專利名稱：一種冰箱實用制冷功率的自動化測量裝置及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冰箱實用制冷功率的自動化測量裝置及其使用方法。
背景技術：
隨著社會節(jié)能意識的不斷增強，人們對家用電器的效率日益關心。但目前市場上 出售的冰箱、冷藏冷凍箱等制冷設備，銘牌上只標出有效容積和耗電功率，用戶最為關心的 實用制冷功率(單位時間內總制冷量減去通過箱體保溫層和箱體門縫等處散失的冷量)卻 沒有標出。 事實上，生產廠家只在產品研發(fā)過程中進行制冷功率的測量，對于投放市場的產 品，由于測量方法和測量裝置的原因，不能直接進行制冷功率測量，只能進行與之相關的降 溫速度，冷凍能力和制冷能力等間接項目的測試，冰箱的制冷效率(實用制冷功率/耗電功 率)也就無法得到?，F行冰箱質量檢測的國家標準(GB/T 7725-2004)，也只能從宏觀上粗 略地間接反映冰箱的制冷效率。 同樣，國外有關冰箱的標準中，也未要求在產品銘牌上標識出實用制冷功率，但這 并不是說這些指標不重要，是因為沒有切實可行的測量方法和測量手段。因此，研究冰箱實 用制冷功率自動化測量裝置，對于提升我國冰箱性能檢測水平，提高冰箱的效率和促進行 業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。 ZL02154661. 4公開了一種測試冰箱實用制冷量的裝置及其使用方法。
發(fā)明內容
本發(fā)明之目的提出對上述專利(ZL02154661. 4)技術的一種改進，使冰箱實用制 冷功率的測量裝置實現自動化。 為了實現上述目的，擬采用以下的技術方案 本發(fā)明在結構上至少包括在冰箱的冷室中使用的內部裝置以及設置在冰箱內冷
室中的電加熱器與風扇， 其特征在于 再在上述內部裝置中設置了由單片機控制的電加熱器與風扇的電功率消耗量的 測量裝置。本發(fā)明的使用方法，即自動測量冰箱實用制冷功率Q的步驟如下 I.首先在內部裝置上設定了上述冷室中的最終制冷平衡溫度； II.接通上述內部裝置的電源并關閉冷室的箱門； III.當上述冷室內部溫度處于平衡狀態(tài)時，即可抄錄外部裝置上顯示的冰箱實用 制冷功率Q。 在上述本發(fā)明使用方法之后的測試冰箱冷室的負載溫度回升時間的方法如下 IV.切斷冰箱(1)的電源，讓電加熱器(5a)和風扇(5b)停止工作； V.記錄冷室(3)溫度升高到額定溫度時所耗用的時間t，即為負載溫度回升時間。
本發(fā)明與現有技術比較的特點 由于本發(fā)明在實用制冷功率測量裝置中增加了由單片機控制的加熱器與風扇的 電功率消耗量的裝置，這就為實現對冰箱實用制冷量進行自動化測量(其步驟詳見上述I、 II、III中的內容)創(chuàng)造了條件，同時還能夠在自動測試冰箱實用制冷功率之后測量冰箱的 負載溫度回升時間。
圖1示意了實現本發(fā)明的基本結構。 圖2示意了本發(fā)明電控原理中的內部裝置電器電路模塊關系圖。
圖3示意了本發(fā)明電控原理中的外部裝置電路電器模塊關系圖。 1 :冰箱；2 :內部裝置支架；3 :冷室；4 :內部裝置電源線；5 :內部裝置；5a :電加熱 器；5b :風扇；5c :內部裝置溫度傳感器；5d :內部裝置溫度傳感器信號線；6 :外部裝置；6a : 外部裝置支架；7 :外部裝置電源線；8 :外部裝置；8a :外部裝置溫度傳感器；8b :外部裝置 溫度傳感器信號線；5e :風扇功率功率放大器；5f :電加熱器功率放在器；5g :電參量轉換 模塊；5h :電加熱器線圈電壓傳感器；5i :電加熱器線圈電流傳感器；5j :風扇線圈電壓傳 感器；5k :風扇線圈電流傳感器；51 :無線信號收發(fā)模塊；5m :單片機；12 :電源模塊；12a : 電平轉換模塊；12b :導線；llc :導線；13 :功能模塊；8d :USB驅動芯片；8e :網絡控制芯片； 8f :串口 ；8g :USB接口 ；8h:網絡接口 ；8i :鍵盤；8j :顯示器；81 :顯示驅動模塊；8m :無線 收發(fā)模塊；8n :單片機；13 :電源模塊；13a :電平轉換模塊。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。 由圖1所示，被測冰箱1放置在規(guī)定的檢測環(huán)境(標準溫度為2rC，非標準溫度 為32°C )中，內部裝置5通過內部裝置5的支架2安放在冰箱1內冷室3中。根據溫度測 量的需要將數字溫度傳感器5c安放到冰箱1內冷室3內適當位置，并通過內部裝置5的溫 度傳感器信號線5d連接到內部裝置5。將內部裝置5通過電源線4連接到外部工作電源。 外部裝置6通過外部裝置支架6a安放到適當位置，將外部裝置6的電源線7連接到工作電 源，根據溫度測量的需要將外部裝置6溫度傳感器8a安放在冰箱1所在測量環(huán)境的適當位 置，并通過外部裝置6溫度傳感器信號線8b連接到外部裝置6上。 由圖2所示，內部裝置電器電路模塊關系圖。內部裝置5主要由電源模塊12和功 能模塊13構成。通過外部裝置8啟動內部裝置5，設定冰箱1的制冷溫度，冷室3開始制 冷。內部裝置溫度傳感器5c測量冷室3內的溫度，并傳送給單片機5m，單片機5m將測量的 溫度和測量時間通過無線信號收發(fā)模塊51發(fā)送給外部裝置6。制冷開始到冷室3內溫度穩(wěn) 定所經歷的時間為制冷速度，此時的溫度為實際制冷溫度。此后，單片機5m通過電加熱器 功率放大器5f控制電加熱器5a對冷室3進行加熱，以抵消冷室3產生的制冷量。同時，單 片機5m通過風扇功率功率放大器5e控制風扇5b運轉，促進冷室3內空氣流動，使溫度分 布均勻。電加熱器線圈電流傳感器5i和風扇線圈電流傳感器5k，分別測量通過電加熱器 5a和風扇5b的線圈電流；電加熱器線圈電壓傳感器5h和風扇線圈電壓傳感器5j分別測 量電加熱器5a和風扇5b的線圈電壓。電流傳感器5i和5k的測量值經過電參量轉換模塊
45g后送入單片機5m。電壓傳感器5h和5 j的測量值經過電參量轉換模塊5g后送入單片機 5m。單片機5m根據數字溫度傳感器5c測得的溫度值，通過電加熱器功率放大器5f和風扇 功率放大器5e控制電加熱器5a和風扇5b的線圈電流。當電加熱器5a的制熱功率、風扇 5b的功率以及內部裝置其它元器件的發(fā)熱功率之和小于冰箱1在設定溫度下的實用制冷 功率時，冷室3的溫度可維持在實際制冷溫度。當電加熱器5a的制熱功率、風扇5b的功率 以及內部裝置其它元器件的發(fā)熱功率之和等于冰箱1在設定溫度下的實用制冷功率時，電 加熱器5a的制熱功率、風扇5b的功率以及內部裝置其它元器件的發(fā)熱功率之和為冰箱的 實用制冷功率。此后，增大電加熱器5a的制熱功率或風扇5b的功率會使冷室3的溫度開 始升高。單片機5m控制電加熱器5a和風扇5b的電流，用最短的時間自動測量出冰箱1的 實用制冷功率。電源模塊12中的電平轉換模塊12a將通過電源線4接入的外部工作電源 轉換成兩種工作電壓，數字電路所需要的工作電壓以及功率放大器5f和功率放大器5e所 需要的電壓，分別通過導線llc和導線12b接入相應的電路中。 由圖3所示，外部裝置6主要有兩部分組成，電源模塊13和顯示控制模塊14。電 平轉換模塊13a將電源線7接入的外部工作電源轉換成顯示控制模塊14所需要的工作電 壓。外部裝置溫度傳感器8a測量的環(huán)境溫度送入單片機8n。無線收發(fā)模塊8m實現內部裝 置5和外部裝置6之間的數據交換和命令傳輸。外部裝置6可通過三種方式同外部計算機 交換數據第一種方式通過串口電平轉換芯片8c以及串口 8f ;第二種方式通過USB驅動芯 片8d以及USB接口 8g ;第三種方式通過網絡控制芯片8e以及網絡接口 8h。通過鍵盤控制 模塊8k實現鍵盤8i和單片機8n之間命令的輸入。通過顯示驅動模塊81實現單片機8n 控制顯示器8j所顯示的內容。在工作過程中，顯示器8j顯示測量時間，冷室內3的溫度， 環(huán)境溫度，實際制冷溫度和實用制冷功率。 設電加熱器5a的功率為Q"風扇5b的功率為Q2，內部裝置5其它元器件的發(fā)熱功
率為Q3(Q3可以通過實驗得到)，當Q2、 Q3的和等于冷室3實用制冷功率Q，即 Q = Q一Q2+Q3 其中，Q丄=U山，Q2 = U2I2 仏為電加熱器8a的線圈電壓，L為電加熱器8a的線圈電流，仏為風扇8b的線圈 電壓，12為風扇8b的線圈電流。 在冰箱實用制冷功率測量完畢之后，如果發(fā)現冰箱實用制冷功率數據不能達標， 這就意味冰箱的保溫性能和/或制冷性能有問題，這時就可以用內部裝置5的溫度傳感器 5c測取的冰箱1冷室3的負載溫度回升時間，以數據說明保溫性能是否存在問題，作為返修 的依據。 如果負載溫度回升時間偏長，則說冰箱的保溫性能沒有問題，問題出在冰箱制冷 性能上面。如果負載溫度回升時間偏短，這說明冰箱的保溫性能有問題。
本發(fā)明上述所測得的負載溫度回升時間中的負載是空氣，它可以與在冰箱1的冷 室3按照國標規(guī)定放置"M"實驗包所測取的負載溫度回升時間建立等效關系。
權利要求
一種冰箱實用制冷功率的自動化測量裝置，在冰箱(1)的冷室內部使用的內部裝置(5)包括設置在冰箱(1)中冷室(3)內的電加熱器(5a)、風扇(5b)與溫度傳感器(5c)；在冰箱(1)的冷室(3)外部使用的外部裝置(6)包括功耗顯示裝置；其特征在于再在上述內部裝置(5)中設置由單片機(5m)控制的電加熱器(5a)與風扇(5b)的電功率消耗量的測量裝置。
2. —種冰箱實用制冷功率自動化測量裝置的自動化測量方法， 其特征在于，自動測量冰箱實用制冷功率Q的步驟如下I. 首先設定放置在恒溫測試室當中冰箱(1)中冷室(3)內的內部裝置(5)最終制冷平 衡溫度；II. 接通冰箱(1)和內部裝置(5)的電源并關閉冷室(3)的箱門；III. 當外部裝置(8)顯示上述冷室(3)內部電耗總功率平衡之后，即可抄錄該電耗總 功率，也就是上述冷室(3)中冰箱實用制冷功率Q。
3. 根據權利要求2所述的一種冰箱實用制冷功率自動化測量裝置的自動化測量方法， 其特征在于，在所述的自動測量冰箱實用制冷功率的測試之后，還能夠就勢測試該冰箱(1) 中冷室(3)的負載溫度回升時間的方法如下IV. 切斷冰箱(1)的電源，讓電加熱器(5a)和風扇(5b)停止工作；V. 記錄冷室(3)溫度升高到額定溫度時所耗用的時間t，即為負載溫度回升時間。
全文摘要
一種冰箱實用制冷功率的自動化測量裝置及其使用方法，結構上，在冰箱(1)內冷室(3)中使用的內部裝置(5)包括設置在冰箱(1)內冷室(3)中的電加熱器(5a)與風扇(5b)，其特征在于再在上述內部裝置(5)中設置了由單片機(5m)控制的電加熱器(5a)與風扇(5b)的電功率消耗量的測量裝置。其使用方法如下I.首先在內部裝置(5)上設定上述冷室(3)中的最終制冷平衡溫度；II.接通上述內部裝置(5)的電源并關閉冷室(3)的箱門；III.當上述冷室(3)內部溫度處于平衡狀態(tài)時，即可抄錄外部裝置(6)上顯示的冰箱實用制冷功率Q。在上述自動測量冰箱(1)的實用制冷功率之后，還能夠測試該冰箱(1)中冷室(3)的負載溫度回升時間。
文檔編號G01M99/00GK101793571SQ20091020990
公開日2010年8月4日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權日2009年10月21日
發(fā)明者李運堂, 梁嘉麟 申請人:中國計量學院