CN110595021A - 一种采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法 - Google Patents

Abstract

一种采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，包括蒸发器、电加热器、加湿器、风机、温度传感器、湿度传感器和控制系统，所述温度传感器设置在蒸发器的一侧，所述温度传感器可检测蒸发器除湿后空气的湿度，所述温度传感器的检测温度为t1，所述湿度传感器的检测湿度为φ，实验室的设定温度为t，通过线性回归，得到如下公式t1=0.001154411*φ^1.127751379*t^1.580858667；φ=402.59*t^(‑1.4018)*t1^0.8867。本发明所述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，1）通过在冷凝器一侧设置的温度传感器，从而使得实验室控制区域温度精度控制指标可达到±0.1℃、湿度指标可达到50‑55±5％，洁净度可达到5级，从而提供高精度、智能化、模块化、节能运行的受控环境。

Description

一种采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法

技术领域

本发明属于湿度控制技术领域，具体地，涉及一种采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法。

背景技术

科技的发展与实验室的建设、科研设施的水平密切相关，一个国家实验室的水平，一定程度上反映了一个国家顶尖的科技水平。

温湿度是实验室内环境的一重要指标，精确调节与控制一直是本领域研究与发展的方法。在实验室中送风湿度φ是通过测量干球温度和湿球温度，然后经过计算得到湿度值，这种方式准确度高，但测试繁琐。另外一种是用湿度传感器，这种常用的传感器精度差，反应速度慢。同时相对湿度φ不仅和含湿量有关，和温度t的耦合性也非常强，所以实际运行中不易控制。

面对实验研究环境提出的高要求，以及针对当前技术现状及未来一段时间对实验室技术需求的发展方向，开发出一款高精度、智能化、模块化、节能运行的高端实验室产品，以方便快捷的满足不同科研、生产工艺的个性化需求是十分必要的。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，解决了现有技术中，采用湿度传感器进行湿度测试时，传感器不准确以及由于实际具体环境的不同对测试造成的误差的问题。

技术方案：本发明提供了一种采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，包括蒸发器、电加热器、加湿器、风机、温度传感器、湿度传感器和控制系统，所述蒸发器、电加热器、加湿器、风机、温度传感器和湿度传感器均位于实验室内，所述温度传感器设置在蒸发器的一侧，所述温度传感器可检测蒸发器除湿后空气的湿度，所述温度传感器的检测温度为t1，所述湿度传感器的检测湿度为φ，实验室的设定温度为t，通过线性回归，得到如下公式t1=0.001154411*φ^1.127751379*t^1.580858667；

φ= 402.59*t^(-1.4018)*t1^0.8867。

进一步的，上述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，所述温度传感器获取蒸发器除湿后的实时温度信息，并且温度信息发送至控制系统，所述湿度传感器获取实验室内的实时湿度信息，并将湿度信息发送至控制系统。

进一步的，上述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，所述控制系统根据所述当前工况信息、实时温度信息以及实时湿度信息生成调节输出信号，并将调节输出信号发送至风机。

进一步的，上述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，所述温度传感器为铂热电阻 PT100。

进一步的，上述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，所述控制系统判断当前实验室内环境湿度和温度是否处于预设湿度范围内。

进一步的，上述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，所述控制系统根据当前实验室内环境温度和湿度获取风机的室内转速调节量。

进一步的，上述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，所述实验室内还设有热交换器。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，1）通过在冷凝器一侧设置的温度传感器，从而使得实验室控制区域温度精度控制指标可达到± 0 .1℃、湿度指标可达到50-55±5％，洁净度可达到5级，从而提供高精度、智能化、模块化、 节能运行的受控环境；2）空气在热交换器内的流动（每个虚线方框内的区域）不会出现两侧温差和湿差过大的区域，实现了温湿度的逐渐过渡，这种流动在总传热温差上更接近于逆流，传热效率也更大；3）通过设置的可调节距离的散热翅片的结构，可根据内外空调温度差，灵活调节热交换器内工作的热交换翅片的数量，热交换翅片数量的改变，改变了热交换的面积，从而能够达到不同的热交换效果，使用灵活方便。。

附图说明

图1为本发明所述采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法的原理图；

图2为本发明所述的热交换器工作原理示意图；

图3为本发明所述的热回收单元的结构示意图；

图4为本发明所述的热回收单元的主视图；

图5为本发明所述的热回收单元的局部放大图。

图6为本发明所述的翅片距离调节组件的俯视图；

图7为本发明所述的翅片距离调节组件的主视图。

图中：蒸发器101、电加热器102、加湿器103、风机104、温度传感器105、湿度传感器106、外罩壳1、风机一2、风机二3、热回收单元4、热回收芯体41、矩形外框架411、上盖板412、下底板413、冷翅片414、第一凹槽4141、冷翅片框架415、热翅片416、第二凹槽4161、热翅片框架417、冷气流通道418、热气流通道419、进风口一5、进风口二6、出风口一7、出风口二8、分隔板9、气流通道10、延伸板20、翅片距离调节组件30、伸缩气缸301、固定基座302、直线光轴一303、直线光轴二304、上间距调节块305、第一凸部3051、下间距调节块306、第二凸部3061、滑块307、第一延伸部308、第二延伸部309、滑槽40。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1所示的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，包括蒸发器101、电加热器102、加湿器103、风机104、温度传感器105、湿度传感器106和控制系统，所述蒸发器101、电加热器102、加湿器103、风机104、温度传感器105和湿度传感器106均位于实验室内，所述温度传感器5设置在蒸发器101的一侧，所述温度传感器105可检测蒸发器101除湿后空气的湿度，所述温度传感器105的检测温度为t1，所述湿度传感器106的检测湿度为φ，实验室的设定温度为t。

上述所需t1温度，蒸发器出风相对湿度按90%计算，通过下面的二维函数表，通过线性回归，得到如下公式t1=0.001154411*φ^1.127751379*t^1.580858667；

φ= 402.59*t^-1.4018*t1^0.8867

t1是蒸发器除湿以后空气的温度，在理论情况下，这个温度是空气的露点温度，也即相对湿度φ=100%。但实际运行时φ=90%~95%。通常在除湿工况下，如果控制得好加湿器不会工作，这时我们所需的控制目标t。在除湿工况控制时可以将控制目标转换为控制t和t1，这时控制非常便捷而迅速。控制根据线性回归的误差，控制精度误差<5%。

实施例二

所述温度传感器5获取蒸发器101除湿后的实时温度信息，并且温度信息发送至控制系统，所述湿度传感器106获取实验室内的实时湿度信息，并将湿度信息发送至控制系统。所述控制系统根据所述当前工况信息、实时温度信息以及实时湿度信息生成调节输出信号，并将调节输出信号发送至风机104。所述温度传感器5为铂热电阻 PT100。所述控制系统判断当前实验室内环境湿度和温度是否处于预设湿度范围内。所述控制系统根据当前实验室内环境温度和湿度获取风机104的室内转速调节量。

实施例三

如图2所示实验室内还设有热交换器，包括外罩壳1、风机一2、风机二3、热回收单元4、进风口一5、进风口二6、出风口一7和出风口二8，所述热回收单元4设置在外罩壳1内，并且热回收单元4位于外罩壳1的中间位置，所述进风口一5、进风口二6、出风口一7和出风口二8均设置在外罩壳1的外壁上，所述进风口一5和出风口一7正对设置，所述热回收单元4的两端分别和进风口一5和出风口一7连通，所述进风口一5和出风口二8位于外罩壳1的同侧，所述进风口二6和出风口一7位于外罩壳1远离风口一5另一侧，所述风机一2设置在出风口一7处，所述风机二3设置在出风口二8处，所述热回收单元4和的两侧壁和外罩壳1内壁之间均设有一组分隔板9，所述一组分隔板9在外罩壳1内部形成折返的气流通道10，所述折返的气流通道10的两端分别与进风口二6和出风口二8连通，所述热回收单元4包括一组热回收芯体41，所述进风口二6进入的空气顺着折返的气流通道10依次经过一组热回收芯体41。

上述具体结构为，热回收单元4、进风口一5和出风口一7处于同一直线上，所述一组热回收芯体41的数目为3个，并且一组热回收芯体41并列设置，所述分隔板9位于相邻的热回收芯体41之间，所述气流通道10的截面为S型，所述一组热回收芯体41位于气流通道10的中间位置。如图3、4所示的热回收芯体41包括矩形外框架411、上盖板412、下底板413、一组冷翅片414、一组冷翅片框架415、一组热翅片416和一组热翅片框架417，所述上盖板412和下底板413分别罩设在矩形外框架411的上下两端，所述一组冷翅片框架415和一组热翅片框架417沿Z轴方向间隔设置在矩形外框架411上，所述一组冷翅片414间隔均匀的设置在冷翅片框架415上，所述一组热翅片416间隔均匀的设置在热翅片框架417上，所述一组冷翅片414之间设有一组冷气流通道418，所述一组热翅片416之间设有一组热气流通道419，所述一组冷气流通道418与进风口一5和出风口一7连通，所述一组热气流通道419与进风口二6和出风口二8连通。

基于上述结构的基础上，本发明的渐变过渡式防结冰的全热回收芯体的工作方法，包括以下步骤：

1）风机一2和风机二3启动；

2）室外的空气通过进风口一5进入热回收单元4，并且室外的空气沿着进风口一5至出风口一7的方向，依次流过一组热回收芯体41；

3）步骤1）室外空气进入的同时，室内的空气通过进风口二6进入气流通道10，室内的气体首先进入与进风口二6连接的热回收芯体41；

4）在热回收芯体41内，室内的空气和室外的空气进行第一次热交换，此时室外的空气从出风口一7排出；

5）经过第一次热交换的室内的空气沿着气流通道10流动，进入与步骤4）中第一次进行热交换的热回收芯体41相邻的第二个热回收芯体41；

6）室内的空气在第二个热回收芯体41内与室外的空气进行第二次热交换；

7）不断重复步骤5）-6），室内的空气和室外的空气连续在一组热回收芯体41内进行热交换，直至到达最后一个热回收芯体41处；

8）在最后一个热回收芯体41里，室内的空气和室外的空气进行完热交换，室内的气体通过出风口二8排出。

如图5所示冷翅片框架415和热翅片框架417一侧的外壁上设有延伸板20，所述延伸板20两侧端部均设有翅片距离调节组件30，所述冷翅片框架415上的翅片距离调节组件30和一组冷翅片414连接，所述热翅片框架417上的翅片距离调节组件30和一组热翅片416连接。

如图6、7所示翅片距离调节组件30包括伸缩气缸301、固定基座302、直线光轴一303、直线光轴二304、一组上间距调节块305和一组下间距调节块306，所述固定基座302固定设置在延伸板20的上端面上，所述伸缩气缸301固定设置在固定基座302上，并且伸缩气缸301的活塞杆穿过固定基座302与一组冷翅片414或一组热翅片416连接，所述一组冷翅片414之间通过一组上间距调节块305和一组下间距调节块306连接，并且一组冷翅片414的下端部套设在直线光轴一303和直线光轴二304上，所述一组热翅片416之间通过一组上间距调节块305和一组下间距调节块306连接，并且一组热翅片416的下端部套设在直线光轴一303和直线光轴二304上，所述直线光轴一303和直线光轴二304的一端与冷翅片框架415或热翅片框架417连接，并且直线光轴一303和直线光轴二304的另一端穿过冷翅片框架415或热翅片框架417与固定基座302连接，所述一组冷翅片414和一组热翅片416的下端部均设有滑块307，所述滑块307设置在冷翅片框架415或热翅片框架417上，所述一组冷翅片414的上端部与对应的一组冷翅片414上的的冷翅片框架415的下端面贴合，所述一组热翅片416的上端部与对应的一组热翅片416上的热翅片框架417的下端面贴合。

其中，上间距调节块305上设有两个第一延伸部308，所述第一延伸部308对称设置在上间距调节块305下端面的两端，所述上间距调节块305和两个第一延伸部308形成的截面为“凹”字型；所述下间距调节块306上设有两个第二延伸部309，所述第二延伸部309对称设置在下间距调节块306上端面的两端，所述下间距调节块306和两个第二延伸部309形成的截面为“凹”字型，所述相邻的上间距调节块305的第一延伸部308和下间距调节块306的第二延伸部309可贴合，所述第一延伸部308位于下间距调节块306上两个第二延伸部309之间，所述第二延伸部309位于上间距调节块305上两个第一延伸部308之间。

此外，一组冷翅片414的下端部的侧壁上设有第一凹槽4141，所述上间距调节块305靠近第一凹槽4141的端面上设有第一凸部3051，所述下间距调节块306靠近第一凹槽4141的端面上设有第二凸部3061，所述第一凸部3051和第二凸部3061设置在第一凹槽4141内。一组热翅片416的下端部设有第二凹槽4161，所述上间距调节块305靠近第二凹槽4161的端面上设有第一凸部3051，所述下间距调节块306靠近第二凹槽4161的端面上设有第二凸部3061，所述第一凸部3051和第二凸部3061设置在第二凹槽4161内。

另外，冷翅片框架415和热翅片框架417的上端面上均设有滑槽40，所述滑块307设置在滑槽40内，并且滑块307可在滑槽40内移动。

上述翅片距离调节组件的工作原理为：

一组冷翅片414或一组热翅片416之间距离缩小时：伸缩气缸301收回，带动与伸缩气缸301连接的冷翅片414或热翅片416向靠近伸缩气缸301方向移动，此冷翅片414或热翅片416带动与其连接的上间距调节块305移动，上间距调节块305带动与此上间距调节块305相邻的下间距调节块306移动，此下间距调节块306带动连接在一起的第二块冷翅片414或热翅片416移动，通过上间距调节块305和下间距调节块306的带动来调节冷翅片414或热翅片416之间的距离，通过控制系统和位置传感器的信号传送，使得一组冷翅片414或一组热翅片416中最靠近冷翅片框架415和热翅片框架417内壁的冷翅片414或热翅片416，均处于在冷翅片框架415和热翅片框架417的内壁处，从而保持冷翅片框架415和热翅片框架417整体封闭结构；

一组冷翅片414或一组热翅片416之间距离增加时，与上述工作原理相反，伸缩气缸301伸出，带动与伸缩气缸301连接的冷翅片414或热翅片416向原理伸缩气缸301方向移动，从而逐一带动冷翅片414或热翅片416移动，增加冷翅片414或热翅片416之间的距离。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，其特征在于：包括蒸发器（101）、电加热器（102）、加湿器（103）、风机（104）、温度传感器（105）、湿度传感器（106）和控制系统，所述蒸发器（101）、电加热器（102）、加湿器（103）、风机（104）、温度传感器（105）和湿度传感器（106）均位于实验室内，所述温度传感器（5）设置在蒸发器（101）的一侧，所述温度传感器（105）可检测蒸发器（101）除湿后空气的湿度，所述温度传感器（105）的检测温度为t1，所述湿度传感器（106）的检测湿度为φ，实验室的设定温度为t，通过线性回归，得到如下公式t1=0.001154411*φ^1.127751379*t^1.580858667；

φ= 402.59*t^(-1.4018)*t1^0.8867。

2.根据权利要求1所述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，其特征在于：所述温度传感器（5）获取蒸发器（101）除湿后的实时温度信息，并且温度信息发送至控制系统，所述湿度传感器（106）获取实验室内的实时湿度信息，并将湿度信息发送至控制系统。

3.根据权利要求1所述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，其特征在于：所述控制系统根据所述当前工况信息、实时温度信息以及实时湿度信息生成调节输出信号，并将调节输出信号发送至风机（104）。

4.根据权利要求1所述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，其特征在于：所述温度传感器（5）为铂热电阻 PT100。

5.根据权利要求1所述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，其特征在于：所述控制系统判断当前实验室内环境湿度和温度是否处于预设湿度范围内。

6.根据权利要求5所述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，其特征在于：所述控制系统根据当前实验室内环境温度和湿度获取风机（104）的室内转速调节量。

7.根据权利要求1所述的采用温度传感器进行实验室湿度控制的方法，其特征在于：所述实验室内还设有热交换器。