CN211179006U - 电磁灶能效测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电器检测领域，特别是涉及电磁灶检测领域，更为具体的说是涉及电磁灶能效测试装置，包括恒温制水装置、重量测试器、测试用负载锅、测试电阻、数据采集器、以及数字电参数测试仪和电脑；所述测试电阻与数据采集器通过有线或者无线的方式联通，所述数字电参数测试仪与电脑之间通过有线或者无线的方式联通；还包括有测试台面，所述测试台面处设置有待测电磁灶电源插座。采用本实用新型所公开的技术方案后，电脑可自动判断水的温升是否在(75±1)K范围内，超出范围时，提示数据无效。符合电磁灶能效标准GB 21456‑2014《家用和类似用途电磁灶能效限定值及能效等级》要求。

Description

电磁灶能效测试装置

技术领域

本发明涉及电器检测领域，特别是涉及电磁灶检测领域，更为具体的说是涉及电磁灶能效测试装置。

背景技术

电磁灶作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理，电磁灶是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能(故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。

随着节能工作的必要性和迫切性不断增强，近些年来国家大力推动节能产品认证和能效标识管理制度，并且不断引导用户和消费者购买节能型产品。

近期的研究结果表明，制定和有效地实施新的能效标准和能源标识，提高产品的能效水平和消费者节能意识，在2020年将节电277.5TWh，约折合节能量1.29亿吨标准煤。二者共同的节电量相当于2020年中国城乡居民生活预计总用电量的56％，也就是说，通过制定和推广能效标准、实施能效标识，中国未来20年城乡居民生活用电量的预期增长可以减少近85％。到2020年，能效标准与标识的实施总共将减少1.10亿多吨的碳排放量；氮氧化物的减排量将达170万多吨；硫氧化物的减排量将达1833万吨；大气颗粒物减排量将达1035万吨。这些大气污染物排放量的显著减少能够大大缓解温室效应、光化学烟雾、酸雨等环境问题，对改善环境质量、提高人民生活质量作用匪浅。

目前，节能产品的标识主要是靠产品本身上贴附的“自我声明”，所谓“自我声明”实际上是生产厂家根据产品实际情况依据国家统一样式自我制作粘贴的，但是其能效标注必须向中国标准化研究院能效标识管理中心备案。这一制度在《节约能源法》和《能源效率标识管理办法》中都有明确的规定。

能效等级是表示家用电器产品能效高低差别的一种分级方法，按照国家标准相关规定，目前我国的能效标识将能效分为五个等级。等级1表示产品节电已达到国际先进水平，能耗最低；等级2表示产品比较节电；等级3表示产品能源效率为我国市场的平均水平；等级4表示产品能源效率低于市场平均水平；等级5是市场准入指标，低于该等级要求的产品不允许生产和销售。

电磁灶行业能效等级国家标准《GB21456-2014家用和类似用电磁灶能效限定值及能效等》于2014年4月28日发布，2015年1月1日正式实施。电磁灶能效标准实施，将推动行业进行产品升级、技术升级，有利于行业整体价值提升，进一步提升国内企业的国际市场竞争力；对社会而言，既有利于消费者节省使用成本，也有利于节能减排，因此，整个行业都在采取切实有效的措施，积极响应。

因此，研究开发适合于新的电磁灶行业能效等级国家标准要求的测试装置，并不断提高测试装置的精确度和准确性是本领域的研究重点，也是本领域技术人员的开发热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前电磁灶能效测试装置落后于行业标准的现状提供一种新的测试装置，同时提高其准确度和精确度，并尽可能的使其能够满足现行的大数据环境。

为了解决上述的技术问题，本发明公开了一种电磁灶能效测试装置，包括恒温制水装置、重量测试器、测试用负载锅、测试电阻、数据采集器、以及数字电参数测试仪和电脑；所述测试电阻与数据采集器通过有线或者无线的方式联通，所述数字电参数测试仪与电脑之间通过有线或者无线的方式联通；还包括有测试台面，所述测试台面处设置有待测电磁灶电源插座；

所述恒温制水装置包括有液位检测器，水温控制器，还包括有进水管、出水管和保温水箱，所述进水管与水箱连接，并且进水管上设置有进水控制阀，所述出水管与水箱连接，并且出水管上设置有出水控制阀，所述恒温制水装置内还设置有水温传感器，还包括有水温升温组件和水温降温组件，所述水温升温组件主要包括加热管，所述加热管连接至第一电源，所述水温降温组件包括蒸发器和降温压缩机，所述降温压缩机连接至第二电源；所述水温升温组件和水温降温组件均与水温控制器连接。

这里所说的保温水箱是指是指由保温层的水箱。

作为一种优选的技术方案，所述液位检测器为PLC检测器，包括PLC控制器、低水位传感器和高水位传感器，所述低水位传感器和高水位传感器分别固定设置在保温水箱内侧壁的允许最低水位处和允许最高水位处。

进一步优选的，还包括有溢水口，所述溢水口设置在高水位传感器的上边沿或者略高于上边沿处。

作为进一步优选的技术方案，所述恒温制水装置还包括有搅拌器，所述搅拌器主要包括搅拌电机和搅拌扇叶。优选的，所述搅拌扇叶位于保温水箱的底部。

作为一种优选的技术方案，所述测试电阻为测试电阻。

作为另一优选的技术方案，所测试电阻外侧设置有套管，所套管的管壁厚度等于或者略大于测试用负载锅锅盖开孔的内侧壁与测试电阻外侧壁之间的距离。

作为一种优选的技术方案，所述重量测试器为电子秤。

作为一种优选的技术方案，所述水温控制器为PLC控制器。进一步优选的，所述PLC控制器还与交互式控制面板连接。进一步优选的，所述的交互式控制面板为触摸屏。

优选的，在本发明中所说的进水控制阀优选为电磁阀，所述电磁阀与电磁阀控制器连接。进一步优选的，所述电磁阀控制器为电脑或者电脑和PLC控制器的组合。进一步优选的所述PLC控制器与液位检测器的PLC控制器集成在同一PLC上。

同时，作为优选，所述的出水管处还设置有水泵。

更为优选的是，还包括有变频电源，所述变频电源上还连接有调压器，所述调压器分别与数字电参数测试仪和待测电磁灶电源插座连接。

作为一种实际应用中的优选方案，还包括有工作台，所述恒温制水装置放置在工作台下面，所述的重量测试器、测试用负载锅、测试电阻、数据采集器、以及数字电参数测试仪和电脑均位于工作台上。

采用本发明所公开的技术方案后，电脑可自动判断水的温升是否在(75±1)K范围内，超出范围时，提示数据无效。符合电磁灶能效标准GB 21456-2014《家用和类似用途电磁灶能效限定值及能效等级》要求。同时由于该测试装置在铂电阻传感器上增加了一个套管，该套管填充锅盖开孔与铂电阻传感器的间隙，同时可针对不同的标准锅调节位置，确保铂电阻温度传感器与标准锅底部的距离符合标准要求；进一步的在本装置当中可以直接调节试验电压使得控制更加准确。另外，通过电脑可以将测试数据收集到数据库，进行分类管理、分析，掌握产品的质量趋势，为产品质量控制和产品改进提供依据和支持。

附图说明

图1是电磁灶能效测试装置示意图。

图2是恒温制水装置示意图。

图3是测试电阻与测试负载锅的配合面示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。

实施例1

结合图1和图2我们来看，在本发明中公开的电磁灶能效测试装置，包括恒温制水装置10、重量测试器，在本实施例中我们选用的是电子秤6、测试用负载锅5、测试电阻4、数据采集器2、以及数字电参数测试仪1和电脑13，当然我们看到如图1中示意的这里电脑包括主机(左侧)和显示屏(右侧)。同时，在本实施例中，我们采用测试电阻作为测试电阻4。

所述测试电阻4与数据采集器2通过有线或者无线的方式联通，在本实施例中根据图1我们看到测试电阻4测试电阻是通过一根数据导线和数据采集器2之间连接。

所述数字电参数测试仪1与电脑13之间通过有线或者无线的方式联通，在本实施例中我们采用无线联通的方式，利用无线、蓝牙等方式实现数据之间的传输；还包括有测试台面，由于在本实例中同时还设置有工作台30，所以可以将工作台上的一个区域作为测试台面，而无需进一步再设置重复的测试台面。当不存在工作台的时候，需要一个测试台面用以放置待检测的电磁灶样品7，在图1中我们看到所述测试台面处设置有待测电磁灶电源插座12；

然后我们结合图2来理解本发明公开的恒温制水装置，该恒温制水装置具体包括有液位检测器，水温控制器，还包括有进水管15、出水管20和保温水箱16，可以看到保温水箱是一个能够容纳水的箱体，其最外侧(用斜线表示的部分)具有保温层，所述进水管15与水箱16连接，并且进水管15上设置有进水控制阀14，在本实施例中优选为电磁阀，所述出水管20与水箱16连接，并且出水管20上设置有出水控制阀27，所述恒温制水装置内还设置有水温传感器24，还包括有水温升温组件和水温降温组件，所述水温升温组件主要包括加热管25，所述加热管连接至第一电源(外接电源未示出)，所述水温降温组件包括蒸发器17和降温压缩机18，所述降温压缩机18连接至第二电源(外接电源未示出)；所述水温升温组件和水温降温组件均与水温控制器连接。

特别的，在本实施例中结合图1和图2我们看到所述液位检测器为PLC检测器，包括PLC控制器9、低水位传感器26和高水位传感器23，所述低水位传感器26和高水位传感器23分别固定设置在保温水箱内侧壁的允许最低水位处和允许最高水位处，如图2 中所看到的那样。

进一步的，根据图2我们看到在恒温制水装置中还包括有溢水口22，所述溢水口22设置在高水位传感器的上边沿或者略高于上边沿处，主要是为了防止水箱内的水过多。

另外，作为优选的方案，在本实施例中我们看到所述恒温制水装置还包括有搅拌器 21，所述搅拌器主要包括搅拌电机和搅拌扇叶，根据图2中我们看到上部方形示意的是搅拌电机，下部的两个椭圆形示意为搅拌扇叶，进一步的我们可以结合图2看到作为优选的技术方案，所述搅拌扇叶位于保温水箱的底部。

特别需要注意的是，如图3中所示的，所测试电阻外侧设置有套管401，所套管401的管壁厚度等于或者略大于测试用负载锅5锅盖开孔的内侧壁与测试电阻4外侧壁之间的距离，如图3中所示的那样，在开孔与测试电阻之间存在有阴影部分的即为套管401。套管401用于测试电阻定位，确保测试电阻位于负载锅中心位置，距锅底10mm；同时还能减少测试过程中的热量损耗，提高测试精度。

作为一种优选的技术方案，所述水温控制器为PLC控制器。进一步优选的，所述PLC控制器还与交互式控制面板连接。进一步优选的，所述的交互式控制面板为触摸屏11。

另外前述的优选的电磁阀14与电磁阀控制器连接。进一步优选的，所述电磁阀控制器为本实施例中的电脑或者电脑和PLC控制器的组合。进一步优选的所述PLC控制器与液位检测器的PLC控制器集成在同一PLC上。

同时，作为优选，所述的出水管处还设置有水泵19。

更为优选的是，还包括有变频电源，所述变频电源上还连接有调压器8，所述调压器分别与数字电参数测试仪1和待测电磁灶电源插座12连接。

如图1至图3中所看到的，所述工作台30上方设有对准所述负载锅5的出水口3、与所述电脑13连接的数字电参数测试仪1和数据采集器2，所述数字电参数测试仪的型号可以选用横河WT310E，所述电脑13控制数字电参数测试仪1，该数字电参数测试仪1 用于采集待检测的电磁灶样品7的电压、电流、输入功率、耗电量等参数，所述电脑13 通过数据采集器2采集测试需要的温度、质量数据，所述数据采集器2连接测试电阻4，所述测试电阻4的感温头置于所述测试用负载锅5内，目的在于测量测试用负载锅5内的水温，该测试电阻4用于采集测试样品7工作过程中水的温度；

所述工作台30下方设有与所述变频电源29连接的调压器31和恒温制水装置10，该调压器31顺序连接所述数字电参数测试仪1和设于所述测试样品7上方的测试电源插座12；所述恒温制水装置10与所述电脑13连接，该恒温制水装置10设有PLC控制器8，所述PLC的型号为SIMATIC S7-1200，性能优越，可靠性高，该PLC控制器连接触摸屏11，所述触摸屏的型号为西门子TP700，该触摸屏11对水温进行设置。

具体的，电子秤6用于测量电磁灶能效测试用的负载锅5和水的质量；变频电源为测试样品7供电；电脑13用于采集测试样品7的试验数据、分析数据、恒温制水装置数据。

进一步的，所述恒温制水装置10设有水箱该水箱上侧设有连接进水电磁阀14的进水管15和搅拌器21，该搅拌器21的叶片穿过并置于水箱内；该水箱左侧从上往下依次设有压缩机18、出水管20及与该出水管20相连的出水控制阀27和水泵19，所述压缩机的型号为三菱NDJ33YEAT，出水管20出来的是设定温度的水，通过水泵19通过出水口3流出并进入测试用负载锅5中，该压缩机18的蒸发器17穿过并置于水箱内；所述水箱右侧从上往下依次设有溢水口22、高水位传感器23、水温传感器24、用于对水箱中的水进行加热的加热管25和低水位传感器26，该溢水口28是一个保护装置，如果在水箱补水过程中高水位传感器出错了，会一直进水，这时候水会从溢水口22流出来，防止水箱压力过大引起事故。

具体的，PLC控制器8采集低水位传感器26、高水位传感器23、水温传感器24反馈的信号，控制压缩机18、加热管25、进水电磁阀14、水泵19制备设定温度的试验用水。

其中，压缩机18用于降低恒温水箱里的水温；加热管25用于加热恒温水箱里的水，升高水温；低水位传感器26用于监控恒温水箱中的水位，当水达到高水位时，给PLC 控制器8反馈信号，PLC控制器8断开进水电磁阀14停止进水；高水位传感器23用于监控恒温水箱中的水位，当水达到低水位时，给PLC控制器8反馈信号，PLC控制器8 接通进水电磁阀14进行补水；水温传感器24用于采集恒温水箱中水的温度。

上述技术方案中测试电阻4为PT100铂电阻温度计，同时采用一根不锈钢管，把铂电阻元件封装在里面，引出导线，以达到保护铂电阻元件和抗电磁干扰的作用。

同时，在实际使用中优选采用Q235材质的测试用负载锅5，碳的质量分数小于0.08％，符合GB21456-2014标准要求。

作为一种实际应用中的优选方案，还包括有工作台30，所述恒温制水装置放置在工作台下面，所述的重量测试器、测试用负载锅、测试电阻、数据采集器、以及数字电参数测试仪和电脑均位于工作台上。如图1中所示那样。

利用本发明进行电磁灶热效率测试的过程如下：

第一步，根据经验将参考耗电量E1输入到电脑13中；根据测试样品的线圈盘直径选择对应的标准负载锅；

第二步，用电子秤7秤量负载锅和锅盖的质量，通过数据采集器10反馈到电脑13，记录为m2；

第三步，通过制水系统11制备测试需要的15℃±1℃的水；

第四步，将水加入到负载锅中，用电子秤7称量水的质量，通过数据采集器10反馈到电脑13，记录为m1；然后用铂电阻温度传感器4测量水温，通过数据采集器10反馈到电脑13，记录为T1；

第五步，通过电脑13控制数字电参数仪9开始测试测试样品的输入功率、电压，启动测试样品；

第六步，在电脑上输入参考热效率η0，推算出参考耗电量E0；或者按照经验直接输入参考耗电量E0；

第七步，电脑13通过数字电参数仪9监控测试样品的耗电量达到参考耗电量E0时，电脑13控制数字电参数仪9停止记录耗电量，同时将数字电参数仪9采集到的耗电量记录为E；

第八步，然后用铂电阻温度传感器4测量1min后的最高水温，通过数据采集器10反馈到电脑13，记录为T2；

第九步，电脑13将采集到的数据进行处理，得出测试样品的热效率值η(参考中国人民共和国国家标准GB21456-2014)，电脑13判断T2-T1是否在(75±1)K范围内。如不在(75±1)K范围内，测试无效，需调整参考热效率η0来调节参考耗电量E0，也可以通过电脑13监控水的温度来监控测试样品加热时间。

下面我们对恒温制水装置的制水部分的工作进行说明。

开机后，PLC控制器通过高水位传感器和低水位传感器对水位进行自检，如果水箱中的水位低于最低水位时，PLC控制器接通进水电磁阀进行补水，直到水位达到最高水位时，停止补水；当水位在最低水位和最高水位之间时，可以通过触摸屏或电脑控制，进行手动补水。

在触摸屏或电脑设定水温，PLC控制器通过水温传感器反馈的水箱内的水温与设定水温进行比较，当设定水温高于水箱水温时，PLC控制器通过加热管进行加热，同时搅拌电机开启，使水箱中不同位置的水温度均匀，直到水温达到设定水温时，断开加热管；当设定水温低于水箱水温时，PLC控制器通过压缩机对水箱中的水进行降温，同时搅拌电机开启，使水箱中不同位置的水温度均匀，直到水箱中的水温达到设定温度，停止压缩机工作，该恒温制水装置的制水温度可在5℃～20℃范围进行调节。

本发明所公开的检测装置通过调压器为测试样品提供电源；电脑通过数字电参数测试仪采集测试样品的电压、功率、耗电量等参数，通过电子秤采集负载锅的质量和水的质量，通过测试电阻采集初始水温和被测样品工作时的实时水温；电脑通过上述收集的数据计算测试样品的热效率。测试人员可以通过触摸屏对恒温制水装置的水温进行设置。

测量测试样品的待机和关机功率时，电脑通过数字电参数测试仪采集测试样品的功率、测试时间、耗电量，然后计算测试样品的待机功率和关机功率。

以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.电磁灶能效测试装置，其特征在于：包括恒温制水装置、重量测试器、测试用负载锅、测试电阻、数据采集器、以及数字电参数测试仪和电脑；所述测试电阻与数据采集器通过有线或者无线的方式联通，所述数字电参数测试仪与电脑之间通过有线或者无线的方式联通；还包括有测试台面，所述测试台面处设置有待测电磁灶电源插座；

所述恒温制水装置包括有液位检测器，水温控制器，还包括有进水管、出水管和保温水箱，所述进水管与水箱连接，并且进水管上设置有进水控制阀，所述出水管与水箱连接，并且出水管上设置有出水控制阀，所述恒温制水装置内还设置有水温传感器，还包括有水温升温组件和水温降温组件，所述水温升温组件主要包括加热管，所述水温降温组件包括蒸发器和降温压缩机；所述水温升温组件和水温降温组件均与水温控制器连接。

2.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述液位检测器为PLC检测器，包括PLC控制器、低水位传感器和高水位传感器，所述低水位传感器和高水位传感器分别固定设置在保温水箱内侧壁的允许最低水位处和允许最高水位处。

3.根据权利要求1或2所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：还包括有溢水口，所述溢水口设置在高水位传感器的上边沿或者略高于上边沿处。

4.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述恒温制水装置还包括有搅拌器，所述搅拌器主要包括搅拌电机和搅拌扇叶。

5.根据权利要求4所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述搅拌扇叶位于保温水箱的底部。

6.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述测试电阻为测试电阻。

7.根据权利要求1或6所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所测试电阻外侧设置有套管，所套管的管壁厚度等于或者略大于测试用负载锅锅盖开孔的内侧壁与测试电阻外侧壁之间的距离。

8.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述重量测试器为电子秤。

9.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述水温控制器为PLC控制器。

10.根据权利要求9所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述PLC控制器还与交互式控制面板连接。

11.根据权利要求10所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述的交互式控制面板为触摸屏。

12.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：进水控制阀为电磁阀，所述电磁阀与电磁阀控制器连接。

13.根据权利要求12所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述电磁阀控制器为电脑或者电脑和PLC控制器的组合。

14.根据权利要求13所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于：所述PLC控制器与液位检测器的PLC控制器集成在同一PLC上。

15.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于，所述的出水管处还设置有水泵。

16.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于，还包括有变频电源，所述变频电源上还连接有调压器，所述调压器分别与数字电参数测试仪和待测电磁灶电源插座连接。

17.根据权利要求1所述的电磁灶能效测试装置，其特征在于，还包括有工作台，所述恒温制水装置放置在工作台下面，所述的重量测试器、测试用负载锅、测试电阻、数据采集器、以及数字电参数测试仪和电脑均位于工作台上。

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