計(jì)量校驗(yàn)儀野外作業(yè)恒溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】計(jì)量校驗(yàn)儀是一種對(duì)互感器舉行鑒定的細(xì)致型儀表，其受溫度、濕度、氣壓等的影響分外嚴(yán)重，運(yùn)行環(huán)境若不達(dá)標(biāo)就會(huì)造成檢定結(jié)果不具備可參考性。因此保證計(jì)量校驗(yàn)儀的運(yùn)行環(huán)境至關(guān)重要，而在我國東北地區(qū)無霜期僅100至150天，大片面時(shí)間氣溫較低，嚴(yán)重影響了互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定工作。與此同時(shí)，計(jì)量校驗(yàn)裝置的液晶顯示系統(tǒng)對(duì)溫度的要求也特別苛刻，溫度過低液晶粘性就會(huì)急速增大，一旦低于-10℃就可能會(huì)發(fā)生液晶不滾動(dòng)等不成逆性損壞。鑒于此，急需一種解決冬季環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量校驗(yàn)儀工作條件的裝置。本設(shè)計(jì)是從科學(xué)的角度給出一種合理改善計(jì)量校驗(yàn)儀現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境的設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】便攜式；計(jì)量校驗(yàn)儀；野外作業(yè)；恒溫系統(tǒng)

1引言

我國東北冬季很長，最低溫度一般在-20攝氏度以下。而用戶現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)儀表的測(cè)量精度、液晶顯示以及電子震蕩電路的最正確工作溫度一般在-10攝氏度。因而嚴(yán)格限制了用戶現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量裝置的檢定與校驗(yàn)。眾所周知，計(jì)量裝置校驗(yàn)工作分外繁忙，根本上是全天候、全季節(jié)舉行。為解決此問題，以往的慣用手段是先將儀表在室內(nèi)、車內(nèi)用強(qiáng)高溫預(yù)熱，然后用棉被包好，盡快搬到現(xiàn)場(chǎng)行測(cè)試。由于環(huán)境溫度之低，儀表溫度很快下降，其穩(wěn)當(dāng)工作時(shí)間還不到10分鐘，然后還要再加溫。一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)可能要重復(fù)屢屢才能完成。此工程的目的就是徹底解決低溫環(huán)境下校驗(yàn)儀表正常工作的問題。

2計(jì)量校驗(yàn)儀液晶屏幕保溫的設(shè)計(jì)

液晶顯示器具有功耗低、明顯度高、壽命長、體積小、重量輕、光學(xué)特性好等特點(diǎn)，是夢(mèng)想的顯示器件，廣泛應(yīng)用在各種儀器儀表上。液晶顯示一種被動(dòng)的顯示，它本身不發(fā)光，其用來顯示的液晶材料是一種見有液態(tài)和固體雙重性質(zhì)的有機(jī)物，正常工作處境下液晶呈現(xiàn)為液態(tài)。當(dāng)其工作在非正常工作溫度環(huán)境下時(shí)，屏幕就會(huì)發(fā)生顏色奇怪、老化加快，液晶屏在低溫下使用輕那么展現(xiàn)壞點(diǎn)重那么造成永久性損壞。

以上處境都會(huì)造成計(jì)量校驗(yàn)儀工作不正常，屏幕無法正常顯示、用戶無法對(duì)設(shè)備舉行相關(guān)操作，嚴(yán)重影響了計(jì)量校驗(yàn)的工作，務(wù)必予以解決。概括手段是：對(duì)低溫下不正常工作的液晶屏幕舉行恒溫伴熱。

本設(shè)計(jì)采用一種PET電熱膜作為液晶屏幕恒溫伴熱元件。PET膜又名膜耐高溫聚酯薄膜。它具有優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能及尺寸穩(wěn)定性、通明性、可回收性，可廣泛的應(yīng)用于磁記錄、感光材料、電子、電氣絕緣、工業(yè)用膜、包裝裝飾等領(lǐng)域。PET薄膜的機(jī)械性能優(yōu)良，其強(qiáng)韌性是全體熱塑性塑料中最好的，抗張強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度比一般薄膜高得多；且挺力好，尺寸穩(wěn)定，適于二次加工。PET薄膜還具有優(yōu)良的耐熱、耐寒性和良好的耐化學(xué)藥品性和耐油性。

本伴熱元件采用175μm低收縮PET薄膜作為通明基膜，外觀平勻涂有ITO導(dǎo)電質(zhì)，通過軟帶與操縱盒連接，便當(dāng)用于液晶顯示器及其他通明加熱、除霜、除霧的產(chǎn)品或戶外儀器儀表等。560nm波長可見光透光率T≥80%，電極安好穩(wěn)當(dāng)，可焊性強(qiáng)，產(chǎn)品耐熱性好。細(xì)致參數(shù)見附表1：

圖1、PET加熱膜樣圖

3現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量校驗(yàn)儀（室外）恒溫伴熱箱的設(shè)計(jì)

3.1對(duì)需要本表達(dá)場(chǎng)加溫的計(jì)量校驗(yàn)儀，一般采用的是恒溫伴熱箱，且一般為電伴熱。技術(shù)要求如下：

（1）箱體應(yīng)裝有保溫層，且耐高溫、耐腐蝕、外觀平整、不發(fā)泡等。箱門要裝有密封蓋以防止系統(tǒng)內(nèi)熱空氣與環(huán)境冷空氣發(fā)生猛烈對(duì)流換熱。

（2）保溫層內(nèi)應(yīng)布置恒溫伴熱帶，伴熱帶為五面立體布置，性能要求恒溫、抗變形、抗壓、防爆等。

（3）伴熱帶內(nèi)側(cè)應(yīng)布置有合金傳熱帶，防止恒溫伴熱帶產(chǎn)生的熱量無法通過傳熱帶舉行輻射換熱而產(chǎn)生接觸界面?zhèn)鳠釔夯?/p>

（4）操縱系統(tǒng)應(yīng)采用AC220V50Hz電源系統(tǒng)供電，對(duì)目標(biāo)溫度可設(shè)定并自動(dòng)操縱設(shè)備啟停。

（5）整機(jī)功耗應(yīng)小于等于1kW。

（6）裝置布局應(yīng)不阻力計(jì)量校驗(yàn)儀二次出線及正常操作。

（7）恒溫箱體積理應(yīng)適中，便當(dāng)攜帶及維護(hù)。

圖2：恒溫箱內(nèi)部布置示意圖

圖3：保溫蓋設(shè)計(jì)示意圖

3.2恒溫伴熱系統(tǒng)原理

本設(shè)計(jì)中恒溫伴熱系統(tǒng)加熱元件主要采用硅橡膠發(fā)熱片、LDB防爆電熱板或電熱帶等薄片狀加熱材料。加熱材料材質(zhì)為耐熱橡膠，絕緣電阻50MΩ，平均外觀熱負(fù)荷0.31W/cm2，防爆性能高。加熱材料為面狀發(fā)熱，熱效率高，節(jié)能省電，升溫快，熱慣??；材質(zhì)柔嫩，使用壽命長，重量輕，耐腐蝕，抗壓性能好，安好穩(wěn)當(dāng)，元件熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)95%，比常規(guī)加熱元件節(jié)能20%以上。

3.3操縱系統(tǒng)原理

現(xiàn)場(chǎng)互感器校驗(yàn)儀防凍保溫裝置硬件采用先進(jìn)的16位單片機(jī)，配以軟、硬件抗干擾技術(shù)。配置以高精度溫、濕度傳感器。該系統(tǒng)操縱片面擬分為手動(dòng)操縱及自動(dòng)操縱兩種方式，并通過聲光提示使用者舉行相關(guān)操作。軟件采用匯編語言編寫，穩(wěn)定性好。硬件焊接工藝采用具有較強(qiáng)抗擾才能的SMT技術(shù)。采用數(shù)碼管作為人機(jī)顯示界面，耐低溫，數(shù)據(jù)顯示醒目。

3.4保溫材料相關(guān)參數(shù)

保溫材料一般是指導(dǎo)熱系數(shù)小于或等于0.2的材料。本設(shè)計(jì)主要采用聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料酚醛泡沫材料。其具有抗壓強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)小，它具有輕質(zhì)、防火、遇明火不燃燒、無煙、無毒、無滴落，使用溫度圍廣（-196～+200℃）低溫環(huán)境下不收縮、不脆化，且由于酚醛泡沫閉孔率高，那么導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱性能好，并具有抗水性和水蒸氣滲透性，是最夢(mèng)想的防火、絕熱、節(jié)能、美觀的工程絕熱材料。

4結(jié)論

此工程結(jié)合電子技術(shù)、傳熱傳質(zhì)技術(shù)、工程流體技術(shù)而設(shè)計(jì)的智能可控恒溫系統(tǒng)。它是集設(shè)備運(yùn)行環(huán)境測(cè)試、目標(biāo)運(yùn)行環(huán)境設(shè)定、寬電源運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備低溫運(yùn)行條件自動(dòng)調(diào)整為一體的多功能恒溫設(shè)備。主要應(yīng)用于低溫氣候環(huán)境下現(xiàn)場(chǎng)儀器的穩(wěn)當(dāng)、精準(zhǔn)、穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)主要由溫度傳感器；操縱系統(tǒng)；恒