CN208206431U - 一种冰雹试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冰雹试验装置，冰雹试验装置包括：模具，模具内设有用于形成冰球的球形腔体；冰球制备装置，用于冷冻模具，以在球形腔体内形成冰球；冰球分离装置，用于解冻模具，使形成的冰球与所在球形腔体分离；冰球测量装置，用于测量分离后的冰球，以筛选合格冰球；冰球发射装置，用于发射测量后的冰球，使其与光伏组件发生撞击。本实用新型冰雹试验装置，以实现冰球的自动化制作与测量，减少由于冰球与外环境的接触而导致的误差，提高冰球测量的准确度。

Description

一种冰雹试验装置

技术领域

本实用新型涉及冰雹试验设备领域，具体地，涉及一种冰雹试验装置。

背景技术

冰雹试验是目前实验室用于模拟户外自然环境下的冰雹，通过冰雹与光伏组件发生碰撞以对光伏组件的抗冰雹冲击能力进行评估。

目前，现有的冰雹试验过程主要包括如下步骤：1.制作冰球；2.查看制作好的冰球的外观有无破损，并对无破损的冰球的质量及直径进行测量，筛选出符合要求的合格冰球；3.将筛选合格的冰球依次放入冰雹试验机中并依次进行发射试验，现有的冰雹试验过程，均需要通过人工参与才能完成，这样不仅造成试验效率低，且影响试验精准度。例如人工测量及读取数据，增加了冰球与人及空气的接触机会，造成冰球融化，影响冰球的质量及外观，人工读取的数据误差范围大，影响冰球测量的准确度，进一步影响整个试验的准确度。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种冰雹试验装置，以实现冰球的自动化制作与测量，减少由于冰球与外环境的接触而导致的误差，提高冰球测量的准确度。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

本实用新型提供了一种冰雹试验装置，包括：

模具，所述模具内设有用于形成冰球的球形腔体；

冰球制备装置，用于冷冻所述模具，以在所述球形腔体内形成冰球；

冰球分离装置，用于解冻所述模具，使形成的所述冰球与所在球形腔体分离；

冰球测量装置，用于测量所述分离后的冰球，以筛选合格冰球；

冰球发射装置，用于发射所述测量后的冰球，使其与光伏组件发生撞击。

进一步地，所述冰球制备装置、冰球分离装置、冰球测量装置及冰球发射装置自上而下依次设置，所述冰雹试验装置还包括两条平行滑杆，两条所述滑杆穿过所述冰球制备装置、冰球分离装置、冰球测量装置及冰球发射装置，所述模具位于两条所述滑杆之间、且所述模具的左右两端分别与两条所述滑杆活动连接，使所述模具可沿两条所述滑杆上下移动。

进一步地，所述冰球制备装置包括冷冻腔及分别与所述冷冻腔的顶部和底部可开合连接的第一上盖和第一下盖，其中，所述冷冻腔内充有用于制冷的液氮。

进一步地，所述冰球分离装置包括解冻腔及分别与所述解冻腔的顶部和底部可开合连接的第二上盖和第二下盖，其中，所述解冻腔上设有进风口，通过所述进风口可向所述解冻腔内鼓入气流。

进一步地，所述冰球发射装置设有多个，多个所述冰球发射装置与所述冰球测量装置之间设有导向盘，所述导向盘上设有多个可供冰球落入的导向孔，所述导向孔与所述冰球发射装置之间设有导向杆，所述导向杆数量为多个，其中，每个所述导向孔与一个所述发射装置通过一个导向杆连通，使落入导向孔内的冰球通过所述导向杆进入所述发射装置的发射口。

进一步地，所述模具包括左右卡合的第一部分和第二部分，所述球形腔体包括两个半球腔，两个所述半球腔分别位于所述第一部分和第二部分上，所述第一部分和所述第二部分卡合后使两个所述半球腔对合，其中，所述第一部分包括第一下半部及相对所述第一下半部可移动的第一上半部；所述第二部分包括第二下半部及相对所述第二下半部可移动的第二上半部。

进一步地，所述冰球测量装置包括三维相机及调节杆，所述三维相机用于拍摄冰球的三维形状，以筛选合格冰球，所述调节杆连接所述三维相机以对三维相机的位置进行调整。

与现有技术相比，本实用新型的一种冰雹试验装置，通过冰球模具的上下移动，实现了冰球的自动化制作，减少了冰球与人手及外界环境的接触，提高了试验的准确度；同时通过自动测量装置采集冰球的三维图像，对冰球进行筛选，一步到位，不仅速度快，而且降低了由于人为读取数据产生的误差；其次，本实用新型还实现了多冰球同时发射，提高了试验的速度，节省了时间，且该种发射方式更接近真实环境中冰雹对光伏组件的撞击状态，使试验数据更加精准，以对光伏组件做出更准确的评估。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本实用新型的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是本实用新型实施例冰雹试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例冰雹试验装置中模具移动至冰球测量装置下方的结构示意图；

图3是本实用新型实施例冰雹试验装置中模具部分打开的结构示意图；

图4是本实用新型实施例冰雹试验装置中模具完全打开的结构示意图；

图5是本实用新型实施例冰雹试验装置中模具的结构示意图；

图6是本实用新型实施例冰雹试验装置中模具的第一部分的结构示意图；

图7是本实用新型实施例冰雹试验装置中导向盘的结构示意图；

图8是本实用新型实施例冰雹试验装置中冰球制备装置的结构示意图；

图9是图7中Ⅰ部放大结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本实用新型的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本实用新型，并且本实用新型不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本实用新型的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本实用新型的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。在附图中，为了清楚起见，可以夸大元件的形状和尺寸，并且相同的标号将始终被用于表示相同或相似的元件。

参见图1，本实用新型实施例的一种冰雹试验装置的结构示意图，本实施例中的冰雹试验装置包括模具10、冰球制备装置20、冰球分离装置30、冰球测量装置40、冰球发射装置50及两条平行滑杆60。

如图1和图2所示，冰球制备装置20、冰球分离装置30、冰球测量装置40及冰球发射装置50自上而下依次设置，两条滑杆60穿过冰球制备装置20、冰球分离装置30、冰球测量装置40及冰球发射装置50，模具10位于两条滑杆之间、且模具10的左右两端分别与两条滑杆60活动连接，使模具10可沿两条滑杆60上下移动，可以理解的是，模具10自上而下移动过程中，依次进入冰球制备装置20以进行冰球的制备、进入冰球分离装置30对制备完成的冰球进行解冻分离、穿过冰球测量装置40对分离后的冰球进行测量及将测量后的冰球置于冰球发射装置50的发射口内，供冰球发射装置50进行发射。本实用新型实施例的冰雹试验装置，通过模具10的上下移动，实现了冰球的自动化制作及测量，提高试验效率，同时减少了冰球与人手及外界环境的接触，提高了试验的准确度。

对于两条滑杆60与模具10的活动连接可以通过齿轮连接的方式进行，即在两条滑杆60上分别设置相对的齿形滑道，当然，滑道的延伸方向为滑杆60的长度方向，其中如图图5所示，模具10的左右两侧分别连接有第一连接杆15，在两个第一连接杆15的自由端两侧分别设置齿形的行走轮(未示出)，两个齿形行走轮分别与齿形滑道匹配连接，保证两个行走轮可在两条滑杆60上进行移动，同时，由于齿形的设置，使得模具10可在纵向方向上得到支撑，保证模具10不移动时可静止而不会沿着滑杆60滑落。其中，优选的，模具10的上下移动通过自动控制实现，模具10的行进通过电机带动行走轮进行行走，进一步的，行走轮上设有位置传感器，传感器实时传输行走轮的位置信息至控制终端，控制终端根据位置信息控制电机，从而进一步控制模具10的行走。

一并参见图5及图6，为本实用新型实施例的模具10的结构示意图，具体的，模具10内设有用于形成冰球的球形腔体11及连通球形腔体的注水孔12。由于与球形腔体11连通的注水孔12一般设置比较小，因此优选的，在球形腔体11设有多个时，注水孔12对应设有多个，使得一个注水孔12与一球形腔体11连通，实现同时注水，加快注水速度。

模具10包括左右卡合的第一部分13和第二部分14，球形腔体11包括两个半球腔，两个半球腔分别位于第一部分13和第二部分14上，第一部分13和第二部分14卡合后使两个半球腔对合，即冰球一半形成于第一部分13上的半球腔，另一半处形成于第二部分14上的半球腔内，本实施例中的模具10的左右两侧通过两个第一连接杆15固定连接第一部分13和第二部分14，第一连接杆15为可伸缩杆，使得第一部分13和第二部分14可在伸缩杆的带动下相向移动进行卡合或者相反移动进行打开，使得球形腔体11内形成的冰球可在重力作用下落下，以便落下的冰球可进入冰球发射装置50的发射口内，供冰球发射装置50进行发射。

参见图5和图6，模具10的第一部分13包括第一下半部131及相对第一下半部131可移动的第一上半部132；第二部分14包括第二下半部141及相对第二下半部141可移动的第二上半部142。其中第一上半部132和第二上半部142可相对开合或者关闭，如图2和图3所示，当模具10移动离开冰球分离装置40后，在测量前用力F2推开第一上半部132和第二上半部142使模具10的球形腔体11内的冰球露出(此时第一下半部131和第二下半部141闭合用于托住冰球)，便于三维相机拍摄冰球的三维形状，其中露出的冰球的体积至少为冰球总体积的一半以上，优选的，露出冰球的体积占冰球体积的三分之二。对于该结构，参见图5所示，第一上半部132和第二上半部142分别连接一个第二连接杆16，第二连接杆16同样为可伸缩连接杆。两个第二连接杆16伸出或者收缩使得第一上半部132和第二上半部142卡合或者打开。

一并参见图1和图8，冰球制备装置20，用于对注入球形腔体11内的水进行冷冻，形成冰球，其中，冰球制备装置20包括冷冻腔21、及分别与冷冻腔21的顶部和底部可开合连接的第一上盖22和第一下盖23，其中，冷冻腔21内充有用于制冷的液氮。当模具10内的球形腔体11内完成注水后，第一上盖22打开，模具10进入冷冻腔21内，关闭第一上盖22，对冷冻腔21内的模具10进行冷冻，在球形腔体11内形成冰球，其中冷冻时间可由移动终端进行预先设定，当达到预定时间后，第一下盖23打开，模具10移动离开冷冻腔21后关闭第一下盖23。

一并参照图1、图8和图9，本实施例中的第一上盖22和第一下盖23均为对半开合的方式，本实施例具体以第一上盖22的结构进行说明，第一下盖23可参照第一上盖22的方式实现，其中，如图8和图9所示，第一上盖22包括第一前盖221和第一后盖222，第一前盖221和第一后盖222均通过冷冻腔21两相对侧部的滑轨211滑入或者滑出冷冻腔21的上端，该方式使得第一前盖221和第一后盖222可相对打开或者关闭，该方式可使模具10可进入冷冻腔21内，且尽可能的保证了冷冻效果。

参见图1，冰球分离装置30，用于解冻模具，使冷冻后的冰球与所在球形腔体11分离，该分离为了确保冰球在脱离模具10落入冰球发射装置50时，确保冰球可与模具腔体脱离，而不会粘附于模具10的球形腔体11内，其中，冰球分离装置30包括解冻腔31、及分别与解冻腔31的顶部和底部可开合连接的第二上盖32和第二下盖33，其中，解冻腔31上设有进风口34，通过进风口34可向解冻腔31内鼓入气流，该气流可为热气流，用于对模具10进行加热解冻，使模具10的球形腔体11内形成的冰球融化，从而与球形腔体11解除粘附，确保后续下落的过程中冰球可可靠的分离。进一步的，可在解冻腔31内设置电热风机，由电热风机中的鼓风机通过进风口34将空气吹送到电热风机的加热器内，令空气从螺旋状的电热丝内、外侧均匀通过，电热丝通电后产生的热量与通过的冷空气进行热交换，从而吹出的风温升高，以对模具10进行解冻。当然，可以理解，此处的融化仅是为了使冰球与腔体分离，因此该融化对冰球整体的直径的改变是微小的。当模具10离开冰球制备装置20后，冰球分离装置30的第二上盖32打开，模具10进入解冻腔31内，关闭第二上盖32，通过进风孔34向解冻腔31内鼓入气流，完成解冻后，第二下盖33打开，模具10移动离开解冻腔31。

具体的，第二上盖32和第二下盖33的具体结构可参照第一上盖22的结构，再此不详细说明，应当说明的是，第一上盖22的结构仅仅是本实用新型的实现上盖打开或者闭合的其中一种实施方式，但并不限于此方式。

参见图1、图2及图3，冰球测量装置40，用于对分离后的冰球进行测量，以筛选合格冰球；其中，冰球测量装置40包括三维相机41及调节杆42，三维相机41用于拍摄冰球的三维形状，获得冰球的三维图片，以供后续通过拍摄的三维图片筛选合格冰球，调节杆42连接三维相机41以对三维相机41的位置进行调整，结合图2和图3所示，冰球测量装置40在模具10离开冰球分离装置30后，在力F2的作用下推开模具10的第一上半部132和第二上半部142使模具10的球形腔体11内的冰球露出，再在力F1的作用下调节杆42使三维相机41置于露出的冰球的上方，对露出的冰球进行拍照，三维相机41同时连接控制终端C，将拍摄的冰球的三维照片数据传输至控制终端C，控制终端C的显示界面同时出现多个冰球的外观照面，可人眼进行判断筛选，同时控制终端C可自动对照片进行直径测量显示，同时控制终端C通过测量的直径及根据已知的冰球的密度计算出冰球的质量，并将质量数值结果直接显示至控制终端的显示页面，进而进行进一步的筛选。

其中，参见图6，本实施例中模具10内的球形腔体11设有多个，并且多个球形腔体11每个都有唯一编号(例如图6中，多个球形腔体11分别编号11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g、11h、11i、11j、11k……)，三维相机41拍摄的照片中每一冰球对应一球形腔体11的一个唯一编号，因此，当筛选完成后，试验者可知筛选的合格的冰球位于球形腔体11的位置及知晓不合格的冰球位于球形腔体11的位置，以在对所有冰球完成发射后，可知那些冰球发射装置50进行的撞击试验是无效的，从而对无效的发射再次进行冰球的制备重新发射。本实施例通过自动测量装置采集冰球的三维图像，对冰球进行筛选，一步到位，不仅速度快，而且降低了由于人为读取数据产生的误差。

参见图1和图7，冰球发射装50，用于发射测量后的冰球，使其与光伏组件A进行撞击，其中，冰球发射装置50设有多个，多个冰球发射装置50通过一设于两个平行滑杆60底部的支架B进行支撑，多个冰球发射装置50与冰球测量装置40之间设有导向盘70(导向盘70可通过固定杆固定于滑杆60上)，导向盘70上设有多个可供冰球落入的导向孔71，导向孔71与冰球发射装置50之间设有导向杆80，导向杆80数量为多个，其中，每个导向孔71与一个冰球发射装置50通过一个导向杆80连通，使落入导向孔71内的冰球通过导向杆80进入冰球发射装置50的发射口，多个冰球发射装置50的设置，使得模具10内形成的多个冰球可同时进行发射，提高了试验的速度，节省了时间，且该种发射方式更接近接近真实环境中冰雹对光伏组件的撞击状态，使试验数据更加精准，以对光伏组件做出更准确的评估。

其中，参见图7，导向盘70上的多个导向孔71分别编号71a、71b、71c、71d、71e、71f、71g、71h、71i、71j、71k……，多个导向孔71的排列方式与模具10中球形腔体11的排列方式一致，保证在模具置于导向盘70上端时，导向盘70上的多个导向孔71的排列与模具10内多个球形腔体11的排列一一对应，使得在推开模具10的第一下半部131和第二下半部142时，冰球可落入对应的导向孔71内，进而通过导向孔71进入导向杆80，最终精准的落入冰球发射装置80的发射口中，供冰球发射装置80进行发射。

对于冰球发射装置50的具体结构，可参照现有技术中进行冰雹试验采用的冰球发射装置的具体结构，在此不进行详细说明。

参照图1和图2所示，优选的，本实施例的冰雹试验装置还包括注水装置90，注水装置90包括注水管91、与注水管91连通的汇流管92及设于汇流管92上的多个注水头93，其中每个注水头93对应模具10上的一个注水孔12以对通过注水孔12向模具10的球形腔体11内注入水，为了提高试验的可靠性，可注入纯水，其中注水管91上安装有控制注水管91的控制阀94，控制阀94连接控制终端C对注水管91进行控制。

本实用新型的一种冰雹试验装置，通过冰球模具的上下移动，实现了冰球的自动化制作，减少了冰球与人手及外界环境的接触，提高了试验的准确度；同时通过自动测量装置采集冰球的三维图像，对冰球进行筛选，一步到位，不仅速度快，而且降低了由于人为读取数据产生的误差；其次，本实用新型还实现了多冰球同时发射，提高了试验的速度，节省了时间，且该种发射方式更接近接近真实环境中冰雹对光伏组件的撞击状态，使试验数据更加精准，以对光伏组件做出更准确的评估。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本实用新型，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (7)

1.一种冰雹试验装置，其特征在于，包括：

模具，所述模具内设有用于形成冰球的球形腔体；

冰球制备装置，用于冷冻所述模具，以在所述球形腔体内形成冰球；

冰球分离装置，用于解冻所述模具，使形成的所述冰球与所在球形腔体分离；

冰球测量装置，用于测量所述分离后的冰球，以筛选合格冰球；

冰球发射装置，用于发射所述测量后的冰球，使其与光伏组件发生撞击。

2.根据权利要求1所述的冰雹试验装置，其特征在于，所述冰球制备装置、冰球分离装置、冰球测量装置及冰球发射装置自上而下依次设置，所述冰雹试验装置还包括两条平行滑杆，两条所述滑杆穿过所述冰球制备装置、冰球分离装置、冰球测量装置及冰球发射装置，所述模具位于两条所述滑杆之间、且所述模具的左右两端分别与两条所述滑杆活动连接，使所述模具可沿两条所述滑杆上下移动。

3.根据权利要求2所述的冰雹试验装置，其特征在于，所述冰球制备装置包括冷冻腔及分别与所述冷冻腔的顶部和底部可开合连接的第一上盖和第一下盖，其中，所述冷冻腔内充有用于制冷的液氮。

4.根据权利要求2所述的冰雹试验装置，其特征在于，所述冰球分离装置包括解冻腔及分别与所述解冻腔的顶部和底部可开合连接的第二上盖和第二下盖，其中，所述解冻腔上设有进风口，通过所述进风口可向所述解冻腔内鼓入气流。

5.根据权利要求2所述的冰雹试验装置，其特征在于，所述冰球发射装置设有多个，多个所述冰球发射装置与所述冰球测量装置之间设有导向盘，所述导向盘上设有多个可供冰球落入的导向孔，所述导向孔与所述冰球发射装置之间设有导向杆，所述导向杆数量为多个，其中，每个所述导向孔与一个所述发射装置通过一个导向杆连通，使落入导向孔内的冰球通过所述导向杆进入所述发射装置的发射口。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的冰雹试验装置，其特征在于，所述模具包括左右卡合的第一部分和第二部分，所述球形腔体包括两个半球腔，两个所述半球腔分别位于所述第一部分和第二部分上，所述第一部分和所述第二部分卡合后使两个所述半球腔对合，其中，所述第一部分包括第一下半部及相对所述第一下半部可移动的第一上半部；所述第二部分包括第二下半部及相对所述第二下半部可移动的第二上半部。

7.根据权利要求6所述的冰雹试验装置，其特征在于，所述冰球测量装置包括三维相机及调节杆，所述三维相机用于拍摄冰球的三维形状，以筛选合格冰球，所述调节杆连接所述三维相机以对三维相机的位置进行调整。