本發(fā)明涉及溫度控制，具體而言，涉及一種可分區(qū)精確控溫的復(fù)合材料高溫成型裝置。

背景技術(shù)：

1、在復(fù)合材料的高溫成型過(guò)程中，裝置溫度的精確控制是確保材料力學(xué)性能和成型質(zhì)量的關(guān)鍵因素。然而，傳統(tǒng)裝置在溫度控制方面存在明顯的不足，由于缺乏精確的溫度監(jiān)測(cè)和分區(qū)控制，傳統(tǒng)的裝置難以適應(yīng)不同復(fù)合材料的復(fù)雜成型需求，尤其在多層復(fù)合材料的固化過(guò)程中，溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致界面剝離、內(nèi)部氣泡和樹(shù)脂流失等缺陷。并且加熱控制采用簡(jiǎn)單恒定的功率輸出，無(wú)法根據(jù)實(shí)際溫度變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，導(dǎo)致升溫過(guò)程緩慢從而影響復(fù)合材料的生產(chǎn)效率，從而限制了在高性能復(fù)合材料制造中的應(yīng)用。

2、因此，如何提供一種可分區(qū)精確控溫的復(fù)合材料高溫成型裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種可分區(qū)精確控溫的復(fù)合材料高溫成型裝置，旨在解決裝置在復(fù)合材料成型過(guò)程中對(duì)溫度控制不精確的問(wèn)題。

2、一種可分區(qū)精確控溫的復(fù)合材料高溫成型裝置，其特征在于，包括：

3、底座1、頂板12、裝置殼體2和廢氣單元；其中所述的廢氣單元包括輸氣道13、氣閥14和冷卻器15；所述的氣閥14安裝在所述的輸氣道13端部，所述的冷卻器15固定在所述的輸氣道13連接；

4、所述的底座1和所述的裝置殼體2固定連接；所述的輸氣道13穿過(guò)所述的頂板12，并固定連接在頂板12上；所述的裝置殼體2的一端貼合在所述的頂板12下表面，所述的裝置殼體2的另一端固定連接在所述的底座1上表面；

5、所述的裝置殼體2的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有第一加熱線圈3，所述的第一加熱線圈3的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置有傳熱層4，所述的第一加熱線圈3和所述的傳熱層4同一水平面的一端固定連接所述的底座1，所述的第一加熱線圈3和所述的傳熱層4同一水平面的另一端貼合所述的頂板12，所述的傳熱層4內(nèi)側(cè)形成的空間是升溫倉(cāng)5；

6、所述的傳熱層4端部?jī)?nèi)側(cè)固定連接在定位平臺(tái)8的兩端，所述的定位平臺(tái)8上開(kāi)設(shè)若干個(gè)通孔9；

7、所述的底座1上表面中間開(kāi)設(shè)加熱槽11，所述的的加熱槽11的內(nèi)部設(shè)置第二加熱線圈10，所述的傳熱層4的內(nèi)側(cè)固定連接溫度傳感器6，所述的裝置殼體2的外側(cè)固定連接溫度控制器7；所述的第一加熱線圈3和所述的溫度控制器7之間有電路連接，所述的第二加熱線圈10和所述的溫度控制器7之間有電路連接；所述的溫度傳感器6和所述的溫度控制器7之間也有電路連接，所述的溫度控制器7用于控制第一加熱線圈3和所述的第二加熱線圈10。

8、所述的溫度控制器7包括：第一處理單元、第一調(diào)節(jié)單元、第二處理單元和第二調(diào)節(jié)單元；

9、所述的第一處理單元被配置為采集所述的溫度傳感器6的第一溫度數(shù)據(jù)，并將所述的第一溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，基于預(yù)處理的結(jié)果確定第一目標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)并和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否對(duì)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整得出調(diào)節(jié)結(jié)果；所述的第一調(diào)節(jié)單元被配置為基于所述的調(diào)節(jié)結(jié)果對(duì)所述的第一加熱線圈3進(jìn)行調(diào)節(jié)；

10、所述的第二處理單元被配置采集所述的溫度傳感器6的第二溫度數(shù)據(jù)，并將所述的第二溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，基于預(yù)處理的結(jié)果確定第二目標(biāo)數(shù)據(jù)并和溫度輸出值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否開(kāi)啟所述的第二加熱線圈10；

11、當(dāng)開(kāi)啟所述的第二加熱線圈10達(dá)到設(shè)定的時(shí)間間隔后，采集所述的溫度傳感器6的第三溫度數(shù)據(jù)，并將所述的第三溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，基于預(yù)處理的結(jié)果確定第三目標(biāo)數(shù)據(jù)并和所述的溫度輸出值進(jìn)行對(duì)比，采用聚類算法得出調(diào)整結(jié)果；所述的第二調(diào)節(jié)單元被配置為根據(jù)所述的調(diào)整結(jié)果對(duì)所述的第二加熱線圈10進(jìn)行調(diào)整。

12、在采集所述的溫度傳感器6的第一溫度數(shù)據(jù)，并將所述的第一溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，包括：

13、所述的溫度傳感器6檢測(cè)所述的升溫倉(cāng)5的初始溫度并將其轉(zhuǎn)換為第一溫度數(shù)據(jù)；將所述的第一溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，所述的預(yù)處理包括數(shù)據(jù)清洗和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化。

14、在根據(jù)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)并和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比時(shí)，包括：

15、所述的歷史數(shù)據(jù)表示全部歷史第一目標(biāo)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集合，所述的第一處理單元將所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)和所述的數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)最小值進(jìn)行對(duì)比得出所述的調(diào)節(jié)結(jié)果；所述的調(diào)節(jié)結(jié)果包括第一調(diào)節(jié)結(jié)果和第二調(diào)節(jié)結(jié)果。

16、在根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否對(duì)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整得出調(diào)節(jié)結(jié)果時(shí)，包括：

17、當(dāng)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)大于或等于所述的數(shù)據(jù)最小值，則判斷不對(duì)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸出所述的第一調(diào)節(jié)結(jié)果；

18、當(dāng)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)小于所述的數(shù)據(jù)最小值，則判斷對(duì)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸出所述的第二調(diào)節(jié)結(jié)果。

19、在基于所述的調(diào)節(jié)結(jié)果對(duì)所述的第一加熱線圈3進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，包括：

20、當(dāng)輸出為所述的第一調(diào)節(jié)結(jié)果時(shí)，所述的第一調(diào)節(jié)單元維持所述的第一加熱線圈3的輸出功率；

21、當(dāng)輸出為所述的第二調(diào)節(jié)結(jié)果時(shí)，所述的第一調(diào)節(jié)單元根據(jù)所述的數(shù)據(jù)集合的均值確定功率調(diào)節(jié)因子。

22、當(dāng)輸出為所述的第二調(diào)節(jié)結(jié)果時(shí)，所述的第一調(diào)節(jié)單元根據(jù)所述的數(shù)據(jù)集合的均值確定功率調(diào)節(jié)因子時(shí)，包括：

23、所述的第一調(diào)節(jié)單元預(yù)先設(shè)定第一調(diào)節(jié)因子、第二調(diào)節(jié)因子和第三調(diào)節(jié)因子；當(dāng)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)小于或等于所述的均值的0.5倍時(shí)，則將所述的第一調(diào)節(jié)因子作為所述的第一加熱線圈3的功率調(diào)節(jié)因子；

24、當(dāng)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)大于所述的均值的0.5倍，且小于所述的均值的0.8倍時(shí)，則將所述的第二調(diào)節(jié)因子作為所述的第一加熱線圈3的功率調(diào)節(jié)因子；

25、當(dāng)所述的第一目標(biāo)數(shù)據(jù)大于或等于所述的數(shù)據(jù)集合的均值0.8倍時(shí)，則將所述的第三調(diào)節(jié)因子作為所述的第一加熱線圈3的功率調(diào)節(jié)因子；

26、所述的第一調(diào)節(jié)單元根據(jù)所述的功率調(diào)節(jié)因子對(duì)所述的第一加熱線圈3的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

27、基于預(yù)處理的結(jié)果確定第二目標(biāo)數(shù)據(jù)并和溫度輸出值進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否開(kāi)啟所述的第二加熱線圈10時(shí)，包括：

28、當(dāng)所述的第二目標(biāo)數(shù)據(jù)小于所述的溫度輸出值時(shí)，判斷開(kāi)啟所述的第二加熱線圈10；當(dāng)所述的第二目標(biāo)數(shù)據(jù)大于或等于所述的溫度輸出值時(shí)，判斷不開(kāi)啟所述的第二加熱線圈10。

29、在基于預(yù)處理的結(jié)果確定第三目標(biāo)數(shù)據(jù)并和所述的溫度輸出值進(jìn)行對(duì)比，采用聚類算法得出調(diào)整結(jié)果時(shí)，包括：

30、當(dāng)所述的第三目標(biāo)數(shù)據(jù)等于所述的溫度輸出值時(shí)，判斷不對(duì)所述的第三目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)所述的第三目標(biāo)數(shù)據(jù)不等于所述的溫度輸出值時(shí)，判斷對(duì)所述的第三目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整并采用聚類算法確定所述的第二加熱線圈10的功率調(diào)節(jié)系數(shù)。

31、在基于所述的調(diào)整結(jié)果對(duì)所述的第一加熱線圈3進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，包括：

32、采集所述的第二加熱線圈10的實(shí)際功率數(shù)據(jù)；

33、根據(jù)歷史溫度輸出值獲得第二加熱線圈10的代表的特征數(shù)據(jù)，將所述的特征數(shù)據(jù)和所述的實(shí)際功率數(shù)據(jù)組合建立聚合數(shù)據(jù)集；

34、提取所述的聚合數(shù)據(jù)集中每一數(shù)據(jù)的特征向量并確定功率特征；確定期望簇?cái)?shù)量k為3，并初始化高斯分布的參數(shù)；計(jì)算所述的聚合數(shù)據(jù)集中每一數(shù)據(jù)屬于每個(gè)高斯分布的概率，獲得責(zé)任值；選取責(zé)任值最大的簇并取標(biāo)準(zhǔn)差作為所述的實(shí)際功率數(shù)據(jù)的功率調(diào)節(jié)系數(shù)，并根據(jù)所述的功率調(diào)節(jié)系數(shù)對(duì)所述的第二加熱線圈10進(jìn)行調(diào)節(jié)。

35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：裝置殼體2側(cè)面的第一加熱線圈3和在加熱槽11的第二加熱線圈10，分布在裝置的不同位置，使得溫度傳遞至升溫倉(cāng)5不同的區(qū)域，從而對(duì)復(fù)合材料成型進(jìn)行了獨(dú)立的溫度控制。溫度控制器7通過(guò)連接溫度傳感器6，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)升溫倉(cāng)5的實(shí)際溫度，精確地調(diào)節(jié)第一加熱線圈3和第二加熱線圈10，確保了復(fù)合材料成型過(guò)程中對(duì)溫度控制的需求，從而提升成型的效率。傳熱層4確保了熱量均勻傳遞到裝置內(nèi)部，降低了局部過(guò)熱或冷卻不均而導(dǎo)致成型失敗的風(fēng)險(xiǎn)，溫度控制器7根據(jù)傳感器反饋快速調(diào)整功率輸出，保持了裝置的熱穩(wěn)定性，從而提高了復(fù)合材料成型和生產(chǎn)效率，廢氣單元通過(guò)輸氣道13和氣閥14排除成型過(guò)程中的高溫廢氣，防止了裝置內(nèi)部出現(xiàn)熱力集中，冷卻器15配合氣閥14調(diào)節(jié)廢氣排出的氣流溫度，從而延長(zhǎng)了裝置的使用壽命，進(jìn)一步保障了溫度調(diào)節(jié)的可靠性。