小型空氣溼度控制器的製作方法
2023-06-29 14:01:06
專利名稱：小型空氣溼度控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小型空氣溼度控制器，屬溼敏元件及空氣溼度控制技術領域。
隨著生產的發展和人民生活水平的提高，有不少場合要求對空氣溼度進行控制。已有的溼度控制器主要有毛髮式和電子探頭式兩大類。毛髮溼度控制器的敏感元件是毛髮，因為毛髮的長度會隨空氣溼度改變而改變。但毛髮的感溼敏感度較低，應用時得採用長達20cm的長毛髮才行。因此，這種溼度控制器無法做得很小巧。電子溼度控制器主要包括溼敏探頭和控制器兩部分。前者結構精巧，不易製造；後者構造複雜。雖然這種溼度控制器工作可靠，控溼精度高，但價格昂貴。另外，申請中的中國實用新型專利CN90207145.9涉及一種利用塗敷有高分子溼敏材料薄層的溼敏曲張片製成的指針式空氣溼度計。雖然這種溼度計造價低廉，精度較高，但它只能用來測量空氣溼度，不能用來控制溼度，即不能作空氣溼度控制器。
本實用新型的目的在於提供一種中國實用新型專利CN90207145.9專利產品的改進型產品，可設定溼敏開關，可設定指溼敏開關動作(從斷開轉換成閉合，或從閉合轉換成斷開)時對應的空氣溼度值可以設定。本實用新型的另一目的在於提供一種利用該可設定溼敏開關製成的小型空氣溼度控制器。
圖1是本實用新型的外形圖，其中1是電源開關K；2是機殼；3是尖頭旋鈕；22是電源線；和23是電源插頭CT。
圖2是本實用新型的主要元器件排列圖，其中4是電源變壓器B；5是橋式整流器D1～D4；6是電容C；7是轉軸；8是電阻R；9是溼敏曲張片架；10是金屬片；11是溼敏曲張片；12是接線端；13是集成電路IC；14是繼電器J；和15是印刷線路板。
圖3是可設定溼敏開關的結構示意圖，其中16是高分子感溼層；17是膠層；18是彈性金屬基片；和19是可設定溼敏開關。
圖4是本實用新型的電路圖，其中21是繼電器J14的常開－常閉觸點j；和24是續流二極體D5。
圖5是本實用新型與加溼機聯用時的接線圖，其中20是加溼機的電動機M。
現結合附圖，說明本實用新型的內容和工作原理。
本實用新型的核心部分是可設定溼敏開關19，主要由溼敏曲張片11、溼敏曲張片架9、轉軸7、金屬片10和絕緣板組成。溼敏曲張片11由三層材料迭合而成，底層是彈性金屬基片18；中層為膠層17；表層為高分子感溼層16。溼敏曲張片11的製法，見中國實用新型專利CN90207145.9。溼敏曲張片11的一端固定於用金屬片製成的溼敏曲張片架9，溼敏曲張片架9安裝在一塊由印刷線路板15兼任的絕緣板上。在溼敏曲張片架9附近安裝有用金屬製成的轉軸7及其軸套，轉軸7的一端上固定有金屬片10，旋轉轉軸7時，金屬片10的另一端(動端)隨之旋轉。轉軸7的另一端從機殼3伸出，其上安裝有尖頭旋鈕3。在機殼2的面板上畫有空氣溼度(RH)值的標度。溼敏曲張片11的另一端(動端)與金屬片10的動端構成了可設定溼敏開關19的兩個觸點，並分別從溼敏曲張片架9和轉軸7的軸套引出。見圖3。高分子感溼層16遇溼會伸長，遇幹會縮短，而彈性金屬基片18和膠層17沒有溼敏性，它們的長度不會隨空氣溼度改變而改變。當可設定溼敏開關19置於完全乾燥的空氣中時，高分子感溼層16和膠層17的長度與彈性金屬基片18的長度相等，溼敏曲張片11保持平直；當空氣溼度(RH)逐漸增加時，高分子感溼層16的長度隨之伸長，而膠層17和彈性金屬基片18的長度仍保持不變，導致溼敏曲張片11彎曲變形。當空氣溼度(RH)從40％增至90％時，溼敏曲張片11的動端隨之沿近似為圓弧的軌跡移動。尖頭旋鈕3應如此安裝，使空氣溼度(RH)為尖頭旋鈕3的尖頭對準面板上的標度的指示值時，溼敏曲張片11的動端與金屬片10的動端正好閉合，即可設定溼敏開關19正好動作。通過旋轉尖頭旋鈕3可使可設定溼敏開關19動作時所對應的空氣溼度(RH)值能在40－90％的範圍內得到設定。由於面板上的空氣溼度(RH)標度經標準空氣溼度計校正，所以它們是可以信賴的。
可設定溼敏開關19的觸點面科和觸點壓力過小，觸點電阻過大，這些表明可設定溼敏開關19不能直接作去溼機、加溼機和乾燥箱中必不可少的電動機的電源開關，否則它的觸點必定會因通過電流過大，導致發熱過甚而燒毀。為使可設定溼敏開關19正常工作，必需限制流過其觸點的電流，可設定溼敏開關19與電動機之類負載之間必需增設一隻能起隔離作用的電子控制器。本實用新型就是採用這種可設定溼敏開關19與電子控制器相結合的結構裝制而成的。由圖1、2知，可設定溼敏開關19與電子控制器合裝在同一機殼2內，體積小巧，但電子控制器需在受控的潮溼環境中工作，電子控制器的可靠性和壽命多少要受到一些影響。實際上，可設定溼敏開關19與電子控制器完全可以分裝在兩隻機殼內，可設定溼敏開關19機殼放在受控的潮溼環境中，電子控制器機殼放在受控的潮溼環境外，兩者用2～3米長的兩芯電纜連接，這樣，電子控制器就不必在潮溼的環境中工作了。本實用新型的電路圖示於圖4。電源插頭CT 23插在市電插孔內，開啟電源開關K1，220V交流電壓加至電源變壓器B4初級線圈兩端，電源變壓器B4次級線圈兩端將輸出10V左右的交流電壓。經橋式整流器D1～D45整流後，在電容C6兩端產生12V左右的直流電壓，上端為正，下端為負。電容C6的作用是濾除橋式整流器D1～D45輸出的脈動直流電壓中含有的紋波。集成電路IC13為施密特觸發器，其正、負電源輸入端分別跨接在12V直流電壓的正、負端。設環境的空氣溼度低於可設定溼敏開關19的設定值，可設定溼敏開關19斷開，集成電路IC13輸入端的輸入電壓為OV，低於集成電路IC13狀態轉換的臨界電壓值(閾值)，集成電路IC13輸出高位，即輸出電壓為12V，繼電器J14因其線圈內沒有電流流過而不動作，繼電器J14的觸點j21維持原狀常閉觸點閉合；常開觸點斷開。如環境的空氣溼度增至設定值，可設定溼敏開關19閉合，集成電路IC13的輸入電壓，即電阻R8與集成電路IC13輸入電阻的分壓超過了閾值，集成電路IC13轉換狀態，輸出低位，即輸出電壓等於OV，繼電器J14因其線圈兩端加有12V直流電壓而動作。繼電器J14的觸點j21隨之轉換常閉觸點斷開；常開觸點閉合。電阻R8增加了與可設定溼敏開關19串聯的電阻的阻值，有助於限制可設定溼敏開關19閉合時流過其觸點的電流。反之，設環境的空氣溼度高於可設定溼敏開關19的設定值，可設定溼敏開關19閉合，繼電器J14的觸點j21的狀態必為，常閉觸點斷開；常開觸點閉合。如環境的空氣溼度減至略小於設定值，可設定溼敏開關19斷開，繼電器J14的觸點j21必定隨之轉換狀態常閉觸點閉合；常開觸點斷開。二極體D，24為續流二極體，有保護集成電路IC13的作用當集成電路IC13的輸出電流突然減至OA時，原先流過繼電器J14的電流可通過二極體D324繼續流動，釋放貯藏在繼電器J14的線圈內的磁場能，使該線圈兩端不會產生足以把集成電路IC13擊穿的高壓。綜上所述，本實用新型可看作是一隻觸點電流容量大的、觸點動作時所對應的空氣溼度值可設定的溼敏繼電器。
本實用新型元器件的選擇電源開關K1可選用耐壓高於220V的小型單刀單擲開關；電源變壓器B4可選用220V／10V的、功率容量為2～3W的降壓變壓器；橋式整流器D1～D45可選用任何電流為1A左右的橋堆整流器，也可選用4隻分立的矽整流子，如2CP系列的矽整流子；電容C6可選用容量介於100～500μF、工作電壓為25V的鋁電解電容；電阻R8與集成電路IC13的輸入電阻和閾值電壓有關，可選用2～5MΩ，1／16W的碳膜電阻；二極體D324可選用2CP系列的矽整流子；繼電器J14可選用任何工作電壓為12V、觸點電流容量為5A的小型繼電器，如4123型；集成電路IC13可選用任何諸如JEC－2之類的施密特觸發器集成電路。
圖5示出了本實用新型與加溼機聯用的實例。裝有本實用新型的機殼2放在欲施行空氣溼度控制的房間內，加溼機電動機M20通過饋線與繼電器J14的觸點j21的常閉觸點串聯在一起，加溼機電動機M20的軸上裝有風葉(未示出)，用來吹拂懸掛在它前方的溼潤的紗布條。如我們希望室內的空氣溼度(RH)保持為80％，為此我們只需調節尖頭旋鈕3，使其尖頭正好對準空氣溼度(RH)標度上的80％，並把風葉對準室內。開始時室內的空氣溼度低於80％，可設定溼敏開關19斷開，繼電器J14的觸點j21的常閉觸點閉合，加溼機電動機M20因得到供電而旋轉，風葉吹拂溼潤的紗布條，把水汽吹入室內，增加了室內的空氣溼度。當該溼度達到80％時，可設定溼敏開關19閉合，繼電器J14的觸點j21轉換成常閉觸點斷開，加溼機電動機M20因斷電而停轉，加溼機停止加溼，使室內的空氣溼度保持為80％。
本實用新型與已有技術相比，有以下幾個優點1.結構簡單、取材容易、製造方便和成本低廉。
2.控溼精度高，達±1％。
3.控制功率大，達1KW。
4.感溼元件體積小，反應快。
5.體積小巧，比一包香菸略大。
由於本實用新型特別適於裝用在諸如去溼機、加溼機和乾燥箱之類小型和普及型設備之中，作空氣溼度控制器，所以在工業、農業、科研、醫學、倉庫和家庭等領域裡有著極為廣闊的應用前景。
權利要求1.一種小型空氣溼度控制器，其特徵在於它主要包括由尖頭旋鈕3、空氣溼度(RH)標度、隨空氣溼度而曲張的溼敏曲張11、位置可用尖頭旋鈕3設定的金屬片10和一對在空氣溼度為尖頭旋鈕3的尖頭在空氣溼度(RH)標度上指示的數值(設定值)時會閉合的開關觸點組成的可設定溼敏開關19和由繼電器J14和集成電路IC13組成的、動作(從輸出低位轉換成輸出高位或從輸出高位轉換成輸出低位)受可設定溼敏開關19開關觸點的開合控制的電子控制器兩大部分，可設定溼敏開關19的一對開關觸點分別由溼敏曲張片11和金屬片10構成，隨集成電路IC13動作的繼電器J14上裝有作控制開關用的常開一常閉觸點J21。
2.根據權利要求1所述的小型空氣溼度控制器，其特徵在於可設定溼敏開關19由尖頭旋鈕3、空氣溼度(RH)標度、安裝在絕緣板上的溼敏曲張片架9和轉軸7及其軸套、一端固定在溼敏曲張片架9上的溼敏曲張片11和一端固定在轉軸7的一端上的金屬片10組成，轉軸7的另一端上安裝有尖頭旋鈕3，隨空氣溼度而曲張的溼敏曲張片11的動端和位置可用尖頭旋鈕3設定的金屬片10的動端構成了可設定溼敏開關19的一對在空氣溼度增大至尖頭旋鈕3的尖頭在空氣溼度(RH)標度上指示的數值(設定值)時會閉合的開關觸點，分別從溼敏曲張片架9和轉軸7的軸套引出。
3.根據權利要求1所述的小型空氣溼度控制器，其特徵在於可設定溼敏開關19和電子控制器既可合裝在同一機殼2內，也可分裝在兩隻用兩芯電纜連接在一起的機殼內。
4.根據權利要求1所述的小型空氣溼度控制器，其特徵是電子控制器主要由電源變壓器B4、橋式整流器D1～D45、電容C6、二極體D24、繼電器J14、集成電路IC13以及它們之間的電氣連接組成，其特徵在於集成電路IC13為JEC－2之類的施密特觸發器集成電路。
5.根據權利要求4所述的電子控制器，其特徵在於集成電路IC13的輸入端與可設定溼敏開關19之間接有限制可設定溼敏開關19閉合時流過開關觸點的電流的電阻R8，其阻值可在2～5MΩ的範圍內選擇，耗散功率為1／16W。
專利摘要本實用新型涉及一種小型空氣溼度控制器，主要由可設定溼敏開關19和電子控制器組成，前者的開合控制了後者內的繼電器j14的動作，當空氣溼度增大至前者內的尖頭旋鈕3尖頭的指示值(設定值)時，前者閉合，繼電器J14隨之動作，繼電器J14的常閉-常開觸點j21可作控制開關之用，本實用新型結構簡單，造價便宜，適於在去溼機、加溼機和乾燥箱之尖小型和普及型設備內作空氣溼度控制器，在工業、農業、科研、醫學、倉庫和家庭等領域裡有著極為廣闊的應用前景。
文檔編號F24F3/14GK2077093SQ9020746
公開日1991年5月15日 申請日期1990年7月30日 優先權日1990年7月30日
發明者趙實 申請人:華東師範大學