机柜智能防冷凝装置及其安装、工作方法与流程

本发明涉及海洋装备防冷凝，具体地，涉及一种机柜智能防冷凝装置及其安装、工作方法。

背景技术：

1、在开敝式环境下，对电气设备应有较高的防水等级要求。在昼夜温差和环境温度变化较大的海域，直接在阳光下暴晒的舱外电气设备及舱内设备，间歇使用的、发热量加大的电气装置均应考虑防冷凝要求与措施。在长期使用中，冷凝作用形成的水珠会日复一日地积累起来，直接影响电气的正常工作，造成电气设备的绝缘性降低，甚至造成短路故障等。另一方面水珠还可以腐蚀电气设备的外壳，印制板等重要器件，直接影响电气设备的使用及寿命。因此在开敝式环境中使用的电气设备应具有防止产生冷凝效应的措施。

2、冷凝效应的产生主要取决于电气设备内部空间温度场的变化，以及周围环境空气的温度的变化。由于电气设备并非是气密结构，因此在长期的温度变化作用下，设备将产生冷凝效应。

3、一般说来，昼夜温度变化范围10℃以上的海域极易产生冷凝效应。由于电气设备的工作状态和发热量不同，其产生冷凝的条件也不同。

4、防止冷凝的产生须使电气设备内部温场变化值相对地减到最小。通常采用如下方法：

5、一种是密闭机柜的防冷凝，其主要有外循环风冷式和内循环风冷式两种方式，例如专利cn201810764689.3一种自适应抗冷凝密闭机柜环境控制装置，其主要采用传感器及热交换装置控制内部空气的流量及出风温度，该发明需要对机柜进行整体密闭设计；专利cn201921580904.0一种抗冷凝控制系统，其设计理念及应用场景最接近本发明，都是主要利用ptc加热器、温控器结合，在机柜内营造一个微环境，使机柜内的温度分布均匀，提高露点温度，从源头减少凝露产生机会，不同点在于对ptc加热器的控制方法及安装设计方法。

6、另外一种是非密闭机柜的防冷凝，主要由降低湿度方法和内部加使温度高于冷凝点的方法。降低湿度方法主要是将设备的通风口加装去除湿装置。内部加使温度高于冷凝点的方法，比如《电子测试》期刊2021.13“高温湿环境非密闭机柜抗冷凝系统设计”所公开的技术方法，其主要技术特点为：当机械温控开关检测到机柜内部温度高于冷凝点温度时，停止ptc加热器的加热工作；当机械温控开关检测到机柜内部温度低于冷凝点温度时，开启ptc加热器加热工作。这种控制方式虽然简单方便，但是能耗非常大，需要反复对机柜内部进行加热，使机柜内部温度维持在冷凝点温度以上。

7、而实际工作中不同的使用环境及不同功能的机柜，机柜冷凝点是会随着机柜和外部环境动态变化的，而且同一时间随着机柜温度慢慢趋于外部温度，其冷凝点也是动态变化的，这就需要控制器精准判断动态的冷凝点，并及时调整加热器的加热量，最终使得机柜内部温度与外部温度缓慢的趋于一致，最终实现停止加热器的加热，机柜内外温度一致。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种机柜智能防冷凝装置及其安装、工作方法。

2、根据本发明提供的机柜智能防冷凝装置，包括：智能检测控制板、加热模块控制模块、加热模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、温度传感器采集模块和湿度传感器采集模块；

3、所述智能检测控制板与加热模块控制模块、温度传感器采集模块、湿度传感器采集模块连接；

4、所述加热模块与加热模块控制模块连接；

5、所述温度传感器模块与温度传感器采集模块连接；

6、所述湿度传感器模块与湿度传感器采集模块连接。

7、优选的，所述智能检测控制板包括控制芯片、电源芯片、时钟晶振和接口芯片，用于读取温度传感器模块、湿度传感器模块的数据，经过运算处理后，对加热模块工作进行控制。

8、优选的，所述加热模块控制模块包括继电器和继电器驱动；所述温度传感器采集模块和湿度传感器采集模块用于实现对温度传感器模块和湿度传感器模块的数据采集。

9、优选的，还包括显示及控制模块，所述显示及控制模块包括控制接口及正装显示屏，所述显示及控制模块与智能检测控制板连接，用于实现状态显示和外部控制。

10、优选的，所述加热模块为ptc陶瓷加热模块。

11、优选的，所述温度传感器模块为探头式铂电阻传感器。

12、优选的，所述湿度传感器模块为数字式湿度传感器或阻抗式模拟传感器。

13、优选的，工作环境的温度范围10-50摄氏度，环境相对湿度范围30％～95％。

14、根据本发明提供的机柜智能防冷凝装置安装方法，包括如下步骤：

15、首先根据机柜使用环境的温度、湿度数值以及设备的正常工作的发热量进行热量有限元仿真；

16、计算出设备防止冷凝需要的热补偿数值；

17、根据热补偿数值，推算加热模块的功率、数量，将加热模块安装于最易产生冷凝的位置；

18、将一个温度传感器安装于机柜外部靠近机柜风口位置，其余温度传感器安装在机柜内部易产生冷凝位置；

19、将两个湿度传感器分别安装于机柜内外部。

20、根据本发明提供的机柜智能防冷凝装置工作方法，包括如下步骤：

21、检测智能检测控制板完成初始化后，分别读取机柜内外温度数值和机柜内外相对湿度数值；

22、依据采集到的机柜内外温差数值以及内外相对湿度数值进行计算是否会产生冷凝的现象，关闭加热模块；若判断结果为环境不会产生冷凝现象，则继续对温度传感器、湿度传感器进行跟踪观察；若判断结果为会产生冷凝现象，则依据采集到的机柜内外温差数值以及内外相对湿度数值进行查找表运算，找到最接近当前环境数值的冷凝点温度值t；

23、驱动继电器打开加热模块的电源，使加热模块产生热量；

24、实时监测机柜内外温度数值，待机柜内部温度数值略高于冷凝点温度数值后关闭加热模块的电源，使加热模块停止加热；待机柜内部温度与外部温差进一步缩小后，再循环以上步骤，最终使得机柜内部温度缓慢趋于机柜外部温度。

25、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

26、本发明在不改变机柜原有的机械结构基础上，利用发热元器件、温湿度传感器及检测控制板，保持机柜内部温度一直处于冷凝点以上，最终使得机柜内部温度与机柜外部环境温度缓慢趋于一致，杜绝冷凝现象的产生；本发明相比于现有技术方案，具有智能化高，功耗低的优点。

技术特征：

1.一种机柜智能防冷凝装置，其特征在于，包括：智能检测控制板(1)、加热模块控制模块(2)、加热模块(3)、温度传感器模块(4)、湿度传感器模块(5)、温度传感器采集模块(7)和湿度传感器采集模块(8)；

2.根据权利要求1所述的机柜智能防冷凝装置，其特征在于，所述智能检测控制板(1)包括控制芯片、电源芯片、时钟晶振和接口芯片，用于读取温度传感器模块(4)、湿度传感器模块(5)的数据，经过运算处理后，对加热模块(3)工作进行控制。

3.根据权利要求1所述的机柜智能防冷凝装置，其特征在于，所述加热模块控制模块(2)包括继电器和继电器驱动；所述温度传感器采集模块(7)和湿度传感器采集模块(8)用于实现对温度传感器模块(4)和湿度传感器模块(5)的数据采集。

4.根据权利要求1所述的机柜智能防冷凝装置，其特征在于，还包括显示及控制模块(6)，所述显示及控制模块(6)包括控制接口及正装显示屏，所述显示及控制模块(6)与智能检测控制板(1)连接，用于实现状态显示和外部控制。

5.根据权利要求1所述的机柜智能防冷凝装置，其特征在于，所述加热模块(3)为ptc陶瓷加热模块。

6.根据权利要求1所述的机柜智能防冷凝装置，其特征在于，所述温度传感器模块(4)为探头式铂电阻传感器。

7.根据权利要求1所述的机柜智能防冷凝装置，其特征在于，所述湿度传感器模块(5)为数字式湿度传感器或阻抗式模拟传感器。

8.根据权利要求1所述的机柜智能防冷凝装置，其特征在于，工作环境的温度范围10-50摄氏度，环境相对湿度范围30％～95％。

9.一种机柜智能防冷凝装置安装方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的机柜智能防冷凝装置，包括如下步骤：

10.一种机柜智能防冷凝装置工作方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的机柜智能防冷凝装置，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种机柜智能防冷凝装置及其安装、工作方法，包括：智能检测控制板、加热模块控制模块、加热模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、温度传感器采集模块和湿度传感器采集模块；所述智能检测控制板与加热模块控制模块、温度传感器采集模块、湿度传感器采集模块连接；所述加热模块与加热模块控制模块连接；所述温度传感器模块与温度传感器采集模块连接；所述湿度传感器模块与湿度传感器采集模块连接。本发明利用发热元器件、温湿度传感器及检测控制板，保持机柜内部温度一直处于冷凝点以上，最终使得机柜内部温度与机柜外部环境温度缓慢趋于一致，杜绝冷凝现象的产生，具有智能化高，功耗低的优点。

技术研发人员：贾秀莲,李安阳,徐腾
受保护的技术使用者：上海船舶电子设备研究所（中国船舶集团有限公司第七二六研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27