专利名称：小型空气湿度控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型空气湿度控制器，属湿敏元件及空气湿度控制技术领域。
随着生产的发展和人民生活水平的提高，有不少场合要求对空气湿度进行控制。已有的湿度控制器主要有毛发式和电子探头式两大类。毛发湿度控制器的敏感元件是毛发，因为毛发的长度会随空气湿度改变而改变。但毛发的感湿敏感度较低，应用时得采用长达20cm的长毛发才行。因此，这种湿度控制器无法做得很小巧。电子湿度控制器主要包括湿敏探头和控制器两部分。前者结构精巧，不易制造；后者构造复杂。虽然这种湿度控制器工作可靠，控湿精度高，但价格昂贵。另外，申请中的中国实用新型专利CN90207145.9涉及一种利用涂敷有高分子湿敏材料薄层的湿敏曲张片制成的指针式空气湿度计。虽然这种湿度计造价低廉，精度较高，但它只能用来测量空气湿度，不能用来控制湿度，即不能作空气湿度控制器。
本实用新型的目的在于提供一种中国实用新型专利CN90207145.9专利产品的改进型产品，可设定湿敏开关，可设定指湿敏开关动作(从断开转换成闭合，或从闭合转换成断开)时对应的空气湿度值可以设定。本实用新型的另一目的在于提供一种利用该可设定湿敏开关制成的小型空气湿度控制器。
图1是本实用新型的外形图，其中1是电源开关K；2是机壳；3是尖头旋钮；22是电源线；和23是电源插头CT。
图2是本实用新型的主要元器件排列图，其中4是电源变压器B；5是桥式整流器D1～D4；6是电容C；7是转轴；8是电阻R；9是湿敏曲张片架；10是金属片；11是湿敏曲张片；12是接线端；13是集成电路IC；14是继电器J；和15是印刷线路板。
图3是可设定湿敏开关的结构示意图，其中16是高分子感湿层；17是胶层；18是弹性金属基片；和19是可设定湿敏开关。
图4是本实用新型的电路图，其中21是继电器J14的常开－常闭触点j；和24是续流二极管D5。
图5是本实用新型与加湿机联用时的接线图，其中20是加湿机的电动机M。
现结合附图，说明本实用新型的内容和工作原理。
本实用新型的核心部分是可设定湿敏开关19，主要由湿敏曲张片11、湿敏曲张片架9、转轴7、金属片10和绝缘板组成。湿敏曲张片11由三层材料迭合而成，底层是弹性金属基片18；中层为胶层17；表层为高分子感湿层16。湿敏曲张片11的制法，见中国实用新型专利CN90207145.9。湿敏曲张片11的一端固定于用金属片制成的湿敏曲张片架9，湿敏曲张片架9安装在一块由印刷线路板15兼任的绝缘板上。在湿敏曲张片架9附近安装有用金属制成的转轴7及其轴套，转轴7的一端上固定有金属片10，旋转转轴7时，金属片10的另一端(动端)随之旋转。转轴7的另一端从机壳3伸出，其上安装有尖头旋钮3。在机壳2的面板上画有空气湿度(RH)值的标度。湿敏曲张片11的另一端(动端)与金属片10的动端构成了可设定湿敏开关19的两个触点，并分别从湿敏曲张片架9和转轴7的轴套引出。见图3。高分子感湿层16遇湿会伸长，遇干会缩短，而弹性金属基片18和胶层17没有湿敏性，它们的长度不会随空气湿度改变而改变。当可设定湿敏开关19置于完全干燥的空气中时，高分子感湿层16和胶层17的长度与弹性金属基片18的长度相等，湿敏曲张片11保持平直；当空气湿度(RH)逐渐增加时，高分子感湿层16的长度随之伸长，而胶层17和弹性金属基片18的长度仍保持不变，导致湿敏曲张片11弯曲变形。当空气湿度(RH)从40％增至90％时，湿敏曲张片11的动端随之沿近似为圆弧的轨迹移动。尖头旋钮3应如此安装，使空气湿度(RH)为尖头旋钮3的尖头对准面板上的标度的指示值时，湿敏曲张片11的动端与金属片10的动端正好闭合，即可设定湿敏开关19正好动作。通过旋转尖头旋钮3可使可设定湿敏开关19动作时所对应的空气湿度(RH)值能在40－90％的范围内得到设定。由于面板上的空气湿度(RH)标度经标准空气湿度计校正，所以它们是可以信赖的。
可设定湿敏开关19的触点面科和触点压力过小，触点电阻过大，这些表明可设定湿敏开关19不能直接作去湿机、加湿机和干燥箱中必不可少的电动机的电源开关，否则它的触点必定会因通过电流过大，导致发热过甚而烧毁。为使可设定湿敏开关19正常工作，必需限制流过其触点的电流，可设定湿敏开关19与电动机之类负载之间必需增设一只能起隔离作用的电子控制器。本实用新型就是采用这种可设定湿敏开关19与电子控制器相结合的结构装制而成的。由图1、2知，可设定湿敏开关19与电子控制器合装在同一机壳2内，体积小巧，但电子控制器需在受控的潮湿环境中工作，电子控制器的可靠性和寿命多少要受到一些影响。实际上，可设定湿敏开关19与电子控制器完全可以分装在两只机壳内，可设定湿敏开关19机壳放在受控的潮湿环境中，电子控制器机壳放在受控的潮湿环境外，两者用2～3米长的两芯电缆连接，这样，电子控制器就不必在潮湿的环境中工作了。本实用新型的电路图示于图4。电源插头CT 23插在市电插孔内，开启电源开关K1，220V交流电压加至电源变压器B4初级线圈两端，电源变压器B4次级线圈两端将输出10V左右的交流电压。经桥式整流器D1～D45整流后，在电容C6两端产生12V左右的直流电压，上端为正，下端为负。电容C6的作用是滤除桥式整流器D1～D45输出的脉动直流电压中含有的纹波。集成电路IC13为施密特触发器，其正、负电源输入端分别跨接在12V直流电压的正、负端。设环境的空气湿度低于可设定湿敏开关19的设定值，可设定湿敏开关19断开，集成电路IC13输入端的输入电压为OV，低于集成电路IC13状态转换的临界电压值(阈值)，集成电路IC13输出高位，即输出电压为12V，继电器J14因其线圈内没有电流流过而不动作，继电器J14的触点j21维持原状常闭触点闭合；常开触点断开。如环境的空气湿度增至设定值，可设定湿敏开关19闭合，集成电路IC13的输入电压，即电阻R8与集成电路IC13输入电阻的分压超过了阈值，集成电路IC13转换状态，输出低位，即输出电压等于OV，继电器J14因其线圈两端加有12V直流电压而动作。继电器J14的触点j21随之转换常闭触点断开；常开触点闭合。电阻R8增加了与可设定湿敏开关19串联的电阻的阻值，有助于限制可设定湿敏开关19闭合时流过其触点的电流。反之，设环境的空气湿度高于可设定湿敏开关19的设定值，可设定湿敏开关19闭合，继电器J14的触点j21的状态必为，常闭触点断开；常开触点闭合。如环境的空气湿度减至略小于设定值，可设定湿敏开关19断开，继电器J14的触点j21必定随之转换状态常闭触点闭合；常开触点断开。二极管D，24为续流二极管，有保护集成电路IC13的作用当集成电路IC13的输出电流突然减至OA时，原先流过继电器J14的电流可通过二极管D324继续流动，释放贮藏在继电器J14的线圈内的磁场能，使该线圈两端不会产生足以把集成电路IC13击穿的高压。综上所述，本实用新型可看作是一只触点电流容量大的、触点动作时所对应的空气湿度值可设定的湿敏继电器。
本实用新型元器件的选择电源开关K1可选用耐压高于220V的小型单刀单掷开关；电源变压器B4可选用220V／10V的、功率容量为2～3W的降压变压器；桥式整流器D1～D45可选用任何电流为1A左右的桥堆整流器，也可选用4只分立的硅整流子，如2CP系列的硅整流子；电容C6可选用容量介于100～500μF、工作电压为25V的铝电解电容；电阻R8与集成电路IC13的输入电阻和阈值电压有关，可选用2～5MΩ，1／16W的碳膜电阻；二极管D324可选用2CP系列的硅整流子；继电器J14可选用任何工作电压为12V、触点电流容量为5A的小型继电器，如4123型；集成电路IC13可选用任何诸如JEC－2之类的施密特触发器集成电路。
图5示出了本实用新型与加湿机联用的实例。装有本实用新型的机壳2放在欲施行空气湿度控制的房间内，加湿机电动机M20通过馈线与继电器J14的触点j21的常闭触点串联在一起，加湿机电动机M20的轴上装有风叶(未示出)，用来吹拂悬挂在它前方的湿润的纱布条。如我们希望室内的空气湿度(RH)保持为80％，为此我们只需调节尖头旋钮3，使其尖头正好对准空气湿度(RH)标度上的80％，并把风叶对准室内。开始时室内的空气湿度低于80％，可设定湿敏开关19断开，继电器J14的触点j21的常闭触点闭合，加湿机电动机M20因得到供电而旋转，风叶吹拂湿润的纱布条，把水汽吹入室内，增加了室内的空气湿度。当该湿度达到80％时，可设定湿敏开关19闭合，继电器J14的触点j21转换成常闭触点断开，加湿机电动机M20因断电而停转，加湿机停止加湿，使室内的空气湿度保持为80％。
本实用新型与已有技术相比，有以下几个优点1.结构简单、取材容易、制造方便和成本低廉。
2.控湿精度高，达±1％。
3.控制功率大，达1KW。
4.感湿元件体积小，反应快。
5.体积小巧，比一包香烟略大。
由于本实用新型特别适于装用在诸如去湿机、加湿机和干燥箱之类小型和普及型设备之中，作空气湿度控制器，所以在工业、农业、科研、医学、仓库和家庭等领域里有着极为广阔的应用前景。
权利要求1.一种小型空气湿度控制器，其特征在于它主要包括由尖头旋钮3、空气湿度(RH)标度、随空气湿度而曲张的湿敏曲张11、位置可用尖头旋钮3设定的金属片10和一对在空气湿度为尖头旋钮3的尖头在空气湿度(RH)标度上指示的数值(设定值)时会闭合的开关触点组成的可设定湿敏开关19和由继电器J14和集成电路IC13组成的、动作(从输出低位转换成输出高位或从输出高位转换成输出低位)受可设定湿敏开关19开关触点的开合控制的电子控制器两大部分，可设定湿敏开关19的一对开关触点分别由湿敏曲张片11和金属片10构成，随集成电路IC13动作的继电器J14上装有作控制开关用的常开一常闭触点J21。
2.根据权利要求1所述的小型空气湿度控制器，其特征在于可设定湿敏开关19由尖头旋钮3、空气湿度(RH)标度、安装在绝缘板上的湿敏曲张片架9和转轴7及其轴套、一端固定在湿敏曲张片架9上的湿敏曲张片11和一端固定在转轴7的一端上的金属片10组成，转轴7的另一端上安装有尖头旋钮3，随空气湿度而曲张的湿敏曲张片11的动端和位置可用尖头旋钮3设定的金属片10的动端构成了可设定湿敏开关19的一对在空气湿度增大至尖头旋钮3的尖头在空气湿度(RH)标度上指示的数值(设定值)时会闭合的开关触点，分别从湿敏曲张片架9和转轴7的轴套引出。
3.根据权利要求1所述的小型空气湿度控制器，其特征在于可设定湿敏开关19和电子控制器既可合装在同一机壳2内，也可分装在两只用两芯电缆连接在一起的机壳内。
4.根据权利要求1所述的小型空气湿度控制器，其特征是电子控制器主要由电源变压器B4、桥式整流器D1～D45、电容C6、二极管D24、继电器J14、集成电路IC13以及它们之间的电气连接组成，其特征在于集成电路IC13为JEC－2之类的施密特触发器集成电路。
5.根据权利要求4所述的电子控制器，其特征在于集成电路IC13的输入端与可设定湿敏开关19之间接有限制可设定湿敏开关19闭合时流过开关触点的电流的电阻R8，其阻值可在2～5MΩ的范围内选择，耗散功率为1／16W。
专利摘要本实用新型涉及一种小型空气湿度控制器，主要由可设定湿敏开关19和电子控制器组成，前者的开合控制了后者内的继电器j14的动作，当空气湿度增大至前者内的尖头旋钮3尖头的指示值(设定值)时，前者闭合，继电器J14随之动作，继电器J14的常闭-常开触点j21可作控制开关之用，本实用新型结构简单，造价便宜，适于在去湿机、加湿机和干燥箱之尖小型和普及型设备内作空气湿度控制器，在工业、农业、科研、医学、仓库和家庭等领域里有着极为广阔的应用前景。
文档编号F24F3/14GK2077093SQ9020746
公开日1991年5月15日 申请日期1990年7月30日 优先权日1990年7月30日
发明者赵实 申请人:华东师范大学