一种电磁加热岩土热物性参数测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种电磁加热岩土热物性参数测试装置，它包括壳体及壳体内的水管、水泵、电磁加热器、控制柜、显示装置，水管的进水口与地下循环水管的出水连接，出水口与地下循环水管进水口连接，水管的进口设置有水温传感器Ⅰ，出水口设置有水温传感器Ⅱ，水管还设置有流量计、水泵，水管穿过电磁加热器，电磁加热器与控制柜连接，所述的控制柜设置有电磁加热控制器、总控制单元，总控制单元分别与水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、流量计、水泵、电磁加热控制器、显示装置连接，其采用电磁加热方式加热，整个装置设计合理，加热功率调整方便，响应时间短，加热功率大，岩土热物性参数测量效率高。

A testing device for the thermal physical parameters of rock and soil heated by electromagnetic

【技术实现步骤摘要】
一种电磁加热岩土热物性参数测试装置
本技术涉及岩土热物性测量
，具体涉及一种电磁加热式的岩土热物性参数测试仪。
技术介绍
地源热泵技术属可再生能源利用技术。地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地源热泵系统在安装施工之前，需要对建筑物地下的岩土热物性参数进行测量，测量值直接决定工程实施技术方案中参数设置，比如钻孔数量及深度。目前的岩土热物性测量设备包括地表的测试仪和伸入地下的循环水管组成，测试仪通过测试进出水管处水温、压力、流量等参数进行岩土热物性参数核算，整个测试时间24-72小时不等，整个过程不能中断且测试仪器的加热功率要保持恒定。现有的测试仪加热方式采用继电器控制加热棒加热，例如专利号201110028685恒功率岩土热物性测量仪，其容易受到电源电压影响，在实际使用过程中依然存在加热功率不稳定，而且加热棒方式加热启动慢，而且调节范围受限；调节时间常数大，最大加热功率受限。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术特提供了一种新型的电磁加热岩土热物性参数测试装置，其采用电磁加热方式加热，且整个装置设计更加合理，加热功率检测调整方便，响应时间短，加热功率大，自动化程度高。为实现上述技术目的，本技术所采取的技术方案为：一种电磁加热岩土热物性参数测试装置，它包括壳体及壳体内的水管、水泵、电磁加热器、控制柜、显示装置，水管的进水口与地下循环水管的出水连接，出水口与地下循环水管进水口连接，水管的进口设置有水温传感器Ⅰ，出水口设置有水温传感器Ⅱ，水管还设置有流量计、水泵，水管穿过电磁加热器，电磁加热器与控制柜连接，所述的控制柜设置有电磁加热控制器、总控制单元，总控制单元分别与水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、流量计、水泵、电磁加热控制器、显示装置连接。所述的显示装置为液晶触控屏，安置在壳体前端面板，用以操控调整设置参数，并显示测试数据。所述的总控制单元，包括单片机，和与单片机连接的GPRS通信模块、GPS模块，传感器Ⅰ、传感器Ⅱ通过信号放大调整电路与单片机连接。总控制单元还包括时钟电路、液晶驱动电路、SD卡存储电路分别与单片机连接。所述的单片机型号为STM32F103RCT6。所述的电磁加热器选用DN100容积式过流电磁加热器，电磁加热控制器选用ZN-8G-H2/8KW型号的电磁加热控制器，总控制单元通过MODBUS总线采集信号和发出控制命令。电磁加热器包括电磁线圈、加热管，水管穿过加热管，加热管外包裹电磁线圈，加热管采用电磁线圈形式，水管穿过线圈和加热管，通过电磁加热控制器控制电磁线圈的加热功率，实现电磁加热。控制柜还设置有电源、隔离变压器、电压互感器、电流互感器，继电器组、滤波器，电压互感器和电流互感器设置在电磁加热控制器的输入电源线路上，用以检测电磁加热控制器的输出功率，将采集数据传输给总控制单元，电源输出端设置有三相电源滤波器及隔离变压器，隔离变压器设置在总控制单元的电源输入端，防止电磁加热控制器产生的高次谐波干扰总控制单元。所述的开关电源型号为LRS-50-12，交流输入100-240V，直流输出：12伏4.2A；所述的隔离变压器：BK-100380/220伏100瓦；电压互感器：7V3154/220/0.5；电流互感器：7A22DM15(60)A/15mA；继电器组：OMRONLY2NJ滤波器：HD3AC-30A，上述元器件出自淄博元星电子有限公司。壳体内还设置有散热风机，对控制柜及壳体内腔降温。一种利用上述装置的岩土热物性测量方法，通过电磁加热器对水管内的循环水进行恒温加热，通过水温传感器实时测试进出水管处的水温，通过流量计测试水管的流量参数，通过有功功率检测电路检测加热的有功功率，存储以及传输以上参数以备后期进行岩土热物性参数核算，该装置的测试使用方法包括以下步骤：第一步，开机，设置各项参数，包括当前时间，采样间隔，仪器数据组组号，低电压报警值，加热功率值、流量。第二步，启动循环，水泵开始工作，待水管流速稳定后，启动数据记录，进入平均地温检测环节，根据规程要求，该环节要检测达到足够的时间。按照设定的时间间隔，记录每组数据，存入仪器内部，在移动网络良好时，存入移动云端平台。第三步，达到规程规定的地温检测时间后，启动加热，数据记录进行中，按照设定的时间间隔，记录每组数据，存入仪器内部，并在移动网络良好时，存入移动云端平台。采集的数据包括，实时时间，进水温度，出水温度，流量，采样间隔，电压，电流，加热功率，工作时间等。采集数据完成后，通过移动网络传回工程中心，由上位机（台式机）完成后续的分析工作。本技术的有益效果为：整个装置结构设计更加合理、可靠，加热方式选用电磁加热，解决传统加热功率小的问题，采用该装置后加热功率可以达到12kw；同时解决了加热的操控问题，通过触控屏，可方便对整个操控进行设置、监测，可实现加热无级调节；通过电流互感器、电压互感器可实时监控加热功率，稳定性高，解决了加热的滞后问题，提高了加热调节的快速响应；同时便于远程实时采集数据。附图说明图1为本技术结构原理示意图；图2为本技术电源输出原理示意图。具体实施方式如附图所示的一种电磁加热岩土热物性参数测试装置，它包括壳体及壳体内的水管、水泵、电磁加热器、控制柜、显示装置，水管的进水口与地下循环水管的出水连接，出水口与地下循环水管进水口连接，水管的进口设置有水温传感器Ⅰ，出水口设置有水温传感器Ⅱ，水管还设置有流量计、水泵，水管穿过电磁加热器，电磁加热器与控制柜连接，所述的控制柜设置有电磁加热控制器、总控制单元，总控制单元分别与水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、流量计、水泵、电磁加热控制器、显示装置连接。所述的显示装置为液晶触控屏，安置在壳体前端面板，用以操控调整设置参数，并显示测试数据。所述的总控制单元，包括单片机，和与单片机连接的GPRS通信模块、GPS模块，传感器Ⅰ、传感器Ⅱ通过信号放大调整电路与单片机连接。总控制单元还包括时钟电路、液晶驱动电路、SD卡存储电路分别与单片机连接。所述的单片机型号为STM32F103RCT6。所述的电磁加热器选用DN100容积式过流电磁加热器，电磁加热控制器选用ZN-8G-H2/8KW型号的电磁加热控制器，总控制单元通过MODBUS总线采集信号和发出控制命令。电磁加热器包括电磁线圈、加热管，水管穿过加热管，加热管外包裹电磁线圈，加热管采用电磁线圈形式，水管穿过线圈和加热管，通过电磁加热控制器控制电磁线圈的加热功率，实现电磁加热。控制柜还设置有电源、隔离变压器、电压互感器、电流互感器，继电器组、滤波器，电压互感器和电流互感器设置在电磁加热控制器的输入电源线路上，用以检测电磁加热控制器的输出功率，将采集数据传输给总控制单元，电源输出端设置有三相电源滤波器及隔离变压器，隔离变压器设置在总控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电磁加热岩土热物性参数测试装置，其特征是，它包括壳体及壳体内的水管、水泵、电磁加热器、控制柜、显示装置，水管的进水口与地下循环水管的出水连接，出水口与地下循环水管进水口连接，水管的进口设置有水温传感器Ⅰ，出水口设置有水温传感器Ⅱ，水管还设置有流量计、水泵，水管穿过电磁加热器，电磁加热器与控制柜连接，所述的控制柜设置有电磁加热控制器、总控制单元，总控制单元分别与水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、流量计、水泵、电磁加热控制器、显示装置连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电磁加热岩土热物性参数测试装置，其特征是，它包括壳体及壳体内的水管、水泵、电磁加热器、控制柜、显示装置，水管的进水口与地下循环水管的出水连接，出水口与地下循环水管进水口连接，水管的进口设置有水温传感器Ⅰ，出水口设置有水温传感器Ⅱ，水管还设置有流量计、水泵，水管穿过电磁加热器，电磁加热器与控制柜连接，所述的控制柜设置有电磁加热控制器、总控制单元，总控制单元分别与水温传感器Ⅰ、水温传感器Ⅱ、流量计、水泵、电磁加热控制器、显示装置连接。


2.根据权利要求1所述的电磁加热岩土热物性参数测试装置，其特征是，所述的显示装置为液晶触控屏，安置在壳体前端面板。


3.根据权利要求1所述的电磁加热岩土热物性参数测试装置，其特征是，所述的总控制单元，包括单片机，和与单片机连接的GPRS通信模块、GPS模块，传感器Ⅰ、传感器Ⅱ通过信号放大调整电路与单片...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恩琦，郝君，李英建，
申请(专利权)人：山东亚特尔集团股份有限公司，山东方亚地源热泵空调技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37