專利名稱：一種南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗控制裝置的制作方法
技術領域：
—種南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗控制裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種應用于南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗控制裝置。
背景技術：
[0002]為建設我國首座獨立設計、制造和運行管理與維護的南極自動天文觀測站，實現(xiàn)在南極開展自動天文觀測和其他科學探測，需突破高原極寒地區(qū)無人值守自動天文觀測站的許多關鍵技術，其中電源保障是由置于發(fā)電艙內的發(fā)電設備實現(xiàn)。由于南極地處高原極寒地區(qū)，年平均氣溫較低為-58. 5°C且夏季和冬季溫差大，因而為天文觀測站提供電力的發(fā)電儀器設備需放置發(fā)電艙中，發(fā)電艙因有較好的絕熱保溫性能。在設計發(fā)電艙的保溫性能時按冬季溫度最低的工況進行，即在發(fā)電艙外溫度最低時，當發(fā)電艙與外界達到熱平衡后， 發(fā)電艙內溫度仍在其內部儀器設備正常工作范圍內。然而夏季南極溫度相對于冬季較高， 因發(fā)電艙具有較好的保溫性能，當發(fā)電艙與外界達到熱平衡后，其內溫度有可能超過其內部儀器設備正常工作范圍，而影響其內部儀器設備的工作狀態(tài)，這樣就需要實時監(jiān)測發(fā)電艙內的溫度，當溫度過高時，采用主、被動溫控模式讓發(fā)電艙內儀器設備正常穩(wěn)定運行。另夕卜，南極發(fā)電艙長期處于無人值守狀態(tài)，需要采用智能化的自動控制系統(tǒng)。為此，本實用新型設計了一種應用于南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗系統(tǒng)。發(fā)明內容[0003]本實用新型針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種應用于南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗控制裝置。[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術解決方案是[0005]一種南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗控制裝置，包括窗體以及設置在窗體上的窗戶卷簾，其特征在于還包括主動式溫控模塊和強制式溫控模塊，所述的主動式溫控模塊包括感溫包、毛細管、滑道、滑塊和連桿，所述的連桿的一端與所述的窗戶卷簾下端連接·， 連桿的另一端與所述的滑塊連接，所述的滑塊設置在所述的滑道內，在滑道的下端連接所述的毛細管，毛細管的另一端連接所述的感溫包，在所述的感溫包內設置有受熱蒸發(fā)的制冷劑，感溫包的上端經(jīng)毛細管與所述的滑道連通，所述的強制式溫控模塊包括溫度傳感器、 單片機和風扇，所述的溫度傳感器的輸出端與所述的單片機的輸入端相接，所述的單片機的輸出端與所述的風扇相接。[0006]所述的窗戶卷簾下端有一個質量塊，所述的連桿上端固定在所述的質量塊上，所述的卷簾表面覆有絕熱保溫材料層。[0007]本實用新型一種南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗控制裝置，包括窗體、主動式溫控模塊、強制式溫控模塊。其特征在于所述的主動式溫控模塊控制所述的窗體的關閉程度，所述的強制式溫控模塊保證在緊急情況下發(fā)電艙溫度不致過高。主動式溫控模塊、強制式溫控模塊均為自動控制系統(tǒng)，解決了南極惡劣氣候下無人值守的問題。[0008]所述的窗體包括窗戶框架和窗戶卷簾。所述的窗戶卷簾下端有一個質量塊，當發(fā)電艙內的溫度在其內部儀器設備正常工作溫度范圍內時，所述的窗戶卷簾在所述的質量塊重力的牽引下自動關閉，以防止發(fā)電艙內的溫度進一步降低。本實用新型主動式溫控模塊包括感溫包、毛細管、滑道、滑塊和連桿。當發(fā)電艙內的溫度超過其內部儀器設備的正常工作溫度范圍但低于臨界溫度時，所述的感溫包內的制冷劑發(fā)生蒸發(fā)相變產(chǎn)生蒸汽，使得所述的毛細管內工質壓力增加，體積膨脹至滑道內推動滑塊移動，所述的滑塊通過連桿帶動所述的質量塊和窗戶卷簾向上移動，從而自動打開窗戶以降低發(fā)電艙內的溫度。本實用新型所采用的利用制冷劑蒸發(fā)相變的相變能打開窗戶較一般的采用電動驅動窗戶開關的方式節(jié)約了電能源消耗。本實用新型強制式溫控模塊包括溫度傳感器、單片機和風扇。溫度傳感器檢測到發(fā)電艙內的溫度超過臨界溫度，即當發(fā)電艙內的溫度超過其內部儀器設備正常工作溫度范圍，且通過自動打開窗戶已經(jīng)不能或者需要較長時間才能使發(fā)電艙內的溫度降至其內部儀 器設備正常工作溫度范圍時，通過所述的單片機發(fā)出控制指令打開風扇以降低發(fā)電艙內的溫度。窗戶卷簾的下端為一質量塊，當發(fā)電艙內溫度降低到其內部儀器設備正常工作溫度時，由于質量塊較重將牽引窗戶自動關閉，防止室內溫度進一步降低。當發(fā)電艙內的溫度超過其內部儀器設備正常工作溫度范圍時，所述的感溫包內的制冷劑發(fā)生蒸發(fā)相變產(chǎn)生蒸汽，使得所述的毛細管內工質壓力增加，體積膨脹至滑道內推動滑塊移動，所述的滑塊通過連桿帶動所述的質量塊和窗戶卷簾向上移動，從而自動打開窗戶以降低發(fā)電艙內的溫度。所述的溫度傳感器的輸出信號為數(shù)字信號。所述的溫度傳感器測量發(fā)電艙內的溫度，由所述的單片機對所測溫度進行處理，發(fā)出控制指令。當所測溫度超過臨界溫度時，所述的單片機控制風扇動作，降低發(fā)電艙內溫度，將溫度維持在合理的范圍之內。為了便于單片機對溫度信號的處理，所述的溫度傳感器測量溫度后經(jīng)轉換裝置將溫度信號裝換為數(shù)字信號輸出至單片機。所述的單片機為強制式溫控模塊的主控器。所述的溫度傳感器將所測溫度數(shù)據(jù)傳送至單片機，由單片機對數(shù)據(jù)進行處理，當發(fā)電艙內溫度超過臨界溫度時，所述的單片機發(fā)出控制指令使風扇動作；當發(fā)電艙內溫度低于臨界溫度時，風扇停止動作。本實用新型的有益效果I模塊化，各個模塊相對獨立，系統(tǒng)的可靠性高智能窗系統(tǒng)分窗體模塊、主動式溫控模塊、強制式溫控模塊，各個模塊之間協(xié)調工作，以控制發(fā)電艙內的空氣溫度處于儀器設備正常工作范圍。2節(jié)約電能源消耗主動式溫控模塊，采用相變產(chǎn)生的能量推動窗戶開關，較電動傳動方式節(jié)約了電能源消耗。3采用自動控制系統(tǒng)，解決了南極惡劣氣候下無人值守的問題。

圖I智能窗結構示意圖。圖2智能窗卷簾材料結構示意圖。圖3智能窗主動式溫控系統(tǒng)結構示意圖。[0022]圖中I.窗戶邊框；2，窗戶卷簾；3.質量塊；4.滑道；5.滑塊；6.毛細管；7.感溫包；8.連桿；9.風扇；10.單片機；11.溫度傳感器；12、窗戶本體，13.絕熱保溫材料。
具體實施方式
[0023]
以下結合附圖說明及具體實施方式
對本實用新型進一步說明。[0024]如圖I至圖2所示，一種南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗系統(tǒng)。該智能窗系統(tǒng)將計算機控制技術、傳感器技術、機電一體化技術、熱控技術有機地結合在一起。本智能窗系統(tǒng)包括窗體的窗戶邊框I和窗戶卷簾2、質量塊3、絕熱保溫材料13 ;主動式溫控模塊包括感溫包7、毛細管6、滑道4、滑塊5和連桿8，感溫包7內裝有氨、R134a(分子式CH2FCF3) 或R22 (分子式CHCLF2)等制冷劑，制冷劑體積占感溫包體積的5% 90%。強制式溫控模塊包括溫度傳感器11、單片機10、風扇9。溫度傳感器11的輸出端與單片機10的輸入端相接，單片機10的輸出端與風扇9相接；感溫包7上連接一個毛細管6，毛細管6的另一端連接于一個滑道4，滑道4內有一個滑塊5，滑塊5與質量塊3通過一個連桿8相接；窗戶卷簾 2由窗戶本體12上覆以絕熱保溫材料13形成。[0025]當發(fā)電艙內的溫度超過其內儀器設備正常工作溫度范圍但低于臨界溫度時，感溫包7內的制冷劑發(fā)生蒸發(fā)相變產(chǎn)生蒸汽，使得毛細管6內工質壓力增加，體積膨脹至滑道4 內推動滑塊5移動，所述的滑塊5通過連桿8帶動所述的質量塊3和窗戶卷簾2向上移動， 從而自動打開窗戶以降低發(fā)電艙內的溫度。[0026]當發(fā)電艙內的溫度在其內儀器設備正常工作溫度范圍內時，感溫包7內的制冷劑未發(fā)生蒸發(fā)相變，窗戶卷簾2在質量塊3重力的牽引下自動關閉，以防止發(fā)電艙內的溫度進一步降低。[0027]當溫度傳感器11檢測到發(fā)電艙內的溫度超過臨界溫度，即當發(fā)電艙內的溫度超過其內儀器設備正常工 作溫度范圍，且通過自動打開窗戶已經(jīng)不能或者需要較長時間才能使發(fā)電艙內的溫度降至發(fā)電機正常工作范圍時，通過單片機10發(fā)出控制指令打開風扇9以降低發(fā)電艙內的溫度。
權利要求1.一種南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗控制裝置，包括窗體以及設置在窗體上的窗戶卷簾，其特征在于還包括主動式溫控模塊和強制式溫控模塊，所述的主動式溫控模塊包括感溫包、毛細管、滑道、滑塊和連桿，所述的連桿的一端與所述的窗戶卷簾下端連接，連桿的另一端與所述的滑塊連接，所述的滑塊設置在所述的滑道內，在滑道的下端連接所述的毛細管，毛細管的另一端連接所述的感溫包，在所述的感溫包內設置有受熱蒸發(fā)的制冷齊 ，感溫包的上端經(jīng)毛細管與所述的滑道連通所述的強制式溫控模塊包括溫度傳感器、單片機和風扇，所述的溫度傳感器的輸出端與所述的單片機的輸入端相接，所述的單片機的 輸出端與所述的風扇相接。
2.根據(jù)權利要求I所述智能窗控制裝置，其特征在于所述的窗戶卷簾下端有一個質量塊，所述的連桿上端固定在所述的質量塊上，所述的窗戶卷簾表面覆有絕熱保溫材料層。
專利摘要本實用新型公開了一種南極天文觀測站發(fā)電艙的溫控智能窗控制裝置，包括窗體以及設置在窗體上的窗戶卷簾，還包括主動式溫控模塊和強制式溫控模塊，所述的主動式溫控模塊包括感溫包、毛細管、滑道、滑塊和連桿，所述的連桿的一端與所述的窗戶卷簾下端連接，連桿的另一端與所述的滑塊連接，所述的滑塊設置在所述的滑道內，在滑道的下端連接所述的毛細管，毛細管的另一端連接所述的感溫包，在所述的感溫包內設置有受熱蒸發(fā)的制冷劑，感溫包的上端經(jīng)毛細管與所述的滑道連通。本實用新型主動式溫控模塊，采用氣液相變產(chǎn)生的能量推動窗戶開關，較電動傳動方式節(jié)約了電能源消耗，且穩(wěn)定性高。
文檔編號E06B9/68GK202788585SQ201220110029
公開日2013年3月13日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權日2012年3月22日
發(fā)明者陳永平, 許兆林, 張程賓, 施明恒 申請人:東南大學