CN1945347A - 一种风道及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风道及其控制方法，特别涉及一种主要应用于依靠外部送风进行冷却的装置的发热试验、可靠性试验等的加温风道及其控制方法。一种风道，包括加压段和试验段，还包括设置在所述加压段和试验段之间的加温段，所述加温段内设置有加热器，其用于对加压段输出的气流进行加热。本发明还公开了一种风道的控制方法。本发明的有益效果在于：①将加热装置设置在风道中，设备移动方便，且降低了资源的耗费。②风道采用闭环式风道，且风机的电机置于风道之外，使得风速可以开环控制，而温度采用闭环控制，从而使风道制造成本低廉，且电机不会受影响。③风道的风速和温度都可以自由调节，使测试准确、量化，可再现。
Description
技术领域
本发明涉及风道及其控制方法，特别涉及一种主要应用于依靠外部送风进行冷却的装置的发热试验、可靠性试验等的加温风道及其控制方法。
背景技术
目前通信二次电源新开发的产品基本上为开放式或带基板式板装电源，板装电源是靠***风冷来散热，为了准确地测试出板装电源模块在各种温度和各种风速下的性能指标以及降额曲线，需要对板装电源模块试验环境的风速和温度进行较为精确的控制。目前采用的方法是用纸壳或有机玻璃做一个简易的风道，在风道口处加一个直流风扇，然后把风道放在温箱中进行试验。
现有方法有几个缺点：①试验时临时制作风道，带有很大的随机性。每个人制作的风道大小、形状均不相同，用的风扇不同，模块在风道中安装的位置也不同，从而造成试验的标准尺度不同，试验的一致性和可重复性差。②风道中不同位置的风速有较大的差别，即风的均匀性差。原因是风扇旋转产生的风有一定的螺旋，不经过任何匀风处理，风的品质难以满足试验的要求。③风扇一般采用的是轴流风机，风扇的电机也在风道中，在温度升高或变化后，电机的转速受到影响，风速也就跟着变化，这样在常温下测量准确的风速，在高温下已经发生了变化，而在高温下测量风速的设备价格相当昂贵。④在做模块降额曲线时，高温下(例如120℃以上温度)，轴流电机有可能损坏或热保护，使试验无法进行；⑤轴流风机经常在高温或高低温变化的环境下工作，会严重影响其使用寿命，有的情况下做一两次试验就可能损坏，给试验带来不方便而且增加试验成本。⑥试验时需要占用温箱，耗费试验资源，而且移动不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风道及其控制方法，所述风道可提供可控制的、稳定的、均匀的热风。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风道，包括加压段和试验段，还包括设置在所述加压段和试验段之间的加温段，所述加温段内设置有加热器，其用于对加压段输出的气流进行加热。
作为本发明的一个改进，本发明风道中，所述加温段和试验段之间还可以包括均流段，其用于将加温段输出的气流调整均匀。所述风道采用闭环式风道，所述加温段和均流段之间形成回风段，所述试验段的输出与加压段的输入相连。进一步的，所述加压段采用离心式风机，所述风机风叶的输入端与所述试验段的输出端相连，所述风机的输出端输出具有一定风速的气流到加温段。
作为本发明的一个改进，所述试验段的输出端与加压段的输入端之间还可包括第二均流段，用于对所述试验段的尾部气流进行稳定调整，同时保护风道使其内部不要吸入异物，气流通过第二均流段后输出，重新进入到所述加压段完成闭环。这样，所述加压段中的离心式风机风叶的输入端与所述第二均流段的输出端相连，所述风机的输出端输出具有一定风速的气流到加温段。
作为本发明的改进，还包括变频器，其与所述风机的电机相连，用于控制电机的转速；所述风机的电机设置在风道外。还包括控制器和测温器；所述测温器设置在所述试验段中；所述控制器与所述加温段的加热器和测温器相连，用于根据所述测温器的输出信号控制所述加热器的输出。
具体的，所述均流段可以包括蜂窝器和/或至少一道紊流网。所述第二均流段也可以包括蜂窝器和/或至少一道紊流网。所述试验段上可以设置有观察窗。所述闭环式风道中除安装有风机的拐角外，各拐角都可以设置有导流片。所述加温段中还可包括蒸发器，用于调整加温段中温度的均匀性。所述测温器可采用热电耦、铂电阻或铜电阻。
本发明还提供了一种风道的控制方法，包括：(a)，调节变频器的频率，以控制风机的转速；(b)，当测温器检测到试验段中的温度到达预设值后，控制器输出控制信号到加温段中的加热器，控制所述加热器间断性工作。
本发明的有益效果在于：①将加热装置设置在风道中，设备移动方便，且降低了资源的耗费。②风道采用闭环式风道，且风机的电机置于风道之外，使得风速可以开环控制，而温度采用闭环控制，从而使风道制造成本低廉，且电机不会受影响。③风道的风速和温度都可以自由调节，使测试准确、量化，可再现。本发明可用于应用在通信二次电源模块等依靠外部送风进行冷却的装置的安规测试，装置的发热试验、可靠性试验等，如温升和降额的测试。
附图说明
图1是本发明一种风道的结构示意图。
图2是本发明一种风道在使用中的立体结构示意图。
图3是本发明一种风道的控制方法流程图。
具体实施方式
下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。
如图1、图2所示，本发明一种风道为闭环式风道，风道部分主要分为加压段1、加温段2、回风段3、均流段4和试验段5几个部分，其控制部分包括变频器(图中未标出)和控制器(图中未标出)。
其中，加压段1采用离心式风机11，所述离心式风机11风叶的输入端与所述试验段5的输出端相连，风机11的输出端输出具有一定风速的高压气流到加温段2。所述离心式风机11的电机设置在风道外，与变频器相连。因此可通过调节为风机11供电的变频器的频率，来控制风机11的转速，从而控制风机11产生气流的速度，即控制风道内部的风速。
加温段2中设置有加热器，加压段1输出的气流经过加温段2后温度升高。加热器和控制器相连，其可根据控制器的指令持续工作或以一定的时间间隔进行间断性工作，以保持风道内部温度的稳定。加温段2中还设置蒸发器，用于调整温度的均匀性。因加热器是靠加热棒产生热量，加热棒周围温度有一定梯度，蒸发器可以使风道中的温度梯度减小，使风道截面上温度更加均匀，具有导热的功能。在本发明的其它实施例中，也可不设置蒸发器。
回风段3的作用是作为气流提供回路。如果回风段3的拐角为90°的直角或近似90°的角，则其两个拐角处需设置导流片。由于气流在拐角处转过90度的直角时容易产生分离，形成旋涡，造成流场不均匀和速度脉动。另外气流在拐角处的能量损失很大，约占风道总损失的40-60％。因此为了改善气流的性能和减少损失，在拐角处布置一列导流片，把拐角处的通道分隔成许多狭小的通道。导流片的形状一般采用大弯度的翼型。本发明中，如果其它部分的拐角是90°的直角或近似90°的角，则也最好设置导流片。如果回风段3的形状为半圆形或弧形或近似弧形，则可以不设置导流片(如图1、图2所示)。
均流段4的作用是将加温段2输出的气流调整均匀后再输出到试验段5，其包括蜂窝器41和至少一道紊流网42(又叫阻尼网或整流网)。当然，可以根据实际情况只采用蜂窝器41或只采用紊流网42。其中，蜂窝器41的作用是破碎大的气流旋涡，对气流进行梳直导向，这样可以减小进口流动条件对风机11性能的影响。紊流网42的作用是破碎小的旋涡，使之在流动中不容易衰减，并能使截面速度分布趋于均匀。本发明一种风道中，均流段4中设置有两层紊流网42，使得高温气流通过两层紊流网42的精密调节，其风速和温度的均匀度都可以达到试验的要求。
试验段5的作用是为测试设备提供测试的场所。为了方便试验者观察，试验段5上设置有观察窗。为了保证试验段5内的气温符合要求，试验段5内设置有测温器(图中未标出)，实时检测试验段5内的温度，并传送到控制器。控制器根据测温器的输出实时调节加热器的工作，以使得试验段5内的温度符合要求。其中，测温器可采用热电耦，如目前比较常用的K型热电耦，还可以采用J、E、R、S、B、T等型号的热电耦，另外还可以采用Pt100铂电阻或Cu50铜电阻。
作为本发明的一个改进，本发明中，试验段5和加压段1之间还包括第二均流段6，其内设置有蜂窝器61和一道紊流网62，用于对试验段的尾部气流进行稳定调整，同时保护风道使其内部不要吸入异物，气流通过第二均流段后输出，重新进入到所述加压段完成闭环。其中，紊流网62设置在蜂窝器61的前端。
上述风道的工作原理和控制方法如图3所示：
S1，通过控制变频器，控制风机11旋转产生一定速度的高压气流，输出到风道中；
S2，控制器控制加热段中的加热器对气流进行加热，使其温度升高；
S3，气流经回风段3后到达均流段4，均流段4对气流进行调整，使之风速和温度的均匀度都能够达到一定指标要求；
S4，测温器对试验段5中的温度进行检测，并将检测结果输出到控制器，控制器根据其检测结果对加热器的工作进行调整。调整的方法可以是：检测到试验段5中的温度达到试验需要后，控制器开始让加热器间断性工作，以保持风道内部温度的稳定。
S5，第二均流段6对试验段5输出的气流进行再次调整后通过风机11的风叶再次回到加压段1。从而实现了热风的反复利用，节省能源。
本领域技术人员知道，在本发明的其它实施例中，本发明风道也可采用敞开式风道，在敞开式风道中没有回风段3，也不需设置第二均流段6。试验段5内可不设置测温器。
在本发明的其它实施例中，可不设置均流段4，或均流段4内只设置蜂窝器41或紊流网42。试验段5上也可不设置观察窗。也可不设置第二均流段6。
Claims (10)
1、一种风道，包括加压段和试验段，其特征在于：还包括设置在所述加压段和试验段之间的加温段，所述加温段内设置有加热器，用于对加压段输出的气流进行加热。
2、根据权利要求1所述的一种风道，其特征在于：所述加温段和试验段之间还包括均流段，其用于将加温段输出的气流调整均匀。
3、根据权利要求2所述的一种风道，其特征在于：所述风道采用闭环式风道，所述加温段和均流段之间形成回风段，所述试验段的输出与加压段的输入相连。
4、根据权利要求3所述的一种风道，其特征在于：所述加压段采用离心式风机，所述风机风叶的输入端与所述试验段的输出端相连，所述风机的输出端输出具有一定风速的气流到加温段。
5、根据权利要求3所述的一种风道，其特征在于：所述试验段的输出端与加压段的输入端之间还包括第二均流段，其用于对所述试验段的尾部气流进行稳定调整后输出到所述加压段。
6、根据权利要求4或5所述的任何一种风道，其特征在于：还包括变频器，其与所述风机的电机相连，用于控制电机的转速；所述风机的电机设置在风道外。
7、根据权利要求1到5所述的任何一种风道，其特征在于：还包括控制器和测温器；所述测温器设置在所述试验段中；所述控制器与所述加温段的加热器和所述测温器相连，用于根据所述测温器的输出信号控制所述加热器的输出。
8、根据权利要求2所述的一种风道，其特征在于：所述均流段包括蜂窝器和/或至少一道紊流网。
9、根据权利要求1所述的一种风道，其特征在于：所述加温段内设置有蒸发器。
10、一种风道的控制方法，其特征在于，包括：
(a)，调节变频器的频率，以控制风机的转速；
(b)，当测温器检测到试验段中的温度到达预设值后，控制器输出控制信号到加温段中的加热器，控制所述加热器间断性工作。
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