沈阳微特墙体稳态热传递检测使用说明书

WTRZ系列建筑墙体稳态热传递性能试验机使用说明书沈阳微特应用技术开发公司目录一系统概述 1二测量原理 2三具体技术指标 3四系统组成 4五操作步骤 55.1试验准备与试件封装 55.2试验过程操作 55.3试验记录与打印 8六稳态热传递性质检测设备验收规程 96.1验收方法 9温度传感器检定 9电加热功率检测 96.1.3计量箱外壁热流系数M2与鼻锥热流系数M3的标定 106.1.4试验准确度测试与修正 106.1.5试件重复性测试 10七．设备维护、注意事项及故障解决方法 117.1设备维护 11计算机系统日常维护 11保温装置的日常维护 117.2试验注意事项 117.3故障解决方法 12附件一：温度传感器数量与测量情况检查 12附件二智能温度调节仪表简明操作手册 14一系统概述WTRZ系列建筑墙体稳态热传递性能试验机依据GB/T13475-92《建筑构件稳态热传递性质的测定标定和防护热箱法》研制、生产,采用防护热箱法原理,主要用于测定各种建筑墙体传热系数以及热阻率，也适用于检测各种板式保温材料及中空玻璃、夹胶玻璃等的传热系数。该设备完全满足相关国家标准的检测方法、检测精度要求，并具备有全自动无故障运行功能、自诊断、监测功能、标定实验自动测试功能以及全过程存储实验记录、打印原始数据功能。本试验机规格型号说明如下：不同规格型号的设备主要区别在于适用试件尺寸、与占地面积，其他技术性能指标与操作方式完全一样。二测量原理WTRZ系列建筑墙体稳态热传递性能试验机检测原理：基于一维稳态传热原理，模拟四季建筑围护结构构件的传热条件，将相对其厚度而言无限大平面的平板构件（建筑外墙）置于两个不同温度箱体之间；其中计量热箱模拟室内或夏季室外空气温度、风速、辐射条件；冷箱模拟室外或夏季室内空调房间空气温度、风速。经过若干小时的运行，整个装置均达到稳定状态，形成稳定温度场、速度场，测量试件两侧的空气温度、表面流速、表面防护箱温度以及输入计量热箱的电加热器功率QP，就可以计算通过试件传递的热量Q1，从而计算出试件的传热系数、比热阻热导率、热冷侧表面比热阻、总比热阻。为了尽量减少试验环境温度变化对试验结果的影响，以及减少计量箱外壁热损失Q3和试件不平衡热流量Q2，需要在计量箱周围建立适当的空气温度和表面换热系数场，因此计量热箱外面套装防护热箱。计量热箱的温度与防护热箱的温度完全一致，使Q3趋向于0；同时使用四点锁紧机构，将计量热箱通过不超过20mm宽的鼻锥紧贴在试件表面，使Q2趋向于0。见下图；其中：Q1=QP-Q2-Q3。图1墙体稳态热传递试验机组成框图图1墙体稳态热传递试验机组成框图图2墙体稳态热传递试验机检测原理图图2墙体稳态热传递试验机检测原理图三具体技术指标（1）防护箱温度控制范围：15~50℃，连续可调，控制精度：±0.1℃；（2）冷箱温度控制范围：-10~-20℃，控制精度：±0.2℃；（3）测温传感器类型：美国DALLAS数字温度传感器，43支；测量温度范围:－30～85℃;测温分辩率：0.0625℃；（4）加热电功率测量范围：0~200W；精度：0.2级；（5）冷箱制冷功率：1.5KW。（6）仪器的测量精度：≤5%，重复度：≤1%；（7）额定电源功率：动力电，AC380V、五线三相制，3kVA（8）试件规格：1212型：最大可测试件尺寸：1200mm×1200mm×300mm；1515型：最大可测试件尺寸：1500mm×1500mm×500mm外形尺寸：1212型：3300mm×1920mm×2100mm（长×宽×高）；最小占地面积：4300mm×3000mm×2800mm（长×宽×高）。1515型：3300mm×2220mm×2400mm（长×宽×高）；最小占地面积：4800mm×3500mm×3200mm（长×宽×高）。四系统组成WTRZ系列建筑墙体稳态热传递性能试验机由计算机及仪表监控系统、冷箱（内置制冷机组与加热平衡装置）、试件框、防护热箱（内置计量热箱、制冷机组与制冷、加热平衡装置、轴流风机）、计量热箱（内置加热装置）、温度测量及功率计量装置等六部分组成。计算机及仪表监控系统（一套）采用联想商用计算机系统与温度巡检模块、PLC装置、智能开关量输出模块、日本进口的温控专家级智能仪表组成两级计算机集散式监控系统，控制精确、稳定，平均无故障时间长；具有安全自动保护功能，温度过热自动保护，过压保护，过流保护等功能，采用微机自动控制系统，具有实验过程全自动完成数据采集、温度控制、曲线显示、结果计算、数据存储、报表生成等优点。冷箱（内置制冷机组与加热平衡装置、导流屏）（一套）冷箱采用双层彩钢板夹150mm厚的聚胺酯板做为箱壁，内置冷风机（带加热装置）、导热屏，风向从上到下；导流屏的位置可以调整，保证试件冷侧表面的平均风速为3米/秒。防护热箱（内置计量热箱、制冷机组与加热平衡装置）（一套）防护热箱由热箱、小型制冷机组、恒温换热箱、轴流风机等构成，采用冷热对抗的平衡方式，保持防护热箱温度场均匀稳定，并且与计量热箱温度恒定一致，既使试验环境降到最低，又确保热量通过计量箱体散失最少。试件框（一套）试件框有可拆卸式和固定式两种。试件夹紧装置采用弹簧自动压紧试件，无须人工调整压紧力，使装卡方便；电加热与温度、电功率测量系统（一套）采用电阻丝组成热板电加热系统。温度测量采用高精度美国DALLAS数字温度传感器，采用高精度真有效值电能表进行计量箱电加热功率测量。五操作步骤5.1试验准备与试件封装（1）在备用的试件框四周敷设并用胶带粘接较薄的塑料纸，然后由送检单位现场制作外墙试件（或者安装200mm厚的标准试件）；试件必须离开热侧边缘100mm的位置开始制作。（2）制作好的外墙试件在自然条件下风干20天左右（标准试件不需要），推回试验设备处；注意不要让地下的轮子打横。（3）将试件与试件框的四周连接处接缝用保温发泡剂填充，保证密封；（4）检查并调整冷箱与计量热箱内部的温度传感器顶杆的长度，使两侧各九个数字式温度传感器能够通过其内部的弹簧各自压紧在试件冷侧和热侧；（5）完成热箱、冷箱与试件框的装卡，密封工作，准备试验；（6）接通主电源，系统上电，打开钥匙开关，将“手动/自动”旋钮指向“自动”。5.2试验过程操作（1）欢迎屏：打开计算机，首先运行“建筑墙体稳态热传递监控系统”软件；系统将进入欢迎屏。（2）试件试验：采用未知传热系数的墙体试件进行试验时，操作者点击“墙体试验”，进入试验程序。图3、欢迎屏（3）装置标定：通常情况下，本试验机在投入使用前必须采用已知导热系数的标准板进行标定，以后每年需要标定一次，标定出计量箱壁与鼻锥的热流系数。采用已知导热系数的标准板进行标定时，操作者点击“装置标定”；进入标定程序。图3、欢迎屏（4）温度传感器巡检：无论试验程序还是标定程序，系统将首先检查数字温度传感器数量以及测量情况；如果巡检模块温度巡检出现故障，将显示故障提示界面，如图4。图4、温度巡检屏此时首先检查试验机是否上电？如果上电正常，则不能继续往下试验。必须退出本软件系统，使用温度巡检模块的检测软件“LTM8000应用程序V2.82”检查温度巡检系统。具体检查步骤见附件一。图4、温度巡检屏如果传感器的数量不够118支，也不能继续试验。应该查找出所损坏的温度传感器，更换新传感器后，下载好地址，继续检查，保持无误，方可继续试验。如果只是想打印原始记录，也可以点击“忽略”，进入主流程界面。（5）主流程界面与试验前参数输入：软件温度巡检无误后，进入主流程界面，如图5：图5、主流程界面图5、主流程界面试验前必须输入试验编号（或者标定编号）；按“确认”即可输入，系统将按照该文件名字将试验过程数据保存。首先点击“温度设定”按钮，进入温度以及其他试验参数设定屏，试验的参数与标定不同，分别见图6、图7。试件试验：一般试件总面积（2.711m2）、计量面积(1.477m2)不需要更改。计量箱外壁与鼻锥热流系数在新的标定完成后修改。冷箱、防护热箱、计量热箱温度的设定一般在出厂时已经设置好，其中冷箱设定温度为“-10℃”，防护热箱、计量热箱温度的设定都是“30℃”，如果需要修改设定值，可以直接在智能温度调节仪表上修改。也可以在设置好后按“确认”、“下载”按钮，通过通讯口从上位机设置下去。装置标定：一般标准试件总面积（2.711m2）、计量面积(1.477m2)也不需要更改。分两种工况标定。第一种工况：冷箱设定温度为“-10℃”，防护热箱、计量热箱温度的设定都是“30℃”；第二种工况：冷箱设定温度为“-20℃”或者“-15℃”，防护热箱、计量热箱温度的设定都是“20℃”或者“25℃”如果需要修改设定值，可以直接在智能温度调节仪表上修改。也可以在设置那种工况下标定后，按“确认”、“下载”按钮，通过通讯口从上位机设置下去。图6、试验录入参数界面图7、标定录入参数界面图6、试验录入参数界面图7、标定录入参数界面（6）选择稳定阶段判断模式：系统启动前，需要确认系统采用什么方法判断已经到达稳定，可以采集计量数据。可以选择稳定阶段判断方式：手动、稳定延后时间两种（默认为稳定延后时间）。区别说明如下。手动模式：系统启动后，人工判断是否稳定，是否可以开始计量，点击“计量”，开始每半个小时自动开始采集计量数据，总共采集6次，计算平均值，作为试验结果。也可以在调试时检验程序过程使用。点击“结束”，停止数据采集。延后时间模式：设定延后时间，系统一启动就开始计时，到达设定的时间后，自动开始每半个小时自动开始采集计量数据，总共采集6次，计算平均值，作为试验结果。计量完成，自动停止外部设备运行。（7）温度调节：选择好数据采集模式以后，点击“启动”，系统将自动打开冷箱制冷机以及防护热箱制冷机，然后再分别打开冷箱、防护热箱、计量热箱加热器、循环风扇等外部设备。计算机系统每2秒一次采集各点温度，计算冷箱、防护热箱、计量热箱内部空气温度平均值，输出测量信号给智能调节温度仪表；智能调节温度仪表根据测量值与设定值的偏差，通过复杂的PID计算调节，输出4~20mA的工业标准信号，以控制加热器加热功率的变化，确保冷箱、防护热箱、计量热箱稳定到设定温度。如果观察到冷热箱的温度波动较大，可以通过重新给智能温度调节仪表做一遍或几遍的自整定的方法，修正调节参数。改善其调节品质。具体方法见附件二。（8）功率计算：因为墙体保温性能检测计量加热功率很小（一般不超过150W），为了更精确计量加热功率，我们采用累计计量电能真有效值，然后除以固定的间隔时间的方法，计量加热电功率。界面上显示电能的累加数超过9999W.h时，点击“电能清零”，可以将电能表清零，重新开始计算。也可以在试验前先按一下仪表的“▲”键，再按“清零”键清零。图8、实时曲线界面（9）稳定判断：系统温度稳定的要求：热箱温度变化不超过-0.1K～+0.1K,而冷箱温度变化不超过-0.2K～+0.2K。但对于建筑外墙保温性能检测来说，单纯的温度稳定还不能开始参数采集。必须稳定一段较长时间（10小时以上），而且加热功率不是单向波动，且波动的变化不超过0.5~3W，才可以判断稳定。开始数据计量采集。图8、实时曲线界面（10）试验实时曲线观察：在整个试验过程，可以点击“实时曲线”栏，出现实时曲线界面，可以选择观察冷箱、防护热箱、计量热箱空间温度以及计量热箱电加热功率试验参数的实时曲线。（11）数据采集与试验结果计算：系统到达稳定条件后，每间隔半小时采集一次数据，一直采集并计算计量箱温差、鼻锥温差。观察计量曲线如下图9。图9、计量曲线界面图9、计量曲线界面系统将所采集并计算出的试验主要数据显示出来，操作者可以根据温度、温差、功率最稳定的一段曲线，确定起始点，录入并确认，系统将自动计算出外墙的传热系数并显示、保存。操作者可以通过按键盘上“PrtSc”键，屏幕硬拷贝，然后打开画笔软件，新建文件并“粘贴”，保存该计量曲线。5.3试验记录与打印（1）数据采集完成后，系统提示结束，自动停止外部设备运行。如果需要中断试验，可以按“停止检测”，录入密码“123”，系统将自动关闭外部设备。（2）点击“原始记录”，出现试验记录界面：图10、原始记录界面在第一页“试验基本参数记录”里录入其他不参与计算的试验参数（如检测类型、委托单位、规格型号、检测日期等），第二页原始记录里显示试验的原始数据，确认无误后，按“保存记录”，可以保存数据到数据库，然后按“打印记录”，出现打印原始记录界面，按打印图标，可以打印该页。图10、原始记录界面（3）操作者可以根据试验要求，用画笔或其他绘图软件绘制并保存、打印试件外形图以及热侧温度布置图。（4）退出系统，关闭计算机与系统主电源；（5）松开墙体试件框与热箱、冷箱挂钩执手；拆开连接件，拉出墙体试件框；（6）拆开热侧、冷侧温度传感器；冷箱的结露水珠用抹布檫干；清理掉被测试件，准备下一次试验。六稳态热传递性质检测设备验收规程6.1验收方法6.1.1温度传感器检定准确度图10、温度计量界面设备组装前必须对温度传感器进行筛选，必须用0.2级经计量的测温元件（计量用铂电阻）与系统中任意点的温度传感器探头放置在装有自来水的保温杯中进行对比实验，不准确度应≤±0.25℃。不合格的传感器不能用。图10、温度计量界面温差测定用0.2级经计量的测温元件与系统中任意点的温度传感器探头进行对比，使该点温度升高10℃，其温度差的测定精度应达到0.5级。图11、温度修正界面如果长期使用，温度偏差超过0.25℃，可以对数字温度传感器进行修正。点击主屏幕上“”按钮，出现密码识别窗口，如下图，录入“123”密码，则进入修正界面：图11、温度修正界面可以根据相应的标准值，录入偏差修正值即可。6.1.2电加热功率检测图12、电能表标定接线在设备出厂前，设备电加热电量表必须经过计量。用户单位在一年一度的计量标定中，可以将电能表拆下，送检。连接回路如图，使系统输出功率范围：100~300W，将精度至少为0.05级的有功电能表串联于电加热器回路中进行对比测定，电能表计量的准确度应达到0.1级。功率=计量电能表的电能值/时间，时间间隔为1小时。由于电能表的示值误差为0.5%，而量程误差为0.1级,必须采用电脑的COM1口通过232/485通讯模块与电能仪表接好通讯琏路，用仪表自带的专用通讯软件或平版导热仪监测软件采集通讯值，进行计算。如果出现超过0.1级的误差，可以修正电能表的“Ur”值。修正值=标准值/实测值。图12、电能表标定接线6.1.3计量箱外壁热流系数M2与鼻锥热流系数M3的标定标定原理：根据国家标准中相应的规定在试件两侧建立恒定的温差，热箱电暖气的加热功率应等于通过热箱向环绕空间散失的热量、试件内不平衡热流量和通过试件向冷箱散失的热量的代数和。标定时采用1630mm×1630mm×200mm标准板（已知λ值），通过控制计量单元边界和防护单元的温差使试件内不平衡热流量趋近于0，在某一温差下（40℃）连续通过两种工况的标定试验，系统将自动通过二元一次方程，求解出测定流过计量箱壁的热流系数M2以及鼻锥热流系数M3。6.1.4试验准确度测试与修正使用1630mm×1630mm×200mm标准板（已知λ值）代替墙体试件，正常装卡，密封进行试验。试验出该标准板的传热系数K1值与该标准板的理论K2值（=面积×导热系数/厚度）进行比较，应满足U1≈U2，偏差应≤5％的精度要求。6.1.5试件重复性测试选取适宜尺寸（1520X1520）的试件，按测试要求安装在试件框的洞口处，启动控制系统进行两次测定，分别测得U1、U2，应满足U1≈U2，偏差应≤5％的重复性要求。注：在整个控温测试过程中应满足国家标准的有关要求（见GB/T13475-92）七．设备维护、注意事项及故障解决方法7.1设备维护7.1.1计算机系统日常维护（1）开机运行要注意检查设备各个机组运行情况和运行声音，发现异常情况立即停止运行，检查并排除设备故障。（2）工控机键盘、鼠标、屏幕、机箱需要定期清扫（建议：每天一次，请用干净的干棉抹布擦拭键盘、鼠标、机箱；用干净的毛巾布擦拭屏幕，以免划伤）；工控机箱过滤网需要定期清洗、更换（建议：每周一次）；7.1.2保温装置的日常维护在进行试验之前，可以使用专用的温度传感器巡检软件“LTM8000应用软件”（具体步骤见附件一）检查传感器数量与温度采集状况。如果出现损坏的情况，找到相应的点，更换之，并按照原来的地址重新下载其地址。各处密封胶带必须经常检查，防止脱落；可以定期更换。卡具丝杠可以涂些干式润滑油，防止生锈。各个表面的测温点要经常检查，防止脱落，使粘贴不紧。可以重新粘帖。制冷机组的制冷效果必须经常检查。根据制冷效果请专业人员调节热力膨胀阀或补充制冷剂氟利昂。7.2试验注意事项（1）定期对设备进行维护，定期清理设备各机组灰尘以及计算机过滤网。（2）在做完实验后应将试件箱拉出，将里面的潮气放出。（3）系统的开启与停止、操作人员口令等系统维护工作由专职人员完成，未经授权人员不得进行此操作。（4）系统计算机、键盘和鼠标为专用设备，严禁挪用。（5）不要在仪表操作台上放置盛水的杯子之类的东西，放置打翻，水进入操作台或键盘。特别注意：为保证系统正常运行，不许在操作站计算机上运行任何其它非本公司系统所提供的软件或游戏，防止计算机病毒感染而可能造成系统崩溃的严重后果。7.3故障解决方法（1）计算机外设故障：如键盘、鼠标、打印机、显示器等设备出现故障，一般在当地电脑市场采购、更新；（2）计算机软件故障：如果计算机由于病毒侵染或人为删除某些文件，造成系统无法运行，请具备相关计算机软件知识人员先恢复系统，再重新安装软件。如果监控系统软件在使用中发现问题或用户试验要求出现变化，需要我公司修改软件，可以通过电子邮件行，请具备相关计算机软件知识人员更新安装软件及运行软件。（3）温度传感器巡检故障：请用专用温度巡检软件测试，如果检测不到模块，判断模块电源（DC24V）或模块故障，更换开关电源或巡检模块；如果检测不到哪个温度传感器，判断该温度传感器接线错误或故障