專利名稱：帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)及冷卻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，尤其涉及一種帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種基于該系統(tǒng)的循環(huán)冷卻方法。
背景技術：
便攜式循環(huán)水冷卻裝置(俗稱冷卻水箱)是一種先進的利用循環(huán)水進行冷卻的設備，可為等離子焊機、氬弧焊機及其它需要水冷卻的焊機提供良好的冷卻水源，也可廣泛適用于需要循環(huán)水冷卻的其它電器、機械設備的配套系統(tǒng)中。
便攜式循環(huán)水冷卻裝置通常包括外殼、儲水箱、循環(huán)水泵、水循環(huán)散熱器、冷卻風扇、水循環(huán)管路等部件組成。其工作原理是在循環(huán)水泵的作用下將儲水箱內(nèi)貯存的冷水(冷水的溫度大于等于室溫，小于等于室溫+25°C )送出到外部循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過待冷卻的設備(例如氬弧焊機)，發(fā)揮冷卻作用后，流回溫度較高的水(60-80°C )，再經(jīng)過水循環(huán)散熱器、冷卻風扇冷卻后，流回到儲水箱中，重新加入新的循環(huán)。便攜式循環(huán)水冷卻裝置利用循環(huán)水對外部設備進行冷卻，其具有體積小(通常其內(nèi)部儲水箱容積小于30L)、且無需外接水源的優(yōu)點，是一種節(jié)能產(chǎn)品，但由于其一般不具有中央控制器和反饋控制，不能根據(jù)季節(jié)變化和焊機工作狀態(tài)自適應調(diào)整，因而使用效率受限。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高效率的帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，它可以根據(jù)不同使用情況調(diào)整系統(tǒng)的工作效率。為此，本發(fā)明還要提供一種焊機的循環(huán)冷卻方法。為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供了一種帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，通過循環(huán)液體對焊機進行冷卻，包括由循環(huán)管路依次連接的焊機、散熱裝置、儲液箱和循環(huán)泵，所述系統(tǒng)還包括
溫度傳感器，用于測量經(jīng)過焊機前后的低溫液體和高溫液體的溫度；
流量傳感器，用于測量所述循環(huán)管路中的液體的流量；
電流傳感器，用于測量所述焊機的工作電流；
中央控制器，與所述的各個傳感器、所述的循環(huán)泵、和所述的散熱裝置連接，用于根據(jù)所述各個傳感器的反饋參數(shù)，控制所述的循環(huán)泵和所述的散熱裝置的工作狀態(tài)。優(yōu)選地，所述的溫度傳感器為2個，分別設置在所述散熱裝置的流出端和流入端。優(yōu)選地，所述的流量傳感器設置在所述循環(huán)管路中。優(yōu)選地，所述的電流傳感器設置在焊機的串聯(lián)電路中。進一步地,所述的液體為水。基于上述系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種焊機的循環(huán)冷卻方法，通過循環(huán)液體對焊機進行冷卻，包括如下步驟(1)測量經(jīng)過所述焊機前后的低溫液體和高溫液體的溫度，分別記為T1ot和Thigh；
(2)測量循環(huán)管路中的流量，記為L；
(3)測量焊機的工作電流，記為I;
(4)根據(jù)如下公式調(diào)整循環(huán)水泵的功率或散熱裝置的散熱量使所述低溫液體和所述高溫液體的溫度差Λ T=Thigh-Tltjw保持恒定值
MO*U*I=C*L* (Thigh-Tlow)
其中，MO為焊機的發(fā)熱功率系數(shù)；U為焊機的工作電壓；1為焊機的工作電流，C為所述液體的比熱，Thigh為所述高溫液體的溫度，Tlow為所述低溫液體的溫度。
優(yōu)選地，所述焊機的發(fā)熱功率系數(shù)MO為O到I之間的常數(shù)，所述的液體為水，所述的液體的比熱C=4. 2*103焦耳每千克攝氏度。進一步地,步驟(4)包括
(4. I)設定溫差值TO，計算流量設定值L0=M0*U*I/(C*T0)，其中TO為溫差設定值；
(4.2)中央控制器通過控制信號調(diào)整循環(huán)泵的功率從而使當前流量L達到流量設定值
LO ；
(4.3)中央控制器通過控制信號調(diào)整散熱器的功率從而使實際溫差ΛT= Thigh-Tlow
=TO。更近一步地，所述的高溫液體的溫度Thigh小于85攝氏度，所述的低溫液體的溫度Tlow為常溫加25攝氏度，所述設定溫差T的范圍為30-60攝氏度。更近一步地,所述的流量設定值LO的范圍為2L/min-8L/min,所述散熱裝置的功率范圍為60w_300w。因為本發(fā)明增加溫度傳感器、流量傳感器和電流傳感器，并利用反饋控制循環(huán)泵和散熱裝置的功率，能夠有效提高對焊機的冷卻效率。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖I是本發(fā)明的帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)結(jié)構圖。圖中的附圖標記為SI，溫度傳感器；S2，溫度傳感器；S3，流量傳感器；S4，電流傳感器；M，循環(huán)泵。
具體實施例方式實施例一
如圖I所示，是本發(fā)明的帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)的一個實施例，系統(tǒng)包括由循環(huán)管路依次連接的焊機、散熱裝置、儲液箱和循環(huán)泵M。為了測量經(jīng)過焊機前后的低溫液體和高溫液體的溫度，系統(tǒng)在散熱裝置的流出端和流入端分別設置溫度傳感器SI和S2，溫度傳感器SI測得散熱裝置流入端的溫度Thigh也是經(jīng)過焊機后的高溫液體溫度，溫度傳感器S2測得散熱裝置流出端的溫度T1ot也是進入焊機前的低溫液體溫度。為了測量循環(huán)管路中的液體流量，可以在循環(huán)管路中任意位置設置流量傳感器S3，本實施例設置在儲液箱的流出端。為了測量焊機的工作電流，可以在焊機的工作串聯(lián)電流中設置電流傳感器S4。
本發(fā)明的循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括一個中央控制器，其與所述的各個傳感器SI、S2、S3和S4連接，并與循環(huán)泵M和散熱裝置連接，用于根據(jù)各個傳感器的反饋參數(shù)，控制循環(huán)泵和散熱裝置的工作狀態(tài)。本發(fā)明的焊機的循環(huán)冷卻方法，通過循環(huán)液體對焊機進行冷卻，包括如下步驟
(1)測量經(jīng)過所述焊機前后的低溫液體和高溫液體的溫度，分別記為T1ot和Thigh；
(2)測量循環(huán)管路中的流量，記為L；
(3)測量焊機的工作電流，記為I;
(4)在本發(fā)明的系統(tǒng)中，流經(jīng)焊機的液體的熱量差為Q，則
Q=C*M* ΔT=C*L*t* Δ T,(a)
其中，C為所述液體的比熱，M為液體的質(zhì)量，Λ T為溫差=Thigh-Tlw，質(zhì)量M=L*t，L為流量，t為時間；
焊機工作中一部分功率用來實現(xiàn)焊接，為有效功率Pwa，一部分為損耗功率即發(fā)熱功率P ，焊機的發(fā)熱量為W，則
W=P 損*t=M0*P 總*t=M0*U*I*t,(b)
其中，MO為焊機的發(fā)熱功率系數(shù)，P&為焊機的總功率，U為焊機的工作電壓，I為焊機的工作電流，t為時間。焊機的發(fā)熱量W應該等于流經(jīng)焊機的液體的熱量差Q，則根據(jù)公式(a)和公式(b): M0*U*I*t =C*L*t*ΔT(c)
化簡后得到
M0*U*I=C*L* (Thigh-Tlow)(d)
本發(fā)明就是根據(jù)上述公式(d)調(diào)整循環(huán)水泵的功率或散熱裝置的散熱量使所述低溫液體和所述高溫液體的溫度差Λ T=Thigh-Tlmt保持恒定值。具體步驟如下
步驟(4. I)，設定溫差值TO，計算流量設定值L0=M0*U*I/ (C*T0)，其中，MO=P損/P =I-P/P自，因此MO為O到I之間的常數(shù)，不同的焊機該發(fā)熱功率系數(shù)MO為定值，本實施例中為O. 25 ; U為焊機的工作電壓，為220V ；1為焊機的工作電流，由步驟(3)的電流傳感器S4測量得到；C為所述液體的比熱，本發(fā)明的循環(huán)管路中的液體為冷卻液，也可以采用一般的水，如果采用水，則比熱C=4.2*103焦耳每千克攝氏度；TO為溫差設定值，假如設定30攝氏度，則最終
LO=O. 25*220V*I/ (4. 2*103焦耳每千克攝氏度*30攝氏度)
步驟(4. 2)，中央控制器通過控制信號調(diào)整循環(huán)泵的功率從而使當前流量L達到流量設定值L0，當前流量L又步驟(2)的流量傳感器S3測量得到。當前流量L低于流量設定值L0，則中央控制器通過控制信號增大循環(huán)泵的功率從而增大所述流量L，當前流量L高于流量設定值L0，則中央控制器通過控制信號減小循環(huán)泵的功率從而減小所述流量L。本發(fā)明的循環(huán)泵采用變頻泵，可以使循環(huán)管路的流量L在2L/min到8L/min之間調(diào)整。步驟(4. 3)，中央控制器通過控制信號調(diào)整散熱器的功率從而使實際溫差AT=Thigh-Tlow =TO, Thigh為高溫液體的溫度，Tlow為低溫液體的溫度，由步驟(I)兩個溫度傳感器SI和S2測量得到。、
當溫度差AT高于設定溫差T，則中央控制器通過控制信號增大散熱裝置的散熱量，當所述的溫度差AT低于設定溫差T，則中央控制器通過控制信號減小散熱器的散熱量，最終使實際溫差達到設定溫差。本發(fā)明的散熱裝置包括冷卻管路和冷卻風扇，冷卻風扇為變頻風扇，其功率范圍為60w-300w,中央控制器可以通過控制信號調(diào)整冷卻風扇的功率。實施例二
與實施例一的差別僅在于冷卻液采用不同的液體，則相應的比熱等參數(shù)也不同。實施例三
與實施例一的差別僅在于設定的溫差TO不同，TO可以為30到60攝氏度之間，高溫液體的溫度Thigh小于85攝氏度，低溫液體的溫度T1ot為常溫加25攝氏度。因為本發(fā)明增加溫度傳感器、流量傳感器和電流傳感器，并利用反饋控制循環(huán)泵和散熱裝置的功率，能夠有效提高對焊機的冷卻效率。
權利要求
1.一種帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，通過循環(huán)液體對焊機進行冷卻，包括由循環(huán)管路依次連接的焊機、散熱裝置、儲液箱和循環(huán)泵，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 溫度傳感器，用于測量經(jīng)過焊機前后的低溫液體和高溫液體的溫度； 流量傳感器，用于測量所述循環(huán)管路中的液體的流量； 電流傳感器，用于測量所述焊機的工作電流； 中央控制器，與所述的各個傳感器、所述的循環(huán)泵、和所述的散熱裝置連接，用于根據(jù)所述各個傳感器的反饋參數(shù)，控制所述的循環(huán)泵和所述的散熱裝置的工作狀態(tài)。
2.如權利要求I所述的帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述的溫度傳感器為2個，分別設置在所述散熱裝置的流出端和流入端。
3.如權利要求I所述的帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述的流量傳感器設置在所述循環(huán)管路中。
4.如權利要求I所述的帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述的電流傳感器設置在焊機的串聯(lián)電路中。
5.如權利要求I至4任一項所述的帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述的液體為水。
6.一種焊機的循環(huán)冷卻方法，通過循環(huán)液體對焊機進行冷卻，其特征在于，包括如下步驟(I)測量經(jīng)過所述焊機前后的低溫液體和高溫液體的溫度，分別記為T1ot和Thigh ； (2)測量循環(huán)管路中的流量，記為L； (3)測量焊機的工作電流，記為I; (4)根據(jù)如下公式調(diào)整循環(huán)水泵的功率或散熱裝置的散熱量使所述低溫液體和所述高溫液體的溫度差A T=Thigh-Tltjw保持恒定值MO*U*I=C*L* (Thigh-Tlow) 其中，MO為焊機的發(fā)熱功率系數(shù)；U為焊機的工作電壓；1為焊機的工作電流，C為所述液體的比熱，Thigh為所述高溫液體的溫度，Tlow為所述低溫液體的溫度。
7.如權利要求6所述的焊機的循環(huán)冷卻方法，其特征在于，所述焊機的發(fā)熱功率系數(shù)MO為O到I之間的常數(shù)，所述的液體為水，所述的液體的比熱C=4. 2*103焦耳每千克攝氏度。
8.如權利要求7所述的焊機的循環(huán)冷卻方法，其特征在于，步驟(4)包括 (4. I)設定溫差值TO，計算流量設定值L0=M0*U*I/(C*T0)，其中TO為溫差設定值； (4.2)中央控制器通過控制信號調(diào)整循環(huán)泵的功率從而使當前流量L達到流量設定值LO ； (4.3)中央控制器通過控制信號調(diào)整散熱器的功率從而使實際溫差AT=Thigh-Tlow=TO。
9.如權利要求8所述的焊機的循環(huán)冷卻方法，其特征在于，所述的高溫液體的溫度Thigh小于85攝氏度，所述的低溫液體的溫度T1ot為常溫加25攝氏度，所述設定溫差TO的范圍為30-60攝氏度。
10.如權利要求8所述的焊機的循環(huán)冷卻方法，其特征在于，所述的流量設定值LO的范圍為2L/min-8L/min，所述散熱裝置的功率范圍為60w-300w。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶反饋的焊機循環(huán)冷卻系統(tǒng)，通過循環(huán)液體對焊機進行冷卻，包括由循環(huán)管路依次連接的焊機、散熱裝置、儲液箱和循環(huán)泵，所述系統(tǒng)還包括溫度傳感器，用于測量經(jīng)過焊機前后的低溫液體和高溫液體的溫度；流量傳感器，用于測量所述循環(huán)管路中的液體的流量；電流傳感器，用于測量所述焊機的工作電流；中央控制器，與所述的各個傳感器、所述的循環(huán)泵、和所述的散熱裝置連接，用于根據(jù)所述各個傳感器的反饋參數(shù)，控制所述的循環(huán)泵和所述的散熱裝置的工作狀態(tài)。本發(fā)明還公開了一種焊機的循環(huán)冷卻方法，增加了溫度傳感器、流量傳感器和電流傳感器，并利用反饋控制循環(huán)泵和散熱裝置的功率，能夠有效提高對焊機的冷卻效率。
文檔編號G05D23/19GK102699588SQ20121022520
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月1日 優(yōu)先權日2012年7月1日
發(fā)明者趙友邦 申請人:豐生微電機(上海)有限公司, 大協(xié)科技實業(yè)(上海)有限公司