智能展柜温度精密测控系统的研究与设计

发布时间：2020-03-24 00:01

【摘要】：作为一个拥有几千年文明和深厚的文化底蕴的国家,文物保护工作一直是我们非常重视和一直在努力的事业。我国馆藏文物的保护工作近年来取得了明显的进步。许多博物馆已经或正在采取先进的方式为馆藏文物创造一个安全、科学的储存环境。在馆藏文物的保护工作中,展柜微环境的测量控制是一项非常重要的环节。本文首先对展柜微环境所处的展厅环境和文物的保存需求进行比较,分析针对展柜微环境的测控是必要的。之后对展柜微环境的空气里的参数进行了分析,根据湿空气相关知识建立了展柜微环境内空气调节的函数模型。并着重介绍了展柜微环境中对文物影响最大的温湿度参数。本文在对展柜微环境内的湿度进行测控的基础上,实现对温度的采集调控。本文设计了一个温湿度组合控制系统,这个温湿度组合控制系统中有加热装置、加湿装置和制冷除湿装置。加热装置由风扇和PTC加热器组成,加湿装置采用了一种湿膜加湿方式,制冷除湿装置包括HAC650DC45冷凝机组、蒸发器和节流装置,冷凝机组集成了微型压缩机和冷凝器。本文设计了一种温湿度组合控制的策略方法,总结了八种环境状态并设计了六个工作模式。本文同时研究了一种温湿度组合控制算法,对加热量、加湿量采用模糊PID自适应算法控制,并对加热量和加湿量进行解耦,同时对制冷装置采用经验预置型控制。最后通过现场调试和实验,在展厅环境湿度为45%-47%时,展柜内湿度控制范围为30%-80%。在湿度测量精度为±2%、控制精度可达到±3%的基础上,系统温度测量精度达到±0.3℃,温度控制范围为展厅环境温度的±6℃,并且实现了温湿度组合控制的稳定性,验证了该系统在馆藏文物保护方面的可行性和有效性。
【图文】：

焓湿图,湿空气,饱和水汽压,耦合分析

图 2.1 湿空气的焓湿图Fig 2.1 The Enthalpy of Wet Air度耦合分析水汽压随温度的上升呈指数增加，如图 2.2 所示：图 2.2 饱和水汽压与温度关系图Fig 2.2 Diagram of Vapor Pressure and Temperature at Saturation

饱和水汽压,温度关系

10图 2.2 饱和水汽压与温度关系图2.2 Diagram of Vapor Pressure and Temperature at Satu2-5，2-6 可推导出：(1 )0.8ecZ t GV + = =
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：K87;TP273

【参考文献】