专利名称：真空隔热板真空度测试装置及测试方法
技术领域：
本发明涉及真空隔热板，尤其是涉及一种基于红外热图像处理的真空隔热板真空度测试装置及测试方法。
背景技术：
真空隔热板广泛应用于冰箱、冰柜、冷藏车、冷库、冷冻冷藏集装箱等领域，另外，在航空航天、食品工业、墙体保温等领域也开始使用。目前欧美国家、日本等先进国家已经 开始应用“绝热板”于节电、节能技术，真空隔热板产品的应用响应了世界家电产品高效节能化趋势的号召。由于国内对真空隔热板的检测技术研究比较晚，发展还不够成熟，因此目前国内主要采用传统的检测技术方法或是向国外公司进口快速检测仪器对真空隔热板进行性能检测。国内主要采用大平板热保护法及其原理做成的测试仪器作为真空隔热板导热系数的测试装置，如上�：Ｊ麓笱杓屏怂胰缺；しú舛ㄕ婵站劝宓既认凳牟馐宰爸�([I]阚安康，韩厚德，王忠诚.双室热保护法测定真空绝热板导热系数的研究[J]低温与超导，2011，(2) :53-58.)，这种装置是基于一维稳态导热下，采用热流量的方式计算出真空隔热板的导热系数，虽然检测精度较高，但是其检测方法慢，而且随着真空隔热板的厚度增加，其检测时间越长，因此采用传统的检测技术方法效率低。而采用国外进口的快速检测仪器进行真空隔热板性能检测，虽然检测速度快，但是由于国外技术垄断，这些检测仪器设备相对比较昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于红外热图像处理的可实现真空隔热板真空度在线检测的真空隔热板真空度测试装置及测试方法。本发明所述真空隔热板由真空封装膜和封装在真空封装膜内的真空隔热材料组成；本发明所述真空隔热板真空度测试装置设有内部测量�？�、外部测量�？楹筒饬勘昙牵荒诓坎饬磕？樯栌形露瓤�、电阻和内感应线圈；温度开关、电阻和感应线圈构成环形串联电路；所述外部测量�？樯栌型飧杏ο呷Α⒑焱馓讲馄�、图像采集卡、PC机、串口�？�、单片机、继电器�？�、无线供电�？�、电流传感�？�、放大电路和滤波电路；pc机安装有测试软件，PC机信号输出端接串口�？槭淙攵耍谀？槭涑龆私拥テ藕攀淙攵耍テ刂菩藕攀涑龆私蛹痰缙髂？椋痰缙髂？榻游尴吖┑缒？椋尴吖┑缒？楣┑缡涑龆私油飧杏ο呷Γ尴吖┑缒？樾藕攀涑龆私拥缌鞔心？樾藕攀淙攵耍缌鞔心？樾藕攀涑龆私臃糯蟮缏肥淙攵耍糯蟮缏肥涑龆私勇瞬ǖ缏肥淙攵耍瞬ǖ缏肥涑龆私拥テ藕攀淙攵耍テ蠥/D转换器，红外探测器信号输出端接图像采集卡信号输入端，图像采集卡信号输出端接PC机信号输入端，PC机控制信号输出端接图像采集卡控制信号输入端；
外部测量�？橹械耐飧杏ο呷τ肽诓坎饬磕？橹械哪诟杏ο呷νü饬勘昙邱�
口 ο在外部测量�？橹校龅テ刹捎肞IC单片机芯片；所述串口�？榭刹捎肕AX232芯片；所述放大电路采用TL084芯片；所述滤波电路采用TL084芯片；所述无线供电�？榭刹捎肅XD-PSP-WL8/5W芯片；继电器�？榭刹捎肏K4100F芯片；电流传感�？榭刹捎肁CS712 芯片。本发明的工作原理如下使用时，将内部测量�？橹糜谡婵崭羧炔牧现校⒂烧婵辗庾澳し庾霸谡婵崭羧劝迥诓浚谡婵辗庾澳け砻嫔仙栌杏糜诓饬康牟饬勘昙牵獠坎饬磕？樵诓饬渴敝糜诓饬勘昙堑奈恢蒙�。所述测量标记是在真空隔热板的外壁表面专门设制的用于安放外部测量模 块中外感应线圈的位置标记，测量标记可保证电磁感应效果。工作时，由外部测量�？橹械耐飧杏ο呷Σ绱判藕牛肽诓坎饬磕？橹械哪诟杏ο呷旭詈希诟杏ο呷νü绱鸥杏Σ杏Φ缌鳎沟缱璺⑷龋钡缱杓尤鹊奈露却锏轿露瓤氐亩峡露鹊闶保露瓤囟下罚缱柰Ｖ狗⑷龋欢陨⑷惹榭鼋刑讲猓稍谙呒觳獾玫秸婵崭羧劝宓恼婵斩�。PC机上安装有测试软件系统，运行该软件后，软件通过PC机的串口端口，发送数据到串口�？椋谀？橛纸葑⒏テテü刂萍痰缙髂？椋刮尴吖┑缒？楣ぷ鳎尴吖┑缒？槭涑鲂藕鸥飧杏ο呷Γ蛊洳杏π藕�。与此同时，电流传感�？槎晕尴吖┑缒？榈牡缌髌鸬郊嗫刈饔茫缌鞔心？榻觳獾降男藕牛糯蟮缏泛吐瞬ǖ缏方写砗蠓蠢「テテü源腁D采集信号后，进行处理控制。当加热一定时间后，单片机发出信号使无线供电�？橥Ｖ构ぷ鳎狈⑺托藕鸥鳳C机，PC机则启动图像采集卡，图像采集卡通过红外探测器采集图像信号，然后发送给PC机，PC机的控制软件对采集到的图像信号进行算法分析，然后跟原先标定好的参数比较，即可计算出真空隔热板的真空度，并将该真空度值显示在PC机的软件界面上，并进行记录处理。本发明所述真空隔热板真空度的测试方法，采用所述真空隔热板真空度测试装置对所述真空隔热板进行真空度测试，包括以下步骤I)将内部测量�？橹糜谡婵崭羧炔牧现校⒂烧婵辗庾澳し庾霸谡婵崭羧劝迥诓浚獠坎饬磕？榻艨吭诓饬勘昙谴Γ雇飧杏ο呷Ψ胖玫姆轿挥氩饬勘昙俏呛希�2)接通电源，启动测试装置；当内部测量�？橹械牡缱璧姆⑷任露却锏轿露瓤氐亩峡露戎岛笞远Ｖ辜尤龋獠坎饬磕？橥ü焱馓讲馄骷觳獾哪诓可⑷惹榭隹傻玫较嘤Φ男藕牛眯藕庞朐は缺甓ǖ男藕判畔⒈榷裕涂杉扑愠瞿诓康恼婵斩戎担婵斩戎翟赑C机上显示并记录。与现有技术比较，本发明具有如下突出优点本发明将红外热图像处理的方法用于真空隔热板真空度检测上，相应研发了一套用于真空隔热真空度检测的测试装置，同时设计了一套用于真空隔热板真空度检测的红外热图像处理的算法。本发明通过检测耦合能量的采集转换、放大和滤波电路，并结合单片机的A/D采集和I/O控制功能，解决了无线能量耦合装置对埋入热辐射器件进行能量耦合的自动控制问题。而且针对基于红外热图像存在的图像噪声和干扰区域的问题，采用了高斯低通滤波、中值滤波等图像滤波以及基于阈值、松弛迭代法等图像分割的算法，本发明实现了冰箱等领域的真空隔热板的真空度的在线测量，推动了真空隔热板的广泛且安全的应用。本发明可用于对真空隔热板真空度隔热特性进行有效的检测，实现真空隔热板出厂和安装现场真空度直接在线检测。
图I为本发明实施例所述真空隔热板真空度测试装置的安装示意图。图2为本发明实施例所述真空隔热板真空度测试装置的结构组成及安装示意图。在图I和2中，标记为1.真空隔热材料；2.真空封装膜；3.内部测量�？椋�4.外部测量�？椋�5.测量标记；6.温度开关；7.电阻；8.内感应线圈；9.外感应线圈；10.红外探测器；11·图像采集卡；12· PC机；13·串口�？椋�14·单片机；15·继电器�？椋�16·无线供电�？椋�17.电流传感�？椋�18.放大电路；19.滤波电路。 图3为本发明实施例所述真空隔热板真空度测试装置的外部测量�？榈牡缏吩硗肌�
具体实施例方式参见图I和2，本发明实施例所述真空隔热板由真空封装膜2和封装在真空封装膜2内的真空隔热材料I组成。本发明实施例所述真空隔热板真空度测试装置设有内部测量�？�3、外部测量�？�4和测量标记5。内部测量�？�3设有温度开关6、电阻7和内感应线圈8 ;温度开关6、电阻7和感应线圈8构成环形串联电路。外部测量�？�4设有外感应线圈9、红外探测器10、图像采集卡11、PC机12、串口�？�13、单片机14、继电器�？�15、无线供电�？�16、电流传感模块17、放大电路18和滤波电路19。PC机12安装有测试软件，PC机12信号输出端接串口模块13输入端，串口�？�13输出端接单片机14信号输入端,单片机14控制信号输出端接继电器�？�15,继电器�？�15接无线供电�？�16，无线供电�？�16供电输出端接外感应线圈9，无线供电�？�16信号输出端接电流传感�？�17信号输入端，电流传感模块17信号输出端接放大电路18输入端，放大电路18输出端接滤波电路19输入端，滤波电路19输出端接单片机14信号输入端，单片机14带有A/D转换器，红外探测器10信号输出端接图像采集卡11信号输入端，图像采集卡11信号输出端接PC机12信号输入端，PC机12控制信号输出端接图像采集卡11控制信号输入端。外部测量�？�4中的外感应线圈9与内部测量�？�3中的内感应线圈8通过测量标记5 f禹合。本发明实施例所述的外部测量�？�4如图3所示。单片机14采用集成电路Ul(采用PIC单片机芯片)；串口�？�13采用集成电路U2 (采用MAX232芯片)；放大电路18采用集成电路U3 (采用TL084芯片)；滤波电路19采用集成电路U4 (采用TL084芯片)；无线供电�？�16采用集成电路U5、U9 (采用CXD-PSP-WL8/5W芯片)；继电器�？�15采用集成电路U6 (采用HK4100F芯片)；电流传感�？�17采用集成电路U7 (采用ACS712芯片)。应用本发明实施例进行真空度测试时，包括以下步骤
I)将内部测量�？�3置于真空隔热材料I中，并由真空封装膜2封装在真空隔热板内部，将外部测量�？�4紧靠在测量标记5处，使外感应线圈9放置的方位与测量标记5吻合； 2 )接通电源，启动测试装置；当内部测量�？�3中的电阻7的发热温度达到温度开关6的断开温度值后自动停止加热，外 部测量�？�4通过红外探测器10检测的内部散热情况可得到相应的信号，该信号与原预先标定的信号信息比对，就可计算出内部的真空度值，真空度值在PC机12上显示并记录。
权利要求
1.真空隔热板真空度测试装置，其特征在于所述真空隔热板真空度测试装置设有内部测量模块、外部测量�？楹筒饬勘昙牵� 内部测量�？樯栌形露瓤�、电阻和内感应线圈；温度开关、电阻和感应线圈构成环形串联电路； 外部测量模块设有外感应线圈、红外探测器、图像采集卡、PC机、串口模块、单片机、继电器�？�、无线供电�？�、电流传感�？�、放大电路和滤波电路；PC机安装有测试软件，PC机信号输出端接串口�？槭淙攵耍谀？槭涑龆私拥テ藕攀淙攵耍テ刂菩藕攀涑龆私蛹痰缙髂？椋痰缙髂？榻游尴吖┑缒？椋尴吖┑缒？楣┑缡涑龆私油飧杏ο呷Γ尴吖┑缒？樾藕攀涑龆私拥缌鞔心？樾藕攀淙攵耍缌鞔心？樾藕攀涑龆私臃糯蟮缏肥淙攵耍糯蟮缏肥涑龆私勇瞬ǖ缏肥淙攵耍瞬ǖ缏肥涑龆私拥テ藕攀淙攵耍テ蠥/d转换器，红外探测器信号输出端接图像采集卡信号输入端，图像采集卡信号输出端接PC机信号输入端，PC机控制信号输出端接图像采集卡控制信号输入端；外部测量�？橹械耐飧杏ο呷τ肽诓坎饬磕？橹械哪诟杏ο呷νü饬勘昙邱詈�。
2.如权利要求要求I所述的真空隔热板真空度测试装置，其特征在于所述串口�？椴捎肕AX232芯片。
3.如权利要求要求I所述的真空隔热板真空度测试装置，其特征在于所述放大电路采用TL084芯片。
4.如权利要求要求I所述的真空隔热板真空度测试装置，其特征在于所述滤波电路采用TL084芯片。
5.如权利要求要求I所述的真空隔热板真空度测试装置，其特征在于所述无线供电�？椴捎肅XD-PSP-WL8/5W芯片。
6.如权利要求要求I所述的真空隔热板真空度测试装置，其特征在于继电器�？椴捎肏K4100F 芯片。
7.如权利要求要求I所述的真空隔热板真空度测试装置，其特征在于电流传感模块采用ACS712芯片。
8.真空隔热板真空度测试方法，其特征在于采用如权利要求I 7任一真空隔热板真空度测试装置，所述测试方法包括以下步骤 1)将内部测量�？橹糜谡婵崭羧炔牧现校⒂烧婵辗庾澳し庾霸谡婵崭羧劝迥诓浚獠坎饬磕？榻艨吭诓饬勘昙谴Γ雇飧杏ο呷Ψ胖玫姆轿挥氩饬勘昙俏呛希� 2)接通电源，启动测试装置；当内部测量�？橹械牡缱璧姆⑷任露却锏轿露瓤氐亩峡露戎岛笞远Ｖ辜尤龋獠坎饬磕？橥ü焱馓讲馄骷觳獾哪诓可⑷惹榭隹傻玫较嘤Φ男藕牛眯藕庞朐は缺甓ǖ男藕判畔⒈榷裕扑愠瞿诓康恼婵斩戎担婵斩戎翟赑C机上显示并记录。
全文摘要
真空隔热板真空度测试装置及测试方法，涉及真空隔热板。所述真空隔热板真空度测试装置设有内部测量模块、外部测量�？楹筒饬勘昙�。测试时先将内部测量�？橹糜谡婵崭羧炔牧现校⒂烧婵辗庾澳し庾霸谡婵崭羧劝迥诓浚獠坎饬磕？榻艨吭诓饬勘昙谴Γ雇飧杏ο呷Ψ胖玫姆轿挥氩饬勘昙俏呛希唤油ǖ缭矗舳馐宰爸茫坏蹦诓坎饬磕？橹械牡缱璧姆⑷任露却锏轿露瓤氐亩峡露戎岛笞远Ｖ辜尤龋獠坎饬磕？橥ü焱馓讲馄骷觳獾哪诓可⑷惹榭隹傻玫较嘤Φ男藕牛眯藕庞朐は缺甓ǖ男藕判畔⒈榷裕涂杉扑愠瞿诓康恼婵斩戎担婵斩戎翟赑C机上显示并记录。
文档编号G01L21/00GK102818675SQ201210326328
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月6日 优先权日2012年9月6日
发明者王少杰, 俞龙发, 冯勇建 申请人:厦门大学
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