CN103598113B - 一种湿帘降温分级调控方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于畜禽养殖夏季温度调控技术领域，涉及一种湿帘降温分级调控方法及设备。所述设备包括湿帘分级淋水系统、步进电机位置控制系统、基于单片机的自动控制系统、温度传感器系统。本设备具有以下优点：1、巧妙的分级淋水设计思路可以实现对湿帘淋湿面积和区域的精确控制，其设备简洁有效，成本较低，利于在实际生产中应用和推广；2、将湿帘的最大降温幅度划分为四个不同的降温等级，即可以解决原有湿帘降温系统启动初期的温度骤降问题，也可以实现对环境温度的精细化调控，充分挖掘了湿帘降温系统的利用潜能；3、基于单片机的自动控制系统可以实现湿帘降温系统的自动化调控，使对环境的调控更及时，精准，提高调控水平。

Description

一种湿帘降温分级调控方法及设备

技术领域

本发明属于畜禽养殖夏季温度调控技术领域，涉及一种湿帘降温分级调控方法及设备，尤其指一种舍内温度反馈的湿帘降温幅度可控的智能控制系统。

背景技术

我国是一个养鸡大国，而湿帘降温系统是我国规模化养鸡生产中不可缺少的夏季温度调控设备。传统的湿帘降温系统调控方式单一、粗放，在我国北方夏季炎热干燥地区应用，降温效果显著，但是这种降温效果均是在系统启动初期的极短时间内实现的，因此温度骤降现象也极为显著。这种现象对鸡群的健康及生产极为不利，甚至可能诱发疾病，增加生产成本，严重的可能会威胁到生产的安全性。

鸡舍环境是保证鸡群健康的重要条件，而鸡群的健康又是确保整个生产过程健康以及相关动物性产品健康的重要保障，因此为鸡群提供一个相对适宜且相对稳定的环境条件极为重要。

现阶段生产中采用的湿帘降温系统，人们往往关注其降温效果，一般设计中只要降温后能够达到设计温度水平即被认可，很少有人关注该降温系统的降温过程的特点及其对养鸡生产的影响。少数生产中即使认识到这一问题的，也仅仅通过供水系统的开与关来控制湿帘的供水量，致使舍内的温度一直处于波动状态。如果控制不当，也仍然会存在温度骤降现象。总之，湿帘降温系统在现代养鸡生产中应用极广，但是温度骤降问题并没有得到有效解决。

本发明通过采用一种特制调水板控制湿帘顶部喷水管一次喷水量的方法，来调控湿帘表面一次淋湿的面积，从而控制湿帘的降温效果。因为喷水量可以实现多级控制，可以满足不同降温条件及降温效果的需求。本发明具有相关的智能化控制系统，在配备温度传感器的条件下可以实现自动控制。本发明提出的技术方案，其最大优势是降温效果好，降温过程可控；对于需求较大降温幅度的场合，可以通过分级调控的方式逐渐加提高降温效果，因此可以实现相对稳定的降温过程；且系统构造简单，设备少，成本低。本发明就是基于以上，提出了一种湿帘降温分级调控方法及设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种湿帘降温分级调控方法及设备，实现畜禽舍湿帘降温系统降温过程的精细化、分级调控。

本发明的装置包括：湿帘分级淋水系统、步进电机位置控制系统、基于单片机的自动控制系统、舍内温度传感器系统等。

所述湿帘分级淋水系统包括喷水管4、调水板3、反水板1、导流槽8和管托6，其中；湿帘上框架2、前挡板10、侧板13和端盖12组成一个支撑框架；上框架2和前挡板10之间设置有上拴板9，其为淋水系统提供支撑平台；湿帘14安置于上拴板9下方，由上框架2、前挡板10和侧板13固定支撑；反水板1安置在上拴板9中部位置，反水板1与上拴板9之间有一定空间；导流槽8固定在上拴板9中部，位于反水板1下方；在导流槽8内侧固定有多个小滑轮7，小滑轮7与调水板3连接、并为调水板3提供支撑；喷水管4放置在调水板3下部、导流槽8内部，其下部由管托6固定和支撑；喷水管4上分布有多个喷水孔26，调水板3上设有多个漏水孔27，所述漏水孔27适于阻挡至少一部分喷水孔26。

所述喷水管4上，等距离分布有直径3mm的喷水孔26。

所述多个漏水孔27宽度相同，但是长度不同，漏水孔27的长度值按照4：3：2：1的比例和规律进行重复分布。

在调水板3的一侧安装有光电传感器支架31，用于安装光电传感器16。

调水板3外侧固定有多个调水板拴卡17，调水板3和调水板拴卡17之间非紧密接触。

所述步进电机位置控制系统包括步进电机直线滑台15、紧线器18和牵引绳索24；其中，步进电机直线滑台15包括步进电机23、联轴器22、丝杆21、直线滑块20和步进电机滑台底座19；步进电机23通过联轴器22与丝杆21连接，直线滑块20套在丝杆21上，牵引绳索24两端连接直线滑块20和调水板3。

一种湿帘降温分级调控方法，本方法包括以下步骤:

当舍内温度升高时，传感器将采集到的温度值传至控制单元，控制单元通过与用户设定值进行比较，当温度值满足条件时发出指令，使步进电机直线滑台15，通过牵引绳索24对调水板3的位置进行控制，使得淋水系统处于不同的淋水状态，对应地，湿帘降温系统处于不同的降温状态；

在自动控制系统中设定上限温度T和下限温度t，并满足：t<T；

自动控制系统整体的控制流程如下：

自动控制系统首先进行初始化，根据光电传感器16输入的信号对调水板3的位置进行校准，舍内外的温度传感器开始采集温度信息并传送，舍内外温度值被显示在液晶显示屏34上，湿帘降温系统处于第一级降温状态；

当舍内温度上升到设定温度T时，单片机46根据运算结果，发出 一定数量的脉冲信号，脉冲信号经步进电机驱动器41放大、处理后传送至步进电机23，湿帘降温系统进入第二级降温状态；

如果舍内温度不再升高，或者变化幅度很小，则湿帘降温系统维持在第二级降温状态；但是外界温度仍在继续升高，舍内温度也会随之升高，当舍内温度再次上升到设定的上限温度T时，单片机46根据运算结果，发出命令，重复以上动作，湿帘降温系统可进入第三级降温状态；

以此类推，直到湿帘降温系统达到最大降温幅度；

同样，当舍内温度下降到控制系统设定的下限温度值t时，控制系统也会做出相同动作，降低湿帘降温系统的降温等级，以使舍内维持在一个适宜的温度范围。

一种湿帘降温系统分级调控设备的调试方法，本方法包括以下步骤:

1)加工和安装如前述所述湿帘降温分级调控设备；

2)对湿帘降温系统的分级淋水系统进行调试和检验，将调水板3控制在不同的位置，查看和测量不同淋水状态下湿帘14表面的淋湿面积和分布，检验分级淋水系统对湿帘淋湿面积和分布规律控制的精确性；

3)对湿帘降温系统的自动控制系统进行调试，自动控制系统开启后，首先利用光电传感器16对调水板3的初始位置进行校准，然后给温度传感器不同的模拟温度值，观测控制系统自动调控的运行状况；

4)使用实验型风洞为湿帘降温系统提供一模拟风速，将模拟风速设定在1.5m/s左右；在湿帘14前布置一干湿球温度计，用于测量湿帘降温前的空气干球温度和湿球温度，同时在湿帘14后距湿帘不同距离处布置热电偶，用于测量湿帘降温后的温度分布规律；

5)根据整个系统实际运行的测试和效果，对自动控制系统内的一些参数值进行调整，修订单片机46单次命令所发出的脉冲数值，以便更精确地控制调水板3的位置；修订控制系统中调控上限温度值T和下限温度值t；

6)对湿帘降温系统淋水系统进行拆装和清洗。

所述的智能型湿帘分级调控系统的分级淋水系统有喷水管、调水板、导流槽和反水板。喷水管为PVC材质，其上均匀地分布着直径为3mm的喷水孔，喷水孔的间距为100mm，目的是为了保证湿帘淋水均匀且充分，同时在分级调控过程中，保证湿帘表面有明显且严格的干－湿区域划分，喷水管通过管卡固定在湿帘系统上部。喷水管上部安装有调水板，铝合金材质的调水板与喷水管等长，其横截面为弧形，调水板中部按一定规律分布着等宽不等长的漏水孔，其目的是保证在分级调控过程中，能够按照预期效果实现一部分喷出的水能够透过漏水孔淋湿湿帘，同时其余部分喷出的水则被调水板拦截，不能淋湿湿帘，以此实现湿帘干－湿区域的控制。在喷水管下部安装有导流槽，铝合金材质的导流槽长度与喷水管相同，横截面为U形，导流槽底部均匀地分布着直径为30mm的引水孔，目的是使导流槽内承接的调水板拦截的水能够被引流到指定的区域，保证分级调控过程中湿帘表面干－湿区域可控；同时在导流槽侧壁内侧均匀地安装有小滑轮，其目的是给上部的调水板提供支撑的位置同时可以减小调水板移动过程中的阻力，保证系统的正常运作。

所述的智能型湿帘分级调控系统的步进电机位置控制系统包括步进电机直线滑台、紧线器、转向滑轮及牵引线。步进电机直线滑台包括步进电机、底座、丝杆和滑台，由于步进电机可以精确地实现角度的控制，通过丝杆和滑台，可以实现位移的精确控制，其目的是保证 分级调控过程中调水板位置的精确定位。由于湿帘降温系统工作过程中淋水系统部分的环境不利于电机工作，因此将步进电机直线滑台部分置于湿帘上框架后侧，在湿帘两端各布置一步进电机直线滑台，同时使用牵引线和转向滑轮实现电机对调水板位置的控制。紧线器是为了保证牵引线能够始终处于绷紧的状态，保证位移传动的精确。

所述的智能型湿帘分级调控系统的自动控制系统包括单片机，步进电机驱动器，光电传感器，5V低电平继电器模块等部分。单片机是整个控制系统的信息处理中心，根据输入或反馈的时间，温度等信息经过分析和运算，输出相应的执行命令，实现湿帘分级调控系统基于舍内温度的智能化控制。步进电机驱动器是一种将电脉冲信号转化为角位移的执行机构，可控制步进电机转动的速度和加速度，其与步进电机构成步进电机驱动系统。光电传感器安装在调水板一侧，其使用目的是为了实现调水板位置的校准，保证每次系统启动时，调水板都能回归到初始位置。5V低电平继电器模块的使用是为了实现控制系统状态指示灯，通过控制柜的前面板即可知道步进电机的实际运行状态。

所述的智能型湿帘分级调控系统的舍内温度传感器系统包括DS18B20数字温度传感器和温度传感器模块。DS18B20数字温度传感器供电电压为3.0V～5.5V，感知温度范围为－55℃～＋125℃，无需外部元件，与单片机配合性好。温度传感器采用不锈钢封闭，目的是为了保护传感器不受舍内有害气体、水气和粉尘的影响，保证数据测量的准确性。在舍内前、中、后位置和舍外共布置4个温度传感器，取舍内3个传感器测量温度的平均值作为舍内温度值，以此作为湿帘调控状态的差别依据。温度传感器模块对温度传感器起到保护作用，保证其安全运行，同时也有利于数据传送。

本发明采用以上技术方案，其具有以下优点：

1、所述的湿帘降温分级调控方法及设备，能够实现湿帘降温系统降温幅度的可控性，解决了传统湿帘降温系统启动或关闭时舍内温度变化过快，对舍内鸡群造成应激等不良影响的问题。

2、所述的湿帘降温分级调控方法及设备配备有多个温度传感器、光电传感器及单片机控制系统。其温度传感器可以实现对舍内不同位置及舍外温度的实时在线监测，可通过控制柜前面板的液晶显示屏直接读取温度值。通过单片机控制系统，还可以将监测到的数据进行分析、判断，自动控制湿帘降温系统相关执行单元的工作状态，从而为舍内鸡群生产提供一个良好的生长环境。

3、所述的湿帘降温分级调控方法及设备开发的新型淋水系统简单有效，通过调水板与喷水管的位置移动可以控制湿帘淋湿区域和面积，湿帘淋湿面积与湿帘的降温幅度有直接的关系，因此可以达到控制湿帘降温幅度的目的。同时，该淋水系统可以实现湿帘表面干－湿区域的精细化划分，使通过湿帘后的冷－热空气在很短的距离内混合均匀，避免造成舍内横向温度分布不均匀。

4、所述的湿帘降温分级调控方法及设备可实现对舍内温度的精细化调控，解决传统湿帘降温系统调控方式粗放的问题，根据舍内温度的实时状况实时对舍内温度进行调控，可使舍内温度更接近鸡群生产的适宜温度，有利于鸡群健康和生产。

5、所述的湿帘降温分级调控方法及设备所用控制系统和设备成本低廉，淋水系统拆装方便，便于使用过程中的检修和设备更换，利于在实际应用中进行推广。

附图说明

图1是本发明湿帘降温分级调控设备的湿帘分级淋水系统的俯视示意图；

图2是本发明湿帘降温分级调控设备的湿帘分级淋水系统的侧视示意图；

图3是本发明湿帘降温分级调控设备的步进电机驱动系统的结构示意图；

图4是本发明湿帘降温分级调控设备的步进电机驱动系统的局部示意图；

图5-1是本发明湿帘降温分级调控设备的调水板3的俯视图；

图5-2是本发明湿帘降温分级调控设备的调水板3的正视图；

图5-3是本发明湿帘降温分级调控设备的调水板3的侧视图；

图6-1是本发明湿帘降温分级调控设备的导流槽8的俯视图；

图6-2是本发明湿帘降温分级调控设备的导流槽8的正视图；

图6-3是本发明湿帘降温分级调控设备的导流槽8的侧视图；

图7是本发明湿帘降温分级调控设备的调水板拴卡17的设计图；

图8是本发明湿帘降温分级调控设备的转向滑轮支架25的设计图；

图9是本发明湿帘降温分级调控设备的光电传感器支架31的设计图；

图10是本发明湿帘降温分级调控设备的湿帘分级淋水系统的分级布水设计思路图；

图11-1是本发明湿帘降温分级调控设备的控制柜前面板设计图；

图11-2是本发明湿帘降温分级调控设备的控制柜箱体设计图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步说明。以下实施案例仅用于说明本发明，而不能限制本发明的范围。在不违背本发明精神和实质的情况下，本领域技术人员仍可对具体的结构、装置、程序或材料 作各种各样的替换或者修改，然而，这些仍属于本发明的范围。

本发明湿帘降温分级调控设备包括湿帘分级淋水系统、步进电机位置控制系统、基于单片机的自动控制系统、温度传感器系统。

所述的湿帘分级淋水系统包括喷水管4、调水板3、反水板1、导流槽8和管托6。湿帘上框架2、前挡板10、侧板13和端盖12组成一个支撑框架。上框架2和前挡板10之间设置有上拴板9，其为湿帘分级淋水系统提供支撑平台。湿帘14安置于上拴板9下方，由上框架2、前挡板10和侧板13固定支撑。反水板1安置在上拴板9中部位置，反水板1与上拴板9之间有一定空间。导流槽8固定在上拴板9中部，位于反水板1下方，在导流槽8内侧有多个小滑轮固定孔30，用于固定多个小滑轮7，小滑轮7与调水板3连接、并为调水板3提供支撑，同时可以保证调水板3在系统运行过程的自由移动。在调水板3的一侧安装有光电传感器支架31，用于安装光电传感器16，光电传感器16对调水板3的初始位置进行校准，调水板3外侧固定有多个调水板拴卡17，调水板3和调水板拴卡17之间非紧密接触，这样既可保证调水板3工作过程中正常移动，又能防止调水板3被下部水柱冲起。喷水管4放置在调水板3下部、导流槽8内部，其下部由管托6固定和支撑。喷水管4两端则由管堵5进行密闭。三通接头连接处28可以安装三通接头，实现喷水管4中部供水。在系统运行过程中，则由水泵和供水管为喷水管4提供水源。

所述的湿帘分级淋水系统，其分级调控过程和原理如图10所示。其中，喷水管4上，等距离分布有直径3mm的喷水孔26，喷水孔26朝向上方，喷水管4中的水可以通过喷水孔26喷出，水喷到反水板1上之后，沿反水板1内壁向两侧流下，淋湿湿帘14。在喷水管4上方安装调水板3，调水板3上按一定规律开凿不同尺寸的漏水孔27，漏 水孔27宽度相同，但是长度不同，漏水孔27的长度值按照4：3：2：1的比例和规律进行重复分布。湿帘分级调控系统设定四个降温等级，即四个不同的淋水状态。不同调控等级的淋水状态如图10所示。第一级淋水状态时，喷水管4上只有1/4的喷水孔26可以透过漏水孔27将水喷射到反水板1上，进而淋湿其下方的湿帘14；将调水板3向一侧移动一定距离后，分级淋水系统进入第二级淋水状态，喷水管4上只有1/2的喷水孔26可以透过漏水孔27将水喷射到反水板1上，进而淋湿其下方的湿帘14；将调水板3再次向右方移动一定距离后，分级淋水系统进入第三级淋水状态，喷水管4上只有3/4的喷水孔26可以透过漏水孔27将水喷射到反水板1上，进而淋湿其下方的湿帘14；将调水板3再次向右方移动一定距离后，分级淋水系统进入第四级淋水状态，喷水管4上全部的喷水孔26都可以透过漏水孔27将水喷射到反水板1上，进而淋湿其下方的湿帘14。在不同等级淋水状态下，被调水板3拦截的水则随着调水板3内壁流入下方的导流槽8内，导流槽8内的水通过导水孔29被分流，经由湿帘14流到下方的集水槽内，最后回流到蓄水池。正是基于以上设计和调控思路，可以实现湿帘14淋湿面积和区域的分级调控，从而实现湿帘降温系统温降幅度的分级控制。

所述的湿帘分级淋水系统，其中的反水板1、调水板3和导流槽8均为铝合金材质，可以做到很好的防水、防锈保护。喷水管4、管堵5和管托6均为PVC塑料材质，同样也能防水。

所述的步进电机位置控制系统包括步进电机直线滑台15、转向滑轮11、转向滑轮支架25、紧线器18和牵引绳索24。步进电机直线滑台15包括步进电机23、联轴器22、丝杆21、直线滑块20和步进电机滑台底座19。步进电机23可以实现角度的精确控制，通过联轴器22 把步进电机23和丝杆21连接起来，步进电机23输出的旋转角位移传递给丝杆21，直线滑块20套在丝杆21上，丝杆21把自身的旋转角位移转变为直线滑块20的线位移，牵引绳索24两端连接着直线滑块20和调水板3，通过转向滑轮11可以使步进电机直线滑台15安装在上框架2的后部，转向滑轮支架25起固定转向滑轮11的作用，直线滑块20的移动可以带动调水板3的移动，从而实现调水板3位置的精确控制。紧线器18可以方便设备的安装和拆卸，同时也能保证牵引绳索24始终处于紧绷状态，减小传动过程中的误差。

如图11-1以及图11-2所示，所述的基于单片机的自动控制系统包括开关电源39和40、80C51单片机46、5V低电平电磁继电器模块45、电磁继电器43、步进电机驱动器41、液晶显示屏34、手动控制按键33、指示灯35、接线端子42和走线槽38。空气开关37为整个控制系统提供电路保护。24V开关电源39为步进电机驱动器41、电磁继电器43和指示灯35提供工作电压。5V开关电源40为单片机46和温度传感器模块44提供工作电压。5V低电平电磁继电器模块45可实现单片机46输出信号对指示灯35的控制。液晶显示屏34直接与单片机46相连，可直接显示检测到的舍内外温度值。接线端子42可方便控制系统与外围设备的连接，走线槽38可方便控制柜内连接导线的布置。液晶显示屏34、指示灯35和手动控制按键33固定在控制柜前面板32上，其余部件固定于控制柜箱体36内。在必要条件下，手动控制按键33可执行对整个控制系统的调制调控。

所述的基于单片机的自动控制系统采取全闭环控制的策略，即当舍内温度升高时，传感器将采集到的温度值传至控制单元，控制单元通过与用户设定值进行比较，当温度值满足条件时发出指令，使步进电机直线滑台15通过牵引绳索24对调水板3的位置进行控制，使得 淋水系统处于不同的淋水状态，对应地，湿帘降温系统处于不同的降温状态。在自动控制系统中设定上限温度T和下限温度t，并满足：t<T。控制系统整体的控制流程如下：自动控制系统首先进行初始化，根据光电传感器16输入的信号对调水板3的位置进行校准，舍内外的温度传感器开始采集温度信息并传送，舍内外温度值被显示在液晶显示屏34上，湿帘降温系统处于第一级降温状态。当舍内温度上升到设定温度T时，单片机46根据运算结果，发出一定数量的脉冲信号，脉冲信号经步进电机驱动器41放大、处理后传送至步进电机23，湿帘降温系统进入第二级降温状态，如果舍内温度不再升高，或者变化幅度很小，则湿帘降温系统维持在第二级降温状态。但是外界温度仍在继续升高，舍内温度也会随之升高，当舍内温度再次上升到设定温度T时，单片机46根据运算结果，发出命令，重复以上动作，湿帘降温系统可进入第三级降温状态。以此类推，直到湿帘降温系统达到最大降温幅度。同样，当舍内温度下降到控制系统设定的下限温度值t时，控制系统也会做出相同动作，降低湿帘降温系统的降温等级，以使舍内维持在一个适宜的温度范围。

所述的温度传感器系统包括DS18B20数字温度传感器和温度传感器模块44。共有四支DS18B20数字温度传感器，分别布置在鸡舍前、中、后位置和舍外。DS18B20数字温度传感器由5V开关电源40提供工作电压，将所探测到的温度值转化为数字信号，经由温度传感器模块44传递到单片机46，单片机46将输入的温度信号进行转化并计算出舍内平均温度值，将舍内外各测点温度和舍内平均温度显示在液晶显示屏34上。温度传感器模块44对温度传感器起到保护作用，保证其安全运行，同时也有利于数据传送。

下面结合本发明方法，对本发明装置的工作原理进行描述：

本发明进行湿帘降温系统分级调控模拟时，包括以下步骤:

1)根据设计尺寸加工和安装调水板3、导流槽8等相关设备，布置光电传感器16、温度传感器等相关仪器，对整个系统的施工工艺和流程进行检测，以保证系统设备零部件维护和更新的方便性和安全性。

2)对湿帘降温系统的分级淋水系统进行调试和检验，将调水板3控制在不同的位置，查看和测量不同淋水状态下湿帘14表面的淋湿面积和分布，检验分级淋水系统对湿帘淋湿面积和分布规律控制的精确性。

3)对湿帘降温系统的自动控制系统进行调试，自动控制系统开启后首先利用光电传感器16对调水板3的初始位置进行校准，然后给温度传感器不同的模拟温度值，观测控制系统自动调控的运行状况。按动手动控制按键32，同样也可以实现对湿帘降温系统的调控。

4)使用实验型风洞为湿帘降温系统提供一模拟风速，将模拟风速设定在1.5m/s左右，以保证接近实际生产的工作状况。在湿帘14前布置一干湿球温度计，用于测量湿帘降温前的空气干球温度和湿球温度，同时在湿帘14后距湿帘不同距离处布置热电偶，用于测量湿帘降温后的温度分布规律。运行湿帘降温系统，测试不同降温等级时湿帘的降温效率，同时测量出湿帘后冷热空气混合均匀需要的距离。测试结果表明，分级调控的实际降温效果比较理想，湿帘一级降温状态下湿帘降温效率非常小，只有15.84%，二级降温的降温效率虽然比一级降温时增加了约一倍，但也只有30.53%，三级降温的湿帘降温效率增加幅度最大，达到56.67%，四级降温时湿帘降温效率为83.70%，相比三级降温增加比较明显。由此可以说明，随着降温等级的提高，分级调控湿帘降温效率随湿帘淋湿面积的增加而增大，分级效果非常明显。同时，湿帘14后的冷热空气在距离湿帘1m处就已经混合均匀，这表明 湿帘后冷热气流很容易混合均匀，不会出现舍内横向温度分布不均匀的问题。对自动控制系统进行意外断电测试，以保证在实际运行中遇到意外情况时，不至于对整个系统造成太大影响。

5)根据整个系统实际运行的测试和效果，对自动控制系统内的一些参数值进行调整，修订单片机46单次命令所发出的脉冲数值，以便更精确地控制调水板的位置。修订控制系统中调控上限温度值T和下限温度值t，以使整个系统的温度调控更精细。

6)对湿帘降温系统淋水系统进行拆装和清洗，模拟在实际生产中由于工作时间长久，工作环境较差，设备零部件沉积有灰尘或者水垢，需要对设备进行清洗，也检测设备拆装的便捷性。

该湿帘降温分级调控方法及设备可以根据采集的温度数据进行舍内环境温度的自动化和精细化控制，也可以人为根据温度数据采取手动的控制方式，可有效解决一般湿帘降温系统调控模式单一，粗放且造成舍内温度骤降等问题。

符号列表

1  反水板            2  上框架

3  调水板            4  喷水管

5  管堵              6  管托

7  小滑轮            8  导流槽

9  上拴板            10 前挡板

11 转向滑轮          12 端盖

13 侧板              14 湿帘

15 步进电机直线滑台  16 光电传感器

17 调水板拴卡        18 紧线器

19 步进电机滑台底座    20 直线滑块

21 丝杆                22 联轴器

23 步进电机            24 牵引绳索

25 转向滑轮支架        26 喷水孔

27 漏水孔              28 三通接头连接处

29 导水孔              30 小滑轮固定孔

31 光电传感器支架      32 控制柜前面板

33 手动控制按键        34 液晶显示屏

35 湿帘运行状态指示灯  36 控制柜箱体

37 空气开关            38 走线槽

39 24V开关电源         40 5V开关电源

41 步进电机驱动器      42 接线端子

43 电磁继电器          44 温度传感器模块

45 5V低电平继电器模块  46 80C51单片机。

Claims (7)

1.一种湿帘降温分级调控设备，包括基于单片机的自动控制系统以及温度传感器系统，其特征在于：

所述设备还包括湿帘分级淋水系统和步进电机位置控制系统，其中：

所述湿帘分级淋水系统包括喷水管(4)、调水板(3)、反水板(1)、导流槽(8)和管托(6)，其中；湿帘上框架(2)、前挡板(10)、侧板(13)和端盖(12)组成一个支撑框架；上框架(2)和前挡板(10)之间设置有上拴板(9)，其为分级淋水系统提供支撑平台；湿帘(14)安置于上拴板(9)下方，由上框架(2)、前挡板(10)和侧板(13)固定支撑；反水板(1)安置在上拴板(9)中部位置，反水板(1)与上拴板(9)之间有一定空间；导流槽(8)固定在上拴板(9)中部，位于反水板(1)下方；在导流槽(8)内侧固定有多个小滑轮(7)，小滑轮(7)与调水板(3)连接、并为调水板(3)提供支撑；喷水管(4)放置在调水板(3)下部、导流槽(8)内部，其下部由管托(6)固定和支撑；喷水管(4)上分布有多个喷水孔(26)，调水板(3)上设有多个漏水孔(27)，所述漏水孔(27)适于阻挡至少一部分喷水孔(26)；

所述步进电机位置控制系统包括步进电机直线滑台(15)、紧线器(18)和牵引绳索(24)；其中，步进电机直线滑台(15)包括步进电机(23)、联轴器(22)、丝杆(21)、直线滑块(20)和步进电机滑台底座(19)；步进电机(23)通过联轴器(22)与丝杆(21)连接，直线滑块(20)套在丝杆(21)上，牵引绳索(24)两端连接直线滑块(20)和调水板(3)。

2.如权利要求1所述的湿帘降温分级调控设备，其特征在于：所述喷水管(4)上，等距离分布有直径3mm的喷水孔(26)。

3.如权利要求1或2所述的湿帘降温分级调控设备，其特征在于：所述多个漏水孔(27)宽度相同，但是长度不同，漏水孔(27)的长度值按照4：3：2：1的比例和规律进行重复分布。

4.如权利要求1或2所述的湿帘降温分级调控设备，其特征在于：在调水板(3)的一侧安装有光电传感器支架(31)，用于安装光电传感器(16)。

5.如权利要求1或2所述的湿帘降温分级调控设备，其特征在于：调水板(3)外侧固定有多个调水板拴卡(17)，调水板(3)和调水板拴卡(17)之间非紧密接触。

6.一种使用根据权利要求1-5之一的湿帘降温分级调控设备的湿帘降温分级调控方法，其特征在于：

本方法包括以下步骤:

当舍内温度升高时，传感器将采集到的温度值传至控制单元，控制单元通过与用户设定值进行比较，当温度值满足条件时发出指令，使步进电机直线滑台(15)通过牵引绳索(24)对调水板(3)的位置进行控制，使得分级淋水系统处于不同的淋水状态，对应地，湿帘降温系统处于不同的降温状态；

在自动控制系统中设定上限温度T和下限温度t，并满足：t<T；

自动控制系统整体的控制流程如下：

自动控制系统首先进行初始化，根据光电传感器(16)输入的信号对调水板(3)的位置进行校准，舍内外的温度传感器开始采集温度信息并传送，舍内外温度值被显示在液晶显示屏(34)上，湿帘降温系统处于第一级降温状态；

当舍内温度上升到设定温度T时，单片机(46)根据运算结果，发出一定数量的脉冲信号，脉冲信号经步进电机驱动器(41)放大、处理后传送至步进电机(23)，湿帘降温系统进入第二级降温状态；

如果舍内温度不再升高，或者变化幅度很小，则湿帘降温系统维持在第二级降温状态；但是外界温度仍在继续升高，舍内温度也会随之升高，当舍内温度再次上升到设定的上限温度T时，单片机(46)根据运算结果，发出命令，重复以上动作，湿帘降温系统可进入第三级降温状态；

以此类推，直到湿帘降温系统达到最大降温幅度；

同样，当舍内温度下降到控制系统设定的下限温度值t时，控制系统也会做出相同动作，降低湿帘降温系统的降温等级，以使舍内维持在一个适宜的温度范围。

7.一种湿帘降温系统分级调控设备的调试方法，其特征在于：

本方法包括以下步骤:

1)加工和安装如权利要求1-5之一所述湿帘降温分级调控设备；

2)对湿帘降温系统的分级淋水系统进行调试和检验，将调水板(3)控制在不同的位置，查看和测量不同淋水状态下湿帘(14)表面的淋湿面积和分布，检验分级淋水系统对湿帘淋湿面积和分布规律控制的精确性；

3)对湿帘降温系统的自动控制系统进行调试，自动控制系统开启后，首先利用光电传感器(16)对调水板(3)的初始位置进行校准，然后给温度传感器不同的模拟温度值，观测控制系统自动调控的运行状况；

4)使用实验型风洞为湿帘降温系统提供一模拟风速，将模拟风速设定在1.5m/s左右；在湿帘(14)前布置一干湿球温度计，用于测量湿帘降温前的空气干球温度和湿球温度，同时在湿帘(14)后距湿帘不同距离处布置热电偶，用于测量湿帘降温后的温度分布规律；

5)根据整个系统实际运行的测试和效果，对自动控制系统内的一些参数值进行调整，修订单片机(46)单次命令所发出的脉冲数值，以便更精确地控制调水板(3)的位置；修订控制系统中调控上限温度值T和下限温度值t；

6)对湿帘降温系统的分级淋水系统进行拆装和清洗。