CN102419395B - 一种电磁炉的能效测试方法及测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁炉的能效测试方法及测试装置，本发明装置，包括一为待测样机供电的变频电源和一PLC控制器，变频电源与待测样机之间还连接有一测量待测样机耗能量的功率计，变频电源与功率计之间还连接有一控制待测样机通/断电的接触器，接触器的线圈端与PLC控制器的输出端连接并受PLC控制器的输出信号控制，PLC控制器的输入端口分别连接有一判定测试次数的选择按钮、开启测试过程的启动按钮、和停止测试过程的停止按钮，PLC控制器的输入端还与所述功率计的比较器输出端连接。本测试方法及测试装置改变了传统的多次测试皆采用手动方式测量的测试方式，并且克服了切断电源不便利和不精准的缺陷，保证了实验中测试数据的精度。

Description

一种电磁炉的能效测试方法及测试装置

技术领域

本发明涉及一种能效的测试方法及测试设备，尤其是一种电磁炉的能效测试方法及测试装置。

背景技术

自从2009年3月1日，中国标准化研究院能效标识管理中心颁布的《电磁灶能效标识实施规则》开始实施以来，所有电磁灶产品均需粘贴能效标识才能上市销售。而粘贴能效标识的前提是依据GB21456-2008对电磁灶产品进行测试，测量电磁灶的热效率和待机状态功率，再依据测量值判定能效等级，才可粘贴相应等级的能效标识标签。标准中规定电磁炉能效等级分为5级，最高是1级，最低是5级。

自2012年9月1日起，我国强制实施的GB21456-2008《家用电磁灶能效限定值及能源效率等级》国家标准正式实施，其中明确规定热效率值低于86%的产品将被淘汰。因此，对电磁灶的热效率进行科学、准确的测量，是摆在每个承担电磁灶能效检测的测试室面前亟待解决的一项重要课题。

现有的电磁炉能效测量方法操作比较复杂，需要对待测样机进行三次以上测量，在测试过程中，为了排除锅具因尺寸、质量、材料等因素对电磁炉耗能的影响，选择尺寸、质量、材料一致的标准锅。在锅内装入规定质量的水，将样机通电对标准锅进行加热，并采用水银温度计测量标准锅中的水温变化，采用功率计测量样机的耗能量。第一次测量时，当温度计检测的温升Δt在（75±1）K范围内时，记录样机的耗能量E，并根据热功率计算公式计算电磁灶的热效率，所述热功率计算公式如下：                                               

上式中，η——热效率，单位为%；

c1——水的比热容，取4.18，单位为kJ/(kg·K)；

m1——水的质量，单位为kg；

c2——锅身和锅盖的比热容，取0.46，单位为kJ/(kg·K)；

m2——锅身和锅盖的总质量，单位为kg；

E——消耗的电能量，单位为kW·h；

Δt——温升，单位为开尔文（K）。

在以后的测量中，根据首次测量的样机耗能量E，测量在同样的耗能量下样机的能耗效率，最后对多次测量的能耗效率值取均值得到待测样机的能耗效率。当样机有多个加热单元时，按照加热单元逐个进行测试。

由于现有的测试手段中，检测员测试时需要手动拔掉插头，因为拔掉电源插头的动作势必要耗费时间，检测员要兼顾读取温度计检测的温度值、读取功率计检测的耗电量的值、拔掉电源插头等多项动作，操作难道较大，很容易使测量结果不准确。在进行后面多次测量时，当观察到接近第一次测量得到耗电量时，检测员在进行断开电源插头的操作时，需要凭借经验，提前一点时间去拔掉插头，操作难度大，容易受到人为主观因素的影响，并且手动拔掉电源插头，若是电源插头不在检测员附近，操作上也是极不便利，也会导致记录温度计测量温差上的人为误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于进行电磁炉能效测试的测试装置，该测试装置操作方便，能有效提高电磁炉能效测量的精度。

本发明要解决的另一个技术问题是：提供一种操作便利，检测精度高的电磁炉能效测试方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种电磁炉的能效测试装置，包括一为待测样机供电的变频电源和一PLC控制器，所述变频电源与待测样机之间还连接有一测量待测样机耗能量的功率计，所述变频电源与功率计之间还连接有一控制待测样机通/断电的接触器，所述接触器的线圈端与所述PLC控制器的输出端连接并受PLC控制器的输出信号控制，所述PLC控制器的输入端口分别连接有一判定测试次数的选择按钮、开启测试过程的启动按钮、和停止测试过程的停止按钮，所述PLC控制器的输入端还与所述功率计的比较器输出端连接。

进一步作为优选的实施方式，所述功率计包括检测输入待测样机电流信号的电流检测模块、检测输入待测样机电压信号的电压检测模块、计算待测样机耗能的耗能计算模块、设定参考值类别和极值的参考值设定模块和对选取的参考值与测量的待测样机的耗能值进行比较的比较器模块，所述电流检测模块和电压检测模块与耗能计算模块连接，所述耗能计算模块和参考值设定模块与比较器模块连接，所述比较器模块的输出端与PLC控制器的输入端连接，该功率计还包括对检测的耗能值进行显示的显示模块。

一种电磁炉的能效测试方法，其特征为包括以下步骤：

A.连接好能效测试装置，进行测试的初始化准备；

B.判断是否为针对待测样机的第一次能效测试，若是则执行步骤C,若否，则执行步骤D；

C.利用启动按钮和停止按钮手动进行能效测试；

D.利用手动测试检测的耗能值，自动进行能效测试。

进一步，所述步骤B具体为判断选择按钮是否按下，若检测到选择按钮按下，则代表第一次能效测试，反之则代表不是第一次能效测试。

进一步，所述步骤D具体包括以下步骤：功率计判断检测的耗能值是否大于设定的参考值，若“是”则输出信号控制接触器断开供电回路；若“否”则继续进行测试，所述参考值根据第一次能效测试获取的耗能值设定。

本发明的有益效果是：本发明电磁炉的能效测试装置，通过采用PLC控制接触器，将电磁炉的能效测试的手动测试和自动测试方式集成在一起，免去了现有的检测员需要兼顾观察温度计、功率计和拔掉电源的困扰，简化了测试的操作，并避免了认为误差，提高了测试精度。

本发明的另一个有益效果是：本发明电磁炉的能效测试方法，采用智能的能效测试装置，包括对测试次数进行判断的选择按钮，在第一次能效测试时，通过与PLC控制器输入端连接的启动和停止按钮进行手动控制，在后续的多次测量中，利用功率计的比较器功能，由PLC自动控制测试过程，简化了测试的操作，并可靠的保证了电磁炉能效测试的精度。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明电磁炉能效测试装置的原理框图；

图2是本发明装置中PLC控制器的接线示意图；

图3是本发明装置中功率计的接线示意图；

图4是本发明装置中功率计的原理框图；

图5是本发明电磁炉能效测试方法的主流程图；

图6是本发明电磁炉能效测试方法实施例的流程图。

具体实施方式

参照图1和图2,一种电磁炉的能效测试装置，包括一为待测样机供电的变频电源1和一PLC控制器2，变频电源1与待测样机之间还连接有一测量待测样机耗能量的功率计3，变频电源1与功率计3之间还连接有一控制待测样机通/断电的接触器KM1，接触器KM1的线圈端与所述PLC控制器2的输出端连接并受PLC控制器的输出信号控制，所述PLC控制器2的输入端口X4连接有一判定测试次数的选择按钮XZ、输入端口X6连接有开启测试过程的启动按钮QD、输入端口X5连接有停止测试过程的停止按钮TZ、输入端口X7与功率计输出端口连接，PLC控制器2的输入端口X7可接受来自功率计3内部的比较器模块输出的继电器干接点信号。

参照图4,功率计3包括检测输入待测样机电流信号的电流检测模块31、检测输入待测样机电压信号的电压检测模块32、计算待测样机耗能的耗能计算模块33、设定参考值类别和极值的参考值设定模块34和对选取的参考值与测量的待测样机的耗能值进行比较的比较器模块35，所述电流检测模块31和电压检测模块32与耗能计算模块33连接，所述耗能计算模块33和参考值设定模块34与比较器模块35连接，所述比较器模块35的输出端与PLC控制器2的输入端连接，该功率计3还包括对检测的耗能值进行显示的显示模块36。

参照图3,功率计3的电流检测模块31串联在变频电源1的输出回路上以检测输入待测样机电流信号，电压检测模块32并联在变频电源1的输出回路上以检测输入待测样机电压信号。

参照图5,采用本发明能效测试装置的电磁炉的能效测试方法，包括以下步骤：

A.连接好能效测试装置，进行测试的初始化准备；

B.判断是否为针对待测样机的第一次能效测试，若是则执行步骤C,若否，则执行步骤D；

C.利用启动按钮和停止按钮手动进行能效测试；

D.利用手动测试检测的耗能值，自动进行能效测试。

所述步骤B具体为判断选择按钮是否按下，若检测到选择按钮按下，则代表第一次能效测试，反之则代表不是第一次能效测试。

所述步骤D具体包括以下步骤：功率计判断检测的耗能值是否大于设定的参考值，若“是”则输出信号控制接触器断开供电回路；若“否”则继续进行测试，所述参考值根据第一次能效测试获取的耗能值设定。

下面结合图6对具体实施例进行说明：

首先，按要求连接好测试装置，在待测样机上放好标准锅，并放入适量的水，若是第一次测试，则手动按下选择按钮XZ；

判断是否为首次测试，若是为首次测试，则进入手动测试过程，若不是首次测试，则进入由PLC控制器控制的自动测试过程；

在手动测试过程中，接通启动按钮QD，开始测试过程，并观察标准锅中测试水温的温度计，当温升达到要求的范围时（如现有国家标准是（75±1）K），按下停止按钮TZ,并记录功率计上显示的耗能量E，举例说明，假定第一次测量中检测的耗能量为2.2166wh；

再进行第二次测试，第二次能效测试时，自动进入自动测试过程；

在功率计内的参数设定模块内选取耗能量为比较参数，并设定参数极值为2.2164 wh和2.2166 wh，当比较模块判定检测的耗能值大于2.2166 wh时，比较器模块输出继电器动作，输出干接点信号给PLC控制器输入端口X7，PLC控制器根据接收的干接点信号并经过逻辑处理后，最终判定断开接触器，从而切断待测样机的供电电源。

后续多次的自动测试过程与上述的自动测试过程类似，这样检测员就可以得到需要的测试结果，并根据测试结果进行电磁炉的能效计算，以判定电磁炉的能效等级。

在本发明的能效测试过程，改变了传统的多次测试皆采用手动方式测量的测试方式，并且克服了切断电源不便利和不精准的缺陷，保证了实验中测试数据的精度。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种电磁炉的能效测试装置，包括一为待测样机供电的变频电源（1）和一PLC控制器（2），所述变频电源(1)与待测样机之间还连接有一测量待测样机耗能量的功率计(3)，其特征在于：所述变频电源(1)与功率计(3)之间还连接有一控制待测样机通/断电的接触器（KM1），所述接触器（KM1）的线圈端与所述PLC控制器（2）的输出端连接并受PLC控制器的输出信号控制，所述PLC控制器（2）的输入端分别连接有一判定测试次数的选择按钮（XZ）、开启测试过程的启动按钮(QD)和停止测试过程的停止按钮(TZ)，所述PLC控制器(2)的输入端还与所述功率计(3)的比较器输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁炉的能效测试装置，其特征在于：所述功率计（3）包括检测输入待测样机电流信号的电流检测模块（31）、检测输入待测样机电压信号的电压检测模块（32）、计算待测样机耗能的耗能计算模块（33）、设定参考值类别和极值的参考值设定模块（34）和对设定的参考值与测量的待测样机的耗能值进行比较的比较器模块（35），所述电流检测模块（31）和电压检测模块（32）均与耗能计算模块（33）连接，所述耗能计算模块(33)和参考值设定模块（34）均与比较器模块（35）连接，所述比较器模块（35）的输出端与PLC控制器（2）的输入端连接，该功率计（3）还包括对检测的耗能值进行显示的显示模块（36）。

3.一种应用权利要求1所述的能效测试装置的电磁炉的能效测试方法，其特征为包括以下步骤：

A.连接好能效测试装置，进行测试的初始化准备；

B.判断是否为针对待测样机的第一次能效测试，若“是”则执行步骤C,若“否”，则执行步骤D；

C.利用启动按钮和停止按钮手动进行能效测试；

D.利用手动测试检测的耗能值，设定好功率计的比较器功能后，自动进行能效测试。

4.根据权利要求3所述的一种电磁炉的能效测试方法，其特征在于：所述步骤B具体为判断选择按钮是否按下，若检测到选择按钮按下，则代表第一次能效测试，反之则代表不是第一次能效测试。

5.根据权利要求3所述的一种电磁炉的能效测试方法，其特征在于：所述步骤D具体包括以下步骤：功率计判断检测的耗能值是否大于设定的参考值，若“是”则输出信号控制接触器断开供电回路；若“否”则继续进行测试，所述参考值根据第一次能效测试获取的耗能值设定。

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