CN110140662A - 一种实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及畜禽加热保温设备技术领域，特别涉及一种实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板。其包括用于对新生畜禽幼崽加热的板体，在板体对应两侧设有电缆，在板体外周包设有密封板，密封板包括与板体上表面接触的上密封板和位于板体下方的下密封板，在板体与下密封板间设有保温板，还包括与板体电连接的用于控制板体温度连续线性变化调节的温控系统。本发明通过设有石墨烯发热膜，可使得发热板整体温度均匀，及通过设温控系统，实现了因幼崽生产天数不同，对温度要求也不同时，可根据生产天数自动调节幼崽所需温度的目的，本发明结构简单，节约能源，安全性高，实现了板体温度连续线性变化，提高了幼崽舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及畜禽加热保温设备技术领域，特别涉及一种实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板。
背景技术
随着经济的发展，畜禽养殖业逐渐的发展成为相对独立的产业，例如:蛋鸡业、肉鸡业、奶牛业、肉牛业、养猪业等。随着相对独立的畜牧业产业的出现，又开始分化出一个强大的工业部门，这就是为畜牧业及生产服务的各种畜牧业投入工业，包括:机器、设备、兽药、配合饲料等的生产。温控板广泛应用于畜禽保温设备领域，目前，温控板还存在以下不足；一是温控板通常在板材内铺设U型加热管、发热线或发热碳纤维做内发热材料，这些材料在加热板里呈回形布设，这样极易造成线周温度高、无线区域温度低，最终导致热源区间温差大，板面温度不均衡，因而不能保证温度的舒适度，不利于需要恒温才能健康成长的畜禽幼崽，又造成了资源的大量浪费，增加了生产成本。在高温时很容易发生畜禽伤亡和火灾事故，造成不必要的能源浪费的同时可能造成不必要的经济损失，带来安全隐患。二是畜禽幼崽生产天数不同对温度高低的需求也不相同，前期，畜禽幼崽的生产天数与温度需求高低成反比，达到一定生产天数后，畜禽幼崽需要恒温即可。但现有的温控板并不能实现随畜禽幼崽的生产天数进行调节舒适温度，不能满足舒适度的同时造成资源的浪费。
专利CN 207665788 U，其公开了一种畜牧业用温控板，其结构包括固定板、销孔、底座、温控装置、电源线、控制器、感应器、按键，固定板上设有销孔，固定板上端与底座下端相焊接，电源线嵌入连接在控制器上，控制器上设有感应器，按键与控制器采用间隙配合，温控装置包括边角保温、感温探头、豆石混泥土层、地面层；其可自动开启装置开启后发热电缆开始加热制暖，暖气通过豆石混泥土层传导至地面层，由地面层散出，当感温探头感应到温度过高时将信号传导至控制器，自动停止制热，在制暖过程中由边角保温与复合铝箔层起保温作用，延长温度降低的时间，能够有效的起到导热均匀，并且采用多种保温措施，能够节约大量能源。专利CN 103858774 A公开了一种新型猪用温控板装置，包括保温板、温控器、加热管、底板，所述的保温板内腔安装有加热管，加热管上方铺放底板，底板通过螺钉与保温板固定连接，保温板一侧设有温控器。
上述专利虽然通过设置温控装置、控制器、感应器等，能实现温控板的加热及保温功能，首先，其加热部件采用的是发热电缆，虽然在发热电缆上焊接一层铁丝网，发热相对能均匀，但铁丝网在长时间加热及受热状态下，及畜禽在温控板上活动挤压，一是铁丝网有可能与电源接触，会出现导电情况，二是铁丝网可能会变形，导致发热不均匀，所以还是存在安全隐患，使用寿命较短的情况；其次，当感温探头感应到温度过高时将信号传导至控制器，自动停止制热，即其加热方式采用的是间断加热的方式，这种加热方式一是加热状态与不加热状态温差大，会引起对温度要求高的畜禽的不舒适，二是耗能高，从而提高了成本。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、操作方便，节约能源，安全性高，发热均衡，可控制板体温度连续线性变化，使得幼崽环境舒适度高的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板。
本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，包括用于对新生畜禽幼崽加热的板体，在板体对应两侧设有通电的电缆，在板体外周包设有用于防止透水、漏电的密封板，在密封板一侧开设有电缆通过的电缆孔，所述密封板包括与板体上表面接触的上密封板和位于板体下方的下密封板，在板体与下密封板之间还设有用于防止板体产生的热量流失的保温板，还包括与板体电连接的用于控制板体温度连续线性变化调节的温控系统。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述温控系统包括设于板体与上密封板之间用于检测板体温度的检测元件，用于对板体的功率进行调整的功率调节模块，以及控制器，所述检测元件将实时检测到的温度信号发送至控制器，所述控制器根据接收到的温度信号与预设温度实时比较，当两温度不一致时，控制器发送减小或增大功率的调节信号至功率调节模块。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述检测元件为温度传感器，所述温控系统还包括用于检测输入板体上电压、电流大小的电压传感器和电流传感器，所述电压传感器、电流传感器将检测到的输入板体上的电压、电流信号实时发送至控制器，当检测到的电压、电流与预设的电压、电流大小不一致时，所述控制器发送减小或增大电流、电压的信号至功率调节模块。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述温控系统还包括用于选择畜禽幼崽生产天数所对应的温度的温度识别模块，所述温度识别模块将选择识别的温度信号发送至控制器，控制器发送减小或增大电流的信号至功率调节模块。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述温控系统还包括一用于设置畜禽生产天数和生产天数对应的舒适温度，以及实时显示加热保温装置的实时温度和显示上述参数的历史曲线的显示装置，所述显示装置为触摸显示屏。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述温控系统还包括用于实时收集采样数据及操作记录的收集模块，所述收集模块包括物联网模块，以及与物联网模块连接的云平台，所述控制器为PLC控制器。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述板体的厚度为0.8-1.3mm，所述上密封板的厚度为1.8-2.4mm，所述下密封板的厚度为2.5-5mm，所述保温板的厚度为7.5-9mm。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述板体的边缘与上密封板及下密封板的边缘之间间距为1-2mm。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述板体为石墨烯发热膜，所述上密封板、下密封板的材料均为阻燃玻璃钢，所述保温板为保温蜂窝板。
上述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，所述电缆孔处设有用于阻挡水从电缆孔进入板体对电缆孔进行密封的密封层，所述密封层的材料为氟塑料，所述密封板为整体浇铸密封，所述上密封板、下密封板的表面均设有防滑凸起。
本发明实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板的有益效果是：通过设有石墨烯发热膜，可使得板体整体热源均衡，避免了因温差大导致幼崽舒适度低的情况，由于石墨烯发热膜随温度升高功率下降的本身特性，杜绝了板体因局部高温而引发火灾的隐患，提高了安全性能；本发明的控制系统通过设置控制器，功率调节模块，检测元件，实现了因幼崽生产天数不同，对温度要求也不同时，可根据生产天数自动调节幼崽所需温度的目的，同时实现了板体温度连续线性变化调节，控制温度一点一点变化，使得幼崽感知不到温度的变化，从而提高了舒适度，有利于畜禽幼崽的健康快速成长，还实现了能源的节省，降低了饲养成本；本发明结构简单、操作方便， 温度可连续线性调节，能耗低，安全性高，发热均衡，避免火灾的发生，具有很好的推广应用价值。
附图说明
图1 为本发明结构示意图；
图2为本发明A-A剖视结构示意图；
图3为本发明温控系统控制结构框图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；
实施例1
如图1、2、3所示，一种实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，发热板8包括用于对新生畜禽幼崽加热的板体1，在板体1对应两侧设有通电的电缆2，在板体1外周包设有用于防止透水、漏电的密封板，密封板采用整体浇铸工艺密封而成，使得发热板密封防护等级达到IP67以上，即使发热板长时间侵入水中运行，也不会导致透水和漏电，安全性能高。在密封板一侧开设有电缆通过的电缆孔，电缆孔处设有用于阻挡水从电缆孔进入板体对电缆孔进行密封的密封层3，密封层的材料采用氟塑料胶合密封，氟塑料绝缘性能好、耐腐蚀性强、氧指数高、使用寿命长。
密封板包括与板体1上表面接触的上密封板4和位于板体下方的下密封板5，在板体1与下密封板5之间还设有用于防止板体1产生的热量流失的保温板6，还包括与板体1电连接的用于控制板体1温度连续线性变化调节的温控系统。板体采用厚度为0.8mm的石墨烯发热膜，石墨烯发热膜为面状发热膜，热源均衡，提高了畜禽舒适度，同时石墨烯发热膜具有温度高功率下降的特性，倘若，温控系统不工作时，石墨烯发热膜可根据自身特性控制温度，不会使得局部温度过高，避免了因幼崽局部覆盖高温引发的火灾情况的发生。
上密封板4、下密封板5的材料均采用阻燃玻璃钢，上密封板4的厚度为1.8mm，下密封板5的厚度为2.5mm，保温板6采用厚度为7.5mm的保温蜂窝板，可使得传热效果好，温度利用率更高，节省大量能源，因当密封板的厚度太厚时，板体1上的热量在传递过程中会由于密封板的阻碍损失一部分，导致热传递效率低，造成能源浪费；当密封板太薄时，热传递至地面的热量较多，也会损失部分热量，同时，当畜禽较数量多时，达到密封板的承重上限后，不利于畜禽的安全。在上密封板、下密封板的表面均设有防滑凸起，防止畜禽幼崽滑倒，提高了安全性，本发明可制备成不同规格的发热板。为了实现最大面积使用发热板，提高发热板的利用率，并保证发热板的使用安全，将板体的边缘与上密封板、下密封板的边缘之间间距设置为2mm。
温控系统包括设于板体与上密封板之间用于检测板体温度的检测元件，用于对板体的功率进行调整的功率调节模块，以及控制器，检测元件将实时检测到的温度信号发送至控制器，控制器根据接收到的温度信号与预设温度实时比较，当两温度不一致时，控制器发送减小或增大功率的调节信号至功率调节模块，其中控制器采用环境适应能力强的PLC控制器，检测元件为温度传感器。
温控系统还包括用于检测输入板体上电压、电流大小的电压传感器和电流传感器，电压传感器、电流传感器将检测到的输入板体上的电压、电流信号实时发送至控制器，当检测到的电压、电流与预设的电压、电流大小不一致时，控制器发送减小或增大电流、电压的信号至功率调节模块。温控系统还包括用于选择畜禽幼崽生产天数所对应的温度的温度识别模块，温度识别模块将选择识别的温度信号发送至控制器，控制器发送减小或增大电流的信号至功率调节模块。
温控系统还包括一用于设置畜禽生产天数和生产天数对应的舒适温度，以及实时显示加热保温装置的实时温度和显示上述参数的历史曲线的显示装置7，显示装置7采用触摸显示屏，以及用于实时收集采样数据及操作记录的收集模块，收集模块包括物联网模块，以及与物联网模块连接的云平台或手机客户端。
本发明具体工作流程为：温度传感器检测板体温度信号，电压传感器、电流传感器检测铜线上电压、电流信号，显示装置显示设置畜禽生产天数和生产天数对应的舒适温度，以及实时显示板体的实时温度和显示根据以往仔猪或鸡苗等的生长的各个阶段所需的温度及功率大小的参数形成的历史加热曲线，温度识别模块选择畜禽幼崽生产天数所对应的温度，控制器对温度、电压进行实时采样计算，根据需要保温的畜禽的出生天数选择历史加热曲线的起始点；调节模块根据控制器的指令，以及根据电压、电流大小补偿输出功率大小，根据板体的实时温度反馈调整输出功率的大小，从而实现自动控制温度的高低调节或者维持现状，即温度连续线性升高过程就是功率连续线性下降的过程，同时发热板温度均匀，保证了畜禽幼崽对环境舒适度要求，提高了养殖效率，而且板体密封效果好，安全性能高。本发明发热板可直接平铺产床地板或保育地面上，使用方便。
实施例2
本实施例与实施例1相同部分不再赘述，其不同之处在于：加热板采用厚度为1mm的石墨烯发热膜，上密封板的厚度为2mm，下密封板的厚度为3.5mm，保温板采用厚度为8mm的保温蜂窝板。为了实现最大面积使用发热板，提高发热板的利用率，将板体的边缘与上密封板、下密封板的边缘之间间距设置为1.5mm。
实施例3
本实施例与实施例1相同部分不再赘述，其不同之处在于：加热板采用厚度为1.3mm的石墨烯发热膜，上密封板的厚度为2.4mm，下密封板的厚度为5mm，保温板采用厚度为9mm的保温蜂窝板。为了实现最大面积使用发热板，提高发热板的利用率，将板体的边缘与上密封板、下密封板的边缘之间间距设置为1mm。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征在于：包括用于对新生畜禽幼崽加热的板体，在板体对应两侧设有通电的电缆，在板体外周包设有用于防止透水、漏电的密封板，在密封板一侧开设有电缆通过的电缆孔，所述密封板包括与板体上表面接触的上密封板和位于板体下方的下密封板，在板体与下密封板之间还设有用于防止板体产生的热量流失的保温板，还包括与板体电连接的用于控制板体温度连续线性变化调节的温控系统。
2.根据权利要求1所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述温控系统包括设于板体与上密封板之间用于检测板体温度的检测元件，用于对板体的功率进行调整的功率调节模块，以及控制器，所述检测元件将实时检测到的温度信号发送至控制器，所述控制器根据接收到的温度信号与预设温度实时比较，当两温度不一致时，控制器发送减小或增大功率的调节信号至功率调节模块。
3.根据权利要求2所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述检测元件为温度传感器，所述温控系统还包括用于检测输入板体上电压、电流大小的电压传感器和电流传感器，所述电压传感器、电流传感器将检测到的输入板体上的电压、电流信号实时发送至控制器，当检测到的电压、电流与预设的电压、电流大小不一致时，所述控制器发送减小或增大电流、电压的信号至功率调节模块。
4.根据权利要求2所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述温控系统还包括用于选择畜禽幼崽生产天数所对应的温度的温度识别模块，所述温度识别模块将选择识别的温度信号发送至控制器，控制器发送减小或增大电流的信号至功率调节模块。
5.根据权利要求2所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述温控系统还包括一用于设置畜禽生产天数和生产天数对应的舒适温度，以及实时显示加热保温装置的实时温度和显示上述参数的历史曲线的显示装置，所述显示装置为触摸显示屏。
6.根据权利要求2所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述温控系统还包括用于实时收集采样数据及操作记录的收集模块，所述收集模块包括物联网模块，以及与物联网模块连接的云平台，所述控制器为PLC控制器。
7.根据权利要求1所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述板体的厚度为0.8-1.3mm，所述上密封板的厚度为1.8-2.4mm，所述下密封板的厚度为2.5-5mm，所述保温板的厚度为7.5-9mm。
8.根据权利要求7所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述板体的边缘与上密封板及下密封板的边缘之间间距为1-2mm。
9.根据权利要求8所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述板体为石墨烯发热膜，所述上密封板、下密封板的材料均为阻燃玻璃钢，所述保温板为保温蜂窝板。
10.根据权利要求9所述的实现温度自动控制的畜禽养殖业专用智能发热板，其特征是：所述电缆孔处设有用于阻挡水从电缆孔进入板体对电缆孔进行密封的密封层，所述密封层的材料为氟塑料，所述密封板为整体浇铸密封，所述上密封板、下密封板的表面均设有防滑凸起。
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