CN209102387U - 一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置 - Google Patents

一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置 Download PDF

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陈海山
王鑫
周先鹏
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Abstract

本实用新型公开了一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置，它涉及节温器技术领域；电源模块与主控器的电源端电性连接，触摸开关、按键模块与主控器单向电性连接，主控器的输出端与OLED显示模块单向电性连接，激光测距模块、测温模块与主控器双向电性连接；本实用新型能够实时获取节温器阀的升程值，便于快速测量，提高了效率，节省时间；测量精度更高，测量更加安全、便捷，且具备实时性。

Description

一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置
技术领域
本实用新型属于节温器技术领域，具体涉及一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置。
背景技术
目前针对汽车节温器进行性能检测主要采用两种方法，一种是浸水加热节温器，使用温度计测量温度，使用游标卡尺测量节温器阀升程，该方法测量精度较低，测量值不具备实时性，操作不便且存在一定安全隐患；一种是就机检测，该方法只能定性判断节温器是否工作，无法定量测量并准确检测节温器性能。
实用新型内容
为解决现有的问题；本实用新型的目的在于提供一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置。
本实用新型的一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置，它包括触摸开关、按键模块、电源模块、主控器、激光测距模块、测温模块、OLED显示模块；电源模块与主控器的电源端电性连接，触摸开关、按键模块与主控器单向电性连接，主控器的输出端与OLED显示模块单向电性连接，激光测距模块、测温模块与主控器双向电性连接。
作为优选，所述激光测距模块通过支架固定，且支架距离地面1-1.5米。
作为优选，所述主控器为Arduino UNO R3开发板，Arduino UNO R3开发板的主控芯片为AVR单片机。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
一、能够实时获取节温器阀的升程值，便于快速测量，提高了效率，节省时间；
二、测量精度更高，测量更加安全、便捷，且具备实时性。
附图说明
为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中节温器阀升程测量原理图。
图中：1-副阀；2-推杆；3-主阀；4-阀座。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置，它包括触摸开关、按键模块、电源模块、主控器、激光测距模块、测温模块、OLED显示模块；电源模块与主控器的电源端电性连接，触摸开关、按键模块与主控器单向电性连接，主控器的输出端与OLED显示模块单向电性连接，激光测距模块、测温模块与主控器双向电性连接。
进一步的，所述激光测距模块通过支架固定，且支架距离地面1-1.5米。
进一步的，所述主控器为Arduino UNO R3开发板，Arduino UNO R3开发板的主控芯片为AVR单片机。
如图2所示，图中标号1为副阀，2为推杆，3为主阀，4为阀座；将节温器垂直放置于专用镂空支架上，阀座与支架接触并固定，副阀朝上，并连同支架一起整体放置于盛有冷水的量杯中加热，随着水温变化，节温器主、副阀可自由上下伸缩。激光测距模块通过专用支架，垂直倒置悬挂于离地面约1米，激光由上向下发射照射在副阀平整处，从而测得激光器与副阀之间的距离，测量原理如图2所示；以单片机为主控单元，通过加入防水测温模块实时获取测量距离及水温值；在温度低于开启温度时选取某一温度T0作为起始温度，同时测得当前激光器与副阀距离D0。随着水温逐渐升高，节温器阀向上移动，激光器与副阀间距离值减小。因主、副阀相对距离始终保持不变，副阀升高距离值即为主阀升程，实时测量获取各温度值Tt及对应距离Dt，则任一温度Tt下节温器阀的升程为：
Δdt＝D0-Dt (1)
由此可见，通过激光测距及同步温度测量不但可以获得节温器阀开始开启时的温度值以及完全开启状态时的温度值和升程，还可以获得任一温度下节温器阀的升程值，距离测量过程为非接触式测量，无需从水中取出节温器，因此该检测方法具有测量精度高，操作过程安全、便捷的优点。
需要注意的是，相位法激光测距是通过比较接收信号与发射信号的相位差(实际光程差)来求出相位延迟数值，从而换算出目标距离值。由于水的折射率约为1.33，空气折射率约为1.0，光在水中传播速度减慢，光程增大。因此在测量过程中应当确保节温器副阀高于水面，否则会因为光在水中传播的光程比实际距离偏大而引入测量误差。假设水面高出副阀距离为dh，光线往返dh的光程为Sh，空气折射率为n0，水的折射率为n1，测量误差为ε，则有：
Sh＝2dh·n1 (2)
ε＝2dh·(n1-n0) (3)
由公式(3)可知，测量误差ε与dh成正比，约为2dh/3，因此在测量过程中应当确保副阀略高于水面，避免引入测量误差。
本具体实施方式的工作原理为：激光测距模块负责实时获取距离信息，从而进一步获取节温器阀升程值，精度为1mm。温度测量模块用于实时获取水温值，精度为0.1℃。OLED显示屏模块用于同步显示距离值、温度值及对应温度下的升程值。按键控制模块用于切换装置工作状态(四按键分别对应蓝色“激光开启”、黄色“单次测量”、绿色“连续测量”、红色“激光关闭(测量停止)”功能)，在开始测量前需要使用激光器找准副阀平整处位置，因此需要通过蓝色按键开关开启激光器用于瞄准。测量开始时按绿色键开启连续测量，实时获取节温器阀的升程值。触摸开关：测量过程中需要在主阀开始开启前选定初始温度值T0及对应初始距离值D0，添加触摸开关用于触发初始值、升程值记录程序，将初始值与升程值于显示屏实时显示。使用触摸开关是为保证测量精度，若使用按键开关，在初始值记录时可能会导致仪器抖动，使得记录的初始值与真实初始值之间出现偏差，从而引入测量误差。电源模块：系统供电。主控器：Arduino UNO R3开发板(主控芯片为AVR单片机)激光测距模块：通为电器工业级相位激光测距模块；精度1mm；量程40米；测温模块：DS18B20温度传感器模块；显示模块：1.3寸OLED显示屏；分辨率128*64接口类型：IIC接口；按键模块：四位按钮模块；数字信号输出(按下低电平，释放高电平)；触摸开关：YwRobot点动电容式触摸传感器(按下低电平，释放保持高电平)；电源：南孚9V电池；
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置，其特征在于：它包括触摸开关、按键模块、电源模块、主控器、激光测距模块、测温模块、OLED显示模块；电源模块与主控器的电源端电性连接，触摸开关、按键模块与主控器单向电性连接，主控器的输出端与OLED显示模块单向电性连接，激光测距模块、测温模块与主控器双向电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置，其特征在于：所述激光测距模块通过支架固定，且支架距离地面1-1.5米。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光测距技术的节温器性能检测装置，其特征在于：所述主控器为Arduino UNO R3开发板，Arduino UNO R3开发板的主控芯片为AVR单片机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113778152A (zh) * 2021-09-14 2021-12-10 山西柴油机工业有限责任公司 一种船用柴油机冷却系统环形滑动式恒温器开启测量装置

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