一种用于航天器包装储运期间的加湿装置的制作方法

1.本发明属于加湿装置领域，尤其是涉及一种用于航天器包装储运期间的加湿装置。


背景技术：

2.由于航天器部分设备对湿度敏感，因此在航天器总装、测试、储运等各环节均需将环境相对湿度控制在30％～60％范围内。
3.航天器总装、测试工作在ait大厅进行，由大厅环境控制系统对环境湿度进行控制。航天器完成总装、测试后，通过包装容器运输至发射场，航天器在储运期间的环境湿度需由包装容器配套的加湿装置进行控制。
4.航天器包装容器一般采用密封结构。在航天器储运期间，包装容器内部充装高纯氮气使容器内部气压高于外界环境气压，容器始终维持在微正压的工作状态。在包装容器密闭、微正压的状态下，一方面外界环境中的水分子无法进入包装箱内部；另一方面包装容器内部原有水分子在压力调节过程中随氮气排出箱外，而补充入箱内的为几乎不含水分的高纯氮气；此外，包装容器在使用空调进行温度调节过程中，通过冷凝水排放的形式带走箱内水分。因此，航天器在包装容器内部储运过程中，容器内部环境湿度随储运时间增长，逐步降低，这就需要配备专用加湿设备提高包装容器内部湿度。
5.在航天器储运过程中，加湿装置位于密封包装容器内部，在使用汽车、火车、飞机、轮船作为运输载体的运输过程中存在晃动、倾斜、颠簸工况，要求加湿装置在运输工况下使用时无液体溢出风险，并且要求加湿装置工作过程中不可在航天器任何位置产生水汽凝结现象。因此现有的加湿器无法满足航天器在储运过程中的加湿需求。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明旨在提出一种用于航天器包装储运期间的加湿装置，以至少解决背景技术中的至少一个问题。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种用于航天器包装储运期间的加湿装置，包括壳体以及设置在壳体内的加湿组件，加湿组件与壳体可拆卸连接；
9.壳体侧方设置有开口，加湿组件通过开口放入至壳体内；
10.壳体上安装有风机；
11.壳体侧壁设置有进风孔。
12.进一步的，开口部位设置有壳体门，壳体门底部与壳体通过合页铰接，壳体门顶部与壳体之间设置有插销结构，壳体门通过插销结构与壳体固定；
13.壳体门包括主门板和侧门板，所述侧门板设置有两块，两块所述侧门板设置在主门板的两侧，侧门板的内壁贴合壳体侧壁外表面设置；
14.主门板与侧门板的连接部位的内表面贴合壳体侧壁的侧棱设置。
15.进一步的，壳体上表面设置有用于容纳风机的开口，所述风机设置有不少于一组。
16.进一步的，加湿组件与壳体之间设置有滑轨结构，壳体内设置有滑轨，加湿组件通过滑轨结构与壳体活动连接。
17.进一步的，加湿组件包括水槽，水槽内设置有锁水海绵和湿膜，湿膜呈环形设置在水槽内，锁水海绵上表面向下开有用于容纳湿膜的环形凹槽，湿膜嵌入在锁水海绵中。
18.进一步的，水槽内还设置有用于支撑湿膜的湿膜支架，湿膜支架与水槽固定连接或者可拆卸连接。
19.进一步的，水槽的上端开口边缘部位设置有内卷边结构，内卷边结构形成环形集水槽，环形集水槽下方具有缓冲孔，环形集水槽通过缓冲孔与水槽连通。
20.进一步的，水槽外壁与壳体门之间还设置有硅胶垫，壳体内后部与水槽接触部位也设置有硅胶垫，所述硅胶垫用于防止水槽在壳体内晃动。
21.进一步的，壳体侧壁安装有控制单元，还包括与控制单元连接的湿度传感器、蜂鸣器、光电传感器；
22.控制单元通过控制继电器从而控制风机工作。
23.第二方面本方案公开了一种基于一种用于航天器包装储运期间的加湿装置的控制方法，包括以下步骤：
24.s1、开启控制单元，开启控制线程，查询传感器设备，如果传感器设备不存在则通过显示单元显示初始化失败，所述传感器设备包括湿度传感器和光电传感器；
25.s2、如果传感器设备存在则表示设备正常，通过控制单元读取传感器数据并处理，并通过显示单元显示数据；
26.s3、通过控制单元判断s2中的数据是否超过设定上下限阈值，如果达到下限阈值则控制风机开始工作，如果达到上限阈值则控制风机停止工作；
27.在步骤s3中，风机包括主风机和备风机，在主风机存在故障异常情况时，启动备风机。
28.相对于现有技术，本发明所述的一种用于航天器包装储运期间的加湿装置具有以下有益效果：
29.1、本发明所述的加湿装置可固定连接于包装容器内部，在包装容器运输过程中加湿装置与包装容器无相对晃动、无相对位移；
30.2、本发明采用蒸发式加湿模式，可实现对被控包装容器内部无水雾加湿控制；
31.3、本发明所涉及的水槽能够在壳体门打开后，自壳体内取出；当水槽放置进入壳体内部，关闭壳体门后，水槽在加湿装置壳体内部可靠定位，与加湿装置壳体无相对晃动、无相对位移；
32.4、本发明所涉及的水槽采用内卷边结构，在运输期间运输工具在行走、刹车、转弯时由于晃动产生液面上升、液体水回流等情况，内卷边结构能够起到导流的作用，从而抑制运输过程中水面变动幅度，防止加湿用液体水跃出水槽；
33.5、本发明所涉及的水槽内部填充低密度锁水海绵，锁水海绵高度与加湿装置水槽上水位线齐平；通过在水槽内部设置锁水海绵使加湿用液体水流动性受到极大地限制，有效抑制包装容器运输过程中水面扰动幅度；
34.6、本发明安装一台以上风机，任一台风机故障不影响其他风机正常工作；
35.7、本发明所涉及的装置，可以用在汽车、火车、飞机、轮船等不同的运输工况内。
附图说明
36.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
37.图1为加湿装置正面的结构示意图；
38.图2为加湿装置左视的结构示意图；
39.图3为加湿装置局部剖面的结构示意图；
40.图4为控制单元原理框图；
41.图5为控制单元的控制线程流程图。
42.附图标记说明：
43.1-壳体、11-进风孔、2-壳体门、21-主门板、22-侧门板、3-风机、4-插销、5-合页、6-控制单元、7-水槽、71-内卷边结构、72-环形集水槽、73-缓冲孔、8-湿膜、9-湿膜支架、10-导轨、11-锁水海绵、12-硅胶垫。
具体实施方式
44.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
46.本发明就是根据航天器储运特点，针对航天器包装容器内部湿度控制需求，设计开发的一种能够在包装容器气密、运输工况下，对包装容器内部进行无雾加湿的加湿装置。
47.这种装置具备防水“逸出”、防结露的功能，结构简洁、易于安装、维护，提高了使用的安全性、维修性。另外，这种装置可扩展应用于武器装备、精密仪器、仪表、电子元器件等储运过程湿度控制场合。
48.如图1、图2、图3所示，加湿装置主要由以下部件组成：壳体1、壳体门2、风机3、插销4、合页5、控制单元6、水槽7、湿膜8、湿膜支架9、导轨10、锁水海绵11、硅胶垫12等。
49.壳体1为加湿装置各组成部件的安装载体。壳体1上表面设置与两台风机3的接口；下表面为中空结构，能够将导轨10覆盖在壳体1内部，壳体1可通过螺接方式与导轨10固定连接；前端面设置开口，开口大小能够适应水槽7、湿膜8和湿膜支架9组合体进出壳体1内部；后端面设置控制单元6硬件的安装接口；壳体1内部后端面与壳体门2对应位置粘贴硅胶垫12；壳体1两侧面设置若干个均布的进风孔，进风孔位置高度与内部湿膜8高度相匹配。
50.壳体门2与壳体1通过两个合页5、两组插销4连接；壳体门2内表面、壳体1内后部均粘贴硅胶垫12；当水槽7沿导轨10放置进入壳体1内部后，壳体门2关闭，前后端面的硅胶垫被压缩，从而使水槽7在壳体1内部可靠定位，确保在运输过程中水槽7与加湿装置无相对晃动、无相对位移。
51.加湿装置配套两条导轨10，导轨10焊接或螺接于包装容器内部，与包装容器固定连接；导轨10安装外缘宽度尺寸与壳体1内部宽度尺寸匹配，能使壳体1外罩于导轨10两侧，并与导轨10螺接固定，从而实现将加湿装置固定连接于包装容器内部，确保在运输过程中加湿装置与包装容器无相对晃动、无相对位移。
52.水槽7、湿膜8、湿膜支架9、锁水海绵11组合体如图3所示。
53.水槽7采用内卷边结构71(水槽7内部用于加湿的液体水在运输过程中，由于运输工具的行走、刹车、转弯时存在晃动、倾斜、颠簸的情况，水面产生扰动，撞击水槽7壁，局部液面上升、产生回流冲击)，内卷边结构71能够对上升部分的液面、回流液体水起到导流的作用，从而抑制运输过程中水面变动幅度，防止加湿用液体水跃出水槽7。湿膜支架9与水槽7固定连接。湿膜8外罩于湿膜支架9周边。水槽7内部除去湿膜8、湿膜支架9空间外，内部填充低密度锁水海绵11，锁水海绵11高度与加湿装置水槽7上水位线齐平；通过在水槽7内部设置锁水海绵11使加湿用液体水流动性受到极大地限制，能够有效抑制包装容器运输过程中水面扰动幅度。
54.需要说明的是，在图3中为了便于理解结构，没有画出位于湿膜8中心内的锁水海绵11，在实际使用过程中，水槽7内填充了一大块锁水海绵11，湿膜支架9设置在锁水海绵11内。
55.控制单元6采用核心芯片为stm32f103zet6，基于嵌入式实时操作系统(rt-thread)进行开发，原理框图如图4所示。
56.主要功能包括：湿度数据的采集、显示、存储功能；加湿模块的控制和反馈功能，计时功能，报警功能，远程通信功能等。
57.湿度的数据通过sht21传感器进行实时采集，并通过与加湿模组配合实现湿度的闭环控制，通过光电传感器反馈加湿工作状态，加湿模组采用两组独立控制，一主一备，通过软件结合光电反馈信号进行判断，正常情况开启加湿1进行控制，若加湿1损坏则自动切换为加湿2进行控制，保证系统的可靠运行；
58.系统设计有蜂鸣器进行报警，湿度超出软件设置的上下限值则进行声光报警；通过时间芯片ds1302可实现日历功能，便于按时间记录采集的数据信息；数据存储选用外部flash芯片w25q128，将实时采集的数据按每分钟一次的频率记录，方便后期数据分析；显示模块选用oled液晶屏，可实时显示温湿度数据、加湿状态、时间、报警上下限值等，通过按键可更改报警限值及手动自动控制加湿状态。
59.人机交互界面可通过max232进行通信，将数据实时显示在远程笔记本电脑中，并可以通过电脑对时间进行校准以及数据的下载。控制单元6的控制线程流程图如图5所示。
60.供电部分采用交流220v供电，通过ac/dc电源模块及电源芯片，将电压转换为直流5v和3.3v给系统各模块供电，通过继电器来控制交流220v加湿风机3的运转。
61.在具体实施过程中，加湿装置主要由壳体1、风机3、控制单元6、加湿组件等组成。加湿装置固定连接于需进行加湿控制的包装容器内部，打开壳体门2，可取出加湿组件，在加湿组件所含的水槽7内填加纯净水，加水的水面高度与锁水海绵11高度一致，将加湿组件重新放置于壳体1内部，关闭壳体门2，加湿组件在壳体1内部可靠定位，当控制单元6检测到包装容器内部湿度低于预设值下限时，风机3开始运行给包装容器内部进行加湿，当控制单元6检测到包装容器内部湿度高于预设值上限时，风机3停止运行，停止对包装容器内部加湿。
62.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这
些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
63.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
64.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
65.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。