內嵌式紅外均溫控制裝置的制作方法

專利名稱：內嵌式紅外均溫控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及均溫控制裝置，尤其涉及內嵌式紅外均溫控制裝置。
背景技術：
光伏組件在室溫以上形成均勻度(±2°C )的設定溫度點控制，是實現所有電池組件性能測量的基本要素，在不同溫度條件下獲得組件的電性能參數，可進行溫度系數測試，或進行組件STC標準條件轉換，是得到光伏組件電性能參數的關鍵。目前的組件測試中，戶內或戶外溫度的均勻化控制往往達不到要求，例如在戶外 測試中，光的輻照對被測組件的熱傳遞主要為輻照發熱，對非絕對黑體材料的光致發熱是有選擇性的，必定出現的情況是具備顏色較深區域(反射率低，透射率低)溫度高，淺色區域溫度低，ー塊光伏組件在戶外放置條件下，經受太陽輻射穩定后，組件表面的溫度存在明顯的差異，這種差異將導致IV測量不確定度的提高，IEC推薦了在戶外，將遮蓋物遮蓋組件表面，隔絕太陽輻射差異性，并通過多路溫度探頭探測組件溫度，待溫度降低并均勻性達到一定程度后，快速去除遮蓋物，升溫到需要測試IV的溫度點，進行快速IV測量，采用這種方法，需在測試時保證溫度穩定并均勻，時間短，并非常容易受到風速的影響，試驗成功率低，重復性差。通過對IEC61215和IEC61646標準的溫度系數測試原理分析，無論戶外或戶內，均存在背板溫場差異性的問題，特別在溫度系數要求的升溫(或間斷降溫)測試中，要求跨度達30°C至少4個不同溫度點，進行IV測量，要求溫度均勻性和穩定性，對目前瞬態模擬器和戶外溫度系數測試系統，均無法解決在穩定升溫的同時，進行特定溫度控制點時組件背板溫度均勻性的分布，原因在于組件構成部位不同的熱容和熱傳導效率差異，與此同時，在IEC61215 draft ed3.中，溫度系數測試中，對溫度均勻性進行了測試定義約束至少需要監控組件上4個不同部位溫度點的溫度差異性。特別在戶外測試系統中，對低風速的限制，使得通過高風速的補償溫度差異性的企圖不得以實現。紅外輻射加熱方式是利用紅外線的波長對物體表面產生紅外效應而產生的熱量，這種加熱方式分布面積由紅外輻射器定向可控性好，加熱效率高，對環境影響小，是電池背板加熱的最佳理想選擇。接觸式溫度傳感器包括熱電阻式溫度傳感器和熱電偶式溫度傳感器，這兩種都是可接觸到被測物表面檢測出物體的溫度的經典測溫儀表，對于電池背板的溫度測量是可行的。非接觸式紅外溫度傳感器是通過檢測物體表面因溫度的差異而釋放不同波長的紅外線，可以遠距離的測量被測物的表面溫度。PLC技術目前在市場上已經非常普遍，其主要優點是結構化設計，維護方便，程序的升級等都有很強的優越性，模擬量的輸入和輸出點較多的情況下，可增加擴展模塊數量達到多路采集和控制。單片機技術是將PLC的功能縮小到ー塊小型的電路板上，不僅完全可以替代PLC使用，而且它的結構小巧，使用和維護方便。發明內容本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，提供內嵌式紅外均溫控制裝置，本發明采用非接觸式紅外輻射的方式，對組件背板進行區域化控制均溫恒溫與均溫控制，用于檢測被檢測的光伏板背板溫度、升溫(維持)及均衡性的整體系統化控制。本發明考慮到電池組件板的推進推出的方便性，在原有的支架上安裝了滾輪裝置，兩側軌道可以向外擴張或收縮，以滿足不同型號的電池板的輻照面積需求，上箱體側頂部安裝了冷卻風扇，方便于快速降溫的需求，在紅外燈箱體內也同樣安裝了冷卻風扇，可以快速釋放燈座散發出來的熱量。為實現上述目的，本實用新型的具體方案為 內嵌式紅外均溫控制裝置，包括紅外均溫控制器與電氣控制器，所述電氣控制器的輸出端與紅外均溫控制器的輸入端相連。所述紅外均溫控制器包括上層風ロ、下層風ロ、前端小門、箱體保溫層、底架、支撐腳、引線孔、上層散熱風機、下層散熱風機、箱體主體、紅外燈加熱模塊以及太陽能電池板，所述箱體主體ー側面上設有上層風ロ與下層風ロ，所述上層風ロ用于外部的空氣進行熱交換，所述箱體主體另ー側面上設有引線孔、上層散熱風機以及下層散熱風機，所述引線孔與下層散熱風機之間設有上層散熱風機，所述引線孔為電氣電纜的出線，所述箱體主體上設有前端小門，所述箱體主體底部設有底架，所述底架下設有支撐腳，所述支撐腳的高度可調，用于調節均溫系統箱體的高度，所述箱體保溫層設在箱體主體的殼體內部，所述紅外燈加熱模塊固在底架上，所述紅外燈加熱模塊由紅外燈構成，所述紅外燈加熱模塊上設有太陽能電池板。所述電氣控制器包括控制器、液晶顯示器以及便攜式鍵盤，所述控制器上設有液晶顯示器與便攜式鍵盤。本實用新型中，所述液晶顯示器與便攜式鍵盤通過導線實現數據連接，所述控制器與液晶顯示器通過導線實現數據連接。本實用新型中，所述上層散熱風機共為8個，所述上層散熱風機中的風扇供電電壓為交流220v，功率為35w，用于使空氣形成對流，形成電池板背部的溫度均勻的空氣環境。本實用新型中，所述下層散熱風機共為10個，所述下層散熱風機中的風扇供電電壓為交流220v，功率為70w，用于紅外燈散熱，紅外燈在加熱過程中，會在箱體中產生很大的熱量，對內部的電氣連線產生影響,需要加軸流風機吹風,把熱量散發出去。本實用新型中，所述前端小門共為兩個，用于傳出太陽能電池板的正負極，所述前端小門的長與寬都設為100mm，兩個的所述前端小門之間的距離為350mm。本實用新型中，所述箱體保溫層里設有保溫棉，用于箱體保溫，保證進行溫度的長時間穩定。本實用新型中，所述底架為抽拉式結構，所述底架用于放置紅外燈加熱模塊，還可用于布局電氣接線。本實用新型中，所述引線孔直徑為30mm，用來布局電氣連接線。本實用新型中，所述箱體主體的總長度為2000mm，寬度為1000mm，高度設在800-1300mm 之間。本實用新型中，所述紅外燈加熱模塊為10個5行兩列的紅外燈21構成，所述紅外燈與紅外燈之間的間距設為200mm，均勻設置在紅外均溫所述箱體主體的殼體底部上，所述紅外燈功率為375w。本實用新型的有益效果溫控方式對參考電池溫控無影響，參考電池穩定在室溫；紅外輻射的定向性，控溫精度和功耗比均優于對流熱傳導；在脈沖模擬器暗室內或戶外光伏測試系統周邊環境溫度受升溫的影響降到最小，預期在組件控溫80°C時；多點溫控；脈沖模擬器系統開放觸發和采樣端ロ，可以使脈沖發生和溫度控制編程一體化自動實現。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的左視圖；圖3為本實用新型中紅外燈加熱模塊的俯視圖；圖4為本實用新型中紅外燈加熱模塊的側視圖；圖5為本實用新型的主視圖；圖6為本實用新型中紅外燈加熱模塊的右視圖；圖7為本實用新型的俯視圖。
具體實施方式
為使對本實用新型的結構特征及所達成的功效有更進ー步的了解與認識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細的說明，說明如下本實用新型所述內嵌式紅外均溫控制裝置包括紅外均溫控制器與電氣控制器，所述電氣控制器的輸出端與紅外均溫控制器的輸入端相連。所述紅外均溫控制器包括上層風ロ I、下層風ロ 2、前端小門3、箱體保溫層4、底架5、支撐腳6、引線孔7、上層散熱風機8、下層散熱風機9、箱體主體10、紅外燈加熱模塊以及太陽能電池板，所述箱體主體10 —側面上設有上層風ロ I與下層風ロ 2，所述上層風ロ I用于外部的空氣進行熱交換，所述箱體主體10另ー側面上設有引線孔7、上層散熱風機8以及下層散熱風機9，所述引線孔7與下層散熱風機9之間設有上層散熱風機8，所述引線孔7為電氣電纜的出線，所述箱體主體10上設有前端小門3，所述箱體主體10底部設有底架5，所述底架5下設有支撐腳6，所述支撐腳6的高度可調，用于調節均溫系統箱體的高度，所述箱體保溫層4設在箱體主體10的殼體內部，所述紅外燈加熱模塊固在底架5上，所述紅外燈加熱模塊由紅外燈21構成，所述紅外燈加熱模塊上設有太陽能電池板。所述電氣控制器包括控制器11、液晶顯示器12以及便攜式鍵盤13，所述控制器11上設有液晶顯示器12與便攜式鍵盤13。其中，所述液晶顯示器12與便攜式鍵盤13通過導線實現數據連接。其中，所述控制器11與液晶顯示器12通過導線實現數據連接。其中，所述上層散熱風機8共為8個，所述上層散熱風機8中的風扇供電電壓為交流220v，功率為35w，用于使空氣形成對流，形成電池板背部的溫度均勻的空氣環境。其中，所述下層散熱風機9共為10個，所述下層散熱風機9中的風扇供電電壓為交流220v，功率為70w，用于紅外燈21散熱，紅外燈21在加熱過程中，會在箱體中產生很大的熱量，對內部的電氣連線產生影響,需要加軸流風機吹風,把熱量散發出去。其中，所述下層風ロ 2用于紅外燈21發出的多余熱量散出去，保持加熱的均勻性，保護電氣連線。其中，所述前端小門3共為兩個，用于傳出太陽能電池板的正負極，所述前端小門3的長與寬都設為100mm，兩個的所述前端小門3之間的距離為350mm。其中，所述箱體保溫層4里設有保溫棉，用于箱體保溫，保證進行溫度的長時間穩定。其中，所述底架5為抽拉式結構，所述底架5用于放置紅外燈21加熱模塊，還可用于布局電氣接線。·其中，所述引線孔7直徑為30mm，用來布局電氣連接線。其中，所述箱體主體10的總長度為2000mm，寬度為1000mm，高度設在800-1300mm之間。其中，所述紅外燈加熱模塊為10個5行兩列的紅外燈21構成，所述紅外燈21與紅外燈21之間的間距設為200mm，均勻設置在紅外均溫所述箱體主體10的殼體底部上，所述紅外燈21功率為375w。本發明的紅外燈2 I通電后，對放在正上方的太陽能電池板進行加熱，使太陽能電池板的溫度升高，經過PID閉環控制后，達到設定的溫度值，等待一段時間后，整個電池背板的溫度點的溫差在正負2度范圍之內后，就可以做光伏電池板的測試。本發明可滿足系統IV曲線測試過程中的各種溫度要求，在實際測試過程中，需要模擬各種溫度的實時變化，通過該裝置，可以實時的將需要的溫度進行設定，一段時間以后，通過標準的IEC測試方式，可以準確的觀察到，系統測試箱內溫度的變化。本發明可滿足系統測試中的溫度均勻性要求，傳統的試驗箱改變溫度的方式都是通過風冷式改變，對于進風口和出風ロ的溫度可以得到控制，然而其他部位的溫度難以準確的把握，隨著IE標準的逐步完善，對于組件表面或背面的溫度均勻性要求也勢必得到了嚴格的要求，因此，傳統的控制方式難以滿足該項功能。該系統通過點陣式的加熱系統，以及紅外燈的輻照均勻性，對組件背部進行面積式加熱，保證整個背板的溫度均勻如一，有效控制范圍在±2度以內。本發明可滿足系統的系統測試中的恒溫要求，傳統的加熱和冷卻方式難以控制組件表面溫度和背部溫度的持續性，通過該系統的溫度測量裝置，采用超過20點的溫度測量，實時采集組件各部分的溫度，并通過PID控制方式反饋給加熱或冷卻系統，保證溫度的持續性，滿足測試中時間要求。本發明設置了兩種控制方式，一種是快捷按鈕的控制方式，將電氣控制器置于電腦桌旁，設置ー個溫度達到的顯示燈，當該燈亮起的時候，可以手動按下測試準備的按鈕，此刻該指示燈由常量狀態改變為I赫茲的閃爍狀態，證明操作已完成，可以進行FLASH實驗，另ー種方式是通過手持式紅外遙控器進行操作，觀察液晶顯示器的溫度情況，等到溫度均勻條件滿足時，可以手動按下遙控器，完成試驗準備的操作。人機界面上，從系統控制箱體上安裝的液晶面板可以清晰的觀察到溫度的變化，通過遙控器可以切換溫度顯示區域，以及控制設定的溫度值。[0053]該均溫控制器通過陣列化紅外輻射器進行多路溫度輸出，并通過多路溫度信號采集進行多路溫度監控和PID反饋調制，達到組件溫度快速、穩定、均勻的溫度控制的自動化控溫和數據采集處理設備。特別應用于光伏組件特定溫度下的電性能IV測試，可在脈沖模擬器、穩態模擬器、或者戶外自然光條件廣泛進行。并可應用于三維物體表面的均勻化穩定溫度控制。兼容不同尺寸穩態、脈沖模擬器、以及戶外測試支架，可進行立式(上下出光)、側照、以及傾斜角戶外照射時的光伏組件背板的溫度控制。具備安全結構和安全電壓，靜電防護，超溫報警等必備的安全功能。并采用圖形化界面，趨勢化圖表開發人機基面和數據采集存儲調用系統。綜上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用來限定本實用新型實施的范圍，凡依本實用新型權利要求范圍所述的形狀、構造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應包括于本實用新型的權利要求范圍內。·
權利要求1.內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于該均溫控制裝置包括紅外均溫控制器與電氣控制器，所述電氣控制器的輸出端與紅外均溫控制器的輸入端相連； 所述紅外均溫控制器包括上層風ロ、下層風ロ、前端小門、箱體保溫層、底架、支撐腳、引線孔、上層散熱風機、下層散熱風機、箱體主體、紅外燈加熱模塊以及太陽能電池板，所述箱體主體ー側面上設有上層風ロ與下層風ロ，所述箱體主體另ー側面上設有引線孔、上層散熱風機以及下層散熱風機，所述引線孔與下層散熱風機之間設有上層散熱風機，所述箱體主體上設有前端小門，所述箱體主體底部設有底架，所述底架下設有支撐腳，所述箱體保溫層設在箱體主體的殼體內部，所述紅外燈加熱模塊固在底架上，所述紅外燈加熱模塊由紅外燈構成，所述紅外燈加熱模塊上設有太陽能電池板； 所述電氣控制器包括控制器、液晶顯示器以及便攜式鍵盤，所述控制器上設有液晶顯示器與便攜式鍵盤。
2.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述液晶顯示器與便攜式鍵盤通過導線連接，所述控制器與液晶顯示器通過導線連接。
3.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述上層散熱風機共為8個，所述上層散熱風機中的風扇供電電壓為交流220v，功率為35w。
4.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述下層散熱風機共為10個，所述下層散熱風機中的風扇供電電壓為交流220v，功率為70w。
5.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述前端小門的長與寬都設為100mm，兩個的所述前端小門之間的距離為350mm。
6.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述箱體保溫層里設有保溫棉。
7.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述底架為抽拉式結構。
8.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述引線孔直徑為30mmo
9.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述箱體主體的總長度為2000mm，寬度為1000mm，高度設在800_1300mm之間。
10.根據權利要求I所述的內嵌式紅外均溫控制裝置，其特征在于所述紅外燈加熱模塊為10個5行兩列的紅外燈(21)構成，所述紅外燈與紅外燈之間的間距設為200mm，所述紅外燈功率為375w。
專利摘要本實用新型涉及內嵌式紅外均溫控制裝置，該均溫控制裝置包括紅外均溫控制器與電氣控制器，所述電氣控制器的輸出端與紅外均溫控制器的輸入端相連；所述紅外均溫控制器包括上層風口、下層風口、前端小門、箱體保溫層、底架、支撐腳、引線孔、上層散熱風機、下層散熱風機、箱體主體、紅外燈加熱模塊以及太陽能電池板，所述箱體主體一側面上設有上層風口與下層風口，所述箱體主體另一側面上設有引線孔、上層散熱風機以及下層散熱風機，所述箱體主體底部設有底架，所述底架下設有支撐腳，所述箱體保溫層，設在箱體主體的殼體內部，所述紅外燈加熱模塊上設有太陽能電池板。本實用新型可以使脈沖發生和溫度控制編程一體化自動實現。
文檔編號G05D23/20GK202649843SQ20122026857
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者萬清祥, 張謙, 黃健 申請人:上海尚信環境測控技術有限公司