[發明專利]室內環境場多場同時自動測量裝置

有效

• 申請號: 201410037638.2
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103776491A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 沈雄;曹清;黃衍;尹久盛;陳清焰;劉俊杰
• 申請（專利權）人: 天津大學;波音（中國）投資有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01N33/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

技術領域

本發明屬于一種測量裝置，具體的說，是涉及一種用于室內環境場多場同時測試的三維自動測量裝置。

背景技術

為了研究室內空氣流動、溫度分布、污染物傳播規律等，確保室內環境的舒適健康，需要對特定空間內的溫度場、速度場、濃度場等環境場進行測量。如何將各環境場測量儀器準確定位、實現高效測量成為特點空間內環境場測量的重點難點。

目前，特定空間內環境測量通常采用可調支架搭載測量儀器，使用標尺確定測點空間位置。使用這種人工測量的方法，首先會產生定位誤差，導致實驗的準確性降低，每次測量需要人為組裝、挪動支架，人為使用標尺定位，這都會導致定位誤差。其次，人員在環境場內的活動會對測量環境造成擾動，需要大量的等待時間消除擾動的影響，這就增加了實驗時間及測量周期。第三，在復雜空間環境或有毒有害環境內，人工測量很難或不能實現。綜上，人工需要花費巨大的時間、人力、物力，定位及測量精度也不能得到保證，因此需要借助機械測量，減少測量花費，提高測量精度。

發明內容

本發明要解決的是現有人工操作可調支架及標尺定位產生定位誤差、實驗人員在測量區域內活動導致測量場誤差的技術問題，提供了一種室內環境場多場同時自動測量裝置，采用三維運動系統代替人工操作，不僅可以進行精確定位，避免測量人員對流場的影響，還可以節省測量時間，減少測量人數，降低測量費用，提高測量效率，并且該自動測量裝置能夠對多個環境場進行同時測量、自動將測量儀器測得的環境場信息與測量儀器所在的空間坐標配對輸出，減少由于多場測量時間的不同步帶來的誤差以及人工處理數據的時間。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下的技術方案予以實現：

一種室內環境場多場同時自動測量裝置，包括三維運動系統、控制系統、數據采集系統；

所述三維運動系統包括底座，底座上固定安裝有縱向直線模組，縱向直線模組通過第一轉接件連接有豎向直線模組，豎向直線模組通過第二轉接件連接有橫向直線模組，橫向直線模組上安裝有儀器搭載平臺，儀器搭載平臺用于安裝環境場的測量儀器；

所述控制系統包括人機界面設備、可編程邏輯控制器、三個電機驅動器；所述可編程邏輯控制器用于接收人機界面設備傳輸的輸入信號，并根據該輸入信號通過所述縱向直線模組所對應的所述電機驅動器控制所述豎向直線模組在所述縱向直線模組上進行縱向移動，通過所述豎向直線模組所對應的所述電機驅動器控制所述橫向直線模組在所述豎向直線模組上進行豎向移動，通過所述橫向直線模組所對應的所述電機驅動器控制所述儀器搭載平臺在所述橫向直線模組上進行橫向移動，使所述測量儀器依次移動到每個測量點；

所述數據采集系統包括所述測量儀器、所述可編程邏輯控制器、數據采集卡、計算機，所述數據采集卡用于接收所述測量儀器輸出的當前測量點的環境場信號并傳輸給所述計算機，所述可編程邏輯控制器用于將輸入信號中當前測量點的空間坐標傳輸給所述計算機，所述計算機調用判斷函數對所述環境場信號和所述空間坐標進行匹配判斷：若所述計算機接收所述環境場信號的時間和接收所述空間坐標的時間相差在1秒內，則認為所述環境場信號和所述空間坐標匹配，將匹配的“信號接收時間，空間坐標，環境場信息”寫入文本文檔；若所述計算機接收所述環境場信號的時間和接收所述空間坐標的時間相差在1秒以上，則認為所述環境場信號和所述空間坐標不匹配，不寫入文本文檔。

所述三維運動系統的底座為底部設置有支撐腳架和腳輪的框架結構。

所述三維運動系統中的所述縱向直線模組、所述豎向直線模組、所述橫向直線模組均由伺服電機、驅動軸、從動軸、帶輪、同步帶、滑臺、連接板、直線導軌、滑塊、坐標架組成；所述坐標架的兩端分別設置所述驅動軸和所述從動軸，所述驅動軸由所述伺服電機提供動力；兩個所述同步帶輪分別安裝在所述驅動軸和所述從動軸上，隨所述驅動軸的轉動帶動所述同步帶運動；所述同步帶固定有所述連接板，所述連接板上部固定有所述滑臺、下部固定有所述滑塊，所述滑塊安裝于所述坐標架上表面設置的所述直線導軌；

所述第一轉接件將所述豎向直線模組連接在所述縱向直線模組的滑臺上；所述第二轉接件將所述橫向直線模組連接在所述豎向直線模組的滑臺上；所述儀器搭載平臺安裝在所述橫向直線模組的滑臺上。

所述三維運動系統中的所述儀器搭載平臺底部設置有用于固定在所述橫向直線模組上的安裝孔，所述儀器搭載平臺前面、后面、頂面和底面分別設置有安裝槽，所述安裝槽用于安裝不同環境場的測量儀器。

所述三維運動系統中的所述縱向直線模組、所述豎向直線模組、所述橫向直線模組的側邊分別設置有第一拖鏈、第二拖鏈、第三拖鏈。