智能化模组式文物保护专用装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能化模组式文物保护专用装置，是一种大型木质文物保护处理设备；包括文物浸渍槽、智能恒温控制循环系统、自动加药系统、在线药剂连续检测系统PLC自动控制系统；所述智能恒温控制循环系统包括过滤器4、管道泵5、管道加热器6和温度控制；所述在线药剂连续检测设备包括过滤器14、分析循环泵15、分析测量探头池16和分析检测仪表；分析测量探头池中设置有PH检测仪、电导检测仪、密度检测仪、浊度检测仪、溶解氧检测仪。本实用新型由独立式智能恒温控制循环设备和在线药剂连续检测设备及配套控制系统组成；采用模块化设计、结构紧凑小巧、全自动控制和检测、操作简便、维护简便。
【专利说明】智能化模组式文物保护专用装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种文物保护装置，具体来讲是一种智能化模组式文物保护专用 装直。
【背景技术】
[0002] 众所周知，文物考古是一个非常重要的领域；成都市文物考古工作队，作为国家文 物局出土漆木器重点科研基地的一个工作站，致力于大型木质文物的脱水保护研究工作。 该单位在商业街船棺文物保护修复工作中，经试验和论证，对实施工艺进行了多项改进，获 得较好效果。为进一步改善工艺条件，促进当前和今后工作的开展，需对处理流程中的专业 设施设备进行设计和研发。
[0003] 其中，专利号201210562961. 2的实用新型专利公开了一种出水文物保护箱，包括 有除气水箱、冷却水箱以及压力容器，利用控制器、冷却水箱以及压力泵控制压力容器的水 温，利用控制器以及压力泵控制压力容器的水压，利用压力容器模拟出水文物水底的压力 以及温度环境，将出水文物临时存放于压力容器内，使压力容器内的环境条件与出水文物 出水前的环境条件接近，防止因出水文物的环境发生变化而损坏出水文物，同时，压力容器 内的水经过去除水中空气处理，减少水中的空气氧化以及腐蚀出水文物，防止水中的空气 损坏出水文物。
[0004] 其中，专利号201210378405. X的实用新型专利公开了一种用于文物保护研究的 环境模拟装置，包括：包括第一环境模拟室和第二环境模拟室的至少两个环境模拟室，所 述至少两个环境模拟室用于模拟多种环境条件，其中所述第一环境模拟室用于模拟第一环 境，所述第二环境模拟室用于模拟不同于第一环境的第二环境；连接在所述至少两个环境 模拟室之间的可提供真空环境的至少一个样品室，所述至少一个样品室包括第一密封门、 第二密封门和第三密封门，其中通过所述第一密封门放入承载样品的样品台；所述第二密 封门和第三密封门分别用于切断和开启所述样品室与所述至少两个环境模拟室之间的连 通。本实用新型可用于模拟文物从埋藏到出土及保存中多因素环境及环境突变。
[0005] 其中，专利号200620036541. 0的实用新型涉及一种用于文物保护的双腔真空压 力浸渍装置，由两个可预抽真空的浸渍剂腔室（1)与材料合成腔室（2)，两套既相对独立又 相互联通的抽气与真空测量系统，一套可控气体加压系统，两套油、水气过滤系统组成。其 特征是：通过调控腔室（1)、（2)压差，有效去除文物中水分及空气，避免浸渍剂剧烈沸腾对 文物的破坏，通过质量流量计控制腔室（2)渗压值而获得高浸渍率，通过活性炭过滤部件 维护系统真空性能，所有部件均执行标准KF接口，拆卸清洗方便。结构简单，通过浸渍剂 (2)、材料合成（1)双腔室的合理运用，克服了现有单腔真空浸渍装置缺陷，使浸渍剂有效 填充到文物中，适用于具有一定含水率和孔隙率以及裂隙结构的文物保护。
[0006] 大型木质文物的保护修复工作，在国内外均属科研难题。如何提供专业、精准的实 验条件，如何对实验过程进行科学监测和控制，是提升保护处理工艺的瓶颈。 实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的在于在此提供一种智能化模组式文物保护专用装置；由独立式 智能恒温控制循环设备和在线药剂连续检测设备及配套控制系统组成；采用模块化设计、 结构小巧紧凑、全自动控制和检测、操作简便、维护简便。
[0008] 本实用新型是这样实现的，构造一种智能化模组式文物保护专用装置，其特征在 于：包括智能恒温控制循环设备和在线药剂连续检测设备、以及PLC控制系统；
[0009] 所述智能恒温控制循环设备包括过滤器、管道泵和管道加热器；
[0010] 过滤器、管道泵之间的管道上安装有压力传感器、温度传感器以及电磁阀；管道泵 与管道加热器之间设置流量计；
[0011] 管道加热器上设置有温度传感器和压力传感器；
[0012] 管道加热器的输出管道上安装有恒温控制器；
[0013] 所述在线药剂连续检测设备包括过滤器、分析循环泵和分析测量探头池；分析测 量探头池中设置有PH检测仪、电导检测仪、密度检测仪、浊度检测仪、溶解氧检测仪；
[0014] 过滤器、分析循环泵之间安装有压力传感器以及电磁阀，分析循环泵与分析测量 探头池之间安装有流量计。
[0015] 根据本实用新型所述智能化模组式文物保护专用装置，其特征在于：
[0016] 过滤器与文物浸渍槽连接管道上设置控制阀Q11，过滤器和管道泵之间的管道上 安装有控制阀Q12、控制阀Q13 ;管道泵与管道加热器之间安装控制阀Q14 ;
[0017] 过滤器与文物浸渍槽连接管道上设置控制阀Q21，过滤器和分析循环泵之间的管 道上安装有控制阀Q22,分析循环泵与分析测量探头池之间安装有控制阀Q23、温度传感器 34 ;分析测量探头池回接文物浸渍槽的管道上安装有控制阀Q24。
[0018] 根据本实用新型所述智能化模组式文物保护专用装置，其特征在于：过滤器、管道 加热器、过滤器、分析测量探头池上各自设置有清洗阀、排放阀。
[0019] 本实用新型的优点在于：本实用新型所述智能化模组式文物保护专用装置，由独 立式智能恒温控制循环设备和在线药剂连续检测设备及配套控制系统组成；采用模块化设 计、结构紧凑小巧、全自动控制和检测、操作简便、维护简便。本实用新型针对业主的专业 需求、经技术人员综合论证，投入使用后，将会有效改善和提升木质文物保护处理的工艺条 件，有利于保护效果的实现，降低文物保护人员的工作强度。同时，具备精准、即时、可控的 自动化专业设备及生产工艺流程，将对该类别文物保护工作的提供重要参考和借鉴，对该 类技术的推广应用具有积极意义。
[0020] 电加热器内部控制系统根据输出口的温度传感器信号，自动调节电加热输出功 率，保持输出介质温度均匀；当加热元件超温时，独立的过热保护装置将立即切断加热电 源，避免加热物料超温引起结焦、变质、碳化，严重时导致发热元件烧坏，有效延长电加热器 使用寿命。加热器采用可拆卸管状电热元件，体积小、功率大、易维护；热响应快、易控制精 度高，综合热效率高；电能产生的热量几乎100%传递给加热介质，节能效果显著。
[0021] 电加热控制电路采用双向可控硅智能调压模块，移相触发，PID闭环负反馈控制回 路，可方便实现出口温度、流量、压力等参数自动控制，控制精度高，并可与计算机联网。介 质进口带管道过滤器(软化水装置按需设置)，保证循环系统长周期连续运行。在线药剂连 续检测设备，为独立集成式综合参数采集分析系统。可随整装置一体化使用，亦可独立应 用，减少用户设备投资费用。
[0022] 分析系统监控机由测量探头/电极、预处理装置、显示表头、管线阀门系统、集成 式人机界面HMI和辅助控制装置等组成。集成化高、便捷精巧。系统设置分析测量探头池， 药剂监测参数(温度、PH值、电导率、密度、浊度、溶解氧）等探头/电极安置于上，满足多参 数的同时同点检测比对。设备具备自动连续采集、即时显示功能。温度、pH计具备上下限 设置和报警功能，以及触发输出外置接口。
[0023] 智能化模组式文物保护专用装置，设计中考虑了接触药液介质的设备、管道、阀门 等材质的耐压、耐腐蚀及使用环境的影响。设备的设计、制造、安装、调试的过程，严格按照 国家相关法律、法规和行业工业标准、规范进行。
[0024] 本实用新型针对业主的专业需求、经技术人员综合论证，进行了方案确定，预期专 业在线设备，投入使用后，将会有效改善和提升木质文物保护处理的工艺条件，有利于保护 效果的实现。同时，具备精准、即时、可控的自动化专业设备及生产工艺流程，将对该类别文 物保护工作的提供重要参考和借鉴，对该类技术的推广应用具有积极意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1文物保护专用装置系统框图
[0026] 其中：1、智能恒温控制循环设备，2、在线药剂连续检测设备，3、PLC控制系统，
[0027] 4、过滤器，5、管道泵，6、管道加热器，7、压力传感器，8、温度传感器，9、电磁阀，10、 流量计，11、温度传感器，12、压力传感器，13、恒温控制器，
[0028] 14、过滤器，15、分析循环泵，16、分析测量探头池，17、PH检测仪，18、电导检测仪， 19、密度检测仪，20、浊度检测仪，21、溶解氧检测仪，22、压力传感器，23、电磁阀，24、流量 计，25、文物浸渍槽，
[0029] 26、控制阀Qll，27、控制阀Q12,28、控制阀Q13,29、控制阀Q14,30、控制阀Q21，31、 控制阀Q22,32、控制阀Q23,33、控制阀Q24,34、温度传感器。
【具体实施方式】
[0030] 下面将结合附图1对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0031] 如图1所示，本实用新型在此提供一种智能化模组式文物保护专用装置，包括智 能恒温控制循环设备1、在线药剂连续检测设备2、以及PLC控制系统3。智能恒温控制循环 设备1、在线药剂连续检测设备2分别通过管道与文物浸渍槽25连接，能够独立运行。
[0032] 所述智能恒温控制循环设备1包括过滤器4、管道泵5和管道加热器6 ;过滤器4、 管道泵5之间的管道上安装有压力传感器7、温度传感器8以及电磁阀9 ;管道泵5与管道 加热器6之间设置流量计10 ;管道加热器6上设置有温度传感器11和压力传感器12 ;管道 加热器6的输出管道上安装有恒温控制器13。
[0033] 所述在线药剂连续检测设备包括过滤器14、分析循环泵15和分析测量探头池16 ; 分析测量探头池16中设置有PH检测仪17、电导检测仪18、密度检测仪19、浊度检测仪20、 溶解氧检测仪21 ;过滤器14与分析循环泵15之间安装有压力传感器22以及电磁阀23,分 析循环泵15与分析测量探头池16之间安装有流量计24。
[0034] 过滤器4与文物浸渍槽25连接管道上设置控制阀Q11，过滤器4和管道泵5之间 的管道上安装有控制阀Q12、控制阀Q13 ;管道泵5与管道加热器6之间安装控制阀Q14。
[0035] 过滤器14与文物浸渍槽25连接管道上设置控制阀Q21，过滤器14和分析循环泵 15之间的管道上安装有控制阀Q22,分析循环泵15与分析测量探头池16之间安装有控制 阀Q23、温度传感器34 ;分析测量探头池16回接文物浸渍槽25的管道上安装有控制阀Q24。
[0036] 如图1所示，本实用新型中，过滤器4、管道加热器6、过滤器14、分析测量探头池 16上各自设置有清洗阀、排放阀；均可实现方便清洗及排放。
[0037] 该装置具有以下特点：
[0038] 根据实际要求，本实用新型所述的智能化模组式文物保护专用装置，能够满足用 户对大型木质文物的保护修复工作的需要。
[0039] 智能化模组式文物保护专用装置具有以下主要特点：
[0040] 带电脑触摸屏人机界面（HMI)的一体化箱式可拆卸模块化组件结构设备，由独立 式智能恒温控制循环设备和在线药剂连续检测设备及配套控制系统组成。结构小巧紧凑、 维护简便。
[0041] 一台设备可实现文物保护修复的药液加热循环和药剂监测两大功能，并可各自独 立单独运行监控，极大降低了用户针对多对象不同使用目的时的成本。
[0042] 装置具有主、副HMI人机界面接口设备，主电脑触摸屏能实现所有监控数据运行 状态的显示、操作、手/自动控制、存储、报警一览、安全保护、趋势记录、数据打印输出等功 能；副HMI接口设备主要作为药剂监测参数(温度、PH值、电导率、密度、浊度、溶解氧）等的 监控界面使用。
[0043] 整个装置具有声光报警，全自动安全连锁停车功能。设备运行中的管道泄漏、介质 断流、过加热、分析异常、电气电路故障等均可报警及连锁保护、自动安全停车。
[0044] 智能恒温控制循环设备，采用国际流行的循环式高品质长寿命电加热设备。被加 热介质在压力作用下进入电加热器加热腔时，通过流体热力学原理均匀地带走电热元件工 作中所产生的巨大热量，使被加热介质温度达到用户工艺要求。
[0045] 电加热器内部控制系统根据输出口的温度传感器信号，自动调节电加热输出功 率，保持输出介质温度均匀；当加热元件超温时，独立的过热保护装置将立即切断加热电 源，避免加热物料超温引起结焦、变质、碳化，严重时导致发热元件烧坏，有效延长电加热器 使用寿命。
[0046] 加热器采用可拆卸管状电热元件，体积小、功率大、易维护；热响应快、易控制精度 高，综合热效率高；电能产生的热量几乎100%传递给加热介质，节能效果显著。
[0047] 加热器由特殊电加热材料制造，设计表面功率负荷低，并采用多重保护，提高了安 全性和使用寿命大大增加。
[0048] 电加热控制电路采用双向可控硅智能调压模块，移相触发，PID闭环负反馈控制回 路，可方便实现出口温度、流量、压力等参数自动控制，控制精度高，并可与计算机联网。 [0049] 不锈钢一体管路设计，耐腐蚀并减少管阻及锈垢；抽屉滑轨式系统，自洁式排污 口，方便检修维护。
[0050] 隔离式电器控制箱设置，操作维护安全，延长电器使用年限。
[0051 ] 介质进口带管道过滤器(软化水装置按需设置)，保证循环系统长周期连续运行。
[0052] 在线药剂连续检测设备，为独立集成式综合参数采集分析系统。可随整装置一体 化使用，亦可独立应用，减少用户设备投资费用。
[0053] 分析系统监控机由测量探头/电极、预处理装置、显示表头、管线阀门系统、集成 式人机界面HMI和辅助控制装置等组成。集成化高、便捷精巧。
[0054] 系统设置分析测量探头池，药剂监测参数(温度、PH值、电导率、密度、浊度、溶解 氧）等探头/电极安置于上，满足多参数的同时同点检测比对。
[0055] 设备具备自动连续采集、即时显示功能。温度、pH计具备上下限设置和报警功能， 以及触发输出外置接口。
[0056] 集成化人机界面HMI，具备信息存储、查阅、显示及传输功能。
[0057] 智能化模组式文物保护专用装置，设计中考虑了接触药液介质的设备、管道、阀门 等材质的耐压、耐腐蚀及使用环境的影响。设备的设计、制造、安装、调试的过程，严格按照 国家相关法律、法规和行业工业标准、规范进行。
[0058] 产品参数
[0059] 额定电压：AC380V 50HZ 3P+E
[0060] 标称功率：10-60KW
[0061] 加热介质：水、流体
[0062] 冷却方式：直接冷却
[0063] 温控范围：20-70 ?
[0064] 温控精度：±1°C
[0065] 工作压力：0· 〇2_l. OMPa(G)
[0066] 工作温度：0-500°C
[0067] 管道泵流量：0-10m3/h(变频控制、连续可调）
[0068] 泵工作压力：0· 3MPa
[0069] 管路材质：304SS不锈钢(标准）
[0070] 环境温度：一15?+ 45°C
[0071] 相对湿度：40%?90%。
[0072] 本实用新型的运行流程如下：
[0073] 运行流程：根据文物大小在文物浸渍槽内加入适量清水，然后打开智能恒温控制 循环设备，调整温度设定值和流量值，然后按启动开关，控制系统自动控制管道泵和管道加 热器运行；根据程序设定，按时进行取样分析，自动开启分析循环泵和分析检测设备，对五 项分析指标进行分析检测，并进行参数记录和处理；自动加药系统自动按文物保护处理要 求，按序按量加入各种药品。
[0074] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理 和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1. 一种智能化模组式文物保护专用装置，其特征在于：包括智能恒温控制循环设备 (1)和在线药剂连续检测设备（2)、以及PLC控制系统（3); 所述智能恒温控制循环设备（1)包括过滤器（4)、管道泵（5 )和管道加热器（6 ); 过滤器（4)、管道泵（5)之间的管道上安装有压力传感器（7)、温度传感器（8)以及电磁 阀（9 );管道泵（5 )与管道加热器（6 )之间设置流量计（10 ); 管道加热器（6 )上设置有温度传感器（11)和压力传感器（12 ); 管道加热器（6)的输出管道上安装有恒温控制器（13); 所述在线药剂连续检测设备包括过滤器（14)、分析循环泵（15)和分析测量探头池 (16);分析测量探头池（16)中设置有PH检测仪（17)、电导检测仪（18)、密度检测仪（19)、 浊度检测仪（20 )、溶解氧检测仪（21); 过滤器（14)、分析循环泵（15)之间安装有压力传感器（22)以及电磁阀（23)，分析循环 泵（15)与分析测量探头池（16)之间安装有流量计（24)。
2. 根据权利要求1所述智能化模组式文物保护专用装置，其特征在于： 过滤器（4)与文物浸渍槽（25 )连接管道上设置控制阀Q11 (26 )，过滤器（4)和管道泵 (5)之间的管道上安装有控制阀Q12 (27)、控制阀Q13 (28);管道泵（5)与管道加热器（6) 之间安装控制阀Q14 (29); 过滤器（14)与文物浸渍槽（25 )连接管道上设置控制阀Q21 (30 )，过滤器（14)和分析 循环泵（15)之间的管道上安装有控制阀Q22(31)，分析循环泵（15)与分析测量探头池（16) 之间安装有控制阀Q23 (32)、温度传感器（34);分析测量探头池（16)回接文物浸渍槽（25) 的管道上安装有控制阀Q24 (33)。
3. 根据权利要求1所述智能化模组式文物保护专用装置，其特征在于：过滤器（4)、管 道加热器（6)、过滤器（14)、分析测量探头池（16)上各自设置有清洗阀、排放阀。
【文档编号】H05B1/02GK203851300SQ201420257608
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】任涛, 罗朝晖, 潘琪, 杜勇宾, 王波 申请人:四川聚核科技有限公司