一種振蕩天平全自動開關腔體及控制方法技術

本發明專利技術公開了一種振蕩天平全自動開關腔體及控制方法，包括保溫腔，所述保溫腔的正面設有啟閉門，所述啟閉門的表面設有小窗，所述保溫腔的內腔設有主腔體，所述主腔體的頂部連接有上端蓋，所述上端蓋的兩側均連接有支撐桿，所述上端蓋上安裝有測距模塊，所述主腔體內側的底部設有下端蓋，所述主腔體的底部連接有緊固裝置，所述緊固裝置和主腔體之間裝有核心振蕩單元，所述主腔體內部的左側設有導軌，所述導軌的內側活動連接有直線軸承，所述導軌的底部連接有固定板，所述帶絲桿步進電機的絲桿中部通過螺母與主腔體連接，所述保溫腔的底部連接有控制電路板。本發明專利技術具備自動化打開腔體的優點，解決了濾膜更換時對腔體工作溫度環境造成的影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及環境檢測
，具體為一種振蕩天平全自動開關腔體及控制方法。
技術介紹
顆粒物是大氣中的主要污染物之一。其中粒徑較小的顆粒物，特別是粒徑≤2.5μm的顆粒富含大量的有毒、有害物質，且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠是大氣污染的元兇。這些顆粒物會干擾肺部的氣體交換，引發包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病。目前對大氣中微小顆粒物的檢測和分析方法已經發展了多種，常用的方法有人工濾膜稱重法、光散射法、壓電晶體法、β射線法和振蕩天平法。其中振蕩天平法能夠對大氣顆粒物進行實時監測、且測量精度高、環境適應能力強等特點在環境監測領域被廣泛使用。振蕩天平法實時測量顆粒物濃度的精度來源于振蕩天平腔體溫度的穩定性和均勻性；同時該方法測量顆粒物濃度時需要定期更換濾膜，更換過程中如何實現對腔體溫度的波動最小；再次保持腔體開關的自動化更有利于操作人員的使用；最后當腔體出現異常能夠通過相關的APP實時報警。振蕩天平法在測量顆粒物的濃度后，需要打開腔體，更換濾膜，目前振蕩天平法不能夠自動化打開和關閉腔體，更換濾膜時會降低測量效率，從而影響顆粒濃度的檢測。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種振蕩天平全自動開關腔體及控制方法，具備自動化打開腔體的優點，解決了濾膜更換過程中溫度環境恢復慢的缺點。為實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種振蕩天平全自動開關腔體及控制方法，包括保溫腔，所述保溫腔的正面設有啟閉門，所述啟閉門的表面設有小窗，所述保溫腔的內腔設有主腔體，所述主腔體的頂部連接有上端蓋，所述上端蓋頂部的表面設有測距模塊，所述上端蓋的兩側均連接有支撐桿，所述主腔體內側的底部設有下端蓋，所述主腔體底部連接有緊固裝置，所述緊固裝置的頂部連接有核心振蕩單元，所述主腔體內部的左側設有導軌，所述導軌的內側活動連接有直線軸承，所述導軌的頂部與上端蓋相連，所述導軌的底部連接有固定板，所述固定板內部的右側貫穿連接有帶絲桿步進電機，所述帶絲桿步進電機的貫穿主腔體并延伸至上腔，所述帶絲桿步進電機的絲桿中部通過螺母與主腔體連接，所述主腔體信號連接有控制電路板。優選的，所述導軌貫穿主腔體并延伸至上端蓋的內側。優選的，所述測距模塊位于上端蓋頂部的表面。優選的，所述上端蓋的表面設有上限位開關，所述固定板頂部的左側設有下限位開關。優選的，所述核心振蕩單元位于主腔體和下端蓋形成的內腔中。優選的，所述支撐桿位于主腔體的兩側，所述固定板的兩側均與支撐桿的內側連接。優選的，主腔體、上端蓋和下端蓋分別裝有加溫裝置和測溫裝置，且所述加溫裝置和測溫裝置均與控制電路板信號連接，用于保持主腔體內的溫度環境。本專利技術第二方面提供一種振蕩天平全自動開關腔體的控制方法，包括如下步驟：S1、當接收到控制電路板(16)發送的開主腔體(4)命令，帶絲桿步進電機(14)通過絲桿緩慢帶動主腔體(4)下移，此時測距模塊(6)監控主腔體(4)距上端蓋(5)的間距，當達到設定間距的時候，系統發出信號提醒操作人員更換濾膜；S2、操作人員打開啟閉門(2)上的小窗(3)，更換濾膜；S3、系統發出關閉主腔體(4)的指令，帶絲桿步進電機(14)通過絲桿緩慢帶動主腔體(4)上移，直到碰到上限位開關(17)為止。所述步驟S2中，通過開關時間和外部溫度的計算，估算開啟主腔體(4)后的加熱功率P，以保證更換濾膜期間溫度的穩定性，加熱功率P的計算方法為：P＝P0+a*l*(T0-T)+b*l2*(T0-T)-c*(T'-T0),其中:P0為穩定在設定溫度的主腔體(4)閉合時的加熱功率；l為主腔體(4)開啟距離的大小；a，b,c為待定系數；T0為主腔體(4)的設定溫度，T為當前的室溫,T'為主腔體(4)實際測量的溫度；由于閉合時主腔體(4)的溫度采用的是PID控制，當接收到打開主腔體(4)命令時，先保存閉合動態控制獲得的p、i和d值以及當前時刻的偏差e0、前一時刻的偏差e1和積分結果InSum；然后通過測距模塊獲得主腔體(4)開啟距離的大小l；再獲得當前的室溫T，設定溫度T0和主腔體(4)實際測量的溫度T'，并根據上述計算方法計算當前應提供的加熱功率P；最后，當主腔體(4)關閉以后，延遲一段時間t后再轉換到主腔體(4)閉合時的溫控方案，并恢復原先保存的參數p、i、d、e0、e1和InSum。當腔體發生故障時，控制電路板(16)上的網絡模塊向操作人員的手機發送故障代碼信號。當腔體開關超過設定時間時，提醒操作員校對溫度環境是否被破壞。與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：1、本專利技術通過核心振蕩單元與緊固裝置的配合使用，使得核心振蕩單元通過緊固裝置固定在下端蓋時，緊固裝置和下端蓋能夠保證核心振蕩單元溫度的穩定性，從而提高顆粒濃度檢測的效果，通過帶絲桿步進電機與直線軸承的配合使用，使得帶絲桿步進電機在轉動時，帶絲桿步進電機能夠帶動下端蓋向下移動，從而實現主腔體能夠自動打開和關閉的效果，通過保溫腔上啟閉門與小窗的使用，使得啟閉門與小窗能夠減少腔體內溫度的波動，從而提高更換濾膜后的效果。2、本專利技術通過帶絲桿步進電機與固定板的使用，使得帶絲桿步進電機能夠提供恒定的壓力，從而進一步提高腔體運行過程中的穩定性，通過控制電路板的使用，使得腔體在發生故障時，控制電路板能夠發送故障代碼信號，從而克服傳統的振蕩天平需要操作人員巡視檢查的過程。3、通過不同的控制算法聯合應用，以及參數的合理調整，有效提高打開主腔體更換濾膜以后系統工作溫度環境的快速恢復。附圖說明圖1為本專利技術結構示意圖；圖2為本專利技術內部結構示意圖。圖中：1保溫腔、2啟閉門、3小窗、4主腔體、5上端蓋、6測距模塊、7支撐桿、8下端蓋、9緊固裝置、10核心振蕩單元、11導軌、12直線軸承、13固定板、14帶絲桿步進電機、15螺母、16控制電路板、17上限位開關、18下限位開關。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。請參閱圖1-2，本專利技術提供一種技術方案：一種振蕩天平全自動開關腔體及控制方法，包括保溫腔1，保溫腔1的正面設有啟閉門2，啟閉門2的表面設有小窗3，通過保溫腔1上啟閉門2與小窗3的使用能有效降低主腔體溫度的波動，從而提高更換濾膜后主腔體工作溫度環境的快速恢復，保溫腔1的內腔設有主腔體4，主腔體4的頂部連接有上端蓋5，上端蓋5頂部的表面設有測距模塊6，測距模塊6設于上端蓋5上，上端蓋5的兩側均連接有支撐桿7，兩個支撐桿7位于主腔體4的兩側，通過支撐桿7的使用，使得兩個支撐桿7通過上端蓋5與固定板13構成了主腔體4的框架結構，固定板13的兩側均與支撐桿7的內側連接，主腔體4內側的底部設有下端蓋8，主腔體4底部連接有緊固裝置9，緊固裝置9的頂部連接有核心振蕩單元10，核心振蕩單元10位于主腔體4和下端蓋8形成的內腔中，主腔體4和下端蓋8構成的內腔能夠保證核心振蕩單元10溫度的穩定性，從而提高顆粒濃度檢測的效果，主腔體4內部的左側設有導軌11，導軌11的內側活動連接有直線軸承12，導軌11貫穿主腔體4并延伸至上端蓋5的內側，導軌11的頂部本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種振蕩天平全自動開關腔體，包括保溫腔(1)，其特征在于：所述保溫腔(1)的正面設有啟閉門(2)，所述啟閉門(2)的表面設有小窗(3)，所述保溫腔(1)的內腔設有主腔體(4)，所述主腔體(4)的頂部連接有上端蓋(5)，所述上端蓋(5)頂部的表面設有測距模塊(6)，所述上端蓋(5)的兩側均連接有支撐桿(7)，所述主腔體(4)內側的底部設有下端蓋(8)，所述主腔體(4)底部連接有緊固裝置(9)，所述緊固裝置(9)的頂部連接有核心振蕩單元(10)，所述主腔體(4)內部的左側設有導軌(11)，所述導軌(11)活動連接有直線軸承(12)，所述導軌(11)的頂部與上端蓋(5)相連，所述導軌(11)的底部連接有固定板(13)，所述固定板(13)內部的右側貫穿連接有帶絲桿步進電機(14)，所述帶絲桿步進電機(14)的貫穿主腔體(4)并延伸至上端蓋(5)，所述帶絲桿步進電機(14)的絲桿中部通過螺母(15)與主腔體(4)連接，所述主腔體(4)信號連接有控制電路板(16)。

【技術特征摘要】
1.一種振蕩天平全自動開關腔體，包括保溫腔(1)，其特征在于：所述保溫腔(1)的正面設有啟閉門(2)，所述啟閉門(2)的表面設有小窗(3)，所述保溫腔(1)的內腔設有主腔體(4)，所述主腔體(4)的頂部連接有上端蓋(5)，所述上端蓋(5)頂部的表面設有測距模塊(6)，所述上端蓋(5)的兩側均連接有支撐桿(7)，所述主腔體(4)內側的底部設有下端蓋(8)，所述主腔體(4)底部連接有緊固裝置(9)，所述緊固裝置(9)的頂部連接有核心振蕩單元(10)，所述主腔體(4)內部的左側設有導軌(11)，所述導軌(11)活動連接有直線軸承(12)，所述導軌(11)的頂部與上端蓋(5)相連，所述導軌(11)的底部連接有固定板(13)，所述固定板(13)內部的右側貫穿連接有帶絲桿步進電機(14)，所述帶絲桿步進電機(14)的貫穿主腔體(4)并延伸至上端蓋(5)，所述帶絲桿步進電機(14)的絲桿中部通過螺母(15)與主腔體(4)連接，所述主腔體(4)信號連接有控制電路板(16)。2.根據權利要求1所述的一種振蕩天平全自動開關腔體，其特征在于：所述導軌(11)貫穿主腔體(4)并延伸至上端蓋(5)的內側。3.根據權利要求1所述的一種振蕩天平全自動開關腔體，其特征在于：所述測距模塊(6)設于上端蓋(5)上。4.根據權利要求1所述的一種振蕩天平全自動開關腔體，其特征在于：所述上端蓋(5)的表面設有上限位開關(17)，所述固定板(13)頂部的左側設有下限位開關(18)。5.根據權利要求1所述的一種振蕩天平全自動開關腔體，其特征在于：所述核心振蕩單元(10)位于主腔體(4)和下端蓋(8)形成的內腔中。6.根據權利要求1所述的一種振蕩天平全自動開關腔體，其特征在于：兩個所述支撐桿(7)位于主腔體(4)的兩側，所述固定板(13)的兩側均與支撐桿(7)的內側連接。7.一種振蕩天平全自動開關腔體的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、當接收到控制電路...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱輝，程平，董俊國，周振，黃正旭，高偉，熊瑋，劉海濤，張友濤，傅忠，
申請(專利權)人：昆山禾信質譜技術有限公司，阜陽師范學院，廣州禾信儀器股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32