一种日照环境舱冷凝水风险控制方法、装置及灯座结构与流程

1.本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种日照环境舱冷凝水风险控制方法、装置及灯座结构。


背景技术：

2.整车研发过程中常常采用日照环境舱对车辆在实际环境中受到的日照热辐射效应进行考核，日照环境舱一般由常规的环境舱和日照系统组成，用来模拟车辆的实际温湿度和日照辐射环境。由于红外灯管耐用性好、成本低及性能稳定的特点，日照辐射热效应模拟业内均采用红外日照系统。尽管红外灯管在一定的温度范围内性能稳定耐用，但对水汽较敏感。在环境舱温湿度工况调整过程中会产生大量的凝水，红外灯管在有水的情况下工作会极大的影响灯管寿命，甚至炸裂引发安全事故。所以在环境舱转换了温湿度工况后，常常需要操作人员根据实际情况判断灯管是否存在凝水；若有凝水，则需等待凝水在环境舱中蒸发后再开灯进行试验。若判断有误，则会造成对人员和设备的伤害；若保证绝对安全，则需等待较长时间。
3.因此，目前对红外类型的日照环境舱中的冷凝水判断结构不够准确，并且对冷凝水处理，需要耗费较长时间才能保证日照环境舱的使用安全。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明提出了一种日照环境舱冷凝水风险控制方法、装置及灯座结构，可对凝水或凝霜风险进行量化判断，提高了判断准确性，同时还基于判断结果进行去除或抑制处理，能够有效的提高灯管使用寿命。。
5.第一方面，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
6.一种日照环境舱的灯座结构，包括：壳体、灯管、防护格栅、灯管支座、温度传感器和电热丝；所述防护格栅盖合在所述壳体上，所述灯管支座设置在所述壳体上，所述灯管安装在所述灯管支座上，并位于所述壳体和所述防护格栅之间；所述温度传感器用于测量所述灯管的温度，所述电热丝用于对所述灯管进行加热。
7.可选的，所述温度传感器安装在所述灯管支座上。
8.可选的，所述防护格栅的栅结构为空心结构，所述电热丝设置在所述空心结构内。
9.第二方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
10.一种日照环境舱冷凝水风险控制方法，应用于上述第一方面中任一所述的日照环境舱的灯座结构，所述方法包括：
11.启动灯管前，获取温度传感器采集的灯管温度，当前需要达到的目标温度以及露点温度；判断所述灯管温度是否小于临界温度；若是，则根据所述目标温度控制电热丝加热所述灯管，以去除所述灯管表面的凝霜或凝水；若否，则根据所述灯管温度和所述露点温度控制电热丝加热所述灯管，以抑制所述灯管表面的产生凝霜或凝水。
12.可选的，所述根据所述目标温度控制电热丝加热所述灯管，以去除所述灯管表面
的凝霜或凝水，包括：
13.判断所述目标温度是否小于等于临界温度；若是，则禁止所述灯管启动；若否，则控制电热丝加热所述灯管至第一预设温度，以去除所述灯管表面的凝霜或凝水。
14.可选的，所述第一预设温度为6℃～15℃。
15.可选的，所述根据所述灯管温度和所述露点温度控制电热丝加热所述灯管，以抑制所述灯管表面的产生凝霜或凝水，包括：
16.判断所述灯管温度与所述露点温度的差值是否大于第二预设温度；若是，则确定启动所述灯管无风险；若否，则控制电热丝加热所述灯管至所述灯管温度与所述露点温度的差值大于所述第二预设温度，以抑制所述灯管表面的产生凝霜或凝水。
17.可选的，所述第二预设温度为2℃～4℃。
18.可选的，所述获取温度传感器采集的灯管温度，包括：
19.采集所述灯座结构的灯管支座的温度；将所述灯管支座的温度作为所述灯管温度。
20.第三方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
21.一种日照环境舱冷凝水风险控制装置，应用于上述第一方面中任一所述的日照环境舱的灯座结构，所述装置包括：
22.获取模块，用于启动灯管前，获取温度传感器采集的灯管温度，当前需要达到的目标温度以及露点温度；判断模块，用于判断所述灯管温度是否小于临界温度；第一加热模块，用于若所述灯管温度小于所述临界温度，则根据所述目标温度控制电热丝加热所述灯管，以去除所述灯管表面的凝霜或凝水；第二加热模块，用于若所述灯管温度不小于所述临界温度，则根据所述灯管温度和所述露点温度控制电热丝加热所述灯管，以抑制所述灯管表面的产生凝霜或凝水。
23.本发明实施例中提供的一种日照环境舱冷凝水风险控制方法及装置，应用于日照环境舱的灯座结构，该方法或装置在启动灯管前，获取温度传感器采集的灯管温度，当前需要达到的目标温度以及露点温度；然后，判断灯管温度是否小于临界温度；若是，则根据目标温度控制电热丝加热灯管，以去除灯管表面的凝霜或凝水；若否，则根据灯管温度和所述露点温度控制电热丝加热所述灯管，以抑制灯管表面的产生凝霜或凝水。整个方法过程中通过灯管温度能够准确判断灯管表面是否存在凝水或凝霜，当存在凝水或凝霜时进行去除，当不存在凝水或凝霜时进行抑制。在判断过程中实现对凝水或凝霜的量化判断，提高了判断准确性；并且基于判断结果进行去除或抑制处理，能够有效的提高灯管使用寿命。
24.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
26.图1示出了本发明第一实施例提供的一种日照环境舱的灯座结构的结构示意图；
27.图2示出了本发明第二实施例提供的一种日照环境舱冷凝水风险控制方法的流程图；
28.图3示出了本发明第二实施例中电热丝的控制原理图；
29.图4示出了本发明第二实施例提供的一种日照环境舱冷凝水风险控制装置的结构示意图。
具体实施方式
30.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
31.第一实施例
32.请参见图1，在本实施例中提供了一种日照环境舱的灯座结构，包括：壳体、灯管、防护格栅、灯管支座、温度传感器和电热丝。
33.壳体，用于保护灯管以及实现对灯管的聚光作用；该壳体的内侧(安装灯管的一侧)表面可以是弧面、球面状等等。防护格栅盖合在壳体上，防护格栅可起到保护灯管的作用，防护格栅可成网状结构，其中的格栅结构可为空心结构，电热丝可设置在该空心结构中，电热丝通电后可对灯管进行加热。电热丝设置在防护格栅内可避免对灯管的辐照产生影响，同时，保证加热时热量散发更加均匀和稳定。例如，在灯管表面存在凝水现象时，可对电热丝通电以加热去除凝水。电热丝可通过继电器连接外部的系统控制器，由外部的系统控制器启用或停用电热丝，如图2所示。外部的系统控制器可为上位机、微处理器、服务器等等，不作限制。
34.灯管支座设置在所述壳体上，灯管支座可用于固定灯管。也即，灯管安装在灯管支座上，并位于壳体和防护格栅之间，灯管可为红外灯管。该灯管支座可为常用的支座结构，如，卡扣结构，固定槽等等。温度传感器，用于测量灯管的温度。可设置在壳体上，并位于灯管原理防护格栅的一侧；还可设置在灯管支座上。较优的，可选择设置在灯管支座上，灯管支座与灯管距离接近，可对灯管支座的温度进行测量一替代测量灯管的温度；并且，可避免设置在壳体上对灯管的聚光效果产生影响。
35.本实施例中提供的一种日照环境舱的灯座结构，能够在通过温度传感器反馈的灯管温度来判断是否存在凝水或凝霜，然后控制电热丝对灯管进行加热以去除灯管上的凝水或凝霜，并且，保证灯管开启的时候，灯管表面不存在凝水或凝霜。
36.第二实施例
37.请参阅图3，本实施例中提供一种日照环境舱冷凝水风险控制方法，该方法可应用于上述第一实施例中的日照环境舱的灯座结构。具体的，该方法可由外部的控制器进行控制实现。所述方法包括：
38.步骤s10：启动灯管前，获取温度传感器采集的灯管温度，当前需要达到的目标温度以及露点温度。
39.在步骤s10中，灯管表面的凝水或凝霜需要在灯管启动前进行去除，保证灯管开启
过程的安全。因此，在灯管启动前获取灯管温度、目标温度以及露点温度等参数。其中，获取灯管温度时，可采集灯座结构的灯管支座的温度；然后，将灯管支座的温度作为灯管温度，后续说明中所提及的灯管温度均可指灯管支座的温度。这样在保证数据准确可靠的情况，避免采集装置对灯管的聚光效果产生影响。目标温度表示使用该日照环境舱时，需要达到的最终温度，该参数可由用户进行输入。露点温度可通过日照环境舱内的环境温度和环境湿度进行计算确定。环境温度和环境湿度可通过在日照环境舱内安装的温度、湿度传感器测量获得，不作限制。
40.步骤s20：判断所述灯管温度是否小于临界温度。
41.在步骤s20中，临界温度为水结冰时的最大温度，一般环境条件线下的可取0℃。根据环境条件的不同，可对临界温度进行适应性调整。通过灯管温度和临界温度的大小判断，可准确的确定当前灯管表面是否存在凝水或凝霜的外部条件。
42.步骤s30：若是，则根据所述目标温度控制电热丝加热所述灯管，以去除所述灯管表面的凝霜或凝水。
43.在步骤s30中，若是，即灯管温度小于临界温度。此时，说明灯管表面出现凝水或凝霜的概率较大，应当进行除霜或除水处理。此时，控制禁止灯管启动。然后，可根据目标温度控制电热丝加热所述灯管。
44.具体的，首先可判断目标温度是否小于等于临界温度。
45.若目标温度小于等于临界温度，说明即使随着灯管的辐照加热，环境温度也不会大于临界温度，灯管表面可能在日照环境舱温度变化过程中会保持结霜状态。此时，说明环境条件始终不符合灯管的使用条件，可禁止灯管启动。保证灯管的使用安全。
46.若目标温度大于临界温度，说明在灯管工作的过程中环境温度上升会使凝霜逐渐融化为凝水，此时可禁止灯管启动，并同时控制电热丝加热灯管至第一预设温度，以去除灯管表面的凝霜或凝水。也即可当灯管支座温度大于第一预设温度时停止加热。第一预设温度的取值范围为6℃～15℃，在该温度范围内，可保证有较高效率去除灯管表面的凝霜或凝水。当温度低于6℃时，会造成去除温度过低，去除时间较长，并且去除凝霜或凝水不彻底；当温度高于15℃时，虽然能够达到较好的去除效果，但是过大的温差可能影响灯管的寿命或稳定性。较优的，本实施例中可将第一预设温度确定为10℃，保证高效率的去除凝水或凝霜，同时避免影响灯管性能。
47.在停止对灯管加热之后，可设置一等待时间，例如，等待时间可为10min～1h，具体可为20min、25min、30min等等。基于加热前的环境温度和第一预设温度的进行确定，确定的具体手段可采用实验标定，不做限制。在经过等待时间之后，凝霜或凝水完全被去除，可向灯管发出启动指令以安全启动灯管。
48.步骤s40：若否，则根据所述灯管温度和所述露点温度控制电热丝加热所述灯管，以抑制所述灯管表面的产生凝霜或凝水。
49.在步骤s40中，若否，即灯管温度大于临界温度。此时，说明灯管表面不存在凝水或凝霜，或出现凝水或凝霜的概率较低。但是，日照环境舱进行湿度调节的过程中可能会出现凝水现象，因此需要抑制灯管表面的凝水现象发生。本实施例中，根据灯管温度和露点温度控制电热丝加热灯管，实现对灯管的预加热，以抑制灯管表面的凝水或凝霜现象。
50.具体的，本实施例提供如下具体实现方式来保证较好抑制效果和较高的抑制效
率：
51.首先，判断灯管温度与露点温度的差值是否大于第二预设温度。即判断灯管温度是否大于露点温度与第二预设温度之和，通过第二预设温度给水蒸气凝水的临界点留一定的冗余，避免查表确定的露点温度出现误差导致无法有效的抑制凝水现象。进一步的，第二预设温度的取值范围可为2℃～4℃，例如可为2℃、3℃以及4℃。第一预设温度过小无法有效的抑制凝水现象，第一预设温度过大造成灯管表面与环境温差较大不利灯管的使用寿命，同时也不环保。
52.当灯管温度与露点温度的差值大于第二预设温度时，说明在调整日照环境舱的湿度时，无需对灯管表面的温度做出改变，就可抑制凝水现象。此时，可确定启动灯管无风险。
53.当灯管温度与露点温度的差值不大于第二预设温度时，说明在调整日照环境舱的湿度时，灯管表面出现凝水现象的概率很大。此时，可控制电热丝加热灯管至灯管温度与露点温度的差值大于第二预设温度，以抑制所述灯管表面的产生凝霜或凝水。
54.在完成灯管表面加热后，使灯管表面温度高于露点温度之后，就可安全启动灯管进行工作。
55.在本实施例中，启动灯管之后可将日照环境舱内的温度提升至目标温度，此时可采集日照环境舱内的实时温度，然后与目标温度进行比对。若实时温度达到目标温度，则表示日照环境舱内的工况条件准备完毕。具体的，可实时获取距离当前时间点的预设时段内的多个温度，然后计算该多个温度的均值作为最终的实时温度，从而提高实时温度的可靠性，避免温度短时波动带来的影响。预设时段可为3min～10min，例如可为4min、5min、6min等等。
56.综上所述，本实施例中提供的一种日照环境舱冷凝水风险控制方法，应用于前述实施例中任一所述的日照环境舱的灯座结构，该方法在启动灯管前，获取温度传感器采集的灯管温度，当前需要达到的目标温度以及露点温度；然后，判断灯管温度是否小于临界温度；若是，则根据目标温度控制电热丝加热灯管，以去除灯管表面的凝霜或凝水；若否，则根据灯管温度和所述露点温度控制电热丝加热所述灯管，以抑制灯管表面的产生凝霜或凝水。整个方法过程中通过灯管温度能够准确判断灯管表面是否存在凝水或凝霜，当存在凝水或凝霜时进行去除，当不存在凝水或凝霜时进行抑制。在判断过程中实现对凝水或凝霜的量化判断，提高了判断准确性；并且基于判断结果进行去除或抑制处理，能够有效的提高灯管使用寿命。
57.第二实施例
58.请参阅图4，基于同一发明构思，本发明第二实施例提供了一种日照环境舱冷凝水风险控制装置300。所述日照环境舱冷凝水风险控制装置300可应用于前述实施例中任一所述的日照环境舱的灯座结构，日照环境舱冷凝水风险控制装置300包括：
59.获取模块301，用于启动灯管前，获取温度传感器采集的灯管温度，当前需要达到的目标温度以及露点温度；判断模块302，用于判断所述灯管温度是否小于临界温度；第一加热模块303，用于若所述灯管温度小于所述临界温度，则根据所述目标温度控制电热丝加热所述灯管，以去除所述灯管表面的凝霜或凝水；第二加热模块304，用于若所述灯管温度不小于所述临界温度，则根据所述灯管温度和所述露点温度控制电热丝加热所述灯管，以抑制所述灯管表面的产生凝霜或凝水。
60.作为一种可选的实施方式，所述第一加热模块303，具体用于：
61.判断所述目标温度是否小于等于临界温度；若是，则禁止所述灯管启动；若否，则控制电热丝加热所述灯管至第一预设温度，以去除所述灯管表面的凝霜或凝水。
62.作为一种可选的实施方式，所述第一预设温度为6℃～15℃。
63.作为一种可选的实施方式，所述第二加热模块304，具体用于：
64.判断所述灯管温度与所述露点温度的差值是否大于第二预设温度；若是，则确定启动所述灯管无风险；若否，则控制电热丝加热所述灯管至所述灯管温度与所述露点温度的差值大于所述第二预设温度，以抑制所述灯管表面的产生凝霜或凝水。
65.作为一种可选的实施方式，所述第二预设温度为2℃～4℃。
66.作为一种可选的实施方式，所述获取模块301，具体用于：
67.采集所述灯座结构的灯管支座的温度；将所述灯管支座的温度作为所述灯管温度。
68.需要说明的是，本发明实施例所提供的日照环境舱冷凝水风险控制装置300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
69.本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
70.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
71.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
72.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
73.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计
算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
74.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
75.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。