CN106155128B - 一种可调控博物馆展柜恒湿系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调控博物馆展柜恒湿系统,博物馆展厅内设有多个博物馆展柜,恒湿系统包括恒湿机组，恒湿机组通过输气管路分别与多个博物馆展柜相连通并以正压的方式将恒湿气体送入博物馆展柜，输气管路包括一个主管路和多个分支管路，多个分支管路分别与多个博物馆展柜一一对应连通，每个博物馆展柜连接有一个微环境湿度测控系统，微环境湿度测控系统包括阀门、湿度传感器及微环境湿度测控模块，微环境湿度测控模块通过通讯模块与微环境智能监控平台传递信息。本发明优点：本发明克服了各个博物馆展柜控湿气量不平衡的弊端和对后端博物馆展柜湿度控制不足的危险，实现在同一个展厅的不同博物馆展柜中营造差异化的湿度环境的效果。
Description
技术领域
本发明涉及博物馆文物保护设备技术领域，尤其涉及的是一种可调控博物馆展柜恒湿系统。
背景技术
目前的博物馆展柜内微环境湿度控制一般都采用集中控制的方法，即只利用恒湿机组负责整个博物馆展厅内所有博物馆展柜的湿度调控，恒湿机组将调湿后的空气通过管路通入博物馆展厅中的各个博物馆展柜中，实现对博物馆展柜微环境的湿度调控。这种方法给文物的保护带来一定隐患。一方面，单台恒湿机组难以满足展厅内所有博物馆展柜的差异化需求。恒湿机组只能输出统一的湿度值，单一湿度控制值不能满足展厅内所有文物对其展柜的差异化湿度环境的要求，这就造成展厅内只有部分的文物获得理想的湿度环境，其余文物将处于不适宜的湿度环境，面临毁坏的危险。如果要满足不同文物的差异化环境需求，则需要多台恒湿机组，提供不同湿度的气体，成本高，并可能造成较大的资源浪费。另一方面，现有控制方法难以保证展厅内所有博物馆展柜的进气量一致。利用管路将恒定湿度的空气传送到各个博物馆展柜，造成位于管路前端的博物馆展柜将获取较大的气量，管路后端的博物馆展柜获得气量较小，造成博物馆展柜气量不平衡，将导致部分博物馆展柜湿度控制效果较差，并且能量损耗大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可调控博物馆展柜恒湿系统，以克服各个博物馆展柜控湿气量不平衡的弊端，并满足不同博物馆展柜差异化控湿的需求。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可调控博物馆展柜恒湿系统,所述博物馆展厅内设有多个博物馆展柜,所述恒湿系统包括恒湿机组，所述恒湿机组通过输气管路分别与所述多个博物馆展柜相连通并以正压的方式将恒湿气体送入博物馆展柜，所述输气管路包括一个主管路和与所述主管路分别连通的多个分支管路，所述多个分支管路分别与所述多个博物馆展柜一一对应连通，所述多个分支管路上分别设置有阀门，每个博物馆展柜对应连接有一个微环境湿度测控系统,所述微环境湿度测控系统包括所述阀门、湿度传感器及微环境湿度测控模块,所述阀门用于调节对应博物馆展柜的进气量大小，所述湿度传感器用于采集对应博物馆展柜内的实时湿度信息，并通过通讯方式传递给所述微环境湿度测控模块,所述微环境湿度测控模块包括分析处理单元和测控单元，所述分析处理单元对接收到的实时湿度信息进行分析处理得到阀门开合度控制量并将所述阀门开合度控制量传递给所述测控单元，所述测控单元根据所述阀门开合度控制量来控制博物馆展柜对应的阀门的开合度,所述阀门开合度控制量通过以下控制公式得到：
C开合＝α|H柜内-H目标|+β|H初始-H柜内|
其中，C开合为阀门开合度控制量，α为控制比例系数，β为初始控制系数，H初始为恒湿机组对外输出气体的初始湿度，H初始通过在恒湿机组上预先设定，H柜内为湿度传感器采集的博物馆展柜内的实时湿度，H目标为博物馆展柜内湿度控制目标值，α、β和H目标均为设定值；
所述阀门完成单次调节动作后将所述阀门的当前开合程度信号反馈给所述微环境湿度测控模块，所述微环境湿度测控模块内部的测控单元测量所述阀门的当前开合程度信号得到阀门反馈信息,所述测控单元将所述阀门反馈信息传递给所述分析处理单元，所述分析处理单元对接收到的阀门反馈信息进行分析处理。
所述恒湿系统还包括微环境智能监控平台，所述微环境智能监控平台通过通讯模块与所述微环境湿度测控系统通讯连接，所述微环境湿度测控系统定时将自身的工作状态信息以及接收到的实时湿度信息上传给所述微环境智能监控平台，所述微环境智能监控平台对接收到的信息进行显示并进行统计分析，得到统计分析结果，所述微环境智能监控平台发出控制指令给所述微环境湿度测控系统从而控制阀门的开合度。
所述控制比例系数α和初始控制系数β的取值范围为：1/50≤α≤1，1/50≤β≤1。
所述恒湿机组对外输出气体的初始湿度H初始的取值范围为：30％RH≤H初始≤80％RH。
所述博物馆展柜内湿度控制目标值H目标位于H初始与所述博物馆展柜所处的外界环境的环境湿度之间。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1.本发明提供的一种可调控博物馆展柜恒湿系统，主要由恒湿机组、主管路和多个分支管路、微环境湿度测控系统、博物馆展柜、微环境智能监控平台五个部分组成。通过系统各部分配合实现对每台博物馆展柜湿度的调控，具有控制灵活的特点。
2.本发明提供的一种可调控博物馆展柜恒湿系统，避免了现有湿度控制系统统一调控博物馆展柜湿度时造成的管道前端与后端气量不平衡，导致后端博物馆展柜湿度控制不足的危险，利用控制阀门的开合度使管路各处气量平衡，实现各个博物馆展柜湿度的均衡控制。
3.本发明提供的一种可调控博物馆展柜恒湿系统，可根据每台博物馆展柜的合理湿度需求，在同一个展厅的不同博物馆展柜中营造差异化的湿度环境，并且无需额外增加恒湿机组数量。例如博物馆展柜所处的外界环境的环境湿度为50％RH，博物馆展柜的控湿需求在55％RH～65％RH不等，可将恒湿机组对外输出气体的初始湿度H初始设置为70％RH，通过调节阀门的开合度来调控展柜内湿度，博物馆展柜内湿度达到湿度控制目标值H目标后，该展柜对应分支管路上的阀门闭合气路，恒湿机组对外输出的气体继续调控其余博物馆展柜内湿度。
4.本发明提供的一种可调控博物馆展柜恒湿系统，由于设计了微环境智能监控平台，可以在微环境智能监控平台上实时监控博物馆展柜湿度调控状态和微环境湿度测控系统的工作情况，控制阀门的开合度，实现了对博物馆展柜湿度调控的统一管理。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明每个博物馆展柜对应的控制系统的局部结构示意图。
图中标号：1博物馆展柜、2恒湿机组、3主管路、4分支管路、5阀门、6微环境湿度测控模块、7湿度传感器、8测控单元、9分析处理单元、10通讯模块、11微环境智能监控平台、12文物。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图1、图2，本实施例提供的一种可调控博物馆展柜恒湿系统,该系统主要由恒湿机组2、主管路3和多个分支管路4、微环境湿度测控系统、博物馆展柜1、微环境智能监控平台11五个部分组成。
博物馆展厅内设有多个博物馆展柜1,每个博物馆展柜1内放置有文物12，该可调控博物馆展柜恒湿系统包括恒湿机组2，恒湿机组2提供不间断、有效、平稳的湿度环境。恒湿机组2通过管路将调整好湿度值的空气输送到各个博物馆展柜1内。恒湿机组2通过输气管路分别与多个博物馆展柜1相连通并以正压的方式将恒湿气体送入博物馆展柜1，输气管路包括一个主管路3和与主管路3分别连通的多个分支管路4，多个分支管路4分别与多个博物馆展柜1一一对应连通，多个分支管路4上分别设置有阀门5，每个博物馆展柜1对应连接有一个微环境湿度测控系统,微环境湿度测控系统包括阀门5、湿度传感器7及微环境湿度测控模块6。阀门5用于调节对应博物馆展柜1的进气量大小，湿度传感器7用于采集对应博物馆展柜1内的实时湿度信息，并通过通讯方式传递给微环境湿度测控模块6。微环境湿度测控模块6包括分析处理单元9和测控单元8，分析处理单元9对接收到的实时湿度信息进行分析处理得到阀门开合度控制量并传递给测控单元8，测控单元8根据阀门开合度控制量来控制博物馆展柜1对应的阀门5的开合度。所述阀门开合度控制量通过以下控制公式得到：
C开合＝α|H柜内-H目标|+β|H初始-H柜内|
其中，C开合为阀门开合度控制量，α为控制比例系数，β为初始控制系数，H初始为恒湿机组对外输出气体的初始湿度，H初始通过在恒湿机组上预先设定，H柜内为湿度传感器采集的博物馆展柜内的实时湿度，H目标为博物馆展柜内湿度控制目标值，α、β和H目标均为设定值。
阀门5完成单次调节动作后将阀门5的当前开合程度信号反馈给微环境湿度测控模块6，微环境湿度测控模块6内部的测控单元8测量阀门5的当前开合程度信号得到阀门反馈信息，然后将阀门反馈信息传递给分析处理单元9，分析处理单元9对接收到的阀门反馈信息进行分析处理。
一种可调控博物馆展柜恒湿系统还包括微环境智能监控平台11，微环境智能监控平台11通过通讯模块10与微环境湿度测控模块6通讯连接。微环境湿度测控模块6定时将自身的工作状态信息以及接收到的实时湿度信息上传给微环境智能监控平台11，微环境智能监控平台11对接收到的信息进行显示并进行统计分析，得到统计分析结果。微环境智能监控平台11发出控制指令给微环境湿度测控模块6从而控制阀门5的开合度。指令内容为需要设置的控制参数，包括控制比例系数α、初始控制系数β及博物馆展柜1内湿度控制目标值H目标。控制参数可以通过微环境智能监控平台11与微环境湿度测控模块6以通讯方式设置和微环境湿度测控模块6本地设置两种途径实现。
控制比例系数α和初始控制系数β的取值范围为：1/50≤α≤1，1/50≤β≤1。
恒湿机组2对外输出气体的初始湿度H初始的取值范围为：30％RH≤H初始≤80％RH。
博物馆展柜1内湿度控制目标值H目标位于H初始与博物馆展柜1所处的外界环境的环境湿度之间。
本实施例公开的一种可调控博物馆展柜恒湿系统的工作过程如下：
该恒湿系统工作时，提前通过恒湿机组2设置对外输出气体的初始湿度H初始，通过微环境智能监控平台11利用通讯方式或微环境湿度测量模块6利用本地设置工作参数，包括博物馆展柜1内湿度控制目标值H目标、控制比例系数α及初始控制系数β。
博物馆展厅内设有多个博物馆展柜1，利用恒湿机组2输出不间断、有效、平稳的湿度环境，通过输气管路连接至博物馆展柜1，输气管路包括主管路3及主管路3分别连通的多个分支管路4。多个分支管路4分别与多个博物馆展柜1一一对应连通，多个分支管路4上设置有阀门5。每个博物馆展柜1内部有一个微环境湿度测控系统，每个微环境湿度测控系统包括阀门5、湿度传感器7及微环境湿度测控模块6。微环境湿度测控模块6包括分析处理单元9以及测控单元8。当博物馆展柜1内的湿度远远高于目标湿度时，湿度传感器7采集对应博物馆展柜1内的实时湿度信息，并传递给分析处理单元9，分析处理单元9对接收到的实时湿度信息和内部设置的湿度控制目标值H目标进行分析处理得到阀门开合度控制量，测控单元8根据所述阀门开合度控制量来控制博物馆展柜1对应的阀门5的开合度，增加阀门5开合控制量，增大阀门5的打开程度，快速提高湿度调控速度。当博物馆展柜1内的实时湿度与对应的湿度控制目标值H目标较为接近时，减小阀门开合控制量，减小阀门5的打开程度，湿度趋于稳定，保证博物馆展柜1内的湿度在目标湿度可接受范围之内。恒湿机组2对外输出的气体继续调控其余博物馆展柜1内湿度。
阀门5完成单次调节动作后将阀门的当前开合程度信号传递给微环境湿度测控模块6，微环境湿度测控模块6内部的测控单元8测量阀门的当前开合程度信号后得到阀门反馈信息，并将阀门反馈信息传递给分析处理单元9，分析处理单元9对接收到的阀门反馈信息进行分析处理。
每台博物馆展柜1内的微环境湿度测量模块6定时将实时采集的湿度信息和的自身的工作状态上传至微环境智能监控系统11，以便于博物馆维护人员实时监控博物馆展柜1状态。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可调控博物馆展柜恒湿系统,所述博物馆展厅内设有多个博物馆展柜,其特征在于:所述恒湿系统包括恒湿机组，所述恒湿机组通过输气管路分别与所述多个博物馆展柜相连通并以正压的方式将恒湿气体送入博物馆展柜，所述输气管路包括一个主管路和与所述主管路分别连通的多个分支管路，所述多个分支管路分别与所述多个博物馆展柜一一对应连通，所述多个分支管路上分别设置有阀门，每个博物馆展柜对应连接有一个微环境湿度测控系统,所述微环境湿度测控系统包括所述阀门、湿度传感器及微环境湿度测控模块,所述阀门用于调节对应博物馆展柜的进气量大小，所述湿度传感器用于采集对应博物馆展柜内的实时湿度信息，并通过通讯方式传递给所述微环境湿度测控模块,所述微环境湿度测控模块包括分析处理单元和测控单元，所述分析处理单元对接收到的实时湿度信息进行分析处理得到阀门开合度控制量并将所述阀门开合度控制量传递给所述测控单元，所述测控单元根据所述阀门开合度控制量来控制博物馆展柜对应的阀门的开合度,所述阀门开合度控制量通过以下控制公式得到：
C开合＝α|H柜内-H目标|+β|H初始-H柜内|
其中，C开合为阀门开合度控制量，α为控制比例系数，β为初始控制系数，H初始为恒湿机组对外输出气体的初始湿度，H初始通过在恒湿机组上预先设定，H柜内为湿度传感器采集的博物馆展柜内的实时湿度，H目标为博物馆展柜内湿度控制目标值，α、β和H目标均为设定值；
所述阀门完成单次调节动作后将所述阀门的当前开合程度信号反馈给所述微环境湿度测控模块，所述微环境湿度测控模块内部的测控单元测量所述阀门的当前开合程度信号得到阀门反馈信息,所述测控单元将所述阀门反馈信息传递给所述分析处理单元，所述分析处理单元对接收到的阀门反馈信息进行分析处理。
2.如权利要求1所述的一种可调控博物馆展柜恒湿系统,其特征在于：所述恒湿系统还包括微环境智能监控平台，所述微环境智能监控平台通过通讯模块与所述微环境湿度测控模块通讯连接，所述微环境湿度测控模块定时将自身的工作状态信息以及接收到的实时湿度信息上传给所述微环境智能监控平台，所述微环境智能监控平台对接收到的信息进行显示并进行统计分析，得到统计分析结果，所述微环境智能监控平台发出控制指令给所述微环境湿度测控模块从而控制阀门的开合度。
3.如权利要求1所述的一种可调控博物馆展柜恒湿系统,其特征在于：所述控制比例系数α和初始控制系数β的取值范围为：1/50≤α≤1，1/50≤β≤1。
4.如权利要求1所述的一种可调控博物馆展柜恒湿系统,其特征在于：所述恒湿机组对外输出气体的初始湿度H初始的取值范围为：30％RH≤H初始≤80％RH。
5.如权利要求1所述的一种可调控博物馆展柜恒湿系统,其特征在于：所述博物馆展柜内湿度控制目标值H目标位于H初始与所述博物馆展柜所处的外界环境的环境湿度之间。
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