一种电热恒温水浴箱及水温控制方法.pdf

本发明适用于水浴箱领域，提供了一种电热恒温水浴箱及水温控制方法，水浴箱包括水箱，由与水箱连接的进水管和出水管组成的循环水路，位于循环水路上的水泵，以及设置于水箱内的水箱内温度传感器，所述水浴箱还包括：设置于水箱内的多组加热管，每组加热管包括至少1根加热管；设置于所述循环水路上的热量散失参数检测装置；以及根据所述热量散失参数计算水循环所散失的热量，控制加热管工作的恒温控制装置。本发明实施例通过检测水箱进水端和出水端的温度变化，计算水循环所散失的热量，控制加热管补偿热量，对水温进行调节，水温控制精度可以达到±0.2℃内，满足了汽车散热器性能测试的要求。

1、  一种电热恒温水浴箱，包括水箱，由与水箱连接的进水管和出水管组成的循环水路，位于循环水路上的水泵，以及设置于水箱内的水箱内温度传感器，其特征在于，所述水浴箱还包括：
设置于水箱内的多组加热管，每组加热管包括至少1根加热管；
设置于所述循环水路上的热量散失参数检测装置；以及
根据所述热量散失参数计算水循环所散失的热量，控制加热管工作的恒温控制装置。

2、  如权利要求1所述的电热恒温水浴箱，其特征在于，所述水循环所散失的热量依据下式计算：
Q_W＝V_W·γ_W·C_PW·(t_W1-t_W2)，其中
Q_W为水循环所散失的热量，V_W为热水的体积流量，γ_W热水的密度，C_PW为热水的比热，t_W1为水箱的进水温度，t_W2为水箱的出水温度。

3、  如权利要求1或2所述的电热恒温水浴箱，其特征在于，所述热量散失参数检测装置包括：
设置于水箱进水管，检测水箱进水温度的进水温度传感器；
设置于水箱出水管，检测水箱出水温度的出水温度传感器；以及
设置于所述循环水路，检测热水体积流量的水流量传感器。

4、  如权利要求1或2所述的电热恒温水浴箱，其特征在于，所述恒温控制装置包括：
与电源和所述加热管连接，控制所述加热管导电工作的多个固态继电器，每个固态继电器控制一组加热管；
采集所述热量散失参数的采集卡；
根据所述热量散失参数计算水循环所散失的热量，并根据所述水循环所散失的热量发出水温控制信号的温度控制单元；以及
接收所述水温控制信号，驱动所述多个固态继电器工作的控制电路。

5、  如权利要求1或2所述的电热恒温水浴箱，其特征在于，所述加热管包括5组，其中第1组包括3根加热管，第2、3、4组均包括2根加热管，第5组包括1根加热管。

6、  一种电热恒温水浴箱的水温控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
采集水箱内的水温，控制加热管工作，将水箱内的当前水温加热至预定温度；
控制水泵启动，开始水循环热交换；
采集热量散失参数，计算水循环散失的热量；
根据水循环所散失的热量，控制加热管工作，调节水箱内的水温稳定在预定范围内。

7、  一种电热恒温水浴箱箱体，包括水箱，由与水箱连接的进水管和出水管组成的循环水路，位于循环水路上的水泵，以及设置于水箱内的水箱内温度传感器，其特征在于，所述水浴箱箱体还包括：
设置于水箱内的多组加热管，每组加热管包括至少1根加热管；以及
设置于所述循环水路上的热量散失参数检测装置。

8、  如权利要求7所述的电热恒温水浴箱箱体，其特征在于，所述热量散失参数检测装置包括：
设置于水箱进水管，检测水箱进水温度的进水温度传感器；
设置于水箱出水管，检测水箱出水温度的出水温度传感器；以及
设置于所述循环水路，检测热水体积流量的水流量传感器。

9、  如权利要求7所述的电热恒温水浴箱箱体，其特征在于，所述水浴箱箱体还包括：
根据所述热量散失参数计算水循环所散失的热量，控制加热管工作的恒温控制装置。

10、  如权利要求7、8或9所述的电热恒温水浴箱箱体，其特征在于，所述加热管包括5组，其中第1组包括3根加热管，第2、3、4组均包括2根加热管，第5组包括1根加热管。

一种电热恒温水浴箱及水温控制方法
技术领域
本发明属于水浴箱领域，尤其涉及一种电热恒温水浴箱及水温控制方法。
背景技术
现有技术中水浴箱的种类有很多，可以应用在医院、实验室等领域，不同的应用领域对水浴箱的温度控制精度要求不同。在对水浴箱进行恒温控制时，一种方案是在水浴外设有一个循环水管，将水浴中的水抽出，经加热后再注入水浴中，其水温控制精度为1℃。另一种方案是采用两个水箱，即一个水浴箱和一个加热水箱，两个箱之间连接有带水泵的循环水管，水在加热水箱内加热，由循环水管进入水浴箱，与水浴箱内的水进行热交换，使水浴箱内的水温与加热水箱内的水温一致，其水温控制精度为0.5℃。根据机械工业部标准《JBT2293(1978)(2005)汽车、拖拉机散热器风筒试验方法》的要求，汽车散热器进水温度在设定温度±0.2℃内波动，因此作为汽车散热器测试用水来源的水浴箱的水温控制精度也为±0.2℃，现有的浴箱的水温控制精度难以满足汽车散热器性能测试的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电热恒温水浴箱，旨在解决现有水浴箱的水温控制精度较低，难以满足汽车散热器性能测试的要求的问题。
本发明是这样实现的，一种电热恒温水浴箱，包括水箱，由与水箱连接的进水管和出水管组成的循环水路，位于循环水路上的水泵，以及设置于水箱内的水箱内温度传感器，所述水浴箱还包括：
设置于水箱内的多组加热管，每组加热管包括至少1根加热管；
设置于所述循环水路上的热量散失参数检测装置；以及
根据所述热量散失参数计算水循环所散失的热量，控制加热管工作的恒温控制装置。
本发明的另一目的在于提供一种电热恒温水浴箱的水温控制方法，所述方法包括下述步骤：
采集水箱内的水温，控制加热管工作，将水箱内的当前水温加热至预定温度；
控制水泵启动，开始水循环热交换；
采集热量散失参数，计算水循环散失的热量；
根据水循环所散失的热量，控制加热管工作，调节水箱内的水温稳定在预定范围内。
本发明的另一目的在于提供一种电热恒温水浴箱箱体，包括水箱，由与水箱连接的进水管和出水管组成的循环水路，位于循环水路上的水泵，以及设置于水箱内的水箱内温度传感器，所述水浴箱箱体还包括：
设置于水箱内的多组加热管，每组加热管包括至少1根加热管；以及
设置于所述循环水路上的热量散失参数检测装置。
本发明通过检测水箱进水端和出水端的温度变化，计算水循环所散失的热量，控制加热管补偿热量，对水温进行调节，水温控制精度可以达到±0.2℃内，满足了汽车散热器性能测试的要求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的水浴箱的结构图；
图2是本发明实施例提供的恒温控制装置的结构原理图；
图3是本发明实施例提供的恒温控制装置的电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，计算水循环所散失的热量，通过相应算法控制加热管补偿热量，对水温进行调节，可以对水温进行高精度控制。
图1示出了本发明实施例提供的水浴箱的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。
水箱1内有一水箱内温度传感器11以及多组加热管12。在本发明实施例中，加热管12由恒温控制装置9(图中未示出)控制。作为本发明的一个实施例，水箱1内共有10根加热管，工作时，将10根加热管分为5组，第一组3根，第二、三、四组均为2根，第五组1根，分别由5个固态继电器94(图中未示出)控制。
水箱1外有一循环水路，通过进水管2和出水管3与水箱1相连，进水管2上装有进水温度传感器4，出水管3上装有出水温度传感器5。循环水路中有一水泵6，作为水循环的动力源。在循环水路中还装有一个水流量传感器7，测量循环水路的水体积流量。被测散热器8串联在进水管2与出水管3之间。
图2示出了本发明实施例提供的恒温控制装置的结构原理，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。
恒温控制装置9对水箱进行恒温控制的过程分为两个过程。
第一个过程是初始加热，采集卡91采集水箱内温度传感器11检测到的水箱1内的水温，温度控制单元92根据水箱1内的当前水温，通过控制电路93控制固态继电器94控制加热管12工作。温度控制单元92对加热管12的控制通过一个控制算法实现，该算法根据当前水温与设定水温值的差值确定开哪几个固态继电器，即控制哪几个加热管工作，如下表所示：