一种冷热冲击测试系统及其控制方法与流程

本发明实施例涉及温控测试，尤其涉及一种冷热冲击测试系统及其控制方法。

背景技术：

1、在极端交变温度环境下电子元器件、汽车零部件以及航空航天材料等产品的使用性能的研究，是各类产品研发验证过程中可靠性测试的关键参数之一。冷热冲击测试系统能够用于控制待测产品所处环境的温度，从而实现对待测产品进行冷热冲击测试。

2、目前，冷热冲击测试系统通过制冷系统换热制冷和管道式加热器加热，但该冷热冲击测试系统无法升温和降温，仅适用于升降温速率不高的场合，对于有较高升降温速率要求的情况，需要增加冷热冲击测试系统的配置。现有技术中，通过在冷热冲击测试系统中设置相互独立的蓄冷罐、蓄热罐，蓄冷罐由制冷系统维持固定低温，蓄热罐依靠加热部件维持固定高温，通过控制蓄冷罐的低温介质或者蓄热罐的高温介质直接输送至待测产品，以能够实现对待测产品的快速降温或升温。

3、然而，现有技术的冷热冲击测试系统直接向待测产品提供蓄冷罐中的低温介质或蓄热罐中的高温介质，因蓄冷罐中的低温介质具有固定的低温，蓄热罐中的高温介质具有固定的高温，使得现有技术的冷热冲击测试系统仅能够实现预设固定高温或预设固定低温两点式冷热冲击，容易出现温度冲击大、高温或低温持续时间长，无法实现对高低温区间内任意中间温度的连续控温；并且，每次变更冲击温度，需要提前等待蓄冷罐、蓄热罐的介质温度重新稳定至新的设定值，温度切换准备周期长，存在测试耗时久的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种冷热冲击测试系统及其控制方法，以解决现有技术中存在的缺陷，实现对高低温区间内任意中间温度的连续控温，节省测试控温时间。

2、根据本发明的一方面，提供了一种冷热冲击测试系统的控制方法，应用于冷热冲击测试系统，所述冷热冲击测试系统包括：高温水箱、低温水箱、高温调节阀、低温调节阀、三通合流阀、三通分流阀和混合罐；所述高温水箱的第一高温出水口通过所述高温调节阀与所述高温水箱的第一高温进水口连通；所述低温水箱的第一低温出水口通过所述低温调节阀与所述低温水箱的第一低温进水口连通；所述三通合流阀的第一合流输入端与所述第一低温出水口连通，所述三通合流阀的第二合流输入端与所述第一高温出水口连通，所述三通合流阀的合流输出端与所述混合罐的混合进水口连通；所述混合罐的混合出水口与待测负载的负载进水口连通，所述待测负载的负责出水口与所述三通分流阀的分流输入端连通；所述三通分流阀的分流输入端还与所述混合罐的混合回水口连通，所述三通分流阀的第一分流输出端与所述第一低温进水口连通，所述三通分流阀的第二分流输出端与所述第一高温进水口连通；所述冷热冲击测试系统的控制方法包括：

3、在对所述待测负载进行冷热冲击测试时，实时获取所述混合出水口处的混合液体温度和测试目标温度；

4、根据当前混合液体温度和所述测试目标温度，分别控制所述高温调节阀、所述低温调节阀、所述三通合流阀和所述三通分流阀的开度。

5、可选地，根据当前混合液体温度和所述测试目标温度，分别控制所述高温调节阀、所述低温调节阀、所述三通合流阀和所述三通分流阀的开度，包括：

6、在所述当前混合液体温度大于所述测试目标温度时，获取当前混合液体温度与所述测试目标温度之间的当前降温温度差；

7、在所述当前降温温度差大于或等于第一预设温度差时，根据所述当前降温温度差，分别控制所述高温调节阀、所述低温调节阀、所述三通合流阀和所述三通分流阀的开度；

8、在所述当前混合液体温度小于所述测试目标温度时，获取所述测试目标温度与当前混合液体温度之间的当前升温温度差；

9、在所述当前升温温度差大于或等于所述第一预设温度差时，根据所述当前升温温度差，分别控制所述低温调节阀、所述高温调节阀、所述三通合流阀和所述三通分流阀的开度。

10、可选地，在所述当前降温温度差大于或等于第一预设温度差时，根据所述当前降温温度差，分别控制所述高温调节阀、所述低温调节阀、所述三通合流阀和所述三通分流阀的开度，包括：

11、在所述当前降温温度差大于或等于第二预设温度差时，控制所述高温调节阀的开度、所述第一合流输入端与所述合流输出端之间的开度、以及所述分流输入端与所述第一分流输出端的开度均为第一开度，控制所述低温调节阀的开度、所述第二合流输入端与所述合流输出端之间的开度、所述分流输入端与所述第二分流输出端的开度均为第二开度；所述第一开度大于所述第二开度，且所述第一开度与所述第二开度之和为100%；

12、在所述当前降温温度小于所述第二预设温度差且大于或等于所述第一预设温度差时，基于pid控制算法，减小所述第一合流输入端与所述合流输出端之间的开度，以及增大所述第二合流输入端与所述合流输出端之间的开度。

13、可选地，在所述当前升温温度差大于或等于所述第一预设温度差时，根据所述当前升温温度差，分别控制所述低温调节阀、所述高温调节阀、所述三通合流阀和所述三通分流阀的开度，包括：

14、在所述当前升温温度差大于或等于第三预设温度差时，控制所述低温调节阀的开度、所述第二合流输入端与所述合流输出端之间的开度、以及所述分流输入端与所述第二分流输出端的开度均为第一开度，控制所述高温调节阀的开度、所述第一合流输入端与所述合流输出端之间的开度、所述分流输入端与所述第一分流输出端的开度均为第二开度；所述第一开度大于所述第二开度，且所述第一开度与所述第二开度之和为100%；

15、在所述当前升温温度小于所述第三预设温度差且大于或等于所述第一预设温度差时，基于pid控制算法，减小所述第二合流输入端与所述合流输出端之间的开度，以及增大所述第一合流输入端与所述合流输出端之间的开度。

16、可选地，根据当前混合液体温度和所述测试目标温度，分别控制所述高温调节阀、所述低温调节阀、所述三通合流阀和所述三通分流阀的开度，还包括：

17、在所述当前降温温度差小于所述第一预设温度差，或者，所述当前升温温度差小于所述第一预设温度差时，基于pid控制算法，控制所述高温调节阀、所述低温调节阀、所述三通合流阀和所述三通分流阀；其中，所述第一合流输入端与所述合流输出端之间的开度等于所述分流输入端与所述第一分流输出端之间的开度，所述第二合流输入端与所述合流输出端之间的开度等于所述分流输入端与所述第二分流输出端之间的开度。

18、可选地，所述冷热冲击测试系统还包括：低温外循环泵、高温外循环泵、以及混合循环泵；所述低温外循环泵设置于所述第一低温出水口与所述低温调节阀之间、以及所述第一低温出水口与所述第一合流输入端之间；所述高温外循环泵设置于所述第一高温出水口与所述高温调节阀之间、以及所述第一高温出水口与所述第二合流输入端之间；所述混合循环泵设置于所述混合出水口与所述负载进水口之间；所述冷热冲击测试系统的控制方法，还包括：

19、根据所述当前混合液体温度和所述测试目标温度，分别控制所述低温外循环泵、所述高温外循环泵、以及所述混合循环泵的工作状态。

20、可选地，根据所述当前混合液体温度和所述测试目标温度，分别控制所述低温外循环泵、所述高温外循环泵、以及所述混合循环泵的工作状态，包括：

21、在所述当前混合液体温度大于所述测试目标温度时，获取当前混合液体温度与所述测试目标温度之间的当前降温温度差；

22、在所述当前降温温度差大于或等于第一预设温度差时，控制所述低温外循环泵和所述混合循环泵处于开启状态，以及控制所述高温外循环泵处于关闭状态；

23、在所述当前混合液体温度小于所述测试目标温度时，获取所述测试目标温度与当前混合液体温度之间的当前升温温度差；

24、在所述当前升温温度差大于或等于所述第一预设温度差时，控制所述高温外循环泵和所述混合循环泵处于开启状态，以及控制所述低温外循环泵处于关闭状态；

25、在所述当前降温温度差小于所述第一预设温度差，或者，所述当前升温温度差小于所述第一预设温度差时，控制所述低温外循环泵、所述高温外循环泵和所述混合循环泵均处于开启状态。

26、可选地，所述冷热冲击测试系统还包括制冷装置和加热装置；所述制冷装置分别与所述低温水箱的第二低温进水口和所述低温水箱的第二低温出水口连通；所述加热装置分别与所述高温水箱的第二高温进水口和所述高温水箱的第二高温出水口连通；所述冷热冲击测试系统的控制方法还包括：

27、在对所述待测负载进行冷热冲击测试前，获取所述高温水箱的高温目标温度和高温实时温度，以及所述低温水箱的低温目标温度和低温实时温度；

28、根据所述高温实时温度和所述高温目标温度，控制所述加热装置的工作状态，以及根据所述低温实时温度和低温目标温度，控制所述制冷装置的工作状态。

29、根据本发明的另一方面，提供了一种冷热冲击测试系统，该系统包括：高温水箱、低温水箱、高温调节阀、低温调节阀、三通合流阀、三通分流阀、混合罐和控制器；

30、所述高温水箱的第一高温出水口通过所述高温调节阀与所述高温水箱的第一高温进水口连通；

31、所述低温水箱的第一低温出水口通过所述低温调节阀与所述低温水箱的第一低温进水口连通；

32、所述三通合流阀的第一合流输入端与所述第一低温出水口连通，所述三通合流阀的第二合流输入端与所述第一高温出水口连通，所述三通合流阀的合流输出端与所述混合罐的混合进水口连通；

33、所述混合罐的混合出水口与待测负载的负载进水口连通，所述待测负载的负载出水口与所述三通分流阀的分流输入端连通；

34、所述三通分流阀的分流输入端还与所述混合罐的混合回水口连通，所述三通分流阀的第一分流输出端与所述第一低温进水口连通，所述三通分流阀的第二分流输出端与所述第一高温进水口连通；

35、所述控制器分别与所述高温调节阀的控制端、所述低温调节阀的控制端、所述三通合流阀的控制端和所述三通分流阀的控制端连接；所述控制器用于执行所述的冷热冲击测试系统的控制方法。

36、可选地，冷热冲击测试系统还包括：低温外循环泵、高温外循环泵、以及混合循环泵；

37、所述低温外循环泵设置于所述第一低温出水口与所述低温调节阀之间、以及所述第一低温出水口与所述第一合流输入端之间；

38、所述高温外循环泵设置于所述第一高温出水口与所述高温调节阀之间、以及所述第一高温出水口与所述第二合流输入端之间；

39、所述混合循环泵设置于所述混合出水口与所述负载进水口之间；

40、所述控制器还分别与所述低温外循环泵的控制端、所述高温外循环泵的控制端、以及所述混合循环泵的控制端连接，所述控制器还用于分别控制所述低温外循环泵、所述高温外循环泵、以及所述混合循环泵的工作状态。

41、可选地，冷热冲击测试系统还包括：制冷装置和加热装置；

42、所述制冷装置分别与所述低温水箱的第二低温进水口和所述低温水箱的第二低温出水口连通；

43、所述加热装置分别与所述高温水箱的第二高温进水口和所述高温水箱的第二高温出水口连通；

44、所述控制器还分别与所述制冷装置的控制端和所述加热装置的控制端连接。

45、可选地，所述制冷装置包括低温内循环泵、蒸发器、压缩机、冷凝器、干燥过滤器和膨胀阀；

46、所述压缩机、所述冷凝器、所述干燥过滤器、所述膨胀阀和所述蒸发器依次设置于制冷循环管路中；

47、所述蒸发器的制冷出液口与所述第二低温进水口连通，所述蒸发器的制冷进液口与所述第二低温出水口连通；所述冷凝器的冷凝进水口与冷却进水管连通，所述冷凝器的冷凝出水口与冷却水出水管连通。

48、可选地，所述加热装置包括高温内循环泵、冷却换热器和加热管；

49、所述冷却换热器的换热进口与所述第二高温出水口连通，所述冷却换热器的换热出口与所述加热管的加热进液口连通，所述加热管的加热出水口与所述第二高温进水口连通；

50、所述冷却换热器的调温进水口与冷却进水管连通，所述冷却换热器的调温出水口与冷却出水管连通。

51、可选地，冷热冲击测试系统还包括：低温水箱温度传感器和高温水箱温度传感器；

52、所述低温水箱温度传感器的探测端设置于所述低温水箱内；所述低温水箱温度传感器用于获取所述低温水箱的低温实时温度；

53、所述高温水箱温度传感器的探测端设置于所述高温水箱内；所述高温水箱温度传感器用于获取所述高温水箱的高温实时温度；

54、所述控制器还分别与所述低温水箱温度传感器和所述高温水箱温度传感器连接。

55、可选地，冷热冲击测试系统还包括：供液温度传感器和回液温度传感器；

56、所述供液温度传感器设置于所述混合出水口与所述负载进水口之间的连接通路中；所述供液温度传感器用于获取由所述混合罐提供至所述待测负载的混合液体温度；

57、所述回液温度传感器设置于所述负载出水口与所述分流输入端之间的连接通路中；所述回液温度传感器用于获取经所述待测负载流出的回液温度；

58、所述控制器还分别与所述供液温度传感器和所述回液温度传感器连接。

59、可选地，冷热冲击测试系统还包括：平衡管；

60、所述低温水箱的低温液体平衡口通过所述平衡管与所述高温水箱的高温液体平衡口连通；

61、所述低温液体平衡口所处的高度与所述低温水箱的总高度之间的比值为k1；所述高温液体平衡口所处的高度与所述高温水箱的总高度之间的比值为k2；其中，1/2

62、本发明的技术方案，通过采用独立的高温水箱和低温水箱，并在高温水箱和低温水箱与混合罐之间设置三通合流阀，以及在高温水箱的第一高温出水口和第一高温进水口之间设置高温调节阀，在低温水箱的第一低温出水口和第一低温进水口之间设置低温调节阀，在对待测负载进行冷热冲击测试时，通过实时获取的混合罐内的混合出水口处的混合液体温度和测试目标温度，并根据当前混合液体温度和测试目标温度，分别控制高温调节阀、低温调节阀、三通合流阀和三通分流阀的开度，以控制由高温水箱流入混合罐内的高温液体的流量，以及控制由低温水箱流入混合罐内的低温液体的流量，使混合罐的混合出水口处提供的混合液体的温度能够稳定且快速地达到测试目标温度，实现对混合液体的连续控温，保证待测负载的冷热冲击测试所需的温度的准确性。

63、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。