CN207301838U - 一种智能实验室调控系统 - Google Patents

Abstract

一种智能实验室调控系统，包括电源稳压保护电路、湿度调节电路、消毒器控制电路和温度调节电路，电源稳压保护电路为湿度调节电路、消毒系统控制电路和温度调节电路提供电压。在实验室内分别设置湿度调节电路、温度调调节电路和消毒控制系统，设置湿度调节电路、温度调调节电路能够实时对实验室的湿度和温度进行实时监测，设置的双向比较电路、除湿器驱动电路和加湿器驱动电路相互配合，能够在湿度或者温度超过预设值时，自动对实验室的湿度和温度进行调控处理。

Description

一种智能实验室调控系统

技术领域

本实用新型涉及电子领域，具体涉及一种智能实验室调控系统。

背景技术

实验室是科学的摇篮，是科学研究的基地，科技发展的源泉，对科技发展起着非常重要的作用。因此无论是企业还是学校都非常重视实验室的建设，对实验室的环境控制是很关键的一个环节，需要对实验室内的气体、温度和湿度等各种环境指标进行监控，虽然现在有由中央处理器控制通过传感器对各种数据进行采集监控的系统，但是除了国家实验室配置有这些系统，一般学校企业出于成本考虑不会安装这样费用昂贵的系统，一般实验室都是采用的现有制冷制热设备直接安装在实验室中进行环境控制，但是现有的制冷制热设备由于其主要是应用在一般家庭场合中，直接安装在实验室中并不能很好的适应实验室的需求。同时，在进入实验室之前都需要对进入实验室的人和物体进行消毒处理，对于要求加高的实验室需要设置专门的消毒室让进入的人和物体进行彻底消毒，但是设置专门消毒处理室成本很高，一般的实验室负担不起开销，同时一般实验室并不需要那么高的要求，虽然专门消毒处理室处理效果好，但是程序也很繁琐，难以满足频繁进出实验室，同时对环境要求不是特别高的实验室，因此，需要提供一种成本低，控制能力强，便于安装维修能够自动调控的实验控制系统。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种结构简单、自动化程度高的一种智能实验室调控系统，具体技术方案如下：

一种智能实验室调控系统，其特征在于：包括电源稳压保护电路、湿度调节电路、消毒器控制电路和温度调节电路，所述电源稳压保护电路为所述湿度调节电路、消毒系统控制电路和所述温度调节电路提供电压；

所述电源稳压保护电路包括桥式整流电路和放大器A1，所述放大器A1正向输入端经电阻R1与桥式整流电路电流流出端口相连，所述放大器A1输出端与电阻R2第一端相连，所述电阻R2第二端与三极管Q1基极相连，所述三极管Q1集电极与桥式整流电路输出端口相连，所述三极管Q1发射极依次经电阻R3、电阻R4和电阻R5与所述桥式整流电路电流流入端口相连，所述放大器反向输入端与所述电阻R4和所述电阻R5的公共端相连，所述电阻R4和所述电阻R5的公共端为电源输出端口U1；

所述电阻R2第二端还与三极管Q2集电极相连，所述三极管Q2发射极经电阻R6与所述桥式整流电路电流流入端口相连，所述三极管Q2基极与所述三极管Q1的发射极相连。

所述湿度调节电路包括振荡电路、对数放大电路、双向比较电路、除湿器驱动电路和加湿器驱动电路；

所述振荡电路输出端口与所述对数放大电路输入端口相连，所述对数放大电路输出端口和所述双向比较电路输入端口相连，所述双向比较电路第一输出端与所述除湿器驱动电路相连，所述双向比较电路第二输出端与所述加湿器驱动电路相连。

进一步地：所述振荡电路包括放大器A3，该放大器A3反向输入端经电容C7接地，所述放大器A3输出端经电阻R34与电阻R36第一端相连，所述电阻R36第二端经电阻R37接地，所述放大器A3正向输入端经电阻R35连接在所述电阻R36第二端，在所述电阻R36第一端与所述放大器A3的反向输入端之间跨接有电阻R33。

进一步地：所述温度调节电路包括温度传感器T、放大器A5、三极管Q15和继电器K3，所述放大器A5正向输入端与滑动电阻的输出端R47相连，所述滑动电阻R47的第一端经电阻R48与电源端口相连，所述滑动电阻R46第二端经电阻R46接地，所述放大器A5反向输入端与温度传感器T输出端相连；

所述放大器A5输出端与三极管Q15的基极相连，所述三极管Q15集电极与继电器K3一端相连，所述继电器K3另一端接电源，所述三极管Q15发射极接地；

所述放大器A5输出端与发光二极管D10负极相连，所述发光二极管D10正极经电阻R49与电源端口相连，所述放大器A5输出端还经电阻R50与发光二极管D11正极相连，该发光二极管D11负极接地；

所述双向比较电路包括放大器A6和放大器A7，所述放大器A6正向输入端与滑动电阻R40输出端相连，所述滑动电阻R40第一端与电源端口相连，所述滑动电阻R40第二端接地，所述放大器A6反向输入端与所述对数放大电路输出端口相连；

所述放大器A7反向输入端与滑动电阻R41输出端相连，所述滑动电阻R41第一端与电源端口相连，所述滑动电阻R41第二端接地，所述放大器A7正向输入端与所述对数放大电路输出端口相连；

所述除湿器驱动电路包括三极管Q17，该三极管Q17经电阻R43与所述放大器A6输出端相连，所述三极管Q17集电极与继电器K4一端相连，所述继电器K4另一端接电源，所述继电器K4常开触点与加湿器相连；

所述加湿器驱动电路包括三极管Q18，该三极管Q18经电阻R44与所述放大器A7输出端相连，所述三极管Q18集电极与继电器K5一端相连，所述继电器K5另一端接电源，所述继电器K5常开触点与除湿器相连。

进一步地：在所述三极管Q17基极还经发光二极管D17接地，所述三极管Q18基极还经发光二极管D18接地。

进一步地：：所述放大器A3、放大器A4、放大器A5、放大器A6和放大器A7型号为LM258。

进一步地：在所述电阻R36第一端经电阻R38与三极管Q16基极相连，所述三极管Q16集电极经电阻R45与电源端口相连，所述三极管Q16发射极经闪光灯L1接地。

进一步地：所述消毒系统控制电路包括红外线接收器B1、定时控制电路、消毒器控制电路和灯光控制电路；

所述定时控制电路包括NE555定时器，所述NE555定时器第二输入端口经电容C33与红外线接收器B1第一端相连，所述红外线接收器B1第一端经电阻R8与电源输出端口U1相连，所述红外线接收器B1第二端接地；

所述NE555定时器第六端口和第七端并联后经电阻R10与电源输出端口U1相连，所述NE555定时器第六端口和第七端并联后还经电容C2接地：

所述NE555定时器第四端口和第八端口分别与所述电源输出端口U1相连，所述NE555定时器第一端口接地；

所述NE555定时器第三输出端口经电阻R11与三极管Q4基极相连，所述三极管发射极经电阻R12与三极管Q3基极相连，所述三极管Q4发射极接地；

所述三极管发射极与所述电源输出端口U1相连，所述三极管Q3集电极与降压器U2输入的相连；

所述消毒器控制电路包括三极管Q8，该三极管Q8基极经电阻R19与所述稳压器U2输出端口相连，所述三极管Q8集电极经电阻R20与所述稳压器U2输出端口相连，所述三极管Q8发射极接地，所述三极管Q8集电极与三极管Q9基极相连，所述三极管Q9集电极与所述稳压器U2输出端口相连，所述三极管Q9发射极与继电器K1相连，所述继电器K1常开触点与消毒器相连；

所述灯光控制电路包括振荡电路和三极管Q5，所述三极管Q5基极经电阻R14与振荡电路输出端口相连，所述三极管集电极与电阻R13第一端相连，所述电阻R13第二端分别与二极管D6、二极管D7和二极管D8的负极相连，所述二极管D6、二极管D7和二极管D8的正极与所述稳压器U2输出端口相连。

本实用新型的有益效果为：在实验室内分别设置湿度调节电路、温度调调节电路和消毒控制系统，设置湿度调节电路、温度调调节电路能够实时对实验室的湿度和温度进行实时监测，设置的双向比较电路、除湿器驱动电路和加湿器驱动电路相互配合，能够在湿度或者温度超过预设值时，自动对实验室的湿度和温度进行调控处理。设置的消毒控制系统，能够对进出实验室的人进行实时消毒处理。消毒系统控制电路由红外线接收器B1、定时控制电路、消毒器控制电路和灯光控制电路组成，定时控制电路采用NE555组成的定时器，成本低，能够控制消毒时间，在消毒器电路工作时候，灯光控制电路同时能够控制灯光不断闪烁，给被消毒者提醒，知道消毒结束，整体结构简单，便于安装，适应范围广泛。设置的电源稳压保护电路能够在输入电压发生波动的时候在输出电压保持恒定，同时在输出电路发生短路时，使得输出开路，起到保护作用。

附图说明

图1为本实用新型的电源稳压保护电路结构示意图；

图2为温度调节电路和湿度调节电路图；

图3为消毒系统控制电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至图3所示：一种智能实验室调控系统，包括电源稳压保护电路、湿度调节电路、消毒器控制电路和温度调节电路，电源稳压保护电路为湿度调节电路、消毒系统控制电路和温度调节电路提供电压；

电源稳压保护电路包括桥式整流电路和放大器A1，放大器A1正向输入端经电阻R1与桥式整流电路电流流出端口相连，放大器A1输出端与电阻R2第一端相连，电阻R2第二端与三极管Q1基极相连，三极管Q1集电极与桥式整流电路输出端口相连，三极管Q1发射极依次经电阻R3、电阻R4和电阻R5与桥式整流电路电流流入端口相连，放大器反向输入端与电阻R4和电阻R5的公共端相连，电阻R4和电阻R5的公共端为电源输出端口U1；

电阻R2第二端还与三极管Q2集电极相连，三极管Q2发射极经电阻R6与桥式整流电路电流流入端口相连，三极管Q2基极与三极管Q1的发射极相连。

电源稳压保护电路工作原理：放大器A1的反向输入端与电阻R4和电阻R5之间的公共端相连，电路在工作时，同向输入端与反向输入端的电压差使得三极管Q1导通，输入电压的变化使得A1的输出改变，同时使得三极管Q1的基极电路发生变化，同时控制输出电压的变化，使得输出电压最终稳定。当输出电路发生短路时，输出电流变大，电阻R3两端的电压增大，使得三极管Q2导通，导致三极管Q1被反向偏置，三极管Q1反向偏置导至输出电压等效于开路，实现了短路保护。

温度调节电路包括温度传感器T、放大器A5、三极管Q15和继电器K3，放大器A5正向输入端与滑动电阻的输出端R47相连，滑动电阻R47的第一端经电阻R48与电源端口相连，滑动电阻R46第二端经电阻R46接地，放大器A5反向输入端与温度传感器T输出端相连。通过调节滑动电阻R47，给放大器A5提供一个基准电压，温度传感器T因为温度底导致输出电压发生变化，温度传感器T的输出电压传到放大器A5反向输入端，放大器A5输出电压将电压加到三极管Q15的基极上，三极管Q15导通，继电器K3得电，继电器K3常开开关闭合，加热器得电，对室内进行加温。

湿度调节电路包括振荡电路、对数放大电路、双向比较电路、除湿器驱动电路和加湿器驱动电路；

振荡电路输出端口与对数放大电路输入端口相连，对数放大电路输出端口和双向比较电路输入端口相连，双向比较电路第一输出端与除湿器驱动电路相连，双向比较电路第二输出端与加湿器驱动电路相连。

振荡电路包括放大器A3，该放大器A3反向输入端经电容C7接地，放大器A3输出端经电阻R34与电阻R36第一端相连，电阻R36第二端经电阻R37接地，放大器A3正向输入端经电阻R35连接在电阻R36第二端，在电阻R36第一端与放大器A3的反向输入端之间跨接有电阻R33。

放大器A5输出端与三极管Q15的基极相连，三极管Q15集电极与继电器K3一端相连，继电器K3另一端接电源，三极管Q15发射极接地；

放大器A5输出端与发光二极管D10负极相连，发光二极管D10正极经电阻R49与电源端口相连，放大器A5输出端还经电阻R50与发光二极管D11正极相连，该发光二极管D11负极接地；

双向比较电路包括放大器A6和放大器A7，放大器A6正向输入端与滑动电阻R40输出端相连，滑动电阻R40第一端与电源端口相连，滑动电阻R40第二端接地，放大器A6反向输入端与对数放大电路输出端口相连；

放大器A7反向输入端与滑动电阻R41输出端相连，滑动电阻R41第一端与电源端口相连，滑动电阻R41第二端接地，放大器A7正向输入端与对数放大电路输出端口相连；

除湿器驱动电路包括三极管Q17，该三极管Q17经电阻R43与放大器A6输出端相连，三极管Q17集电极与继电器K4一端相连，继电器K4另一端接电源，继电器K4常开触点与加湿器相连；

加湿器驱动电路包括三极管Q18，该三极管Q18经电阻R44与放大器A7输出端相连，三极管Q18集电极与继电器K5一端相连，继电器K5另一端接电源，继电器K5常开触点与除湿器相连。

在三极管Q17基极还经发光二极管D17接地，三极管Q18基极还经发光二极管D18接地。

在电阻R36第一端经电阻R38与三极管Q16基极相连，三极管Q16集电极经电阻R45与电源端口相连，三极管Q16发射极经闪光灯L1接地。

湿度调节电路工作原理为：振荡电路为湿度传感器B1提供交流电压，湿度传感器B1根据湿度阻值发生变化，湿度传感器B1将电压经过对数放大电路分别传给放大器A6的反向输入端和A7的正向输入端，调节滑动电阻R40可调节放大器A6的基准电压，调节滑动电阻R41可调节放大器A7的基准电压，湿度传感器B1分别与放大器A6和放大器A7的输入基准电压进行比较，如果湿度传感器B1输出信号低于放大器A6基准电压信号，放大器A6输出端驱动除湿器驱动电路，如果湿度传感器B1输出信号高于放大器A7基准电压信号，放大器A7输出端驱动加湿器驱动电路。

消毒系统控制电路包括红外线接收器B1、定时控制电路、消毒器控制电路和灯光控制电路；

定时控制电路包括NE555定时器，NE555定时器第二输入端口经电容C33与红外线接收器B1第一端相连，红外线接收器B1第一端经电阻R8与电源输出端口U1相连，红外线接收器B1第二端接地；

NE555定时器第六端口和第七端并联后经电阻R10与电源输出端口U1相连，NE555定时器第六端口和第七端并联后还经电容C2接地：

NE555定时器第四端口和第八端口分别与电源输出端口U1相连，NE555定时器第一端口接地；

NE555定时器第三输出端口经电阻R11与三极管Q4基极相连，三极管发射极经电阻R12与三极管Q3基极相连，三极管Q4发射极接地；

三极管发射极与电源输出端口U1相连，三极管Q3集电极与降压器U2输入的相连；

消毒器控制电路包括三极管Q8，该三极管Q8基极经电阻R19与稳压器U2输出端口相连，三极管Q8集电极经电阻R20与稳压器U2输出端口相连，三极管Q8发射极接地，三极管Q8集电极与三极管Q9基极相连，三极管Q9集电极与稳压器U2输出端口相连，三极管Q9发射极与继电器K1相连，继电器K1常开触点与消毒器相连；

灯光控制电路包括振荡电路和三极管Q5，三极管Q5基极经电阻R14与振荡电路输出端口相连，三极管集电极与电阻R13第一端相连，电阻R13第二端分别与二极管D6、二极管D7和二极管D8的负极相连，二极管D6、二极管D7和二极管D8的正极与稳压器U2输出端口相连。

上述放大器A3、放大器A4、放大器A5、放大器A6和放大器A7型号为LM258。

消毒器控制电路工作原理为：红外线接收器B1在没有被遮挡时，红外线接收器B1接收从红外线发射器发射的红外线，红外线接收器B1阻值高，红外线接收器B1第一端的电压较高，红外线接收器B1第一端加在NE555定时器第二输入端口为高电压，NE555定时器第三输出端输出为低电平，三极管Q4和三极管Q3未导通，消毒控制电路和灯光控制电路因为没得电不工作。当红外线接收器B1被遮挡时，红外线接收器B1阻值降低，电流通过红外线接收器B1，红外线接收器B1第一端的电压为低电压，NE555定时器第三输出端翻转为高电平，三极管Q4和三极管Q3开始工作，消毒控制电路和灯光控制电路开始工作，同时电源输出端口U1通过电阻R10向电容C2充电，随着电容C2电压升高到NE555定时器第六端口的预设值，NE555定时器第三输出端重新翻转为低电平，电容C2通过NE555定时器第七输入端口放电。

Claims (7)

1.一种智能实验室调控系统，其特征在于：包括电源稳压保护电路、湿度调节电路、消毒器控制电路和温度调节电路，所述电源稳压保护电路为所述湿度调节电路、消毒系统控制电路和所述温度调节电路提供电压；

所述电源稳压保护电路包括桥式整流电路和放大器A1，所述放大器A1正向输入端经电阻R1与桥式整流电路电流流出端口相连，所述放大器A1输出端与电阻R2第一端相连，所述电阻R2第二端与三极管Q1基极相连，所述三极管Q1集电极与桥式整流电路输出端口相连，所述三极管Q1发射极依次经电阻R3、电阻R4和电阻R5与所述桥式整流电路电流流入端口相连，所述放大器反向输入端与所述电阻R4和所述电阻R5的公共端相连，所述电阻R4和所述电阻R5的公共端为电源输出端口U1；

所述电阻R2第二端还与三极管Q2集电极相连，所述三极管Q2发射极经电阻R6与所述桥式整流电路电流流入端口相连，所述三极管Q2基极与所述三极管Q1的发射极相连；

所述湿度调节电路包括振荡电路、对数放大电路、双向比较电路、除湿器驱动电路和加湿器驱动电路；

所述振荡电路输出端口与所述对数放大电路输入端口相连，所述对数放大电路输出端口和所述双向比较电路输入端口相连，所述双向比较电路第一输出端与所述除湿器驱动电路相连，所述双向比较电路第二输出端与所述加湿器驱动电路相连。

2.根据权利要求1所述一种智能实验室调控系统，其特征在于：所述振荡电路包括放大器A3，该放大器A3反向输入端经电容C7接地，所述放大器A3输出端经电阻R34与电阻R36第一端相连，所述电阻R36第二端经电阻R37接地，所述放大器A3正向输入端经电阻R35连接在所述电阻R36第二端，在所述电阻R36第一端与所述放大器A3的反向输入端之间跨接有电阻R33。

3.根据权利要求1所述一种智能实验室调控系统，其特征在于：所述温度调节电路包括温度传感器T、放大器A5、三极管Q15和继电器K3，所述放大器A5正向输入端与滑动电阻的输出端R47相连，所述滑动电阻R47的第一端经电阻R48与电源端口相连，所述滑动电阻R46第二端经电阻R46接地，所述放大器A5反向输入端与温度传感器T输出端相连；

所述放大器A5输出端与三极管Q15的基极相连，所述三极管Q15集电极与继电器K3一端相连，所述继电器K3另一端接电源，所述三极管Q15发射极接地；

所述放大器A5输出端与发光二极管D10负极相连，所述发光二极管D10正极经电阻R49与电源端口相连，所述放大器A5输出端还经电阻R50与发光二极管D11正极相连，该发光二极管D11负极接地；

所述双向比较电路包括放大器A6和放大器A7，所述放大器A6正向输入端与滑动电阻R40输出端相连，所述滑动电阻R40第一端与电源端口相连，所述滑动电阻R40第二端接地，所述放大器A6反向输入端与所述对数放大电路输出端口相连；

所述放大器A7反向输入端与滑动电阻R41输出端相连，所述滑动电阻R41第一端与电源端口相连，所述滑动电阻R41第二端接地，所述放大器A7正向输入端与所述对数放大电路输出端口相连；

所述除湿器驱动电路包括三极管Q17，该三极管Q17经电阻R43与所述放大器A6输出端相连，所述三极管Q17集电极与继电器K4一端相连，所述继电器K4另一端接电源，所述继电器K4常开触点与加湿器相连；

所述加湿器驱动电路包括三极管Q18，该三极管Q18经电阻R44与所述放大器A7输出端相连，所述三极管Q18集电极与继电器K5一端相连，所述继电器K5另一端接电源，所述继电器K5常开触点与除湿器相连。

4.根据权利要求1所述一种智能实验室调控系统，其特征在于：在所述三极管Q17基极还经发光二极管D17接地，所述三极管Q18基极还经发光二极管D18接地。

5.根据权利要求1所述一种智能实验室调控系统，其特征在于：所述放大器A3、放大器A4、放大器A5、放大器A6和放大器A7型号为LM258。

6.根据权利要求2所述一种智能实验室调控系统，其特征在于：在所述电阻R36第一端经电阻R38与三极管Q16基极相连，所述三极管Q16集电极经电阻R45与电源端口相连，所述三极管Q16发射极经闪光灯L1接地。

7.根据权利要求2所述一种智能实验室调控系统，其特征在于：所述消毒系统控制电路包括红外线接收器B1、定时控制电路、消毒器控制电路和灯光控制电路；

所述定时控制电路包括NE555定时器，所述NE555定时器第二输入端口经电容C33与红外线接收器B1第一端相连，所述红外线接收器B1第一端经电阻R8与电源输出端口U1相连，所述红外线接收器B1第二端接地；

所述NE555定时器第六端口和第七端并联后经电阻R10与电源输出端口U1相连，所述NE555定时器第六端口和第七端并联后还经电容C2接地：

所述NE555定时器第四端口和第八端口分别与所述电源输出端口U1相连，所述NE555定时器第一端口接地；

所述NE555定时器第三输出端口经电阻R11与三极管Q4基极相连，所述三极管发射极经电阻R12与三极管Q3基极相连，所述三极管Q4发射极接地；

所述三极管发射极与所述电源输出端口U1相连，所述三极管Q3集电极与降压器U2输入的相连；

所述消毒器控制电路包括三极管Q8，该三极管Q8基极经电阻R19与所述稳压器U2输出端口相连，所述三极管Q8集电极经电阻R20与所述稳压器U2输出端口相连，所述三极管Q8发射极接地，所述三极管Q8集电极与三极管Q9基极相连，所述三极管Q9集电极与所述稳压器U2输出端口相连，所述三极管Q9发射极与继电器K1相连，所述继电器K1常开触点与消毒器相连；

所述灯光控制电路包括振荡电路和三极管Q5，所述三极管Q5基极经电阻R14与振荡电路输出端口相连，所述三极管集电极与电阻R13第一端相连，所述电阻R13第二端分别与二极管D6、二极管D7和二极管D8的负极相连，所述二极管D6、二极管D7和二极管D8的正极与所述稳压器U2输出端口相连。