一种声波法智能除霜控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种声波法智能除霜控制装置。本发明专利技术在蒸发器翅片顶部翅片间均匀布置多个小型发声器，各小型发声器均与音频信号发生器相连；在蒸发器底部翅片间均匀布置多个声传感器，各声传感器均与数据采集仪相连，且各声传感器与数据采集仪之间均连接一个中间继电器；音频信号发生器控制小型发声器在翅片间发射声波，声波在经过翅片间生长状况不同的霜层时，其能量会受到不同程度的衰减；数据采集仪通过声传感器采集到衰减的声波能量，将其转化为数字信号传送给PLC控制系统；PLC控制系统用以采集声波能量、温度参数并控制电加热器、各个中间继电器和制冷机组。本发明专利技术能够避免无效除霜、过度除霜等误除霜现象，降低系统能耗，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷冻冷藏、低温制冷、冷链冷库等领域，具体地说，涉及一种声波法智能除霜控制方法。

技术介绍

1、冷库作为应用最为广泛的制冷装置之一，其能耗的问题逐渐被人们所重视。冷库由于长期工作在低温高湿的环境下，翅片管蒸发器不可避免地出现结霜现象，霜层的积累增加了传热热阻，降低了传热性能，严重影响了制冷机组的工作效率和正常运行。因此，一种高效的除霜控制方法对保证制冷系统的稳定性、提高制冷效率以及降低能耗有很大意义。

2、效率的高低取决于除霜启停控制点的精确界定。除霜开始过早热量过早的被用于除霜；除霜开始过晚会影响蒸发器换热与制冷效率；除霜结束过早会影响下一次制冷效率；除霜结束过晚会影响库内储藏物的品质。目前常用的除霜方法有定时除霜法、温度-时间控制法、光电控制法、图像控制法等，这些除霜控制法虽然各有优点，但是往往不能精确界定除霜启停点，投资成本较高。

技术实现思路

1、为解决上述现有除霜控制的难题，本专利技术提供了一种声波法智能除霜控制装置。既能精准控制除霜启停，又能防止翅片管蒸发器出现误除霜的现象。

2、一种基于声波法智能除霜控制装置，其特征是，由小型发声器、橡胶圈、电加热器、蒸发器、翅片、声传感器、plc控制系统、中间继电器、数据采集仪、音频信号发生器构成；在蒸发器顶部翅片之间布置多个小型发声器；各个小型发声器的外部套上橡胶圈以固定在翅片之间，且每个小型发声器均与音频信号发生器相连；在蒸发器底部翅片间均匀布置多个声传感器，每个声传感器外部套上橡胶圈以固定在翅片之间，每个声传感器均与数据采集仪相连，且在每个声传感器与数据采集仪之间均连接一个中间继电器；音频信号发生器控制小型发声器在翅片间发射声波，数据采集仪通过声传感器采集每个小型发声器发出的声波能量，再将其转化为数字信号传送给plc控制系统，且通过plc控制系统控制不同中间继电器的通断；在蒸发盘管的上层布置功率可调节的电加热器，plc控制系统用以采集声波能量、温度参数并控制电加热器、各个中间继电器和冷凝机组。

3、在蒸发器顶部翅片之间安装三个小型发声器，从左到右分别对应的是第一小型发声器、第二小型发声器、第三小型发声器，各个小型发声器的外部均套上两个橡胶圈，通过橡胶圈与翅片之间的摩擦力把小型发声器固定在翅片中间；在蒸发器底部正对小型发声器的翅片间安装三个声传感器，从左到右分别对应第一声传感器、第二声传感器，第三声传感器；各个声传感器的外部均套上两个橡胶圈，通过橡胶圈与翅片之间的摩擦力把声传感器固定在翅片中间。

4、所述技术声波法智能除霜控制装置，按照下述步骤进行：

5、小型发声器通过音频信号发生器在翅片间持续发射频率、振幅一定的声波。在蒸发器翅片间无任何霜层的工况下，数据采集仪通过声传感器接收到无任何衰减的声波后测定出声波的能量值，并设定为声波能量上限值wu。

6、开启制冷机组，待蒸发器翅片间的霜层厚度达到3mm时，记录此刻各声传感器接收到的声波的能量值，多次测量取平均值，将其设定为声波能量下限值wd。

7、在制冷机组运行过程中，各声传感器持续接收小型发声器发射的声波，数据采集仪在计算机控制系统的作用下，定时测定各声传感器接收到的能量值，并求平均值，随着翅片间霜层厚度逐渐增加，声波能量的衰减程度逐渐变大，数据采集仪通过声传感器实时测定的平均声波能量值会逐渐降低，当各声传感器接受到的声波其能量小于等于声波能量下限值wd时，停止制冷机组，并开启电加热器除霜；

8、随着翅片间霜层的融化，声波能量的衰减程度逐渐减小，数据采集仪通过声传感器实时测定的平均声波能量值会逐渐增大，当数据采集仪测定各声传感器接受到的声波能量值均大于等于声波能量上限值wu时，停止电加热器运行，制冷机组重新工作；

9、实时采集蒸发器翅片的温度，当翅片温度超过预先设定温度值(20℃)时，立即停止电加热器运行。

10、电加热器停止运行后，利用余热将翅片间残余的水分蒸干，再重新开启制冷机组和风机，继续制冷。

11、与现有技术相比，本专利技术的所带来的有益效果是：

12、能够在复杂多变的结霜工况下精准界定除霜启停点，提高制冷和除霜效率，降低系统能耗以及库内温湿度的波动，可靠性高。

13、本专利技术基于声波传递损失原理，声波在传递过程中遇到隔声材料通常会发生三种情况：反射、吸收、投射，声波在传递途中遇到的隔声材料质量越大，密度越高，孔隙率越小，声波在传递过程中能量损失越多；小型发声器在翅片间发射频率、振幅一定的声波，当翅片间无任何霜层时，声波在传递过程中无任何能量损失，声传感器所接收到的声波的能量最大；随着翅片间霜层的厚度与密度增长，声波穿过霜层时损失的能量增加，声传感器所接收到的声波的能量就减小。因此，随着制冷机组运行时间的增加，结霜程度提高，声传感器所接收到的声波的能量呈现逐渐减小的趋势。

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【技术保护点】

1.一种声波法智能除霜控制装置，其特征是，由小型发声器(1)、橡胶圈(2)、电加热器(3)、蒸发器(4)、翅片(5)、声传感器(6)、PLC控制系统(7)、中间继电器(8)、数据采集仪(9)、音频信号发生器(10)构成；在蒸发器(4)顶部翅片(5)之间布置多个小型发声器(1)；各个小型发声器(1)的外部套上橡胶圈(2)以固定在翅片之间，且每个小型发声器(1)均与音频信号发生器(10)相连；在蒸发器(4)底部翅片(5)间均匀布置多个声传感器(6)，每个声传感器(6)外部套上橡胶圈(2)以固定在翅片之间，每个声传感器(6)均与数据采集仪(9)相连，且在每个声传感器与数据采集仪之间均连接一个中间继电器(8)；音频信号发生器(10)控制小型发声器(1)在翅片间发射声波，数据采集仪(9)通过声传感器(6)采集每个小型发声器(1)发出的声波能量，再将其转化为数字信号传送给PLC控制系统(7)，且通过PLC控制系统(7)控制不同中间继电器(8)的通断；在蒸发盘管的上层布置功率可调节的电加热器(3)，PLC控制系统(7)用以采集声波能量、温度参数并控制电加热器、各个中间继电器和冷凝机组。

2.根据权利要求1所述的一种声波法智能除霜控制装置，其特征是，在蒸发器(4)顶部翅片(5)之间安装三个小型发声器(1)，从左到右分别对应的是第一小型发声器、第二小型发声器、第三小型发声器，各个小型发声器(1)的外部均套上两个橡胶圈(2)，通过橡胶圈(2)与翅片(5)之间的摩擦力把小型发声器(1)固定在翅片(5)中间；在蒸发器(4)底部正对小型发声器(1)的翅片间安装三个声传感器(6)，从左到右分别对应第一声传感器、第二声传感器，第三声传感器；各个声传感器(6)的外部均套上两个橡胶圈(2)，通过橡胶圈(2)与翅片(5)之间的摩擦力把声传感器(6)固定在翅片(5)中间。

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【技术特征摘要】

1.一种声波法智能除霜控制装置，其特征是，由小型发声器(1)、橡胶圈(2)、电加热器(3)、蒸发器(4)、翅片(5)、声传感器(6)、plc控制系统(7)、中间继电器(8)、数据采集仪(9)、音频信号发生器(10)构成；在蒸发器(4)顶部翅片(5)之间布置多个小型发声器(1)；各个小型发声器(1)的外部套上橡胶圈(2)以固定在翅片之间，且每个小型发声器(1)均与音频信号发生器(10)相连；在蒸发器(4)底部翅片(5)间均匀布置多个声传感器(6)，每个声传感器(6)外部套上橡胶圈(2)以固定在翅片之间，每个声传感器(6)均与数据采集仪(9)相连，且在每个声传感器与数据采集仪之间均连接一个中间继电器(8)；音频信号发生器(10)控制小型发声器(1)在翅片间发射声波，数据采集仪(9)通过声传感器(6)采集每个小型发声器(1)发出的声波能量，再将其转化为数字信号传送给plc控制系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵松松，刘创创，李光野，黎劲松，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：新型
国别省市：