CN109508059A - 户内开关柜温湿度监控与自动调节系统及监控与调节方法 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
户内开关柜温湿度监控与自动调节系统及监控与调节方法，系统由单片机、温度传感器组、湿度传感器组、信号转换单元A、信号转换单元B、参数设置面板、复位按钮、起动按钮、停止按钮、显示单元、电加热板、继电器A、制冷装置、继电器B、除湿装置、继电器C、加湿装置、继电器D组成，利用高精度温湿度传感器对户内开关柜的温度和适度进行实时监测，在温度、湿度超出设定值范围时进行预警或报警，同时自动启动温度、湿度调节装置保证户内开关柜的温湿度值在安全值范围内，系统具有结构简单、稳定性好、反应速度快、抗干扰能力强等优点，对于提高户内开关柜的安全性和稳定性具有十分重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及户内开关柜监测技术，尤其涉及一种户内开关柜温湿度监控与自动调节系统。
背景技术
开关柜是户内配电电力系统中总开关，具有控制和保护双重作用。户内开关柜运行异常，必须及时处理，否则将导致绝缘降低、温升过高等问题，甚至发生危及安全生产的电气事故。开关柜长期运行在潮湿、高温、低温等恶劣环境下会对绝缘材料造成腐蚀，容易出现绝缘水平下降等现象，为安全生产带来事故隐患。现有户内开关柜监测系统能够对电压、电流、温度等常规参数进行监测，不能对开关柜内的湿度进行监测，也不能在湿度异常情况下实现湿度自动调节和预警。
发明内容
发明目的：
本发明提供一种户内开关柜温湿度监控与自动调节系统及监控与调节方法，其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
户内开关柜温湿度监控与自动调节系统由单片机、温度传感器组、湿度传感器组、信号转换单元A、信号转换单元B、参数设置面板、复位按钮、起动按钮、停止按钮、显示单元、电加热板、继电器A、制冷装置、继电器B、除湿装置、继电器C、加湿装置、继电器D组成，其中温度传感器组(多个温度传感器)的测量端设置在户内开关柜的温度测试点，温度传感器组的信号输出端与信号转换单元A的信号输入端相连接，信号转换单元A的信号输出端与单片机的信号输入端相连接，湿度传感器组(多个湿度传感器)的测量端设置在户内开关柜的湿度测试点，湿度传感器组的信号输出端与信号转换单元B的信号输入端相连接，信号转换单元B的信号输出端与单片机的信号输入端相连接，参数设置面板(触摸屏)的信号输出端与单片机的参数信号输入端相连接，复位按钮的信号输出端与单片机的复位信号输入端相连接，起动按钮的信号输出端与单片机的起动信号输入端相连接，停止按钮的信号输出端与单片机的停止信号输入端相连接，显示单元的信号输入端与单片机的显示驱动信号输出端相连接，电加热板的控制信号输入端经过继电器A与单片机的加热控制信号输出端相连接，制冷装置的控制信号输入端经过继电器B与单片机的制冷控制信号输出端相连接，除湿装置的控制信号输入端经过继电器C与单片机的除湿调节控制信号输出端相连接，加湿装置的控制信号输入端经过继电器D与单片机的加湿调节控制信号输出端相连接。
所述显示屏(也可以是手持式显示屏)通过临时固定装置临时固定(临时固定于墙面或者配电开关柜外表面，这样可以随时进行观测，还可以随意调整位置，以适应不同的场景！)；
临时固定装置包括横板(111)、外螺纹立杆(222)和“T”字形压板；
外螺纹立杆(222)为两根，两根外螺纹立杆(222)穿过横板(111)的两端(两根外螺纹立杆(222)穿过横板(111)的两端的通孔，且该通孔的直径略大于外螺纹立杆(222)的直径)，使得横板(111)能够沿着外螺纹立杆(222)的轴向上下移动；
“T”字形压板包括压板立杆(333-1)和压板横板(333-2)，压板立杆(333-1)垂直设置在压板横板(333-2)上端与压板横板(333-2)形成“T”字形结构；
横板(111)的下端设置有立管(111-1)和两根立顶杆(111-2)，两根立顶杆(111-2)位于立管(111-1)的两侧，压板立杆(333-1)的上端从立管(111-1)的下端开口伸进立管(111-1)内且压板立杆(333-1)能相对立管(111-1)做轴向伸缩动作(压板立杆(333-1)不会完全从立管(111-1)内完全脱离，这个方法属于现有技术，例如可以在压板立杆(333-1)上端做一个直径大于压板立杆(333-1的帽，帽的直径与立管(111-1)内径相适应，然后在立管(111-1)底部的开口处做一个固定帽，帽的中心开一个与压板立杆(333-1)直径相适应的通孔，供压板立杆(333-1)穿过，这样压板立杆就不会完全脱落了！)；压板立杆(333-1)上套有弹簧(333-3)，弹簧(333-3)的上端顶触立管(111-1)，弹簧(333-3)的下端顶触压板横板(333-2)；压板横板(333-2)的底部设置有万向球头(333-6)(也叫万向轮、万向球、万向球轴承等属于现有构件)，压板横板(333-2)的两端各设置有一个通孔，下压杆(333-4)穿过压板横板(333-2)的两个通孔，且能在该通孔内做上下移动；(下压杆(333-4)的直接与通孔直径相适应，只要刚好满足下压杆(333-4)能够移动即可！)
两根立顶杆(111-2)分别对应两根下压杆(333-4)的上端且与两根下压杆(333-4)的上端保持间隙；
外螺纹立杆(222)的上部设置有调整螺母(222-1)，调整螺母(222-1)设置在横板(111)的上部；外螺纹立杆(222)的低端设置有吸盘(222-2)；(采用现有吸盘即可)
使用时，将吸盘(222-2)吸附在地面，然后将显示屏边框(1-1)置于万向球头(333-6)底部，璇拧调整螺母(222-1)，使得横板(111)下移并压缩弹簧(333-3)，给显示屏边框(1-1)一个初步的预紧压力，此时，因为万向球头(333-6)的作用，显示屏边框(1-1)的位置仍然可以进行微调，例如角度等！此时，两根立顶杆(111-2)与两根下压杆(333-4)不接触，保持距离！根据需要对显示屏边框(1-1)的位置进行微调，然后继续璇拧调整螺母(222-1)，使得两根立顶杆(111-2)继续下移并顶住两根下压杆(333-4)下移，直至两根下压杆(333-4)下端顶紧显示屏边框(1-1)，完成定位。(此时，由于横板(111)的继续下移，使得万向球头(333-6)对显示屏边框(1-1)的上表面的压力继续增加，形成第一级压紧，而由于两根立顶杆(111-2)的作用形成第二级压紧，对括雷电冲击耐压发生器完成定位，防止其移动或者倾倒给实施过程带来影响或者设备损坏！需要拆卸时，反向璇拧调整螺母(222-1)，随着弹簧(333-3)的复位顶着横板(111)上移，两根立顶杆(111-2)逐渐离开两根下压杆(333-4)，接触压紧力，直到弹簧(333-3)完全恢复到初始状态，两级压紧力解除，另外，随着两根立顶杆(111-2)的上移，拉绳(111-3)也会拉着两根下压杆(333-4)上移并离开显示屏边框(1-1)。
立顶杆(111-2)与下压杆(333-4)之间连接有拉绳(111-3)。
下压杆(333-4)的上下两端的侧壁各设置有一个防止下压杆(333-4)从压板横板(333-2)上脱落的卡块(333-5)。
户内开关柜温湿度监控与自动调节系统工作过程描述：系统上电后各个功能芯片初始化，设置户内开关柜正常运行、异常运行、故障时的温度和湿度参数，等待起动指令输入，接收起动指令后温度传感器组、湿度传感器组采集户内开关柜温度和湿度信号，经过信号转换单元A、信号转换单元B隔离放大处理后反馈给单片机，单片机将计算后的温度和湿度值与设置的参数进行比较，在显示单元上对温度数据、湿度数据和户内开关柜工作状态分级(正常、异常、故障)显示，在设备异常情况下单片机结合故障类型发送控制信号经过继电器起动温度和湿度调节装置(低温时起动电加热板、高温时起动制冷装置、湿度高时起动除湿装置、湿度低时起动加湿装置)，实现对温度和湿度的在线调节。
为了排除干扰信号对系统的影响，单片机在处理温度和湿度数据过程采用硬件滤波与软件相结合的方式剔除干扰数据。软件采用数据作差比较法，即第N个数据和(N-1)个数据的差值的绝对值P，N前3个有效数据平均值与(N-3)前3个有效数据平均值的差值Q,如P＜3Q,则为真值，否则为干扰数据。
优点效果：
本发明提供一种户内开关柜温湿度监控与自动调节系统及方法，利用高精度温湿度传感器对户内开关柜的温度和适度进行实时监测，在温度、湿度超出设定值范围时进行预警或报警，同时自动启动温度、湿度调节装置保证户内开关柜的温湿度值在安全值范围内，系统具有结构简单、稳定性好、反应速度快、抗干扰能力强等优点，对于提高户内开关柜的安全性和稳定性具有十分重要的意义。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
图1户内开关柜温湿度监控与自动调节系统结构简图；
图2数据差法流程图；
图3为临时固定装置示意图。
具体实施方式
户内开关柜温湿度监控与自动调节系统，其特征在于：该系统包括单片机、温度传感器组、湿度传感器组、信号转换单元A、信号转换单元B、参数设置面板、复位按钮、起动按钮、停止按钮、显示单元、电加热板、继电器A、制冷装置、继电器B、除湿装置、继电器C、加湿装置和继电器D；
其中温度传感器组(多个温度传感器)的测量端设置在户内开关柜的温度测试点，温度传感器组的信号输出端与信号转换单元A的信号输入端相连接，信号转换单元A的信号输出端与单片机的信号输入端相连接，湿度传感器组(多个湿度传感器)的测量端设置在户内开关柜的湿度测试点，湿度传感器组的信号输出端与信号转换单元B的信号输入端相连接，信号转换单元B的信号输出端与单片机的信号输入端相连接，参数设置面板(触摸屏)的信号输出端与单片机的参数信号输入端相连接，复位按钮的信号输出端与单片机的复位信号输入端相连接，起动按钮的信号输出端与单片机的起动信号输入端相连接，停止按钮的信号输出端与单片机的停止信号输入端相连接，显示单元的信号输入端与单片机的显示驱动信号输出端相连接，电加热板的控制信号输入端经过继电器A与单片机的加热控制信号输出端相连接，制冷装置的控制信号输入端经过继电器B与单片机的制冷控制信号输出端相连接，除湿装置的控制信号输入端经过继电器C与单片机的除湿调节控制信号输出端相连接，加湿装置的控制信号输入端经过继电器D与单片机的加湿调节控制信号输出端相连接。
如图3所示，所述显示屏(也可以是手持式显示屏)通过临时固定装置临时固定(临时固定于墙面或者配电开关柜外表面，这样可以随时进行观测，还可以随意调整位置，以适应不同的场景！)；
临时固定装置包括横板(111)、外螺纹立杆(222)和“T”字形压板；
外螺纹立杆(222)为两根，两根外螺纹立杆(222)穿过横板(111)的两端(两根外螺纹立杆(222)穿过横板(111)的两端的通孔，且该通孔的直径略大于外螺纹立杆(222)的直径)，使得横板(111)能够沿着外螺纹立杆(222)的轴向上下移动；
“T”字形压板包括压板立杆(333-1)和压板横板(333-2)，压板立杆(333-1)垂直设置在压板横板(333-2)上端与压板横板(333-2)形成“T”字形结构；
横板(111)的下端设置有立管(111-1)和两根立顶杆(111-2)，两根立顶杆(111-2)位于立管(111-1)的两侧，压板立杆(333-1)的上端从立管(111-1)的下端开口伸进立管(111-1)内且压板立杆(333-1)能相对立管(111-1)做轴向伸缩动作(压板立杆(333-1)不会完全从立管(111-1)内完全脱离，这个方法属于现有技术，例如可以在压板立杆(333-1)上端做一个直径大于压板立杆(333-1的帽，帽的直径与立管(111-1)内径相适应，然后在立管(111-1)底部的开口处做一个固定帽，帽的中心开一个与压板立杆(333-1)直径相适应的通孔，供压板立杆(333-1)穿过，这样压板立杆就不会完全脱落了！)；压板立杆(333-1)上套有弹簧(333-3)，弹簧(333-3)的上端顶触立管(111-1)，弹簧(333-3)的下端顶触压板横板(333-2)；压板横板(333-2)的底部设置有万向球头(333-6)(也叫万向轮、万向球、万向球轴承等属于现有构件)，压板横板(333-2)的两端各设置有一个通孔，下压杆(333-4)穿过压板横板(333-2)的两个通孔，且能在该通孔内做上下移动；(下压杆(333-4)的直接与通孔直径相适应，只要刚好满足下压杆(333-4)能够移动即可！)
两根立顶杆(111-2)分别对应两根下压杆(333-4)的上端且与两根下压杆(333-4)的上端保持间隙；
外螺纹立杆(222)的上部设置有调整螺母(222-1)，调整螺母(222-1)设置在横板(111)的上部；外螺纹立杆(222)的低端设置有吸盘(222-2)；(采用现有吸盘即可)
立顶杆(111-2)与下压杆(333-4)之间连接有拉绳(111-3)。
下压杆(333-4)的上下两端的侧壁各设置有一个防止下压杆(333-4)从压板横板(333-2)上脱落的卡块(333-5)。
使用时，将吸盘(222-2)吸附在地面，然后将显示屏边框(1-1)置于万向球头(333-6)底部，璇拧调整螺母(222-1)，使得横板(111)下移并压缩弹簧(333-3)，给显示屏边框(1-1)一个初步的预紧压力，此时，因为万向球头(333-6)的作用，显示屏边框(1-1)的位置仍然可以进行微调，例如角度或者压在边框的位置等！此时，两根立顶杆(111-2)与两根下压杆(333-4)不接触，保持距离！根据需要对显示屏边框(1-1)的位置进行微调，然后继续璇拧调整螺母(222-1)，使得两根立顶杆(111-2)继续下移并顶住两根下压杆(333-4)下移，直至两根下压杆(333-4)下端顶紧显示屏边框(1-1)，完成定位。(此时，由于横板(111)的继续下移，使得万向球头(333-6)对显示屏边框(1-1)的上表面的压力继续增加，形成第一级压紧，而由于两根立顶杆(111-2)的作用形成第二级压紧，对括雷电冲击耐压发生器完成定位，防止其移动或者倾倒给实施过程带来影响或者设备损坏！需要拆卸时，反向璇拧调整螺母(222-1)，随着弹簧(333-3)的复位顶着横板(111)上移，两根立顶杆(111-2)逐渐离开两根下压杆(333-4)，接触压紧力，直到弹簧(333-3)完全恢复到初始状态，两级压紧力解除，另外，随着两根立顶杆(111-2)的上移，拉绳(111-3)也会拉着两根下压杆(333-4)上移并离开显示屏边框(1-1)。
利用上述的户内开关柜温湿度监控与自动调节系统所实施的监控与自动调节方法，其特征在于：
系统上电后各个功能芯片初始化，设置户内开关柜正常运行、异常运行、故障时的温度和湿度参数，等待起动指令输入，接收起动指令后温度传感器组、湿度传感器组采集户内开关柜温度和湿度信号，经过信号转换单元A、信号转换单元B隔离放大处理后反馈给单片机，单片机将计算后的温度和湿度值与设置的参数进行比较，在显示单元上对温度数据、湿度数据和户内开关柜工作状态分级(正常、异常、故障)显示，在设备异常情况下单片机结合故障类型发送控制信号经过继电器起动温度和湿度调节装置(低温时起动电加热板、高温时起动制冷装置、湿度高时起动除湿装置、湿度低时起动加湿装置)，，实现对温度和湿度的在线调节。
温度和湿度调节装置根据信号进行调节，包括低温时起动电加热板、高温时起动制冷装置、湿度高时起动除湿装置以及湿度低时起动加湿装置。
为了排除干扰信号对系统的影响，单片机在处理温度和湿度数据过程采用硬件滤波与软件相结合的方式剔除干扰数据；软件采用数据作差比较法，即第N个数据和(N-1)个数据的差值的绝对值P，N前3个有效数据平均值与(N-3)前3个有效数据平均值的差值Q,如果P＜3Q,则为真值，否则为干扰数据。
Claims (7)
1.户内开关柜温湿度监控与自动调节系统，其特征在于：该系统包括单片机、温度传感器组、湿度传感器组、信号转换单元A、信号转换单元B、参数设置面板、复位按钮、起动按钮、停止按钮、显示单元、电加热板、继电器A、制冷装置、继电器B、除湿装置、继电器C、加湿装置和继电器D；
其中温度传感器组的测量端设置在户内开关柜的温度测试点，温度传感器组的信号输出端与信号转换单元A的信号输入端相连接，信号转换单元A的信号输出端与单片机的信号输入端相连接，湿度传感器组的测量端设置在户内开关柜的湿度测试点，湿度传感器组的信号输出端与信号转换单元B的信号输入端相连接，信号转换单元B的信号输出端与单片机的信号输入端相连接，参数设置面板的信号输出端与单片机的参数信号输入端相连接，复位按钮的信号输出端与单片机的复位信号输入端相连接，起动按钮的信号输出端与单片机的起动信号输入端相连接，停止按钮的信号输出端与单片机的停止信号输入端相连接，显示单元的信号输入端与单片机的显示驱动信号输出端相连接，电加热板的控制信号输入端经过继电器A与单片机的加热控制信号输出端相连接，制冷装置的控制信号输入端经过继电器B与单片机的制冷控制信号输出端相连接，除湿装置的控制信号输入端经过继电器C与单片机的除湿调节控制信号输出端相连接，加湿装置的控制信号输入端经过继电器D与单片机的加湿调节控制信号输出端相连接。
2.根据权利要求1所述的户内开关柜温湿度监控与自动调节系统，其特征在于：显示单元为显示屏，所述显示屏通过临时固定装置临时固定；
临时固定装置包括横板(111)、外螺纹立杆(222)和“T”字形压板；
外螺纹立杆(222)为两根，两根外螺纹立杆(222)穿过横板(111)的两端，使得横板(111)能够沿着外螺纹立杆(222)的轴向上下移动；
“T”字形压板包括压板立杆(333-1)和压板横板(333-2)，压板立杆(333-1)垂直设置在压板横板(333-2)上端与压板横板(333-2)形成“T”字形结构；
横板(111)的下端设置有立管(111-1)和两根立顶杆(111-2)，两根立顶杆(111-2)位于立管(111-1)的两侧，压板立杆(333-1)的上端从立管(111-1)的下端开口伸进立管(111-1)内且压板立杆(333-1)能相对立管(111-1)做轴向伸缩动作；压板立杆(333-1)上套有弹簧(333-3)，弹簧(333-3)的上端顶触立管(111-1)，弹簧(333-3)的下端顶触压板横板(333-2)；压板横板(333-2)的底部设置有万向球头(333-6)，压板横板(333-2)的两端各设置有一个通孔，下压杆(333-4)穿过压板横板(333-2)的两个通孔，且能在该通孔内做上下移动；
两根立顶杆(111-2)分别对应两根下压杆(333-4)的上端且与两根下压杆(333-4)的上端保持间隙；
外螺纹立杆(222)的上部设置有调整螺母(222-1)，调整螺母(222-1)设置在横板(111)的上部；外螺纹立杆(222)的低端设置有吸盘(222-2)；
使用时，将吸盘(222-2)吸附在柜里面或者墙面，然后将显示屏边框置于万向球头(333-6)底部，璇拧调整螺母(222-1)，使得横板(111)下移并压缩弹簧(333-3)，给显示屏边框一个初步的预紧压力，根据需要对显示屏边框的位置进行微调，然后继续璇拧调整螺母(222-1)，使得两根立顶杆(111-2)继续下移并顶住两根下压杆(333-4)下移，直至两根下压杆(333-4)下端顶紧显示屏边框，完成定位。
3.根据权利要求2所述的户内开关柜温湿度监控与自动调节系统，其特征在于：立顶杆(111-2)与下压杆(333-4)之间连接有拉绳(111-3)。
4.根据权利要求2或3所述的户内开关柜温湿度监控与自动调节系统，其特征在于：下压杆(333-4)的上下两端的侧壁各设置有一个防止下压杆(333-4)从压板横板(333-2)上脱落的卡块(333-5)。
5.利用权利要求1所述的户内开关柜温湿度监控与自动调节系统所实施的监控与自动调节方法，其特征在于：
系统上电后各个功能芯片初始化，设置户内开关柜正常运行、异常运行、故障时的温度和湿度参数，等待起动指令输入，接收起动指令后温度传感器组、湿度传感器组采集户内开关柜温度和湿度信号，经过信号转换单元A、信号转换单元B隔离放大处理后反馈给单片机，单片机将计算后的温度和湿度值与设置的参数进行比较，在显示单元上对温度数据、湿度数据和户内开关柜工作状态分级显示，在设备异常情况下单片机结合故障类型发送控制信号经过继电器起动温度和湿度调节装置，实现对温度和湿度的在线调节。
6.根据权利要求5所述的监控与自动调节方法，其特征在于：温度和湿度调节装置根据信号进行调节，包括低温时起动电加热板、高温时起动制冷装置、湿度高时起动除湿装置以及湿度低时起动加湿装置。
7.根据权利要求6所述的监控与自动调节方法，其特征在于：单片机在处理温度和湿度数据过程采用硬件滤波与软件相结合的方式剔除干扰数据；软件采用数据作差比较法，即第N个数据和(N-1)个数据的差值的绝对值P，N前3个有效数据平均值与(N-3)前3个有效数据平均值的差值Q,如果P＜3Q,则为真值，否则为干扰数据。
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