专利名称：耐高温检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于非均温加热的耐高温检测装置，尤其涉及一种高温炉，属于耐高温检测和高温试验领域。
背景技术：
目前，现有的高温炉包括壳体、设置在壳体内壁上的加热单元以及控制加热单元功率的控制面板。待检测工件被放置于壳体内部，通过控制面板使得加热单元的加热功率达到相应的预设值，进而，对该待检测工件进行加热，加热到预定温度后，再对工件进行各种性能测试。然而，由于在这种高温炉中仅具有加热单元，故当待检测工件放入到这种高温炉中并开启电源使得加热单元加热后，加热单元的热量会从一个加热区域向另一个加热区域迅速释放，即热传递的速度非常快。因此，待检测工件的各个待检测区域(如上、中、下部·分)的温度大致相同，换言之，这种高温炉只能对待检测工件进行均温加热，这就存在冷却速度慢且不能直接进行非等温试验或热机械疲劳试验的缺点。对于一些在不同区域需要不同温度进行测试的待检测工件来说，这种现有的高温炉就不符合需求。
发明内容
为了实现非等温加热，本发明公开了一种耐高温检测装置，其用于对待检测工件进行加热。该耐高温检测装置包括壳体、温度检测单元、控制单元和至少一个第一加热单元和至少一个第一冷却单元，其中第一加热单元，设置于所述壳体内的第一位置上并对待检测工件的第一检测区域和第二检测区域进行加热；第一冷却单元，设置于所述壳体内的第二位置上并对所述待检测工件的第二检测区域进行冷却；温度检测单元，用于检测第一检测区域的第一实际温度值和第二检测区域的第二实际温度值并将其发送到控制单元；控制单元，与第一加热单元、第一冷却单元以及温度检测单元电连接，其内存储有分别相应于第一检测区域和第二检测区域的第一预设温度值和第二预设温度值，用于将第一实际温度值和第二实际温度值分别与第一预设温度值和第二预设温度值比较进而控制加热单元和冷却单元至少其中之一者。其中，第一位置与待检测工件的第一检测区域相对应，第二位置与待检测工件的第二检测区域相对应。优选地，耐高温装置还具有相应于壳体内的第二位置设置并对待检测工件的第二检测区域进行加热的第二加热单元。更优选地，耐高温装置还具有相应于壳体内的第一位置设置并对待检测工件的第一检测区域进行冷却的第二冷却单元。较优地，第一加热单元和第二加热单元均为电炉丝，其设置于壳体的内壁上。较优地，第一冷却单元和第二冷却单元均包括冷却管和空气压缩机，冷却管设置于壳体的内壁上，一端与空气压缩机相连通，另一端延伸出壳体。
可选择地，温度检测单元为温度传感器。 较优地，温度传感器为热电偶。较优地，第一加热单元设置在壳体上的第一位置和第一冷却单元被设置在壳体上的第二位置均能够调节的。这样第一加热单元和第一冷却单元可以相应于同一工件上前后几次待测的测试区域在壳体上进行适应性调节，或者相应于不同的工件进行适应性调节。本发明还公开了一种耐高温检测装置，包括壳体、温度检测单元、控制单元以及至少两个温度调节模块，其中至少两个温度调节模块，与壳体内的至少两个加热区域一一对应设置，其分别具有加热单元和冷却单元；温度检测单元，用于检测至少两个加热区域的各实际温度值并将其发送到控制单元；控制单元，与至少两个温度调节模块和温度检测单元电连接，其内存储有相应于至少两个加热区域的各预设温度值，用于将各实际温度值与各预设温度值比较进而至少控制至少两个温度调节模块的其中一个的加热单元或冷却单元。该耐高温检测装置用于对待检测工件进行加热，其中，两个加热区域中的其中一个与待检测工件的上部检测区域相对应，两个加热区域中的另一个与待检测工件的下部检测区域相对应。两个加热区域是彼此热连通的。较优地，两个温度调节模块在壳体上的位置是能够调节的。这样可以相应于同一工件上前后几次待测的测试区域进行适应性调节，或者相应于不同的工件进行适应性调节。本发明设计了可以对待检测工件进行非均温加热的耐高温检测装置，通过同时控制加热和冷却的控制器，控制加热单元和冷却单元的协同工作，实现了不均温加热，本发明对于模拟发动机和其它热端部件的温度环境是特别有利的，尤其对于发动机高温部件或零件的性能试验以及适航验证试验提供更合理的试验装置。
为了解释本发明，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中图I示出了根据本发明较佳实施方式的耐高温检测装置的立体图(去除了温度检测单元、控制单元以及空气压缩机等，并且，为了清楚起见，在壳体的一侧仅显示电炉丝，在另一侧仅显示冷却管)；图2示出了图I中的耐高温检测装置的正视图；图3示出了图I中的耐高温检测装置的后视图；图4示出了图I中的耐高温检测装置的俯视图；图5示出了图I中的耐高温检测装置的各单元的控制示意图；图6A示出了根据本发明第二种实施方式的耐高温检测装置的立体图(去除了温度检测单元、控制单元以及空气压缩机等)；图6B示出了图6A中的耐高温检测装置的正视图；图7A示出了根据本发明第三种实施方式的耐高温检测装置的立体图(去除了温度检测单元、控制单元以及空气压缩机等)；图7B示出了图7A中的耐高温检测装置的正视图；图8A示出了根据本发明第四种实施方式的耐高温检测装置的立体图(去除了温度检测单元、控制单元以及空气压缩机等)；图8B示出了图8A中的耐高温检测装置的正视图；图9A示出了根据本发明第五种实施方式的耐高温检测装置的立体图(去除了温度检测单元、控制单元以及空气压缩机等)；图9B示出了图9A中的耐高温检测装置的正视图；图IOA示出了根据本发明第六种实施方式的耐高温检测装置的立体图(去除了温度检测单元、控制单元以及空气压缩机等)；图IOB示出了图IOA中的耐高温检测装置的正视图；不同图中的相似特征由相似的附图标记指示。
具体实施例方式如图I-图4所示，耐高温检测装置包括壳体10、加热单元20、冷却单元30、温度检测单元40和控制单元50。具体地，壳体10由外壳体11、内壳体12和石棉13构成，外壳体11采用不锈钢钢板制成，其上开设有六个小孔和一个探口 14，每个小孔的直径与下述冷却管进出气口的外径一致，探口 14可用来观察内壳体12中待检测工件的情况。石棉13填充在外壳体11和内壳体12之间，主要起到隔温和保温的作用。内壳体12由陶瓷导热材料制成，其内壁大体上在上、中、下位置处竖直间隔地开设有六段环形凹槽。加热单元20由三段电炉丝21构成，其分别置于上、中、下三段环形凹槽中。冷却单元30包括三个空气压缩机(未示出)和三段冷却管32，该空气压缩机用于向冷却管32中供给压缩空气，该三段冷却管32分别地置于另外的上、中、下三段环形凹槽中(为了清楚起见，在图I-图4的一侧仅显示电炉丝，在另一侧仅显示冷却管，事实上，在同一侧既有电炉丝也有冷却管。)。其中，每一段冷却管32都具有进口端和出口端，进口端与一个空气压缩机连通，该空气压缩机可以对进口端的空气流量速度进行调节，出口端延伸出外壳体11外。温度检测单元40包括三个热电偶(未示出)，这些热电偶分别以上、中、下的布置方式布置在待检测的工件的待检测点上。参考图5，控制单元50为微控制器，其与电炉丝21、空气压缩机和热电偶电连接，微控制器50至少具有存储模块、比较模块和控制模块，其中，存储模块中存储有分别相应于上、中、下三个加热区域的预设温度值，通过比较模块对上、中、下三个加热区域的热电偶计算的实际温度值与微控制器50中的预设温度值进行比较，再通过控制模块来控制每段电炉丝的加热功率以及每段冷却管的空气流量，这样，可以让壳体10内上、中、下三段加热区域的温度存在一定的梯度，进而可以进行具有温度梯度的试验。具体来说，在待检测工件放入该耐高温检测装置之前，先将三个热电偶分别绑定在其待检测工件的上、中、下三个待检测点/待检测区域上，并预先分别地设定待测温度值(事实上，该待测温度值已经由检测人员事先确定，当耐高温检测完毕后再进行其他的参数验证以确认工件是否达标)。待检测工件放入耐高温检测装置后，接通电源使得电炉丝21、空气压缩机、微控制器50等开始工作，当对应的热电偶计算的实际温度值小于存储于存储模块的对应的预设温度值时，微控制器50的控制模块控制电源使得对应的电炉丝21的功率增大进而对应的加热区域的温度升高，反之，当相应的热电偶计算的实际温度值大于存储于存储模块的相应的预设温度值时，微控制器50的控制模块控制空气压缩机的流量阀使得在冷却管32中相应的压缩空气的流量增大进而对应的加热区域的温度降低。在这种较优的实施方式中，相比于常规的耐高温加热装置，增加了三段式冷却单元，冷却单元30是由空气压缩机和冷却管32组成，以此实现对耐高温加热装置内温度的冷却。同时，由于采用了综合控制电炉丝21的功率和冷却管32的空气流量的微控制器50，每段电炉丝21的加热功率通过微控制器50调节电炉丝21的功率档位开关来控制，冷却管32的空气流量通过微控制器50调节空气压缩机的控制阀进而对三段式冷却单元中各个冷却管32中空气流量进行控制。这样，耐高温检测装置内上、中、下三段的温度就存在一定的梯度，可以进行存在温度梯度的试验。如图6A-6B所示，在本发明的第二种实施方式中，也公开了一种可实现具有三段温度梯度的耐高温检测装置，除了压缩机、冷却管和电炉丝的数量以及设置位置外，其余结构与上述的第一种实施方式相同。在该检测装置中，仅具有一段大体上设置在壳体内壁中部上的电炉丝21a，大体上在壳体内壁的上部和下部设置有冷却管32a。这种实施方式适于·待测工件的中部加热区域的温度较高、上部和下部加热区域的温度相对较低的测试场合，例如，中部加热区域的预设温度范围为900-1100°C，上部和下部加热区域的预设温度范围为600-750°C，这样，当中部加热区域被电炉丝21a加热后，其热量在检测装置的壳体内很快被热传递到上部以及下部加热区域，即在没有冷却管的情况下上、中、下加热区域温度不会相差很多，当在上部和下部加热区域加设冷却管32a后，就能将这两个区域的温度控制在较中部加热区域的温度低的温度范围内。如图7A-7B所示，在本发明的第三种实施方式中，也公开了一种可实现具有三段温度梯度的耐高温检测装置，压缩机、冷却管和电炉丝的数量均与第二种实施方式相同或类似，仅仅在设置位置上有所区别。在该检测装置中，电炉丝21b大体上设置在壳体内壁的上部，两个冷却管32b分别大体上设置在壳体内壁的中部和下部上。这种实施方式适于待测工件的上部加热区域的温度较高，而中部加热区域的温度相对较低，下部加热区域的温度更低的测试场合，例如，上部加热区域的预设温度范围为900-1100°C，中部加热区域的预设温度范围为600-750°C，下部加热区域的预设温度范围为400-500°C。如图8A-8B所示，在本发明的第四种实施方式中，也公开了一种可实现具有三段温度梯度的耐高温检测装置，除了压缩机、冷却管和电炉丝的数量以及设置位置外，其余结构与上述的第一种实施方式相同。在该检测装置中，大体上在壳体内壁的中部和下部均设置有电炉丝21c和冷却管32c (相同或类似于第一种实施方式)，而大体上在壳体内壁的上部仅设置有一段电炉丝21c。这种实施方式适于待测工件的上部、中部和下部加热区域的温度逐渐变低的测试场合(类似于第三种实施方式)，例如，上部加热区域的预设温度范围为900-1100°C，中部加热区域的预设温度范围为600-750°C，下部加热区域的预设温度范围为400-5000C，然而，从控制角度上看，这种实施方式比第三种实施方式易于控制，从节能的角度上看，第三种实施方式更节能。如图9A-9B所示，在本发明的第五种实施方式中，公开了一种可实现具有两段温度梯度的耐高温检测装置，除了压缩机、冷却管和电炉丝的数量以及设置位置外，其余结构与上述的第一种实施方式相同。在该检测装置中，大体上在壳体内壁的上部(或下部)设置有电炉丝21d，而同时在壳体内壁的下部(或上部)设置有冷却管32d。这种实施方式用来测试那些只需测试两个待测加热区域的温度即可的测试场合。如图10A-10B所示，在本发明的第六种实施方式中，公开了一种可实现具有两段温度梯度的耐高温检测装置，除了压缩机、冷却管和电炉丝的数量以及设置位置外，其余结构与上述的第一种实施方式相同。在该检测装置中，大体上在壳体内壁的上部(或下部)设置有电炉丝21e，而同时在壳体内壁的下部(或上部)设置有电炉丝21e和冷却管32e。这种实施方式和第五种实施方式类似用来测试那些只需测试两个待测加热区域的温度即可的测试场合。然而，从控制角度上看，这种实施方式比第五种实施方式易于控制，从节能的角度上看，第五种实施方式更节能。本领域的技术人员应当可以理解，上述实施方式仅仅是本发明实现三段式和两段式非均温加热的几种方式而已，其并非穷举，如果待测工件上具有三段以上的加热区域，毫无疑问地，可以通过增加加热管和/或冷却管的方式来实现。另外，本领域的技术人员也可以理解，加热单元并不局限为电炉丝，冷却单元也不局限于空气压缩机和冷却管的配合上。只要能够实现加热和冷却，同时当设置在壳体内壁··上时能够耐受高温的元件或组件均可。再者，本领域的技术人员还应当可以理解，温度检测单元也不限于热电偶。最后，本领域的技术人员还应当可以理解，无论是电炉丝还是冷却管在壳体的内壁上均是可以以位置(如高度)可调的方式来设置的，这样就可以相应于同一待测工件上前后几次待测的测试区域进行适应性调节，或者相应于不同的工件进行适应性调节。本发明不以任何方式限制于在说明书和附图中呈现的示例性实施方式。在如权利要求书概括的本发明的范围内，很多变形是可能的。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本发明的范围。例如，装置可以具有不同类型的形状，由不同种类的材料制造该装置也是可能的。
权利要求
1.一种耐高温检测装置，其用于对待检测工件进行加热，所述耐高温检测装置包括壳体、温度检测单元、控制单元和第一加热单元和第一冷却单元，其中 所述第一加热单元，设置于所述壳体内的第一位置上并对所述待检测工件的第一检测区域和第二检测区域进行加热； 所述第一冷却单元，设置于所述壳体内的第二位置上并对所述待检测工件的第二检测区域进行冷却； 所述温度检测单元，用于检测所述第一检测区域的第一实际温度值和所述第二检测区域的第二实际温度值并将其发送到所述控制单元； 所述控制单元，与所述第一加热单元、第一冷却单元以及温度检测单元电连接，其内存储有分别相应于所述第一检测区域和所述第二检测区域的第一预设温度值和第二预设温度值，用于将所述第一实际温度值和所述第二实际温度值分别与第一预设温度值和第二预设温度值比较进而控制所述第一加热单元和所述第一冷却单元至少其中之一者。
2.根据权利要求I所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述耐高温检测装置还具有相应于所述壳体内的第二位置设置并对所述待检测工件的第二检测区域进行加热的第二加热单元。
3.根据权利要求2所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述耐高温检测装置还具有相应于所述壳体内的第一位置设置并对所述待检测工件的第一检测区域进行冷却的第二冷却单元。
4.根据权利要求3所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述第一加热单元、第二加热单元均为电炉丝，所述电炉丝设置于所述壳体的内壁上。
5.根据权利要求3所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述第一冷却单元、第二冷却单元均包括冷却管和空气压缩机，所述冷却管设置于所述壳体的内壁上，一端与所述空气压缩机相连通，另一端延伸出所述壳体。
6.根据权利要求I所述的耐高温检测装置，其特征在于，设置在所述壳体上的第一加热单元和设置在所述壳体上的第一冷却单元均能够根据所述待检测工件的所述第一检测区域和第二检测区域来调节所述第一位置和第二位置的。
7.根据权利要求1-3任一项所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述温度检测单元为温度传感器。
8.根据权利要求7所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。
9.一种耐高温检测装置，包括壳体、温度检测单元、控制单元以及至少两个温度调节模块，其中 所述至少两个温度调节模块，与所述壳体内的至少两个加热区域一一对应设置，其分别具有加热单元和冷却单元； 所述温度检测单元，用于检测所述至少两个加热区域的各实际温度值并将其发送到所述控制单兀； 所述控制单元，与所述至少两个温度调节模块和所述温度检测单元电连接，其内存储有相应于所述至少两个加热区域的各预设温度值，用于将所述各实际温度值与所述各预设温度值比较进而至少控制所述至少两个温度调节模块的其中一个的所述加热单元或所述冷却单元。
10.根据权利要求9所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述加热单元为电炉丝，其设置于所述壳体的内壁上。
11.根据权利要求9所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述冷却单元包括冷却管和空气压缩机，所述冷却管设置于所述壳体的内壁上，一端与所述空气压缩机相连通，另一端延伸出所述壳体。
12.根据权利要求9所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述温度检测单元为温度传感器。
13.根据权利要求12所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。
14.根据权利要求9所述的耐高温检测装置，其特征在于，所述至少两个温度调节模块在所述壳体上的位置是能够调节的。
全文摘要
一种耐高温检测装置，其中，第一加热单元设置于壳体内的第一位置上并进行加热；第一冷却单元设置于壳体内的第二位置上并进行冷却；温度检测单元用于检测第一检测区域的第一实际温度值和第二检测区域的第二实际温度值并将其发送到控制单元；控制单元与第一加热单元、第一冷却单元以及温度检测单元电连接，其内存储有分别相应于第一检测区域和第二检测区域的第一预设温度值和第二预设温度值，用于将第一实际温度值和第二实际温度值分别与第一预设温度值和第二预设温度值比较进而控制第一加热单元和第一冷却单元至少其中之一者。本发明可以同时对待检测工件加热和冷却，通过控制器，实现加热单元和冷却单元的协同工作，从而实现非均温加热。
文档编号G01M13/00GK102829975SQ201110163289
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月16日 优先权日2011年6月16日
发明者侯乃先, 杨坤 申请人:中航商用航空发动机有限责任公司