一种胶膜热破的恒温自适应温控系统的制作方法

1.本发明属于航天设备技术领域，具体涉及一种胶膜热破的恒温自适应温控系统。


背景技术：

2.现有的恒温控制系统的设备大多体量较大，功能单一，功率较高，噪声大，且成本较高，都不适用于航天、航空领域对胶膜热破这种作业环境的要求。故此，设计一种胶膜热破的恒温自适应温控系统是十分必要的。


技术实现要素：

3.本发明的发明目的是提供一种胶膜热破的恒温自适应温控系统，解决了胶膜热破对恒温环境的要求和自适应调整控制的需求，以及如何有效控制并能根据环境条件进行自适应调节控制温度场是的技术问题。该胶膜热破恒温自适应温控系统可对环境场温度场控制在
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1℃以内，可实现快速加热以及对温度的快速响应和调整等功能。恒温自适应温控系统由4个不同的子恒温自适应温控系统组成，每个子系统可均可独立进行加热和温度测量及调节控制，可以达到在20分钟内让30m
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的空间温度由常温升高到40℃，且恒温控制误差在
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1℃以内。恒温自适应温控系统主要应用在航天、航空领域，亦可适用于对作业有严格温度要求的环境设备或者行业中。
4.本发明采用的技术方案为：一种胶膜热破的恒温自适应温控系统，所述温控系统包括保温舱、弱电控制系统、强电控制系统和电脑显示器；所述保温舱的外壁上设有观察窗口和可翻转活动舱门，保温舱由底盘和主框架组装而成，保温舱内安装有热风刀系统、石英灯组加热系统、驱动系统、预热组件加热系统和热风机系统，保温舱的底部安装有舱底测温热电偶，其顶部安装有舱顶测温热电偶和红外线测温热电偶。
5.进一步的，所述保温舱的外包装采用夹层结构进行保温处理，保暖材料为环保防火耐温材料，保温材料内、外均用2mm后的钣金装夹而成，形成了一个密封的保温舱。
6.进一步的，所述保温舱的外壁上观察窗口的数量为12个，可翻转活动舱门的数量为6个。
7.进一步的，所述石英灯组加热系统内安装有石英灯管。
8.进一步的，所述热风机系统上安装有热风机测温热电偶。
9.进一步的，所述预热组件加热系统的不锈钢方通内安装有预热组件加热管，其外部安装有预热组件测温热电偶。
10.进一步的，所述热风刀系统上安装有6个热风刀测温组件，热风刀组件包括安装在刀体上的热风刀测温热电偶安装座和热风刀测温热电偶（2011），热风刀测温热电偶安装在热风刀测温热电偶安装座上。
11.进一步的，恒温自适应温控系统是胶膜热破作业环境的必要条件，温度的一致性可确保胶膜热破的均匀一致性，自适应控制可以减少人为因素的过多参入，是胶膜热破的基本保障。恒温自调节控制系统是通过测温传感器对舱体内部温度实时监测和反馈调节的
结果，当测温传感器检测到实际温度低于设置舱温时，加热系统会自动启动加热；当测温传感器检测到实际温度高于舱温设置值时，加热系统会自动关闭个别或者全部加热装置。达到舱温始终处理一个相对恒定的温度范围内。恒温自适应温控系统可以分为四部个子系统，热风刀系统、石英灯系统、热风机系统、预热组件加热系统。各个子系统均可独立进行加热和温度测量及调节控制。
12.进一步的，驱动系统包括x轴向和z轴向两个轴向的驱动，x轴向驱动系统主要是驱动z轴系统在x轴向上做往复运动，z轴系统主要是用来驱动调节石英灯的高度，进而控制胶膜表面温度，二者协调运行，完成胶膜自动热破作业需求。
13.进一步的，使用工件装夹系统将蜂窝芯张紧后，将工件和工装系统一起放入到保温舱内，工件系统处在热风刀与石英灯之间，在驱动系统的作用下，石英灯工作，风刀前进，风刀所经之处，带热量的风压就会将胶膜热破吹破，热破后的胶膜在落下时就会均匀黏附在蜂窝芯的棱边上。
14.本发明的有益效果：提供了一种胶膜热破的恒温自适应温控系统，该胶膜热破恒温自适应温控系统可对环境场温度场控制在
±
1℃以内，可实现快速加热以及对温度的快速响应和调整等功能。恒温自适应温控系统由4个不同的子恒温自适应温控系统组成，每个子系统可均可独立进行加热和温度测量及调节控制，可以达到在20分钟内让30m
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的空间温度由常温升高到40℃，且恒温控制误差在
±
1℃以内。恒温自适应温控系统主要应用在航天、航空领域，亦可适用于对作业有严格温度要求的环境设备或者行业中。
15.附图说明：图1是实施例一的结构示意图；图2是实施例一中保温舱的结构示意图；图3是实施例一中石英灯组加热系统的石英灯管安装示意图；图4是实施例一中热风机系统的热风机测温热电偶安装示意图；图5是实施例一中预热组件加热系统的预热组件测温热电偶安装示意图；图6是实施例一中热风刀系统的热风刀测温组件的安装示意图；图7是图6中i的局部放大图；图8是实施例一中舱顶测温热电偶的安装示意图；图9是实施例一中红外测温热电偶的安装示意图；图10是实施例一中舱底测温热电偶的安装示意图。
16.具体实施方式：实施例一参照各图，一种胶膜热破的恒温自适应温控系统，所述温控系统包括保温舱1、弱电控制系统2、强电控制系统3和电脑显示器4；所述保温舱1的外壁上设有观察窗口6和可翻转活动舱门5，保温舱1由底盘101和主框架102组装而成，保温舱1内安装有热风刀系统103、石英灯组加热系统104、驱动系统105、预热组件加热系统106和热风机系统107，保温舱1的底部安装有舱底测温热电偶108，其顶部安装有舱顶测温热电偶110和红外线测温热电偶109；所述保温舱1的外包装采用夹层结构进行保温处理，保暖材料为环保防火耐温材料，保温材料内、外均用2mm后的钣金装夹而成，形成了一个密封的保温舱1；所述保温舱1的外壁上观察窗口6的数量为12个，可翻转活动舱门5的数量为6个；所述石英灯组加热系统104内
安装有石英灯管202；所述热风机系统107上安装有热风机测温热电偶2031；所述预热组件加热系统106的不锈钢方通内安装有预热组件加热管2041，其外部安装有预热组件测温热电偶2042；所述热风刀系统103上安装有6个热风刀测温组件201，热风刀组件201包括安装在刀体上的热风刀测温热电偶安装座2012和热风刀测温热电偶2011，热风刀测温热电偶2011安装在热风刀测温热电偶安装座2012上。
17.胶膜热破的恒温自适应温控系统，是在机械系统和软件控制系统共同作用下，对一定密闭环境温度进行恒温控制的自适应系统。恒温自适应温控系统外包装采用夹层结构进行保温处理，形成了一个密封的保温舱系统；设备外包装设计时预留有12个观察窗口，6扇可翻转打开关闭的的活动舱门。
18.软件控制系统分为强电控制控制系统和弱电控制系统，强电控制系统主要处理对加热驱动器、交流接触器、空气开关等上电掉电的功能；弱电控制系统主要是处理数据采集及信号反馈、控制调节等功能。
19.恒温自适应温控系统机械内部结构主要由底盘、主框架、驱动系统组成。底盘采用型钢模块化搭接而成，承载着设备的所有重量；主框架由铝型材搭建而成，驱动系统均安装在主框架上。恒温自适应温控系统包括4个子温控系统，预热组件加热系统、热风刀系统、石英灯加热系统、热风机系统。恒温自适应温控系统的4个子温控系统系统均安装在设备舱体内部，温控调节系统的测温传感器安装在各个子系统及舱内各个空间位置，舱体内部共有36测温热电偶，4个高精度红外测温传感器。
20.预热组件系统安装在主框架侧壁上，主要完成对进入系统的压缩空气进行初步加热。预热组件内部是加热管原理进行加热，外部是不锈钢方通来安装支撑的，在其出风口处安装有测温热电偶，实时对加热的压缩空气温度进行监测和反馈。
21.热风刀系统是z轴驱动系统的一部分，主要提供吹破胶膜所需要的热风风能。在热风刀本体结构中，我们分别设计安装有6个测温热电偶，吹出来的热风在舱内不断循环，亦是舱温调控的一部分。
22.石英灯加热系统也是z轴驱动系统的一部分，主要提供胶膜软化的主要热量来源，石英灯工作的同时，会不断的对舱内空气进行加热处理，石英灯通过光照热量对胶膜表面产生温度，我们主要通过在其正上方的4个高精度红外传感器进行测量和反馈数据的。
23.热风机系统主要是完成对舱内空气不循环加热，在舱体内部，我们均布着4个3kw的热风机，在热风机出风口处，各自安装一个测温热电偶，实时监测和反馈当前风温数据，是舱内升温和温控调节的主要热源。
24.恒温自适应温控系统的核心在于测温传感器与加热组件组成了一套闭环控制系统，测温传感器实时采集温度场内各个位置的实际温度数据，通过控制系统把测量的数据反馈到加热组件控制系统中，进而实现对温度场的实时监测、调节、控制循环处理，最终平衡在一个相对恒定的温度范围内。恒温自适应温控系统的四部个子系统组件，均可独立进行加热和温度测量及调节控制，但功能侧重点又是存在差异的。预热组件加热系统主要是对进入系统的压缩空气进行初步加热处理；热风刀系统主要是对预热组件过来的热空气进行二次加热，达到胶膜热破温度的要求；石英灯系统主要是胶膜软化的主要热源系统，同时也对整个舱温的热空气有进一步加热作用；热风机系统主要是对整个舱内热空气进行不断循环加热处理，是舱温升温和控制的主要加热系统。各个子系统中均有独立安装着单个或
者多个测温传感器，测温传感器与控制系统实时交互数据并进行有效反馈，最终实现对舱体内部温度进行恒温调控。