CN111637545B - 一种湿度校准方法以及校准模块和除湿机 - Google Patents

一种湿度校准方法以及校准模块和除湿机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种湿度校准方法，其特征在于，包括以下步骤，获得预定大气压下不同温度对应的饱和湿度，以及测定温度和环境温度；对测定温度校正得到校正温度；获得测定温度和校正温度对应的饱和湿度；根据测定温度下的饱和湿度，校正温度下的饱和湿度对测定湿度进行校正。本发明提供的湿度校准方法，利用对应温度下的饱和湿度比值和对应温度下的不饱和湿度比值相等的原理对测定湿度进行校准，适用于待测体与环境温度存在温差，湿度传感器受待测体温差影响测量得到的环境湿度不准确的情形；进一步地，本发明还提供一种运用该校准方法的湿度校准模块以及运用该湿度校准模块的除湿机，这种除湿机能够更精确地感知环境湿度，进行更精确地自动控制。

Description

一种湿度校准方法以及校准模块和除湿机
技术领域
本发明涉及测量数据校准技术领域，尤其涉及一种湿度校准方法，以及运用该方法的校准模块和除湿机。
背景技术
通过实验得知，由于湿度跟随温度变化而变化，当湿度传感器所安装设备温度高于环境温度时，那么湿度传感器所测量的湿度结果为温升后的环境温度，并不是实际的环境湿度。
由于结构和空间限制，现有温湿度测量方法直接将温湿度传感器布局在PCB板上，而PCB板通电后会发热，PCB发热产生温升会导致温湿度传感器测量的温度比真实环境温度偏高，湿度也不准确，影响温湿度传感器测量数据的准确性。
现有智能设备很多是根据环境的变化来改变自身工作状态，从而实现智能调节的目的，智能设备环境感知通常是根据各种传感器来实现的，例如智能除湿机中设有湿度传感器感知所处环境的湿度，当湿度大于设定值时，除湿机启动，当湿度小于设定值时，除湿机关闭。由于湿度传感器设置于PCB板上，存在上述缺陷，因此需要对测量数据进行校准，现有智能设备才能更加准确的运行。
如何对湿度传感器的湿度测量数据进行校准，具有重要意义。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供湿度校准方法，校准湿度传感器测量数据，获取真实的环境湿度。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种湿度校准方法，包括以下步骤：
获得预定大气压下的测定温度和平均温升；
根据测定温度和平均温升得到校正温度；
获得测定温度和校正温度分别对应的饱和湿度；
获得测定湿度；
根据测定温度下的饱和湿度与校正温度下的饱和湿度成比例以及测定温度与校正温度成比例的关系，得到校正湿度。
进一步地，所述测定温度为待测体通过测温设备测定的温度，所述测定湿度为待测体通过湿度测量设备测定的湿度，所述待测体所处环境温度为环境温度。
进一步地，所述平均温升的获得是通过预定大气压下的测定温度和环境温度的关系得到；所述测定温度大于环境温度，将所述待测体置于多个不同环境温度下得到对应的多个测定温度，所述多个测定温度减去所对应的多个环境温度得到多个温升，所述平均温升为多个温升的中位数。
进一步地，所述测定温度减去平均温升得到所述校正温度。
进一步地，获得测定温度和校正温度分别对应的饱和湿度之前，还要获得预定大气压下不同温度对应的饱和湿度，根据不同温度对应的饱和湿度得到测定温度和校正温度对应的饱和湿度；其中所述测定温度下的饱和湿度与所述校正温度下的饱和湿度的比值为K1，所述校正湿度与所述测定湿度的比值为K2，所述K1＝K2。
进一步地，所述测温设备为温度传感器，所述湿度测量设备为湿度传感器。
本发明的第二个目的在于提供一种湿度校准模块，包括单片机，所述单片机采用上述的湿度校准方法。
本发明的第三个目的在于提供一种除湿机，除湿机设有上述的湿度校准模块。
进一步地，还包括零部件和壳体，所述零部件设于壳体内部，所述零部件包括控制板，所述湿度校准模块设于控制板上，所述控制板上设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器测量湿度传感器所处环境温度和除湿机所处环境温度。
进一步地，所述零部件还包括半导体制冷片、冷凝器、散热器、风扇和集水盒，所述半导体制冷片设于冷凝器和散热器之间，所述半导体制冷片的冷面与冷凝器相对，所述半导体制冷片的热面与散热器相对，所述风扇与散热器相对设置，所述集水盒设于冷凝器下方，所述集水盒设有排水接口，所述除湿机通过接口外接电源。
本发明的有益效果：
本发明提供的湿度校准方法，通过测定温度与环境温度的关系得到校正温度，进而获得测定温度对应的饱和湿度，校正温度对应的饱和湿度，由于对应温度下的饱和湿度比值和对应温度下的不饱和湿度比值相等，因此通过这两种饱和湿度可以对测定的不饱和湿度进行校准，适用于待测体与环境温度存在温差，湿度传感器受待测体温差影响测量得到的环境湿度不准确的情形；进一步地，本发明还提供一种运用该校准方法的湿度校准模块以及运用该湿度校准模块的除湿机，这种湿度校准模块能够让感知湿度智能设备所感知的环境湿度更加精确，这种除湿机能够更精确地感知环境湿度，从而进行更精确地自动控制与调节。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明湿度校准方法的流程示意图；
图2是本发明除湿机的内部结构示意图。
附图标记：
200-壳体；300-控制板；400-半导体制冷片；500-冷凝器；600-散热器；700-风扇；800-集水盒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外，在本发明中涉及“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供的方法具体流程如图1所示，以1个大气压环境下为例，包括以下步骤：
100、获得1个大气压下不同温度对应的饱和湿度
1个大气压下不同温度对应的饱和湿度可以通过实验或查询资料获得，本实施例中选取1～120℃温度范围内的饱和湿度，制成表1所示的标准表格；
101、在1个大气压环境下获得测定温度Tt和环境温度
给定一个待测体，待测体本身发热，且温度大于环境温度，温度传感器设于待测体上所测得温度为测定温度Tt，环境温度为待测体所处当前环境温度，将待测体置于不同温度环境下，得到多组环境温度和与之对应的测定温度Tt，本实施例中选用环境温度范围为13～85℃，如表2所示，为该范围内不同环境温度对应的测定温度Tt，每提高2℃环境温度测定一次得到对应的测定温度Tt；
102、根据测定温度Tt和环境温度之间的关系得到平均温升Td将得到的多组测定温度Tt和与之对应的环境温度相减得到多组温升ΔT，如表2所示多组温升ΔT，将多组温升取中位数得到平均温升Td；本实施例中，Td计算得到的值为10℃；
103、根据测定温度Tt和平均温升Td得到得到校正温度T
将测定温度Tt减去平均温升Td得到校正温度T，即T＝Tt-Td；
104、获得测定温度Tt的饱和湿度H(Tt)和校正温度T的饱和湿度H(T)
查询表1，得到测定温度Tt对应的饱和湿度H(Tt)和校正温度T对应的饱和湿度H(T)；
105、获得测定湿度H1
湿度传感器设于待测体上所测得湿度为测定湿度H1；
106、对测定湿度H1校正，得到校正湿度H
因为对应温度下的饱和湿度比值和对应温度下的不饱和湿度比值相等，所以令H(Tt)/H(T)＝K1，H/H1＝K2，由于K1＝K2，所以H＝(H(Tt)/H(T))*H1。
上述实施例中的待测体为除湿机中的PCB板，除此之外，还可以为其他本身具有发热特性的材质。
上述实施例中方法运用环境为1个大气压环境，除此之外，还可以为其他大气压环境，例如2个大气压或3个大气压环境等等。
通过上述方法代入具体数值计算，例如，通过温度传感器得到测定温度Tt为35℃，通过湿度传感器得到测定湿度H1为16；查询表1得到测定温度Tt对应的饱和湿度值H(Tt)为39.7；校准温度T＝Tt-Td，其中Td为10℃，因此T＝35℃-10℃＝25℃，查询图2中的表格得到对应温度下的湿度值H(T)为23.1，从而计算得到校正湿度H＝(39.7/23.1)*16＝27。
上述实施例的方法利用不同温度下饱和湿度比值和不饱和湿度比值相等的特性，通过校准温度对测定温度进行校正，能够提高湿度传感器的湿度测量的精度。
将上述方法运用到湿度校准模块中单片机的处理方法中，湿度校准模块能够将温湿度传感器采集的数据进行处理，对湿度传感器的数据进行校正。
表1一个大气压下，不同温度空气的饱和湿度和饱和分气压
Figure GDA0003003833710000081
表2多组环境温度和对应的测定温度
环境温度T(℃) 测定温度Tt(℃) 温升ΔT(℃)
13 23 10
15 25 10
17 27 10
19 30 11
21 29 8
23 33 10
25 35 10
27 37 10
29 39 10
31 43 12
33 43 10
35 45 10
37 47 10
39 49 10
41 51 10
43 53 10
45 55 10
47 58 11
49 59 10
51 61 10
53 63 10
55 65 10
57 67 10
59 69 10
61 71 10
63 72 9
65 75 10
67 77 10
69 79 10
71 81 10
73 83 10
75 85 10
77 87 10
79 90 11
81 91 10
83 93 10
85 95 10
将上述湿度校准模块应用于一种智能除湿机中，如图2所示，该除湿机由壳体200、控制板300、半导体制冷片400、冷凝器500、散热器600、风扇700和集水盒800，其中控制板300置于壳体200内部，与半导体制冷片400，风扇700以及壳体200表面的按钮(未示出)相连，并且外接电源。控制板300为一块PCB板，上面设有湿度校准模块(未示出)，温度传感器(未示出)和湿度传感器(未示出)，湿度校准模块对温度传感器和湿度传感器采集的数据进行处理，对湿度传感器的测量湿度进行校准。
除此之外，如图2所示，半导体制冷片400设于冷凝器500和散热器600之间，半导体制冷片400的冷面与冷凝器500相对，半导体制冷片400的热面与散热器600相对，风扇700与散热器600相对设置，集水盒800设于冷凝器500下方，集水盒800设有排水接口，排水接口外接排水管。
上述除湿机的工作过程为：通过按钮对除湿机进行设定，设定启动条件和关闭条件，当环境湿度达到设定值时，除湿机启动，当环境湿度低于设定值时，除湿机停止工作。环境湿度的感知通过控制板300上的湿度传感器感知，由于PCB板运行时存在发热现象，因此湿度传感器所处环境温度高于除湿机所处环境温度，所测量的环境湿度并非真正的环境湿度，因此需要通过湿度校准模块进行校准得到实际的环境湿度，进而使得控制板300根据实际环境湿度控制整个除湿机的工作。当除湿机工作时，半导体制冷片400和风扇700启动，空气在风扇700的驱动下从冷凝器500一侧的壳体200吸入，经过冷凝器500，此时冷凝器500吸收了半导体制冷片400的冷面的冷量，其温度低于空气温度，因此空气中的水蒸气经过冷凝器500时会在冷凝器500表面冷凝成液体，液体在重力作用下滴入集水盒800，通过排水管排出除湿机；除去水蒸气的空气，在风扇700的作用下继续经过散热器600，带走散热器600吸收的半导体制冷片400热面的热量，从除湿机中流出，至此完成除湿工作。
上述除湿机通过湿度校准模块对湿度传感器检测的湿度数据进行了校准，使得感知的环境湿度更加准确，从而能进行更精确地自动控制与调节，温湿度传感器设于PCB板上，令除湿机结构更加紧凑，节省成本。
除此之外，上述除湿机中温度传感器可以替换为温度探头，该温度探头设于除湿机表面，所测温度为实际环境温度，因此不需要对温度进行校准，因此可以省去温度校准的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种湿度校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
获得预定大气压下的测定温度和平均温升；
根据测定温度和平均温升得到校正温度；
获得测定温度和校正温度分别对应的饱和湿度；
获得测定湿度；
根据测定温度下的饱和湿度与校正温度下的饱和湿度成比例以及测定温度与校正温度成比例的关系，得到校正湿度；
所述测定温度为待测体通过测温设备测定的温度，所述测定湿度为待测体通过湿度测量设备测定的湿度，所述待测体所处环境温度为环境温度；
所述平均温升的获得是通过预定大气压下的测定温度和环境温度的关系得到；所述测定温度大于环境温度，将所述待测体置于多个不同环境温度下得到对应的多个测定温度，所述多个测定温度减去所对应的多个环境温度得到多个温升，所述平均温升为多个温升的中位数。
2.根据权利要求1所述的一种湿度校准方法，其特征在于，所述测定温度减去平均温升得到所述校正温度。
3.根据权利要求1所述的一种湿度校准方法，其特征在于，获得测定温度和校正温度分别对应的饱和湿度之前，还要获得预定大气压下不同温度对应的饱和湿度，根据不同温度对应的饱和湿度得到测定温度和校正温度对应的饱和湿度；其中所述测定温度下的饱和湿度与所述校正温度下的饱和湿度的比值为K1，所述校正湿度与所述测定湿度的比值为K2，所述K1＝K2。
4.根据权利要求1所述的一种湿度校准方法，其特征在于，所述测温设备为温度传感器，所述湿度测量设备为湿度传感器。
5.一种湿度校准模块，其特征在于，包括单片机，所述单片机采用如权利要求1-4任一所述的湿度校准方法。
6.一种除湿机，其特征在于，除湿机设有权利要求5所述的湿度校准模块。
7.根据权利要求6所述的一种除湿机，其特征在于，还包括零部件和壳体，所述零部件设于壳体内部，所述零部件包括控制板，所述湿度校准模块设于控制板上，所述控制板上设有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器测量湿度传感器所处环境温度和除湿机所处环境温度。
8.根据权利要求7所述的一种除湿机，其特征在于，所述零部件还包括半导体制冷片、冷凝器、散热器、风扇和集水盒，所述半导体制冷片设于冷凝器和散热器之间，所述半导体制冷片的冷面与冷凝器相对，所述半导体制冷片的热面与散热器相对，所述风扇与散热器相对设置，所述集水盒设于冷凝器下方，所述集水盒设有排水接口，所述除湿机通过接口外接电源。
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