CN210427039U - 一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台 - Google Patents

Abstract

一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，包括用于对制冷机抽真空的抽真空装置、用于向制冷机注入氦气的氦气注入装置、用于检测制冷机泄露的氦质谱检漏仪、以及用于测试制冷机制冷性能的测试***，所述制冷机、抽真空装置、氦气注入装置、氦质谱检漏仪与测试***连接。本实用新型解决了手工操作过程中出现的诸多问题，并集成了后期的数据处理和报表生成。本实用新型自动化程度高、可靠性高，且能够达到无人值守，极大的提高了研发时间和促进了产品的工程化应用水平，具有革新性，处于国内领先技术，具有广阔的使用空间，能够产生较高的经济效益。

Description

一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其是涉及一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台。

背景技术

随着光电技术的发展,红外探测器在军事侦察、热像、预警、遥感和气象方面的应用愈来愈广泛。红外探测器的灵敏度受温度影响较大，为此要为红外探测器降温，以提高灵敏度。斯特林制冷机以其体积小、结构紧凑、震动小，特别适于为红外探测器工作提供制冷，因此，斯特林制冷机的制冷性能对红外探测器的灵敏度有很大的关系，对于斯特林制冷机制冷性能的检测也尤为重要。

传统的斯特林制冷机(以下简称制冷机)充气与性能检测采用手动方式，启动被测制冷机后，使用各种传感器对制冷机的制冷性能进行测试。这种测试试验方法有诸多弊端：

1、在测试前，首先要检测制冷机自身的密封性是合格的、冷却介质是无泄漏的。原先的泄漏检查是通过目测、涂肥皂水测漏的传统方法，存在测漏精度低，对测试的结果有人为方面的影响因素；

2、不能对测试数据进行实时采集，而需要人工抄数，数据的实时性、准确性差；

3、对于测试数据的分析、计算都是人工进行的，效率低、劳动量大。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，其目的在于：

1、解决测漏精度低，人为因素影响大的问题；

2、实现测试数据实时采集；

3、实现测试数据的分析、计算的自动化。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，包括用于对制冷机抽真空的抽真空装置、用于向制冷机注入氦气的氦气注入装置、用于检测制冷机泄露的氦质谱检漏仪、以及用于测试制冷机制冷性能的测试***，所述制冷机、抽真空装置、氦气注入装置、氦质谱检漏仪与测试***连接。

进一步地改进技术方案，所述抽真装置包括分子泵，分子泵通过抽气电磁开关阀或者抽气手动开关阀与制冷机连接。

进一步地改进技术方案，所述氦气注入装置包括氦气瓶，氦气瓶通过减压阀与制冷机连接，在减压阀与制冷机之间的管道上设置有压力变送器。

进一步地改进技术方案，在减压阀与制冷机之间设置有滤清器。

进一步地改进技术方案，在减压阀与制冷机之间设置有充气电磁开关阀、充气手动开关阀，减压阀通过充气电磁开关阀或者充气手动开关阀与制冷机连接。

进一步地改进技术方案，所述测试***包括铂电阻温度计、压电式压力变送器、电荷放大器、数据采集设备、以及工控机。

由于采用上述技术方案，相比背景技术，本发明具有如下有益效果：

本发明通过抽真空装置、氦气注入装置、以及氦质谱检漏仪进行测漏测试，测漏的精度性、可靠性有显著的提高，解决了人工泄露检测精度低，人为因素影响大的问题。

本发明通过数据采集设备实时采集各类传感器的信号，不需要人工抄数，数据采集的实时性、准确性高；本发明中测试数据的分析、计算都是由工控机完成的，分析、计算精准、效率高。

本发明可对制冷机的性能指标实施快速检测，具有即插即用、方便操作的特性。可对制冷机的制冷温度、制冷量、输入功率、冷指振动、整机振动、降温时间、姿态影响等项目进行检测，具有检测项目多、检测精准度高的优点。

本发明解决了手工操作过程中出现的诸多问题，并集成了后期的数据处理和报表生成。本发明自动化程度高、可靠性高，且能够达到无人值守，极大的提高了研发时间和促进了产品的工程化应用水平，具有革新性，处于国内领先技术，具有广阔的使用空间，能够产生较高的经济效益。

附图说明

图1为抽真空装置、氦气注入装置与制冷机的气路连接示意图。

图2为测试***的组成框图。

图3为数据采集软件的组成框图。

图中：1、制冷机；2、氦质谱检漏仪；3、分子泵；4、氦气瓶；5、减压阀；6、压力变送器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，包括用于对制冷机1抽真空的抽真空装置、用于向制冷机1注入氦气的氦气注入装置、用于检测制冷机1泄露的氦质谱检漏仪2、以及用于测试制冷机1制冷性能的测试***，所述制冷机1、抽真空装置、氦气注入装置、氦质谱检漏仪2与测试***连接。

如1图所示，所述抽真装置包括分子泵3，分子泵3通过抽气电磁开关阀或者抽气手动开关阀与制冷机1连接。平常使用抽气电磁开关阀断开或者连通分子泵3与制冷机1的连接，在检修情况下或手动模式下，也可以使用抽气手动开关阀断开或者连通分子泵3与制冷机1的连接。工作时，打开抽气电磁开关阀对制冷机1进行抽真空，当分子泵3自带的数显真空度计测得真空度达到0.1Pa后，关闭分子泵3，完成抽真空过程。整个抽真空由测试***自动完成，亦可采用手动方式进行抽真空，手动时打开抽气手动开关阀即可。

所述氦气注入装置包括氦气瓶4，氦气瓶4内有纯度为99.999％的氦气，防止制冷机因工质气体污染而影响制冷机性能指标。氦气瓶4通过减压阀5与制冷机1连接，在减压阀5与制冷机1之间的管道上设置有压力变送器6。在减压阀5与制冷机1之间设置有充气电磁开关阀、充气手动开关阀，减压阀5通过充气电磁开关阀或者充气手动开关阀与制冷机1连接。减压阀5为溢流减压阀，控制压力为0.1MPa。工作时，充气管路中的充气充气电磁开关阀打开，将已经减压的氦气送入到制冷机中。当压力变送器6测得充气压力达到0.1MPa时，关闭充气电磁开关阀，完成充氦气过程。整个充氦气过程由测试***自动完成。亦可采用手动方式进行充氦气，手动时打开充气手动开关阀即可。

为使充入的氦气清洁，在减压阀5与制冷机1之间设置有滤清器，用于过滤氦气中的杂质。

氦质谱检漏仪是用氦气为示漏气体的专门用于检漏的仪器，它具有性能稳定、灵敏度高的特点。使用抽真装置将制冷机1内空气抽空，并通过氦气注入装置注入高纯度氦气，是为了保证制冷机1氦气的纯度，氦气占大气的比例很小，通过氦质谱检漏仪对制冷机1周围空气中的氦气进行质谱分析，可很灵敏地检测出来制冷机1是否发生泄漏、泄漏量是多少。相比通过目测、涂肥皂水测漏的传统方法，其测漏的精度性、可靠性有明显的提高。通过氦质谱检漏仪对制冷机泄露率进行检测，可以衡量制冷机是否因为泄露工质气体而影响性能指标参数，甚至出现测试故障。

如图2所示，测试***采用基于GBIP总线的测控计算机***，测试***主要包括铂电阻温度计、压电式压力变送器、电荷放大器、数据采集设备、工控机，以及连接线缆和操作机柜，组成一个完整的测试***。

铂电阻温度计、压电式压力变送器用来采集温度、压力信号，并通过电荷放大器，将温度、压力信号传输到数据采集设备，数据采集设备将采集温度、压力信号转化为检测数据，并传输到工控机，工控机对检测数据进行分析、计算，并出具测试报告。

数据采集设备使用的数据采集软件是在Windows XP操作***上，采用Labview进行编程开发的。整个软件***采用模块化设计，用户可以任意选择和组合测试项目；设计友好的人机交互界面，方便用户操作使用；对参数设置进行分类，不同的参数设定不同级别的设置权限，防止设置参数被随意更改，软件主要包括以下几个功能模块，如图3所示。

a)***管理模块，包括设备自检、用户管理、采集通道参数设置以及测试信息的设置等几部分；

b)数据采集模块，对传感器信号进行同步采集，并实施在线显示；

c)校准模块，用于完成测试***各单位的校准；

d)数据处理模块，用于完成对试验数据的分析计算、曲线回放、测试报告生成以及ASCII数据文件等功能。

本发明可对制冷机的性能指标实施快速检测，具有即插即用、方便操作的特性。可对制冷机的制冷温度、制冷量、输入功率、冷指振动、整机振动、降温时间、姿态影响等项目进行检测，具有检测项目多、检测精准度高的优点。

本发明通过抽真空装置、氦气注入装置、以及氦质谱检漏仪进行测漏测试，测漏的精度性、可靠性有显著的提高，解决了人工泄露检测精度低，人为因素影响大的问题。

本发明通过数据采集设备实时采集各类传感器的信号，不需要人工抄数，数据采集的实时性、准确性高；本发明中测试数据的分析、计算都是由工控机完成的，分析、计算精准、效率高。

本发明解决了手工操作过程中出现的诸多问题，并集成了后期的数据处理和报表生成。本发明自动化程度高、可靠性高，且能够达到无人值守，极大的提高了研发时间和促进了产品的工程化应用水平，具有革新性，处于国内领先技术，具有广阔的使用空间，能够产生较高的经济效益。

未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，其特征是：包括用于对制冷机(1)抽真空的抽真空装置、用于向制冷机(1)注入氦气的氦气注入装置、用于检测制冷机(1)泄露的氦质谱检漏仪(2)、以及用于测试制冷机(1)制冷性能的测试***，所述制冷机(1)、抽真空装置、氦气注入装置、氦质谱检漏仪(2)与测试***连接。

2.如权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，其特征是：所述抽真空装置包括分子泵(3)，分子泵(3)通过抽气电磁开关阀或者抽气手动开关阀与制冷机(1)连接。

3.如权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，其特征是：所述氦气注入装置包括氦气瓶(4)，氦气瓶(4)通过减压阀(5)与制冷机(1)连接，在减压阀(5)与制冷机(1)之间的管道上设置有压力变送器(6)。

4.如权利要求3所述的一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，其特征是：在减压阀(5)与制冷机(1)之间设置有滤清器。

5.如权利要求3所述的一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，其特征是：在减压阀(5)与制冷机(1)之间设置有充气电磁开关阀、充气手动开关阀，减压阀(5)通过充气电磁开关阀或者充气手动开关阀与制冷机(1)连接。

6.如权利要求1所述的一种分置式斯特林制冷机充气与性能测试试验台，其特征是：所述测试***包括铂电阻温度计、压电式压力变送器、电荷放大器、数据采集设备、以及工控机。

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