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空氣彈簧耐久試驗環(huán)境箱

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一、性能指標

 內部尺寸(長×寬×高):1900mm×845mm×1575mm,體積約2.5立方米。

溫度范圍:(-40~+120)℃。

溫度波動度≤±0.5℃。

高低溫低氣壓試驗.jpg

二、加熱系統(tǒng)

原理

風→蒸發(fā)器→加熱器→艙內。溫度傳感器實時監(jiān)測溫度,位于出風口。

應用寬帶壓迫平衡調溫系統(tǒng),通過快速收斂的PID自適應算法實現(xiàn)溫度的快速控制。運用溫度調和室,靜壓腔再加上離心風葉的強迫式風管系統(tǒng),保證冷熱充分的交換并均勻的通過頂部孔板均勻送風傳送到工作室(實驗區(qū)域)的每個空間,達到溫度的均勻性;為實現(xiàn)溫度的快速收斂,我公司與韓國三元公司合作開發(fā)了專用的、適用于本公司的PID自適應算法,該控制方式在控制過程中根據(jù)溫度情況不斷修正控制,達到收劍快,溫度過沖小,穩(wěn)定性高的控制目的。蜂窩選配。

加熱器:進口鎳鉻合金電加熱器。

加熱器控制方式:無觸點等周期脈沖調寬,SSR(固態(tài)繼電器)。

加熱系統(tǒng)

采用鱗片散熱式加熱管P.I.D控制加熱從而達到溫度平衡

采用裸露的螺旋鎳鉻加熱絲和絕緣陶瓷支架制作加熱器,表面負荷小,具有控溫靈敏、溫度滯后小的特點。

加熱器控制方式:PID+PWM+  SSR,固態(tài)繼電器進行無觸點過零觸發(fā)驅動加熱器工作,無接觸火花和噪音,使用壽命長。

加熱子系統(tǒng)校核計算

功率的計算選擇應考慮以下三條:

a.從初始狀態(tài),按規(guī)定時間要求實現(xiàn)加熱介質至設定溫度(工作溫度);

b.在工況條件下,發(fā)熱量足以維持介質溫度;

c.應有一定的安全裕度,一般取1.2;

d.從第a)、b)條選擇功率的較大者,乘以安全裕度就是應選的功率。

P 其中1.2為系統(tǒng)設計余量

特點

a.控溫精度高;

b.溫變速率良好;

c.應用寬帶壓迫平衡調溫系統(tǒng),通過快速收斂的PID自適應算法實現(xiàn)溫度的快速控制。運用溫度調和室,靜壓腔再加上離心風葉的強迫式風管系統(tǒng),保證冷熱充分的交換并均勻的通過頂部孔板均勻送風傳送到工作室(實驗區(qū)域)的每個空間,達到溫度的均勻性;為實現(xiàn)溫度的快速收斂,我公司與韓國三元公司合作開發(fā)了專用的、適用于本公司的PID自適應算法,該控制方式在控制過程中根據(jù)溫度情況不斷修正控制,達到收劍快,溫度過沖小,穩(wěn)定性高的控制目的;

 

4制冷系統(tǒng)

制冷方式

為了保證試驗室降溫速率和*溫度的要求,本試驗室采用一套二元復式制冷系統(tǒng),復迭式系統(tǒng)包括一個高溫級制冷循環(huán)和一個低溫級制冷循環(huán),熱量交換通過蒸發(fā)冷凝器實現(xiàn)

制冷組成

制冷系統(tǒng)包括冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機、冷卻設備等

工作原理

壓縮機吸入從蒸發(fā)器出來的較低壓力的介質,使之壓力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成壓力較高的液體,經(jīng)膨脹閥,成為壓力較低的液體后,送入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)而成為壓力較低的介質,再送入壓縮機的入口,從而完成制冷循環(huán)。

常溫降到-30℃啟動1級壓縮機,-30℃~-70℃啟動二級壓縮機。

控制原理

風→蒸發(fā)器→加熱器→艙內。溫度傳感器實時監(jiān)測溫度,位于出風口。

應用寬帶壓迫平衡調溫系統(tǒng),通過快速收斂的PID自適應算法實現(xiàn)溫度的快速控制。運用溫度調和室,靜壓腔再加上離心風葉的強迫式風管系統(tǒng),保證冷熱充分的交換并均勻的通過頂部孔板均勻送風傳送到工作室(實驗區(qū)域)的每個空間,達到溫度的均勻性;為實現(xiàn)溫度的快速收斂,我公司與韓國三元公司合作開發(fā)了專用的、適用于本公司的PID自適應算法,該控制方式在控制過程中根據(jù)溫度情況不斷修正控制,達到收劍快,溫度過沖小,穩(wěn)定性高的控制目的。蜂窩選配。

制冷系統(tǒng)校核計算

負荷計算:

工作空間:2400mm×1600mm×2100mm(長×寬×高)。

備艙體內,其熱負荷主要由內膽自身的鋼負荷(Pn)、負載負荷(Pf)、艙體內的空氣負荷(Pk)、圍護結構散熱(Pw)及電機與伴熱帶散熱(P’)。

根據(jù)負荷的種類,應用如下計算公式進行計算:

P=(Pn+  Pf+ Pk+Pw+P’)。

一、內膽負荷Pn

內膽負荷的基礎計算公式如下:

Pn=CMμν

C:比熱  kJ/kg.℃

M:質量  kg

μ:換熱效率(≤1.0)

ν:變溫速率(℃/S);

其中內膽負荷主要為結構性鋼性負荷,箱體內部結構主要由以下部分組成:a,等效內膽負載。b,空氣處理單元模塊。

1)鋼負載比熱容:C鋼=0.46kJ/kg.℃

2)三部分的鋼性負載重量M=Ma+Mb+Mc

內膽應包括空氣處理單元及隔板等各項面積,取內膽的尺寸為:

a、等效內膽負載重量計算:

Ma=ρ鋼Va

    =ρ鋼×S鋼×θ鋼

ρ鋼—不銹鋼的密度:7900kg/m3;

S鋼—內膽不銹鋼面積:

S鋼

θ鋼—內膽及外側保溫層等效厚度:

θ鋼

則有:Ma=442.38kg

b、等效風道模塊重量估算:

估算風道的總重量約為

Mb

c、等效空氣處理單元框架模塊重量估算:

空氣處理單元框架的重量約為:Mc

M=Ma+Mb+Mc

3)換熱效率:μ=1

4)變溫速率:△t=1℃/mim

Pn=

二、負載負荷Pf

負載負荷的基礎計算公式如下:

Pf=CMμν

C:比熱  kJ/kg.℃

M:質量  kg

μ:換熱效率(≤1.0)

ν:變溫速率(℃/S);

根據(jù)技術要求,則有如下信息:

C鋼=0.46kJ/kg.℃

負載換熱系數(shù):μ=1;

變溫速率:△t=1℃/mim

則有:Pf

空氣負荷Pk

負載負荷的基礎計算公式如下

Pn=CMμν

C:比熱  kJ/kg.℃

M:質量  kg

μ:換熱效率(≤1.0)

ν:變溫速率(℃/S);

上述計算公式中,

空氣的比熱容:  C空=1.4kJ/kg.℃;

空氣換熱系數(shù):μ=1.0;

艙內空氣的質量計算:

Mc=ρ空V

ρ空—常壓下空氣的密度:1.2kg/m3;

V— 常壓下艙內空氣體積:V

則有:Mc

變溫速率:△t=1℃/mim

根據(jù)公式計算如下:

Pk

維護結構傳熱

傳熱的基礎計算公式如下:

Pw=KS△t

K—傳熱系數(shù);

S—傳熱面積;

△t—艙體內外溫差;

上述計算公式中,

艙體周邊圍護結構的傳熱系數(shù):K=0.35W/(㎡·℃)

傳熱面積:Sw

假定艙內外的溫度差:△t=70℃

Pw

五、電機及伴熱帶散熱

傳熱的基礎計算公式如下:

電機根據(jù)設備內部尺寸與大約提供的風量,選取的鼓風機的功率大約在3KW

伴熱功率概算:

P’=θP+P”

θ—功率系數(shù);

P—電機功率;

P”—伴熱功率;

上述計算公式中,

熱功率系數(shù)θ=0.15

P”=0.9KW

P’=  0.15×3+0.9=0.9KW

六、由以上三部分的計算公式得出:

P其中1.2為系統(tǒng)設計余量。

制冷系統(tǒng)特點

a.全系統(tǒng)管路均作通氣加壓22kg檢漏測試;

b.加溫、降溫系統(tǒng)完全獨立;

c.配有本公司專業(yè)技術特點,防高溫高壓氣流同流開冷機損壞系統(tǒng);

d.所有冷凍系統(tǒng)動作程序,完全由微電腦控制器控制;

e.壓縮機底部有接水盤,能夠將結霜產生的凝露水收集起來;

f.壓縮機自帶PTC溫度傳感器,當壓縮機超溫時,實現(xiàn)超溫保護;

g.壓縮機自帶油壓保護器,實現(xiàn)壓縮機油壓保護;

h.高低壓保護裝置,在設備工作過程中對制冷劑的壓力進行監(jiān)控,一旦制冷劑壓力高于系統(tǒng)的極限壓力或低于系統(tǒng)所設定的*壓力,立刻發(fā)出報警,并切斷電源,直到故障排除;

i.制冷系統(tǒng)全使用進口品牌配件,質量可靠,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

自主開發(fā)的多路、多級節(jié)流系統(tǒng)(制冷系統(tǒng)):

本設備的制冷系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)不同工況設計不同的毛細主路、旁路、通過智通控制系統(tǒng)根據(jù)工況自動控制,自動調節(jié)的毛細管節(jié)流系統(tǒng),保證流量大小可調,達到了溫度變化的目的,而且溫度場變化均勻,溫度波動極小。

制冷壓縮機

采用世界*進的德國進口螺桿式壓縮機。

具有溫度、壓力高低警告和報警功能、具有調整并合理分配壓縮機運行時間功能、壓縮機具有不同比例的加載模式功能、合理分配進回氣管路,做到對稱、均衡;制冷量1112kW@-15℃

(低溫螺桿制冷量978  kW@-15℃,用于房間空氣循環(huán)系統(tǒng)制冷;高溫螺桿制冷量134  kW@-15℃,用于新風系統(tǒng)制冷)

壓縮機電機可直接啟動,并具有過載保護功能;

壓縮機具有油箱加熱器、干燥過濾器、手動閥門、壓力調節(jié)器和制冷劑視鏡。油氣分離器,其上需配備玻璃視窗,便于觀察油位;

冷凝器

高效水冷換熱器             

冷凝器換熱腔體設有收集托和排水管。冷凝器的水冷側安裝手閥和三通,便于日后清洗。其它換熱器,在水路一側,均按此方式處理;

蒸發(fā)器

復式擾流型親水鋁鰭片裝置。            

蒸發(fā)器設計有加熱除霜功能,以確保長時間低溫運行時蒸發(fā)器無霜,低溫連續(xù)運行時間大于3天;

換熱裝置

采用高效釬焊板式換熱器。             

制冷壓力測量

進口高精度壓力控制器,測量制冷壓力,并向中央控制器發(fā)送壓力信號

壓縮機冷量可結合控制器自動連續(xù)可調,吸排氣口安裝壓力傳感器,監(jiān)控壓縮機運行狀態(tài)。

冷卻方式

風冷。

壓縮機冷凝水

壓縮機系統(tǒng)及冷凝管路全部配置承水托盤,排水口處放置接水盒

制冷機控制方式

控制系統(tǒng)根據(jù)試驗條件自動調節(jié)制冷機的運行工況

循環(huán)水泵

低噪音管道泵強力送水循環(huán)

節(jié)流裝置

熱力膨脹閥、加厚毛細管

油分離器

將壓縮機排出的高溫高壓制冷劑氣體混有的冷凍油滴分離下來,并返回到壓縮機曲軌腔供壓縮機潤滑和降溫用

干燥過濾器

吸收制冷系統(tǒng)制冷劑中的殘留水分、酸性物質,和過濾掉系統(tǒng)中的固休雜質顆粒、銅削等,保護膨脹閥和毛細管的正常工作,不至于發(fā) 生冰堵和臟堵

制冷劑

采用臭氧耗損指數(shù)為0的環(huán)保制冷劑R404a/R23,此冷媒不被Montreal公約或倫敦修正案和新的美國環(huán)保署法律禁止的環(huán)保型制冷劑(不含CFC)。

一級制冷機組采用  R404A,二級制冷采用 R23;

除霜功能

在-40℃下連續(xù)進行低溫試驗96小時,試驗箱內不結霜。


5、控制系統(tǒng)

控制器

TFT,10寸真彩顯示屏幕PLC觸摸屏控制器+工控機控制系統(tǒng)等。LCD彩色液晶顯示。

電容觸摸屏控制器,操作方便、反應靈敏、控制精度高等優(yōu)點。

配備2路控制系統(tǒng),一路為本地控制,集成在環(huán)境箱上;另一路可通過電腦遠程控制。

本地及遠程均能對環(huán)境箱箱進行程序控制,能夠對溫度、時間進行設定,可以自由組合設定程序;能夠查找、存儲程序;具有故障報警和故障自診顯示功能;控制器具有與PC機通訊的接口,電腦配操作軟件。

人機界面

試驗過程中設備可定值運行,程序運行,預約功能,冷啟,熱啟,程序循環(huán),程序嵌入程序,斷電復位等功能。

配電柜

(1)開關柜由完整的電器部分組成,包含保險絲,熔斷保護,開關控制和其他常規(guī)元件,  主要電氣元件如總線模塊,電源模塊,變壓器,繼電器,控制器等。 (2)配電柜接線和電氣系統(tǒng)由*來設計并嚴格遵照安全規(guī)程進行安裝和材料選取,  并符合國內電氣相關規(guī)定。 (3)電氣需有接地監(jiān)控,符合國內電氣相關標準要求。 (4)電量計量:電器柜內增加智能電表,電表有通訊功能,可以讀取耗電量數(shù)據(jù)。

主要執(zhí)行電氣

選用SIEMENS、ABB品牌(或相當于同等品牌)。

畫面顯示功能

.溫濕度設定(SV)實際(PV)值直接顯示

.可顯示執(zhí)行程序號碼,段次,剩余時間及循環(huán)次數(shù), 運轉時間顯示

.程序編輯以及圖形曲線顯示

.具單獨程序編輯畫面,每頁可輸入4個段次溫濕度,時間

.定點或程序動作狀態(tài)顯示

.語言轉換可以切換中文/英文

.設備具有年、月、日及時間顯示,設備總的運行時間(0~99999小時、不可復零)、程序段運行時間顯示。可查看實時運行曲線。

.數(shù)據(jù)包括所有(熱電偶溫度,工況溫濕度參數(shù),單相、三相功率,電壓,單相、三相電流,頻率,冷媒壓力)測試參數(shù),進行自動采集、顯示

程序容量及

控制功能

.可使用的程序量:*120組,1個程序可由1~100段次組合而成,可使用的記憶容量:1200  SEGMENTS,可重復執(zhí)行命令:每一個命令可達999次;程序斜率設定可由時間軸來設定,程序間每段*可設定99小時99分鐘,最小一分鐘,可設定聯(lián)結使用;

.具有編輯,清除,插入等功能,4組時間信號輸出控制(可控制待測物ON/OFF動作),具有9組PID參數(shù)設定,程序執(zhí)行中具有跳段,保持功能;熒幕可作背光調整,可設定背光時間;熒幕顯示保護功能可做定時或手動關閉設定;程序復制,COPY, 連接功能,編輯實驗標題等程序編輯功能;

.PID自動演算和FUZZY控制功能;具有斷電程序記憶,復電后自動啟動并接續(xù)執(zhí)行程序功能;具有預約啟動及關機功能;具有日期,時間調整功能;按鍵及畫面鎖定(LOCK)功能

輸入輸出接口

預留模擬量及數(shù)字量輸入輸出接口(每種接口5個通道),可采集氣壓等其他信號,并將相關信號通過模擬量或數(shù)字量接口輸出給其它設備。

RS-232

通訊界面

.可連接計算機顯示曲線,資料獲取

.可做為監(jiān)控及遙控系統(tǒng)

.可做多臺機器同步控制

SD存儲卡

能夠選擇連續(xù)存儲、間歇存儲試驗曲線。數(shù)據(jù)曲線存儲容量64G. 配備標準USB接口,能將數(shù)據(jù)導出。

設定方式

中/英文界面、觸摸式輸入

運行方式

程序方式  / 定值方式

設定范圍

*溫度范圍上下限5℃

顯示分辨率

溫度0.1℃,時間1min,濕度0.1%RH。

有時間歷程顯示,最小采樣時間間隔為5秒,可進行設定。

自校準

具備自校準功能,并向用戶開放校準權限。

斷電記憶功能

可設定斷電恢復模式為:熱起/冷起/停止

預約開機功能

可隨意設定開機時間,打開電源后時間到機臺自動運行

溫度測量體

Pt100/0℃-4W,A級,SUSΦ3.2,

鉑電阻變送器

-40(0)~80℃/1~5VDC,

產品傳感器

配備兩套。產品傳感器可在工作室內任意位置移動、放置,用于被試件溫濕度檢測,并且提供接口,將溫濕度信息傳輸?shù)奖O(jiān)控設備或供其他設備使用。

濕度變換器

0~100%RH/4~20mA,  ±3%RH(  0℃以下時使用)

濕度傳感器采用電容式濕度傳感器。

壓力信號傳感器

測試范圍0~6MPa,測量精度要求  ±0.5%

數(shù)據(jù)采集

橫河數(shù)據(jù)采集器GM10系列

電器

空氣開關、接觸器、繼電器、漏電保護器、施耐德系列低壓電器

計算機與打印機

(一套)

曲線記錄功能

具有帶電池保護的RAM,可保存設備的設定值、采樣值及采樣時刻的時間;*記錄時間為60天(當采樣周期為1.5min時)

數(shù)據(jù)記錄

可保存設備的設定值和采樣值,可自動存儲數(shù)據(jù);存儲采樣間隔時間可以設置;可隨時調取查詢所存儲記錄中某一時段的數(shù)據(jù),可用EXCEL等軟件可以直接打開處理。

軟件使用環(huán)境

IBM PC兼容機,PⅡ以上CPU,128M以上存儲器,簡體中文Windows2000或簡體中文  WindowsXP作業(yè)系統(tǒng)

設定范圍

溫度:根據(jù)設備的溫度工作范圍調整(上限+5℃,下限-5℃)

輸 入

鉑電阻/DC  1~5V輸入

電器系統(tǒng)

經(jīng)過電磁兼容試驗滿足電磁兼容性國內標準要求;

附屬功能

(標準配置)

故障報警及原因、處理提示功能。

斷電保護功能,上下限溫度保護功能。

(報警功能示意圖以實際為準)

故障信息

設備出現(xiàn)故障時自動報警并切斷電源,在控制器上顯示出現(xiàn)的故障、可能原因分析。

自診斷功能

上下限溫度保護功能(聲光報警裝置),控制系統(tǒng)還具備自檢測、自診斷功能,自動進行故障顯示、報警;具有日歷定時開關機功能,設備可定時運行,到達設定時間后自動停機。







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