建筑外窗保温性能检测装置测控系统的设计与实现

2011-08-15 12:27:56来源: 互联网

1概述

建筑耗能数量大,比例高,发达国家建筑用能比例一般为全国总能耗的30%~40%,所占能耗比重很大。在我国,建筑能耗占全社会总能耗的27.6%,而民用建筑能耗中住宅能耗占60%。与之对应,建筑节能潜力巨大。

建筑节能,冬季建筑外窗散热是一个大问题。国家标准《建筑外窗保温性能分级及检测方法》(GB/T8484―2002),要求检测建筑外窗的传热系数,判定建筑外窗的保温性能等级。检测标准中采用的检测设备如图1所示。


该装置是基于稳定传热原理,采用标定热箱法检测窗户保温性能。试件一侧为热箱,模拟采暖建筑冬季室内气候条件,另一侧为冷箱,模拟冬季室外气候条件。在对试件缝隙进行密封处理,试件两侧各自保持稳定的空气温度、气流速度和热辐射条件下,测量热箱中电暖气的发热量,减去通过热箱外壁和试件框的热损失,除以试件面积与两侧空气温差的乘积,即可计算出试件的传热系数K值(K值为在稳定传热条件下,外窗两侧空气温差为1℃,单位时间内通过单位面积的传热量以W/(m2·K)计。试件传热系数K值按下式计算:



式中:Q为电暖气的发热功率;M1△θ1为热箱外壁的热损失;M2△θ2为试件框的热损失;S·Λ·△θ3为填充板的热损失;A为试件的面积;△t试件两侧的温差。

2系统硬件结构

国标中要求热箱空气温度的设定范围为18℃~20℃,冷箱空气温度的设定范围为-19℃~-21℃,所以装置中需要两台温度控制仪表,分别用来控制热室和冷室内的温度。另外,检测过程中需要用到多个温度测点的温度值和电暖气的加热功率,故装置中还需要一台32路温度巡检仪表和一台功率计。以上智能仪表作为整个测控系统的从机部分,主机部分为通用微型计算机,两者通过半双工RS-232/RS-485标准总线接口通信,采用双绞线进行信号传输。在这种系统结构下,作为下位机的智能仪表完成测量控制功能,便于快速构造系统并保证测控精度。

由于从机部分的仪表较多,并且通信协议和通信接口不一致,故系统采用多串口通信。功率计为RS-232接口,故单独为其分配一个串口;32路温度巡检仪和两个温度控制仪为RS-485接口,而PC一般只有RS-232接口,需要RS-232/RS-485接口转换器。系统的总体硬件框图如图2所示。巡检仪按国家标准外接的温度传感器采用铜一康铜热电偶,要求的温度测点很多,所以同类温度测点的热电偶可以并联。具体装置尺寸及材质、热箱外壁和试件框热流系数标定、试件框的面积划分、温度测点的分布、热电偶的筛选和校验等详细要求请参见有关国家标准。

3系统软件结构

系统软件总体框图如图3所示。它充分利用了Windows系统允许多进程、多线程的编程特点,开辟了两个线程;还利用了VC++的面向对象的设计思想,把有关的数据结构及其操作完全封装类中。系统主要实现的功能有下位机数据采集、主界面显示、实时曲线显示、数据存储、历史曲线显示、检测结果测定、检测报告和历史报告记录的浏览及打印、数据库清理及维护等。

3.1多线程

系统软件的进程分成两个线程:主线程(用户界面线程)和通信线程(辅助线程)。主线程定时启动通信线程,通信线程执行完一次通信任务后挂起。主线程能够提供界面和用户交互,通常用于处理用户输入并响应各种事件和消息,而通信线程主要用来进行上位机与下位机之间的通信。主线程由AppWizard生成,下面主要介绍通信线程的设计。

要创建一个线程,需要调用函数AfxBeginThread。该函数因参数重载不同而具有两种版本,分别对应辅助线程和用户界面线程。无论是辅助线程还是用户界面线程,都需要指定额外的参数以修改优先级、堆栈大小、创建标志和安全特性等。函数AfxBeginThread返回指向CWinThread类对象的指针。同样,在CMain-View的构造函数中调用AfxBeginThread函数:

[1] [2] [3]

关键字:保温性能检测  测控系统  建筑外窗

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0815/article_3238.html
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