燃气轮机低温温度模拟系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃气轮机模拟系统，尤其涉及一种燃气轮机低温温度模拟系统。
【背景技术】
[0002]目前，例如GE、三菱、西门子和阿尔斯通等各大燃气轮机公司都有自己的半物理试验台。燃气轮机控制系统半物理试验台是在燃机采集数学仿真模型基础上，接入例如控制器、传感器和执行机构等部分实物到回路中进行控制系统的全状态仿真实验。在燃机控制系统半物理仿真试验中，燃机温度信号用热电阻/热电偶进行测量，其中热电阻测量压气机进口温度Tl，热电偶用来测量透平出口温度T4。热电阻/热偶信号模拟研究具有一定的难度与复杂性，国内在这方面的研究做得很少。
[0003]热电阻温度传感器通常采用以下几种方法:方法(I)利用继电器或电子开关切换精密电阻箱中不同电阻的组合得到可变的阻值。但是该方法的体积大，分辨率差，且因串接了继电器接触电阻而使精度下降。方法(2)利用数字电位器通过切换半导体电阻来得到可变的阻值。但是该方法串入较大的开关导通电阻、温度稳定性差，并且不能保证热电阻的精度，也难以具有较高的分辨率。方法(3)通过伺服电机驱动电位器得到可变的阻值。但是该方法体积大，需要采用高分辨率的编码器和AD转换器，因此成本高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的其中一个目的在于提供一种燃气轮机低温温度模拟系统，以解决现有技术中精密电阻箱体积大、成本高以及分辨率低的技术问题。
[0005]为此目的，本实用新型提出了一种燃气轮机低温温度模拟系统，包括:低温温度控制器、多个温度传感器以及与各个温度传感器一一对应的信号调理电路，至少两个电加热板和至少两个半导体制冷片组；各个温度传感器的信号输出端与相对应的信号调理电路的信号输入端连接；所述低温温度控制器的信号输入端与所述信号调理电路的信号输出端的连接，信号输出端分别与所述至少两个电加热板以及所述至少两个半导体制冷片组的信号输入端连接；其中，
[0006]所述多个温度传感器用于获取温度场中心部分的温度信号；
[0007]与各个温度传感器一一对应的信号调理电路用于对所述温度信号进行放大；
[0008]所述低温温度控制器用于根据所述放大后的温度信号生成控制信号分别传输至所述至少两个电加热板以及所述至少两个半导体制冷片组；
[0009]所述至少两个电加热板用于在温度场温度降低时根据控制信号对温度场进行加执.JtW ，
[0010]所述至少两个半导体制冷片组用于在温度场温度升高时根据控制信号对温度场进行制冷。
[0011]可选地，所述温度场为空心立方体，所述温度场的侧板与底板连接，顶板与其中一侧板可旋转连接。
[0012]可选地，所述温度场的侧板、底板和顶板采用金属铜制成。
[0013]可选地，所述多个温度传感器分别设置在所述温度场的顶板与底板的顶角区域。
[0014]可选地，所述多个温度传感器为铂热电阻。
[0015]可选地，所述至少两个半导体制冷片组设置在所述温度场的外部，并且分别固定在所述温度场的侧板上。
[0016]可选地，至少两个电加热板设置在所述温度场的外部，并且分别固定在所述温度场的剩余两个侧板上。
[0017]可选地，还包括直流风机，所述直流风机设置在所述温度场内部，并固定在所述温度场的底板上，用于实现温度场的温度均匀分布。
[0018]可选地，还包括与各个半导体制冷片组一一对应的轴流风机，所述轴流风机固定在相对应的半导体制冷片组的热面，用于及时排出相对应半导体制冷片组热面所产生的热量。
[0019]可选地，所述低温温度控制器采用STM32微处理器。
[0020]本实用新型实施例采用温度物理模拟方法，通过给温度传感器施加激励，可以将温度传感器包含在燃气轮机低温温度模拟系统中，从而可以克服现有技术中电子模拟温度传感器体积大、分辨率差和不稳定等问题。
【附图说明】
[0021]通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中:
[0022]图1是本实用新型实施例提供的一种燃气轮机低温温度模拟系统原理框图；
[0023]图2是本实用新型实施例提供的一种燃气轮机低温温度模拟系统结构示意图；
[0024]图3是本实用新型实施例提供的数字式电子器硬件连接示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0027]本实用新型实施例提供了一种燃气轮机低温温度模拟系统，包括:低温温度控制器、多个温度传感器以及与各个温度传感器一一对应的信号调理电路，至少两个电加热板和至少两个半导体制冷片组；各个温度传感器的信号输出端与相对应的信号调理电路的信号输入端连接；低温温度控制器的信号输入端与信号调理电路的信号输出端的连接，信号输出端分别与至少两个电加热板以及至少两个半导体制冷片组的信号输入端连接；其中，
[0028]多个温度传感器用于获取温度场中心部分的温度信号；
[0029]与各个温度传感器一一对应的信号调理电路用于对温度信号进行放大；
[0030]低温温度控制器用于根据放大后的温度信号生成控制信号分别传输至至少两个电加热板以及至少两个半导体制冷片组；
[0031]至少两个电加热板用于在温度场温度降低时根据控制信号对温度场进行加热；
[0032]至少两个半导体制冷片组用于在温度场温度升高时根据控制信号对温度场进行制冷。
[0033]与现有技术中相比，本实用新型实施例采用温度物理模拟方法，通过给温度传感器施加激励，可以将温度传感器包含在燃气轮机低温温度模拟系统中，从而可以克服现有技术中电子模拟温度传感器体积大、分辨率差和不稳定等问题。
[0034]如图1?3所示，本实用新型实施例提供的一种燃气轮机低温温度模拟系统包括:低温温度控制器100、电加热器或半导体制冷片组200、温度场300、温度传感器400和信号调理电路500。
[0035]其中，低温温度控制器100用于处理来自温度场300的实时温度数据，并结合温度指令生成控制电加热器或者半导体制冷片组200工作的温度控制指令。
[0036]如图3所示，低温温度控制器100还通过串行总线RS-422与上位机进行通信，将所接收到的温度信号传输至液晶显示单元，用于实现温度数据的实时显示功能，既可以显示热电阻采集的温度值，又可以显示各种工作状态，方便上位机进行实时状态监测。低温温度控制器100还通过串行总线RS-422与电加热器或半导体制冷片组200进行连接，根据计算得到的控制量输出PWM信号，完成对温度场300进行控制。另外，低温温度控制器100还包括同步串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)、电可擦写存储器(E2R0M)、联合测试工作组接口((Joint Test Act1n Group，JTAG)等，本领域技术人员可以根据具体情况进行设置，本实用新型不作限定。
[0037]如图1与图2所示，温度场300为空心立方体，热质为常压空气。其中温度场300的底板与侧板相连接，较优地，底板与侧板一体成型。温度场300的顶板可以打开，较优地，本实用新型实施例中，顶板与其中一侧板可旋转连接，即顶板一侧可以围绕该侧板的一侧活动；当顶板与所有侧边接触时，温度场300进行密封，使内部热量不易扩散；当顶板与围绕该侧板旋转时，此时温度场300内可以放置温度计或者其他测量设备进行温度测量。较优地，温度场300底板、侧板与顶板