QCR1212F型墙体稳态说明书.docx
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QCR1212F型墙体稳态说明书
墙体稳态热传递性质检测设备
使用说明书
鑫科宇机电设备
：
9/6011
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1
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一、概述
QCR1212F型墙体稳态热传递性质检测设备是我公司经过多年研制，吸取了以往设备及其它厂家相关产品的经验教训，经过几代改进而开发的全自动检测系统，用于建筑构件及复合板式材料稳态热传递性质的检测，不仅能满足相关国家标准的检测方法、检测精度要求，更具备有：
全自动无故障运行功能。
自诊断、监测功能。
标定实验自动测试功能。
全过程存储实验记录、打印原始数据功能。
二、设备原理
依据GB/T13475-2008《建筑构件稳态热传递性质的测定标定和防护热箱法》，该装置为防护热箱法试验装置，它是基于一维稳态传热原理，模拟四季围护结构构件的传热，将构件置于两个不同温度场的箱体之间，热箱模拟室或夏季室外空气温度、风速、辐射条件；冷箱模拟室外或夏季室空调房间空气温度、风速。
经过若干小时的运行，整个装置均达到稳定状态，形成稳定温度场、速度场后测量试件两侧的表面温度、空气温度、热冷侧导流屏的表面温度、表面风速、计量箱壁外表面温差以及输入热箱的电加热器功率（输入热箱的风扇功率）等主参数后，就可以计算出试件的传热系数、试件不平衡热损、比热阻、热导率、热冷侧表面比热阻、总比热阻。
三、主要性能参数指标
1、计量箱控温围：
10～50℃
测量精度：
0.2℃
控温波动围：
0.01～0.1℃
2、冷室控温围：
-5～－21℃
测量精度：
0.2℃
控温波动围：
0.01～0.2℃
3、防护箱控温围：
10～50℃
测量精度：
0.2℃
控温波动围：
0.01～0.1℃
4、鼻锥外温差跟踪精度：
0.01～0.1℃
5、计量箱功率测控围：
10～400W，精度：
0.2级
6、计量箱稳态功率波动围：
0.1～1W
7、测试效率：
测试一个构件总耗时约：
11～13小时
8、试件外形尺寸：
长×宽×高＝1750×（≤350）×1750（mm）
9、设备外形尺寸：
长×宽×高＝2965×2385×2428（mm）
10、控制柜外形尺寸：
长×宽×高＝1600×1250×1100（mm）
11、计量单元尺寸：
长×宽＝1500×1500（mm）
12、配带动力：
交流380V，功率6kW，三相五线制
13、适用场地面积：
长×宽×高＝3960×6000×2628（mm）
四、温度点的布置数量
1、计量箱：
（共59点）
⑴表面：
每个壁面布置5点，5个面，共25点。
⑵计量箱空间：
分为上中下三层，每层3点，共9点，每点温度距试件表面距离为50～150mm。
⑶计量箱外表面每个壁面与表面对应布置5点，5个面，共计25点。
2、计量箱四框鼻锥处：
（共24点）
⑴鼻锥：
均布12点
⑵外鼻锥：
与鼻锥对应均布12点
3、计量箱导流屏表面温度：
（共9点）
分为上中下三层，每层3点，共9点，每点温度距试件表面距离为100～200mm。
4、试件（或标定时的标准试件：
容重不小于18kg、厚度为150～200mm、面积与洞口尺寸相符且已知热导G值的膨胀聚苯板）：
（共18点）
⑴热表面：
分上中下三层，每层3点，均布共9点；
⑵冷表面：
分上中下三层，每层3点，均布共9点；
5、冷箱空间：
（共9点）
分为上中下三层，每层3点，共9点，每点温度距试件表面距离为50～150mm。
6、冷箱导流屏表面温度：
（共9点）
分为上中下三层，每层3点，共9点，每点温度距试件表面距离为100～200mm。
共计：
128点
五、温度点的布置工艺路线
1、空间温度布点工艺：
⑴采用美国DALLASS一体化数字温度传感器；
⑵采用二极管套作为热辐射屏蔽罩；
2、试件（或标定时的标准试件）及热冷箱导流屏表面温度的布点工艺：
⑴采用美国DALLASS一体化数字温度传感器；
⑵所有探头部分用锡箔粘纸粘贴于相应的测试表面。
3、计量箱体表面（计量箱外壁外表面、计量箱鼻锥外表面）布点工艺：
⑴采用美国DALLASS一体化数字温度传感器；
⑵所有探头部分埋入被测表面，用锡箔粘纸封盖于探头表面，引线均扣于线槽。
六、设备结构说明
1.温度控制系统
从方法标准及设备原理看,测试的关键是一维稳态工况的创建是否真实准确,另外在标准中测试的采集记录条件规定也很详实:
当冷箱、计量箱和防护箱空气温度达到设定值后，监控各控温点温度，使之维持稳定，一维稳态的条件为：
a.4h之后,如果逐时测量得到计量箱和冷箱的空气平均温度tb和tc每小时变化的绝对值分别不大于0.1K和0.3K;
b.计量箱外壁温差△θ1和鼻锥外温差△θ2每小时变化的绝对值分别不大于0.1K和0.3K,且上述温度和温差的变化不是单向变化;
c.最后一次采样前4小时功率稳定不变，功率波动小于3%测量值。
则表示传热过程已经稳定。
可见对温度控制精度的要求很高，如果采用交流调控功率加热，即使增设精密稳压电源,随着设备进电电网电压的波动也很难保证温度的稳定和功率的恒定这一稳态的基本要求。
我公司采用稳压直流调控器，由计算机控制采用PID调解方法，彻底清除了进电电网的影响，不仅使计量箱，冷箱的温度控制相当稳定,而且稳态下的功率给定的恒定性也大大提高（见技术指标）。
2.微机系统
计算机输出信号经I/O和D/A转换控制相应执行元件，实现控温、计算、温度采集、打印测试报告、显示过程曲线等功能。
人机对话窗口可逐一显示每点温度值，并具备自诊断功能，即任意一点温度探头出现故障，计算机可自动排除该点产生的影响，并显示故障点位置，而影响整个测试过程的正常进行。
3.电气柜
实现微机系统与执行元件的强弱电转换，并安装有相应的显示仪表。
4.防护箱控温系统
该系统由小型制冷机组、加热补偿器件、轴流风机、气体混合器及管道构成，使计量箱外环境温度控制在一恒定值。
确保热量通过箱体散失最少。
5.防护箱体
防护的功能是使计量箱的5个壁面不受实验室环境的影响，通过控制防护箱的环境温度使试件不平衡热流量和流过计量箱壁的热流量减至最小。
同时可测得流过计量箱壁的热流系数。
⑴材料：
采用“挤塑板夹芯木板”外包装饰板制成（厚度为100mm）。
⑵外形尺寸：
2160×2160×1125（mm）
⑶所含主要元器件：
导流屏，混合风机，制冷机，加热器。
6.计量箱
计量箱的功能是在试件的热侧模拟并维持室或夏季室外热环境，它是由箱体五个壁面、导流屏、电加热器、热风气流通道、风速传感器、湿度传感器、外表面温度传感器、空气温度传感器、鼻锥、夹具组成。
⑴材料：
采用“挤塑板夹芯木板”（厚度为100mm）制成。
⑵腔尺寸：
1400×1400×410（mm）
⑶风速控制围：
0.2～3m/s
⑷结构特点：
采用计量箱和防护箱分体可移动式结构，实现计量箱和防护箱与试件框分别密封，独特的整体设计结构确保计量箱与试件可靠密封。
7.试件框
试件框的功能是用于安放测试试件，并且对试件起外防护功能。
独特的温度传感器安装方式，确保温度测点可于试件可靠结合，使温度测量更真实。
高强度的设计结构使承重能力可达2吨。
⑴材料：
挤塑板夹芯木板，外包装饰板制成。
⑵外形尺寸：
2160×2160×400（mm）
⑶洞口尺寸：
1760×1760（mm）
8.冷箱
冷箱的功能是在试件另一侧形成一个比计量箱温度低的稳定均匀温度场，以便在试件的两侧形成恒定的温差。
它是由箱体五个壁面、导流屏、电加热器、冷风气流通道、风速传感器、温度传感器、湿度传感器、夹具组成。
⑴材料：
采用“挤塑板夹芯木板”氩弧焊整体不锈钢胆，外表面装饰钢板制成。
⑵外形尺寸：
2160×2160×1050（mm）
⑶温度传感器布点数量：
空间9点。
⑷风速控制围：
0.2～3m/s
⑸结构特点：
◇采用蒸发器，空气加热管，轴流风机，积水排放管路一体化的结构不仅提高了控温精度和稳定性，而且便于设备保养和维护，节省使用空间。
◇采用“挤塑板夹芯木板”氩弧焊整体不锈钢胆，不仅使外形更加美观，而且由于采用层钢板全密闭结构，解决了由于冷室结露、积水，造成长期使用降低冷室保温效果的难题。
9.制冷机组
采用法国泰康制冷压缩机及进口膨胀阀，可实现使冷室温度下降至-20℃，该型制冷机组具有过压、过热、低温启动等多项自诊断保护功能，因此可做到在任何自然环境下终身免维护，长期无故障连续运行。
10.设备结构附图
七、稳态热传递性质测试软件界面简介
（一）稳态热传递性质测试软件主界面
注：
该界面中有两个按钮“测试”和“退出”，点取“退出”则返回操作系统界面，点取“测试”进入“热室表面界面”。
（二）热室表面界面
1.传感器（图中淡黄色圆点），鼠标在上面停留时显示该点位置温度值。
并能判定该传感器是否有故障。
2.界面切换控件（在界面左边），点取时在各个界面间切换。
（三）冷热室空间界面
（四）功率曲线界面
（五）温度曲线界面
3．界面中可显示功率和热室平均温度。
4．菜单栏（图中上部）：
（1）“系统”菜单：
点取时出现下拉菜单“手动”“打印”“退出”，
点取“手动”按钮，出现手动界面；点取“打印”按钮，
可打印当前界面；点取“退出”按钮，返回主界面。
（2）“测试”菜单：
点取时出现“数据设定”“测试”“采样值”“测试记录”“测试报告”等下拉菜单。
（3）“标定”菜单，点取时出现“标定实验”和“标定结果”下拉菜单，选取“标定实验”的“开始”则进行标定实验；选取“标定结果”的“1”或其它可查看标定结果。
（4）“帮助”菜单，点取时出现“容”“关于”“说明”等下拉菜单。
注：
上述中各个界面请参考软件，不在一一列出，在此针对手动界面、数据设定和标定界面中各项参数作以说明
（六）手动界面
1.粗大调整功率控制数。
2.调整功率控制数3.加热功率
说明：
1.空气温度：
该值为传感器测得的实际温度加权平均值
2.给定温度：
该值为数据设定的预定温度值
3.加热功率：
（图中标号3）该值为功率传感器测得的实际功率值。
4.粗大调整功率：
（图中标号1）该值为估计的所消耗功率控制数。
本系统的控温方法为当温度低于设定温度并且差值大于1℃时加热器将全功率加热，当温度低于设定温度并且差值小于1℃时加热器将以粗大调整功率控制数所对应的功率加热。
5.调整功率控制数：
（图中标号2）控制数所对应的功率将控制加热功率的最大值。
其修改方法为打开C:
\BWXNWT\ZWH.MDB中参数表，修改相应的Sq12、Sq22、Sq32。
其最大值为65535。
6.加热功率修订：
双击（图中标号3）显示零点偏移、量程系数，其中零点偏移表示测得的加热功率和实际功率的偏差，量程系数表示该示值的倍率。
7.比例：
该系数代表温度本次偏差和上一次偏差控制数的增长系数。
8.积分：
该系数代表实际温度和目标温度偏差控制数的增长系数。
9.微分：
该系数代表温度变化率和时间的系数。
10.给定温度保存：
用于保存控制时间。
11.传感器检测：
用于检测所有传感器工作是否正常。
12.其他：
见相应的功能说明。
（七）数据设定界面
该表格中应特别注意冷热室空气温度、计量箱壁热流系数M1、试件面积、采样间隔。
由于数据设定不小心出现（除上述项外）的设定错误，可打开C:
\BWXNWT\ZWH.MDB中的测试报告表对相应的错误进行修正，该修正不影响测试结果。
（八）标定界面
标定原理：
根据国家标准中相应的规定在试件两侧建立恒定的温差，热箱电暖气的加热功率应等于通过热箱向环绕空间散失的热量、试件不平衡热流量和通过试件向冷箱散失的热量的代数和。
标定时采用标准板（已知λ值），通过控制计量单元边界和防护单元的温差使试件不平衡热流量趋近于0，在某一温差下测定流过计量箱壁的热流系数M1。
八、稳态热传递性质检测设备操作步骤
1、安装试件：
在试件框的防护橡胶板上铺好塑料，将试件砌好后，晾干。
在试件的两侧各均布好9个传感器。
将试件框推入安装位置，先将计量箱和试件框夹紧，然后再将防护箱和试件框用夹具连接。
计量箱夹具松紧要适度，过度夹紧会造成计量箱和试件框面板的损坏。
2、将外部的连接插头按顺序连好。
3、先将控制柜上钥匙开关打开，再将计算机打开进入到“数据设定”界面，首先进行“数据设定”将要填充的容填入到表格中，填好后用“系统”菜单中的“离开”退出。
4、将“系统”菜单打开，点击“测试”中的“开始”就进行试验。
5、试验过程中，可以打开“系统”菜单中的“手动”设定试验的时间，设定后点击一下“给定时间保存”，试验就会按照所设定的时间进行。
6、试验过程中，不可打开测试箱体。
7、实验结束后，打印测试结果及测试报告。
8、关闭计算机和控制柜的电源。
9、拔开测试箱体的连接插头，分开测试箱体，冷箱的结露水珠用抹布檫干；清理掉被测试件，准备下一次试验。
九、注意事项及故障解决方法
（一）注意事项：
1、定期对设备进行维护。
2、在做完实验后应将试件箱拉出，将里面的潮气放出。
（二）故障解决方法：
1、计算机：
如果计算机由于病毒侵染或人为删除某些文件，造成系统无法运行，请先恢复系统，重新安装软件。
2、电气故障请与我公司售后服务部联系，派专人解决。
3、制冷机组应请制冷技术人员维修。
十、稳态热传递性质检测设备验收规程
一.验收方法：
1、温度传感器检定：
a.准确度：
用0.2级经计量的测温元件与系统中任意点的温度传感器探头用不漏水的塑料袋封装放置在装有自来水的保温杯中进行对比实验，不准确度应≤±0.25℃。
b.温差测定：
用0.2级经计量的测温元件与系统中任意点的温度传感器探头进行对比，使该点温度升高10℃，其温度差的测定精度应达到0.5级
2、功率检测：
使系统输出功率围：
10W～400W，将精度至少为0.2级的有功功率表串并联于电加热器回路中进行对比测定，功率的准确度应达到0.5级。
3、试件测试：
选取适宜尺寸（1760×1750）的试件，按测试要求安装在试件框的洞口处，启动控制系统进行两次测定，分别测得U1、U2，应满足U1≈U2，偏差应≤5％的精度要求
注：
在整个控温测试过程中应满足国家标准的有关要求（见GB/T13475-92）
十一、稳态热传递性质检测温度计量简图
将被测传感器和pt100铂电阻用不漏水的塑料袋封好放置在装有自来水的保温杯中进行比对。
也可放置在空气中，但温度易受影响，不易测量，而且测量的偏差较大。
十二、稳态热传递性质检测功率计量简图
十三、稳态热传递性质检测软件安装
1、将原有的C:
\BWXNWT\ZWH.MDB保存备份到其他硬盘。
2、在控制面板的添加删除程序将原有程序删除。
3、将软件光盘或硬盘中备份的安装软件打开，执行SETUP.EXE
4、安装完成后建立快捷方式，桌面的快捷方式图标上单击右键选取属性确认目标位置和起始位置。
5、将原先备份的ZWH.MDB恢复到C:
\BWXNWT\ZWH.MDB
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