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建筑外窗保溫性能檢測裝置測控系統的設計與實(shí)現
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時(shí)間：2010-01-08
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1概述
建筑耗能數量大，比例高，發(fā)達國家建筑用能比例一般為全國總能耗的30％～40％，所占能耗比重很大。在我國，建筑能耗占全社會(huì )總能耗的27.6％，而民用建筑能耗中住宅能耗占60％。與之對應，建筑節能潛力巨大。
建筑節能，冬季建筑外窗散熱是一個(gè)大問(wèn)題。國家標準《建筑外窗保溫性能分級及檢測方法》(GB／T8484D2002)，要求檢測建筑外窗的傳熱系數，判定建筑外窗的保溫性能等級。檢測標準中采用的檢測設備如圖1所示。
該裝置是基于穩定傳熱原理，采用標定熱箱法檢測窗戶(hù)保溫性能。試件一側為熱箱，模擬采暖建筑冬季室內氣候條件，另一側為冷箱，模擬冬季室外氣候條件。在對試件縫隙進(jìn)行密封處理，試件兩側各自保持穩定的空氣溫度、氣流速度和熱輻射條件下，測量熱箱中電暖氣的發(fā)熱量，減去通過(guò)熱箱外壁和試件框的熱損失，除以試件面積與兩側空氣溫差的乘積，即可計算出試件的傳熱系數K值(K值為在穩定傳熱條件下，外窗兩側空氣溫差為1℃，單位時(shí)間內通過(guò)單位面積的傳熱量以W／(m2?K)計。試件傳熱系數K值按下式計算：
式中：Q為電暖氣的發(fā)熱功率；M1△θ1為熱箱外壁的熱損失；M2△θ2為試件框的熱損失；S?Λ?△θ3為填充板的熱損失；A為試件的面積；△t試件兩側的溫差。
2系統硬件結構
國標中要求熱箱空氣溫度的設定范圍為18℃～20℃，冷箱空氣溫度的設定范圍為-19℃～-21℃，所以裝置中需要兩臺溫度控制儀表，分別用來(lái)控制熱室和冷室內的溫度。另外，檢測過(guò)程中需要用到多個(gè)溫度測點(diǎn)的溫度值和電暖氣的加熱功率，故裝置中還需要一臺32路溫度巡檢儀表和一臺功率計。以上智能儀表作為整個(gè)測控系統的從機部分，主機部分為通用微型計算機，兩者通過(guò)半雙工RS-232／RS-485標準總線(xiàn)接口通信，采用雙絞線(xiàn)進(jìn)行信號傳輸。在這種系統結構下，作為下位機的智能儀表完成測量控制功能，便于快速構造系統并保證測控精度。
由于從機部分的儀表較多，并且通信協(xié)議和通信接口不一致，故系統采用多串口通信。功率計為RS-232接口，故單獨為其分配一個(gè)串口；32路溫度巡檢儀和兩個(gè)溫度控制儀為RS-485接口，而PC一般只有RS-232接口，需要RS-232／RS-485接口轉換器。系統的總體硬件框圖如圖2所示。巡檢儀按國家標準外接的溫度傳感器采用銅一康銅熱電偶，要求的溫度測點(diǎn)很多，所以同類(lèi)溫度測點(diǎn)的熱電偶可以并聯(lián)。具體裝置尺寸及材質(zhì)、熱箱外壁和試件框熱流系數標定、試件框的面積劃分、溫度測點(diǎn)的分布、熱電偶的篩選和校驗等詳細要求請參見(jiàn)有關(guān)國家標準。
3系統軟件結構
系統軟件總體框圖如圖3所示。它充分利用了Windows系統允許多進(jìn)程、多線(xiàn)程的編程特點(diǎn)，開(kāi)辟了兩個(gè)線(xiàn)程；還利用了VC++的面向對象的設計思想，把有關(guān)的數據結構及其操作完全封裝類(lèi)中。系統主要實(shí)現的功能有下位機數據采集、主界面顯示、實(shí)時(shí)曲線(xiàn)顯示、數據存儲、歷史曲線(xiàn)顯示、檢測結果測定、檢測報告和歷史報告記錄的瀏覽及打印、數據庫清理及維護等。
3.1多線(xiàn)程
系統軟件的進(jìn)程分成兩個(gè)線(xiàn)程：主線(xiàn)程(用戶(hù)界面線(xiàn)程)和通信線(xiàn)程(輔助線(xiàn)程)。主線(xiàn)程定時(shí)啟動(dòng)通信線(xiàn)程，通信線(xiàn)程執行完一次通信任務(wù)后掛起。主線(xiàn)程能夠提供界面和用戶(hù)交互，通常用于處理用戶(hù)輸入并響應各種事件和消息，而通信線(xiàn)程主要用來(lái)進(jìn)行上位機與下位機之間的通信。主線(xiàn)程由AppWizard生成，下面主要介紹通信線(xiàn)程的設計。
要創(chuàng )建一個(gè)線(xiàn)程，需要調用函數AfxBeginThread。該函數因參數重載不同而具有兩種版本，分別對應輔助線(xiàn)程和用戶(hù)界面線(xiàn)程。無(wú)論是輔助線(xiàn)程還是用戶(hù)界面線(xiàn)程，都需要指定額外的參數以修改優(yōu)先級、堆棧大小、創(chuàng )建標志和安全特性等。函數AfxBeginThread返回指向CWinThread類(lèi)對象的指針。同樣，在CMain-View的構造函數中調用AfxBeginThread函數：
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