个测试通道并排设置，在结构上相对独立，但是由于结构上彼此相连，相邻测试通道之间存在热传递，本发明选定优先冷却的通道，一方面利用冷油与测试通道之间较大的温度差实现快速传热，另一方面，对位于侧边的测试通道，由于其可以通过侧边的结构传热（对空或者热传导），侧边的测试通道其降温速度较中部的测试通道更快。在本实施例中，需要理解，对于侧边测试通道，由于其仅与一个测试通道相邻，故其有且仅有一个温度差，“相邻两个温度差对应的测试通道”，对于侧边测试通道，仅需要一个对应温度差，对于非侧边测试通道，则对应两个温度差，且这两个温度差是相邻的。

在本实施例中，相邻两个测试通道的温度差取正值，为负时取其绝对值。对于一般的常见材料，维卡温度约在300摄氏度以内，故本发明中的第一阈值可以取其10%即30度，也可以取测试温度的10%，视不同材料而定。

作为本发明的一个优先实施例，所述在子序列中确定优先冷却的测试通道，包括：

计算每个子序列的平均温度；

选定平均温度高的至多两个子序列的所有测试通道优先冷却；

判断两侧的测试通道所在的子序列与选定的子序列是否相邻，若否，则优先冷却两侧的测试通道所在的子序列与选定的至多两个子序列。

在本实施例中，每个子序列中对应相连的若干个测试通道，通过计算每个子序列的平均温度，可以确定对于子序列而言，高温与低温子序列的位置。本发明选定平均温度最高的至少两个子序列优先冷却。

作为本发明的一个优先实施例，所述根据采集到的温度确定是否切换测试通道，包括：

计算各个当前冷却测试通道与其相邻测试通道的温度差；

判断是否存在一个当前冷却的测试通道，其与相邻测试通道的温度差均小于第二设定值，若存在，则停止该测试通道的冷却，重复本步骤，直至当前的冷却测试通道唯一；

获取当前油冷机出口油温，判断出口油温是否小于第三设定值，若否，调节油冷机的功率和/或循环泵的转速以使出口油温小于第三设定值；

若是，则对当前温度最低的测试通道进行冷却；

重复根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道的步骤以切换当前冷却测试通道。

在本实施例中，第二设定阈值可以取5~15摄氏度，第二阈值的大小不同，切换的频率也不同，此可以根据实际需要选定。在本实施例中，执行步骤“判断是否存在一个当前冷却的测试通道，其与相邻测试通道的温度差均小于第二设定值，若存在，则停止该测试通道的冷却，重复本步骤，直至当前的冷却测试通道唯一”可以逐步停止各测试通道的冷却，最后仅剩下一个测试通道在冷却，此后，通过余下的步骤对油温进行调节，此时调节油温可以使油温保持一个相对较低的温度，由于各测试通道的温度已经降至较均衡的水平，此时无法通过选定某高温通道进行降温以利用较大的温度提高传热效率，故从控制油温入手。

在本实施例中，第三设定值为出口油的温度设定值，在此前的步骤中，不调节油冷机和循环泵的情况下，出口油的温度逐渐上升，缩小了温度差，此步骤中通过主动降低温低，重新拉大温度差。这里的第三设定值优选为此前过程中油的最高温度的50%以下，但不低于当前室温。

在本实施例中，油温较低的情况下，对当前温度最低的测试通道进行冷却。由于此时各通道之间的温度差不大，对高温或者低温的通道进行冷却均不能显著提高温度差，但是对温度较低的测试通道进行冷却，可以拉大高低温通道之间的温度差，同时利用测试通道与测试通道之间的连接位置状态，使高温的测试通道将热量传递给低温的测试通道，实现了热量在不同测试通道之间的驱动，特别地，对于侧边测试通道，由于其可以利用自身的对空或者向外导热的特点向外界传热，此过程中冷却较低温的通道可以充分利用侧边测试通过的这种自散热能力。

在本实施例中，当各测试通道的温差再一次被拉大之后，重复执行确定优先冷却通道的步骤，进行再一次的循环，直至冷却结束。需要说明的是，在每个次循环中，各个阈值温度都以前一次循环时的对应温度为基准，例如第二次循环时的第一阈值，调整为第一次循环结束后的最高油温；第二设定阈值可以同样取5~15摄氏度；第三设定值优选为前一次循环过程中油的最高温度的50%以下，但不低于当前室温。

作为本发明的一个优先实施例，所述获取油冷机入口油温以及出口油温，根据获取的入口油温以及出口油温调节油冷机的功率以及循环泵的转速，包括：

每隔一个设定时长获取一次油冷机入口油温以及出口油温，计算油温增速，根据油温增速计算油冷机功率增速，并以计算所得的功率增速提升油冷机输出功率；

判断油冷机的当前功率是否达到额定功率，若是且油温继续上升，降低循环泵的转速以稳定油温。

在本实施例中，上述步骤在切换动作完成后达到一个设定时长之后才开始，这里的设定时长可以取3~5分钟，可以避免因油温波动导致的功率或者转速的频繁调整。在本实施例中，油温的增速等于前后油温的变化量与设定时长的比值，根据能量守恒，有油冷机做功Pt=UIt=Q=mc(T2-T1)，这里的I是平均电流，在功率调整过程中电流均匀改变，即I(t)=at+I1，由此通过简单的做功相等可以计算出电流的变化速度，此属于匀速改变的情况，实际还可以采用梯度改变的方法，分段地增加电流。对于这些可选的实现方法本发明实施例不作具体限定，此可以参考现有技术实现。

在本实施例中，当油冷机的功率达到额定功率后，在不超负荷的状态下运行，无法再提高油冷机功率，则通过降低循环泵的转速来使油温降低，实现是减小前述公式中的m，即油的质量。

作为本发明的一个优先实施例，所述降低循环泵的转速以稳定油温，包括：

在设定时长内，匀速降低循环泵的转速至当前转速的1/2；

判断油温为上升还是下降，若油温继续上升，重复上一步骤，若油温下降，提升当前转速的1/2；

重复以上步骤直至油温的波动速率小于5%每单位时间。

在本实施例中，采用二分法正反向调节循环泵的转速，通过调频的方式实现转速的调整。这里的单位时长可以取前述的设定时长，即3~5分钟。

作为本发明的一个优先实施例，油冷机功率通过可变电阻器调节。

在本实施例中，通过电阻器可以实现油冷机的功率调节。

作为本发明的一个优先实施例，循环泵转速通过变频器调节。

在本实施例中，通过变频器可以实现循环泵转速的无级调节。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种高效维卡仪冷却装置，所述高效维卡仪冷却装置包括：

在本实施例中，上述各模块为本发明提供的方法的具体化，对于各个模块的解释说明请参考本发明方法部分的内容，本发明实施例对此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种维卡软化点测试系统，所述维卡软化点测试系统包括：

维卡仪以及油冷机，两者的冷却通道通过管路连接；

在本实施例中，如图3、4所示，给出维卡仪以及油冷机的连接的结构图，本发明的中的计算机设备可以集成于维仪或者油冷机上，还可以单独设置，通过导线与维卡仪以及油冷机连接，此为可选的具体实现方式。

本发明实施例提供的系统通过确定优先冷却通道，先对温差较大的测试通道进行冷却，利用较大的温差提高热传递的速率，从而缩短冷却时间；此后，根据实时采集的温度确定是否切换以及切换到哪一测试通道，从而尽可能地维持测试通道与冷却介质之间的温差，保持较高的热传递速率，缩短冷却时间；此外，本发明在冷却过程中还辅以油冷机以及循环泵的工作调节，以保持较高的热传递速率，减少不必要的能耗，提高能源的利用率。本发明提供的方案在能量守恒的前提下，通过协调各测试通道的冷却顺序、冷却过程中油冷机功率与循环泵转速，保持了冷却介质与测试通道之间较大的温差，提高热传递的速率，缩短冷却时间。

图5示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以集成于图2中的油冷机或者维卡仪上，也可以单独设置，与维卡仪以及油冷机连接。如图5所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现本发明实施例提供的高效维卡仪冷却方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行本发明实施例提供的高效维卡仪冷却方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，本发明实施例提供的高效维卡仪冷却装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图4所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成该高效维卡仪冷却装置的各个程序模块，比如，图2所示的温度获取模块、冷却通道确定模块、冷却模块、通道切换模块和冷却调节模块。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本发明各个实施例的高效维卡仪冷却方法中的步骤。

例如，图5所示的计算机设备可以通过如图2所示的高效维卡仪冷却装置中的温度获取模块执行步骤S100；计算机设备可通过冷却通道确定模块执行步骤S200；计算机设备可通过冷却模块执行步骤S300；计算机设备可通过通道切换模块执行步骤S400；计算机设备可通过冷却调节模块执行步骤S500。

在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

接收到冷却指令，获取各个测试通道的温度；

根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道；

在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：

接收到冷却指令，获取各个测试通道的温度；

根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道；

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种高效维卡仪冷却方法，其特征在于，所述高效维卡仪冷却方法包括：

接收到冷却指令，获取各个测试通道的温度；

根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道；

任意切换动作后达到设定时长，获取油冷机入口油温以及出口油温，根据获取的入口油温以及出口油温调节油冷机的功率以及循环泵的转速，重复本步骤直至冷却结束；

所述根据各个测试通道的温度确定优先冷却的测试通道，包括：

计算任意相邻两个测试通道的温度差得到温差序列；

2.根据权利要求1所述的高效维卡仪冷却方法，其特征在于，所述在子序列中确定优先冷却的测试通道，包括：

计算每个子序列的平均温度；

3.根据权利要求1所述的高效维卡仪冷却方法，其特征在于，所述根据采集到的温度确定是否切换测试通道，包括：

计算各个当前冷却测试通道与其相邻测试通道的温度差；

若是，则对当前温度最低的测试通道进行冷却；

4.根据权利要求1所述的高效维卡仪冷却方法，其特征在于，所述获取油冷机入口油温以及出口油温，根据获取的入口油温以及出口油温调节油冷机的功率以及循环泵的转速，包括：

5.根据权利要求4所述的高效维卡仪冷却方法，其特征在于，所述降低循环泵的转速以稳定油温，包括：

在设定时长内，匀速降低循环泵的转速至当前转速的1/2；

重复以上步骤直至油温的波动速率小于5%每单位时间。

6.根据权利要求4所述的高效维卡仪冷却方法，其特征在于，油冷机功率通过可变电阻器调节。

7.根据权利要求4所述的高效维卡仪冷却方法，其特征在于，循环泵转速通过变频器调节。

8.一种高效维卡仪冷却装置，其特征在于，所述高效维卡仪冷却装置包括：

冷却调节模块，用于任意切换动作后达到设定时长，获取油冷机入口油温以及出口油温，根据获取的入口油温以及出口油温调节油冷机的功率以及循环泵的转速，重复本步骤直至冷却结束；

计算任意相邻两个测试通道的温度差得到温差序列；

9.一种维卡软化点测试系统，其特征在于，所述维卡软化点测试系统包括：

维卡仪以及油冷机，两者的冷却通道通过管路连接；

计算机设备，所述计算机设备用于执行如权利要求1-7任意一项所述的高效维卡仪冷却方法以控制油冷机对维卡仪进行冷却。