CN113916935B - 一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽以及校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽以及校准方法,属于门窗保温性能检测校准技术领域,包括槽体、固定在槽体开口处的承载面板、安装在承载面板上用于搅拌槽体内介质的搅拌***、安装在所述承载面板并延伸于槽体内部的控温传感器、与控温传感器连接的控制***、设置在槽体内使槽内的介质升温的加热***、设置在槽体内使槽内的介质降温的制冷***,该用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽以及校准方法,恒温油槽精度高,升降温速率快,对门窗保温性能检测装置温度传感器实现现场在线校准,实现了对门窗保温性能检测装置温度参数的校准,并实验验证了可行性。
Description
技术领域
本发明属于门窗保温性能检测校准技术领域,具体涉及用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽以及校准方法。
背景技术
我国是一个建筑大国,现有建筑绝大部分为高能耗建筑,且每年以17~18亿平方米的速度新建,其中新建95%以上仍是高能耗,如果继续执行节能低水平的设计标准,能耗负担持续加重,国民经济发展速度受到很大影响,因此,对于新建建筑节能水准要严格把关,既有建筑节能改造力度也需加大,而门窗作为最容易造成能量损失的部位,其保温性能对节能减排至关重要,在房屋的建造过程中,外门墙保温、窗门隔温成为节能减排重点关注的问题之一;
门窗保温性能检测装置实现门窗热传热效果的量值评估,检测装置的精准直接影响到量值评价的准确性,是实现建筑节能的基础环节;其各位置温度传感器参与计算热传递系数计算公式;
门窗保温性能检测装置温度传感器数量多,以前检测方法是从经过筛选的铜-康铜热电偶中任选其中一支送计量部门检定,其他的进行比对,这种方法准确性较低,筛选送检的传感器离线校准,没有考虑温度显示***的影响,且其他传感器和送检传感器的比对受环境、实验人员影响,随机性较大;后来,随着多通道温度巡检仪、多通道温度数据采集仪设备的发展,部分检测人员用多通道巡检仪与门窗保温性能检测装置的温度传感器放置在一起,现场比对,但是同样受传感器放置位置、环境和实验人员等因素影响大,准确率不能得到有效保证,因此需要研发一种检测方法来解决现有的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽以及校准方法,以解决门窗保温性能检测装置校准准确率不能得到有效保证的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽,包括槽体、固定在槽体开口处的承载面板、安装在承载面板上用于搅拌槽体内介质的搅拌***、安装在所述承载面板并延伸于槽体内部的控温传感器、与控温传感器连接的控制***、设置在槽体内使槽内的介质升温的加热***、设置在槽体内使槽内的介质降温的制冷***;
其中,所述槽体通过隔板分成互通的混合区和工作区,所述控温传感器、加热***、制冷***均设置于混合区内。
优选的,所述搅拌***包括搅拌电机、搅拌桨叶、连接所述搅拌桨叶和搅拌电机的传动杆;
所述搅拌电机固定于承载面板上,其输出轴上固定连接传动杆并延伸至所述混合区内,且所述传动杆位于混合区的中心位置,所述混合区内设置的加热***和制冷***均沿所述传动杆周设,且所述搅拌桨叶延伸至加热***和制冷***的下方,所述搅拌桨叶转动使介质在所述混合区与所述工作区内流动。
优选的,所述隔板位于槽体的中点位置使混合区和工作区的容积相同,且所述隔板上端面与所述承载面板形成的上间距和所述隔板下端面与所述槽体底面形成的下间距相同,所述上间距和下间距为所述隔板高度的1/5,且所述隔板高度为所述槽体深度的4/5。
优选的,所述控温传感器位于所述混合区,且所述控温传感器位于所述隔板和所述制冷***之间,其距离所述隔板的间距为3cm-5cm,所述控温传感器的下端面与所述搅拌桨叶的下端面位于同一水平线。
优选的,所述承载面板上开设有两个传感器插孔,所述传感器插孔位于所述工作区上方,当传感器从所述传感器插孔中***时探测到所述工作区内介质的温度,且两个所述传感器插孔的间距为工作区直径的4/5。
本发明另提供一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽的校准方法,包括以下步骤:
步骤1:将冷室空气点传感器和热室空气点传感器从原安装位置拆卸,打开门窗保温性能检测装置的配套检测程序,检查程序是否正常显示数据;
步骤2:将标准铂电阻和冷室空气点传感器放入恒温油槽中,浸入介质深度大于3cm;并将标准铂电阻与电测设备连接;
步骤3:将恒温油槽设置在-20℃,恒温油槽工作稳定20min后,读取标准铂电阻和温度传感器温度值;
步骤4:间隔5min后读数标准铂电阻和温度传感器温度值;
步骤5:计算标准铂电阻温度计的两次平均值和被校的温度传感器四次读数的平均值,得到该校准点的测量误差值;
步骤6:将恒温油槽设置在20℃,再将热室空气点的温度传感器放入恒温油槽中,继续执行步骤2-步骤5;得到冷室空气点传感器和热室空气点传感器的平均值。
优选的,所述方法还包括以下步骤:步骤7,计算标准不确定度;所述计算标准不确定度包括以下步骤:
步骤71、建立数学模型
式中:
△t表示冷室空气点传感器测量误差;
步骤72、通过以下公式计算灵敏系数,灵敏度系数就是权重系数,表示不确定度因素对最终结果的不确定度的影响程度,例如灵敏度系数为2,代表这个因素变化1,结果变化2.至于灵敏度系数的计算,通过导数求,
c1表示冷室空气点传感器显示平均值变化对冷室空气点传感器测量误差的影响权重系数;
c2表示铂电阻温度计的读数平均值变化对冷室空气点传感器测量误差的影响权重系数;
步骤73、计算铂电阻温度计的标准不确定度u2,标准铂电阻温度计引起的温度的不确定度可用周期稳定性评估为±0.018℃,得到:
步骤75、计算恒温槽温度不均匀性的标准不确定度u4,在100℃时,恒温槽的允差a=0.02℃,得到
步骤76、计算恒温槽温度波动的标准不确定度u5,恒温槽温度变化不会超过0.02℃/10min,得到:
步骤77、计算升温速率对动作温度的标准不确定度u6,试验升温速率为1℃/min时对动作温度的影响最大不超过0.25℃,得到:
对被校准门窗保温性能检测装置的温度传感器的短期不稳定性带来的不确定度,采用A类方法进行评定:所述A类评定方法包括:
在-20℃时对冷室空气点传感器,分辨力为0.1℃,在重复性条件下进行十次重复测量,得到测量数据-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,-20.0℃,-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,计算得到
s表示单次测量的实验标准差;
i表示第i次重复测量;
n表示重复测量数据的总次数;
xi表示第i次测量的冷室空气点传感器显示值;
实际测量以2次测量平均值作为测量结果,则:
s表示单次测量的实验标准差;
被校准门窗保温性能检测装置的温度传感器分辨力为0.1℃,采用B类评定方法,所述B类评定方法包括:区间半宽为a=0.05℃,该分布服从均匀分布,得:
所述铂电阻标准不确定度包括铂电阻温度计周期稳定性标准不确定度电测设备测量误差标准不确定度铂电阻温度计水三相点阻值变化引入的铂电阻温度计水三相点标准不确定度恒温槽温度不均匀引入的恒温槽标准不确定度和恒温槽的温度波动性引入的恒温槽的温度波动性标准不确定度
本发明的技术效果和优点:该用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽以及校准方法,恒温油槽精度高,升降温速率快,对门窗保温性能检测装置温度传感器实现现场在线校准,实现了门窗保温性能检测装置温度参数的校准,并实验验证了可行性,具体有如下优点:
1、采用了温度自下限向上限方向进行,间隔5min记录两次数据取平均值计算示值误差,湿度在温度稳定后开始校准,自下限向上限方向进行,间隔5min记录两次取平均计算示值误差,整个校准过程温湿度交叉进行,节约了校准时间;
2、读取到的冷室空气点传感器显示平均值和标准铂电阻温度计平均值之差验证了方法的可行性和合理性,对于误差较大的记录仪一目了然;
3、本发明提供的现场门窗保温性能检测装置温度参数校准方法,使用方便、准确率高,通过搅拌电机、搅拌桨叶、连接所述搅拌桨叶和搅拌电机的传动杆可以快速使介质温度持平,减少了等待时间,同时提高了校准的准确性。
附图说明
图1为本发明恒温油槽的结构示意图;
图2为本发明校准方法的流程图;
图3为本发明门窗保温性能检测装置温度校准方法示意图。
图中:1、槽体;2、搅拌电机;3、控温传感器;4、传感器插孔;5、加热***;6、制冷***;7、控制***;11、工作区;12、混合区;13、承载面板;21、搅拌桨叶。
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做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。
本发明提供了如图1中所示的一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽,包括槽体1、固定在槽体1开口处的承载面板13、安装在承载面板13上用于搅拌槽体1内介质的搅拌***、安装在所述承载面板13并延伸于槽体1内部的控温传感器3、与控温传感器3连接的控制***7、设置在槽体1内使槽内的介质升温的加热***5、设置在槽体1内使槽内的介质降温的制冷***6;所述搅拌***包括搅拌电机2、搅拌桨叶21、连接所述搅拌桨叶21和搅拌电机2的传动杆;所述承载面板13上开设有两个传感器插孔4,所述传感器插孔4位于所述工作区11上方,当传感器从所述传感器插孔4中***时探测到所述工作区11内介质的温度,且两个所述传感器插孔4的间距为工作区11直径的4/5,本实施例中,恒温油槽是检定、校准各种低温热电偶、工业热电偶、工业热电阻、压力式温度计、双金属温度计、玻璃液体温度计等温度传感器的理想温场恒温设备,槽体1在设计上采用了侧向搅拌的结构形式,本实施例中,在-20-100℃内任意温度点使用,可解决常规温度传感器的校准工作,配备专用的加热介质全量程覆盖,使用过程不需要跟换加热介质同时,本申请的恒温油槽操作简洁、便携、直观,操作界面设计符合检测人员操作习惯,全新数字图像界面让使用更加简单高效,查阅、修改参数时无需记忆传统仪表复杂的操作模式;支持一键自整定PID参数,整定后自动保存,方便不同环境的使用;采用A级控温传感器,传感器内部选用进口的传感器芯片,保证了控温传感器3的稳定性,涵盖上下限范围多达6点的温度点校准修正参数让恒温槽实际显示的准确度达到或接近标准铂电阻的实测数值;全过程的温度曲线显示,方便客户了解检测过程的升降温时间,显示分辨率0.001℃;温度偏差及波动度的显示;配置RS-232通讯端口,可实现与上位机的数据传输;
所述搅拌电机2固定于承载面板13上,其输出轴上固定连接传动杆并延伸至所述混合区12内,且所述传动杆位于混合区12的中心位置,所述混合区12内设置的加热***5和制冷***6均沿所述传动杆周设,且所述搅拌桨叶21延伸至加热***5和制冷***6的下方,所述搅拌桨叶21转动使介质在所述混合区12与所述工作区11内流动,提高了介质的温度持平速度;
本实施例中,所述隔板位于槽体1的中点位置使混合区12和工作区11的容积相同,且所述隔板上端面与所述承载面板13形成的上间距和所述隔板下端面与所述槽体1底面形成的下间距相同,所述上间距和下间距为所述隔板高度的1/5,且所述隔板高度为所述槽体1深度的4/5,有利用提高温度交换的效率,所述控温传感器3位于所述混合区12,且所述控温传感器3位于所述隔板和所述制冷***6之间,其距离所述隔板的间距为3cm-5cm,所述控温传感器3的下端面与所述搅拌桨叶21的下端面位于同一水平线;
其中,所述槽体1通过隔板分成互通的混合区12和工作区11,所述控温传感器3、加热***5、制冷***6均设置于混合区12内。
本发明中恒温油槽精度高,升降温速率快,对门窗保温性能检测装置温度传感器实现现场在线校准,实现了对无线温湿度记录仪的校准,并实验验证了可行性;
本发明另提供了如图2-图3中所示的一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽以及校准方法,本实施例中,被校准对象为中国建筑科学研究院天昊公司生产的建筑门窗保温性能检测设备,型号为BHR-3030,对其温度参数校准采用的标准器为二等标准铂电阻温度计,型号是WZPB-2,生产厂家是昆明特普瑞仪表有限公司,其配套对应的电测设备是数字电阻表,型号为1529-R,生产厂家为FLUKE,准确度等级为0.005级;如图2、图3所示,包括以下步骤:
步骤1:将冷室空气点传感器和热室空气点传感器从原安装位置拆卸,打开门窗保温性能检测装置的配套检测程序,检查程序是否正常显示数据;
步骤2:将标准铂电阻和冷室空气点传感器从传感器插孔4放入到恒温油槽的工作区11中,浸入介质深度大于3cm;并将标准铂电阻与电测设备连接;
步骤3:通过制冷***6将恒温油槽温度控制在-20℃,恒温油槽工作稳定20min后,读取电测设备、标准铂电阻和温度传感器温度值;
步骤4:间隔5min后读数标准铂电阻和温度传感器温度值;
步骤5:计算标准铂电阻温度计的四次平均值和被校的温度传感器四次读数的平均值,得到该校准点的测量误差值;
步骤6:通过加热***5将恒温油槽设置在20℃,再将热室空气点的温度传感器放入恒温油槽中,继续执行步骤2-步骤5;得到冷室空气点传感器和热室空气点传感器的平均值。
步骤7,计算标准不确定度;所述计算标准不确定度包括以下步骤:
步骤71、建立数学模型
式中:
△t表示冷室空气点传感器测量误差;
步骤72、通过以下公式计算灵敏系数,灵敏度系数就是权重系数,表示不确定度因素对最终结果的不确定度的影响程度,例如灵敏度系数为2,代表这个因素变化1,结果变化2.至于灵敏度系数的计算,通过导数求;
c1表示冷室空气点传感器显示平均值变化对冷室空气点传感器测量误差的影响权重系数;
c2表示铂电阻温度计的读数平均值变化对冷室空气点传感器测量误差的影响权重系数;
步骤73、计算铂电阻温度计的标准不确定度u2,标准铂电阻温度计引起的温度的不确定度可用周期稳定性评估为±0.018℃,得到:
步骤75、计算恒温槽温度不均匀性的标准不确定度u4,在100℃时,恒温槽的允差a=0.02℃,得到
步骤76、计算恒温槽温度波动的标准不确定度u5,恒温槽温度变化不会超过0.02℃/10min,得到:
步骤77、计算升温速率对动作温度的标准不确定度u6,试验升温速率为1℃/min时对动作温度的影响最大不超过0.25℃,得到:
对被校准门窗保温性能检测装置的温度传感器的短期不稳定性带来的不确定度,采用A类方法进行评定:所述A类评定方法包括:
在-20℃时对冷室空气点传感器(分辨力为0.1℃)在重复性条件下进行十次重复测量,得到测量数据-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,-20.0℃,-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,计算得到
s表示单次测量的实验标准差;
i表示第i次重复测量;
n表示重复测量数据的总次数;
xi表示第i次测量的冷室空气点传感器显示值;
实际测量以2次测量平均值作为测量结果,则:
s表示单次测量的实验标准差;
被校准门窗保温性能检测装置的温度传感器分辨力为0.1℃,采用B类评定方法,所述B类评定方法包括:区间半宽为a=0.05℃,该分布服从均匀分布,得:
所述铂电阻标准不确定度包括铂电阻温度计周期稳定性标准不确定度电测设备测量误差标准不确定度铂电阻温度计水三相点阻值变化引入的铂电阻温度计水三相点标准不确定度恒温槽温度不均匀引入的恒温槽标准不确定度和恒温槽的温度波动性引入的恒温槽的温度波动性标准不确定度
本实施例中,恒温油槽在一个时间段内,稳定在-20℃或者20℃,先将恒温槽设置成-20℃,将冷室传感器放到恒温油槽中,如果测的传感器数量较少,可以全部将传感器放到恒温油槽中,如果测的传感器数量较多时,需要将传感器分几次放到恒温油槽中测完,本实施例中,设定的数量是6-8根传感器,多于8根需要分组测,低于8根就一组全部放到恒温槽中测完,6-8根视情况而定;恒温槽稳定运行20min,读取标准铂电阻连接的电测设备和冷室传感器连接的电脑软件端显示值,本实施例中,每隔5Min读取1次,共读取4次,求4次数据的平均值,将所有冷室传感器测完以后,将传感器复位在原来门窗保温性能检测装置上,然后再将恒温槽温度设置在20℃,将热室传感器同冷室传感器一样放在恒温油槽中,稳定运行20min后读取标准铂电阻连接的电测设备和冷室传感器连接的电脑软件端显示值,每隔5min读取1次,共读取4次;
本发明采用了温度自下限向上限方向进行,间隔5min记录两次数据取平均值计算示值误差,湿度在温度稳定后开始校准,自下限向上限方向进行,间隔5min记录两次取平均计算示值误差,整个校准过程温湿度交叉进行,节约了校准时间;通过时间数据验证了方法的可行性和合理性,对于误差较大的记录仪一目了然;通过误差较大的记录仪可修正后再校准,确保满足使用要求再用到设备温湿度的记录验证中。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽的校准方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:将冷室空气点传感器和热室空气点传感器从原安装位置拆卸,打开门窗保温性能检测装置的配套检测程序,检查程序是否正常显示数据;
步骤2:将标准铂电阻和冷室空气点传感器放入恒温油槽中,浸入介质深度大于3cm;并将标准铂电阻与电测设备连接;
步骤3:将恒温油槽设置在-20℃,恒温油槽工作稳定20min后,读取电测设备、标准铂电阻和温度传感器温度值;
步骤4:间隔5min后读数电测设备、标准铂电阻和温度传感器温度值;
步骤5:计算标准铂电阻温度计的两次平均值和被校的温度传感器四次读数的平均值,得到该校准点的测量误差值;
步骤6:将恒温油槽设置在20℃,再将热室空气点的温度传感器放入恒温油槽中,继续执行步骤2-步骤5;得到冷室空气点传感器和热室空气点传感器的平均值。
2.根据权利要求1所述的一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽的校准方法,其特征在于:所述恒温油槽包括槽体、固定在槽体开口处的承载面板、安装在承载面板上用于搅拌槽体内介质的搅拌***、安装在所述承载面板并延伸于槽体内部的控温传感器、与控温传感器连接的控制***、设置在槽体内使槽内的介质升温的加热***、设置在槽体内使槽内的介质降温的制冷***;
其中,所述槽体通过隔板分成互通的混合区和工作区,所述控温传感器、加热***、制冷***均设置于混合区内。
3.根据权利要求2所述的一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽的校准方法,其特征在于:所述搅拌***包括搅拌电机、搅拌桨叶、连接所述搅拌桨叶和搅拌电机的传动杆;
所述搅拌电机固定于承载面板上,其输出轴上固定连接传动杆并延伸至所述混合区内,且所述传动杆位于混合区的中心位置,所述混合区内设置的加热***和制冷***均沿所述传动杆周设,且所述搅拌桨叶延伸至加热***和制冷***的下方,所述搅拌桨叶转动使介质在所述混合区与所述工作区内流动。
4.根据权利要求2所述的一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽的校准方法,其特征在于:所述隔板位于槽体的中点位置使混合区和工作区的容积相同,且所述隔板上端面与所述承载面板形成的上间距和所述隔板下端面与所述槽体底面形成的下间距相同,所述上间距和下间距为所述隔板高度的1/5,且所述隔板高度为所述槽体深度的4/5。
5.根据权利要求2所述的一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽的校准方法,其特征在于:所述控温传感器位于所述混合区,且所述控温传感器位于所述隔板和所述制冷***之间,其距离所述隔板的间距为3cm-5cm,所述控温传感器的下端面与搅拌桨叶的下端面位于同一水平线。
6.根据权利要求2所述的一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽的校准方法,其特征在于:所述承载面板上开设有两个传感器插孔,所述传感器插孔位于所述工作区上方,当传感器从所述传感器插孔中***时探测到所述工作区内介质的温度,且两个所述传感器插孔的间距为工作区直径的4/5。
7.根据权利要求1所述的一种用于门窗保温性能检测装置的恒温油槽的校准方法,其特征在于:所述方法还包括以下步骤:步骤7,计算标准不确定度;所述计算标准不确定度包括以下步骤:
步骤71、建立数学模型
式中:
Δt表示冷室空气点传感器测量误差;
步骤72、通过以下公式计算灵敏系数:
c1表示冷室空气点传感器显示平均值变化对冷室空气点传感器测量误差的影响权重系数;
c2表示铂电阻温度计的读数平均值变化对冷室空气点传感器测量误差的影响权重系数;
步骤73、计算铂电阻温度计的标准不确定度u2,标准铂电阻温度计引起的温度的不确定度可用周期稳定性评估为±0.018℃,得到:
步骤75、计算恒温槽温度不均匀性的标准不确定度u4,在100℃时,恒温槽的允差a=0.02℃,得到
步骤76、计算恒温槽温度波动的标准不确定度u5,恒温槽温度变化不会超过0.02℃/10min,得到:
步骤77、计算升温速率对动作温度的标准不确定度u6,试验升温速率为1℃/min时对动作温度的影响最大不超过0.25℃,得到:
对被校准门窗保温性能检测装置的温度传感器的短期不稳定性带来的不确定度,采用A类方法进行评定:所述A类评定方法包括:
在-20℃时对冷室空气点传感器在重复性条件下进行十次重复测量,得到测量数据-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,-20.0℃,-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,-19.9℃,-20.0℃,-20.0℃,计算得到
s表示单次测量的实验标准差;
i表示第i次重复测量;
n表示重复测量数据的总次数;
xi表示第i次测量的冷室空气点传感器显示值;
实际测量以2次测量平均值作为测量结果,则:
s表示单次测量的实验标准差;
被校准门窗保温性能检测装置的温度传感器分辨力为0.1℃,采用B类评定方法,所述B类评定方法包括:区间半宽为a=0.05℃,该分布服从均匀分布,得:
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