风沙环境模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种环境模拟装置的技术领域，特别涉及一种风沙环境模拟装置。


背景技术：

2.沙漠地带常因光照时间长、光照强度高等因素成为太阳能面板组件集中安装运行的重点区域。这类区域的环境特点除了光照充足、气候干燥以外，常伴有强烈风沙等恶劣天气。用于清扫光伏面板组件的智能清扫机器人目前已大量配套使用，其主要通过在线或离线等方式对遭受风沙覆盖并影响发电效率的面板组件进行清洁工作。
3.无论是面板组件还是智能清扫机器人，甚至暴露在该环境下的其他设备均不可避免的遭受风沙的长期侵蚀、磨损的情况，由此引出设备或机器运行可靠性评估的问题。然而，若将这些设备在安装现场进行长期实测，所耗成本和时间方面缺点十分明显，因此，根据安装现场工况条件(风速、沙尘浓度、沙尘粒径范围等)模拟该风沙环境系统，对在该系统中运行的相关设备或机器施加风沙甚至温湿度等影响因素，以进行可靠性评测，就显得十分有必要了。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提出一种风沙环境模拟装置，旨在实现模拟风沙环境的功能，以供对待测试设备或机器进行运行可靠性评估。
5.为实现上述目的，本实用新型提出风沙环境模拟装置，所述风沙环境模拟装置包括：
6.测试主体，形成有用于供待测试设备放置的测试室；
7.上沙组件，所述上沙组件通过风道组件与所述测试主体连接，所述风道组件具有连通所述上沙组件与所述测试室的导风通道，所述上沙组件用于输入沙粒；以及
8.风机组件，所述风机组件与所述导风通道连通，以用于驱动所述上沙组件输入的沙粒经所述导风通道流入至所述测试室内，或驱动所述上沙组件输入的沙粒在所述测试室与所述导风通道内循环流动。
9.在一实施例中，所述上沙组件包括：
10.机架，安装于所述风道组件上；以及
11.储沙滚筒，设于所述机架上，所述储沙滚筒具有进气口及出沙口，所述进气口用于与外部气源连接，以接入压缩气体；
12.所述储沙滚筒，用于储存沙粒并在所述压缩气体的作用下将沙粒经所述出沙口输送至所述导风通道内。
13.在一实施例中，所述上沙组件还包括：
14.驱动件，安装于所述机架上并与所述储沙滚筒的驱动连接，以用于驱动所述储沙滚筒转动，以搅拌所述储沙滚筒内的沙粒。
15.在一实施例中，所述风沙环境模拟装置还包括：
16.控制器，设于所述机架上并与所述驱动件和/或所述储沙滚筒分别连接；以及
17.颗粒物浓度检测器，所述颗粒物浓度检测器设于所述测试室内并与所述控制器电连接，以用于检测所述测试室内的沙粒浓度信号；
18.所述控制器，用于根据所述沙粒浓度信号控制所述驱动件和/或所述储沙滚筒工作。
19.在一实施例中，所述风沙环境模拟装置还包括：
20.照明装置，所述照明装置设于所述测试室内并与所述控制器电连接，以用于在所述控制器的控制下提供照明；和/或
21.传感器组件，所述传感器组件设于所述测试室内并与所述控制器电连接，以用于在所述控制器的控制下检测所述测试室内的温度信号和湿度信号；和/或
22.风速测试仪，所述风速测试仪设于所述测试室内并与所述控制器电连接，以用于在所述控制器的控制下检测所述测试箱内的风速；和/或
23.加热装置，所述加热装置设于所述测试室和/或所述储沙滚筒并与所述控制器电连接，以用于在所述控制器的控制下调整所述测试室和/或所述储沙滚筒的温度。
24.在一实施例中，所述测试室具有至少一个进风口和出风口，所述风道组件包括第一风道和第二风道；
25.所述测试室的进风口与所述风机组件的出风侧通过所述第二风道连通，所述测试室的出风口与所述风机组件的吸风侧通过所述第一风道连通，所述上沙组件安装于所述第二风道上，以形成封闭的导风通道。
26.在一实施例中，所述第一风道和/或所述第二风道包括依次连通的等径衔接段、转弯衔接段、等径衔接段、转弯衔接段及变径衔接段；
27.其中，所述等径衔接段的导风风道呈方形设置且其在不同位置的横截面积相等，所述转弯衔接段的导风风道呈弧形设置且其在不同位置的横截面积相等，所述变径衔接段的导风风道的横街面积沿靠近所述测试室的进风口方向递增。
28.在一实施例中，所述转弯衔接段内设有扰流板，以改变气流方向。
29.在一实施例中，所述扰流板的数量为多个，多个所述扰流板沿所述导风风道的宽度方向间隔排布。
30.在一实施例中，所述风机组件包括风机及降噪消音装置，所述降噪消音装置设于所述风机上，以用于减小所述风机运行的噪音。
31.在本实用新型的技术方案中，由于该风沙环境模拟装置包括测试主体、上沙组件及风机组件，测试主体形成有用于供待测试设备放置的测试室，上沙组件通过风道组件与测试主体连接，风道组件具有连通上沙组件与测试室的导风通道，上沙组件用于输入沙粒，风机组件与导风通道连通，以用于驱动上沙组件输入的沙粒经导风通道流入至测试室内，或驱动上沙组件输入的沙粒在测试室与导风通道内循环流动，实现了模拟风沙环境的功能，以供测试机器或设备在风沙环境中的运行可靠性。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
33.图1为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例的结构示意图；
34.图2为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例中测试主体一视角的结构示意图；
35.图3为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例中测试主体另一视角的结构示意图；
36.图4为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例中上沙组件的结构示意图；
37.图5为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例中风机组件一视角的结构示意图；
38.图6为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例中风机组件另一视角的结构示意图；
39.图7为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例中风道组件的等径衔接段的结构示意图；
40.图8为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例中风道组件的转弯衔接段的结构示意图；
41.图9为本实用新型风沙环境模拟装置一实施例中风道组件的变径衔接段的结构示意图。
42.附图标号说明：
43.标号名称标号名称10测试主体10a测试室20上沙组件210机架30风机组件220储沙滚筒40风道组件230传动机构32降噪消音装置41第一风道42第二风道411等径衔接段412转弯衔接段413变径衔接段4121扰流板10b透明可视窗口220a出沙口50控制器60加热装置31风机
44.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
45.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
47.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
48.沙漠地带常因光照时间长、光照强度高等因素成为太阳能面板组件集中安装运行的重点区域。这类区域的环境特点除了光照充足、气候干燥以外，常伴有强烈风沙等恶劣天气。用于清扫光伏面板组件的智能清扫机器人目前已大量配套使用，其主要通过在线或离线等方式对遭受风沙覆盖并影响发电效率的面板组件进行清洁工作。
49.无论是面板组件还是智能清扫机器人，甚至暴露在该环境下的其他设备均不可避免的遭受风沙的长期侵蚀、磨损的情况，由此引出设备或机器运行可靠性评估的问题。然而，若将这些设备在安装现场进行长期实测，所耗成本和时间方面缺点十分明显，因此，根据安装现场工况条件(风速、沙尘浓度、沙尘粒径范围等)模拟该风沙环境系统，对在该系统中运行的相关设备或机器施加风沙甚至温湿度等影响因素，以进行可靠性评测，就显得十分有必要了。
50.为了实现模拟风沙环境的功能，以供对待测试设备或机器进行运行可靠性评估，本实用新型提出风沙环境模拟装置，适用于对各种安装于风沙环境的机器或设备进行运行可靠性测试，尤其是光伏面板组件和智能清扫机器人，此处不做限定。
51.在本实用新型一实施例中，如图1和2所示，该风沙环境模拟装置包括测试主体10、上沙组件20及风机组件30，测试主体10形成有用于供待测试设备放置的测试室10a；上沙组件20通过风道组件40与测试主体10连接，风道组件40具有连通上沙组件20与测试室10a的导风通道，上沙组件20用于输入沙粒；风机组件30与导风通道连通，以用于驱动上沙组件20输入的沙粒经导风通道流入至测试室10a内，或驱动上沙组件20输入的沙粒在测试室10a与导风通道内循环流动。
52.本实施例中，测试主体10可由塑胶、金属或其组合材质制成，可根据实际需要选择不同尺寸的集装箱、钣金柜体等，测试主体10可为箱体结构，也可为其他的形状，此处不限。请参考图3，测试主体10上可开设透明可视窗口10b，以便测试人员查看被测试机器或设备的运行状况，测试主体10的两侧可设置至少一个进出风口，以便安装风道组件40。
53.参考图4，上沙组件20可由具有储沙滚筒220等部件组件，储沙滚筒220可设有储沙腔及与储沙腔连通的出沙口220a，以便将储存的沙粒通过出沙口220a输送至风道组件40的导风通道内。
54.结合图5和图6，风机组件30可有机壳及风机31等部件组成，风机31的进风侧和吸风侧可分别与风道组件40的导风通道两端连通，以驱动上沙组件20输入的沙粒自上沙组件20经导风通道流入至测试室10a内或使其在整个风沙环境模拟装置内循环流动。
55.可以理解的是，本实用新型通过将该风沙环境模拟装置的测试主体10形成有用于供待测试设备放置的测试室10a，上沙组件20通过风道组件40与测试主体10连接，风道组件
40具有连通上沙组件20与测试室10a的导风通道，上沙组件20用于输入沙粒，风机组件30与导风通道连通，以用于驱动上沙组件20输入的沙粒经导风通道流入至测试室10a内，或驱动上沙组件20输入的沙粒在测试室10a与导风通道内循环流动，实现了模拟风沙环境的功能，以供测试机器或设备在风沙环境中的运行可靠性。
56.为了模拟更为真实的风沙环境，在一实施例中，主要参考图4，上沙组件20可包括机架210及储沙滚筒220，机架210安装于风道组件40上；储沙滚筒220设于机架210上，储沙滚筒220具有进气口及出沙口220a，进气口用于与外部气源连接，以接入压缩气体；储沙滚筒220，用于储存沙粒并在压缩气体的作用下将沙粒经出沙口220a输送至导风通道内。
57.本实施例中，上沙组件20还可包括驱动件(图未示出)，驱动件可安装于机架210上并与储沙滚筒220的驱动连接，以用于驱动储沙滚筒220转动，以搅拌储沙滚筒220内的沙粒。如此设置，可将储沙滚筒220内的沙粒充分搅拌，使得其模拟出更为接近现实风沙环境的特征，提高了机器或设备运行可靠性评估的准确性。当然，在一些其他实施例中，该风沙环境模拟装置也可采用其他的上沙组件20结构，此处不做限定。
58.需要说明的是，上沙组件20作为沙粒的存料单元，其机架210可主要由上沙封闭壳体、上沙部件和支架等结构组成。驱动件可为驱动电机，可通过齿轮等传动机构230带动储沙滚筒220转动，可使同种或不同粒径的沙粒随之滚动搅拌均匀，在压缩空气的作用下，经出沙口220a进入导风通道内。
59.进一步地，主要参考图4，该风沙环境模拟装置还可包括控制器50及颗粒物浓度检测器(图未示出)，控制器50设于机架210上并与驱动件和/或储沙滚筒220分别连接；颗粒物浓度检测器设于测试室10a并与控制器50电连接，以用于检测测试室10a的沙粒浓度信号；控制器50，用于根据沙粒浓度信号控制驱动件和/或储沙滚筒220工作，以输送不同流速、流量等参数的风沙至测试室10a内，从而满足不同应用场景的需求。如此设置，可实现更为逼真的风沙环境模拟场景，以提升可靠性测试结果的准确性。
60.为了实现更为准确的风沙环境模拟场景，在一些实施例中，该风沙环境模拟装置还可包括照明装置，照明装置设于测试室10a内并与控制器50电连接，以用于在控制器50的控制下提供照明，以方便测试人员在夜间等光线昏暗的情况下查看测试室10a的被测试机器或设备的测试情况。
61.在一些应用场景中，该风沙环境模拟装置还可包括传感器组件，传感器组件设于测试室10a内并与控制器50电连接，以用于在控制器50的控制下检测测试室10a内的温度信号和湿度信号。其中，传感器组件可包括温度传感器和湿度传感器等。
62.进一步地，该风沙环境模拟装置还可包括风速测试仪，风速测试仪设于测试室10a内并与控制器50电连接，以用于在控制器50的控制下检测测试箱内的风速。如此，使得其模拟出了更为接近现实风沙环境的特征，提高了机器或设备运行可靠性评估的准确性。
63.此外，在一些实施例中，该风沙环境模拟装置还可包括加热装置60，加热装置60，加热装置60设于测试室10a和/或储沙滚筒220并与控制器50电连接，以用于在控制器50的控制下调整测试室10a和/或储沙滚筒220的温度。如此设置，可调节测试室10a的室内温度和储沙滚筒220的温度，使得其模拟出了更为接近现实风沙环境的特征，提高了机器或设备运行可靠性评估的准确性。
64.还需说明，在一些实施例中，该风沙环境模拟装置还可通过增加监测预警系统来
检测储沙滚筒220内部沙粒存量，以提醒测试人员添加符合测试需求的沙粒。此外，在其他实施例中，也可设置热成像仪等测试或监测模块，以实现对被测物在线或离线的实时监控。
65.值得一提的是，上述提及的控制器10可为多个分别安装于该风沙环境模拟装置不同位置的不同控制板，不同控制板分别控制不同的器件，也可为集成于同一主板上的主控单元，以一主控单元来控制与其连接的所有器件，此处不做限定。
66.请参考图1，在一些实施例中，测试室10a具有至少一个进风口和出风口，风道组件40可包括第一风道41和第二风道42；测试室10a的进风口与风机组件30的出风侧通过第二风道42连通，测试室10a的出风口与风机组件30的吸风侧通过第一风道41连通，上沙组件20安装于第二风道42上，以形成封闭的导风通道，以实现风沙循环流动，提高机器或设备运行可靠性评估的准确性。
67.当然，在一些其他实施例中，上沙组件20也可安装于第一风道41上，或设置多组上沙组件20，多组上沙组件20可分别安装于风道部件的不同位置，此处不做限定。
68.为了使进出测试室10a的风沙浓度、速度、风量、风阻更低等参数达到目标值，以进一步地提高风沙环境特征的还原度，请结合图1、图7至图9，第一风道41和/或第二风道42包括依次连通的等径衔接段411、转弯衔接段412、等径衔接段411、转弯衔接段412及变径衔接段413；其中，等径衔接段411的导风风道呈方形设置且其在不同位置的横截面积相等，转弯衔接段412的导风风道呈弧形设置且其在不同位置的横截面积相等，变径衔接段413的导风风道的横街面积沿靠近测试室10a的进风口方向递增。
69.本实施例中，参考图9，变径衔接段413的风道部件可设有左端口和右端口，并可设有法兰边和通孔，通过螺栓连接测试室10a和转弯衔接段412的风道部件。参考图8，转弯衔接段412的风道部件可主要由转弯风道支架、扰流板4121和风道壁。其中，扰流板4121可起改变气流方向、减小转弯阻力的作用，扰流板4121可焊接在风道壁中，以保证连接强度。参考图7，等径衔接段411的风道部件可由风道壁和等径风道支架构成，用于连接其两端的转弯衔接风道，或连接风机组件30。
70.需要说明的是，在一些实施例中，主要参考图8，上述扰流板4121的数量可为多个，多个扰流板4121可沿导风风道的宽度方向间隔排布，以使气流沿预设方向流向测试室10a，并再从测试室10a按照预设轨迹流出至导风通道内。当然，在一些其他实施例中，该风沙环境模拟装置也可采用其他的风道组件40结构，此处不做限定。
71.在一些实施例中，主要参考图5和图6，风机组件30可包括风机31及降噪消音装置32，降噪消音装置32设于风机31上，以用于减小风机31运行的噪音。
72.本实施例中，风机组件30作为整个系统装置中空气流体的动力来源，其主要可由驱动电机、叶轮、降噪消声装置、天圆地方管和风机支架等部件构成。整个风机组件30由风机支架作底部支撑和稳固，驱动电机带动叶轮来产生气流，并通过降噪消声装置可减少风机31噪声，两端天圆地方管可用于连接风机组件30与等径衔接段411的风道部件的不同截面连接。当然，在一些其他实施例中，该风沙环境模拟装置也可采用其他的风机组件30结构，此处不做限定。
73.以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。