蒸汽发生器及汽车风窗玻璃除霜除雾性能检测系统的制作方法

本发明涉及汽车检测设备技术领域，特别涉及一种蒸汽发生器及汽车风窗玻璃除霜除雾性能检测系统。

背景技术：

在汽车行驶过程中，经常遇到汽车风窗玻璃结霜起雾的问题,如果除霜除雾效果不佳,将严重影响驾乘的安全。提高汽车除霜除雾的性能是汽车设计开发阶段的一项重要工作,除霜除雾性能是国家标准强制检测的一项重要指标，gb11555-2009和gb11556-2009对车窗玻璃除霜、除雾性能和测试方法作出明确规定，该规定中要求在一定时间内，车窗档风玻璃的某些区域必须无积雾、积霜、积冰和积雪。

因此，传统技术中就提出了一种汽车风窗玻璃除霜除雾性能检测系统，以对汽车风窗玻璃的除霜除雾性能进行测试。而根据分析标准规定的技术指标可以发现，检测系统中的蒸汽发生器输出的蒸汽量是一个非常关键的指标，直接影响测试的结果。但是，传统技术中的蒸汽发生器，都无法对蒸汽量进行精确检测，使得蒸汽量不可控。

技术实现要素：

基于此，为解决上述问题，本发明提供一种蒸汽发生器及汽车风窗玻璃除霜除雾性能检测系统，可对产生的蒸汽量进行精确检测，使得蒸汽量准确可控。

其技术方案如下：

一种蒸汽发生器，包括水箱，与所述水箱连通的加热装置，与所述加热装置连通的排汽装置，以及与所述加热装置和排汽装置连接的控制装置；

所述加热装置包括与所述水箱连通的加热壳体，设置于所述加热壳体中的加热器，以及连通设置于所述加热壳体上的出汽管，所述排汽装置与所述出汽管连通；

所述控制装置包括控制电路，与所述加热器连接的第一功率控制器，以及设置于所述加热壳体的出汽管上的蒸汽流量传感器，所述蒸汽流量传感器和第一功率控制器均与所述控制电路通信连接。

所述水箱可以向所述加热装置供水，加热装置将水加热产生水蒸气，水蒸气进入所述排汽装置中，所述排汽装置会将水蒸气排出。在此过程中，所述控制装置可以对所述加热装置、排汽装置进行控制，从而控制所述加热装置产生水蒸气的速度和流量，并控制所述排汽装置排出水蒸气的速度和流量。而且，通过在所述控制装置中设置所述第一功率控制器和蒸汽流量传感器，可以利用所述蒸汽流量传感器对加热器产生的蒸汽流量进行检测，并根据检测结果利用所述第一功率控制器对所述加热器的功率进行调整，从而对加热器加热产生的蒸汽流量进行调整。从而可以形成蒸汽反馈调节系统，可以对蒸汽量进行精确检测，从而使得蒸汽量的产生准确可控。

下面对进一步技术方案进行说明：

进一步地，所述蒸汽流量传感器设置为质量流量传感器，所述质量流量传感器用于检测流过所述出汽管的蒸汽量。

进一步地，所述排汽装置包括与所述出汽管连通的蒸汽扩散室，以及设置于所述蒸汽扩散室上的喷汽嘴。

进一步地，所述蒸汽扩散室设置为圆筒状，多个所述喷汽嘴均匀地设置于所述蒸汽扩散室底部周侧。

进一步地，所述排汽装置还包括设置于所述蒸汽扩散室顶部的风机；

而所述控制装置还包括与所述风机连接的转速检测结构和第二功率控制器，所述转速检测结构和第二功率控制器均与所述控制电路通信连接。

进一步地，还包括保温壳体，所述水箱和加热装置均设置于所述保温壳体内部，所述排汽装置设置于所述保温壳体顶部上。

进一步地，还包括设置于所述保温壳体上的人机交互结构，所述人机交互结构与所述控制电路通信连接。

进一步地，所述人机交互结构包括设置于所述保温壳体上的交互显示屏和控制按钮，所述交互显示屏和控制按钮均与所述控制电路通信连接。

进一步地，还包括与所述控制电路、加热装置及排汽装置均电连接的电源模块，以及设置于所述加热壳体中的液位检测传感器，所述液位检测传感器与所述控制电路通信连接。

此外，本发明还提出一种汽车风窗玻璃除霜除雾性能检测系统，包括环境温度模拟装置，设于所述环境温度模拟装置内的测试台，设置于所述测试台上的如上所述的蒸汽发生器，可拆卸固定于所述测试台上的试件，以及与所述环境温度模拟装置、蒸汽发生器及试件连接的控制机构。

本发明具有如下有益效果：

1、满足gb11555-2009和gb11556-2009对车窗玻璃除霜、除雾性能和测试方法的规定和要求，适用于多种车型的汽车风窗玻璃除霜除雾性能的检测；

2、通过设置蒸汽反馈调节系统，实现蒸汽量的精确可控；

3、实现检测装置的自动化，减少调节误差，更准确的复现汽车风窗玻璃在实际使用中遭受的霜雾环境；

4、有助于提高高气压试验的自动化程度和规范化水平，对机载设备高气压试验和水深压力试验等同类试验具有显著的示范效应。

附图说明

图1是本发明实施例中所述蒸汽发生器的原理结构示意简图；

图2是本发明实施例中所述蒸汽发生器的立体结构示意简图。

附图标记说明：

100-水箱，101-壳体结构，110-进水口，200-加热装置，210-第一功率控制器，220-蒸汽流量传感器，300-蒸汽扩散室，310-喷汽嘴，400-风机，410-转速检测结构，420-第二功率控制器，500-控制电路，600-人机交互结构，700-出汽管，800-电源模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种汽车风窗玻璃除霜除雾性能检测系统，包括环境温度模拟装置，设于所述环境温度模拟装置内的测试台，设置于所述测试台上的蒸汽发生器，可拆卸固定于所述测试台上的试件，以及与所述环境温度模拟装置、蒸汽发生器及试件连接的控制机构。当试验时，通过所述控制机构控制所述蒸汽发生器将水蒸气喷射到所述试件上，而所述环境温度模拟装置可以模拟各种真实行车驾驶时汽车风窗处于不同环境温度的情况，因此所述试件上会根据模拟温度形成水雾或冰霜，此时所述试件再通过自加热功能来消除水雾或冰霜，从而可以检测汽车风窗玻璃的除霜除雾性能。

而且，如图1至图2所示，所述蒸汽发生器包括水箱100，与所述水箱100连通的加热装置200，与所述加热装置200连通的排汽装置，以及与所述加热装置200和排汽装置连接的控制装置。所述水箱100可以向所述加热装置200供水，所述加热装置200将水加热产生水蒸气，水蒸气进入所述排汽装置中，所述排汽装置会将水蒸气排出。在此过程中，所述控制装置可以对所述加热装置200、排汽装置进行控制，控制所述加热装置200产生水蒸气的速度和流量，并控制所述排汽装置排出水蒸气的速度和流量，以模拟车内乘员产生的水汽。

具体地，所述蒸汽发生器还包括壳体结构101，且所述壳体结构101可设置为保温壳体，所述水箱100、加热装置200及排汽装置均设置于所述保温壳体101内部，且所述排汽装置突出设置于所述保温壳体顶部。通过设置所述保温壳体，一方面可以形成框架结构对整个设备进行支撑，方便对整个设备进行模块化设计；另一方面，还可以对所述水箱100、加热装置200及排汽装置进行保温，特别是对所述加热装置200和排汽装置进行保温，避免低温环境下加热热量的损失、以及蒸汽热量的损失。此外，所述壳体结构101也可以设置为普通壳体，例如普通的金属壳体或塑料壳体。

而且，所述水箱100包括设置于所述保温壳体内部的箱体，以及设置于所述保温壳体上的进水口110，所述进水口110与所述箱体连通。通过所述进水口110便于往所述箱体中添加并储存水，以供给于所述加热装置200进行加热。而且，所述进水口110处还设置有盖体，可以对所述进水口110进行密封。此外，所述加热装置200包括与所述水箱100的箱体连通的加热壳体，设置于所述加热壳体中的加热器，以及连通设置于所述加热壳体上的出汽管700，所述排汽装置与所述出汽管700连通。所述水箱100中储存的水输送到所述加热壳体中，并利用所述加热壳体中设置的加热器对水进行加热，加热产生的蒸汽会从所述加热壳体中输送到出汽管700，并经过所述出汽管输送到所述排汽装置中，然后将蒸汽排出到试件上。而且，在本实施例中，所述加热壳体也可设置为保温结构，为加热的水进行保温。此外，所述箱体的底部与所述加热壳体的底部连通，这样便于将所述水箱100中的水输送到所述加热装置200中。此外，所述加热器可以设置为电加热器，且所述电加热器可设置于所述加热壳体的底部上方，所述出汽管700也连通设置于所述加热壳体的顶部，便于加热产生的蒸汽向上流入所述出汽管700中并输送到所述排汽装置中。

此外，所述排汽装置包括与所述出汽管700连通的蒸汽扩散室300，以及设置于所述蒸汽扩散室300上的风机400。所述加热装置300加热产生的蒸汽通过所述出汽管700进入所述蒸汽扩散室300中后，就可以排出到所述试件上进行试验检测。而且，通过在所述蒸汽扩散室300顶部设置所述风机400，可以将所述蒸汽扩散室300中汇聚的蒸汽根据需要扩散到外部。而且，所述蒸汽扩散室300也可以包括设置有保温层结构的汽室壳体，便于对蒸汽进行保温。此外，所述蒸汽扩散室300还包括设置于所述汽室壳体上的喷汽嘴310，通过所述喷汽嘴310便于向外部喷出蒸汽，以模拟人呼吸产生蒸汽的情形。进一步地，所述蒸汽扩散室300可设置为圆筒状，多个所述喷汽嘴310可均匀地设置于所述蒸汽扩散室底部周侧。这样便于从多个位置喷出蒸汽，以模拟多人呼吸产生蒸汽的情形。

而且，所述控制装置包括控制电路500，与所述加热器连接的第一功率控制器210，以及设置于所述加热壳体的出汽管700上的蒸汽流量传感器220，所述蒸汽流量传感器220和第一功率控制器210均与所述控制电路500通信连接。通过在所述控制装置中设置所述第一功率控制器210和蒸汽流量传感器220，可以利用所述蒸汽流量传感器220对加热器产生的蒸汽流量进行检测，并根据检测结果利用所述第一功率控制器210对所述加热器的功率进行调整，从而对加热器加热产生的蒸汽流量进行调整。从而可以形成蒸汽反馈调节系统，可以对蒸汽量进行精确检测，从而使得蒸汽量的产生准确可控。

进一步地，所述蒸汽流量传感器220可设置为质量流量传感器，所述质量流量传感器用于检测流过所述出汽管的蒸汽量(也可视作为所述加热器所加热产生的蒸汽量)。在gb11555-2009标准中，蒸汽量是指单位时间内蒸发的水的质量，即用质量流量来表示，而在检测时只能检测蒸汽的体积流量，因此在这里就涉及到一定质量的水转化为一定体积的水蒸气问题。水蒸气是液态水加热而变成的气态形式，一定质量的水经过加热变为水蒸气的体积是不一定的，和周围温度以及压强有关。对于所述蒸汽发生器，其蒸汽是通过把水加热到沸点产生，其工作环境压强也是标准大气压附近，由此，可以根据理想气体状态公式计算出一定质量的水通过加热产生的水蒸气体积。所以可以将理想气体状态公式改写为：

pv＝mrt

其中：p为压强，单位为pa；v是水蒸气体积，单位为m3；m为水的质量，单位为kg；t为温度，单位为k；r是一个比例系数。但是可知，在本申请中，压强p可以视作标准大气压，而水的质量m可以根据，温度t也是可知的(因为是将水加热到沸点汽化而得到的水蒸气)。根据规范要求，所述蒸汽发生器需要模拟产生n位乘客呼吸出的水蒸气。因此，根据以上理想气体状态公式，可以计算出蒸汽发生器的蒸汽体积流量。再根据蒸汽体积流量与蒸汽质量流量之间的换算关系，可以将蒸汽体积流量换算为蒸汽质量流量。

此外，所述控制装置还包括与所述风机400连接的转速检测结构410和第二功率控制器420，所述转速检测结构410和第二功率控制器420均与所述控制电路500通信连接。通过所述质量流量传感器对所述加热装置200的蒸气发生量进行监测，将检测到的蒸气量反馈到所述控制电路500，所述控制电路500可根据反馈情况调节所述加热装置200的加热功率和所述风机400的转速，从而在规定的时间内产生要求的蒸气量。当蒸气发生量达到要求的规定值后，就开始进行喷射到所述试件表面进行试验。而且，所述转速检测结构410可以检测所述风机400的实际转速，当需要减少所述蒸汽扩散室300向外排出的水蒸气时，所述控制电路500可以利用所述第二功率控制器420减小所述风机400的功率，以降低所述风机400的转速；当需要增加所述蒸汽扩散室300向外排出的水蒸气时，所述控制电路500可以利用所述第二功率控制器420增大所述风机400的功率，以提高所述风机400的转速。而通过所述转速检测结构410可以精确检测所述风机400的实际转速，从而能够对所述风机400的转速进行精确调节，这样就能够对所述蒸汽扩散室300排出到外部的蒸汽量进行精确调节。

此外，所述蒸汽发生器还包括设置于所述壳体结构101上的人机交互结构600，所述人机交互结构600与所述控制电路500通信连接。而且，所述人机交互结构600包括设置于所述壳体结构101上的交互显示屏和控制按钮，所述交互显示屏和控制按钮均与所述控制电路500通信连接。通过所述交互显示屏和控制按钮可设置各种试验参数，参数包括升压速率(或时间)、气压值、压力保持时间、降压速率(或时间)、气压值允许波动范围等，还可对所述加热装置、所述风机的转速、时间、水位和蒸气量等参数综合检测和控制。通过设置人机交互结构600，可以更方便地对整个设备进行控制和检测。此外，也可以将所述人机交互结构600与所述水箱、加热装置、排汽装置分开设置，并将所述控制电路500与所述人机交互结构600设置在一起，并将二者均设置在环境温度模拟装置外，避免受到试验环境的影响。

此外，所述蒸汽发生器还包括与所述控制电路500、加热装置200及排汽装置均电连接的电源模块800，以及设置于所述加热壳体中的液位检测传感器，所述液位检测传感器与所述控制电路500通信连接。通过所述电源模块800可以向所述控制电路500、加热装置200、排汽装置供电。而且，还通过在所述加热装置200中设置所述液位检测传感器，可以对所述加热壳体中水的液位进行实时检测，当所述加热壳体中水位较低或者缺水时，所述控制电路500可以控制断开对所述加热器供电，避免发生干烧而产生危险，提供断电保护功能。

本发明提出的蒸汽发生器包括水箱、加热装置、风机、蒸气量监测装置(即质量流量传感器和第一功率控制器)、控制结构(主要指所述控制电路)和人机界面(即所述人机交互结构)构成，由气体质量流量传感器实现对蒸气发生量的控制；通过控制装置对加热装置、风机转速、时间、水位、和蒸气量等综合参数检测和控制，通过人机界面与操作人员进行互动，实现智能化、自动控制。而包含所述蒸汽发生器的汽车风窗玻璃除霜除雾性能检测系统，满足gb11555-2009和gb11556-2009对车窗玻璃除霜、除雾性能和测试方法的规定和要求，适用于多种车型的汽车风窗玻璃除霜除雾性能的检测；通过设置蒸汽反馈调节系统，实现蒸汽量的精确可控；实现检测装置的自动化，减少调节误差，更准确的复现汽车风窗玻璃在实际使用中遭受的霜雾环境；有助于提高高气压试验的自动化程度和规范化水平，对机载设备高气压试验和水深压力试验等同类试验具有显著的示范效应。

此外，还需要理解的是，在本实施例中，术语“下”、“上”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、等所指示的位置关系为基于附图所示的位置关系；“第一”、“第二”等术语，是为了区分不同的结构部件。这些术语仅为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。

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。