CN109990409B - 基于数字孪生的车间环境监测装置 - Google Patents

基于数字孪生的车间环境监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于数字孪生的车间环境监测装置，有效的解决了现有车间人工控制车间环境不稳定，控制精度低，数控效果工作情况不稳定，大型处理器成本过高的问题；其解决的技术方案是包括控制盒、温度传感器、电子湿度仪、空气质量检测仪，控制盒开设有散热孔，还包括主体外壳，控制盒安装在主体外壳内，主体外壳两端固定连接有外抽气扇，主体外壳后端固定连通有灰尘过滤装置，灰尘过滤装置后端固定连通有同一个气道，气道中部和控制盒连通，气道左右均设置有空气处理装置；本发明结构简洁，易于使用，稳定性强，可长期有效的监测车间环境并及时控制车间内相关环境调节装置工作，有效的保持车将内部环境的稳定，实用性强。

Description

基于数字孪生的车间环境监测装置
技术领域
本发明涉及数字孪生智能车间技术领域，具体是基于数字孪生的车间环境监测装置。
背景技术
数字孪生Digital twin，指将一个工厂的厂房及产线，在没有建造之前，就完成数字化模型。从而在虚拟的赛博空间中对工厂进行仿真和模拟，并将真实参数传给实际的工厂建设。而工房和产线建成之后，在日常的运维中二者继续进行信息交互。Digital twin最为重要的启发意义在于，它实现了现实物理系统向赛博空间数字化模型的反馈。这是一次工业领域中，逆向思维的壮举。人们试图将物理世界发生的一切，塞回到数字空间中。只有带有回路反馈的全生命跟踪，才是真正的全生命周期概念。这样，就可以真正在全生命周期范围内，保证数字与物理世界的协调一致。各种基于数字化模型进行的各类仿真、分析、数据积累、挖掘，甚至人工智能的应用，都能确保它与现实物理系统的适用性。这就是Digitaltwin对智能制造的意义所在。 智能系统的智能首先要感知、建模，然后才是分析推理。
现有的车间大多对工作环境，如温度、湿度、空气颗粒物含量有较高的要求，然而，复杂的车间环境使得大多数的车间通常仅依靠空调和风扇来实现对车间环境的控制，其具体控制多依靠人体感知和人工开关空调或风扇控制，控制不精细，无法做到自动控制和精细化控制。有些车间采用传感器配合控制盒，通过控制车间内的风扇、换气系统或空调控制车间环境的稳定，然而车间环境复杂，小型控制盒反而易受车间高灰尘浓度、高温度等的影响导致控制失准、失效，而若采用大型处理器或处理柜则明显成本过高，故急需一种小型车间环境监控装置，其能结合数字孪生技术分析和处理采集到的车间环境信息，并能在复杂的车间环境中正常工作，保持稳定。
因此，本发明提供一种基于数字孪生的车间环境监测装置来解决此问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种基于数字孪生的车间环境监测装置来解决此问题，有效的解决了现有车间人工控制车间环境不稳定，控制精度低，数控效果工作情况不稳定，大型处理器成本过高的问题。
本发明包括控制盒、温度传感器、电子湿度仪、空气质量检测仪，所述的控制盒左右两侧均开设有散热孔，其特征在于，还包括左右通透的主体外壳，所述的控制盒可拆卸安装在主体外壳内，所述的主体外壳左右两端均固定连接有外抽气扇，所述的主体外壳左右两侧后端均固定连通有灰尘过滤装置，两个所述的灰尘过滤装置后端均固定连通有同一个气道，所述的气道中部和所述的控制盒连通，所述的气道左右两侧均设置有分别置于两个所述灰尘过滤装置后部的空气处理装置，两个所述的灰尘过滤装置可将主体外壳内的空气过滤并排出至气道，空气通过相应的空气处理装置进入所述的控制盒内；
所述的空气处理装置包括固定连接在气管内的框架，所述的框架内均匀的固定连接有若干下板，每个所述的下板均为下端和所述气道底面接触上端向后延伸并不和气道顶面接触的斜板，相邻两个下板之间均设置有固定连接在框架内的上板，每个所述的上板均为上端和所述气道顶面接触下端向前延伸并不和气道底面接触的斜板，每个所述的上板和每个所述的下板均为高电阻材料制成，两个所述的框架、两个所述的外抽气扇、两个所述的灰尘过滤装置、温度传感器、电子湿度仪、空气质量检测仪均和控制盒电连接。
优选的，所述的空气过滤装置包括中空的过滤外壳，所述的过滤外壳前端和主体外壳连通处固定连接有内抽气扇，所述内抽气扇后端设置有固定连接在过滤外壳上端面的导流板，所述的导流板下端向后倾斜并不和过滤外壳底面接触，所述的导流板后端设置有喷淋装置，所述的过滤外壳和所述气道连通处设置有若干小抽气扇，所述的内抽气扇、所述的喷淋装置和若干所述小抽气扇均和控制盒电连接。
优选的，两个所述的过滤外壳一侧均开设有透气孔，所述的透气孔开设于内抽气扇和导流板之间，所述的气道内部后端面中央固定连接有导流块，所述的导流块可将气道内的空气导流至控制盒内。
优选的，所述的喷淋装置包括若干固定连接在所述过滤外壳顶部的喷淋头，每个所述的喷淋头上端均穿过过滤外壳顶面和直水管连通，每个所述的直水管均和外接水源连通。
优选的，两个所述的过滤外壳底面均为向后倾斜的斜面，两个所述的过滤外壳底面后端均开设有若干漏水孔，每个所述的漏水孔均和固定连接在主体外壳底面的污水槽连通，所述的污水槽可将污水排至外界。
优选的，每个所述的直水管后端均连通有U型管，每个所述的U型管下端均置于相应的所述空气处理装置后端并置于气道内，每个所述的U型管另一端均穿过气道顶面和同一分流管连通，所述分流管和外界水源连通。
优选的，所述的主体外壳后端固定连接有湿度检测气道，所述的湿度检测气道左右两端固定连接有风扇，两个所述风扇内测均固定连接有静电除尘装置，两个所述的静电除尘装置之间设置有所述的电子湿度仪；
所述的静电除尘装置包括固定连接在湿度检测气道内的除尘框架，所述除尘框架内从前至后并列的均匀排列有若干阳极板，若干所述的阳极板均通过固定轴固定连接在除尘框架内，相邻两个阳极板之间均设置有阴极板，若干所述的阴极板通过导电轴固定连接在除尘框架内，所述的导电轴和控制盒电连接。
优选的，两个所述得除尘框架内左右紧邻的排列有三列所述的阳极板和阴极板，左右相邻的阳极板之间不处于同一平面内，左右相邻的阴极板不处于同一平面内。
优选的，所述的湿度检测气道后端固定连接有质量检测通道，所述的质量检测通道连通固定连接风扇，所述的质量连接通道内设置有所述的空气质量检测仪。
优选的，所述的主体外壳上固定连接有报警器，所述的主体外壳上固定连接有三个显示屏，三个所述的显示屏和所述的报警器均和控制盒电连接。
本发明针对现有车间人工控制车间环境不稳定，控制精度低，数控效果工作情况不稳定，大型处理器成本过高的问题做出改进，采用温度传感器、电子湿度仪、空气质量检测仪采集车间内的环境信息，并通过以数字孪生技术为基础的控制盒，处理采集到的信息并通过该信息控制车间内的换气系统、空调系统工作，保证车间环境的持续稳定达标；通过灰尘过滤装置保证了控制盒的洁净工作环境，从而保证了控制盒的工作稳定；通过空气处理装置配合U型管，实现对控制盒工作空间温度的相对稳定控制，进一步保证了控制盒工作的稳定，本发明结构简洁，易于使用，稳定性强，可长期有效的监测车间环境并及时控制车间内相关环境调节装置工作，有效的保持车将内部环境的稳定，实用性强。
附图说明
图1为本发明立体示意图一。
图2为本发明主视示意图。
图3为本发明立体示意图二。
图4为本发明左视示意图。
图5为本发明剖视示意图一。
图6为本发明过滤外壳及其相关结构立体示意图。
图7为本发明过滤外壳及其内部结构剖视示意图。
图8为本发明过滤外壳及其相关结构俯视示意图。
图9为本发明气道及其相关结构立体示意图。
图10为本发明气道及其相关结构主视示意图。
图11为本发明气道及其内部结构剖视示意图。
图12为本发明空气处理装置立体示意图。
图13为本发明剖视示意图二。
图14为本发明剖视示意图三。
图15为本发明静电除尘装置立体示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图15对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
实施例一，本发明为基于数字孪生的车间环境监测装置，包括控制盒1、温度传感器2、电子湿度仪3、空气质量检测仪4，所述的控制盒1左右两侧均开设有散热孔，所述的温度传感器2为常见的温度传感器2，本装置中布置四个以便于控制盒1根据四组数据计算车间内的准确温度，所述的电子湿度仪3、控制质量检测仪均为常见的仪器，分别用于检测车间的空气湿度和大颗粒物浓度，所述的控制盒1内集成有以数字孪生为基础的数字信息处理芯片，其特征在于，还包括左右通透的主体外壳5，所述的控制盒1可拆卸安装在主体外壳5内，具体的，所述的控制盒1放置在主体外壳5内部中央位置，控制盒1前后壁和主体外壳5前后内壁紧贴，其可拆卸的安装在主体外壳5内以便于取出调试和转移其内部存储的数据，所述的主体外壳5左右两端均固定连接有外抽气扇6，所述的外抽气扇6为常见的抽气扇，其可将主体外壳5内部的空气抽出，从而可将控制盒1内部的空气裹挟其内部的灰尘一并抽出，因两个抽气扇相对设置，故在抽气的过程中同样会有空气补充进主体外壳5内，从而形成空气循环，不停流通的空气和带走主体外壳5和控制盒1内的灰尘，从而保证控制盒1具有一个较好的工作环境，所述的主体外壳5左右两侧后端均固定连通有灰尘过滤装置，灰尘过滤装置为常见的灰尘过滤器，具体的，器可以是滤网式空气过滤器，也可以是静电净化式空气过滤器，其目的在于净化被内抽气扇12吸入灰尘过滤装置内的空气，并将洁净的空气排出，两个所述的灰尘过滤装置后端均固定连通有同一个气道7，所述的气道7中部和所述的控制盒1连通，洁净的空气经灰尘过滤装置排出后通过气道7重新回到控制盒1内，并将控制盒1内的灰尘带出，从而形成空气净化的循环，为保证控制盒1和气道7的连通，所述的控制盒1后端面也开设有散热孔，所述的气道7左右两侧均设置有分别置于两个所述灰尘过滤装置后部的空气处理装置，两个所述的灰尘过滤装置可将主体外壳5内的空气过滤并排出至气道7，空气通过相应的空气处理装置进入所述的控制盒1内，所述的空气处理装置可进一步处理经灰尘过滤装置处理的空气，空气处理装置可将通过的空气烘干，使进入控制盒1内的空气保持干燥，从而为控制盒1提供一个更加良好的工作环境，同时，空气处理装置还可对空气进行加热，从而使控制盒1在车间内温度较低时仍能保持正常稳定的工作状态；
所述的空气处理装置包括固定连接在气管内的框架8，参考图5、图12，所述的框架8内均匀的固定连接有若干下板9，每个所述的下板9均为下端和所述气道7底面接触上端向后延伸并不和气道7顶面接触的斜板，相邻两个下板9之间均设置有固定连接在框架8内的上板10，每个所述的上板10均为上端和所述气道7顶面接触下端向前延伸并不和气道7底面接触的斜板，所述的下板9和上板10交替交错排列，从而在框架8内形成了一个连续波浪性通道，通过其间的空气中的灰尘将会被交错设置的上板10和下板9阻隔，防止其进一步进入气道7中，每个所述的上板10和每个所述的下板9均为高电阻材料制成，两个所述的框架8、两个所述的外抽气扇6、温度传感器2、电子湿度仪3、空气质量检测仪4均和控制盒1电连接，控制盒1在控制两个所述的框架8、两个所述的外抽气扇6、两个所述的灰尘过滤装置、温度传感器2、电子湿度仪3、空气质量检测仪4同样为各个电子元件或仪器供电，所述的控制盒1和外界电源相连，控制盒1为两个框架8供电从而使相应框架8内的若干上板10和下板9变为加热电阻板，便于其烘干潮湿的空气，同时，控制盒1和车间内的换气系统、空调系统均相连，控制盒1和通过采集到的空气信息控制车间内相应系统的工作，从而保证车间环境的稳定，本实施例在具体使用时，用户可预先通过外部设备先行在控制盒1内设置车间需要的温度区间、湿度区间、不同大颗粒物的浓度区间，之后启动控制盒1，控制盒1通过分析温度传感器2、电子湿度仪3、空气质量检测仪4采集到的相应信息控制车间内的换气系统、空调系统等相应的环境处理系统工作，保证车间环境的稳定，同时，控制盒1工作带动两个外抽气扇6和两个所述的灰尘过滤装置工作，并对两个框架8通电，将主体外壳5的空气相外抽，在此过程中，因两个外抽气扇6为相对设置的开放式抽气扇，故保证了主体外壳5内的空气不会被抽干，从而保证了主体外壳5内空气的流通和外抽气扇6工作的稳定，之后灰尘过滤装置则将外抽气扇6抽出的气流中的一部分抽入灰尘过滤装置，经其净化灰尘后进入空气处理装置烘干和加热，之后处理后的空气进入控制盒1并从控制盒1两侧的散热孔内被相应一侧的外抽气扇6抽出，以此形成流通空气的循环，保证了控制盒1始终处在一个稳定且合适的工作环境。
实施例二，在实施例一的基础上，本实施例提供一种具体的灰尘过滤装置，使其能适应本质装置的需求，具体的，参考图6、图7，所述的空气过滤装置包括中空的过滤外壳11，所述的过滤外壳11前端和主体外壳5连通处固定连接有内抽气扇12，具体的，所述的过滤外壳11为中空的外壳，其左侧开设有大通孔，使过滤外壳11和所述的主体外壳5相连通，所述的内抽气扇12固定连接在大通孔内，所述内抽气扇12后端设置有固定连接在过滤外壳11上端面的导流板13，所述的导流板13下端向后倾斜并不和过滤外壳11底面接触，所述的导流板13为从过滤外壳11上端面左侧向右下倾斜的斜板，其目的在于使内抽气扇12抽入的气流均能从导流板13下方经过从而在过滤外壳11内形成一个U形的气流，使空气在被内抽气扇12抽入过滤外壳11内后，大颗粒灰尘会直接附着在导流板13上，而气流则在倾斜的导流板13的作用下向过滤外壳11下部运动，为便于使空气中的大颗粒灰尘能附着在导流板13上，所述的导流板13面向内抽气扇12一侧可固定连接易沾灰材质的薄板，如毡垫、硅胶板等，所述的导流板13后端设置有喷淋装置，所述的喷淋装置可将通过导流板13的空气净化，所述的喷淋装置应选用喷雾状喷淋装置，以便于有效的将空气内的灰尘净化同时也不会使过滤外壳11内过于潮湿，所述的过滤外壳11和所述气道7连通处设置有若干小抽气扇14，若干所述的小抽气扇14可将经喷淋装置净化的空气抽入至气道7中，所述的内抽气扇12、所述的喷淋装置和若干所述小抽气扇14均和控制盒1电连接，控制盒1在控制所述的所述的内抽气扇12、喷淋装置和小抽气扇14时，同时为其提供电能，本实施例在具体使用时，当本装置工作时，控制盒1控制所述的内抽气扇12、喷淋装置和小抽气扇14工作，内抽气扇12将主体外壳5内的空气抽入至过滤外壳11中，经导流板13的作用，空气中的大颗粒灰尘被吸附在导流板13上以达到初步净化除尘的效果，之后空气通过导流板13下端来到导流板13后方，在喷淋装置的作用下，空气中的灰尘被水雾吸附并落在过滤外壳11底部，洁净的空气被小抽气扇14抽入气道7中，因喷淋装置设在过滤外壳11顶部，而小抽气扇14同样在过滤外壳11顶部，则在此小抽气扇14抽气过程中，不可避免的会将部分水雾抽入气道7中，其实，无论小抽气扇14和喷淋装置以何种位置关系设置在过滤外壳11内，小抽气扇14均会将湿度较大的空气抽入气道7中，此时，小抽气扇14后端的空气处理装置中交错设置的上板10和下板9就起到了过滤水雾的作用，水雾会附着在交错密布排列的上板10和下板9上，并在框架8通电后被上板10和下板9蒸发干燥，从而使进入气道7内的空气为干燥的空气。
实施例三，在实施例二的基础上，为便于被小抽气扇14抽入气道7内的空气在经空气处理装置处理后能顺利的进入控制外壳内，本实施例在气道7内增设相应的导流结构，从而达到所需的效果，具体的，两个所述的过滤外壳11一侧均开设有透气孔15，所述的透气孔15开设于内抽气扇12和导流板13之间，因所述的外抽气扇6、内抽气扇12、小抽气扇14均为抽气扇，即在整个空气流通和循环的过程中，气流将源源不断的从主体外壳5、气道7、控制盒1内被抽出，而单纯的依靠空气从对置的外抽气扇6的间隙向主体外壳5、内补气明显会大幅度影响本装置的效率，故在过滤外壳11处设置透气孔15用于为整个空气循环结构补气，以便于维持气流和工作的稳定，透气孔15设置在抽气扇和导流板13之间使得进入过滤外壳11内的空气同样可先经导流板13的初步灰尘吸附，在到过滤外壳11后部受喷淋装置的净化，从而保证了从透气孔15进入的空气同样可得到多级的完全的净化，所述的气道7内部后端面中央固定连接有导流块16，所述的导流块16可将气道7内的空气导流至控制盒1内，参考图11，所述的导流块16后端固定连接在气道7后侧壁，其左右两侧面向中部倾斜并最终相交，从而可将相应一侧空气均导流入控制盒1内，从而使空气更好的实现主体外壳5-过滤外壳11-气道7-控制盒1-主体外壳5的循环，从而使流过控制盒1的空气始终为温度适中、湿度适中且洁净的空气，从而保证了控制盒1的优良工作环境。
实施例四，在实施例二的基础上，本实施例提供了一种为具体的喷淋装置和为喷淋装置供水的结构，具体的，所述的喷淋装置包括若干固定连接在所述过滤外壳11顶部的喷淋头17，所述的喷淋头17均为喷雾式喷淋头17，每个所述的喷淋头17上端均穿过过滤外壳11顶面和直水管18连通，每个所述的直水管18均和外接水源连通，每个所述的直水管18和外接水源连通处均可设置一个电动阀门，若干电动阀门和控制盒1电连接。
实施例五，在实施例二的基础上，在喷淋装置喷水雾的过程中，会有越来越多的水积存在过滤外壳11底部，长时间积存将会影响整个装置的工作，故本实施例提供一种具体的方式防止该情况的发生，具体的，参考图3、图8，两个所述的过滤外壳11底面均为向后倾斜的斜面19，两个所述的过滤外壳11底面后端均开设有若干漏水孔20，每个所述的漏水孔20均和固定连接在主体外壳5底面的污水槽21连通，所述的污水槽21可将污水排至外界，斜面19的设置可使得喷淋头17喷出的水雾在过滤外壳11底部积存的水流能流至过滤外壳11后部，并通过透水孔流入污水槽21，污水槽21一侧设置有出水口，可在出水口处固定连接软管并以此将污水槽21内的污水排出。
实施例六，在实施例四的基础上，因空气经空气处理装置处理后温度较高，问保证空气在进入控制盒1时具有正常的温度，本实施例提供一种具体的结构，具体的，参考图5，每个所述的直水管18后端均连通有U型管22，每个所述的U型管22下端均置于相应的所述空气处理装置后端并置于气道7内，若干所述的U型管22置于空气处理装置后可作为水冷装置，使U型管22和直水管18除了能为喷淋头17供水外还可同时为气道7内的空气提供水冷的能力，每个所述的U型管22另一端均穿过气道7顶面和同一分流管23连通，所述分流管23和外界水源连通，所述的电子阀门此时可设置在分流管23和外界水源连通处，在控制水流开关的同时也可控制水流的大小，流量的大小决定了U型管22水冷的效果，控制盒1可以此控制U型管22的水冷能力，同时因所述框架8也和控制盒1电连接，故控制盒1可通过对框架8供电电压的控制实现对空气处理装置干燥温度的控制，配合对电子阀门水流量的控制，可实现对从气道7进入控制盒1空气温度的精确控制，U型管22的设置实现了对通过空气处理装置的空气的冷却，同时还可对喷淋头17供水，这样设置可有效的降低成本，提高结构的空间利用率，同时，因直水管18暴露在外部空间，其内水流和自行散发热量，同时，为防止喷淋头17喷入过滤外壳11内的水流过热影响本装置内部的整体温度，可在所述的直水管18下方固定连接散热风扇25，便于直水管18和外部空气的热交换。
实施例七，在实施例一的基础上，本实施例为电子湿度仪3提供一种具体的放置结构，从而防止电子湿度仪3暴露在车间环境中，从而保护了电子湿度仪3的使用寿命，具体的，所述的主体外壳5后端固定连接有湿度检测气道24，所述的湿度检测气道24左右两端固定连接有风扇25，两个所述的风扇25分别为一个抽风扇25和一个排风扇25，抽风扇25和排风扇25可将外界空气抽入湿度检测气道24内形成气流，从而便于电子湿度仪3检测，两个所述风扇25内测均固定连接有静电除尘装置，两个所述的静电除尘装置之间设置有所述的电子湿度仪3，因车间内的空气通常空气灰尘含量较高，空气灰尘含量较高则会影响电子湿度仪3的测量准确性，故为保证电子湿度仪3的测量准确性，也为了电子湿度仪3能有一个较为洁净的工作环境，在电子湿度仪3的两侧设置了静电除尘装置，需注意的是，两个所述的风扇25优选带有百叶的风扇25，其可在本装置不工作时关闭湿度检测气道24，从而可对电子湿度仪3起到保护作用；
所述的静电除尘装置包括固定连接在湿度检测气道24内的除尘框架26，所述除尘框架26用于为静电除尘装置提供固定基础，其前后两端面分别和湿度检测气道24的前后内侧壁贴合，为便于清洗，除尘框架26应可拆卸连接在湿度检测气道24内，所述除尘框架26内从前至后并列的均匀排列有若干阳极板27，若干所述的阳极板27均通过固定轴28固定连接在除尘框架26内，所述的固定轴28通过导线接墙面或接地，相邻两个阳极板27之间均设置有阴极板29，若干所述的阴极板29通过导电轴30固定连接在除尘框架26内，所述的导电轴30和控制盒1电连接，控制盒1为导电轴30供电，导电轴30荷电从而使各个阴极板29荷电，并在阳极板27上产生感应电流，空气通过阳极板27和阴极板29之间后在感应电场的作用下被电离，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳极板27运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极板27运动，到达阳极板27后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板27上，而得到净化的气体排出除尘框架26外。
实施例八，在实施例七的基础上，为保证除尘效果，每个除尘框架26之间设置有三组阳极板27和阴极板29，两个所述得除尘框架26内左右紧邻的排列有三列所述的阳极板27和阴极板29，左右相邻的阳极板27之间不处于同一平面内，左右相邻的阴极板29不处于同一平面内，即三级阳极板27和阴极板29之间交错排列，从而使能保证静电除尘装置的净化效果更好，因静电除尘装置需高压电电离流过的气体，故所述的控制盒1内需集成有变压器，并通过变压器为静电除尘装置供电。
实施例九，在实施例七的基础上，所述的湿度检测气道24后端固定连接有质量检测通道31，所述的质量检测通道31连通固定连接风扇25，所述的质量连接通道内设置有所述的空气质量检测仪4，所述的空气质量检测仪4为常见的空气质量检测仪4，需注意的是，参考图14，因所述的空气质量检测仪4是有朝向性的，附图14中的空气质量检测仪4气体收集口朝向左侧，故质量检测通道31左侧固定连接的应为抽气扇，右侧固定连接的应为排气扇，两个所述的风扇25优选带有百叶的风扇25，其可在本装置不工作时关闭质量检测通道31，从而可对空气质量检测仪4起到保护作用。
实施例十，在实施例一的基础上，所述的主体外壳5上固定连接有报警器32，所述的主体外壳5上固定连接有三个显示屏33，三个所述的显示屏33和所述的报警器32均和控制盒1电连接，三个显示屏33可分别用于显示车间内的温度、湿度和空气大颗粒污染物浓度数值，所述的报警器32用于报警，可在车间环境严重超标时报警。
本发明在具体使用时，用户预先通过外部设备先行在控制盒1内设置车间需要的温度区间、湿度区间、不同大颗粒物的浓度区间和控制盒1内部适宜工作温度区间，之后启动控制盒1，控制盒1通过分析温度传感器2、电子湿度仪3、空气质量检测仪4采集到的相应信息控制车间内的换气系统、空调系统等相应的环境处理系统工作，保证车间环境的稳定，同时，控制盒1工作带动两个外抽气扇6和两个所述的灰尘过滤装置工作，并对两个框架8通电，将主体外壳5的空气相外抽，在此过程中，因两个外抽气扇6为相对设置的开放式抽气扇，故保证了主体外壳5内的空气不会被抽干，从而保证了主体外壳5内空气的流通和外抽气扇6工作的稳定，
同时，灰尘过滤装置工作，具体的，控制盒1控制所述的内抽气扇12、喷淋装置和小抽气扇14工作，内抽气扇12将主体外壳5内的空气抽入至过滤外壳11中，经导流板13的作用，空气中的大颗粒灰尘被吸附在导流板13上以达到初步净化除尘的效果，之后空气通过导流板13下端来到导流板13后方，在喷淋装置的作用下，空气中的灰尘被水雾吸附并落在过滤外壳11底部，洁净的空气被小抽气扇14抽入气道7中；
在控制盒1控制灰尘过滤装置的同时，控制盒1控制水源处的电子阀门开启，水流通过分流管23、U型管22、支水管为喷淋装置提供用水，同时还可为气道7内的空气提供水冷的能力，控制盒1可通过控制电子阀门开启的程度控制水流开关的和水流的大小，流量的大小决定了U型管22水冷的效果，同时，因所述框架8也和控制盒1电连接，故控制盒1可通过对框架8供电电压的控制实现对空气处理装置干燥温度的控制，为便于控制盒1精细控制进入控制盒1内空气的温度，可在控制盒1内安装和控制盒1电连接的内温度传感器2，当控制盒1内温度高于适宜工作温度区间上限时，控制盒1通过电子阀门增大流过U型管22的单位时间水流流量水流，同时可同步降低对除尘框架26的电压，从而降低其烘干能力，反之，当控制盒1内温度低于适宜工作温度区间下限时，则调低单位时间水流流量同时增加对除尘框架26供电的电压即可。
本发明针对现有车间人工控制车间环境不稳定，控制精度低，数控效果工作情况不稳定，大型处理器成本过高的问题做出改进，采用温度传感器、电子湿度仪、空气质量检测仪采集车间内的环境信息，并通过以数字孪生技术为基础的控制盒，处理采集到的信息并通过该信息控制车间内的换气系统、空调系统工作，保证车间环境的持续稳定达标；通过灰尘过滤装置保证了控制盒的洁净工作环境，从而保证了控制盒的工作稳定；通过空气处理装置配合U型管，实现对控制盒工作空间温度的相对稳定控制，进一步保证了控制盒工作的稳定，本发明结构简洁，易于使用，稳定性强，可长期有效的监测车间环境并及时控制车间内相关环境调节装置工作，有效的保持车将内部环境的稳定，实用性强。

Claims (10)

1.基于数字孪生的车间环境监测装置，包括控制盒（1）、温度传感器（2）、电子湿度仪（3）、空气质量检测仪（4），所述的控制盒（1）左右两侧均开设有散热孔，其特征在于，还包括左右通透的主体外壳（5），所述的控制盒（1）可拆卸安装在主体外壳（5）内，所述的主体外壳（5）左右两端均固定连接有外抽气扇（6），所述的主体外壳（5）左右两侧后端均固定连通有灰尘过滤装置，两个所述的灰尘过滤装置后端均固定连通有同一个气道（7），所述的气道（7）中部和所述的控制盒（1）连通，所述的气道（7）左右两侧均设置有分别置于两个所述灰尘过滤装置后部的空气处理装置，两个所述的灰尘过滤装置可将主体外壳（5）内的空气过滤并排出至气道（7），空气通过相应的空气处理装置进入所述的控制盒（1）内；
所述的空气处理装置包括固定连接在气管内的框架（8），所述的框架（8）内均匀的固定连接有若干下板（9），每个所述的下板（9）均为下端和所述气道（7）底面接触上端向后延伸并不和气道（7）顶面接触的斜板，相邻两个下板（9）之间均设置有固定连接在框架（8）内的上板（10），每个所述的上板（10）均为上端和所述气道（7）顶面接触下端向前延伸并不和气道（7）底面接触的斜板，每个所述的上板（10）和每个所述的下板（9）均为高电阻材料制成，两个所述的框架（8）、两个所述的外抽气扇（6）、两个所述的灰尘过滤装置、温度传感器（2）、电子湿度仪（3）、空气质量检测仪（4）均和控制盒（1）电连接。
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，所述的灰尘过滤装置包括中空的过滤外壳（11），所述的过滤外壳（11）前端和主体外壳（5）连通处固定连接有内抽气扇（12），所述内抽气扇（12）后端设置有固定连接在过滤外壳（11）上端面的导流板（13），所述的导流板（13）下端后倾斜并不和过滤外壳（11）底面接触，所述的导流板（13）后端设置有喷淋装置，所述的过滤外壳（11）和所述气道（7）连通处设置有若干小抽气扇（14），所述的内抽气扇（12）、所述的喷淋装置和若干所述小抽气扇（14）均和控制盒（1）电连接。
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，两个所述的过滤外壳（11）一侧均开设有透气孔（15），所述的透气孔（15）开设于内抽气扇（12）和导流板（13）之间，所述的气道（7）内部后端面中央固定连接有导流块（16），所述的导流块（16）可将气道（7）内的空气导流至控制盒（1）内。
4.根据权利要求2所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，所述的喷淋装置包括若干固定连接在所述过滤外壳（11）顶部的喷淋头（17），每个所述的喷淋头（17）上端均穿过过滤外壳（11）顶面和直水管（18）连通，每个所述的直水管（18）均和外接水源连通。
5.根据权利要求2所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，两个所述的过滤外壳（11）底面均为向后倾斜的斜面（19），两个所述的过滤外壳（11）底面后端均开设有若干漏水孔（20），每个所述的漏水孔（20）均和固定连接在主体外壳（5）底面的污水槽（21）连通，所述的污水槽（21）可将污水排至外界。
6.根据权利要求4所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，每个所述的直水管（18）后端均连通有U型管（22），每个所述的U型管（22）下端均置于相应的所述空气处理装置后端并置于气道（7）内，每个所述的U型管（22）另一端均穿过气道（7）顶面和同一分流管（23）连通，所述分流管（23）和外界水源连通。
7.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，所述的主体外壳（5）后端固定连接有湿度检测气道（24），所述的湿度检测气道（24）左右两端固定连接有风扇（25），两个所述风扇（25）内测均固定连接有静电除尘装置，两个所述的静电除尘装置之间设置有所述的电子湿度仪（3）；
所述的静电除尘装置包括固定连接在湿度检测气道（24）内的除尘框架（26），所述除尘框架（26）内从前至后并列的均匀排列有若干阳极板（27），若干所述的阳极板（27）均通过固定轴（28）固定连接在除尘框架（26）内，相邻两个阳极板（27）之间均设置有阴极板（29），若干所述的阴极板（29）通过导电轴（30）固定连接在除尘框架（26）内，所述的导电轴（30）和控制盒（1）电连接。
8.根据权利要求7所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，两个所述除尘框架（26）内左右紧邻的排列有三列所述的阳极板（27）和阴极板（29），左右相邻的阳极板（27）之间不处于同一平面内，左右相邻的阴极板（29）不处于同一平面内。
9.根据权利要求7所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，所述的湿度检测气道（24）后端固定连接有质量检测通道（31），所述的质量检测通道（31）连通固定连接风扇（25），所述的质量连接通道内设置有所述的空气质量检测仪（4）。
10.根据权利要求1所述的基于数字孪生的车间环境监测装置，其特征在于，所述的主体外壳（5）上固定连接有报警器（32），所述的主体外壳（5）上固定连接有三个显示屏（33），三个所述的显示屏（33）和所述的报警器（32）均和控制盒（1）电连接。
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