專利名稱：一種冰箱實(shí)用制冷功率的自動(dòng)化測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冰箱實(shí)用制冷功率的自動(dòng)化測(cè)量裝置。
技術(shù)背景隨著社會(huì)節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們對(duì)家用電器的效率日益關(guān)心。但目前市場(chǎng)上 出售的冰箱、冷藏冷凍箱等制冷設(shè)備，銘牌上只標(biāo)出有效容積和耗電功率，用戶最為關(guān)心的 實(shí)用制冷功率(單位時(shí)間內(nèi)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(biāo)出。事實(shí)上，生產(chǎn)廠家只在產(chǎn)品研發(fā)過程中進(jìn)行制冷功率的測(cè)量，對(duì)于投放市場(chǎng)的產(chǎn) 品，由于測(cè)量方法和測(cè)量裝置的原因，不能直接進(jìn)行制冷功率測(cè)量，只能進(jìn)行與之相關(guān)的降 溫速度，冷凍能力和制冷能力等間接項(xiàng)目的測(cè)試，冰箱的制冷效率(實(shí)用制冷功率/耗電功 率)也就無法得到?，F(xiàn)行冰箱質(zhì)量檢測(cè)的國家標(biāo)準(zhǔn)(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(guān)冰箱的標(biāo)準(zhǔn)中，也未要求在產(chǎn)品銘牌上標(biāo)識(shí)出實(shí)用制冷功率，但這 并不是說這些指標(biāo)不重要，是因?yàn)闆]有切實(shí)可行的測(cè)量方法和測(cè)量手段。因此，研究冰箱實(shí) 用制冷功率自動(dòng)化測(cè)量裝置，對(duì)于提升我國冰箱性能檢測(cè)水平，提高冰箱的效率和促進(jìn)行 業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。ZL02154661. 4公開了一種測(cè)試冰箱實(shí)用制冷量的裝置及其使用方法。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明之目的提出對(duì)上述專利(ZL02154661. 4)技術(shù)的一種改進(jìn)，使冰箱實(shí)用制 冷功率的測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，擬采用以下的技術(shù)方案發(fā)明在結(jié)構(gòu)上至少包括在冰箱的冷室內(nèi)部使用的內(nèi)部裝置包括設(shè)置在冰箱中 冷室內(nèi)的電加熱器、風(fēng)扇與溫度傳感器；在冰箱的冷室外部使用的外部裝置包括功耗顯 示裝置；其特征在于再在上述內(nèi)部裝置中設(shè)置了由單片機(jī)控制的電加熱器與風(fēng)扇的電功率消耗量的
測(cè)量裝置。本發(fā)明的使用方法，即自動(dòng)測(cè)量冰箱實(shí)用制冷功率Q的步驟如下I .首先在內(nèi)部裝置上設(shè)定了上述冷室中的最終制冷平衡溫度；II .接通上述內(nèi)部裝置的電源并關(guān)閉冷室的箱門；III.當(dāng)上述冷室內(nèi)部溫度處于平衡狀態(tài)時(shí)，即可抄錄外部裝置上顯示的冰箱實(shí) 用制冷功率Q。在上述本發(fā)明使用方法之后的測(cè)試冰箱冷室的負(fù)載溫度回升時(shí)間的方法如下IV .切斷冰箱(1)的電源，讓電加熱器(5a)和風(fēng)扇(5b)停止工作；[0017]V .記錄冷室(3)溫度升高到額定溫度時(shí)所耗用的時(shí)間t，即為負(fù)載溫度回升時(shí) 間。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的特點(diǎn)由于本發(fā)明在實(shí)用制冷功率測(cè)量裝置中增加了由單片機(jī)控制的加熱器與風(fēng)扇的 電功率消耗量的裝置，這就為實(shí)現(xiàn)對(duì)冰箱實(shí)用制冷量進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量(其步驟詳見上述 I、IKIII中的內(nèi)容)創(chuàng)造了條件，同時(shí)還能夠在自動(dòng)測(cè)試冰箱實(shí)用制冷功率之后測(cè)量冰箱 的負(fù)載溫度回升時(shí)間。

圖1示意了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)。 圖2示意了本發(fā)明電控原理中的內(nèi)部裝置電器電路模塊關(guān)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(guān)系圖。1 冰箱；2 內(nèi)部裝置支架；3 冷室；4 內(nèi)部裝置電源線；5 內(nèi)部裝置；5a 電加熱 器；5b 風(fēng)扇；5c 內(nèi)部裝置溫度傳感器；5d 內(nèi)部裝置溫度傳感器信號(hào)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(hào)線；5e 風(fēng)扇功率功率放大器；5f 電加熱器功率放在器；5g 電參量轉(zhuǎn)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(fēng)扇線圈電壓傳 感器；5k 風(fēng)扇線圈電流傳感器；51 無線信號(hào)收發(fā)模塊；5m 單片機(jī)；12 電源模塊；12a 電平轉(zhuǎn)換模塊；12b 導(dǎo)線；Ilc 導(dǎo)線；13 功能模塊；8d :USB驅(qū)動(dòng)芯片；8e 網(wǎng)絡(luò)控制芯片； 8f 串口 ；8g :USB接口 ；8h 網(wǎng)絡(luò)接口 ；8i 鍵盤；8j 顯示器；81 顯示驅(qū)動(dòng)模塊；8m 無線 收發(fā)模塊；8η 單片機(jī)；13 電源模塊；13a 電平轉(zhuǎn)換模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。由圖1所示，被測(cè)冰箱1放置在規(guī)定的檢測(cè)環(huán)境(標(biāo)準(zhǔn)溫度為21°C，非標(biāo)準(zhǔn)溫度 為32°C )中，內(nèi)部裝置5通過內(nèi)部裝置5的支架2安放在冰箱1內(nèi)冷室3中。根據(jù)溫度測(cè) 量的需要將數(shù)字溫度傳感器5c安放到冰箱1內(nèi)冷室3內(nèi)適當(dāng)位置，并通過內(nèi)部裝置5的溫 度傳感器信號(hào)線5d連接到內(nèi)部裝置5。將內(nèi)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(dāng)位置，將外部裝置6的電源線7連接到工作 電源，根據(jù)溫度測(cè)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(cè)量環(huán)境的適當(dāng) 位置，并通過外部裝置6溫度傳感器信號(hào)線8b連接到外部裝置6上。由圖2所示，內(nèi)部裝置電器電路模塊關(guān)系圖。內(nèi)部裝置5主要由電源模塊12和功 能模塊13構(gòu)成。通過外部裝置8啟動(dòng)內(nèi)部裝置5，設(shè)定冰箱1的制冷溫度，冷室3開始制 冷。內(nèi)部裝置溫度傳感器5c測(cè)量冷室3內(nèi)的溫度，并傳送給單片機(jī)5m，單片機(jī)5m將測(cè)量的 溫度和測(cè)量時(shí)間通過無線信號(hào)收發(fā)模塊51發(fā)送給外部裝置6。制冷開始到冷室3內(nèi)溫度穩(wěn) 定所經(jīng)歷的時(shí)間為制冷速度，此時(shí)的溫度為實(shí)際制冷溫度。此后，單片機(jī)5m通過電加熱器 功率放大器5f控制電加熱器5a對(duì)冷室3進(jìn)行加熱，以抵消冷室3產(chǎn)生的制冷量。同時(shí)，單 片機(jī)5m通過風(fēng)扇功率功率放大器5e控制風(fēng)扇5b運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)冷室3內(nèi)空氣流動(dòng)，使溫度分 布均勻。電加熱器線圈電流傳感器5i和風(fēng)扇線圈電流傳感器5k，分別測(cè)量通過電加熱器5a和風(fēng)扇5b的線圈電流；電加熱器線圈電壓傳感器5h和風(fēng)扇線圈電壓傳感器5j分別測(cè) 量電加熱器5a和風(fēng)扇5b的線圈電壓。電流傳感器5i和5k的測(cè)量值經(jīng)過電參量轉(zhuǎn)換模塊 5g后送入單片機(jī)5m。電壓傳感器5h和5j的測(cè)量值經(jīng)過電參量轉(zhuǎn)換模塊5g后送入單片機(jī) 5m。單片機(jī)5m根據(jù)數(shù)字溫度傳感器5c測(cè)得的溫度值，通過電加熱器功率放大器5f和風(fēng)扇 功率放大器5e控制電加熱器5a和風(fēng)扇5b的線圈電流。當(dāng)電加熱器5a的制熱功率、風(fēng)扇 5b的功率以及內(nèi)部裝置其它元器件的發(fā)熱功率之和小于冰箱1在設(shè)定溫度下的實(shí)用制冷 功率時(shí)，冷室3的溫度可維持在實(shí)際制冷溫度。當(dāng)電加熱器5a的制熱功率、風(fēng)扇5b的功率 以及內(nèi)部裝置其它元器件的發(fā)熱功率之和等于冰箱1在設(shè)定溫度下的實(shí)用制冷功率時(shí)，電 加熱器5a的制熱功率、風(fēng)扇5b的功率以及內(nèi)部裝置其它元器件的發(fā)熱功率之和為冰箱的 實(shí)用制冷功率。此后，增大電加熱器5a的制熱功率或風(fēng)扇5b的功率會(huì)使冷室3的溫度開 始升高。單片機(jī)5m控制電加熱器5a和風(fēng)扇5b的電流，用最短的時(shí)間自動(dòng)測(cè)量出冰箱1的 實(shí)用制冷功率。電源模塊12中的電平轉(zhuǎn)換模塊12a將通過電源線4接入的外部工作電源 轉(zhuǎn)換成兩種工作電壓，數(shù)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(dǎo)線Ilc和導(dǎo)線12b接入相應(yīng)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(zhuǎn)換模塊13a將電源線7接入的外部工作電源轉(zhuǎn)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(cè)量的環(huán)境溫度送入單片機(jī)Sn。無線收發(fā)模塊8m實(shí)現(xiàn)內(nèi)部裝 置5和外部裝置6之間的數(shù)據(jù)交換和命令傳輸。外部裝置6可通過三種方式同外部計(jì)算機(jī) 交換數(shù)據(jù)第一種方式通過串口電平轉(zhuǎn)換芯片8c以及串口 8f ；第二種方式通過USB驅(qū)動(dòng)芯 片8d以及USB接口 8g ；第三種方式通過網(wǎng)絡(luò)控制芯片8e以及網(wǎng)絡(luò)接口 8h。通過鍵盤控制 模塊8k實(shí)現(xiàn)鍵盤8i和單片機(jī)8η之間命令的輸入。通過顯示驅(qū)動(dòng)模塊81實(shí)現(xiàn)單片機(jī)8η 控制顯示器8j所顯示的內(nèi)容。在工作過程中，顯示器8j顯示測(cè)量時(shí)間，冷室內(nèi)3的溫度， 環(huán)境溫度，實(shí)際制冷溫度和實(shí)用制冷功率。設(shè)電加熱器5a的功率為Q1，風(fēng)扇5b的功率為Q2,內(nèi)部裝置5其它元器件的發(fā)熱功 率為Q3 (Q3可以通過實(shí)驗(yàn)得到)，當(dāng)A、Q2、Q3的和等于冷室3實(shí)用制冷功率Q，即Q = Q^QJQ3其中，Q1= U1I1，Q2 = U2I2U1為電加熱器8a的線圈電壓，I1為電加熱器8a的線圈電流，U2為風(fēng)扇8b的線圈 電壓，I2為風(fēng)扇8b的線圈電流。在冰箱實(shí)用制冷功率測(cè)量完畢之后，如果發(fā)現(xiàn)冰箱實(shí)用制冷功率數(shù)據(jù)不能達(dá)標(biāo)， 這就意味冰箱的保溫性能和/或制冷性能有問題，這時(shí)就可以用內(nèi)部裝置5的溫度傳感器 5c測(cè)取的冰箱1冷室3的負(fù)載溫度回升時(shí)間，以數(shù)據(jù)說明保溫性能是否存在問題，作為返修 的依據(jù)。如果負(fù)載溫度回升時(shí)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(fù)載溫度回升時(shí)間偏短，這說明冰箱的保溫性能有問題。本發(fā)明上述所測(cè)得的負(fù)載溫度回升時(shí)間中的負(fù)載是空氣，它可以與在冰箱1的冷 室3按照國標(biāo)規(guī)定放置“M”實(shí)驗(yàn)包所測(cè)取的負(fù)載溫度回升時(shí)間建立等效關(guān)系。
權(quán)利要求一種冰箱實(shí)用制冷功率的自動(dòng)化測(cè)量裝置，在冰箱(1)的冷室內(nèi)部使用的內(nèi)部裝置(5)包括設(shè)置在冰箱(1)中冷室(3)內(nèi)的電加熱器(5a)、風(fēng)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(nèi)部裝置(5)中設(shè)置由單片機(jī)(5m)控制的電加熱器(5a)與風(fēng)扇(5b)的電功率消耗量的測(cè)量裝置。
專利摘要一種冰箱實(shí)用制冷功率的自動(dòng)化測(cè)量裝置，結(jié)構(gòu)上，在冰箱(1)內(nèi)冷室(3)中使用的內(nèi)部裝置(5)包括設(shè)置在冰箱(1)內(nèi)冷室(3)中的電加熱器(5a)與風(fēng)扇(5b)，其特征在于再在上述內(nèi)部裝置(5)中設(shè)置了由單片機(jī)(5m)控制的電加熱器(5a)與風(fēng)扇(5b)的電功率消耗量的測(cè)量裝置。其使用方法如下I.首先在內(nèi)部裝置(5)上設(shè)定上述冷室(3)中的最終制冷平衡溫度；II.接通上述內(nèi)部裝置(5)的電源并關(guān)閉冷室(3)的箱門；III.當(dāng)上述冷室(3)內(nèi)部溫度處于平衡狀態(tài)時(shí)，即可抄錄外部裝置(6)上顯示的冰箱實(shí)用制冷功率Q。在上述自動(dòng)測(cè)量冰箱(1)的實(shí)用制冷功率之后，還能夠測(cè)試該冰箱(1)中冷室(3)的負(fù)載溫度回升時(shí)間。
文檔編號(hào)G01R21/04GK201654121SQ200920292099
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者李運(yùn)堂, 梁喜麟 申請(qǐng)人:中國計(jì)量學(xué)院