用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统论文和设计-钟永

全文摘要

本实用新型涉及一种用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统，属于木质材料力学性能测试技术领域。本实用新型的恒温恒湿实验室控制系统包括墙体、温度调节装置、湿度调节装置、控制系统、温湿度监测装置和送风循环装置，控制系统分别与温度调节装置、湿度调节装置、温湿度监测装置、送风循环装置连接，实验室空间的墙体由外层砖砌体和内层保温板构成。本实用新型能够实现大空间木质材料用恒温恒湿实验室内的温度和湿度的精准调控，且在长期维持实验室空间处于恒温恒湿状态下的低成本运行。

主设计要求

1.一种用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统，其特征在于包括墙体、温度调节装置、湿度调节装置、中央处理器、温湿度监测装置、补水装置和送风循环装置；所述的墙体的外层为砖砌体，墙体的内层为保温板，墙体内部为实验室；所述的温度调节装置，置于实验室的一侧墙体中央处，并沿墙体的内层保温板放置于地面，通过加热管原理对空气进行加热，通过压缩、冷凝、蒸发对空气进行降热；所述的湿度调节装置，置于与温度调节装置相对应的实验室的另一侧墙体中央处，并沿墙体的内层保温板放置于地面，通过湿膜加湿原理对空气进行加湿，通过压缩、冷凝、蒸发对空气进行降湿，通过湿度调节装置中的浮球液位开关监测湿度调节装置的水位；所述的温湿度监测装置，置于实验室中心处且离实验室地面高度为1500～2000mm，用于通过温湿度监测装置中的热电偶监测所述实验室内的温度变化，并通过温湿度监测装置中的固态式传感器监测实验室内的湿度变化，温湿度监测装置通过信号线与中央处理器相连接；所述的补水装置，置于实验室外，通过水管和信号线与湿度调节装置连接，补水装置根据湿度调节装置中浮球液位传感器反馈的电压信号，作出补水的命令，并通过连接水管对湿度调节装置进行补水；所述的送风循环装置，与温度调节装置和湿度调节装置进行连接，采用双排聚氯乙烯塑料管沿墙体的内层保温板的上端进行布置，聚氯乙烯塑料管的直径为80～150mm，聚氯乙烯塑料管的出风口间距为1500～3000mm，用于将经过温度调节装置、湿度调节装置调节后的空气，均匀排送到实验室中；所述的中央处理器，置于实验室外，用于接收温湿度监测装置中固态式传感器监测到的湿度、热电偶监测到的温度，并对该湿度和温度继续判定，当湿度小于或大于设定的湿度时，中央处理器根据固态式传感器反馈的电压信号，向湿度调节装置分别发出加湿和降湿的命令，当温度小于或大于设定的温度时，中央处理器根据热电偶反馈的电压信号，向温度调节装置分别发出加热和降热的命令。

设计方案

1.一种用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统，其特征在于包括墙体、温度调节装置、湿度调节装置、中央处理器、温湿度监测装置、补水装置和送风循环装置；所述的墙体的外层为砖砌体，墙体的内层为保温板，墙体内部为实验室；

所述的温度调节装置，置于实验室的一侧墙体中央处，并沿墙体的内层保温板放置于地面，通过加热管原理对空气进行加热，通过压缩、冷凝、蒸发对空气进行降热；

所述的湿度调节装置，置于与温度调节装置相对应的实验室的另一侧墙体中央处，并沿墙体的内层保温板放置于地面，通过湿膜加湿原理对空气进行加湿，通过压缩、冷凝、蒸发对空气进行降湿，通过湿度调节装置中的浮球液位开关监测湿度调节装置的水位；

所述的温湿度监测装置，置于实验室中心处且离实验室地面高度为1500～2000mm，用于通过温湿度监测装置中的热电偶监测所述实验室内的温度变化，并通过温湿度监测装置中的固态式传感器监测实验室内的湿度变化，温湿度监测装置通过信号线与中央处理器相连接；

所述的补水装置，置于实验室外，通过水管和信号线与湿度调节装置连接，补水装置根据湿度调节装置中浮球液位传感器反馈的电压信号，作出补水的命令，并通过连接水管对湿度调节装置进行补水；

所述的送风循环装置，与温度调节装置和湿度调节装置进行连接，采用双排聚氯乙烯塑料管沿墙体的内层保温板的上端进行布置，聚氯乙烯塑料管的直径为80～150mm，聚氯乙烯塑料管的出风口间距为1500～3000mm，用于将经过温度调节装置、湿度调节装置调节后的空气，均匀排送到实验室中；

所述的中央处理器，置于实验室外，用于接收温湿度监测装置中固态式传感器监测到的湿度、热电偶监测到的温度，并对该湿度和温度继续判定，当湿度小于或大于设定的湿度时，中央处理器根据固态式传感器反馈的电压信号，向湿度调节装置分别发出加湿和降湿的命令，当温度小于或大于设定的温度时，中央处理器根据热电偶反馈的电压信号，向温度调节装置分别发出加热和降热的命令。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统，属于木质材料力学性能测试技术领域。

背景技术

在评价木质材料的力学性能检测时，尤其是长期载荷性能时，往往需要在恒温恒湿空间的条件下进行。目前随着我国木竹结构的快速发展，相应地木质材料的力学性能检测试验数量也急剧增加，急需建立大空间、高精度、低成本的木质材料用恒温恒湿实验室，满足准确、可靠评价木质材料力学性能指标的要求。目前木质材料的恒温恒湿主要通过密闭式的恒温恒湿一体机来实现，但恒温恒湿一体机的空间有限，其内部空间一般只有0.5m^{3<\/sup>左右，能够装载的木质材料非常有限。因此，为了解决这个问题，就必须要建立大空间的木质材料用恒温恒湿实验室。事实证明，建立大空间的木质材料用恒温恒湿实验室，存在两个重要问题：1)、大空间条件下的温度和湿度波动较大，如何实现温度和湿度的精准调控，保证整个空间温度和湿度的均匀；2)大空间条件下，在长年恒温恒湿调节过程中需要消耗水电等，如何实现长期运行下的有效措施，降低运行成本。}

发明内容

本实用新型的目的是提出一种用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统，对已有的木质材料用恒温恒湿实验室控制系统的结构进行改进，以使对木质材料进行力学性能测试时，实现温度和湿度的精准调控，并降低运行成本。

本实用新型提出的用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统，包括墙体、温度调节装置8、湿度调节装置5、中央处理器3、温湿度监测装置7、补水装置4和送风循环装置6；所述的墙体的外层为砖砌体1，墙体的内层为保温板2，墙体内部为实验室9；

所述的温度调节装置8，置于实验室9的一侧墙体中央处，并沿墙体的内层保温板2放置于地面，通过加热管原理对空气进行加热，通过压缩、冷凝、蒸发对空气进行降热；

所述的湿度调节装置5，置于与温度调节装置8相对应的实验室9的另一侧墙体中央处，并沿墙体的内层保温板2放置于地面，通过湿膜加湿原理对空气进行加湿，通过压缩、冷凝、蒸发对空气进行降湿，通过湿度调节装置中的浮球液位开关监测湿度调节装置5的水位；

所述的温湿度监测装置7，置于实验室9中心处且离实验室地面高度为1500～2000mm，用于通过温湿度监测装置中的热电偶监测所述实验室内的温度变化，并通过温湿度监测装置中的固态式传感器监测实验室内的湿度变化，温湿度监测装置7通过信号线与中央处理器3相连接；

所述的补水装置4，置于实验室9外，通过水管和信号线与湿度调节装置5连接，补水装置4根据湿度调节装置5中浮球液位传感器反馈的电压信号，作出补水的命令，并通过连接水管对湿度调节装置5进行补水，补水采用的水为普通自来水；

所述的送风循环装置6，与温度调节装置8和湿度调节装置5进行连接，采用双排聚氯乙烯塑料管沿墙体的内层保温板2的上端进行布置，聚氯乙烯塑料管的直径为80～150mm，聚氯乙烯塑料管的出风口间距为1500～3000mm，用于将经过温度调节装置8、湿度调节装置5调节后的空气，均匀排送到实验室9中；

所述的中央处理器3，置于实验室9外，用于接收温湿度监测装置7中固态式传感器监测到的湿度、热电偶监测到的温度，并对该湿度和温度继续判定，当湿度小于或大于设定的湿度时，中央处理器3根据固态式传感器反馈的电压信号，向湿度调节装置5分别发出加湿和降湿的命令，当温度小于或大于设定的温度时，中央处理器3根据热电偶反馈的电压信号，向温度调节装置8分别发出加热和降热的命令。

本实用新型提出的一种用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统，其优点是：

本实用新型的用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统中，实验室空间的墙体包含内层保温板，能够保证室内空气的稳定，显著降低整个木质材料用恒温恒湿实验室的长期运行费用；本实用新型实验室空间将墙体角落处的内层保温板设置成四分之一圆弧状，另外将送风循环装置采用双排PVC管沿四周墙的上端进行布置，这些措施能够保证空气的有效流通，可以实现整个木质材料用恒温恒湿实验室的温度和湿度的精准平衡。

附图说明

图1是本实用新型提供的用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统的结构示意图。

图1中，1是墙体的外层砖砌体，2是墙体的内层保温板，3是中央处理器，4是补水装置，5是湿度调节装置，6是送风循环装置，7是温湿度监测装置，8是温度调节装置，9是实验室空间

具体实施方式

本实用新型提出1的用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统，其结构如图1所示，包括墙体、温度调节装置8、湿度调节装置5、中央处理器3、温湿度监测装置7、补水装置4和送风循环装置6；所述的墙体的外层为砖砌体1，墙体的内层为保温板2，墙体内部为实验室9；

本实用新型提出的用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统的一个实施例中，实验室9的单体体积为400m^{3<\/sup>，实验室9的墙体由外层砖砌体1和内层保温板构成2，外层砖砌体1厚度为360mm，内层保温板2厚度为100mm，其中内层保温板2的芯层保温材料为岩棉，其导热系数为0.044(W\/m.k)。}

实验室9的墙体角落处的内层保温板2为四分之一圆弧状，圆弧半径R不小于0.3m，例如圆弧半径R可以为0.5m，中央处理器3分别与温度调节装置8、湿度调节装置9、温湿度监测装置7连接，送风循环装置6分别与温度调节装置8、湿度调节装置5连接，补水装置4与湿度调节装置5连接。

温度调节装置8置于实验室9的一侧墙体中央处，并沿墙体的内层保温板2放置于地面，通过加热管原理对空气进行加热，通过压缩、冷凝、蒸发对空气进行降热。

湿度调节装置5置于与温度调节装置8相对应的实验室9的另一侧墙体中央处，并沿墙体的内层保温板2放置于地面，通过湿膜加湿原理对空气进行加湿，通过压缩、冷凝、蒸发对空气进行降湿，通过浮球液位开关监测湿度调节装置5的水位。

温湿度监测装置7置于实验室中心处且离实验室地面高度为1800mm，用于通过温湿度监测装置7中的热电偶监测所述实验室9内的温度变化，并通过温湿度监测装置中的固态式传感器监测实验室9内的湿度变化。

补水装置4置于实验室外，通过水管和信号线与湿度调节装置5连接，补水装置4根据湿度调节装置5中浮球液位传感器反馈的电压信号，作出补水的命令，并通过连接水管对湿度调节装置5进行补水，补水采用的水为普通自来水。

送风循环装置6采用双排聚氯乙烯塑料管沿墙体的内层保温板2的上端进行布置，聚氯乙烯塑料管的直径为120mm，聚氯乙烯塑料管的出风口间距为2000mm。

中央处理器3置于实验室外，用于接收温湿度监测装置7中固态式传感器监测到的湿度、热电偶监测到的温度，并对该湿度和温度继续判定，当湿度小于或大于设定的湿度时，中央处理器3根据固态式传感器反馈的电压信号，向湿度调节装置5分别发出加湿和降湿的命令，当温度小于或大于设定的温度时，中央处理器3根据热电偶反馈的电压信号，向温度调节装置8分别发出加热和降热的命令。

本实用新型的一个实施例中，采用的温度调节装置8由北京际威试验仪器有限公司生产，产品型号为TM-200；采用的湿度调节装置5由北京际威试验仪器有限公司生产，产品型号为RH-310；中央处理器3由建荣集成电路科技(珠海)有限公司生产，产品型号为AT89C51；温湿度监测装置7由北京际威试验仪器有限公司生产，产品型号为TR-343；补水装置4由北京际威试验仪器有限公司生产，产品型号为WZ-301；送风循环装置6由北京际威试验仪器有限公司生产，产品型号为WX-400。

设计图

用于木质材料性力学性能测试的恒温恒湿实验室控制系统论文和设计

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