[发明专利]低温摩擦磨损试验机工作温度控制方法及箱体

权利要求书

1.一种低温摩擦磨损试验机工作温度控制方法，其特征是：

首先，利用抽风机将安装低温摩擦磨损试验机的低温箱体中的空气排出，同时向低温箱体中通入不含水分的氮气，使得低温箱体中的气氛不含水蒸气；

其次，向低温箱体中液入液氮，使低温箱体中的温度快速下降到低温摩擦磨损试验机所需的工作温度；

第三，在位于低温摩擦磨损试验机上方的低温箱体上设置冷风进风口，冷风进风口的一侧设置出风口，通过该冷风进风口向低温箱体内送入冷风，使低温箱体内的保持在设定的工作温度范围内；

第四，在低温箱体侧面安装用于调节局部高温区的阀控矢量冷风喷嘴；

第五，在低温箱体上安装红外热像仪，红外热像仪采集的信号输入温度控制系统，当红外热像仪监测的实验区温度下降到实验所需温度时，温度控制系统减小冷风进风口冷风的送入量，当实验区温度高于实验温度，温度控制系统增大冷风的送入量，当实验区温度稳定在实验温度范围内时，保持冷风的送入量，从而实现稳定的低温环境；红外热像仪同时监测实验区的温度场，当实验区的温度大于实验温度设定值时，控制阀控矢量冷风喷嘴直接向实验区局部高温区补充冷风，使局部高温区快速降温至设定值，如此循环，直到实验结束；为了防止实验过程中注入的冷风和阀控矢量冷风喷嘴喷出的补充冷风对实验测力元件造成影响，应将实验测力元件罩装在一个罩壳中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的液氮从低温箱体四个角部区域注入，液氮的注入量与所需的低温工作温度的关系为：

VN2=Q(TA-T)CN2PN2;]]>

式中：V_N2为所需氮的体积，Q为交换的热量，T_A为低温箱初始温度，T为所需的低温工作温度，C_N2为氮的比热容，P_N2为氮的密度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的冷风进风口位于低温箱体内部的一端安装有可调节式导风叶片，以使冷风分布均匀，实现低温环境快速分布于整个低温箱体。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的阀控矢量冷风喷嘴包括一个可绕圆周转动的伸缩式圆柱杆、摆动范围为120°的圆盘和喷嘴；通过伸缩式圆柱杆的伸缩初步对准局部高温区，再利用圆盘的转动和喷嘴的摆动再次定位并对准局部高温区。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的低温箱体采用保温材料制作，连接测力元件的测力梁采用导热性差的尼龙材料制造，冷风的送风和出风管道外面包裹有保温材料。

6.一种低温摩擦磨损试验机低温实验用箱体，它包括用于安装磨盘(9)及测力梁(5)的低温箱体(1)，其特征是所述的低温箱体(1)的顶部设有冷风进风口(4)和出风口(2)，在低温箱体(1)的四周设有至少一个液氮充入区(15)以便使低温箱体内的温度快速下降到设定值；在低温箱体(1)的侧面安装有向高温区补充冷风的阀控矢量喷嘴(16)，在低温箱体(1)的上部安装有红外热像仪(3)，红外热像仪(3)根据检测到的温度控制冷风进风口(4)的进风量及阀控矢量喷嘴(16)的补风量，从而使低温箱体(1)的内部环境温度及试验区的局部温度保持在设定范围内，为低温摩擦磨损试验提供所需的工作温度；所述的阀控矢量冷风喷嘴包括一个可绕圆周转动的伸缩式圆柱杆(6)、摆动范围为120°的圆盘(7)和喷嘴(8)；通过伸缩式圆柱杆(6)的伸缩初步对准局部高温区，再利用圆盘(7)的转动和喷嘴(8)的摆动再次定位并对准局部高温区。

7.根据权利要求6所述的低温实验用箱体，其特征是所述的液氮充入区(15)的数量为四个。