试验用恒温控制干燥箱的制作方法

1.本实用新型涉及干燥设备领域，尤其涉及试验用恒温控制干燥箱。


背景技术：

2.干燥箱是一种对物品进行脱水干燥或热处理用的设备。是一种常用的仪器设备，主要用来干燥物品，也可以提供实验所需的温度环境。干燥箱广泛应用于化工，医药、电子，铸造，汽车，食品，机械等各个行业。
3.目前的干燥箱使用方式为将待干燥物品放入干燥箱干燥室内，关上箱门，根据物品种类选择合适的强度和时间，对物品进行干燥，待感觉干燥合适后，关闭设备，打开箱门，查看干燥情况。此方式是根据使用者的经验或者参考资料，来选择待干燥物品的干燥强度和干燥时间，但实际情况的影响因素复杂，判断错误的干燥方式可能会使得物品最终的干燥效果不理想，存在干燥过度损坏物品或干燥不足水分过多的情况。同时干燥过程中，使用者通过人工观察的方式，难以准确判断物品是否达到合适的干燥效果并根据干燥效果进行调节，不合适的干燥效果在生产上会影响产品的性能，在实验上会影响实验的效果或数据。


技术实现要素：

4.本实用新型意在提供试验恒温控制干燥箱，能够解决现有技术中使用者难以根据待干燥物品选择合适的干燥强度和时间，难以判断物品是否达到合适的干燥效果并调节的技术问题。
5.本实用新型提供的基础方案：试验用恒温控制干燥箱，包括箱体、识别分析模块、干燥模块；所述箱体包括干燥室、箱门，所述干燥室设于箱体内，箱门设于箱体上，箱门用于打开或关闭干燥室；所述识别分析模块包括识别单元、控制器、显示单元，识别单元和显示单元均与控制器电连接，识别单元设于干燥室内，控制器设于箱体内，显示单元设于箱体上，所述识别单元用于识别干燥物品并将识别数据发送至控制器，控制器用于处理识别数据并控制干燥模块，显示单元用于显示物品干燥情况；所述干燥模块设于箱体内，用于对干燥室里的物品进行干燥，干燥模块与控制器电连接。
6.本实用新型的原理及优点在于：试验用恒温控制干燥箱包括箱体、识别分析模块、干燥模块。箱体包括干燥室和箱门，干燥室用于对物品进行干燥，箱门用于密封干燥室。识别分析模块集成在箱体上，包括识别单元、控制器、显示单元，用于对干燥物品识别、数据处理和控制。干燥模块安装在箱体内，用于对干燥室内的物品进行干燥。识别单元首先对干燥物品进行物品识别，将识别数据发送至控制器，控制器根据识别信息判断物品种类等信息，并根据物品情况给出需要的干燥强度和时间，显示在显示单元上，供使用者参考。在干燥过程中，识别单元也实时采集物品的数据，控制器分析处理采集数据，判断干燥物品是否达到合适的干燥效果，显示在显示单元上，并根据干燥效果智能调节干燥模块。相比于现有干燥箱设备，本实用新型通过设置识别分析模块对物品进行识别和分析，根据物品实际情况能够快速给出建议的干燥方式，无需使用者根据经验或参考资料设定物品的干燥程度和时
间，解决了判断错误造成物品的干燥效果不理想的问题。同时对干燥过程中的物品实时检测，实时分析物品是否达到合适的干燥效果并智能调节，解决了人工观察难以准确判断物品是否达到合适的干燥效果并进行调节的问题。
7.进一步，所述识别单元包括摄像头、温湿度传感器。
8.摄像头对干燥物品进行图像采集，温湿度传感器检测干燥室内的温度和湿度。控制器对图像数据通过颜色和图像识别算法，判断物品种类，给出建议的干燥方式，控制器根据温度和湿度数据，判断干燥物品是否达到合适的干燥效果。
9.进一步，所述识别单元还包括热成像传感器。
10.热成像传感器能够对物品内部的热量情况进行检测，从而识别物品内部是否还有水分，能够更精确判断物品的干燥状态。
11.进一步，所述摄像头为耐高温摄像头。
12.耐高温摄像头能够更加适应干燥箱内高温环境，以保障工作稳定性。
13.进一步，所述箱体设有透气孔，所述干燥室设有出风口，所述干燥模块包括电加热器、风机，电加热器和风机设于干燥室出风口内，电加热器和风机均与控制器电连接。
14.此为电热鼓风式干燥箱方案，在风机的作用下，空气经过电加热器，快速的将物品表面挥发出来的水份等挥发性物质通过空气交换而带走，将带有水份的废气从透气孔排出箱外，从而达到快速干燥物品的作用，主要用来干燥样品，也可以提供实验所需的温度环境。具体应用于玻璃器皿的干燥、实验样本、食品、化学物质的热变性、热硬化、热软化、水分排除；生物工程中器皿、器具的干热杀菌；电子原器件的干燥和老化等。控制器能够根据物品的干燥情况，智能控制电加热器和风机的功率，以达到最佳的干燥效果。
15.进一步，所述干燥模块包括电加热器、真空泵，所述电加热器和真空泵设于箱体内和干燥室之间，电加热器和真空泵均与控制器电连接，所述真空泵的抽气口设于干燥室内壁上。
16.此为真空干燥箱方案，通过真空泵抽取干燥室内的空气，达到真空或低压状态，在真空或低压状态下，物料中的水分、溶剂及其他挥发性物质的沸点降低，从而在较低温度状态下就可以脱离干燥物品表面，主要用于那些在高温下易氧化、聚合及发生其他化学反应的物品，通过加热促使水分、溶剂及挥发性组分加快挥发。具体应用于生物化学，化工制药、医疗卫生、农业科研、环境保护等研究应用领域，作粉末干燥、烘培以及各类玻璃容器的消毒和灭菌之用。控制器能够根据物品的干燥情况，智能控制电加热器和真空泵的功率，以达到最佳的干燥效果。
17.进一步，所述干燥模块还包括惰性气体充入器，设于箱体内和干燥室之间，惰性气体充入器与控制器电连接，所述惰性气体充入器的充气口设于干燥室内壁上。
18.对于一些成分复杂、易分解、易氧化的物品，可以冲入一些惰性气体，如氮气，进行快速高效且不损坏物品的干燥处理。控制器控制惰性气体充入器充入气体的量。
19.进一步，所述箱体内部和干燥室之间设有玻璃棉隔热材料，所述干燥室和箱门之间设有密封橡胶圈。
20.玻璃棉隔热材料和密封橡胶圈的设立能进一步提高干燥室的密封效果和保温效果。
21.进一步，所述箱门中部设有观察窗。
22.观察窗方便使用者在箱体外看到干燥物品的干燥情况。
23.进一步，所述识别分析模块还包括提醒单元，用于提醒使用者物品达到合适干燥效果。
24.在干燥物品达到合适的干燥效果后，控制器会驱动提醒单元发出声音等提醒方式以告知使用者干燥完毕，及时取出干燥物品。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例二的结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例一、二的识别分析模块的程序框图。
具体实施方式
28.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
29.说明书附图中的标记包括：箱体1、透气孔11、干燥室2、出风口21、密封橡胶圈22、箱门3、观察窗31、显示单元4、摄像头5、温湿度传感器6、热成像传感器7、提醒单元8、惰性气体充入器9。
30.实施例一：
31.如图1所示，试验用恒温控制干燥箱，包括箱体1、识别分析模块、干燥模块。箱体1外壳采用冷轧钢板，表面有防锈蚀涂装，箱体1左部设有透气孔11。箱体1包括干燥室2、箱门3。干燥室2采用不锈钢材质，设于箱体1内，干燥室2左壁和右壁均设有出风口21。箱门3材质和箱体1外壳相同，箱门3与箱体1铰接，箱门3可以打开或关闭干燥室2，箱门3中部设有观察窗31，观察窗31采用双层隔热玻璃。箱体1内部和干燥室2之间塞有玻璃棉隔热材料。干燥室2外沿和箱门3之间设有密封橡胶圈22。
32.识别分析模块集成在箱体1内，包括识别单元、控制器、显示单元4、提醒单元8，识别单元、显示单元4、提醒单元8均与控制器电连接，识别单元包括摄像头5、温湿度传感器6、热成像传感器7。摄像头5安装在干燥室2的左上角，为耐高温防爆摄像头5，型号为xn
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260，防尘防水等级为ip67，摄像头5设有半球形透明保护罩。温湿度传感器6安装在干燥室2右侧壁上，为耐高温防尘温湿度传感器6，型号为wdb130
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11，测温范围为
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40～ 120℃，精度为0.5℃，测湿范围为0～100％rh，精度为4.5％rh。热成像传感器7安装在干燥室2的右上角，为红外测温点阵热成像模块，型号为mlx90640，热成像传感器7设有半球形透明保护罩。控制器安装在箱体1内控制电路板上，控制器为基于arm的32位微控制器,型号为stm32f101c8t6。显示单元4为液晶显示屏，安装在箱体1左部，具备触控功能。提醒单元8安装在显示单元4上方，为蜂鸣扬声器。显示单元4下方设有启动和停止按钮，按钮下方设有调节旋钮。
33.干燥模块包括电加热器和风机，均设于干燥室2右壁出风口21内。电加热器为不锈钢发热管，风机为鼓风机。电加热器和风机均与控制器电连接，控制器能够控制电加热器和风机。
34.实施例一具体实施过程：
35.使用时，接通试验恒温控制干燥箱电源，将待干燥物品放入干燥室2内，本实施例
待干燥物品为中药材，关上箱门3，按下启动按钮。此时识别分析模块的程序运算过程如图3所示，温湿度传感器6采集干燥室2当前温度和湿度的数据，摄像头5采集中药材的图像数据，热成像传感器7采集中药材内外的热量数据，控制器分析采集的数据，通过颜色和图像识别算法，判断当前待干燥物品为中药材，将该中药材需要干燥的温度和时间，干燥室2的温度和湿度，待干燥物品内部和外部的热量差值比例，显示在显示单元4上。即识别物品种类为植物药材类，建议干燥的温度为80度，建议干燥的时间为4个小时，当前干燥室2温度为25度，湿度为40％，物品内外差值比例为35％。通过触控显示屏和调节旋钮设定建议的温度和时间，再次按下启动按钮，电加热器和风机开始工作，干燥箱即开始对物品进行干燥。干燥室2内风机吹出的空气经过电加热器从右壁出风口21吹出，经过物品进入左壁出风口21，形成热空气对流循环，最后带有水分的废气从透气孔11排出箱外。识别单元实时对干燥物品的数据进行采集，干燥一段时间后，控制器通过采集的温度、湿度、热成像数据分析干燥物品已基本干燥，此时不需如此大的干燥功率，以防干燥过度损坏物品，控制器调小电加热器和风机的功率，减小干燥强度，直至控制器通过温湿度传感器6和热成像传感器7的数据判断物品已达到合适的干燥状态。即温度为60度，湿度5％，内外热度差值为3％，控制器即停止电加热器和风机，并启动蜂鸣扬声器发出声音以提醒使用者。使用者可以通过箱门3的观察窗31大致看到干燥物品的情况。
36.实施例二：
37.如图2所示，实施例二与实施例不同之处在于，实施例二的干燥模块为电加热器、真空泵、惰性气体充入器9。电加热器为不锈钢发热管，位于箱体1内下部和干燥室2之间；真空泵位于箱体1内左部和干燥室2之间，真空泵的抽气口设于干燥室2左壁上；惰性气体充入器9位于箱体1内上部和干燥室2之间，惰性气体充入器9的充气口设于干燥室2上壁。电加热器、真空泵、惰性气体充入器9均与控制电连接，控制器能够控制电加热器、真空泵、惰性气体充入器9。其余结构与实施例一相同。
38.实施例二具体实施过程：
39.使用时，接通试验恒温控制干燥箱电源，将待干燥物品放入干燥室2内，本实施例待干燥物品为化学粉体，关上箱门3，按下启动按钮。此时识别分析模块的程序运算过程如图3所示，温湿度传感器6采集干燥室2当前温度和湿度的数据，摄像头5采集粉体的图像数据，热成像传感器7采集粉体内外的热量数据，控制器分析采集的数据，通过颜色和图像识别算法，判断当前待干燥物品为化学粉体，将该粉体需要干燥的温度和时间，干燥室2的温度和湿度，待干燥物品内部和外部的热量差值比例，显示在显示单元4上。即识别物品种类为粉体结晶类，建议干燥的温度为60度，建议干燥的时间为5个小时，当前干燥室2温度为25度，湿度为40％，物品内外差值比例为30％。通过触控显示屏和调节旋钮设定建议的温度和时间，再次按下启动按钮，真空泵工作抽取干燥室2内的空气，通过透气孔11排出，待显示单元4显示真空泵上压力表数据达到133pa左右，关闭真空泵。打开惰性气体充入器9，在干燥室2充入少量氮气，同时打开电加热器，干燥箱即开始对物品进行干燥。干燥物品在低压环境下，物料中的水分、溶剂及其他挥发性物质的沸点降低，在电加热器作用下快速脱离干燥物品表面。识别单元实时对干燥物品的数据进行采集，干燥一段时间后，控制器通过采集的温度、湿度、热成像数据分析干燥物品已基本干燥，此时降低电加热器功率，控制真空泵将带有水分的废气排出箱外，直至控制器通过温湿度传感器6和热成像传感器7的数据判断物
品已达到合适的干燥状态。即温度为50度，湿度3％，内外热度差值为2％，控制器即停止电加热器，并启动蜂鸣扬声器发出声音以提醒使用者。使用者可以通过箱门3的观察窗31大致看到干燥物品的情况。在平衡气压后取出干燥物品即可。
40.以上的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。