一种算力型恒温恒湿箱

文档序号:1897325 发布日期:2021-11-30 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 一种算力型恒温恒湿箱 (Calculation force type constant temperature and humidity box ) 是由 吴小龙 于 2021-07-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种算力型恒温恒湿箱,涉及恒温恒湿箱技术领域,包括箱体、测温系统以及密封圈,多个测温系统均包括电压采集模块、电阻计算模块、温度计算模块、数据获取模块以及WBee路由器;数据获取模块与WBee路由器依次电连接;多个数据获取模块均与WBee协调器相连;多个WBee路由器之间互连形成自组网络;本发明通过采用基准电阻串接热敏电阻的方式,实现对恒温恒湿箱内部空间多个区域的温度同时进行测量,提升温度测量准确性;同时通过WBee自组网络技术将各个温度监测点上的数据获取模块组成一个数据采集网,保证了每个监测点数据的稳定、实时的上传。(The invention discloses a computing force type constant temperature and humidity box, which relates to the technical field of constant temperature and humidity boxes and comprises a box body, temperature measurement systems and sealing rings, wherein each temperature measurement system comprises a voltage acquisition module, a resistance calculation module, a temperature calculation module, a data acquisition module and a WBee router; the data acquisition module is electrically connected with the WBee router in sequence; the plurality of data acquisition modules are connected with the WBee coordinator; a plurality of WBee routers are interconnected to form an ad hoc network; according to the invention, the temperature of a plurality of areas in the internal space of the constant temperature and humidity box is measured simultaneously by connecting the reference resistor in series with the thermistor, so that the temperature measurement accuracy is improved; meanwhile, the data acquisition modules on the temperature monitoring points form a data acquisition network through the WBee ad hoc network technology, so that the stable and real-time uploading of the data of each monitoring point is ensured.)

一种算力型恒温恒湿箱

技术领域

本发明涉及恒温恒湿箱技术领域,具体涉及一种算力型恒温恒湿箱。

背景技术

恒温恒湿试验箱也称恒温恒湿试验机、恒温恒湿实验箱、可程式湿热交变试验箱、恒温机或恒温恒湿箱,用于检测材料在各种环境下性能的设备及试验各种材料耐热、耐寒、耐干、耐湿性能。适合电子、电器、手机、通讯、仪表、车辆、塑胶制品、金属、食品、化学、建材、医疗、航天等制品检测质量之用。

而现有的恒温恒湿箱需要对箱内环境进行持续的条件控制,要求保护箱具备较好的气密、水密条件。传统的密封圈在保证密封性能的前提下,对密封截面的接触应力有较高要求,导致开关箱门需要极大的力,无法满足试验品存取便捷的要求。此外,现有的恒温恒湿箱虽然设置了温度测量装置,但温度测量装置的准确性不高。

发明内容

为解决现有技术问题,本发明具体采用以下技术方案:

一种算力型恒温恒湿箱,包括箱体和用于对所述箱体内部进行测温的测温系统;

还包括用于箱体的箱门密封的密封圈,所述密封圈具有与所述箱体箱门适配的形状,且其转角为圆弧状;所述箱门朝向所述箱体一侧设置箱门侧安装槽,在所述箱体上与所述箱门侧安装槽相对应处设置箱体侧安装槽;所述箱门处于闭合时,所述密封圈同时容纳于所述箱体侧安装槽和所述箱门侧安装槽内;所述箱门处于打开时,所述密封圈仅容纳于所述箱门侧安装槽;

所述测温系统设置有若干个,若干个所述测温系统均匀分布在所述箱体的内部空间中并用于采集所述箱体内部各个区域的温度;

多个所述测温系统均包括电压采集模块、电阻计算模块、温度计算模块、数据获取模块以及WBee路由器;

所述电压采集模块将基准电阻与一个热敏电阻进行串联,在回路上加载上拉电压,在基准电阻及热敏电阻各自两端设置电压采集端,并采集相应电压值,获取电压值采集信息;

所述电阻计算模块根据电压值采集信息,对比热敏电阻电压值与基准电阻电压值,计算热敏电阻的电阻值,获取热敏电阻值计算结果信息;

所述温度计算模块根据热敏电阻值计算结果信息、温度预估参数,比对各热敏电阻的电阻与温度关系,获取热敏电阻对应温度值计算结果信息;

所述数据获取模块根据热敏电阻对应温度值计算结果信息,获取基于热敏电阻串接的温度测量结果信息并获取测量区域的温度值;

所述数据获取模块与所述WBee路由器电连接;且所述数据获取模块采集的温度数据通过通信模块传输至控制终端;

多个所述数据获取模块均与WBee协调器相连;多个所述WBee路由器之间互连形成自组网络,多个所述测温系统相互间通过所述自组网络进行通信。

进一步的方案是,所述箱门侧安装槽呈倒T型设置,所述箱体侧安装槽呈半圆形设置,所述箱门侧安装槽内填充硅橡胶。

进一步的方案是,所述密封圈具有顶面、上侧翼、连接柱、下侧翼、底面以及下侧翼悬空面;所述密封圈呈中心对称状设置,所述密封圈中部的连接柱一端连接两上侧翼,所述连接柱的另一端连接两下侧翼;两上侧翼的夹角为锐角,且两上侧翼设置有平面状的顶面;两下侧翼呈整体圆弧状并具有相同的圆心和半径,所述圆心位于所述密封圈的中心对称轴上。

进一步的方案是,所述上侧翼具有上侧翼外侧面和上侧翼内侧面,上侧翼外侧面与所述顶面呈钝角且为平面;所述上侧翼内侧面与所述连接柱呈锐角状连接,且连接处具有倒圆角结构;所述上侧翼外侧面和所述上侧翼内侧面之间由抵接平面连接;所述箱门关闭时,所述抵接平面和所述顶面均与所述箱门侧安装槽抵紧。

进一步的方案是,两所述下侧翼具有共同的底面,所述下侧翼具有下侧翼内侧面,所述下侧翼内侧面与连接柱呈大致锐角状连接,且连接处具有倒圆角结构;所述下侧翼内侧面与底面之间通过下侧翼悬空面连接,所述箱门关闭时,所述底面与所述箱门侧安装槽抵紧;所述底面的圆弧半径大于所述箱门侧安装槽的圆弧半径。

进一步的方案是,所述电压采集模块设置热敏电阻的输入采用一条信号线对应一条回线的连线方式。

进一步的方案是,所述箱体设置有进水端口和出水端口,所述进水端口和所述出水端口之间连接有加热水道,所述箱体外部一侧面可拆卸设置有使所述箱体内部温度升高的热源装置,所述热源装置包括水箱、循环水泵以及加热单元,所述加热单元设置有进水侧和出水侧,所述水箱的出水口通过管道与所述加热单元的进水侧相连,所述加热单元的出水侧通过管道与所述循环水泵的进水口相连,所述循环水泵的出水口通过管道与所述箱体的进水端口相连,所述箱体的出水端口通过管道与所述水箱的进水口相连。

进一步的方案是,所述加热单元包括至少一块所述控制芯片,所述控制芯片用于控制所述测温系统;

所述水箱的水通过所述控制芯片工作所产生的热量在所述加热单元内进行热交换。

进一步的方案是,所述箱体内还设置有湿度传感器,所述箱体外部还设置有算力设备,所述数据获取模块、所述温度传感器的信号输出端分别与所述算力设备的信号输入端电连接,所述算力设备的存储器存储有温度阈值和湿度阈值。

本发明的有益效果:

本发明提供的密封圈一直抵紧于箱门侧安装槽中的部分抵接稳定,两圆弧面配合的密封界面,在关闭状态抵接充分且稳固,在开门过程中便于与外界气体联通,使得开门省力;

本发明的恒温恒湿箱关门时存在挤压气体的过程,开门过程中,抵紧配合的密封面密封圈与安装槽脱离需要抵抗大气压,为避免这两种情况引起的开关门载荷变大,在密封圈上开排气孔,安装时,排气孔位置位于门把手处,关门过程中最后闭合,便于气体排出;开门过程中最先打开,便于气体进入,排气孔尺寸和位置的设计不破坏密封圈的密封性,避免恒温恒湿箱内部的温度和湿度因箱体的密封箱不好而发生变化;

本发明通过采用基准电阻串接热敏电阻的方式,实现对恒温恒湿箱内部空间多个区域的温度同时进行测量,提升恒温恒湿箱内部温度测量的准确性;

本发明通过WBee自组网络技术将各个温度监测点上的数据获取模块组成一个数据采集网,当某个采集点上无法把采集到的数据实时上传监控,就可以通过数据采集网将数据传送到另一个网络信号良好的采集点进行数据上传,保证了每个监测点数据的稳定、实时的上传;

本发明通过恒温恒湿箱的测温系统的控制芯片工作所产生的热量并通过该热量对水箱中的水进行加热,加热后的水的输出的能量可作为热源对恒温恒湿箱进行加温,使恒温恒湿箱内的温度达到需求温度,继而实现通过废热为箱体提供热源,实现对箱体的恒温加温,节约加温成本;

本发明通过测温系统、湿度传感器分别用于测量恒温恒湿箱内部温度和湿度数据,并通过算力设备与阈值进行比较,实现对恒温恒湿箱的温度、湿度的准确监控。

附图说明

图1为本发明实施例一种算力型恒温恒湿箱中测温系统的结构示意图;

图2为本发明实施例中测温系统的测温方法示意图;

图3为本发明实施例中密封圈的俯视图;

图4为图3中A-A剖面图;

图5为本发明实施例中密封圈所在密封界面剖视图;

图6为本发明实施例中热源装置的结构示意图;

图7为本发明实施例中算力设备中算力芯片串联的结构示意图;

附图标注:1-箱体;10-箱门侧安装槽;11-箱体侧安装槽;2-密封圈;20-顶面;21-上侧翼;210-上侧翼外侧面;211-上侧翼内侧面;22-连接柱;23-下侧翼;230-下侧翼内侧面;24-底面;25-下侧翼悬空面;26-排气孔;30-水箱;31-循环水泵;32-加热单元;320-控制芯片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-2所示,本发明的一个实施例公开了一种算力型恒温恒湿箱,包括箱体1和用于对所述箱体1内部进行测温的测温系统;

测温系统设置有若干个,若干个测温系统均匀分布在箱体1的内部空间中并用于采集箱体1内部各个区域的温度;

多个测温系统均包括电压采集模块、电阻计算模块、温度计算模块、数据获取模块以及WBee路由器;

电压采集模块将基准电阻与一个热敏电阻进行串联,在回路上加载上拉电压,在基准电阻及热敏电阻各自两端设置电压采集端,并采集相应电压值,获取电压值采集信息;

在本实施例中,电压采集模块设置热敏电阻的输入采用一条信号线对应一条回线的连线方式。

电阻计算模块根据电压值采集信息,对比热敏电阻电压值与基准电阻电压值,计算热敏电阻的电阻值,获取热敏电阻值计算结果信息;

温度计算模块根据热敏电阻值计算结果信息、温度预估参数,比对各热敏电阻的电阻与温度关系,获取热敏电阻对应温度值计算结果信息;

数据获取模块根据热敏电阻对应温度值计算结果信息,获取基于热敏电阻串接的温度测量结果信息并获取测量区域的温度值;

数据获取模块与WBee路由器电连接;且数据获取模块采集的温度数据通过通信模块传输至控制终端;

多个数据获取模块均与WBee协调器相连;多个WBee路由器之间互连形成自组网络,多个测温系统相互间通过自组网络进行通信。

本实施例基于热敏电阻串接的温度测量方法,包括以下步骤:

S1:将基准电阻与多个热敏电阻进行串联,在回路上加载上拉电压,在基准电阻及各热敏电阻各自两端设置电压采集端,并采集相应电压值,获取电压值采集信息;基准电阻经过精确测量,并在加电工作时电阻值稳定;

S2:根据电压值采集信息,对比热敏电阻电压值与基准电阻电压值,计算热敏电阻的电阻值,获取热敏电阻值计算结果信息;

S3:根据热敏电阻值计算结果信息、温度预估参数,比对各热敏电阻的电阻与温度关系,获取热敏电阻对应温度值计算结果信息。

S4:根据热敏电阻对应温度值计算结果信息,获取基于多个热敏电阻串接的多点温度测量结果信息。

上述步骤还包括上拉电压V、基准电阻Rf、热敏电阻1电阻值R1、热敏电阻2电阻值R2、热敏电阻3电阻值R3、基准电阻电压采集端Vf、热敏电阻1电压采集端V1、热敏电阻2电压采集端V2、热敏电阻3电压采集端V3。

在上拉电压V加载后,通过采集端测量基准电阻电压采集端Vf、热敏电阻1电压采集端V1、热敏电阻2电压采集端V2、热敏电阻3电压采集端V3。各热敏电阻的电阻值计算方式如下:

R1=(V1*Rf)/Vf

R2=(V2*Rf)/Vf

R3=(V3*Rf)/Vf

在计算出各热敏电阻的电阻值后,比对热敏电阻各自的电阻与温度关系,即可解算出相应的温度值,实现相应位置的温度测量。

数据获取模块获取了测量区域的温度值;由于多个WBee路由器之间互连形成自组网络,多个数据获取模块相互间通过自组网络进行通信,当位于某一温度测量点的网络信号较差甚至无信号时,控制芯片控制网络信号良好的另一数据获取模块接收来自网络信号差的数据获取模块通过自组网络发送的测量数据,并将该监测数据通过通信模块传输至控制监控。

本实施例通过WBee自组网络技术将各个温度监测点上的数据获取模块组成一个数据采集网,当某个数据获取模块上无法把采集到的温度数据实时上传监控,就可以通过数据采集网将数据传送到另一个网络信号良好的数据获取模块进行数据上传,保证了每个监测点数据的稳定、实时的上传。

如图3-5所示,本实施例的恒湿还包括用于箱体1的箱门密封的密封圈2,密封圈2具有与箱体1箱门适配的形状,且其转角为圆弧状;箱门朝向箱体1一侧设置箱门侧安装槽10,在箱体1上与箱门侧安装槽10相对应处设置箱体侧安装槽11;箱门处于闭合时,密封圈2同时容纳于箱体侧安装槽11和箱门侧安装槽10内;箱门处于打开时,密封圈2仅容纳于箱门侧安装槽10;

密封圈2具有顶面20、上侧翼21、连接柱22、下侧翼23、底面24以及下侧翼悬空面25;密封圈2呈中心对称状设置,密封圈2中部的连接柱22一端连接两上侧翼21,连接柱22的另一端连接两下侧翼23;两上侧翼21的夹角为锐角,且两上侧翼21设置有平面状的顶面20;两下侧翼23呈整体圆弧状并具有相同的圆心和半径,圆心位于密封圈2的中心对称轴上。

箱门侧安装槽10呈倒T型设置,箱体侧安装槽11呈半圆形设置,箱门侧安装槽10内填充硅橡胶。

上侧翼21具有上侧翼外侧面210和上侧翼内侧面211,上侧翼外侧面210与顶面20呈钝角且为平面;上侧翼内侧面211与连接柱22呈锐角状连接,且连接处具有倒圆角结构;上侧翼外侧面210和上侧翼内侧面211之间由抵接平面连接;箱门关闭时,抵接平面和顶面20均与箱门侧安装槽10抵紧。

两下侧翼23具有共同的底面24,下侧翼23具有下侧翼内侧面230,下侧翼内侧面230与连接柱22呈大致锐角状连接,且连接处具有倒圆角结构;下侧翼内侧面230与底面24之间通过下侧翼悬空面25连接,箱门关闭时,底面24与箱门侧安装槽10抵紧;底面24的圆弧半径大于箱门侧安装槽10的圆弧半径。

在两下侧翼23中的一个中穿设有排气孔26,排气孔26位置靠近所述箱门的门把手处设置。设置排气孔以减小开关门过程中,两安装槽内压差产生的阻力。

本实施例的密封圈一直抵紧于箱门侧安装槽中的部分抵接稳定,两圆弧面配合的密封界面,在关闭状态抵接充分且稳固,在开门过程中便于与外界气体联通,使得开门省力;

本实施例的恒温恒湿箱关门时存在挤压气体的过程,开门过程中,抵紧配合的密封面密封圈与安装槽脱离需要抵抗大气压,为避免这两种情况引起的开关门载荷变大,在密封圈上开排气孔,安装时,排气孔位置位于门把手处,关门过程中最后闭合,便于气体排出;开门过程中最先打开,便于气体进入,排气孔尺寸和位置的设计不破坏密封圈的密封性,避免恒温恒湿箱内部的温度和湿度因箱体的密封箱不好而发生变化。

如图6所示,箱体1设置有进水端口和出水端口,进水端口和出水端口之间连接有加热水道,箱体1外部一侧面可拆卸设置有使箱体1内部温度升高的热源装置,热源装置包括水箱30、循环水泵31以及加热单元32,加热单元32设置有进水侧和出水侧,水箱30的出水口通过管道与加热单元32的进水侧相连,加热单元30的出水侧通过管道与循环水泵31的进水口相连,循环水泵31的出水口通过管道与箱体1的进水端口相连,箱体1的出水端口通过管道与水箱30的进水口相连。加热单元32包括至少一块控制芯片320,控制芯片320用于控制测温系统;

水箱30的水通过控制芯片320工作所产生的热量在加热单元30内进行热交换。

本实施例将控制芯片工作所产生的热量进行集中并通过该热量对水箱中的水进行加热,本实施例在实施过程中测得芯片温度60.3℃,出水温度55℃,回水温度48℃,室温26℃。加热后的水温有55℃,通过计算可知55℃的水(G=55m3/h)所具有的热能为321KW,可对恒温恒湿箱进行加热升温,继而实现通过芯片工作所产生的废热为箱体提供热源,实现对箱体的恒温加温,无需额外对箱体进行加热升温,节约加温的成本。

在本实施例中,热交换装置包括位于箱体1内部的水箱51、循环水泵52以及加热单元53,加热单元53设置有进水口和出水口,水箱51通过水管与进水口相连通,出水口通过水管与循环水泵52的进水端相连;

加热单元53包括至少一块芯片50,水箱51的水通过控制芯片50的发热所产生的热量在加热单元53内进行热交换,热交换后的水通过循环水泵52进行输出并与外部系统再次进行热交换后用于采暖或供热。本发明在具体实施过程中测得芯片温度61.3℃,出水温度55℃,回水温度46℃。

本发明通过恒温恒湿箱的控制系统的控制芯片工作所产生的热量通过热交换装置进行废热利用继而供热供暖,集热效率高,供暖效果好,且实现恒温供暖,节约供热成本。

在本实施例中,箱体1内还设置有湿度传感器,箱体1外部还设置有算力设备,数据获取模块、温度传感器的信号输出端分别与算力设备的信号输入端电连接,算力设备的存储器存储有温度阈值和湿度阈值。

本实施例通过测温系统、湿度传感器分别用于测量恒温恒湿箱内部温度和湿度数据,并通过算力设备与阈值进行比较,实现对恒温恒湿箱的温度、湿度的准确监控。

如图7所示,本实施例中的算力设备包括设置在模块内的控制主板和算力板,算力板一侧设有控制主板,控制主板上设有MCU芯片,算力板端部设有连接接口,算力板上嵌设有若干个算力芯片,连接接口与算力芯片相互连接,控制主板通过连接接口与算力板连接,以实现MCU芯片对算力芯片的通信定位。MCU芯片具有内存、计数器、A/D转换、数据传输、记录等芯片功能,能够与算力芯片进行数据传输及数据处理能力。

连接接口可以包括串口、RS232(异步传输标准接口)、USB接口、以太网接口、PCI接口和PCIE接口中的至少一种。

其中,PCI借口为外设部件互连标准接口,算力板采用有利于快速散热的铝基材质为底材,在算力板上嵌设若干个算力芯片,位于铝基底材和算力芯片背面之间设置有布线层,该布线层用于在算力芯片背面通信布线,使连接接口402与算力芯片互接。

算力板上设有元器件,元器件为包括但不限于设置在每一算力芯片一侧的晶振。为进一步获取到算力芯片的相应定位信息,可在算力板上设置多个元器件,每个元器件对应设置在每一算力芯片一侧,MCU芯片与算力芯片通信后便可获取到相应的定位信息,其中,元器件为包括但不限于晶振、锁相环(PLL)等。

本实施例通过在控制主板内设置MCU芯片,建立MCU芯片与算力芯片之间的通信连接,使得MCU芯片能够快速定位出算力板中的出现故障的算力芯片位置,减少设备故障对生产效益的影响。

最后说明的是,以上仅对本发明具体实施例进行详细描述说明。但本发明并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都涵盖在本发明范围内。

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