专利名称：极端高低温环境试验方舱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种环境试验设备，具体涉及一种极端高低温环境试验方舱，用于 对小型柴油发电机组、静音型发电机组的极端高、低温环境试验。
背景技术：
发电机组广泛用于电信、财政金融部门、医院、学校、商业等部门、工矿企业 等特殊用途的独立电源。发电机组制造完毕后要进行一系列试验，其中最重要的就是要 在极端高低温的环境下进行全面的性能试验。目前，在发电机组制造行业，尚未见有标 准的环境试验室能在模拟极端高、低温环境条件(70°C -40°C)下，对整套发电机组和 静音型机组进行全面的性能试验。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种极端高低温环境试验方 舱，它能够模拟环境温度70°C -40°C中各档温度，对小型柴油发电机组、静音型发电 机组进行极端高、低温环境条件下各种电气性能的试验。实现上述目的的一种技术方案是一种极端高低温环境试验方舱包括一集装式 箱体、燃油加热器、电控柜、风道系统、制冷机组、冷热风循环系统及控制系统。其 中所述箱体自左至右依次通过左、右隔板分割成操作室、中隔室及测试室；所述操作室中安装所述电控柜及所述燃油加热器；所述中隔室作为气体混合及热量传递中心；所述左隔板的上端两头分别开设一吸风道进风口，所述右隔板上的上端开设一 内室风道进风口，中部开设一中隔层进风口；所述测试室中安装待测机组，该测试室的前、后侧面的上部分别开设一测试室 进风口，该测试室进风口内安装有风机；所述测试室的前侧面上还开设一测试室百叶 窗；所述风道系统包括两吸风道，该两吸风道设在所述操作室中，该两吸风道的一端与所述吸风道进 风口相接，该两吸风道的另一端与所述燃油加热器的进风口相接；两热风道，该两热风道的进风口与所述述燃油加热器的热风出口相接，该热风 道穿过所述中隔室与所述测试室相通；一内室风道，该内室风道位于所述测试室的上部，该内室风道的一端与所述内 室风道进风口相接，另一端位于所述测试室内，使所述中隔室和测试室的气流相通；所述制冷机组的外机安装在所述试验方舱的左端面外，所述制冷机组的蒸发器 安装在所述中隔室的中部，该蒸发器的上部与所述内室风道相通，下部与所述中隔层进 风口相接；
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所述热风循环系统包括冷却气流的循环，所述蒸发器组自动吸入所述中隔室内的空气，该空气在所述 蒸发器中进行热交换形成冷却气流，该冷却气流通过所述内室风道进入所述测试室，对 所述测试室和所述待测机组进行冷却，再通过所述中隔层进风口到达所述中隔室；加热空气的循环，所述燃油加热器通过所述吸风道自动吸入所述中隔室内的空 气，该空气在所述燃油加热器中进行热交换形成加热空气，该加热空气通过所述燃油加 热器的热风出口排出，再经过所述热风道进入所述测试室，对所述测试室和所述待测机 组进行加热，然后再通过所述中隔层进风口到达所述中隔室；待测机组的热流循环，所述待测机组内部的散热风机吸入所述测试室内的空 气，经过所述待测机组在运行过程中自身产生的热量加热成机组热流，该机组热流从所 述待测机组的排风口排出，通过所述中隔层进风口到达所述中隔室，再进入所述内室风 道到达所述测试室；新鲜空气的提供和自动热平衡，来自于所述测试室进风口的新鲜空气进入所述 测试室，该新鲜空气在所述测试室内与所述加热空气及所述机组热流依据所述电控柜提 供的条件自动混合；所述控制系统包括传感器、信号采集器、中央处理单元、控制设备、输入输出 接口及操作设备，所述中央处理单元包括CPU、数据转存模块、数据处理模块及功能转 换模块；所述操作设备包括人机界面或远程通讯；所述传感器通过数据总线与所述信号 采集器连接，所述信号采集器通过数据总线与所述CPU连接，所述CPU通过数据总线分 别与所述数据转存模块、数据处理模块及功能转换模块连接，所述功能转换模块通过数 据总线与所述控制设备连接，所述输入输出接口分别通过数据总线与所述CPU和所述操 作设备连接；通过所述人机界面或远程通讯输入设定的相关条件信号，这些相关条件信号通 过所述输入输出接口送至所述CPU，所述CPU发出数据采样信号至所述信号采集器，所 述信号采集器收集所述传感器发出的实时信号并回传至所述CPU，所述CPU将这些实时 信号通过所述数据处理模块进行数据运算并通过所述数据转存模块进行转存，再通过所 述功能转换模块转换成若干控制信号并传给所述控制设备，最后再通过所述输入输出接 口传送指令给操作设备。上述的极端高低温环境试验方舱，其中，所述人机界面或远程通讯输入的相关 条件信号包括温度信号、湿度信号及气压信号；所述传感器发出的实时信号包括标准电 压信号、标准电流信号、频率信号、热电偶信号及热电阻信号；所述控制设备包括变频 控制器、流量控制器、温度补偿器、仪表兼容器、数字校正器、位式调节器、平衡调温 调湿器；所述操作设备还包括自动风量调整装置、自动百叶窗角度调整装置、报警输出 装置、数据传送装置及打印装置。上述的极端高低温环境试验方舱，其中，所述制冷机组包括压缩机、空气冷却 器、膨胀阀、汽液分离器和风冷冷凝器。上述的极端高低温环境试验方舱，其中，所述燃油加热器包括电动机、油泵、 助燃风扇、雾化器、输油管、主燃烧室、电热塞、燃烧室及散热片。上述的极端高低温环境试验方舱，其中，所述两个吸风道竖向设置在所述操作
5室内的前、后侧；所述两个热风道横向地穿过所述中隔室并且分别位于所述测试室内的 下部前、后侧。上述的极端高低温环境试验方舱，其中，所述操作室的后侧面上设有一进风口 和一百叶窗，所述操作室的前侧面上设有一扇操作室门。上述的极端高低温环境试验方舱，其中，所述操作室中还安装一储油箱，所述 燃油加热器和所述储油箱均安装在一固定架上。上述的极端高低温环境试验方舱，其中，所述测试室的右端面上开设一扇测试 室门，该测试室门和所述测试室的前侧面上分别设有一观察窗。上述的极端高低温环境试验方舱，其中，所述燃油加热器的下方还设有一排烟 管，该排烟管的吸风口连接所述燃油加热器，该排烟管的排烟口穿过所述操作室的后侧 面，以将所述燃油加热器燃烧的废气排出所述试验方舱。本发明的极端高低温环境试验方舱的技术方案，采用标准集装箱的形式，内置 加温、制冷、控温、保温等装置，能够模拟环境温度70°C -40°C中各档温度，对小型 柴油发电机组、静音型发电机组进行极端高、低温环境条件下各种电气性能的试验。同 时，该试验方舱的标准集装箱的外型结构，能实现快速移动和露天停放使用，极大地方 便了用户的使用。
图1为本发明的极端高低温环境试验方舱的结构示意图；图2为图1中的A-A向剖视图；图3为图2中的D-D向剖视图；图4为图1中的B-B向剖视图；图5为图1中的C-C向剖视图；图6为本发明的极端高低温环境试验方舱在加热时的气体循环示意图；图7为本发明的极端高低温环境试验方舱在制冷时的气体循环示意图；图8为本发明的极端高低温环境试验方舱的控制系统结构框图。
具体实施例方式下面通过具体地实施例并结合附图对本发明的技术方案进行说明请参阅图1至图5，本发明的一种极端高低温环境试验方舱，包括一箱体100、 燃油加热器12、电控柜8、风道系统、制冷机组、冷热风循环系统及控制系统。箱体100为集装箱式，省去了建造试验室的昂贵费用和土地占用，能实现快速 移动和露天停放使用，极大地方便了用户的使用；箱体1自左至右依次通过左、右隔板 31、32分割成操作室10、中隔室17及测试室15。箱体100的内壁上还覆设有保温层， 保温层为硬质聚氨脂发泡加上少量的超细玻璃棉和岩棉，具有强度高，保温性有好等特 点ο操作室10中安装电控柜8及燃油加热器12，还安装一储油箱11，燃油加热器12 和储油箱11均安装在一固定架24上。操作室10的后侧面上设有一进风口 1和一百叶窗 9，操作室10的前侧面上设有一扇操作室门16。
燃油加热器12的下方还设有一排烟管22，该排烟管22的吸风口 23连接燃油加 热器12，该排烟管22的排烟口 7穿过操作室10的后侧面，以将燃油加热器12燃烧的废 气排出试验方舱。中隔室17作为气体混合及热量传递中心。左隔板31的上端两头分别开设一吸 风道进风口，右隔板32上的上端开设一内室风道进风口，中部开设一可调节大小的中隔 层进风口 5。测试室15中安装待测机组4，该测试室15的前、后侧面的上部分别开设一测试 室进风口 3，该测试室进风口 3内安装有配备变频器的风机，能根据电控柜6设定的参 数，依据测试室15内的具体温度情况，调节风机的转速。测试室9的前侧面上还开设一 测试室百叶窗18和一观察窗19 ；测试室15的右端面上开设一扇测试室门26，该测试室 门26上也设有一观察窗25。观察窗19和观察窗25的外框采用铝塑材料、双层防爆玻 璃，方便观察测试室15内机组设备的试验状况，外型整体美观大方。风道系统包括两吸风道20、两热风道14及一内室风道2。两吸风道20竖向设置在操作室10内的前、后侧，该两吸风道20的上端与吸风 道进风口相接，下端与燃油加热器12的进风口相接。两热风道14的进风口与燃油加热器12的热风出口 6相接，该热风道14横向地 穿过中隔室17与测试室15相通。内室风道2位于测试室15上部，该内室风道2的一端与内室风道进风口相接， 另一端位于测试室15内，使中隔室17和测试室15的气流相通。高温环境的实现本方舱采用燃油加热器12加热测试室15内的空气，利用内部的循环风机使室内 空气自动循环，以保持测试室15内温度的均勻和稳定。燃油加热器12主要由电动机、油泵、助燃风扇、雾化器、输油管、主燃烧室、 电热塞、燃烧室、散热片等组成；电动机带动油泵、助燃风扇及雾化器转动。油泵吸入 的燃油经输油管送到雾化器，雾化后与助燃风扇吸入的空气在主燃烧室内混合，被炽热 的电热塞点燃，在燃烧室内充分燃烧，经内壁的散热片，将热量传给冷空气，被加热的 气体在泵的作用下，在整个风道系统中循环，达到加热的效果，燃烧废气从排烟管22的 排烟口 7排出方舱。加热空气的循环为(请参阅图6)燃油加热器12通过吸风道20自动吸入中隔室 17内的空气，该空气在燃油加热器12中进行热交换形成加热空气200，该加热空气200 通过燃油加热器12的热风出口排出，再经过热风道14进入测试室15，对测试室15和待 测机组4进行加热，然后再通过中隔层进风口 5到达中隔室17。低温环境的实现本方舱采用采用成套制冷压缩机组冷却测试室内的空气，利用内部的蒸发器15 循环风机使室内空气自动循环，以保持测试室9内温度的均勻和稳定。制冷机组的外机28安装在试验方舱的左端面外，制冷机组的蒸发器27通过一固 定架14安装在中隔室11的中部，该蒸发器27的上部与内室风道2相通，下部与中隔层 进风口 5相接。制冷机组包括压缩机、空气冷却器、膨胀阀、汽液分离器和风冷冷凝器，用管
7道将室内外机连接成一个闭式的用制冷剂R22的循环系统，其工作过程如下液态的高 压制冷剂从冷凝器出来，经过膨胀阀节流降压后进入蒸发器27，借助管外空气的热量而 蒸发成低压蒸汽，然后被压缩机吸入并压缩至冷凝器，放热后冷凝成高压液体，从而完 成了一个制冷循环。测试室9内空气通过蒸发器15被冷却后被风机送回测试室9 ；由于压缩机、风 机的不断工作，测试室9内的温度不断下降，最终达到要求的低温设定值。冷却气流的循环为(请参阅图7)蒸发器27自动吸入中隔室17内的空气，该空 气在蒸发器27中进行热交换形成冷却气流200’，该冷却气流200’通过内室风道2进入 测试室15，对测试室15和待测机组4进行冷却，再通过中隔层进风口 5到达中隔室17。图6和图7还显示待测机组的热流循环及新鲜空气的提供和自动热平衡。待测机组的热流循环为待测机组4内部的散热风机吸入测试室15内的空气， 经过待测机组4在运行过程中自身产生的热量加热成机组热流300，该机组热流300从待 测机组4的排风口排出，通过中隔层进风口 5到达中隔室17，再进入内室风道2到达测试 室15 ；新鲜空气的提供和自动热平衡为来自于测试室进风口 3的新鲜空气400进入 测试室15，该新鲜空气400在测试室15内与加热空气200和冷却气流200’及机组热流 300依据电控柜8提供的条件自动混合。再请参阅图8，控制系统包括传感器51、信号采集器52、中央处理单元50、控 制设备53、输入输出接口 54及操作设备55。中央处理单元50包括CPU500、数据转存模 块501、数据处理模块502及功能转换模块503;操作设备53包括人机界面531、远程通 讯532、自动风量调整装置533、自动百叶窗角度调整装置534、报警输出装置535、数据 传送装置536及打印装置537;控制设备55包括变频控制器551、流量控制器552、温度 补偿器553、仪表兼容器554、数字校正器555、位式调节器556及平衡调温调湿器557。传感器51通过数据总线61与信号采集器52连接，信号采集器52通过与CPU500 连接，CPU500通过分别与数据转存模块501、数据处理模块502及功能转换模块503连 接，功能转换模块503通过数据总线62与控制设备53连接，输入输出接口 54分别通过 数据总线63与CPU500和操作设备55连接。通过人机界面531或远程通讯532输入设定的相关条件信号，这些相关条件信号 通过输入输出接口 54送至CPU500，这些相关条件信号包括温度信号、湿度信号及气压 信号；CPU500发出数据采样信号至信号采集器52，信号采集器52收集传感器51发出 的实时信号并回传至CPU500，传感器51发出的实时信号包括标准电压信号、标准电流 信号、频率信号、热电偶信号及热电阻信号；CPU500将这些实时信号通过数据处理模块 502进行数据运算并通过数据转存模块501进行转存，再通过功能转换模块403转换成若 干控制信号并传给控制设备53，最后再通过输入输出接口 54传送指令给操作设备55。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发 明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施 例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
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权利要求
1. 一种极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述试验方舱包括一集装式箱体、 燃油加热器、电控柜、风道系统、制冷机组、冷热风循环系统及控制系统， 所述箱体自左至右依次通过左、右隔板分割成操作室、中隔室及测试室； 所述操作室中安装所述电控柜及所述燃油加热器； 所述中隔室作为气体混合及热量传递中心；所述左隔板的上端两头分别开设一吸风道进风口，所述右隔板上的上端开设一内室 风道进风口，中部开设一中隔层进风口；所述测试室中安装待测机组，该测试室的前、后侧面的上部分别开设一测试室进风 口，该测试室进风口内安装有风机；所述测试室的前侧面上还开设一测试室百叶窗； 所述风道系统包括两吸风道，该两吸风道设在所述操作室中，该两吸风道的一端与所述吸风道进风口 相接，该两吸风道的另一端与所述燃油加热器的进风口相接；两热风道，该两热风道的进风口与所述述燃油加热器的热风出口相接，该热风道穿 过所述中隔室与所述测试室相通；一内室风道，该内室风道位于所述测试室的上部，该内室风道的一端与所述内室风 道进风口相接，另一端位于所述测试室内，使所述中隔室和测试室的气流相通；所述制冷机组的外机安装在所述试验方舱的左端面外，所述制冷机组的蒸发器安装 在所述中隔室的中部，该蒸发器的上部与所述内室风道相通，下部与所述中隔层进风口 相接；所述热风循环系统包括冷却气流的循环，所述蒸发器组自动吸入所述中隔室内的空气，该空气在所述蒸发 器中进行热交换形成冷却气流，该冷却气流通过所述内室风道进入所述测试室，对所述 测试室和所述待测机组进行冷却，再通过所述中隔层进风口到达所述中隔室；加热空气的循环，所述燃油加热器通过所述吸风道自动吸入所述中隔室内的空气， 该空气在所述燃油加热器中进行热交换形成加热空气，该加热空气通过所述燃油加热器 的热风出口排出，再经过所述热风道进入所述测试室，对所述测试室和所述待测机组进 行加热，然后再通过所述中隔层进风口到达所述中隔室；待测机组的热流循环，所述待测机组内部的散热风机吸入所述测试室内的空气，经 过所述待测机组在运行过程中自身产生的热量加热成机组热流，该机组热流从所述待测 机组的排风口排出，通过所述中隔层进风口到达所述中隔室，再进入所述内室风道到达 所述测试室；新鲜空气的提供和自动热平衡，来自于所述测试室进风口的新鲜空气进入所述测试 室，该新鲜空气在所述测试室内与所述加热空气及所述机组热流依据所述电控柜提供的 条件自动混合；所述控制系统包括传感器、信号采集器、中央处理单元、控制设备、输入输出接口 及操作设备，所述中央处理单元包括CPU、数据转存模块、数据处理模块及功能转换模 块；所述操作设备包括人机界面或远程通讯；所述传感器通过数据总线与所述信号采集 器连接，所述信号采集器通过数据总线与所述CPU连接，所述CPU通过数据总线分别与 所述数据转存模块、数据处理模块及功能转换模块连接，所述功能转换模块通过数据总线与所述控制设备连接，所述输入输出接口分别通过数据总线与所述CPU和所述操作设 备连接；通过所述人机界面或远程通讯输入设定的相关条件信号，这些相关条件信号通过所 述输入输出接口送至所述CPU，所述CPU发出数据采样信号至所述信号采集器，所述信 号采集器收集所述传感器发出的实时信号并回传至所述CPU，所述CPU将这些实时信号 通过所述数据处理模块进行数据运算并通过所述数据转存模块进行转存，再通过所述功 能转换模块转换成若干控制信号并传给所述控制设备，最后再通过所述输入输出接口传 送指令给操作设备。
2.根据权利要求1所述的极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述人机界面或远程通讯输入的相关条件信号包括温度信号、湿度信号及气压信号；所述传感器发出的实时信号包括标准电压信号、标准电流信号、频率信号、热电偶 信号及热电阻信号；所述控制设备包括变频控制器、流量控制器、温度补偿器、仪表兼容器、数字校正 器、位式调节器、平衡调温调湿器；所述操作设备还包括自动风量调整装置、自动百叶窗角度调整装置、报警输出装 置、数据传送装置及打印装置。
3.根据权利要求1所述的极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述制冷机组包括 压缩机、空气冷却器、膨胀阀、汽液分离器和风冷冷凝器。
4.根据权利要求1所述的极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述燃油加热器包 括电动机、油泵、助燃风扇、雾化器、输油管、主燃烧室、电热塞、燃烧室及散热片。
5.根据权利要求1所述的极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述两个吸风道竖 向设置在所述操作室内的前、后侧；所述两个热风道横向地穿过所述中隔室并且分别位 于所述测试室内的下部前、后侧。
6.根据权利要求1所述的极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述操作室的后侧 面上设有一进风口和一百叶窗，所述操作室的前侧面上设有一扇操作室门。
7.根据权利要求1所述的极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述操作室中还安 装一储油箱，所述燃油加热器和所述储油箱均安装在一固定架上。
8.根据权利要求1所述的极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述测试室的右端 面上开设一扇测试室门，该测试室门和所述测试室的前侧面上分别设有一观察窗。
9.根据权利要求1所述的极端高低温环境试验方舱，其特征在于，所述燃油加热器的 下方还设有一排烟管，该排烟管的吸风口连接所述燃油加热器，该排烟管的排烟口穿过 所述操作室的后侧面，以将所述燃油加热器燃烧的废气排出所述试验方舱。
全文摘要
本发明公开了一种极端高低温环境试验方舱，包括一集装式箱体、燃油加热器、电控柜、风道系统、制冷机组、冷热风循环系统及控制系统。箱体分割成操作室、中隔室及测试室。操作室中安装电控柜及燃油加热器；中隔室安装制冷机组的蒸发器；测试室中安装待测机组，测试室的前、后侧面的上部分别开设一测试室进风口；测试室的前侧面上开设一测试室百叶窗；风道系统包括两吸风道、两热风道及一内室风道。两吸风道的一端与吸风道进风口相接，另一端与燃油加热器的进风口相接；两热风道的进风口与燃油加热器的热风出口相接，热风道穿过中隔室与测试室相通；内室风道的一端与内室风道进风口相接，另一端位于测试室内，使中隔室和测试室的气流相通。
文档编号G01R31/34GK102012483SQ20101051007
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者庄衍平, 张清正, 蔡行荣, 郭国良 申请人:上海科泰电源股份有限公司