[發(fā)明專利]一種大田自動(dòng)箱式被動(dòng)增溫裝置及試驗(yàn)站

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110026515.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112840909B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫志剛;邵長(zhǎng)秀;李明;婁金勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所
• 主分類號(hào): A01G9/14
• 分類號(hào): A01G9/14;A01G9/24
• 代理公司: 北京合創(chuàng)致信專利代理有限公司 16127
• 代理人: 余倩倩

1.一種大田自動(dòng)箱式被動(dòng)增溫裝置，用于對(duì)被測(cè)目標(biāo)對(duì)象的環(huán)境溫度進(jìn)行模擬與控制，其特征在于，所述增溫裝置包括：

增溫箱，

所述增溫箱為方形透明罩體，罩于所述被測(cè)目標(biāo)對(duì)象外，以通過(guò)陽(yáng)光輻射增加所述被測(cè)目標(biāo)對(duì)象的環(huán)境溫度；所述增溫箱的側(cè)壁沿縱向設(shè)有多層窗口，每層所述窗口上均設(shè)有可獨(dú)立進(jìn)行開(kāi)閉的窗體；

環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，

所述環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)至少包括：輻射傳感器和溫度傳感器，

所述輻射傳感器用以對(duì)陽(yáng)光輻射強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

所述溫度傳感器有多個(gè)，至少一個(gè)所述溫度傳感器設(shè)置于所述增溫箱外部且靠近所述增溫箱的位置，以對(duì)所述增溫箱外部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；多個(gè)所述溫度傳感器中的其余所述溫度傳感器，沿縱向并列設(shè)置于所述增溫箱的內(nèi)部，以對(duì)所述增溫箱內(nèi)部溫度沿縱向進(jìn)行分層實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

控制系統(tǒng)，

所述控制系統(tǒng)與所述環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通訊連接，并根據(jù)所述環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)所述窗體的開(kāi)口面積進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)所述增溫箱內(nèi)部溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，其中，所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括所述輻射傳感器監(jiān)測(cè)到的陽(yáng)光輻射強(qiáng)度，和所述溫度傳感器監(jiān)測(cè)到的所述增溫箱的外部溫度和內(nèi)部溫度；

借助溫控模型獲得增溫箱溫度變化和窗體開(kāi)口面積之間的關(guān)系，所述溫控模型的具體計(jì)算公式為：

其中：ρ為空氣密度；C_P為空氣定壓比熱容；V為增溫箱體積；dT/dt為單位時(shí)間增溫箱內(nèi)的溫度變化；E_a為陽(yáng)光輻射強(qiáng)度；E_s為增溫箱材料與增溫箱內(nèi)部的氣體換熱量；E_c為增溫箱內(nèi)氣體對(duì)流換熱量；E_w為箱體的通風(fēng)量；

所述控制系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)接收模塊，通訊連接所述環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收；

控制中心，基于預(yù)先建立的溫控模型獲得所述增溫箱內(nèi)外的溫度變化和窗體開(kāi)口面積之間、以及所述陽(yáng)光輻射強(qiáng)度和窗體開(kāi)口面積之間的關(guān)系；并根據(jù)所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定所述窗體的開(kāi)口面積、并生成窗體開(kāi)口指令；

執(zhí)行模塊，與所述控制中心通訊連接，并根據(jù)所述控制中心的窗體開(kāi)口指令對(duì)所述窗體的開(kāi)口面積進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；

兩個(gè)有機(jī)玻璃板拼接形成所述窗體，且所述兩個(gè)有機(jī)玻璃板能夠相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)應(yīng)的，所述執(zhí)行模塊驅(qū)動(dòng)所述兩個(gè)有機(jī)玻璃板相對(duì)滑動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)所述窗體開(kāi)閉和開(kāi)口面積變化；

所述執(zhí)行模塊包括：

齒條，對(duì)應(yīng)連接在所述有機(jī)玻璃板下沿；

驅(qū)動(dòng)齒輪，與所述齒條相互嚙合，以帶動(dòng)所述有機(jī)玻璃板進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)；

伺服電機(jī)，對(duì)應(yīng)連接所述驅(qū)動(dòng)齒輪，為所述驅(qū)動(dòng)齒輪提供驅(qū)動(dòng)力；

所述增溫箱頂部可開(kāi)啟，以供雨水進(jìn)入所述增溫箱；

箱體頂部由兩個(gè)有機(jī)玻璃板拼接形成，執(zhí)行模塊驅(qū)動(dòng)兩個(gè)有機(jī)玻璃板位移。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田自動(dòng)箱式被動(dòng)增溫裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括：

存儲(chǔ)模塊，與所述數(shù)據(jù)接收模塊通訊連接，以對(duì)所述環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；

顯示屏，與所述數(shù)據(jù)接收模塊或所述存儲(chǔ)模塊通訊連接，以對(duì)所述環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田自動(dòng)箱式被動(dòng)增溫裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)與控制終端通過(guò)有線或者無(wú)線通訊連接，以供所述控制終端進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)瀏覽；

其中，

所述控制終端為PC端或者手機(jī)端；

所述數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)包括：所述增溫箱內(nèi)溫度預(yù)設(shè)、所述監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間隔預(yù)設(shè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田自動(dòng)箱式被動(dòng)增溫裝置，其特征在于，所述環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括：

風(fēng)速傳感器，以對(duì)所述增溫箱外的風(fēng)速、風(fēng)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

風(fēng)向傳感器，以對(duì)所述增溫箱外的風(fēng)向進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

其中，所述風(fēng)速傳感器和所述風(fēng)向傳感器設(shè)置于所述增溫箱外部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大田自動(dòng)箱式被動(dòng)增溫裝置，其特征在于，所述增溫箱至少具有支撐骨架，所述支撐骨架上連接斜拉支撐桿，以對(duì)所述增溫箱進(jìn)行固定。

6.一種大田自動(dòng)箱式被動(dòng)增溫試驗(yàn)站，包括至少兩個(gè)權(quán)利要求1-5任一所述大田自動(dòng)箱式被動(dòng)增溫裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)站對(duì)至少兩個(gè)所述增溫裝置的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。