CN105843295B - 冰箱温湿度检测调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冰箱温湿度检测调节装置，属于冰箱辅助设备技术领域，包括集成式传感器、控制器、压缩机、湿度调节单元和显示器，集成式传感器安装在冰箱内的侧壁上用来检测冰箱内的温度和相对湿度，集成式传感器连接到控制器，控制器连接压缩机和湿度调节单元，控制器内设有温度和相对湿度的设定阈值，通过压缩机和湿度调节单元调节冰箱内的温度和相对湿度，显示器连接在控制器上用来显示集成式传感器检测到的温度和相对湿度信息及阈值大小，显示器安装在冰箱门的外表面上。本发明解决了冰箱内湿度不能调节的问题，具有实时检测显示冰箱内的温度和相对湿度信息，并能在超过阈值范围的时候及时自动调节的优点。

Description

冰箱温湿度检测调节装置

技术领域

本发明属于冰箱辅助设备技术领域，涉及冰箱温湿度检测方向，具体涉及一种冰箱温湿度检测调节装置。

背景技术

对于冰箱保鲜来说，冰箱湿度是一个不可忽略的问题，新鲜的瓜果蔬菜要放在低温高湿的环境下进行储存才能长久保鲜。随着用户对风冷冰箱湿度指标要求的提高，目前通常采用电动式补水装置来提高风冷冰箱的湿度。但是在实际运行过程中，补充的水分通常会在冷藏蒸发器上冻结，短时间内冷藏蒸发器霜层迅速变厚，最终导致化霜频繁、耗电量增加或者化霜不彻底影响制冷效果。

所以，需要一种能够自动精确检测冰箱内的温度、湿度的装置，尤其是冰箱内的湿度数据，在冰箱上有显示数据，方便使用者查看，同时在冰箱内的温湿度过高过低时，发出调节指令。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种冰箱温湿度检测调节装置，通在冰箱内安装改进后集成式传感器实时检测冰箱内的温度和相对湿度，增设湿度调节单元调节冰箱内的湿度，解决了冰箱内湿度不能调节的问题，具有实时检测显示冰箱内的温度和相对湿度信息，并能在超过阈值范围的时候及时自动调节的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种冰箱温湿度检测调节装置，所述冰箱温湿度检测调节装置包括集成式传感器、控制器、压缩机、湿度调节单元和显示器，集成式传感器安装在冰箱内的侧壁上用来检测冰箱内的温度和相对湿度，集成式传感器连接到控制器，控制器连接压缩机和湿度调节单元，控制器内设有温度和相对湿度的设定阈值，通过压缩机和湿度调节单元调节冰箱内的温度和相对湿度，显示器连接在控制器上用来显示集成式传感器检测到的温度和相对湿度信息及阈值大小，显示器安装在冰箱门的外表面上。

上述装置中，所述控制器内设有比较单元，比较单元连接在控制器上，对控制器接收到的检测信息进行阈值比较，比较结果输出到控制器中控制器根据结果发出指令。所述湿度调节单元包括引水道、雾化器和循环风扇，引水道设置在冰箱内的箱体上，雾化器和循环风扇安装在冰箱内连接控制器并根据控制器的指令 工作。所述湿度调节单元还包括积水灌，积水灌的下方设有进水口，引水道汇集从进水口流入积水灌中，雾化器安装在积水灌上方，雾化器的进水口连接积水灌的上方出水口，积水灌的下方还设有下方出水口连接到冰箱外部。所述引水道上涂有聚水材料，引水道在冰箱箱体下方的流动方向一端高另一端低。

所述集成式传感器包括半导体检测单元、二次转换单元和信号处理单元，半导体检测单元中设有两个半导体应变片R_ε1和R_ε2安装在半径为r₀的膜片上，半导体应变片受压发生变化输出电阻响应，半导体检测单元的输出端连接二次转换单元，二次转换单元接收半导体检测单元的输出信号，二次转换单元将电阻响应信号转换为脉宽信号，二次转换单元的输出端连接信号处理单元，信号处理单元解耦分析二次转换单元的输出信号，信号处理单元的输出端连接控制器。所述半导体检测单元中，调整半导体应变片的安装位置，两个半导体应变片的电阻变化量相等，其中一个半导体应变片安装在圆心位置，另一个半导体应变片安装在半径0.89r₀的同心圆的位置上。所述二次转换单元包括两个相同的脉冲信号转换电路，一个半导体应变片对应连接一个脉冲信号转换电路，脉冲信号转换电路包括555定时器、电阻R和电容C，电阻R连接在555定时器的2号引脚和3号引脚之间，电容C连接在555定时器的2号引脚上，2号引脚和6号引脚短接，3号引脚和7号引脚短接，555定时器的7号引脚输出脉宽信号连接到信号处理单元。所述膜片根据半导体检测单元中的两个半导体应变片的应变变化分为正应变片区和负应变片区，以半径0.63r₀的同心圆为界。所述集成式传感器设置在圆柱形的杯形支座上，膜片设置在杯形支座的上表面，膜片选用黄铜膜片，杯形支座和黄铜膜片之间设有空气密封腔，两个半导体应变片安装在黄铜膜片的表面。

本发明有益效果是:本发明提供一种冰箱温湿度检测调节装置，该装置中在冰箱内设有检测温度和相对湿度的集成式传感器(本发明中用相对湿度数据表示湿度数据)，传感器的弹性元件系统结构简单、易于实施，而且本发明中为了方便调节冰箱内的过多的水分，将冰箱的内部后壁和左右侧壁上设有引水道，饮水道上涂有聚水材料，比较容易的将水分聚集在引水道上，这样冰箱内的水分聚集到引水道，汇聚到积水灌中，积水灌得下方设有进水口，方便引水道将水流引入积水灌。同时为了防止冰箱内的湿度过低，本发明中在积水灌的上方增设了雾化器和循环风扇，用来在冰箱内过于干燥的情况下，增大冰箱内的湿度。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的冰箱示意图。

图2是本发明的具体实施方式的冰箱温湿度检测装置的工作框图。

图3是本发明的具体实施方式的箱体内后壁上的引水道的示意图。

图4是本发明的具体实施方式的传感器中应变片的安装示意图。

图5是本发明的具体实施方式的传感器的结构示意图。

图6是本发明的具体实施方式的应变片的应变分布图。

图7是本发明的具体实施方式的传感器工作原理结构框图。

图8是本发明的具体实施方式的传感器的信号流程框图。

图9是本发明的具体实施方式的脉宽信号转换电路图。

图中1为杯形支座，2为空气密封腔，3为膜片，4为半导体应变片R_ε1，5为半导体应变片R_ε2，6为引水道，7为箱体，8为积水灌。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明提供一种冰箱温湿度检测调节装置，该装置中在冰箱内设有检测温度和相对湿度的集成式传感器(本发明中用相对湿度数据表示湿度数据)，传感器的弹性元件系统结构简单、易于实施，而且本发明中为了方便调节冰箱内的过多的水分，将冰箱的内部后壁和左右侧壁上设有引水道，饮水道上涂有聚水材料，比较容易的将水分聚集在引水道上，这样冰箱内的水分聚集到引水道，汇聚到积水灌中，积水灌得下方设有进水口，方便引水道将水流引入积水灌。同时为了防止冰箱内的湿度过低，本发明中在积水灌的上方增设了雾化器和循环风扇，用来在冰箱内过于干燥的情况下，增大冰箱内的湿度。

如图1、图2所示，冰箱温湿度检测调节装置包括集成式传感器、控制器、压缩机、湿度调节单元、显示器和指示灯,集成式传感器安装在冰箱内的侧壁上，用来检测冰箱内的温度和相对湿度情况，并把检测到的数据发送到控制器中，显示在显示器上，集成式传感器连接到控制器。压缩机和湿度调节单元连接到控制器上，控制器根据集成式传感器的检测得到冰箱内的温度和相对湿度信息，控制 器内设有温度和相对湿度的设定阈值，通过对比阈值与检测数据发出工作指令到压缩机和湿度调节单元，通过压缩机和湿度调节单元调节冰箱内的温度或相对湿度。显示器同样连接在控制器上，用来显示集成式传感器检测到的温度和相对湿度信息及阈值大小，显示器安装在冰箱的开合门的外表面上，使得使用者不需要打开冰箱门就可以知道冰箱内的温度和相对湿度情况，指示灯安装在显示器下方连接在控制器上，指示灯的颜色通过显示器表现出来，指示灯的颜色表示了冰箱内的检测信息比较结果，如绿色表示冰箱内的实时温度、相对湿度在阈值范围内，工作状态正好，如指示灯显示红色，则表示冰箱内的检测信息超过阈值范围，正在调节，如果指示灯不亮，则表示冰箱处于断电的情况，需要使用者检查冰箱的电源连接情况。

集成式传感器安装在冰箱的内侧壁上，是一个传感器但可以同时检测冰箱内的温度和相对湿度信息，输出温度和相对湿度的数值信息直接到控制器内，不需要控制器再对检测到的模拟信号进行放大转换等处理，控制器可以输送接收的数值检测信息显示在显示器上。控制器内设有比较单元和旋钮，比较单元连接在控制器上，对控制器接收到的检测信息进行阈值比较，比较结果输出到控制器中方便控制器根据结果发出指令，旋钮连接在控制器上，设置在冰箱内，通过旋钮可以选择阈值档位，温度和相对湿度的档位，温度和最佳的相对湿度是关联的，所以旋钮的档位可以同时表示温度和相对湿度的档位。在冰箱内的温度高于或低于温度阈值的时候，控制器开启压缩机调节冰箱内的温度达到阈值要求，在冰箱内的相对湿度高于或低于相对湿度阈值的时候，控制器开启湿度调节单元调节冰箱内的湿度，达到符合阈值要求的标准。

本发明为了稳定的调节冰箱内的相对湿度，保持瓜果蔬菜的口感和新鲜，增设了湿度调节单元用来降低或增加冰箱内的相对湿度，湿度调节单元包括引水道、积水灌、雾化器和循环风扇，如图3所示，引水道6设置在冰箱内的箱体7上，在冰箱内的后壁和左右两侧箱体上，都可以设有引水道6，引水道6上涂有聚水材料，比较容易的将水分聚集在引水道6上，这样箱体7上的水分聚集到引水道6中，进而汇聚到积水灌8中，为了方便水汇集，箱体7的下方上设置引水道6较多，，引水道在冰箱箱体下方的流动方向一端高另一端低，流向积水灌8的引水道较低，形成高低高度差，多个引水道的流动口，方便水流快速流动聚集到积水灌8中。积水灌8的下方设有进水口，引水道6汇集从进水口流入积水灌8 中，雾化器安装在积水灌上方，雾化器的进水口连接积水灌8的上方出水口，雾化器的水源来源于积水灌8，循环风扇安装在冰箱内的雾化器的上方即可，雾化器和循环风扇连接控制器并根据控制器的指令工作或关闭，在雾化器工作发出水雾提高冰箱内的相对湿度的时候，循环风扇开启，使得水分均匀弥漫在冰箱内的空气中，整体提高冰箱内的相对湿度。雾化器和循环风扇的结合工作，在冰箱内相对湿度较低的时候，能够均匀提高相对湿度，增大冰箱内的水分含量，有利于食品保鲜。

为了防止积水灌内积水过多、外溢，所以积水灌还设有下方出水口连接到冰箱外部，积水灌的内部还设有水位检测器，水位检测器连接到控制器，将检测到的水位信号发送到控制器，下方出水口上设有阀门，阀门根据控制器的指令开启，阀门连接在微型马达上，微型马达连接控制器，根据控制器的指令带动阀门旋转，从而积水流出，不会发生积水灌水量过多的情况。

所以本发明中使用集成式传感器检测温度和相对湿度，实时显示在显示器上，利用压缩机升温、降温、降湿，利用湿度调节单元增大湿度，实现精确检测冰箱内的温度、湿度，并自动调节冰箱内的温度和相对湿度。

本发明中使用的集成式传感器，使用解析法从多种因素激励中分离出相应的转换响应，设计了弹性膜片和杯行支座组成的干燥空气密封腔，并在膜片外表的圆心和靠周边的合适位置各配置半导体应变片。以此装置来接收空气中的多种激励信息，再经过二次变换和信号处理后，就可得到室温，相对温度和大气压等数据信息。以此进一步可供数字显示或对空调系统的测控。温度量程为-10-40℃，RH％量程为0-100％，水汽分压量程为7500Pa。该装置中没有传统湿敏元件的时滞长、不稳定性和难以维护保养，从而本装置在恶劣环境中保持转换精度的长期稳定性，并便于维护。

集成式传感器，所述集成式传感器包括半导体检测单元、二次转换单元和信号处理单元，半导体检测单元中设有两个半导体应变片R_ε1和R_ε2安装在半径为r₀的膜片上，半导体应变片受压电阻发生变化输出电阻响应，半导体检测单元的输出端连接二次转换单元，二次转换单元接收半导体检测单元的输出信号，二次转换单元将电阻响应信号转换为脉宽信号，二次转换单元的输出端连接信号处理单元，信号处理单元解耦分析二次转换单元的输出信号，控制器连接信号处理单元用来显示信号处理单元计算出的安装点的温度、相对湿度和大气压。

所述半导体检测单元中，两个半导体应变片的电阻变化量相等，其中一个半导体应变片安装在圆心位置，另一个半导体应变片安装在半径0.89r₀的同心圆的位置上。所述二次转换单元包括两个相同的脉冲信号转换电路，一个半导体应变片对应连接一个脉冲信号转换电路，脉冲信号转换电路包括555定时器、电阻R和电容C，电阻R连接在555定时器的2号引脚和3号引脚之间，电容C连接在555定时器的2号引脚上，2号引脚和6号引脚短接，3号引脚和7号引脚短接，555定时器的7号引脚输出脉宽信号连接到信号处理单元。所述脉冲信号转换电路的脉宽转换公式为τ＝ln2·C·R，式中τ为输出脉宽，R是电路中的电阻，C为云母标准电容，脉宽输出τ与各自所接电阻R成正比。所述膜片根据半导体检测单元中的两个半导体应变片的应变变化分为正应变片区和负应变片区，以半径0.63r₀的同心圆为界。所述信号处理单元中设有GPS单元和大气压数值表，GPS单元连接在信号处理单元上用来定位传感器安装点的经纬度，查询安装点的大气压数值。所述信号处理单元中设有温度饱和水汽分压表，信号处理单元利用温度调用相应的饱和水汽分压值。所述集成式传感器设置在圆柱形的杯形支座1上，膜片3设置在杯形支座1的上表面，膜片3选用黄铜膜片，杯形支座1和黄铜膜片之间设有空气密封腔1，两个半导体应变片4、5安装在黄铜膜片的表面。

所述信号处理单元利用大气中水蒸气分压力与敏感电阻之差，经二次变换后的脉宽及其对时钟频率的计数之差成正比，大气环境温度与敏感元件的计数之和呈单值对应函数关系，计算出应变片所受差压值、水蒸气分压值和温度值。所述信号处理单元利用温度饱和水汽分压表，利用温度值调用相应的饱和水汽分压值，根据相对湿度的公式计算出相对湿度。

一、大气状态参数

道尔顿定律指出，混合大气的总压力等于各组成气体的分压力之和，如公式(1)所示：

P_M＝P_d+P_W(Pa) (1)

式中P_M(Pa)为混合气体的总压力，P_d(Pa)为干燥大气的分压力，P_W(Pa)为空气中所含水蒸气分压力，其中P_W在P_M占最大份额，仅为5％左右，故P_M和P_d压力均比较接近标准大气压。

相对湿度(RH％)的公式为：

式中表示相对湿度，P_WS为大气压在某一温度下，饱和水汽分压力(Pa)，它随温度而变，可通过已知温度查表或由回归拟合曲线方程求得。由公式(1)可得，若通过仪表能测出差压P_M–P_d，即可计算出P_W，再以所测温度，在湿空气密度、水蒸气压力、含湿量对照表中找到P_WS，便可由公式(2)算出相对湿度(RH％)。

二、应变片及其转换特性

传感器中应变片的安装示意图如图4所示，传感器的结构示意图如图5所示，应变片的转换特性及应变分布如图6所示。温集成度相对湿度气压传感器整体是一个圆柱外形外壳，外壳包括杯形支座1和黄铜膜片(黄铜膜片即是膜片3，膜片采用黄铜材质)，黄铜膜片覆盖在杯形支座1上，二者之间形成一个空气密封腔2，两个半导体应变片安装在黄铜膜片上，通过测量半导体应变片的电阻变化计算出集成式传感器(简称集成传感器)安装环境中的温度、相对湿度和大气压数据。分析计算温度、相对湿度和大气压所需的二次转换单元、信号处理单元可以安装在黄铜膜片上3上，也可以安装在杯形支座的侧边，通过线路连接传递信号。

混合大气压P_M均匀作用于弹性膜片的外表面，于是膜片两侧的差压为：

ΔP＝P_M–P_re＝P_W+P_d-P_re(Pa) (3)

式中P_re＝4·10⁴(Pa)为密封腔中设定的参照压力，P_d＝101325(Pa)为标准大气压，从而可算出大气中水汽分压力P_W(Pa)

在差压ΔP作用下，膜片表面上应力和应变的分布如下式所示：

径向应力：

径向应变：

式中，本发明中选用黄铜膜片弹性更好，E(Pa)为膜片弹性模量，约为7*10¹⁰Pa，μ约为0.33，为泊松比，r₀为膜片3的外半径40(mm)，h为膜片3的膜片厚度0.1(mm)，b为杯形支座的厚度5(mm)，杯形支座的高度10(mm)，ΔP作用在膜片两侧的差压(Pa)，r(mm)为观察点的半径。

若将已知常数代入(4)式，可得圆心应力σ_r＝0＝8*10⁴*ΔP(Pa) (6)

应变片的灵敏系数K_ε和转换特性如公式(7)所示：

式中R₀为t＝0℃和ε_r＝0时应变片电阻(Ω)，K_ε约为125，ΔR_ε则为应变片在ε_r激励下电阻的变化量(Ω)，将(6)式代入(7)可得：

若将E＝7*10¹⁰Pa代入式可知，应变片所能输出的相对电阻变化，在最大量程下也只有10^-2量级，故需在装置中加入二次变换和信号处理电路，以获取所需的灵敏度和分辨力。

三、二次变换和信号传送流程

工作原理结构框图如图7所示，集成传感器包括半导体检测单元、二次转换单元、信号处理单元，半导体检测单元中设有两个半导体应变片，半导体应变片受压电阻发生变化输出电阻响应，半导体检测单元的输出端连接二次转换单元，二次转换单元接收半导体检测单元的输出信号，二次转换单元将电阻响应信号转换为脉宽信号，二次转换单元的输出端连接信号处理单元，信号处理单元解耦分析二次转换单元的输出信号，显示器连接信号处理单元用来显示信号处理单元计算出的安装点的温度、相对湿度和大气压。

信号流程框图如图8所示，二次转换单元包括两个相同的脉冲信号转换电路，脉冲信号转换电路由555定时器C1和C2组成，二次转换单元和信号处理单元还设有选通开关，选用C3开关，信号处理单元主要组成为C4单片机。图8中R_ε1和R_ε2在P_W和t激励下，各自产生不同的R₁和R₂响应，它们经两个相同的脉冲信号转换电路的C1、C2芯片555变换后，各自产生τ₁和τ₂(S)脉宽输出，该脉宽信号经C3开关选通后再送至C4单片机进行信号处理。脉冲信号转换电路如图9所示，电阻R连接在C定时器555的2号引脚和3号引脚之间，电容C连接在555定时器的2号引脚上，2号引脚和6号引脚短接，3号引脚和7号引脚短接，555定时器的7号引脚输出脉宽信号连接到信号处理单元。由于应变片的不同，两个脉冲电路中的电阻和输出脉宽可以用R₁和R₂、τ₁和τ₂表示。

脉宽转换公式：τ＝ln2·C·R(S)对应到两个脉冲信号转换电路即为：

τ₁＝ln2·C₀·R₁(S) (9)

τ₂＝ln2·C₀·R₂(S) (10)

式中τ₁和τ₂为两个半导体应变片对应的两路脉宽输出信号，R₁和R₂为半导 体应变片的电阻变化值计量单位为Ω，C₀(F)为云母标准电容，约为0.72×10^-6F，上式表明脉宽输出与各自所接电阻R₁和R₂成正比。

四、在多因素输入时，合成响应的解耦处理

在τ₁和τ₂中隐含有水汽分压P_W和温度t两种信息，如何能让其在后续的数据处理中分离，需通过数据解耦技术来实现信息分离和复原。

R₁和R₂电阻变化公式为：

式中R₀＝1000Ω为基准电阻；B＝4850(K)为半导体应变片的阻温系数；T₀＝273(K)为参照温度；T(K)为输入温度；ΔR_ε1和ΔR_ε2分别为R₁和R₂在大气压力激励下各自产生的电阻增量。由以上两式可知，如能让ΔR_ε1和ΔR_ε2数值相同，但正负相反，即(11)和(12)式可变成：

将以上两式相减或相加，就可分离出P_W和t两种输入信息，即相加时R1+R2＝f_t(T)，和相减时R1-R2＝f_ε(P_W)，即和与差的结果只与单一输入信息一一对应，ΔR_ε1＝-ΔR_ε2＝ΔR_ε。

参见图5，整个膜片外表面在差压ΔP作用下，以半径r＝0.63r₀为界，区分为正负两个应变区。靠圆心部分内圆为正ε区，而靠周边外圆部分则为负ε区，在此两个区域的合适位置上，可以找到ε数值相等但极性相反的两个点，其一在圆心处，r₁＝0，而另一点经(5)式计算为r₂＝0.89r₀处。在此两点上配置两片性能相同的半导体应变片，并让其中心与膜片上参照点重合，于是就实现了(13)和(14)式的定量关系。

将(13)式加(14)式得

上式中已消除了ε信息对(R₁+R₂)数量上的干扰，然而R₁和R₂分别联接到555芯片的充放电电路中，故已无法将R₁和R₂直接相加，此时就需经过数据运算处理来实现。若让脉宽τ₁和τ₂在单片机中对时钟频率f₀计数，则有计数值N₁和N₂为：

N₁＝τ₁·f₀ (16)

N₂＝τ₂·f₀ (17)

τ₁+τ₂＝(N₁+N₂)/f₀(S) (18)

联立以上公式，并经过整理可得：

摄氏温度：t＝T-273(℃) (20)

式中各常系数是在R₀＝1000Ω，C₀＝7.2*10^-6F和f₀＝10MHZ条件下算出的。从R₁和R₂的二次转换信息中分离出应变和水蒸气分压P_W等信息，将(13)式减去(14)式，可得

R1-R2＝2ΔR_ε＝2R₀K_ε·ε(Ω) (21)

再利用τ₁-τ₂＝(N₁-N₂)/f₀和(5)、(9)、(10)式等联立，经整理可得，

ΔP＝10·(N₁-N₂)(Pa) (22)

公式(19)和(22)即为传感器的两种输入-输出特性方程，均有足够的灵敏度和分辨力。已知(RH％)＝P_W/P_WS，式中P_WS可通过温度t经查表或下述回归方程算出，

P_WS＝a·EXP(b·t)(Pa) (23)

式中a为6.16(Pa)，b为0.064(1/℃)为拟合常数，于是得

P_WS＝6.16·EXP(0.064·t)(Pa) (24)

大气压力不是一个定值，随着地区海拔高度的不同而存在差异，同时还随季节温度变化而稍有改变，对P_W计算可近似地用下式描述：

P_W＝ΔP+P_re-Bf(T)+h·8.76(Pa) (25)

式中h为当地海拔高度(m)，系数8.76(Pa/m)为大气压衰减斜率，f(T)为温度修正系数可经过实验测量数据的拟合曲线而加以估算。由于在沿海地区冬夏气压变化比为1.02，而在青海地区冬夏比仅为1.0026。均随温度下降而略有增加。故当不考虑温度微小影响，且在沿海地区时，(25)式可简化为：

P_W＝ΔP+(P_re-B)＝10(N₁-N₂)+(P_re-B)(Pa) (26)

本文解析过程的理论基础之一是标准大气压为常数，实际的大气压随当地海拔高度而变，当装置使用地区海拔高度与参照高度差异较大时，公式(3)中P_d 应通过软件予以校正，以维持水汽分压力的数据转换精度。所以本发明在信号处理单元中设有GPS单元和大气压数值表，GPS单元连接在信号处理单元上用来定位传感器安装点的经纬度，查询安装点的大气压数值即传感器中的干燥空气腔内的分压力，结合信号处理单元计算出的大气中水蒸气分压力值，进而利用公式(1)：P_M＝P_d+P_W(Pa)计算出混合大气的压力值，即安装点的压力值。

至此，温度、相对湿度和大气压的数值都能计算求解出来。本发明提供的集成式传感器具有结构简单、易于实施。本发明中经解析法得到：大气中水蒸气分压力与敏感电阻之差，即经二次变换后的脉宽及其对时钟频率的计数之差，成正比，而大气环境温度则与敏感元件的计数之和的对数成反比关系。本文解析过程的理论基础是物理大气压为常数，实际的大气压随当地海拔高度而变，当装置使用地区海拔高度与参照高度差异较大时，应通过软件予以校正，以维持水汽分压力的数据转换精度。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种冰箱温湿度检测调节装置，其特征在于，所述冰箱温湿度检测调节装置包括集 成式传感器、控制器、压缩机、湿度调节单元和显示器，集成式传感器安装在冰箱内的侧壁 上用来检测冰箱内的温度和相对湿度，集成式传感器连接到控制器，控制器连接压缩机和 湿度调节单元，控制器内设有温度和相对湿度的设定阈值，通过压缩机和湿度调节单元调 节冰箱内的温度和相对湿度，显示器连接在控制器上用来显示集成式传感器检测到的温度 和相对湿度信息及阈值大小，显示器安装在冰箱门的外表面上；所述湿度调节单元包括引 水道、雾化器和循环风扇，引水道设置在冰箱内的箱体上，雾化器和循环风扇安装在冰箱内 连接控制器并根据控制器的指令工作；所述集成式传感器包括半导体检测单元、二次转换 单元和信号处理单元，半导体检测单元中设有两个半导体应变片（4）和（5）安装在半 径为的膜片上，半导体应变片受压发生变化输出电阻响应，半导体检测单元的输出端连 接二次转换单元，二次转换单元接收半导体检测单元的输出信号，二次转换单元将电阻响 应信号转换为脉宽信号，二次转换单元的输出端连接信号处理单元，信号处理单元解耦分 析二次转换单元的输出信号，信号处理单元的输出端连接控制器；所述半导体检测单元中， 调整半导体应变片的安装位置，两个半导体应变片的电阻变化量相等，其中一个半导体应 变片安装在圆心位置，另一个半导体应变片安装在半径0.89的同心圆的位置上。

2.根据权利要求1所述的冰箱温湿度检测调节装置，其特征在于，所述控制器内设有比较单元，比较单元连接在控制器上，对控制器接收到的检测信息进行阈值比较，比较结果输出到控制器中控制器根据结果发出指令。

3.根据权利要求1所述的冰箱温湿度检测调节装置，其特征在于，所述湿度调节单元还包括积水灌，积水灌的下方设有进水口，引水道汇集从进水口流入积水灌中，雾化器安装在积水灌上方，雾化器的进水口连接积水灌的上方出水口，积水灌的下方还设有下方出水口连接到冰箱外部。

4.根据权利要求1所述的冰箱温湿度检测调节装置，其特征在于，所述引水道上涂有聚水材料，引水道在冰箱箱体下方的流动方向一端高另一端低。

5.根据权利要求1所述的冰箱温湿度检测调节装置，其特征在于, 所述二次转换单元包括两个相同的脉冲信号转换电路，一个半导体应变片对应连接一个脉冲信号转换电路，脉冲信号转换电路包括555定时器、电阻R和电容C，电阻R连接在555定时器的2号引脚和3号引脚之间，电容C连接在555定时器的2号引脚上，2号引脚和6号引脚短接，3号引脚和7号引脚短接，555定时器的7号引脚输出脉宽信号连接到信号处理单元。

6.根据权利要求1所述的冰箱温湿度检测调节装置，其特征在于, 所述膜片根据半导 体检测单元中的两个半导体应变片的应变变化分为正应变片区和负应变片区，以半径0.63的同心圆为界。

7.根据权利要求1所述的冰箱温湿度检测调节装置，其特征在于, 所述集成式传感器设置在圆柱形的杯形支座（1）上，膜片（3）设置在杯形支座（1）的上表面，膜片（3）选用黄铜膜片，杯形支座（1）和黄铜膜片之间设有空气密封腔（2），两个半导体应变片（4和5）安装在黄铜膜片的表面。