[發明專利]特殊實驗室溫濕度測控裝置及方法

無效

• 申請號: 200810018392.9
• 申請日: 2008-06-05
• 公開（公告）號: CN101286074A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 郭陽明;翟正軍;馬捷中
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明屬電子技術領域。

背景技術

實驗室設備都有各自的溫度、濕度要求，特別是一些精密儀器或特殊行業，他們的實驗室對溫濕度要求更高，例如在根紡織、印染行業中，檢測環境溫度、濕度的變化對紡織品的各項技術指標均有很大的影響。對這些特殊實驗室溫濕度測控是特殊要求實驗室進行科學實驗等必須的工作，傳統的測試與控制是以單片機為核心，根據不同的濕度要求，通過硬件設定不同的調節終態，可以將實驗空間的濕度調節到設定值。通常是使用溫度計、濕度表等儀表和輸出模擬量的電測控儀表來測控數據，是由人工讀取和記錄模擬儀表上的溫濕度值。這種方法測控與控制精度低，往往會加入外界和人為因素的影響，誤差大，觀測不方便，實時性差，效率低下。隨著傳感器技術和測控測試技術的發展，為了更好地了解特殊要求實驗室的溫濕度變化規律，傳統的測控方法和裝置已經不能適應實驗室的需要，需要研究新的測控裝置。

發明內容

為了克服現有技術誤差大、測不方便、實時性差、效率低下等不足，本發明提供一種特殊實驗室溫濕度測控裝置，能夠適應特殊要求實驗室的需要，更好地了解實驗室的溫濕度變化規律，精確控制實驗室的溫濕度。同時，使得測控和控制更準確，結果顯示更形象直觀，操作更方便，并易于實現功能擴展。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括計算機、溫濕度感知模塊、信號調理電路、多功能數據采集卡、控制輸出電路和執行裝置。溫濕度感知模塊包括溫度傳感器和濕度傳感器，主要完成實驗室溫濕度的感知，并將溫濕度信號轉換成電信號傳輸至信號調理電路；信號調理電路通過整形、濾波，將傳感器的電信號變換成多功能數據采集卡輸入范圍內的電信號；多功能數據采集卡將經過濾波去噪后的傳感器數據通過模/數轉換采集進計算機；計算機將采集來得溫濕度值的電信號濾波后，變換成相應的溫濕度值，然后在顯示器上通過虛擬儀器技術構建的多個虛擬儀器，顯示相應的圖線，并將數據存入硬盤，同時根據設定的溫濕度值由帶死區的PID控制算法生成控制信號；控制信號再經由多功能數據采集卡的數/模轉換，送給控制輸出電路；控制輸出電路將不同的命令輸出給相應的執行機構，包括風扇、電吹風和加濕器，這其中風扇用來排氣，可以降低實驗環境的溫濕度，加濕器用來增加實驗環境的濕度，電吹風用于提高實驗環境的溫度。

本發明還提供了一種特殊實驗室溫濕度的測控方法，包括如下步驟：

a)設定實驗室的溫濕度值；

b)由溫度傳感器和濕度傳感器采集實驗室溫濕度，并轉換成相應的電信號；

c)多功能數據采集卡將經過信號調理電路調理后的實驗室的溫濕度電信號采集到計算機中；

d)計算機通過濾波將溫濕度電信號轉換成相應的溫濕度值，在儀器顯示界面上顯示和存入硬盤，同時根據設定的溫濕度值由帶死區的PID控制算法生成控制信號；

e)控制信號經由控制輸出電路送達執行機構——風扇、電吹風和加濕器；

f)執行機構根據控制命令，完成相應的溫濕度調節控制的動作；

g)經過調節后的實驗室溫濕度情況通過溫度傳感器和濕度傳感器感知，被再次送入計算機；

h)通過多次以上閉環自動控制過程，使得實驗室的溫濕度達到設定值。

本發明的有益效果是：本發明能夠采用虛擬儀器技術，利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。靈活高效的軟件能創建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統集成。該裝置充分展現了虛擬儀器技術性能高、開發時間少的優勢，并為裝置的擴展提供了最小成本的途徑。因此，可以說該裝置具有成本低、測控方法簡單、精度高、易于操作和實現的優點，同時測控結果通過計算機屏幕顯示形象直觀，軟件實現各種傳統測試儀器使操作更方便，并且還可以較容易地實現功能擴展。

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式