[實用新型]一種主動增溫室實驗裝置

無效

• 申請號: 200920149602.8
• 申請日: 2009-04-08
• 公開（公告）號: CN201644121U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 李春杰;王根緒;武曉剛;王一博;胡宏昌;劉光生;任東興;范曉梅
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: B01L7/00
• 分類號: B01L7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種主動增溫室實驗裝置，特別是一種通過控制增溫室內氣溫、地溫來實現溫度自動控制的裝置。?

背景技術

增溫室是研究全球變暖與陸地生態關系的主要設備之一，其研究結果可為陸地生態系統的中長期動態模型驗證和預測提供關鍵的參數估計(請參考《植物生態學報》雜志2007年第2期中牛書麗等人所著的《全球變暖與陸地生態系統研究中的野外增溫裝置》一文)。目前，各種生態系統的溫度控制裝置可分為4大類：(1)溫室和開頂箱；(2)土壤加熱管道和電纜；(3)紅外線反射器；(4)紅外線輻射器。上述各種增溫裝置，單純對土壤或空氣進行增溫，不能很好地反映自然增溫過程，對溫度升高的幅度和特征模擬還不夠理想，不能主動控制增溫過程。?

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題是：提供一種新型主動增溫室裝置，對空氣和土壤同時進行加溫，使其比較符合實際的自然增溫過程，并采用嵌入式工控機閉環控制和智能PID控制算法提高其控制精度。?

本實用新型為解決其技術問題所采取的技術方案是：?

一種主動增溫室實驗裝置，包括增溫室和自動監控裝置兩部分，增溫室由框架、室壁、空氣散熱器、土壤加熱電纜、軸流風機和底座六部分組成。增溫室為六邊形鋁合金框架結構，高3m，邊長1.5m。自動監控裝置包括用于地溫、氣溫檢測的在線式溫度傳感器及其變送器，用于控制空氣散熱器、土壤加熱電纜的可編程控制器，用于控制風機轉速的變頻調速器，嵌入式工控機以及上位?機，所述的溫度變送器、可編程控制器、變頻調速器連接嵌入式工控機，然后將測控信息傳輸至上位機，上位機顯示并打印當前測控數據。并向所述的嵌入式工控機包括用于比較溫度傳感器測量值與預設值，并選擇性地向可編程控制器或變頻調速器發出指令，所述的可編程控制器連接空氣散熱器、土壤加熱電纜，所述的變頻調速控制器連接軸流風機。?

本實用新型的構思為：由空氣散熱器對室內空氣進行加溫、土壤加熱電纜對土壤進行加溫，由軸流風機抽吸室外冷空氣對增溫室降溫。風機在運行的過程中采用PWM變頻調速的對軸流風機的轉速和流量進行調節。?

本實用新型的優點與積極效果為：?

1.能夠使氣體均勻地進入氣室內部對氣流和土壤進行同時加溫，使其比較符合實際的自然增溫過程。?

2.能夠同時控制地溫和氣溫的增溫過程，避免只提高地溫或氣溫的情況。?

3.使用了閉環反饋控制和智能PID控制算法，提高了控制測量精度，能夠主動控制增溫過程特征。?

4.采用RS485通訊，不僅可以實現數據的長距離傳輸，而且方便以后系統的擴展升級。?

附圖說明

圖1是增溫室結構前視圖。?

圖2是增溫室結構俯視圖。?

圖3是主動增溫室實驗裝置的系統圖。?

圖4是控制系統總圖。?

圖5是計算機控制過程示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。?

如圖1～3所示，一種主動增溫室實驗裝置，包括增溫室和自動監控裝置兩部分，增溫室由框架1、室壁2、空氣散熱器3、土壤加熱電纜4、軸流風機6和底座六部分組成。增溫室為六邊形鋁合金框架結構，高3m，邊長1.5m。自動監控裝置包括用于地溫、氣溫檢測的在線式溫度傳感器5及其變送器7，用于控制空氣散熱器、土壤加熱電纜的可編程控制器8，用于控制風機轉速的變頻調速器9，嵌入式工控機10以及上位機11，所述的溫度變送器7、可編程控制器8、變頻調速器9連接嵌入式工控機10，然后將測控信息傳輸至上位機，上位機顯示并打印當前測控數據。并向所述的嵌入式工控機10包括用于比較溫度傳感器測量值與預設值，并選擇性地向可編程控制器8或變頻調速器9發出指令，所述的可編程控制器8連接空氣散熱器、土壤加熱電纜4，所述的變頻調速控制器9連接軸流風機6。?

如圖4所示，主動增溫室自控系統，由在線式氣溫、地溫傳感器5獲取當前增溫室內外氣溫、地溫溫度數據，并以電流信號傳輸至溫度變送器7。溫度變送器7將采集結果通過RS232/485轉換器送往嵌入式工控機10，嵌入式工控機10根據溫度設置等信息，通過智能PID控制算法程序產生控制程序，并向可編程控制器8和變頻調速器9發出指令，空氣散熱器3、土壤加熱電纜4或軸流風機6進行相應的動作，從而達到控制增溫室內氣溫、地溫目的。經嵌入式工控機10簡單處理后的測控信息，經過另一路RS232/485轉換器送至上位機11。?