CN109342006A - 一种干热风发生模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可移动式干热风发生模拟装置，它由干热风发生单元、实验单元和送风单元构成；干热风发生单元至少设有气密舱一和配电及控制系统；实验单元至少设有透光的气密舱二，所述的气密舱二至少设有进风口二和出风口二；送风单元至少包括送风管和回风管；干热风发生单元与实验单元之间分别通过送风管和回风管连通，形成闭合通风回路；配电及控制系统用于测控和记录实验单元内部的干热风参数并智能化管理装置的运行。本发明的干热风发生模拟装置能实现气象干热风对高温、低湿和风力的要求，能模拟并监测干热风的发生；并且该装置制造、使用、维护方便，便于移动，造价低廉。
Description
技术领域
本发明涉及一种干热风发生模拟装置，即可用于农学、气象学和生态学等相关领域研究的设备装置。
技术背景
干热风是一种高温、低湿并伴有一定风力的农业灾害性天气。干热风的主要危害在于高温低湿环境造成冬、春小麦及棉花等作物生理干旱，影响产量。在全球气候变暖的背景下，气候暖干化使我国北方地区干热风发生区域扩大、次数增多、强度增强、危害加重。同时，干热风气象灾害对全球变暖的响应也较为敏感，已成为气候变化研究中的重点和热点问题之一。可见，研究干热风农业气象灾害对农作物的影响对于我国农业可持续发展、保障粮食安全，以及农业防灾减灾等均具有重要的现实意义。
为加强对干热风的研究，需要进行人工模拟干热风发生过程和发生强度。目前公开发表的干热风发生模拟装置较少，而且现有的干热风模拟装置还存在模拟准确度不高、温湿度调控平衡时间过长，以及模拟风速不均匀等缺点。因此，迫切需要一种控制精度更高、更简单便捷的干热风发生模拟装置，能够精准快速模拟干热风发生强度和发生过程，这将为干热风危害特征与成因、防御与监测，以及对气候变化的响应分析等相关研究提供支撑。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种干热风发生模拟装置，该装置能调控一定范围内作物周边微气象环境中的温度、湿度和风速，实现高温、低湿并伴有均匀且稳定风力的风，模拟气象干热风的发生条件。该装置可设计、制备、形成、拆卸，便于移动，造价低廉，可设计成使用方便的可移动式干热风发生模拟装置；同时，也可以根据实验规模需要，设计建成步入式干热风发生模拟舱。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可移动式干热风发生模拟装置，它由干热风发生单元、实验单元和送风单元构成；
所述的干热风发生单元用于设置、生成和调控干热风发生的温度、湿度和风速条件参数，至少设有气密舱一和配电及控制系统，所述的气密舱一至少设有加湿设备、加热设备、鼓风设备、进风口一和出风口一；
所述的实验单元用于限定和形成模拟实验空间，至少设有透光的气密舱二，所述的气密舱二至少设有进风口二和出风口二；
所述的送风单元用于在所述的干热风发生单元和所述的实验单元之间输送干热风，至少包括送风管和回风管；
所述的送风管两端连接所述出风口一和所述进风口二，所述的回风管两端连接所述出风口二和所述进风口一，由此形成闭合通风回路；
所述的配电及控制系统用于测控和记录所述的实验单元内部的干热风参数并智能化管理装置的运行。
本发明优选的方案中，所述的送风管的两端通过变径接头连接所述的出风口一和进风口二，所述的回风管的两端通过变径接头连接所述的出风口二和进风口一；所述的变径接头进一步优选喇叭型方转圆接口。
本发明优选的方案中，为了保证进入所述实验单元的气流均匀化，所述的气密舱二中，在所述的进风口二内侧进一步设缓冲均流装置；所述的缓冲均流装置由至少一层均流孔板构成。
本发明优选的方案中，为了防止所述实验单元的杂物进入所述干热风发生单元，所述的气密舱二中，在所述的出风口二内侧进一步设置过滤网；进一步优选可拆卸式过滤网。
本发明优选的方案中，为了方便在实验前后对所述实验单元内部的处理，在所述气密舱二的侧壁上设有开口并设置至少1个可拆卸式透明密封盖密封所述开口。
本发明优选的方案中，所述的送风管和回风管均为PVC或金属材料制成的软管；为了防止户外操作时所述送风管和回风管受环境影响而导致自身温度上升过快，在所述的送风管和回风管外表面包覆保温材料层。
本发明优选的一种方案中，所述的配电及控制系统至少包括低功耗处理器和控制模块；所述的低功耗处理器与所述的控制模块之间电连接。
本发明更优选的方案中，为了精确地测控所述实验单元内部的干热风参数，在所述的气密舱二内部设置温度传感器、湿度传感器和风速探测器；所述的控制模块相应地包括控湿模块、控温模块和风控模块；所述的控温模块分别与所述的温度传感器和所述的加热设备通过有线或无线方式实现数据通讯；所述的控湿模块分别与湿度传感器和所述的加湿设备通过有线或无线方式实现数据通讯；所述的风控模块分别与所述的风速探测器和所述的鼓风设备通过有线或无线方式实现数据通讯；所述处理器根据内置程序经各控制模块实时采集温度、湿度和风速数据，并基于程序预设算法所得结果经各控制模块实时调控所述加湿设备、加热设备和/或鼓风设备的运行。
本发明进一步优选的方案中，所述气密舱一内分为功能风道箱和设备箱两部分；所述的加湿设备、加热设备和鼓风设备设置在所述的设备箱内；所述的进风口一和出风口一设置在所述的功能风道箱两侧；所述的功能风道箱与所述的设备箱之间通过送风口和回风口连通；所述的送风口设置在靠近所述出风口一的位置，所述的回风口设置在靠近所述进风口一的位置。设备箱中的加湿设备、加热设备和鼓风设备根据预设参数将空气制造成干热风，并在所述鼓风设备作用下通过所述的送风口将所需参数条件的干热风输送至功能风道箱内，进而依次通过所述的出风口一、送风管、进风口二进入所述的实验单元；所述实验单元内的空气随气压变化向出风口二流动，并依次通过所述的出风口二、回风管、进风口一进入所述的功能风道箱，进而通过所述的回风口进入所述的设备箱内；如此形成干热风的循环。
本发明进一步优选的方案中，所述的加湿设备由压缩机和加湿风机组成；所述的加热设备由加热管和扇热风机组成；所述的鼓风设备由循环风机和控风阀组成。
本发明进一步优选的方案中，所述的配电及控制系统还设有存储模块，用于存储必要的数据信息。
本发明进一步优选的方案中，所述的干热风发生单元外部进一步设有触控面板，所述的触控面板在所述干热风发生单元内部与所述配电及控制系统的处理器电连接，用于向所述的处理器输入和输出数据信号。
本发明优选的方案中，为了使所述的送风管和回风管在工作期间更加稳固并保持合适的高度，所述的送风单元进一步设置一组管道支架，所述的管道支架形式不限，用于将所述的送风管和回风管分别支撑固定在适合的高度。
本发明优选的方案中，为了方便重量较大的干热风发生单元的安装和移动，在所述的干热风发生单元底部进一步设置万向轮。
本发明的干热风发生模拟装置能调控一定范围内作物周边微气象环境中的温度、湿度和风速，实现高温、低湿并伴有均匀且稳定风力的风，模拟气象干热风的发生条件。与现有技术相比，本发明的装置具有可拆卸、便于移动、造价低廉、使用方便等优点，所述的实验单元气密舱二不限定尺寸大小，具体规格尺寸可以根据试验对象作物群体特征设计，既可以是实验室可用的小规模模拟实验箱，也可以是大田实验可用的步入式模拟实验舱。
附图说明
图1是本发明实施例1或2的干热风发生模拟装置的俯视结构图；
图2是本发明实施例1或2的干热风发生模拟装置的侧视结构示意图；
图3是本发明实施例1或2的干热风发生模拟装置实验箱/实验舱剖面结构示意图；
图4是本发明实施例1或2干热风发生和调控原理示意图。
图中：1-实验箱或实验舱、11-门盖、12-均流孔板A、13-均流孔板B、14-过滤网、2-功能风道箱、3-设备箱、4-控制箱、51-蛇型传输软管A、52-蛇型传输软管B、61-软管架A、62-软管架B。
具体实施方式
以下结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细阐述。应该理解，以下列举的实施例仅用于说明和解释本发明，而不构成对本发明技术方案的限制。
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
实施例1
一种可移动式干热风发生模拟装置，主要由干热风发生单元、实验单元和送风单元构成；如图1、2所示，实验单元设有实验箱1(即作为所述的气密舱二)，干热风发生单元设有气密舱一和配电及控制系统，气密舱一分为两部分，一部分是气密的功能风道箱2、另一部分是气密的设备箱3；配电及控制系统设有控制箱4；送风单元设有蛇型传输软管A 51、蛇形传输软管B 52、软管架A 61、软管架B 62；其中，实验箱1和功能风道箱2通过蛇型传输软管5连接，形成闭环通风。
如图3所示，所述实验箱1为方框型结构，内为正压区(约1-2mm水柱)，实验箱1长1200-2200mm，高度1200-2000mm；下方底面开放；左、右两侧为喇叭型方转圆接口，喇叭型方转圆接口长300-500mm；右侧(进风口二)喇叭型方转圆接口与箱体之间设缓冲均流段，缓冲均流段长200-400mm，在缓冲均流段安装孔分布位置不同的均流孔板A 12和均流孔板B 13，以最大限度地保证从功能风道箱进来的气流均匀化，且速度可控，确保与干热风发生的实际条件接近；左侧(出风口二)喇叭型方转圆接口内侧安装过滤网14，过滤网14为可拆卸式网状初效过滤器，更换清洗方便。实验箱1顶面及前、后两侧面均安装门盖11，各处门盖可由亚克力制成，保证箱体为透明结构，以期不影响作物光合并有较好的强度；同时，各处门盖可方便安装和拆卸，并保证箱体尽量不漏气。
所述实验箱1内安装空气温度、湿度传感器以及风速传感器，用于实时监测实验箱1内温度、湿度和风速。要求传感器和探头反应灵敏，具有远程温湿度显示与报警功能。
如图1、2所示，所述功能风道箱2左、右两侧为进风口一和出风口一；进风口一和出风口一分别通过喇叭型方转圆接口与蛇型传输软管5联通。功能风道箱2箱体上方安装设备箱3和控制箱4；功能风道箱2与设备箱3之间通过送风口和回风口连通；送风口和回风口均经气密处理；送风口设置在靠近出风口一的位置，回风口设置在靠近进风口一的位置。功能风道箱2做气密处理且设有冷凝水排放口。风速传感器也可以同时安装在功能风道箱2内，气体流量(风速)采用手动风阀调节，风速调节范围0～12m/s。系统采用AC-220V三线制供电，设备电功率＜3KW，保持实验箱1内≥3m/s风速。
如图4所示，所述设备箱3内安装加湿设备(压缩机和加湿风机)、加热设备(加热管和扇热风机)和鼓风设备(循环风机和控风阀)。空气湿度采用压缩机和加湿风机除湿来实现湿度调控，除湿量≥3kg/h，自然除湿不控制。空气温度采用加热管和扇热风机来实现温度调控。风速控制主要采用循环风机和控风阀来实现。所有装置都有低压和过流保护，有避免频繁启动功能。设备箱3内温度调控范围15-45℃，精度±1.0℃；湿度调控范围30-90％，精度±3.0％RH；风速调控范围0～12m/s，精度±1.0m/s。在设备箱3中通过压缩机制备加湿条件，加热管加热空气，制造干热风并达到设定参数条件，同时通过设备箱中加湿风机、扇热风机和循环风机的鼓风作用，将所需参数条件的干热风经送风口输送至功能风道箱2内。
所述控制箱4安装配电和控制系统采用PLC控制模式。内设主控制板，主控制板上设置低功耗处理器，可以设置时段、温度、湿度等，具有设定参数、连续监测、数据记录和存储功能，也可手动控制开或关。如图4所示，所述的主控制板设置多个控制模块和存储模块，控制模块包括控湿模块、控温模块和风控模块；所述的控温模块分别与所述的温度传感器和加热设备通过有线方式实现数据通讯；所述的控湿模块分别与湿度传感器和加湿设备通过有线方式实现数据通讯；所述的风控模块分别与风速探测器和鼓风设备通过有线方式实现数据通讯；所述处理器根据内置程序经各控制模块实时采集温度、湿度和风速数据，并基于程序预设算法所得结果经各控制模块实时调控所述加湿设备、加热设备和/或鼓风设备的运行。控制箱4外表面设有触控面板，在控制箱内部与所述的低功耗处理器电连接，用于向所述的处理器输入和输出数据信号。
所述蛇型传输软管5可选用PVC或金属材料，直径传输软管可用保温材料包裹以防止户外操作时软管自身温度上升过快。蛇型传输软管5在试验现场连接安装，要求连接简单方便可靠。如图2所示，软管架6采用插入土壤方式支撑固定蛇型传输软管5。
实际使用中，接入电源后，通过外部触控面板向处理器输入预设参数，处理器经控湿模块、控温模块和风控模块设置湿度、温度和风速的初始条件。其中，控湿模块对压缩机和加湿风机的控制实现湿度条件设置；控温模块对加热管和扇热风机的控制实现温度条件设置；风控模块对循环风机和控风阀的控制实现风速条件设置。各受控设备按照设置好的初始条件工作后，干热风经传输软管5输送至实验箱1，实验箱1内部的各环境条件传感器(湿度传感器、温度传感器和风速传感器)将采集到的环境条件参数实时传输至处理器并经处理器发送显示在触控面板上。处理器会根据内置程序预设的算法进行计算，基于所得结果经各控制模块实时调控所述加湿设备、加热设备和/或鼓风设备的运行，如实验箱中相关环境条件参数与干热风条件标准参数存在差异，可通过控制模块进行微调与修正，使微环境中各环境条件参数都能达到模拟实验的要求。
开展干热风模拟实验时，一般上午11:00开启控制模块，模拟调控至预定温湿度和风速的环境实验条件，如轻度干热风控制指标：温度≥32℃，湿度≤30％和风速≥3.0m/s；开始实施模拟实验，整个过程要求该目标条件至少稳定2h，至此，认定为一个干热风处理日，完成一次干热风模拟过程。
所述干热风发生模拟装置为可移动式模拟装置，在开展大田小型模拟试验时，装置各部件要求重量轻，具有防雨结构和不怕阳光照射的特点，实验箱重量小于≤30kg，功能风道箱过重可考虑安装小车；实验装置可外接延长电源线方式供电，实验装置与电源(供电点)距离≤100m。
所述可移动式干热风发生模拟装置，开展田间小型模拟试验时，可根据预定干热风处理时间提前1天安装装置于大田。以模拟黄淮海麦区干热风实验为例，试验时，首先将实验箱1牢稳放置于农田地面，箱体内作物尽量保持自然形态。在小麦开花灌浆期(黄淮海麦区一般在5月上中旬)，选择在相对湿度较小的晴天麦地开始干热风处理。一般上午11:00开启温湿度和风速调控器，逐渐调控至预定温湿度和风速；要求13:00～15:00达到预定目标条件，如轻度干热风控制指标：温度≥32℃，湿度≤30％和风速≥3.0m/s；且要求该目标条件至少稳定2h。15:00以后停止调控，使实验箱1内温度、湿度和风速逐渐恢复至与大田实际情况基本一致，至此，认定为一个干热风处理日。在试验过程中，出现温湿度和风速偏离目标范围时，调控控制箱4中控制系统，使其回归目标温湿度和风速范围。整体要求控制系统响应时间≤30min，平衡时间≥2h，由此可实现对高温低湿并伴有一定风力的干热风灾害天气的模拟。
实施例2
一种适用于大田实验的可移动式干热风发生模拟装置，主要由干热风发生单元、实验单元和送风单元构成；如图1、2所示，实验单元设有步入式实验舱1(即作为所述的气密舱二)，干热风发生单元设有气密舱一和配电及控制系统，气密舱一分为两部分，一部分是气密的功能风道箱2、另一部分是气密的设备箱3；配电及控制系统设有控制箱4；送风单元设有蛇型传输软管A 51、蛇形传输软管B 52、软管架A 61、软管架B 62；其中，步入式实验舱1和功能风道箱2通过蛇型传输软管5连接，形成闭环通风。
如图3所示，所述步入式干热风模拟实验舱1为方框型结构，内部为正压区(约1-2mm水柱)。步入式实验舱1长2000-6000mm，高度2000-3000mm(不限定尺寸大小，具体规格尺寸可以根据试验对象作物群体特征设计，也可根据实验需要设计)。步入式实验舱1内设置日光温室，步入式实验舱下垫面为种植作物的土壤底面或培养种植基质小区；左、右两侧为喇叭型方转圆接口，喇叭型方转圆接口长500-700mm。右侧(进风口二)的喇叭型方转圆接口与箱体之间设缓冲均流段，缓冲均流段长300-600mm，在缓冲均流段安装孔分布位置不同的均流孔板A 12和均流孔板B 13，以最大限度地保证从功能风道箱进来的气流均匀化，且速度可控，确保与干热风发生的实际条件接近。左侧(出风口二)的喇叭型方转圆接口内侧安装过滤网14，过滤网14为可拆卸式网状初效过滤器，更换清洗方便。
所述实验舱1内安装空气温度和湿度传感器，以及风速探测器，用于实时监测实验舱1内温度、湿度和风速。要求传感器和探头反应灵敏，具有远程温湿度显示与报警功能。
如图1、2所示，所述功能风道箱2左、右两侧为进风口一和出风口一；进风口一和出风口一分别通过喇叭型方转圆接口与蛇型传输软管5联通。功能风道箱2箱体上方安装设备箱3和控制箱4；功能风道箱2与设备箱3之间通过送风口和回风口连通；送风口和回风口均经气密处理；送风口设置在靠近出风口一的位置，回风口设置在靠近进风口一的位置。功能风道箱2做气密处理且设有冷凝水排放口。风速传感器也可以同时安装在功能风道箱2内，气体流量(风速)采用手动风阀调节，风速调节范围0～12m/s。系统采用AC-220V三线制供电，设备电功率＜3KW，保持实验舱1内≥3m/s风速。
如图4所示，所述设备箱3内安装加湿设备(压缩机和加湿风机)、加热设备(加热管和扇热风机)和鼓风设备(循环风机和控风阀)。空气湿度采用压缩机和加湿风机除湿来实现湿度调控，除湿量≥3kg/h，自然除湿不控制。空气温度采用加热管和扇热风机来实现温度调控。风速控制主要采用循环风机和控风阀来实现。所有装置都有低压和过流保护，有避免频繁启动功能。设备箱3内温度调控范围15-45℃，精度±1.0℃；湿度调控范围30-90％，精度±3.0％RH；风速调控范围0～12m/s，精度±1.0℃m/s。在设备箱3中通过压缩机制备加湿条件，加热管加热空气，制造干热风并达到设定参数条件，同时通过设备箱中加湿风机、扇热风机和循环风机的鼓风作用，将所需参数条件的干热风通过送风口输送至功能风道箱2内。
所述控制箱4安装配电和控制系统，采用PLC控制模式，内设主控制板，主控制板设有低功耗处理器，可以设置时段、温度、湿度等，具有设定参数、连续监测、数据记录和存储功能，也可手动控制开或关。如图4所示，所述的主控制板设置多个控制模块和存储模块，控制模块包括控湿模块、控温模块和风控模块；所述的控温模块分别与所述的温度传感器和加热设备通过有线方式实现数据通讯；所述的控湿模块分别与湿度传感器和加湿设备通过有线方式实现数据通讯；所述的风控模块分别与风速探测器和鼓风设备通过有线方式实现数据通讯；所述处理器根据内置程序经各控制模块实时采集温度、湿度和风速数据，并基于程序预设算法所得结果经各控制模块实时调控所述加湿设备、加热设备和/或鼓风设备的运行。控制箱4外表面设有触控面板，在控制箱内部与所述的低功耗处理器电连接，用于向所述的处理器输入和输出数据信号。
所述蛇型传输软管5可选用PVC或金属材料，直径传输软管可用保温材料包裹以防止户外操作时。软管自身温度上升过快。蛇型传输软管5在试验现场连接安装，要求连接简单方便可靠。如图2所示，软管架6采用插入土壤方式支撑固定蛇型传输软管5。
所述干热风发生模拟装置为步入式模拟舱，在大田做试验，装置各部件要求重量轻，具有防雨结构和不怕阳光照射的特点，实验箱重量小于≤100kg，功能风道箱考虑车载；实验装置可外接延长电源线方式供电，实验装置与电源(供电点)距离≤100m。
所述步入式干热风发生模拟实验舱，以模拟黄淮海麦区干热风实验为例，在小麦开花灌浆期(黄淮海麦区一般在5月上中旬)，选择在相对湿度较小的晴天麦地开始干热风处理。一般上午11:00开启温湿度和风速调控器，逐渐调控至预定温湿度和风速；要求13:00～15:00达到预定目标条件，如轻度干热风控制指标：温度≥32℃，湿度≤30％和风速≥3.0m/s；且要求该目标条件至少稳定2h。15:00以后停止调控，使实验舱1内温度、湿度和风速逐渐恢复至与大田实际情况基本一致，至此，认定为一个干热风处理日。在试验过程中，出现温湿度和风速偏离目标范围时，调控控制箱4中控制系统，使其回归目标温湿度和风速范围。整体要求控制系统响应时间≤30min，平衡时间≥2h，由此可实现对高温低湿并伴有一定风力的干热风灾害天气的模拟。
Claims (10)
1.一种可移动式干热风发生模拟装置，它由干热风发生单元、实验单元和送风单元构成；
所述的干热风发生单元用于设置、生成和调控干热风发生的温度、湿度和风速条件参数，至少设有气密舱一和配电及控制系统，所述的气密舱一至少设有加湿设备、加热设备、鼓风设备、进风口一和出风口一；
所述的实验单元用于限定和形成模拟实验空间，至少设有透光的气密舱二，所述的气密舱二至少设有进风口二和出风口二；
所述的送风单元用于在所述的干热风发生单元和所述的实验单元之间输送干热风，至少包括送风管和回风管；
所述的送风管两端连接所述出风口一和所述进风口二，所述的回风管两端连接所述出风口二和所述进风口一，由此形成闭合通风回路；
所述的配电及控制系统用于测控和记录实验单元内部的干热风参数并智能化管理装置的运行。
2.权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的送风管的两端通过变径接头连接所述的出风口一和进风口二，所述的回风管的两端通过变径接头连接所述的出风口二和进风口一；所述的变径接头进一步优选喇叭型方转圆接口。
3.权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的气密舱二中，在所述的进风口二内侧进一步设缓冲均流装置；所述的缓冲均流装置由至少一层均流孔板构成。
4.权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的气密舱二中，在所述的出风口二内侧进一步设置过滤网；进一步优选可拆卸式过滤网。
5.权利要求1所述的装置，其特征在于：所述气密舱二的侧壁上设有开口并设置至少1个可拆卸式透明密封盖密封所述开口。
6.权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的配电及控制系统至少包括低功耗处理器和控制模块；所述的低功耗处理器与所述的控制模块之间电连接。
7.权利要求6所述的装置，其特征在于：所述的气密舱二内部设置温度传感器、湿度传感器和风速探测器；所述的控制模块相应地包括控湿模块、控温模块和风控模块；所述的控温模块分别与所述温度传感器和所述加热设备通过有线或无线方式实现数据通讯；所述的控湿模块分别与所述湿度传感器和所述加湿设备通过有线或无线方式实现数据通讯；所述的风控模块分别与所述风速探测器和所述鼓风设备通过有线或无线方式实现数据通讯；所述处理器根据内置程序经各控制模块实时采集温度、湿度和风速数据，并基于程序预设算法所得结果经各控制模块实时调控所述加湿设备、加热设备和/或鼓风设备的运行。
8.权利要求1所述的装置，其特征在于：所述气密舱一内分为功能风道箱和设备箱两部分；所述的加湿设备、加热设备和鼓风设备设置在所述的设备箱内；所述的进风口一和出风口一设置在所述的功能风道箱两侧；所述的功能风道箱与所述的设备箱之间通过送风口和回风口连通；所述的送风口设置在靠近所述出风口一的位置，所述的回风口设置在靠近所述进风口一的位置。设备箱中的加湿设备、加热设备和鼓风设备根据预设参数将空气制造成干热风，并在所述鼓风设备作用下通过所述的送风口将所需参数条件的干热风输送至功能风道箱内，进而依次通过所述的出风口一、送风管、进风口二进入所述的实验单元；所述实验单元内的空气随气压变化向出风口二流动，并依次通过所述的出风口二、回风管、进风口一进入所述的功能风道箱，进而通过所述的回风口进入所述的设备箱内；如此形成干热风的循环。
9.权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的加湿设备由压缩机和加湿风机组成；所述的加热设备由加热管和扇热风机组成；所述的鼓风设备由循环风机和控风阀组成。
10.权利要求7、8或9任意一项所述的装置，其特征在于：所述的干热风发生单元外部进一步设有触控面板，所述的触控面板在所述干热风发生单元内部与所述配电及控制系统的处理器电连接，用于向所述的处理器输入和输出数据信号。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080025025A (ko) * | 2007-12-18 | 2008-03-19 | 안성호 | 농수산물의 열풍순환식 건조시스템 |
| KR101029007B1 (ko) * | 2010-05-11 | 2011-04-14 | 전종일 | 곶감 제조방법 및 제조장치 |
| CN102645314A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-22 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种便携式模拟干热风发生装置 |
| CN104808524A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-29 | 中国农业科学院农业信息研究所 | 一种作物干热风环境模拟与监控装置 |
| CN206470635U (zh) * | 2017-02-23 | 2017-09-05 | 郎花 | 一种作物干热风环境模拟与监控装置 |
| CN108872488A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-11-23 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种灾害性气候模拟装置 |
| CN209085891U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-07-09 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种干热风发生模拟装置 |
-
2018
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080025025A (ko) * | 2007-12-18 | 2008-03-19 | 안성호 | 농수산물의 열풍순환식 건조시스템 |
| KR101029007B1 (ko) * | 2010-05-11 | 2011-04-14 | 전종일 | 곶감 제조방법 및 제조장치 |
| CN102645314A (zh) * | 2012-04-27 | 2012-08-22 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种便携式模拟干热风发生装置 |
| CN104808524A (zh) * | 2015-04-09 | 2015-07-29 | 中国农业科学院农业信息研究所 | 一种作物干热风环境模拟与监控装置 |
| CN206470635U (zh) * | 2017-02-23 | 2017-09-05 | 郎花 | 一种作物干热风环境模拟与监控装置 |
| CN108872488A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-11-23 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种灾害性气候模拟装置 |
| CN209085891U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-07-09 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种干热风发生模拟装置 |
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