一、研究的背景
目前气压焊轨车施工热源主要是氧气和乙炔，在冬季0度以下施工时乙炔瓶温度低，液态乙炔无法充分气化，压力低，无法提供焊接接头需所大流量乙炔气体，造成焊接质量下降，效率低下，影响在天窗点完成计划任务。因氧气和乙炔属于易燃易爆气体，不能采用传统的电伴热系统，所以要研制安全可靠的加热系统，能够进行精准控温，做到每个罐体独立预热，独立加温。
二、研究的意义与目的
通过对氧气乙炔罐体水拌热交换装置的研发，热交换器持续对氧气乙炔罐体耦合加热，在微电脑温度测控系统的精确控制下，使冬季进行焊接作业时氧气乙炔罐温度保持在20度左右，乙炔可以充分气化，提供符合压力、流量需求的氧乙炔气流，保证焊接质量。
三、研究内容与方法
3.1研究的基本内容
（1）氧、乙炔气瓶换热水套的设计制造，要求与气瓶紧密贴合提高导热效率，固定气瓶的卡箍锁扣要牢固可靠拆装方便。
（2）合理选型配置柴油加热器、水箱、热水循环泵、分水器、热水电磁阀等零部件，保证加热功率充足，安装固定牢固可靠。
（3）设计微电脑温度测控系统，硬件组态，软件编写，完成系统内每个气瓶温度的单独测控，做到准确可靠。同时，系统中组态的触摸控制屏完成人机交互功能。
3.2研究方法
通过课题的深入研究，研究出基于微电脑的多个氧乙炔瓶温度测控方法，实现单个气瓶独立测量、加热功能。经过地面整机模拟、装车实验，摸索大气温度、乙炔气化速度与所需加热功率之间的关系，从而编写符合实际工况的控制软件，最终完成所有气瓶安全加热功能。
3.3总体技术方案
（1）技术方案简介
图1 是气瓶保温系统图，气瓶水伴热系统由“水箱”、“柴油加热器”、“热水循环泵”、“热水分水器”、“电磁阀”、“乙炔气瓶换热水套”、联接水管以及微机控制器构成。“柴油加热器”将水箱中的防冻液加热至80℃并保持；箱内热水经“循环泵”加压，由“热水分水器”、“电磁阀”进行分路控制，输送至“气瓶换热水套”，将热量传输至氧乙炔气瓶，完成加热功能。
图1 气瓶保温系统图
（2）技术方案实现
图2 系统布置图
图2所示为加热系统各部件在车体上的安装位置，为确保安全，“柴油加热器”、“热水分水器”、“电磁阀”安装于远离乙炔气瓶的位置。微电脑控制器和触摸控制屏安装与车体驾驶室内。
加热原理：
“柴油加热器”加热水箱和管路中的防冻液；高温的防冻液经过“热水循环泵”、“热水分水器”、“电磁阀”、“伴热分支管”，流经“气瓶换热水套”，通过热传导对乙炔、氧气瓶进行加热。
为保证气瓶温度保持在设定范围内，本系统通过温度传感器持续监测每个气瓶罐体温度，当某个气瓶温度低于设定范围时，微电脑控制“电磁阀”接通该气瓶的加热水路；反之，气瓶温度高于设定上限时，“电磁阀”关断，加热停止。
图3介绍了气瓶保温微机控制系统构成。
图3气瓶保温微机控制系统
气瓶水伴热保温微机控制系统工作流程为：
微电脑控制器：以工业级嵌入式微机为核心，集成485通信口、光偶隔离输入、继电输出及电源组件构成。其功能是：
1.通过循环方式查询温度变送器的数据，得出每个气瓶、水箱及室外大气温度的数值。通过逻辑运算发出“电磁阀”通断线号，以及非正常状态的报警信号。
2.扫描“气瓶换热水套”上安装的感应开关状态，判断该位置是否放置了气瓶，作为启动加热支路的条件。
3.接受触摸控制屏的控制指令，启动或停止柴油加热器；向触摸控制屏发送各测温点的温度数值。
4.监测水箱水位，如低于允许值，发出声光报警。
5.存储温度设定范围值。
触摸操作屏：人机交互显示控制的装置。功能为显示各测温点的数值、显示报警项目、输入报警限值以及启停加热器操作等。
技术指标：
每套加热装置热功率18KW，电压24V。
能持续对氧气乙炔罐体，在-35℃的环境中保证氧气乙炔罐体在10℃-20℃之间。
南阳水氢发动机（3）技术特点
1.加热系统全部利用防冻液，在专门设计的热交换器——“气瓶换热水套”进行氧气乙炔罐体加热，杜绝了一切电路加热装置；同时，“柴油加热器”、“热水分水器”、“电磁阀”设计安装于远离乙炔气瓶的位置，确保乙炔氧气安全加热。
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