CN104386362B - 一种气调文物保护装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种气调文物保护装置及其工艺，其装置包括：串联的空压机、储气罐、制氮机和加湿装置；加湿装置连接文物柜；文物柜连接排气电磁阀；文物柜内有LED灯和温湿度传感器；文物柜气体采样口与气体检测装置连接；气体检测装置与制氮机连接；带触摸屏的电路控制装置输入端和输出端分别连接温湿度传感器、压力变送器、气体检测装置和装置中的电信号输入端；其工艺是：输入参数；电路控制装置动作；控制储气罐压力；控制氧含量。本发明有益效果是：通过控制空压机、制氮机、加湿装置的启停，使文物柜内的氧含量和湿度始终维持在设定范围内，还有效降低文物柜内空气污染物含量，达到延长文物储藏寿命的目的。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种文物保护装置及其工艺，特别涉及的是一种气调文物保护装置及其工艺。
背景技术
文物作为一种特殊的物质资料，其保存寿命很大程度上取决于文物保存环境。文物老化的速度和受损程度与温度、湿度、光照、空气污染物、有害微生物和昆虫等环境有直接关系。
氮气保护技术是目前国际上公认的一种最为理想的文物保存技术，该技术是利用氮气置换出文物、档案储藏空间内的氧气，以杜绝文物、档案与氧气之间发生化学氧化反应，延长文物、档案保存寿命。
现有技术中，氮气保护技术是通过智能化文物保护设备再配套温湿度控制设备对文物进行保存。目前智能化文物保护设备多为国外生产，存在价格昂贵，后期维护费用高，文物存放空间的气密性差，设备开机频繁，耗电的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过调节氧含量和控制湿度实现保护文物，设备简单，使用方便的一种气调文物保护装置及其工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种气调文物保护装置，所述气调文物保护装置包括：依次串联连接的空压机、储气罐、制氮机和加湿装置；加湿装置的输出端连接文物柜的进气口；文物柜的出气口连接排气电磁阀与大气相通；文物柜内设置有LED灯和温湿度传感器；文物柜的气体采样口与气体检测装置的气体检测口之间连接采样电磁阀；气体检测装置的气体检测口与制氮机之间连接纯度检测电磁阀；带触摸屏的电路控制装置的电路控制输入端分别连接如下接口：文物柜中温湿度传感器的温湿度传感器输出端、压力变送器的电信号输出端、气体检测装置的气体检测电信号输出端；带触摸屏的电路控制装置的电路控制输出端连接LED灯输出端和如下装置的电信号输入端：空压机、制氮机、加湿装置、气体检测装置的气体检测电信号输入端、采样电磁阀、纯度检测电磁阀、超压排放电磁阀、排气电磁阀；带触摸屏的电路控制装置连接220V交流电源。
优选方案是：所述文物柜的正面是具有密封装置能开关的柜门，柜门上有便于观察内部的观察窗；文物柜的侧壁开有连接如下端口的接口：进气口、出气口、采样口、LED灯输出端和温湿度传感器输出端。
优选方案是：在所述储气罐和制氮机之间的输气管路上安装有压力变送器和超压排放电磁阀。
一种气调文物保护装置的工艺，所述工艺步骤如下：(1).输入参数：在带触摸屏的电路控制装置上输入文物柜内文物保存要求的湿度及氧含量的参数；(2).带触摸屏的电路控制装置自动控制如下装置动作：带触摸屏的电路控制装置控制空压机、制氮机、加湿装置和气体检测装置启动；对文物柜进行氮气置换和湿度控制，同时检测文物柜内的氧气含量和湿度；(3).控制储气罐内压力：装置运行中，带触摸屏的电路控制装置根据储气罐内压力大小控制超压排放电磁阀的开关，保持储气罐内压力在恒定范围；(4).当氧含量小于或等于设定值，且湿度达到设定值时停机：当文物柜内的氧含量小于或等于设定值，湿度达到设定值时，带触摸屏的电路控制装置控制空压机、制氮机、加湿装置、气体检测装置以及电磁阀停止工作；(5).气体检测装置定期对文物柜进行氧含量和湿度检测；(6).当氧含量大于设定值或湿度不在设定范围时开机：当文物柜内的氧含量或湿度不在设定范围时，装置按照(2)～(4)步骤继续工作，对文物柜内的氧含量和湿度进行调节控制，使文物柜内的氧含量始终小于或等于设定值，湿度始终在设定范围内。
本发明有益效果是：本发明克服现有技术的缺陷，通过控制空压机、制氮机、加湿装置等使文物柜内的氧含量降至1％左右，湿度控制在40％～60％范围内，以减缓文物的老化、劣化速度，达到延长文物储藏寿命的目的。本发明采用一键式控制模式，具有自动化程度高、操作简便、控制精度高、安全可靠等特点，用户在带触摸屏的电路控制装置上设定好氧含量和湿度参数后，自动控制空压机、制氮机、加湿装置的启停状态及相关管路阀门的开启和关闭状态，使文物柜内的氧含量和湿度始终维持在设定范围内，并有效降低文物柜内空气污染物含量，达到延长文物储藏寿命的目的。
附图说明
图1是本发明连接结构示意图；
图2是图1中文物柜的立体图；
图3是图2中文物柜的后视图。
《附图中序号说明》
1：空压机；2：储气罐；3：制氮机；4：加湿装置；5：带触摸屏的电路控制装置；5a：电路控制输出端；5b：电路控制输入端；6：气体检测装置；6a：气体检测口；6b：气体检测电信号输出端；6c：气体检测电信号输入端；7：LED灯；8：温湿度传感器；9：文物柜；10：排气电磁阀；11:采样电磁阀；12：纯度检测电磁阀；13：超压排放电磁阀；14：压力变送器；15：220V交流电源；16：柜门；17：观察窗；K1：采样口；K2：LED灯输出端；K3：温湿度传感器输出端；K4：进气口；K5：出气口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进一步详述。
本发明提供一种气调文物保护装置，所述气调文物保护装置包括：依次串联连接的空压机1、储气罐2、制氮机3和加湿装置4；加湿装置4的输出端连接文物柜9的进气口K4。
文物柜9的出气口K5通过排气电磁阀10与大气相通；文物柜9内设置有LED灯7和温湿度传感器8。
文物柜9的气体采样口K1与气体检测装置6的气体检测口6a之间连接采样电磁阀11。更具体说：文物柜9的气体采样口K1连接采样电磁阀11的进气端，采样电磁阀11的出气端连接气体检测装置6的气体检测口6a；
气体检测装置6的气体检测口6a与制氮机3之间连接纯度检测电磁阀12。更具体说：制氮机3内部的氧气纯度检测口连接纯度检测电磁阀12的进气端,纯度检测电磁阀12的出气端连接气体检测装置6的气体检测口6a。
带触摸屏的电路控制装置5的电路控制输入端5b分别连接如下接口：文物柜9中温湿度传感器8的温湿度传感器输出端K3、位于储气罐2和制氮机3之间的压力变送器14的电信号输出端、气体检测装置6的气体检测电信号输出端6b。
带触摸屏的电路控制装置5的电路控制输出端5a连接如下接口：LED灯输出端K2、空压机1的电信号输入端、制氮机3的电信号输入端、加湿装置4的电信号输入端、气体检测装置6的气体检测电信号输入端6c、采样电磁阀11开关信号输入端、纯度检测电磁阀12的开关信号输入端、超压排放电磁阀13开关信号输入端、排气电磁阀10的开关信号输入端。
带触摸屏的电路控制装置5连接220V交流电源15。
更具体的说，气体检测装置6是实用新型专利，其专利号为：ZL201120471457.2、名称为：一种气调库用多气体检测仪。ZL201120471457.2专利忽略二氧化碳浓度的检测，仅对氧气含量检测；ZL201120471457.2号专利的氧浓度显示器由带触摸屏的电路控制装置9的触摸显示屏显示；ZL201120471457.2号专利的启停由带触摸屏的电路控制装置5控制。
所述气体检测装置6的气体检测口6a是专利号ZL201120471457.2中的采样管；气体检测口6a分别通过采样电磁阀11和纯度检测电磁阀12连接文物柜9和制氮机3；气体检测装置6将采集文物柜9内的气体进行氧气含量检测并将检测信号传递到带触摸屏的电路控制装置5显示和比对，进而控制空压机1和制氮机3的启停状态，控制文物柜内的氧气含量。
所述制氮机3采用中空纤维膜组技术对空气进行氮氧分离，而空气中氧含量21％，氮气含量78％，其他气体含量约1％，因此制氮机3分离出的气体除氧气和氮气外，其他气体可忽略。
所述文物柜9的正面是具有密封装置能开关的柜门16，柜门16上有便于观察内部的观察窗17；文物柜9侧壁开有连接如下端口的接口：进气口K4、出气口K5、采样口K1、LED灯输出端K2和温湿度传感器输出端K3。
在所述储气罐2和制氮机3之间的输气管路上安装有压力变送器14和超压排放电磁阀13。
更具体的说：压力变送器14将储气罐2内压力的检测信号传给带触摸屏的电路控制装置5，当储气罐2内压力高于带触摸屏的电路控制装置5本身具有的设定值上限时，带触摸屏的电路控制装置5控制超压排放电磁阀13打开，释放储气罐2内的压力；当储气罐2内压力低于带触摸屏的电路控制装置5本身具有的设定值下限时，带触摸屏的电路控制装置5控制超压排放电磁阀13关闭，储气罐2内的压力持续上升，以保持储气罐2内压力在恒定范围。
本发明提供一种气调文物保护装置的工艺，所述工艺步骤如下：
(1).输入参数：在带触摸屏的电路控制装置5上输入文物柜9内文物保存要求的湿度及氧含量的参数；更具体地说，如保存纸质文物，在带触摸屏的电路控制装置5上输入适合纸质保存的最佳湿度及氧含量，在带触摸屏的电路控制装置5上输入氧含量1％,上下回差1％；湿度55％，上下回差5％；
(2).带触摸屏的电路控制装置自动控制如下装置动作：带触摸屏的电路控制装置5控制空压机1、制氮机3、加湿装置4和气体检测装置6启动；对文物柜9进行氮气置换和湿度控制，同时检测文物柜9内的氧气含量和湿度；
更具体地说，带触摸屏的电路控制装置5向空压机1、制氮机3、加湿装置4和气体检测装置6发出启动信号，并控制纯度检测电磁法12打开，采样电磁阀11关闭，制氮机3分离出的氮气一部分通过制氮机内部的放空电磁阀排放至室外，一部分进入气体检测装置6，气体检测装置6将检测结果转换、放大后上传给带触摸屏的电路控制装置5进行比对分析，当制氮机3分离出的氮气纯度达到制氮机本身具有的氮气纯度浓度范围时，纯度检测电磁阀12关闭，排气电磁阀10打开，制氮机3内部的放空电磁阀关闭，文物柜9内的空气逐渐被氮气置换，文物柜9内的氧气含量逐渐降低；氮气置换过程中，带触摸屏的电路控制装置5控制加湿装置4的加湿量，使文物柜9内的湿度始终维持在设定范围(50％～60％)内；与此同时带触摸屏的电路控制装置5控制气体检测装置6启动，采样电磁阀11打开，文物柜9内的气体进入气体检测装置6内，气体检测装置6将检测结果转换、放大后上传给带触摸屏的电路控制装置5；
(3).控制储气罐内压力：装置运行中，带触摸屏的电路控制装置5根据储气罐2内压力大小控制超压排放电磁阀13的开关，以保持储气罐2内压力在恒定范围；
更具体地说，压力变送器14将储气罐内压力的检测信号传给带触摸屏的电路控制装置5，当带触摸屏的电路控制装置5判断储气罐2内的压力高于带触摸屏的电路控制装置5本身具有的设定值上限时，带触摸屏的电路控制装置5控制超压排放电磁阀13打开，释放储气罐2内的压力；当判断储气罐2内压力低于带触摸屏的电路控制装置5本身具有的设定值下限时，带触摸屏的电路控制装置发出信号控制超压排放电磁阀13关闭，储气罐2内的压力持续上升，以保持储气罐2内压力在恒定范围；
(4).当氧含量小于或等于设定值，且湿度达到设定值时停机：当文物柜内的氧含量小于或等于设定值，湿度均达到设定值时，带触摸屏的电路控制装置6控制空压机1、制氮机3、加湿装置4、气体检测装置6以及电磁阀10和11停止工作；
更具体地说，当文物柜9内的氧含量将至小于等于1％,湿度达到55％时，带触摸屏的电路控制装置5向空压机1、制氮机3、加湿装置3和气体检测装置6发出停机信号，并控制排气电磁阀10和采样电磁阀11关闭；
(5).气体检测装置6定期对文物柜9进行氧含量和湿度检测；
(6).当氧含量大于设定值或湿度不在设定范围时开机：当文物柜9内的氧含量或湿度不在设定范围时，装置按照(2)～(4)步骤继续工作，对文物柜内的氧含量和湿度进行调节控制，使文物柜内的氧含量始终小于或等于设定值，湿度始终在设定范围内。
更具体地说，当文物柜9内的氧含量大于2％或湿度不在50～60％之间时，带触摸屏的电路控制装置5向空压机1、制氮机3、加湿装置3和气体检测装置6发出启动信号，并控制电磁阀10和11打开，按照步骤(2)～(4)所述的工作流程对文物柜9内的氧含量和湿度进行调节。
Claims (3)
1.一种气调文物保护装置，其特征在于，所述气调文物保护装置包括：依次串联连接的空压机(1)、储气罐(2)、制氮机(3)和加湿装置(4)；加湿装置(4)的输出端连接文物柜(9)的进气口(K4)；文物柜(9)的出气口(K5)连接排气电磁阀(10)与大气相通；文物柜(9)内设置有LED灯(7)和温湿度传感器(8)；
文物柜(9)的气体采样口(K1)与气体检测装置(6)的气体检测口(6a)之间连接采样电磁阀(11)；气体检测装置(6)的气体检测口(6a)与制氮机(3)之间连接纯度检测电磁阀(12)；
带触摸屏的电路控制装置(5)的电路控制输入端(5b)分别连接如下接口：文物柜(9)中温湿度传感器(8)的温湿度传感器输出端(K3)、压力变送器(14)的电信号输出端、气体检测装置(6)的气体检测电信号输出端(6b)；
带触摸屏的电路控制装置(5)的电路控制输出端(5a)连接LED灯输出端(K2)和如下装置的电信号输入端：空压机(1)、制氮机(3)、加湿装置(4)、气体检测装置(6)的气体检测电信号输入端(6c)、采样电磁阀(11)、纯度检测电磁阀(12)、超压排放电磁阀(13)、排气电磁阀(10)；带触摸屏的电路控制装置(5)连接220V交流电源(15)；
在所述储气罐(2)和制氮机(3)之间的输气管路上安装有压力变送器(14)和超压排放电磁阀(13)。
2.根据权利要求1中所述的一种气调文物保护装置，其特征在于，所述文物柜(9)的正面是具有密封装置能开关的柜门(16)，柜门(16)上有便于观察内部的观察窗(17)；文物柜(9)的侧壁开有连接如下端口的接口：进气口(K4)、出气口(K5)、采样口(K1)、LED灯输出端(K2)和温湿度传感器输出端(K3)。
3.一种如权利要求1中所述的气调文物保护装置的工艺，其特征在于，所述工艺步骤如下：
(1).输入参数：在带触摸屏的电路控制装置上输入文物柜内文物保存要求的湿度及氧含量的参数；
(2).带触摸屏的电路控制装置自动控制如下装置动作：带触摸屏的电路控制装置控制空压机、制氮机、加湿装置和气体检测装置启动；对文物柜进行氮气置换和湿度控制，同时检测文物柜内的氧气含量和湿度；
(3).控制储气罐内压力：装置运行中，带触摸屏的电路控制装置根据储气罐内压力大小控制超压排放电磁阀的开关，保持储气罐内压力在恒定范围；
(4).当氧含量小于或等于设定值，且湿度达到设定值时停机：当文物柜内的氧含量小于或等于设定值，湿度达到设定值时，带触摸屏的电路控制装置控制空压机、制氮机、加湿装置、气体检测装置以及电磁阀停止工作；
(5).气体检测装置定期对文物柜进行氧含量和湿度检测；
(6).当氧含量大于设定值或湿度不在设定范围时开机：当文物柜内的氧含量或湿度不在设定范围时，装置按照(2)～(4)步骤继续工作，对文物柜内的氧含量和湿度进行调节控制，使文物柜内的氧含量始终小于或等于设定值，湿度始终在设定范围内。
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