组合式智能展柜温湿度测控系统研究与设计

发布时间：2020-08-19 13:25

【摘要】：文物保护的相关工作,一直都获得博物馆以及考古领域的高度关注。我国拥有大量的珍贵文物,展览于全国各地的大小博物馆,但是针对文物保护的技术力量却相当缺乏。至今,不仅有大量文物“沉睡”地下,而且很多出土文物正遭到不断破坏或者因保存不当而逐渐损毁。文物保护工作中,针对博物馆文物展柜内部微环境的监控技术是研究的重点和突破环节。本文通过调查研究展柜中文物存放的各种环境因素,并重点关注微环境中温湿度因素的作用和影响,建立了针对展柜微环境的检测与控制一体化解决方案,完成了以温湿度监控为核心的组合式智能展柜微环境测控系统。本文采用集成主控机与外围设备组合式设计方案,建立展柜微环境测控系统,并对外围设备中的温湿度控制设备的软硬件设计作出了详细的介绍。最终实现测控系统的核心参数达标并取得突破:温度测量精度为±0.3℃,湿度测量精度为±1.5%RH,湿度控制精度为±2%RH,湿度控制范围30%-80%RH,实现了对展柜文物存放环境中湿度参数的多级精确稳定调控。系统的设计理念秉持着功能一体化,智能免维护的核心思想,实现对展柜微环境温湿度的控制以及对文物的保护。通过大量的科学性实验以及现场调试工作验证系统的可行性和有效性,并不断优化系统性能,使文物保护技术中的展柜温湿度监测与控制技术提高到新的水平。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：G264.2
【图文】：

系统包括了温湿度控制设备、空气检测净化设备、照明调控设设备，实现对博物馆展柜文物存储环境的全方位监测控制与保护。微环境调控系统恒温控制设备恒湿控制设备空气质量净化设备照明控制设备无线安防报警设备图 2.1 微环境控制系统的组成Fig 2.1 Composition of Microenvironment Regulation System系统的组合式结构如图 2.2 所示，主要由：展柜微环境集成主控核心、制设备、空气净化设备、照明设备以及安防报警设备组成。本课题内容环境集成主控核心以及温湿度控制设备的研究与设计，其他设备以及 端监控平台则由项目组成员合作完成。

图 2.4 温湿度控制设备结构示意图Fig 2.4 Structure diagram of temperature and humidity control device如图 2.4 所示温湿度控制设备结构示意图，主要包括四个模组：TEC 除湿、水箱加湿模组、加热片以及风扇空气动力模组，各模组将在后面的章节详绍。温湿度控制设备的功能有两部分：展柜温湿度调控和自蓄水免维护功展柜温湿度调控功能具体实现方式为：极限加湿过程（目标湿度大于 80%RH）：三通阀 1 的 a,b,c 关闭，三通 a,c 打开，b 关闭；风扇 1 关闭，风扇 2 打开。展柜内的气体在风扇 2 的动用下，从出气口进入温湿度控制设备，经过水箱加湿模组变成高湿气体，再非工作状态的 TEC 除湿模组，再经过加热片，由进气口返回展柜。如此循换，迅速提高展柜湿度，完成极限加湿过程。极限除湿过程（目标湿度小于 30%RH）：三通阀 1 的 a,c 打开，b 关闭，阀 2 的 a,c 打开，b 关闭；风扇 1 打开，风扇 2 关闭。展柜内的气体在风动力作用下，从出气口进入温湿度控制设备，经过满功率工作状态的 TEC

图 3.3 制冷传递器件结构设计图Fig 3.3 Design drawing of refrigeration transmission device structure器件 1 是制冷片热端散热翅片，形状扁平且长，利于快速散热；器件 2冷端散热翅片，形状为针状小立柱密布交叉排列，有利于流经的气体充冷凝露，提高制冷效率；器件 3 是导流隔板。半导体制冷片及传感器夹 与器件 2 之间，采用特殊的导热硅胶粘接。结构整体使用铝材，铝是很导冷材料。空气从一端进入经过半导体冷端通道，再从另一端出，TE功率根据制冷目标值进行调节，从而实现将空气中的水分冷凝除湿的

【参考文献】

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本文编号：2797141