一种恒温手套操作箱的制作方法

1.本实用新型涉及实验仪器领域，具体涉及一种恒温手套操作箱。


背景技术：

2.温控操作箱是一项非常重要的、可视化的、有希望在特定温度控制的箱体内进行相关实验操作的实验设备，主要应用于电力部门使用的各种高低压开关柜、干式变压器、箱式变电站及家用冰箱、空调等其他相关的温度使用领域。由于箱体所需材料的特殊性，参数必须要拥有相当高的空间精确度以及实际操作的可行性，即使有细微的差异也可能会导致实验失败。
3.专利cn202020221033.x公开了一种恒温恒湿无菌操作箱，其通过在操作箱本体内设置夹套，夹套与操作箱本体之间设置真空，提升保温保湿效果，但是其不能保证温度恒定在一定范围，控温精度不高。
4.专利cn201820874907.4公开了一种无对流恒温恒湿操作箱，采用将加热、制冷、除湿、加湿设定在同一空间内，形成一个混合气体的风室，经离子风扇送风，大功率风机经管路产生负压，对进入恒温恒湿操作箱内的气体循环使用，保证最少的能量损失，有利于稳定恒温恒湿操作箱内的温湿度。其仅通过风室循环达到恒温恒湿，不可避免地出现较大温度波动。
5.综上，如何提高操作箱控温精确度，保证实验能够在需要的温度下进行，便成了我们首要需要解决的问题，因此亟需一种恒温手套操作箱。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决上述问题，提供了一种恒温手套操作箱，具体技术方案如下：
7.一种恒温手套操作箱，包括温控系统，所述温控系统包括采集模块、控制模块、执行模块，输入模块和显示模块；所述恒温手套操作箱的箱体正面或两侧开设两个通孔，所述箱体内部侧壁设置绝缘层和保温层，所述箱体的一侧设置透明观察视窗，在所述通孔上通过耐高温胶带固定密封安装橡胶手套，所述执行模块置于箱体内部，所述采集模块为温度传感器，所述控制模块包括控制芯片，所述执行模块包括加热单元和降温单元，所述控制芯片与所述加热单元、降温单元以及温度传感器均信号连接，所述温度传感器设置在所述箱体内部用于检测箱体内部温度信号并传输至所述控制芯片，所述控制芯片接收所述温度信号并根据所述温度信号控制所述加热单元和降温单元，所述控制芯片与所述显示模块信号连接。
8.进一步地，所述控制芯片收到温度传感器的温度信号，并对所述温度信号与设定温度比较，当温度信号的温度值高于或低于设定温度时，所述控制芯片发送信号至执行模块，启动加热或降温设备，使箱体内温度回归到设定温度范围内。
9.进一步地，所述降温单元为制冷器。
10.进一步地，所述降温单元包括四个散热片、散热器和风扇，四个散热片串联，两个
一组平行地设置在所述箱体的两侧。
11.进一步地，所述散热片为半导体散热片。
12.进一步地，所述箱体由内到外依次设置保温层、绝缘层和保护层。
13.进一步地，所述保温层内填充耐热石棉橡胶板和聚乙烯泡沫作为保温材料。
14.进一步地，所述恒温手套操作箱还包括电源，所述电源为外接电源或存储式电源。
15.进一步地，所述恒温手套操作箱外底部有至少2个滑轮。
16.进一步地，所述滑轮为万向轮。
17.本实用新型的有益之处在于：本实用新型的温控操作箱能够在需要的温度下实现具体实验可操作性，具有温控性、可操作性、可视化、智能化等优点。
附图说明
18.图1为本实用新型的温控系统结构图。
19.图2为本实用新型的温控系统中的增量pid控制算法流程图。
20.图3为本实用新型的温控系统中的pid控制流程算法控制框图。
21.图4为本实用新型恒温手套操作箱的轴测图。
22.图5为本实用新型恒温手套操作箱的轴测图。
23.图6为本实用新型恒温手套操作箱的轴测图。
24.图中，1为箱体，2为降温单元，3为加热单元，4为通孔，5为绝缘层，6为保温层，7为透明观察视窗，8为温度传感器，9为控制芯片，10为显示模块，11为箱门。
具体实施方式
25.下面通过实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的结构思路、使用范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。
26.实施例1温控系统
27.一种温控系统，如图1所示，包括温度采集模块：采集温控环境内的温度，并将收集到的温度信号发送至控制模块；控制模块：接收温度采集模块的温度信号，并将其与预设温度值比较，发送控温信号至执行模块；执行模块：调控温控环境的温度；输入模块：用于输入预设温度值；显示模块，用于显示预设温度值和温控环境实时温度值。执行模块通过加热单元和降温单元对温控环境的温度进行调节。
28.其中控制模块包括微控制器单元，用于将采集到的温度信号和预设温度值进行比较，利用增量pid算法计算温度值，偏差值和偏差变化率。
29.在智能控制期间，最终温度是根据设置的温度范围和检测到的系统温度在加热或冷却期间确定的。如果环境温度高于设定温度的上限，则当冷却装置停止运转时，将根据温度公式th
‑
0.8(th
‑
t1)计算功。如果环境温度低于设定温度的下限，则微控制器会根据公式t1 0.8(th
‑
t1)计算加热设备停止工作时的温度。当环境温度在设定温度的上限和下限之间时，微控制器根据公式t1 0.5(th t1)计算冷却单元停止工作时的温度。以这种方式执行温度控制可以有效地减少热量或减少降低温度的设备的启动次数，从而可以延长系统寿命
并使温度变化过程更加稳定。也就是说，在控制过程中，将实际测得的温度值与设定值进行比较，并在计算出微控制器后，使用微控制器来计算偏差值等。控制加热器组件或风扇的传导时间以达到温度。控制目的。数字增量pid算法用作温度控制盒的核心，因此您可以按以下方式获得数字pid离散化表达式：
30.u(k)＝k
p
e(k) k
i
∑kj＝0e(j) k
d
[e(k)－e(k－1)]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0031]
在公式中，k
i
＝k
p
×
t/t
i
是积分系数，而k
d
＝k
p
×
t
d
/t是导数系数。k是采样数，k＝0、1、2等。u(k)是第k个采样时间的计算机输出值。e(k)是第k个采样时间的输入偏差值。根据上式，通过递归原理获得(英文字母a，b，c分别为比例系数，采样周期，积分时间常数以及与微分时间常数有关的所有系数)：
[0032]
u(k－1)＝k
p
e(k－1) k
i
∑k－1j＝0e(j) k
d
[e(k－1)－e(k－2)](2)
[0033]
用式(1)减式(2)得δu(k)＝ae(k)－be(k－1) ce(k－2)
ꢀꢀ
(3)
[0034]
式中a＝k
p
×
(1 t/t
i
t
d
/t)；b＝k
p
×
(2t
d
/t)；c＝k
p
×
k
d
/t。
[0035]
图2是增量pid控制算法的流程图。当控制系统使用恒定采样周期t时，在确定a，b和c之后，可以根据等式(3)和图3是pid控制流程算法控制框图计算控制量，并在前后测量三次偏差值。
[0036]
实施例2恒温手套操作箱
[0037]
一种恒温手套操作箱，如图4
‑
6，恒温手套操作箱的箱体1正面或两侧开设两个通孔，箱体1内部侧壁设置绝缘层5和保温层6，箱体1的一侧设置透明观察视窗7，在通孔4上通过耐高温胶带固定密封安装橡胶手套，执行模块置于箱体1内部，所述采集模块为温度传感器8，所述控制模块包括控制芯片9，执行模块包括降温单元2和加热单元3，控制芯片9与加热单元3、降温单元2以及温度传感器8均信号连接，温度传感器8设置在箱体1内部用于检测箱体1内部温度信号并传输至控制芯片9，控制芯片9接收所述温度信号并根据温度信号控制所述加热单元3和降温单元2，控制芯片9与显示模块10信号连接，其中降温单元2为制冷器，其中包括半导体散热片，箱体由内到外依次设置保温层6、绝缘层5和保护层，其中保温层内填充耐热石棉橡胶板和聚乙烯泡沫作为保温材料。恒温手套操作箱还包括外接电源或存储式电源。
[0038]
在另一实施例的恒温手套操作箱中，其底部有至少2个万向轮，方便移动操作箱。
[0039]
其中，控制芯片9收到温度传感器8的温度信号，并对温度信号与设定温度比较，当温度信号的温度值高于或低于设定温度时，控制芯片9发送信号至执行模块，启动加热或降温设备，使箱体1内温度回归到设定温度范围内。
[0040]
为了提高温度控制箱的降温效果，串联使用了四个半导体冷却板，两个两个，两个，并且两组平行地连接到箱的左侧和右侧。散热方法采用强制风冷散热。
[0041]
其中图4和图5所示的为在箱体1的正面和左侧开两个10cm
×
10cm的圆形孔(通孔4)，在圆形孔上安装橡胶手套，并用耐高温胶带固定密封，以方便实验期间手臂的扩张。同时，为了方便实验操作和观察箱内的实验现象，在箱体1正前方和正上方直接安装两块透明玻璃作为透明观察视窗7。
[0042]
在另一实施例中，请参考图6所示，在箱体1前面开设一个30cm
×
30cm的箱门11，并且可以通过在箱门11设置透明玻璃来轻松观察实验现象。
[0043]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用
新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。