发明内容

本发明的目的在于提供一种制冷恒温恒湿控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种制冷恒温恒湿控制系统，所述制冷恒温恒湿控制系统包括实验数据存储模块、温度值自动设定模块、照度值采集模块、机器运行条件判断模块、动作条件设定模块、动作条件判定模块、阀体控制模块、运行参数采集模块、温度变化检测模块、湿度变化检测模块、培养箱运行监测模块，所述实验数据存储模块用于存储实验过程中产生的各项数据，所述温度值自动设定模块用于根据所述实验数据存储模块当中存储的历史实验过程中产生的数据设定本次实验过程中所需要的温度值，所述照度值采集模块用于采集培养箱周围环境中的实时照度值，所述机器运行条件判断模块用于在机器运行前根据各项参数判断当前是否符合机器运行的条件，所述动作条件设定模块用于设置控制阀体的动作条件，所述运行参数采集模块用于采集培养箱运行状态或未运行状态的参数，所述动作条件判定模块用于根据采集到的参数值对当前的动作条件进行判断，所述阀体控制模块用于根据所述动作条件判定模块的判定结果控制阀体的动作，所述温度变化检测模块用于根据采集到的参数值对当前的温度变化进行分析，所述湿度变化检测模块用于根据采集到的参数值对当前的湿度变化进行分析，所述培养箱运行监测模块用于根据温度变化分析结果以及湿度变化分析结果对当前培养箱的运行情况进行监测，根据不同的分析结果即具体的温湿度变化情况生成相应的监测报告。

进一步的，所述机器运行条件判断模块连接所述温度值自动设定模块以及所述照度值采集模块，所述温度值自动设定模块连接所述实验数据存储模块，所述温度值自动设定模块获取本次实验主题，并通过所述实验数据存储模块获取与本次实验主题相对应的温度值，所述温度值自动设定模块根据获取到的相对应的温度值设定本次实验的设定温度，所述机器运行条件判断模块通过所述温度值自动设定模块获取当前的设定温度，所述照度值采集模块不断采集培养箱体周围环境中的照度值lx₁、lx₂、lx₃、…、lx_i-1、lx_i，每一次采集照度值的采集时间节点之间的时间间隔相等，所述机器运行条件判断模块通过照度值采集模块获取采集到的照度值数据与相应的采集时间节点t₁、t₂、t₃、…、t_i-1、t_i，并根据采集时间节点与各自对应的照度值对当前照度值变化进行分析，即计算的值，

所述机器运行条件判断模块进一步根据设定温度与箱体内温度的差值ΔT、照度值变化分析结果判断是否符合机器的运行条件，

当所述设定温度与箱体内温度的差值ΔT大于等于第一门限值且的值大于等于照度变化阈值，则终止压缩机的启动信号，加热装置运行控制温度；

若所述设定温度与箱体内温度的差值ΔT小于第一门限值且的值小于照度变化阈值，则压缩机启动，

在设备使用之前还需对设备的使用环境进行检测，设备放置的环境温度、放置的位置、放置位置的温度变化情况都需要满足一定的需求，通过采集周围环境中的照度值变化，判断当前培养箱的放置位置是不是在一定时间段内温差较大，如此一来，会给实验带来影响，因此，提前对培养箱的放置环境进行监测，当监测结果符合培养条件时，再结合温度差值一起作为机器的启动条件，本发明通过在设备运行前获取箱体内的温度，箱体内的温度值从侧面反映了当前设备所处环境的温度、位置，根据温度检测的结果判断当前的环境是否符合设备的运行需求，若是符合，则启动当前设备，反之，需要终止设备的启动信号，需要对温度进行控制，直到符合设备运行所需温度，能够减少设备的损耗，延长设备的使用寿命，动植物细胞培养是一个较为漫长的过程，在这个过程中需要避免温差的变化较大，所以对培养箱的放置环境有一个要求，工作人员在移动培养箱的过程中，通过实时采集周围环境中的照度值，判断当前的放置环境是否符合培养箱的培养条件，并将此作为是否启动机器的判断条件，如果机器不能启动，反过来也说明了当前放置环境不适宜进行细胞的培养，若的值大于等于照度变化阈值，说明lx_i与lx₁之间的差值是很大的，比如从室内走到室外或者是走到窗口边，受阳光照射，如此一来的话，这些位置因为光照射的原因，在昼夜会存在较大的温差，因此需要避免这些位置，对培养箱的放置环境进行提前判断，以避免在培养到一半时才发现因为环境不适宜会导致细胞培养的失败，而且在培养箱的运行过程中是不宜对其进行移动的。

进一步的，所述动作条件判定模块连接所述动作条件设定模块、运行参数采集模块以及温度值设定模块，所述动作条件设定模块预先设定控制阀体的动作条件，所述动作条件判定模块根据预先设定的控制阀体的动作条件以及运行参数采集模块采集到的实时参数，根据所述动作条件与所述实时参数对当前阀体需要进行的动作进行判定，将判定结果传输至阀体控制模块，通过阀体控制模块控制相应阀体的动作，在机器的实际运行过程中，为了保证湿度稳定，压缩机需要常开，但是这样一来，相对应加热和加湿的功率增加，从而导致功耗增加，而且长期低温区运行，需要定期除霜，否则会导致温湿度波动较大，无法满足设备的长期稳定运行的要求，但是本发明通过采集运行参数，根据运行参数与预先设定的动作条件，对当前阀体需要进行哪一个步骤进行判断，从而控制相应的阀体动作，采用较小的制冷机组，实现较大范围内的温湿度区间控制，降低能效。

进一步的，所述动作条件判定模块通过温度值设定模块获取设定温度T_s，并通过运行参数采集模块获取当前箱体内温度T_x，所述动作条件判定模块根据设定温度T_s与箱体内温度T_x计算二者之间的差值ΔT，若所述差值ΔT小于第一门限值且大于等于第二门限值，则通过所述阀体控制模块控制相应阀体点开，所述阀体包括常闭阀SV1、常闭阀SV2；

若所述差值ΔT小于第二门限值，则通过所述阀体控制模块控制相应阀体常开，所述阀体包括常闭阀SV1、常闭阀SV2，根据判断的结果控制相应阀体的动作，从而能够实现降低能效的效果。

进一步的，所述温度变化检测模块连接所述运行参数采集模块、所述培养箱运行监测模块以及所述温度值自动设定模块，所述温度变化检测模块通过所述温度值自动设定模块获取本次实验过程中所需要的温度值，即设定温度T_s，所述运行参数采集模块在培养箱的工作过程中实时采集培养箱的工作运行参数，所述温度变化检测模块根据实时采集到的工作运行参数对温度变化情况进行分析，所述温度变化检测模块通过运行参数采集模块获取一定时间段t内的若干个温度数值，所述一定时间段内采集到的温度数值为T₁、T₂、T₃、…、T_i-1、T_i，每一次采集时刻之间的时间间隔相等，

若T₁≥T₂≥T₃≥…≥T_i-1≥T_i≥T_s，则计算T_i-1与T_i之间的差值，即计算T₂-T₁、T₃-T₂、T₄-T₃、...、T_i-1-T_i-2、T_i-T_i-1的值，所述温度变化检测模块进一步根据计算得到的差值计算温度变化速率所述温度变化检测模块进一步根据计算得到的温度变化速率分析在所述一定时间段t内的温度变化情况，即所述一定时间段t内的平均温度变化速率，当的值大于等于第一预设值时，所述培养箱运行监测模块根据当前温度变化情况生成相应的监测报告，所述监测报告的内容包括相邻采集时刻间的温度变化速率、所述一定时间段内平均温度变化速率以及达到设定温度所需要的时间，在培养箱的运行过程中，意味着培养箱内的细胞培养正在进行，无论是动物细胞还是植物细胞培养，对温度都有着严格的要求，因此需要在短时间内达到细胞培养的设定温度，这样才能够更好的保证实验的进行，在设备的降温过程中，因为设备的损耗以及保养问题，会导致设备的性能出现问题，对设备的控温时间进行监测，分割时间段，采集一定时间段内的温度变化数值，根据温度变化数值分析温度变化情况，在该时间段内采集到的最后一个温度值，若仍是未达到设定温度，则根据之前采集到的温度数值，判断设备达到设定温度的时刻，首先根据之前采集到的温度数值与采集时刻计算平均温度变化速率，再进一步计算最后一个温度值和设定温度值之间的差值，根据温度值差值与平均温度变化速率预测当前设备达到设定温度所需要的时间，根据时间判断当前设备运行是否存在异常；

若T₁≥T₂≥T₃≥…≥T_i-1≤T_i≥T_s，即在降温过程中，温度下降到一定值时出现温度回升，则所述培养箱运行监测模块根据当前温度变化情况生成相应的监测报告，所述监测报告的内容包括不同采集时刻的温度数值，在控制温度下降的过程中，如果不出问题，温度值是处于一个稳步下降的过程，但如果温度在下降到一定值时开始回升，这就意味着当前设备的运行存在异常，所以打印监测报告，工作人员可以根据监测报告知悉当前设备运行存在的问题，从而能够针对性的解决问题，及时使得设备能够正常运行。

进一步的，所述运行参数采集模块连接湿度变化检测模块，

所述湿度变化检测模块通过运行参数采集模块获取一定时间段t内的若干个湿度数值，所述一定时间段内采集到的湿度数值为每一次采集时刻之间的时间间隔相等，所述湿度变化检测模块进一步获取目标湿度并通过温度变化检测模块获取相同采集时刻的温度数值T₁、T₂、T₃、…、T_i-1、T_i，

若T₁≥T₂≥T₃≥…≥T_i-1≥T_i≥T_s且其中，与目标湿度的差值小于一预设值，设

当的值大于第二预设值时，所述培养箱运行监测模块生成湿度异常监测报告，其中，t_d为时间差值阈值，在培养箱的运行过程中，意味着培养箱内的细胞培养正在进行，无论是动物细胞还是植物细胞培养，不仅是对温度，同时对湿度也要着严格的要求，因此需要在短时间内达到细胞培养的设定温度、目标湿度，这样才能够更好的保证实验的进行，而且温度和湿度是互相影响的两个因素，温度和湿度存在一定的联系，所以在设备控温控湿的过程中，使得温度和湿度在较短的时间间隔内达到设定温度和目标湿度，这样能够减少温度与湿度之间的互相影响，但是在设备的控温、控湿过程中，因为设备的损耗以及保养问题，会导致设备的性能出现问题，对设备的控温时间进行监测，分割时间段，采集一定时间段内的温度变化数值，根据温度变化数值分析温度变化情况，在该时间段内采集到的最后一个温度值，若仍是未达到设定温度，则根据之前采集到的温度数值，判断设备达到设定温度的时刻，首先根据之前采集到的温度数值与采集时刻计算平均温度变化速率，再进一步计算最后一个温度值和设定温度值之间的差值，根据温度值差值与平均温度变化速率预测当前设备达到设定温度所需要的时间，同样的，还可对设备的控湿时间进行监测，根据上述同样的原理，采集运行数据，计算平均湿度变化速率，在该时间段内采集到的最后一个湿度值仍未达到目标湿度的前提下，计算最后一个湿度值和目标湿度之间的湿度差值，再根据湿度差值与平均湿度变化速率预测当前设备达到目标湿度所需要的时间，判断两次计算得到的时间之间的差值，即判断达到恒温和恒湿的时间节点之间的时间间隔，减少温度和湿度之间的影响。

进一步的，一种制冷恒温恒湿控制方法，所述制冷恒温恒湿控制方法包括以下步骤：

步骤S1：检测机器运行前培养箱的箱体内温度与设定温度，根据箱体内温度与设定温度之间的差值判断是否运行机器；

步骤S2：设定控制阀体的动作条件；

步骤S3：机器启动后，采集培养箱体运行参数；

步骤S4：根据培养箱体内实时传感器参数，调整控制阀体动作；

步骤S5：根据阀体动作后的温湿度变化对培养箱的运行进行监测，并生成相应的监测报告。

进一步的，所述步骤S1中，对压缩机运行前设定温度与箱体内温度的差值ΔT进行判断，若所述设定温度与箱体内温度的差值ΔT大于等于第一门限值，则终止压缩机的启动信号，加热装置运行控制温度；

若所述设定温度与箱体内温度的差值ΔT小于第一门限值，则压缩机启动，依次进入步骤S2、步骤S3、步骤S4、步骤S5。

进一步的，所述步骤S2中控制阀体动作的条件包括：

条件一：若所述设定温度与箱体内温度的差值ΔT小于第一门限值且大于等于第二门限值，则控制相应阀体点开，所述阀体包括常闭阀SV1、常闭阀SV2；

条件二：若所述设定温度与箱体内温度的差值ΔT小于第二门限值，则控制相应阀体常开，所述阀体包括常闭阀SV1、常闭阀SV2。

进一步的，所述步骤S5中还包括：

获取本次实验过程中所需要的温度值，即设定温度T_s，并在培养箱的工作过程中实时采集培养箱的工作运行参数，进一步根据实时采集到的工作运行参数对温度变化情况进行分析，获取一定时间段t内的若干个温度数值，所述一定时间段内采集到的温度数值为T₁、T₂、T₃、…、T_i-1、T_i，每一次采集时刻之间的时间间隔相等，

若T₁≥T₂≥T₃≥…≥T_i-1≥T_i≥T_s，则计算T_i-1与T_i之间的差值，即计算T₂-T₁、T₃-T₂、T₄-T₃、...、T_i-1-T_i-2、T_i-T_i-1的值，进一步根据计算得到的差值计算温度变化速率进一步根据计算得到的温度变化速率分析在所述一定时间段t内的温度变化情况，即所述一定时间段t内的平均温度变化速率，

当的值大于等于第一预设值时，则根据当前温度变化情况生成相应的监测报告，所述监测报告的内容包括相邻采集时刻间的温度变化速率、所述一定时间段内平均温度变化速率以及达到设定温度所需要的时间；

若T₁≥T₂≥T₃≥…≥T_i-1≤T_i≥T_s，即在降温过程中，温度下降到一定值时出现温度回升，则根据当前温度变化情况生成相应的监测报告，所述监测报告的内容包括不同采集时刻的温度数值；

获取一定时间段t内的若干个湿度数值，采集到的湿度数值为每一次采集时刻之间的时间间隔相等，进一步获取目标湿度相同采集时刻的温度数值T₁、T₂、T₃、…、T_i-1、T_i，若T₁≥T₂≥T₃≥…≥T_i-1≥T_i≥T_s且其中，与目标湿度的差值小于一预设值，设

当的值大于第二预设值时，则生成湿度异常监测报告，其中，t_d为时间差值阈值。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过对培养箱体周围环境中的照度值进行采集与分析，判断当前培养箱的放置位置是否符合标准，将其作为机器启动的判断条件，从而能够避免因放置位置处的温度变化较大，从而影响箱体内的温度控制，导致加热、加湿功率增大，功耗增加，根据使用者设定的温度条件以及箱体内运行参数，从而自行调整控制阀体动作，采用较小的制冷机组，实现较大范围温湿度区间的控制，以达到降低能效的效果，而且该控制方法不用定期除霜，因此也避免了湿度波动大的问题，并且进一步根据采集到的参数对培养箱的运行环境进行实时监测，生成实时监测报告，使得工作人员能够根据监测报告知悉培养箱运行状况。