远程控制的混凝土试块碳化箱的制作方法

本发明属于实验室仪器，主要用于混凝土物理性能的测试。

背景技术：

目前的实验室仪器碳化实验箱随着技术的提升，已经具备了自动控制升降温，自动加湿除湿功能，对co2浓度和流量有自动调节功能，并且箱体外有对应显示和控制装置，给实验人员技术上提供了一定的方便。但碳化实验需要长时间的进行，这就需要科研工作者实时检测仪器指标并进行适当调整，限制其工作时间自由度，也不能及时有效地发现仪器问题，给科研工作者带来时间上的不便。

现在无线技术日益成熟，已经被广泛的应用到生活的各个领域，故在此提出一种远程可控碳化箱来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决长龄期的实验看守对于实验人员的束缚问题，本发明利用远程控制技术，使实验人员能够随时随地知晓实验进行的程度以及下一步将要准备的操作，并且在实验人员的手持移动端上能够利用无线系统及各项集成模块完成监控碳化箱的各项参数指标，实现远程控制整个实验的进行。

本发明的技术方案为：远程控制的混凝土试块碳化箱，包括碳化箱、智能移动端设备，碳化箱内设置温度控制系统、湿度控制系统、co2浓度检测仪、co2气体释放控制器、碳化深度检测系统；

碳化箱包括箱体，控制面板安装在箱体上；

温度控制系统包括空气循环对流装置、温度探测仪、加热管，空气循环对流装置、温度探测仪、加热管均连接控制面板；

空气循环对流装置包括风扇；温度探测仪为温度传感器；

当温度异常时，控制中枢系统收集各项温度数据并且分析给出修改意见到移动端设备，待移动端设备给出回应后反馈信息到中枢，如果移动端一定时间内无应答，系统自动通过方案且着重记录此次处理过程并在移动端设备界面展示，控制中枢传递信息到循环对流系统与加热器，使循环对流系统与加热器做出相应的调整，温度探测仪实时检测数据直到各项数值达到预设范围。

当温度低于目标温度时，加热管工作，温度探测仪检测到箱体温度达标后传输信号到控制中枢来使加热管停止工作；

当温度高于目标温度时，空气循环对流装置工作，将碳化箱内的温度降至目标温度，温度探测仪检测到箱体温度达标后传输信号到控制中枢来使空气循环对流装置停止工作；

湿度控制系统包括湿度检测仪、气化喷头，湿度检测仪、气化喷头均连接到控制中枢且能够通过网络传输到移动控制终端。

内部湿度异常时，检查是否发生泄露，若有，则直接在箱体和移动控制终端发出泄漏警告,提示工作人员紧急修复；若不是，则检测仪检测数据给到控制中枢，控制中枢给出调整建议然后传到移动终端，待移动终端给出回应后信息反馈，若移动终端在一定时间内无应答，控制面板中的中央控制器默认通过方案且着重保留此次数据与处理过程并在移动端显示直至人为关闭。气化喷头接收到控制中枢给出的调整反馈候后开始工作，湿度检测仪实时监测数据，当湿度波动范围回归到设定值，回馈信息给中枢，控制中枢传递给气化喷头，气化喷头停止工作。

co2浓度检测仪、co2气体释放控制器均连接到碳化箱的控制中枢并且能够通过网络传输到移动终端。当内部co2浓度异常时，检测仪检测数据给到中枢，中枢给出调整建议然后传到移动终端，待移动终端给出回应后信息反馈，co2气体释放控制器开始工作，co2浓度检测仪实时监测数据，当浓度波动范围回归到设定值，回馈信息给中枢，中枢反应给co2气体释放控制器使之停止工作。

碳化深度检测系统包括电钻、螺纹细杆、导轨，导轨上跨设有桁车架，桁车架负责左右移动；机械手固定在桁车架上通过气压来前后移动机械手。在桁车架两侧设有独立的动力机构。设置机械手臂于副车架上，机械手臂的手指端为四个角钢支架，四个角钢支架紧夹在试件的四个角上，用于固定。固定好四个角钢后将试件移动到检测室中，检测室位于最上层试件的上部，检测室中有空气对流装置，待机械手臂将时间放在检测室后，自动封闭检测室空间，开始对流，将内部的co2换成外部的气体环境，然后开始检测。在机械手掌心放置一部小型电钻，机械手臂内部液压盘施加压力驱动电钻向下钻孔，液压盘侧安装有指示器容器，孔钻入设定深度后钻头升起，转换指示剂容器对准空洞，向内滴加酚酞，位于机械手掌上的显微镜头开始工作，补光灯源打开，确定孔的位置，引导位于机械手指上的微型螺纹细杆对准孔，使得细杆能够在孔内部上下移动，显微摄像头实时观察孔，并传输图像到显示器，内部图像采集及处理芯片分析信息，控制芯片根据摄像头的观察记录酚酞变色界限，确定后传输信号到执行端，使之引导微型螺纹刻度尺进入孔洞内部，直至零刻度线与酚酞界限对齐，记录读数为碳化深度。记录下的碳化深度数据被传回集成芯片进行数据处理与分析，并与碳化箱的其余参数值一起传输到移动控制终端。

本发明可实现箱体和应用软件对碳化箱的双重控制，箱体为使用面部的操控面板控制碳化箱中各个部件的工作状态，建立各项参数可波动范围，超过范围即触发远程报警与箱体内部报警器同时切断各仪器工作，保证混凝土块碳化精确度。设置水位异常保护，co2浓度异常保护，温度异常保护，使用监测仪观测设置自动预警模块，预测可能的下限水位和co2浓度下限的时间，应用软件与箱体分阶段提醒检测人员进行维护，直至各项参数恢复正常运作。同时移动端设备也可远程设置机器内各部件的运行与中止。

所述智能移动端设备包括手机、电脑等移动便携式设备。

本发明具有使用简单，操作灵活，节省人力的优点。它不会造成生产成本的大幅提升，同时，带给实验工作人员极大的便捷性和工作高效性。

附图说明：

图1为碳化箱的结构图；图2为机械手运行设备图；图3为机械手结构图；图4为碳化箱和移动端控制原理图；图5为移动端设备控制流程图；

图6是箱体控制面板的信号传递流程图；图7为碳化深度检测过程图；图8为中枢系统结构图；

图中，1、碳化箱，2、控制面板，3、控制按钮，4、放置网，5、机器散热口，6、检测室，7、门，8、机械手，9、平行导轨，10、桁架车，11、液压伸缩杆，12、支撑片，13、护套，14、高清探头，15、机械手指，16、电钻，17、待测试件，18、指示剂滴管，19、刻度尺调节杆，20、刻度尺，21、液压管。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行进一步的说明：

图1所示，为碳化箱1外部上设置有控制面板2和控制按钮3以及机器散热口5，其特征在于箱体上端设置平行导轨9，平行导轨9设置机械手8，机械手8在平行导轨9上滑行，试件放在放置网4上进行平时的养护。

图2所示，机械手8固定在桁架车10上，桁架车10可以在平行导轨9上移动来帮助机械手8抓取试件。

图3所示，液压伸缩杆11连接在桁架车10下部，支撑片12焊接在伸缩杆11下部，支撑片12下部是控制机械手指15伸缩的伸缩控制器，伸缩控制器下部安装有电钻16，电钻16的电机外周设有护套13，机械手指15末端绕着护套13中部上下转动，带有光源的高清探头14用来照明的同时观测分析最后的碳化深度，在电钻16周围有一圈指示剂的存储器，指示剂根据控制中枢发出的指令通过指示剂滴管18来释放，螺纹刻度尺20在刻度尺调节杆19上移动来将螺纹刻度尺20放入打好的孔内，之后检测碳化深度。

图4所示，客户端发出的指令，经过信号解析单元然后传到通信信号传输单元，经过无线信号器传输到碳化箱，碳化箱内部的无线信号器将信号传递给通信信号接受单元，微型处理模块接收到信号判断之后将信号传递给对应的控制芯片或数据收集芯片，最后将信号传递给对应的应答器。应答器做出反应完成指令后沿着上述路径原路返回相关数据。

图5所示，移动端的数显器用来展示箱体内部的各项参数以及预设的目标值，调控器用来调节需要检测温度、湿度，co2浓度以及碳化深度，数据储存器用来存储记录好的数据以及供数据分析芯片从中读取数据；辅助部件用于传递消息，问题预警和定时。

图6所示，打开控制面板2，将指令传输到控制终端，控制终端将信号传递到对应的检测控制组件，检测控制组件内部编辑信号发射代码到对应的接受器，然后对应的部件开始工作。

图所示，高清探头14扫描待测试件17表面选定打孔区域，电机钻头16对准打孔区域打孔；高清探头14识别孔的位置，与中枢传递信号指导指示剂滴管18将指示剂滴入孔内，高清探头14识别变色界限，与控制中枢传递信号指导刻度尺调节杆19，将微型刻度尺20放入孔内，高清探头14观测分析微型刻度尺20以及变色区域来判断碳化深度，数据收集芯片检测到信号后识别分析将数据传输到控制中枢，控制中枢将信号转化成电脑语言，并在移动端和控制面板2显示。

图8所示，控制中枢一端与数据收集芯片连接，数据被收集后存储到存储芯片，数据被信号转化芯片处理，传到信号分析芯片，将数据送到信号转化芯片，把电脑语言变成机器可以识别的指令，最后把指令传到部件控制器。