一种控制制冷装置结露的系统的制作方法

文档序号:15653775发布日期:2018-10-12 23:33阅读:119来源:国知局

本实用新型涉及激光设备领域,特别是涉及一种控制制冷装置结露的系统。



背景技术:

半导体激光器可应用于激光显示与照明领域,半导体激光器对温度较为敏感,当温度波动时会造成半导体激光器输出功率的波动,导致显示或者照明的区域颜色、亮度发生变化。因此为了使其温度较为恒定,通常需要制冷器件调节半导体激光器的温度处于一个较为恒定的状态。

露点温度是指在固定气压下,空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需降至的温度。在这个温度时,凝结的水漂浮在空气中称为雾,而沾在固体表面时则称为露。

因为制冷器件在对半导体激光器的温度进行调节的同时,还可能影响半导体激光器所在设备内部的整个工作环境的温度,导致工作环境中的气态水结露。当存在结露时,可能会给电器设备带来隐患。

目前已有技术方案是,为了减小制冷器件对设备内部的工作环境造成的影响,在制冷器件以及作为激光光源的半导体激光器上包裹保温材料,增大制冷器件和环境温度的过渡。但是这种防止结露的方式效果并不好,不能很好的防止结露的发生,且拆除复杂,影响制冷器件及半导体激光器的维修。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种控制制冷装置结露的系统,解决了现有技术中防止结露效果不好,维修复杂的问题,在很大程度上降低了工作环境中结露发生的可能性,并简化了设备的维修和安装。

为解决上述技术问题,本实用新型提供一种控制制冷装置结露的系统,应用于半导体激光器的制冷装置,包括处理器以及分别和所述处理器相连接的温度湿度采集器和制冷装置;其中,所述温度湿度采集器,用于实时检测制冷装置的工作环境中的温度和湿度,并将所述温度和所述湿度发送至所述处理器;所述处理器,用于根据所述温度和所述湿度,确定所述制冷装置当前时刻的工作环境的露点温度,并判断所述露点温度是否大于预设温度阈值,如果是,则控制所述制冷装置的制冷温度为预设制冷温度。

其中,包括和所述处理器相连接的存储器,所述存储器用于存储预先确定的温度和湿度与露点温度之间的对应关系,以便所述处理器根据所述对应关系,确定所述制冷装置当前时刻在所述温度和所述湿度下对应的露点温度。

其中,还包括和所述处理器相连接的报警装置;

所述报警装置用于当所述处理器判断所述露点温度大于预设温度阈值时,发出报警。

其中,所述报警装置包括温湿度报警装置;

所述温湿度报警装置,用于当所述处理器判断所述露点温度大于第一预设温度阈值且不大于第二预设温度阈值,并控制所述制冷装置的制冷温度为比所述露点温度高1℃的温度时,发出温湿度报警;所述第一预设温度阈值小于所述第二预设温度阈值。

其中,所述报警装置包括结露报警装置;

所述结露报警装置,用于当所述处理器判断所述露点温度大于第二预设温度阈值,并控制所述制冷装置的制冷温度为第一预设制冷温度时,并发出结露报警,以便提醒用户检查工作环境中温湿度调节设备。

其中,所述报警装置包括温度报警装置;

所述温度报警装置,用于当所述处理器判断所述温度超出预设温度范围时,如果是,则发出温度报警。

其中,所述报警装置包括湿度报警装置;

所述湿度报警装置,用于当所述处理器判断所述湿度大于预设湿度阈值时,则发出湿度报警

其中,所述报警装置为语音报警装置。

其中,所述温度湿度采集器为温湿度传感器。

其中,所述制冷装置为水冷机。

本实用新型所提供的控制制冷装置结露的系统,通过温度湿度采集器实时检测工作环境中的温度和湿度,并由处理器根据该温度和湿度获得工作环境中露点温度,并以此为依据调节制冷装置合适的制冷温度。避免了由于制冷器件和空气发生热传递而使与制冷器件相接触的空气温度降至露点温度,从而在很大程度上降低了工作环境中结露的可能性。并且由于制冷器件对工作环境中温度的影响降低,那么也就无需对制冷器件包裹保温材料,在制冷器件需要维修时,无需对保温材料拆除,降低了制冷器件维修过程的复杂程度,使设备更为的美观。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种控制制冷装置结露的系统的结构示意图。

具体实施方式

在半导体激光器的应用中,半导体激光器正常工作温度为18~35℃,最佳工作温度为20℃~25℃,而制冷装置对半导体激光器的温度的调节可能是升温调节也可能是降温调节,且制冷装置和半导体激光器之间的热传递还存在一定的温差,可以认为该温差为3℃,那么制冷装置的制冷温度对应的调节范围应在17℃~28℃。若将制冷温度设定为20℃,在中国绝大部分地区均会有结露现象。当出现结露现象后,如果结露产生的液态水流到电路板上,会导致短路等问题,流到设备外,可能会让客户误判断设备发生漏液、损坏的现象,影响产品的整体性、美观性。

目前在相关行业中,尚且没有技术方案可以完全解决结露问题,只能在制冷链路上的所有器件上包裹保温棉或其他保温材料,使得外界环境的温湿度与工作环境中相互隔离,增大设备与工作环境之间的温度过度。但是这种方式,增加生产流程的环节,为设备的安装和维修带来极大的不便。且由于需要包裹保温材料的制冷器件各个位置形状结构各不相同,可能是圆管、弧面、平面甚至凹面等等,无法将包裹保温材料进行标准化,需要大量的人力劳动,最终包裹效果的好坏,也在很大程度上受人为因素的影响。且在保温材料的粘结的接缝处、悬挂处都无法防止结露的发生。

为此本实用新型提供了控制制冷装置结露的系统,通过检测温度和湿度后确定出工作环境中的露点温度,并根据露点温度调节制冷温度,减小制冷温度对工作环境的影响,能够在极大程度上避免结露现象的出现。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。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。

图1为本实用新型实施例提供的一种控制制冷装置结露的系统的结构示意图,参照图1控制制冷装置结露的系统可以包括:

处理器10以及分别和所述处理器10相连接的温度湿度采集器11和制冷装置12;

其中,温度湿度采集器11,用于实时检测制冷装置12的工作环境中的温度和湿度,并将所述温度和所述湿度发送至所述处理器10;

处理器10,用于根据所述温度和所述湿度,确定所述制冷装置12当前时刻所在工作环境的露点温度,因为空气中之所以会产生结露,最根本的影响因素就是温度和湿度,所以获得了工作环境中的温度和湿度之后,即可获得露点温度。

处理器10判断所述露点温度是否大于预设温度阈值,如果是,则控制所述制冷装置12的制冷温度为预设制冷温度。

需要说明的是,本实用新型中所提供的控制制冷装置12结露的系统,主要是应用于半导体激光器的制冷装置12所在的工作环境中。

半导体激光器的制冷装置12所在的工作环境中,之所以会出现结露现象,最根本的原因就是因为制冷装置12的制冷温度设置过低,对制冷装置12周围的工作环境也起到了降温的作用,从而引发了工作环境中结露现象的出现。因此,本实用新型中从根本上解决问题,在半导体激光器能够正常工作的前提下,根据露点温度的高低对制冷温度做出适当的调节,从而减小了制冷装置12对周围相近的工作环境的降温作用,在极大程度上减小了结露现象出现的可能性。

基于上述实施例,为了使处理器10能够根据工作环境中的温度和湿度确定出当前时刻的露点温度,该系统可以进一步包括:存储器13。该存储器13中可以预先存储根据温度和湿度计算露点温度的运算程序。该运算程序具体可以包括:

根据空气饱和水蒸汽压计算公式:确定在空气温度为所述温度时空气饱和水蒸汽压,其中,E0为空气温度为0℃时空气饱和水蒸汽压,Es为在空气温度为t时空气饱和水蒸汽压,a、b为常数;

根据空气水蒸汽压计算公式:e=f·Es,确定在空气湿度为所述湿度时空气水蒸汽压,其中,f为空气湿度;

根据空气露点温度计算公式:确定所述制冷装置12当前时刻工作环境的露点温度。

当获得工作环境中的温度后,可以根据空气饱和水蒸汽压计算公式、空气水蒸汽压计算公式、以及空气露点温度计算公式进行运算,最终获得工作环境中的露点温度。

如表1所示,根据空气中的相对湿度和温度就能够确定温度、湿度与露点温度之间的一一对应的关系。

表1:

需要说明的是,对于既是水表面(即)的饱和水蒸汽压计算公式,也是冰表面(即t≤0)的饱和水蒸汽压计算公式。

当计算水表面的饱和水蒸汽压时,取a=7.5,b=237.3;

当计算冰表面的饱和水蒸汽压时,取a=9.5,b=265.5。

因此,本实用新型中取a=7.5,b=237.3。

另外,本实用新型中对于空气温度为0℃时空气饱和水蒸汽压E0=6.11hPa。根据运算露点温度的公式以及已知参数,处理器就可以根据温度和湿度获得如表1所示的对应关系。

因为对于运算露点温度的公式以及参数是已知的,为了降低在获取露点温度过程中,处理器10的运算压力,本实用新型的另一具体实施例中还可以根据半导体激光器运行过程中,工作环境中的温度范围和湿度范围,以及露点温度的计算公式和参数,确定出工作环境的温度范围和湿度范围内各个温度和湿度下与露点温度的一一对应关系,并将该对应关系存储至存储器13中,那么在获得工作环境中的温度和湿度之后,处理器10就可以直接在存储器13中直接根据如表1所示的对应关系查询对应的露点温度即可。具体的,该系统可以包括:

和所述处理器10相连接的存储器13,存储器13用于存储预先确定的温度和湿度与露点温度之间的对应关系,以便所述处理器10根据所述对应关系,确定所述制冷装置12当前时刻在所述温度和所述湿度下对应的露点温度。

通过预先确定的温度和湿度与露点温度之间的对应关系,以及获得的当前时刻工作环境的温度和湿度,确定该温度和湿度下对应的露点温度。因此,就无需在每次计算温度时,都进行复杂的运算,可以直接查询对应的露点温度即可,减小了处理器10的运算压力,降低了对处理器10的性能的要求。

基于上述任意实施例,考虑到一般露点温度相对较高时,可能是工作环境中温湿度调控设备对空气温湿度不能很好的调控导致的。因此本实用新型的另一具体实施例中,还可以包括:

和所述处理器10相连接的报警装置14;

所述报警装置14用于当所述处理器10判断所述露点温度大于预设温度阈值时,发出报警,通过向工作人员发出报警,提醒工作人员设备中存在发生结露的危险,以便工作人员对相关设备进行检查和调控。

考虑到半导体激光器的正常工作温度是在5℃~40℃,因此,在根据露点温度调节制冷器的制冷温度时,还需要考虑半导体激光器能够正常工作时的温度范围。为此本实用新型的另一具体实施例中,报警装置14包括温湿度报警装置;

当处理器10判断露点温度大于第一预设温度阈值且不大于第二预设温度阈值,并控制所述制冷装置12的制冷温度为比所述露点温度高1℃的温度时。说明该工作环境中存在结露风险,因此,该温湿度报警装置就发出温湿度报警;其中,所述第一预设温度阈值小于所述第二预设温度阈值。

需要说明的是,因为在20℃时,在中国绝大部分地区都会出现结露现象,此时制冷装置的制冷温度对工作环境中温度的调节是加热调节。又考虑到制冷温度和环境中的热传递存在一定的温差,因此,一般将制冷温度的设置应不低于23℃,当工作环境中的温度低于23℃时,能够防止温度继续降低出现结露现象。

半导体激光器的正常工作温度范围不能高于40℃,为了安全起见,一般将需要将半导体激光器的温度控制在35℃以下,此时制冷装置的制冷温度对半导体激光器的温度调节是降温调节,同样考虑到热传递的温差问题,制冷温度应不高于为32℃。

因为,只有工作环境中的露点温度高于23℃,而制冷温度低于露点温度时,制冷温度对制冷装置周围空气的调节才可能导致产生结露现象,此时就需要适当升高制冷温度至大于露点温度。所以,在本实施例中,可以将第一预设温度阈值设置为23℃,一旦工作露点温度高于该第一预设温度阈值,就需要适当升高制冷温度。因为半导体激光器的最佳工作温度更接近于20℃,所以制冷温度要在高于露点温度的同时,最接近半导体激光器的最佳工作温度。所以当露点温度大于第一预设温度阈值时,可以将制冷温度升高至比露点温度高0.5℃~2℃的温度,而更为优选的实施方式是将制冷温度升高至比露点温度高1℃的温度,同时想工作人员发出温湿度警报,提醒工作人员工作环境中的温湿度已经偏高,导致露点温度偏高,可以提醒工作人员加大工作环境中的除湿强度,以及检查对空气中的温度调节设备是否故障。

另外,为了保证半导体激光器能够正常工作,制冷温度的最高温度最好不要超过32℃,因此,只有露点温度不超过32℃时,才能将制冷温度升高至比露点温度高1℃的温度,所以可以将第二预设温度阈值设置为32℃。

综上所述,本实施例中所公开的第一预设温度阈值和第二预设温度阈值仅仅是本实用新型的一种具体实施例,本实用新型中的第一预设温度阈值和第二预设温度阈值并不仅限于23℃和32℃,可以根据实际情况做适当的调整。

考虑到在露点温度大于第二预设温度时,就不能够再通过调节制冷温度来降低制冷温度对工作环境中产生结露的影响了。此时,工作环境中出现结露的可能性更大,就需要提醒工作人员,非常有必要对调控工作环境中的温湿度的设备进行检查了,因此对于上述实施例可以进一步改进,具体的,报警装置14包括结露报警装置;

当处理器10判断露点温度大于第二预设温度阈值,并控制制冷装置12的制冷温度为第一预设制冷温度时,并发出结露报警,以便提醒用户检查温湿度调节设备。

需要说明的是,第一预设制冷温度是指温度略高于第二预设温度阈值的温度,本实施例中一个优选的第一预设制冷温度为32.5℃。

因为在工作环境中,处理有对半导体激光器进行温度调节的制冷装置,还具有对空气中的温度和湿度进行调节的温湿度调节设备,例如空调、除湿机等,当露点温度达到第二预设温度阈值时,很有可能就是温湿度设备不能够很好的调节工作环境中的温湿度状况,因此可以发出结露报警,以便提醒工作人员检查温湿度调节设备是否正常工作。

此外,考虑到在某些极端情况下,如果露点温度比第二预设温度阈值要高得多,例如,第二预设温度阈值为32℃,而露点温度达到37℃以上,那么说明温湿度调节设备很可能出现严重故障,结露报警装置就可以向工作人员发出严重结露报警,以便工作人员及时维修。

另外,需要说明的是,如果处理器10判断露点温度不大于第一预设温度阈值,则控制制冷装置12的制冷温度为第二预设制冷温度。因为露点温度不高于第一预设温度,可以是工作环境中的温湿度一直是保持比较适宜的状态,使得露点温度较低,那么制冷装置12的制冷温度一般也是设置在正常制冷温度,也即是第二预设制冷温度,可以是23℃。但是还有可能是,之前的露点温度比较高,是由于除湿设备或温度调节设备对空气中的温湿度进行了调节,使得露点温度相较于上一时刻的露点温度有所降低,而之前的制冷装置12的制冷温度被升高至大于正常制冷温度,那么此时就可以将该制冷温度调节至正常制冷温度,即第二预设制冷温度。

基于上述任意实施例,考虑到因为露点温度是由温度和湿度两方面因素而决定的,而半导体激光器正常工作时,不仅仅对环境中的结露情况有要求,对温度和湿度也有一定的要求。因此,在实际应用过程中,可能存在工作环境中的温度已经超出了半导体激光器能够正常工作的温度范围,而由于空气中湿度极低,导致露点温度并不超过预设温度阈值,最终导致半导体激光器不能够正常工作。

为此,在本实用新型的另一具体实施例中,还可以进一步限定,具体包括:报警装置14包括温度报警装置;

当处理器10判断当前时刻的温度超出预设温度范围时,则发出温度报警,以便工作人员度温度调节设备进行检查。

因为半导体激光器正常工作的温度范围为5℃~40℃,为了避免半导体激光器直到出现故障才会报警,可以将预设温度范围设定在比正常工作的温度范围更小的一个温度范围内例如10℃~35℃,也可以是其他温度范围,只要是在5℃~40℃温度范围内即可。

如上所述,半导体激光器正常工作,还需要处于适宜的湿度环境中。因此,在基于上述任意实施例的基础上,本实用新型的另一具体实施例中,还可以进一步改进,具体包括:报警装置14包括湿度报警装置

当处理器10判断当前时刻的湿度大于预设湿度阈值时,则发出湿度报警,以便工作人员对除湿设备进行检查。

一般半导体激光器的正常运行环境湿度应小于65%,那么,在本实施例中可以将预设温度阈值设置为小于65%的阈值。

基于上述任意实施例,考虑到整个系统中存在多种情况的报警,为了将各种情况的报警进行区分开来,本实施例中可以将各种报警装置均设置为语音报警装置,工作人员仅根据各个报警装置发出的语音报警内容即可将各种报警装置进行区分,但本实用新型中并不仅限于这一种报警装置,可还可以采用鸣笛或其他报警方式的报警装置,通过改变鸣笛的节奏的快慢对各种报警情况加以区分。

基于上述任意实施例,本实用新型的另一具体实施例中,可以进一步包括:温度湿度采集器11为温湿度传感器,该温湿度传感器可以是直接集成在硬件电路中的传感器。

基于上述任意实施例,本实用新型的另一具体实施李忠,可以进一步包括:制冷装置12为水冷机,因为水的比热较大,能够相对稳定的控制半导体激光器的温度,但是制冷装置12也不仅限于水冷机,还可以是压缩机制冷、半导体电子散热等装置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,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实用新型的范围。

以上对本实用新型所提供的控制制冷装置12结露的系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

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