一種濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于畜禽養(yǎng)殖夏季溫度調(diào)控【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備。所述設(shè)備包括濕簾分級淋水系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)、基于單片機(jī)的自動控制系統(tǒng)、溫度傳感器系統(tǒng)。本設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.巧妙的分級淋水設(shè)計(jì)思路可以實(shí)現(xiàn)對濕簾淋濕面積和區(qū)域的精確控制，其設(shè)備簡潔有效，成本較低，利于在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用和推廣；2.將濕簾的最大降溫幅度劃分為四個不同的降溫等級，即可以解決原有濕簾降溫系統(tǒng)啟動初期的溫度驟降問題，也可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境溫度的精細(xì)化調(diào)控，充分挖掘了濕簾降溫系統(tǒng)的利用潛能；3.基于單片機(jī)的自動控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)濕簾降溫系統(tǒng)的自動化調(diào)控，使對環(huán)境的調(diào)控更及時，精準(zhǔn)，提高調(diào)控水平。
【專利說明】一種濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于畜禽養(yǎng)殖夏季溫度調(diào)控【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備，尤其指一種舍內(nèi)溫度反饋的濕簾降溫幅度可控的智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是一個養(yǎng)雞大國，而濕簾降溫系統(tǒng)是我國規(guī)模化養(yǎng)雞生產(chǎn)中不可缺少的夏季溫度調(diào)控設(shè)備。傳統(tǒng)的濕簾降溫系統(tǒng)調(diào)控方式單一、粗放，在我國北方夏季炎熱干燥地區(qū)應(yīng)用，降溫效果顯著，但是這種降溫效果均是在系統(tǒng)啟動初期的極短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)的，因此溫度驟降現(xiàn)象也極為顯著。這種現(xiàn)象對雞群的健康及生產(chǎn)極為不利，甚至可能誘發(fā)疾病，增加生產(chǎn)成本，嚴(yán)重的可能會威脅到生產(chǎn)的安全性。
[0003]雞舍環(huán)境是保證雞群健康的重要條件，而雞群的健康又是確保整個生產(chǎn)過程健康以及相關(guān)動物性產(chǎn)品健康的重要保障，因此為雞群提供一個相對適宜且相對穩(wěn)定的環(huán)境條件極為重要。
[0004]現(xiàn)階段生產(chǎn)中采用的濕簾降溫系統(tǒng)，人們往往關(guān)注其降溫效果，一般設(shè)計(jì)中只要降溫后能夠達(dá)到設(shè)計(jì)溫度水平即被認(rèn)可，很少有人關(guān)注該降溫系統(tǒng)的降溫過程的特點(diǎn)及其對養(yǎng)雞生產(chǎn)的影響。少 數(shù)生產(chǎn)中即使認(rèn)識到這一問題的，也僅僅通過供水系統(tǒng)的開與關(guān)來控制濕簾的供水量，致使舍內(nèi)的溫度一直處于波動狀態(tài)。如果控制不當(dāng)，也仍然會存在溫度驟降現(xiàn)象?？傊瑵窈熃禍叵到y(tǒng)在現(xiàn)代養(yǎng)雞生產(chǎn)中應(yīng)用極廣，但是溫度驟降問題并沒有得到有效解決。
[0005]本發(fā)明通過采用一種特制調(diào)水板控制濕簾頂部噴水管一次噴水量的方法，來調(diào)控濕簾表面一次淋濕的面積，從而控制濕簾的降溫效果。因?yàn)閲娝靠梢詫?shí)現(xiàn)多級控制，可以滿足不同降溫條件及降溫效果的需求。本發(fā)明具有相關(guān)的智能化控制系統(tǒng)，在配備溫度傳感器的條件下可以實(shí)現(xiàn)自動控制。本發(fā)明提出的技術(shù)方案，其最大優(yōu)勢是降溫效果好，降溫過程可控；對于需求較大降溫幅度的場合，可以通過分級調(diào)控的方式逐漸加提高降溫效果，因此可以實(shí)現(xiàn)相對穩(wěn)定的降溫過程；且系統(tǒng)構(gòu)造簡單，設(shè)備少，成本低。本發(fā)明就是基于以上，提出了一種濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備，實(shí)現(xiàn)畜禽舍濕簾降溫系統(tǒng)降溫過程的精細(xì)化、分級調(diào)控。
[0007]本發(fā)明的裝置包括:濕簾分級淋水系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)、基于單片機(jī)的自動控制系統(tǒng)、舍內(nèi)溫度傳感器系統(tǒng)等。
[0008]所述濕簾分級淋水系統(tǒng)包括噴水管4、調(diào)水板3、反水板1、導(dǎo)流槽8和管托6，其中；濕簾上框架2、前擋板10、側(cè)板13和端蓋12組成一個支撐框架；上框架2和前擋板10之間設(shè)置有上拴板9，其為淋水系統(tǒng)提供支撐平臺；濕簾14安置于上拴板9下方，由上框架
2、前擋板10和側(cè)板13固定支撐；反水板I安置在上拴板9中部位置，反水板I與上拴板9之間有一定空間；導(dǎo)流槽8固定在上拴板9中部，位于反水板I下方；在導(dǎo)流槽8內(nèi)側(cè)固定有多個小滑輪7，小滑輪7與調(diào)水板3連接、并為調(diào)水板3提供支撐；噴水管4放置在調(diào)水板3下部、導(dǎo)流槽8內(nèi)部，其下部由管托6固定和支撐；噴水管4上分布有多個噴水孔26，調(diào)水板3上設(shè)有多個漏水孔27，所述漏水孔27適于阻擋至少一部分噴水孔26。
[0009]所述噴水管4上，等距離分布有直徑3mm的噴水孔26。
[0010]所述多個漏水孔27寬度相同，但是長度不同，漏水孔27的長度值按照4:3:2:1的比例和規(guī)律進(jìn)行重復(fù)分布。
[0011]在調(diào)水板3的一側(cè)安裝有光電傳感器支架31,用于安裝光電傳感器16。
[0012]調(diào)水板3外側(cè)固定有多個調(diào)水板拴卡17，調(diào)水板3和調(diào)水板拴卡17之間非緊密接觸。
[0013]所述步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)直線滑臺15、緊線器18和牽引繩索24 ；其中，步進(jìn)電機(jī)直線滑臺15包括步進(jìn)電機(jī)23、聯(lián)軸器22、絲桿21、直線滑塊20和步進(jìn)電機(jī)滑臺底座19 ;步進(jìn)電機(jī)23通過聯(lián)軸器22與絲桿21連接，直線滑塊20套在絲桿21上，牽引繩索24兩端連接直線滑塊20和調(diào)水板3。
[0014]一種濕簾降溫分級調(diào)控方法，本方法包括以下步驟:
[0015]當(dāng)舍內(nèi)溫度升高時，傳感器將采集到的溫度值傳至控制單元，控制單元通過與用戶設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度值滿足條件時發(fā)出指令，使步進(jìn)電機(jī)直線滑臺15，通過牽引繩索24對調(diào)水板3的位置進(jìn)行控制，使得淋水系統(tǒng)處于不同的淋水狀態(tài)，對應(yīng)地，濕簾降溫系統(tǒng)處于不同的降溫狀態(tài)；
[0016]在自動控制系統(tǒng)中設(shè)定上限溫度T和下限溫度t，并滿足:t〈T ；
[0017]自動控制系統(tǒng)整體的控制流程如下:
[0018]自動控制系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化，根據(jù)光電傳感器16輸入的信號對調(diào)水板3的位置進(jìn)行校準(zhǔn)，舍內(nèi)外的溫度傳感器開始采集溫度信息并傳送，舍內(nèi)外溫度值被顯示在液晶顯示屏34上，濕簾降溫系統(tǒng)處于第一級降溫狀態(tài)；
[0019]當(dāng)舍內(nèi)溫度上升到設(shè)定溫度T時，單片機(jī)46根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，發(fā)出一定數(shù)量的脈沖信號，脈沖信號經(jīng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器41放大、處理后傳送至步進(jìn)電機(jī)23，濕簾降溫系統(tǒng)進(jìn)入第二級降溫狀態(tài)；
[0020]如果舍內(nèi)溫度不再升高，或者變化幅度很小，則濕簾降溫系統(tǒng)維持在第二級降溫狀態(tài)；但是外界溫度仍在繼續(xù)升高，舍內(nèi)溫度也會隨之升高，當(dāng)舍內(nèi)溫度再次上升到設(shè)定的上限溫度T時，單片機(jī)46根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，發(fā)出命令，重復(fù)以上動作，濕簾降溫系統(tǒng)可進(jìn)入第三級降溫狀態(tài)；
[0021]以此類推，直到濕簾降溫系統(tǒng)達(dá)到最大降溫幅度；
[0022]同樣，當(dāng)舍內(nèi)溫度下降到控制系統(tǒng)設(shè)定的下限溫度值t時，控制系統(tǒng)也會做出相同動作，降低濕簾降溫系統(tǒng)的降溫等級，以使舍內(nèi)維持在一個適宜的溫度范圍。
[0023]一種濕簾降溫系統(tǒng)分級調(diào)控設(shè)備的調(diào)試方法，本方法包括以下步驟:
[0024]1)加工和安裝如前述所述濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備；
[0025]2)對濕簾降溫系統(tǒng)的分級淋水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和檢驗(yàn)，將調(diào)水板3控制在不同的位置，查看和測量不同淋水狀態(tài)下濕簾14表面的淋濕面積和分布，檢驗(yàn)分級淋水系統(tǒng)對濕簾淋濕面積和分布規(guī)律控制的精確性；[0026]3)對濕簾降溫系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，自動控制系統(tǒng)開啟后，首先利用光電傳感器16對調(diào)水板3的初始位置進(jìn)行校準(zhǔn)，然后給溫度傳感器不同的模擬溫度值，觀測控制系統(tǒng)自動調(diào)控的運(yùn)行狀況；
[0027]4)使用實(shí)驗(yàn)型風(fēng)洞為濕簾降溫系統(tǒng)提供一模擬風(fēng)速，將模擬風(fēng)速設(shè)定在1.5m/s左右；在濕簾14前布置一干濕球溫度計(jì)，用于測量濕簾降溫前的空氣干球溫度和濕球溫度，同時在濕簾14后距濕簾不同距離處布置熱電偶，用于測量濕簾降溫后的溫度分布規(guī)律；
[0028]5)根據(jù)整個系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的測試和效果，對自動控制系統(tǒng)內(nèi)的一些參數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，修訂單片機(jī)46單次命令所發(fā)出的脈沖數(shù)值，以便更精確地控制調(diào)水板3的位置；修訂控制系統(tǒng)中調(diào)控上限溫度值T和下限溫度值t ；
[0029]6)對濕簾降溫系統(tǒng)淋水系統(tǒng)進(jìn)行拆裝和清洗。
[0030]所述的智能型濕簾分級調(diào)控系統(tǒng)的分級淋水系統(tǒng)有噴水管、調(diào)水板、導(dǎo)流槽和反水板。噴水管為PVC材質(zhì),其上均勻地分布著直徑為3mm的噴水孔,噴水孔的間距為100mm,目的是為了保證濕簾淋水均勻且充分，同時在分級調(diào)控過程中，保證濕簾表面有明顯且嚴(yán)格的干一濕區(qū)域劃分，噴水管通過管卡固定在濕簾系統(tǒng)上部。噴水管上部安裝有調(diào)水板，鋁合金材質(zhì)的調(diào)水板與噴水管等長，其橫截面為弧形，調(diào)水板中部按一定規(guī)律分布著等寬不等長的漏水孔，其目的是保證在分級調(diào)控過程中，能夠按照預(yù)期效果實(shí)現(xiàn)一部分噴出的水能夠透過漏水孔淋濕濕簾，同時其余部分噴出的水則被調(diào)水板攔截，不能淋濕濕簾，以此實(shí)現(xiàn)濕簾干一濕區(qū)域的控制。在噴水管下部安裝有導(dǎo)流槽，鋁合金材質(zhì)的導(dǎo)流槽長度與噴水管相同，橫截面為U形，導(dǎo)流槽底部均勻地分布著直徑為30mm的引水孔，目的是使導(dǎo)流槽內(nèi)承接的調(diào)水板攔截的水能夠被引流到指定的區(qū)域，保證分級調(diào)控過程中濕簾表面干一濕區(qū)域可控；同時在導(dǎo)流槽側(cè)壁內(nèi)側(cè)均勻地安裝有小滑輪，其目的是給上部的調(diào)水板提供支撐的位置同時可以減小調(diào) 水板移動過程中的阻力，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)作。
[0031]所述的智能型濕簾分級調(diào)控系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)直線滑臺、緊線器、轉(zhuǎn)向滑輪及牽引線。步進(jìn)電機(jī)直線滑臺包括步進(jìn)電機(jī)、底座、絲桿和滑臺，由于步進(jìn)電機(jī)可以精確地實(shí)現(xiàn)角度的控制，通過絲桿和滑臺，可以實(shí)現(xiàn)位移的精確控制，其目的是保證分級調(diào)控過程中調(diào)水板位置的精確定位。由于濕簾降溫系統(tǒng)工作過程中淋水系統(tǒng)部分的環(huán)境不利于電機(jī)工作，因此將步進(jìn)電機(jī)直線滑臺部分置于濕簾上框架后側(cè)，在濕簾兩端各布置一步進(jìn)電機(jī)直線滑臺，同時使用牽引線和轉(zhuǎn)向滑輪實(shí)現(xiàn)電機(jī)對調(diào)水板位置的控制。緊線器是為了保證牽引線能夠始終處于繃緊的狀態(tài)，保證位移傳動的精確。
[0032]所述的智能型濕簾分級調(diào)控系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)包括單片機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，光電傳感器，5V低電平繼電器模塊等部分。單片機(jī)是整個控制系統(tǒng)的信息處理中心，根據(jù)輸入或反饋的時間，溫度等信息經(jīng)過分析和運(yùn)算，輸出相應(yīng)的執(zhí)行命令，實(shí)現(xiàn)濕簾分級調(diào)控系統(tǒng)基于舍內(nèi)溫度的智能化控制。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，其與步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。光電傳感器安裝在調(diào)水板一側(cè)，其使用目的是為了實(shí)現(xiàn)調(diào)水板位置的校準(zhǔn)，保證每次系統(tǒng)啟動時，調(diào)水板都能回歸到初始位置。5V低電平繼電器模塊的使用是為了實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)狀態(tài)指示燈，通過控制柜的前面板即可知道步進(jìn)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。
[0033]所述的智能型濕簾分級調(diào)控系統(tǒng)的舍內(nèi)溫度傳感器系統(tǒng)包括DS18B20數(shù)字溫度傳感器和溫度傳感器模塊。DS18B20數(shù)字溫度傳感器供電電壓為3.0V~5.5V，感知溫度范圍為一 55°C~+ 125°C，無需外部元件，與單片機(jī)配合性好。溫度傳感器采用不銹鋼封閉，目的是為了保護(hù)傳感器不受舍內(nèi)有害氣體、水氣和粉塵的影響，保證數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性。在舍內(nèi)前、中、后位置和舍外共布置4個溫度傳感器，取舍內(nèi)3個傳感器測量溫度的平均值作為舍內(nèi)溫度值，以此作為濕簾調(diào)控狀態(tài)的差別依據(jù)。溫度傳感器模塊對溫度傳感器起到保護(hù)作用，保證其安全運(yùn)行，同時也有利于數(shù)據(jù)傳送。
[0034]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]1、所述的濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)濕簾降溫系統(tǒng)降溫幅度的可控性，解決了傳統(tǒng)濕簾降溫系統(tǒng)啟動或關(guān)閉時舍內(nèi)溫度變化過快，對舍內(nèi)雞群造成應(yīng)激等不良影響的問題。
[0036]2、所述的濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備配備有多個溫度傳感器、光電傳感器及單片機(jī)控制系統(tǒng)。其溫度傳感器可以實(shí)現(xiàn)對舍內(nèi)不同位置及舍外溫度的實(shí)時在線監(jiān)測，可通過控制柜前面板的液晶顯示屏直接讀取溫度值。通過單片機(jī)控制系統(tǒng)，還可以將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，自動控制濕簾降溫系統(tǒng)相關(guān)執(zhí)行單元的工作狀態(tài)，從而為舍內(nèi)雞群生產(chǎn)提供一個良好的生長環(huán)境。
[0037]3、所述的濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備開發(fā)的新型淋水系統(tǒng)簡單有效，通過調(diào)水板與噴水管的位置移動可以控制濕簾淋濕區(qū)域和面積，濕簾淋濕面積與濕簾的降溫幅度有直接的關(guān)系，因此可以達(dá)到控制濕簾降溫幅度的目的。同時，該淋水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)濕簾表面干一濕區(qū)域的精細(xì)化劃分，使通過濕簾后的冷一熱空氣在很短的距離內(nèi)混合均勻，避免造成舍內(nèi)橫向溫度分布不均勻。
[0038]4、所述的濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對舍內(nèi)溫度的精細(xì)化調(diào)控，解決傳統(tǒng)濕簾降溫系統(tǒng)調(diào)控方式粗放的問題，根據(jù)舍內(nèi)溫度的實(shí)時狀況實(shí)時對舍內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控，可使舍內(nèi)溫度更接近雞群生產(chǎn)的適宜溫度，有利于雞群健康和生產(chǎn)。
[0039]5、所述的濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備所用控制系統(tǒng)和設(shè)備成本低廉，淋水系統(tǒng)拆裝方便，便于使用過程中的檢修和設(shè)備更換，利于在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]圖1是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的濕簾分級淋水系統(tǒng)的俯視示意圖；
[0041]圖2是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的濕簾分級淋水系統(tǒng)的側(cè)視示意圖；
[0042]圖3是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖4是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的局部示意圖；
[0044]圖5-1是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的調(diào)水板3的俯視圖；
[0045]圖5-2是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的調(diào)水板3的正視圖；
[0046]圖5-3是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的調(diào)水板3的側(cè)視圖；
[0047]圖6-1是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的導(dǎo)流槽8的俯視圖；
[0048]圖6-2是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的導(dǎo)流槽8的正視圖；
[0049]圖6-3是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的導(dǎo)流槽8的側(cè)視圖；
[0050]圖7是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的調(diào)水板拴卡17的設(shè)計(jì)圖；
[0051]圖8是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的轉(zhuǎn)向滑輪支架25的設(shè)計(jì)圖；[0052]圖9是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的光電傳感器支架31的設(shè)計(jì)圖；
[0053]圖10是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的濕簾分級淋水系統(tǒng)的分級布水設(shè)計(jì)思路圖；
[0054]圖11-1是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的控制柜前面板設(shè)計(jì)圖；
[0055]圖11-2是本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備的控制柜箱體設(shè)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下實(shí)施案例僅用于說明本發(fā)明，而不能限制本發(fā)明的范圍。在不違背本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員仍可對具體的結(jié)構(gòu)、裝置、程序或材料作各種各樣的替換或者修改，然而，這些仍屬于本發(fā)明的范圍。
[0057]本發(fā)明濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備包括濕簾分級淋水系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)、基于單片機(jī)的自動控制系統(tǒng)、溫度傳感器系統(tǒng)。
[0058]所述的濕簾分級淋水系統(tǒng)包括噴水管4、調(diào)水板3、反水板1、導(dǎo)流槽8和管托6。濕簾上框架2、前擋板10、側(cè)板13和端蓋12組成一個支撐框架。上框架2和前擋板10之間設(shè)置有上拴板9，其為濕簾分級淋水系統(tǒng)提供支撐平臺。濕簾14安置于上拴板9下方，由上框架2、前擋板10和側(cè)板13固定支撐。反水板I安置在上拴板9中部位置，反水板I與上拴板9之間有一定空間。導(dǎo)流槽8固定在上拴板9中部，位于反水板I下方，在導(dǎo)流槽8內(nèi)側(cè)有多個小滑輪固定孔30，用于固定多個小滑輪7，小滑輪7與調(diào)水板3連接、并為調(diào)水板3提供支撐，同時可以保證調(diào)水板3在系統(tǒng)運(yùn)行過程的自由移動。在調(diào)水板3的一側(cè)安裝有光電傳感器支架31,用于安裝光電傳感器16,光電傳感器16對調(diào)水板3的初始位置進(jìn)行校準(zhǔn)，調(diào)水板3外側(cè)固定有`多個調(diào)水板拴卡17，調(diào)水板3和調(diào)水板拴卡17之間非緊密接觸，這樣既可保證調(diào)水板3工作過程中正常移動，又能防止調(diào)水板3被下部水柱沖起。噴水管4放置在調(diào)水板3下部、導(dǎo)流槽8內(nèi)部，其下部由管托6固定和支撐。噴水管4兩端則由管堵5進(jìn)行密閉。三通接頭連接處28可以安裝三通接頭，實(shí)現(xiàn)噴水管4中部供水。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，則由水泵和供水管為噴水管4提供水源。
[0059]所述的濕簾分級淋水系統(tǒng)，其分級調(diào)控過程和原理如圖10所示。其中，噴水管4上，等距離分布有直徑3mm的噴水孔26，噴水孔26朝向上方，噴水管4中的水可以通過噴水孔26噴出，水噴到反水板I上之后,沿反水板I內(nèi)壁向兩側(cè)流下,淋濕濕簾14。在噴水管4上方安裝調(diào)水板3，調(diào)水板3上按一定規(guī)律開鑿不同尺寸的漏水孔27，漏水孔27寬度相同，但是長度不同，漏水孔27的長度值按照4:3:2:1的比例和規(guī)律進(jìn)行重復(fù)分布。濕簾分級調(diào)控系統(tǒng)設(shè)定四個降溫等級，即四個不同的淋水狀態(tài)。不同調(diào)控等級的淋水狀態(tài)如圖10所示。第一級淋水狀態(tài)時，噴水管4上只有1/4的噴水孔26可以透過漏水孔27將水噴射到反水板I上，進(jìn)而淋濕其下方的濕簾14 ;將調(diào)水板3向一側(cè)移動一定距離后，分級淋水系統(tǒng)進(jìn)入第二級淋水狀態(tài)，噴水管4上只有1/2的噴水孔26可以透過漏水孔27將水噴射到反水板I上，進(jìn)而淋濕其下方的濕簾14 ;將調(diào)水板3再次向右方移動一定距離后，分級淋水系統(tǒng)進(jìn)入第三級淋水狀態(tài)，噴水管4上只有3/4的噴水孔26可以透過漏水孔27將水噴射到反水板I上，進(jìn)而淋濕其下方的濕簾14 ;將調(diào)水板3再次向右方移動一定距離后，分級淋水系統(tǒng)進(jìn)入第四級淋水狀態(tài)，噴水管4上全部的噴水孔26都可以透過漏水孔27將水噴射到反水板I上，進(jìn)而淋濕其下方的濕簾14。在不同等級淋水狀態(tài)下，被調(diào)水板3攔截的水則隨著調(diào)水板3內(nèi)壁流入下方的導(dǎo)流槽8內(nèi)，導(dǎo)流槽8內(nèi)的水通過導(dǎo)水孔29被分流，經(jīng)由濕簾14流到下方的集水槽內(nèi)，最后回流到蓄水池。正是基于以上設(shè)計(jì)和調(diào)控思路，可以實(shí)現(xiàn)濕簾14淋濕面積和區(qū)域的分級調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)濕簾降溫系統(tǒng)溫降幅度的分級控制。
[0060]所述的濕簾分級淋水系統(tǒng)，其中的反水板1、調(diào)水板3和導(dǎo)流槽8均為鋁合金材質(zhì)，可以做到很好的防水、防銹保護(hù)。噴水管4、管堵5和管托6均為PVC塑料材質(zhì)，同樣也能防水。
[0061]所述的步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)直線滑臺15、轉(zhuǎn)向滑輪11、轉(zhuǎn)向滑輪支架25、緊線器18和牽引繩索24。步進(jìn)電機(jī)直線滑臺15包括步進(jìn)電機(jī)23、聯(lián)軸器22、絲桿21、直線滑塊20和步進(jìn)電機(jī)滑臺底座19。步進(jìn)電機(jī)23可以實(shí)現(xiàn)角度的精確控制，通過聯(lián)軸器22把步進(jìn)電機(jī)23和絲桿21連接起來，步進(jìn)電機(jī)23輸出的旋轉(zhuǎn)角位移傳遞給絲桿21,直線滑塊20套在絲桿21上，絲桿21把自身的旋轉(zhuǎn)角位移轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€滑塊20的線位移，牽引繩索24兩端連接著直線滑塊20和調(diào)水板3，通過轉(zhuǎn)向滑輪11可以使步進(jìn)電機(jī)直線滑臺15安裝在上框架2的后部，轉(zhuǎn)向滑輪支架25起固定轉(zhuǎn)向滑輪11的作用，直線滑塊20的移動可以帶動調(diào)水板3的移動，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)水板3位置的精確控制。緊線器18可以方便設(shè)備的安裝和拆卸，同時也能保證牽引繩索24始終處于緊繃狀態(tài)，減小傳動過程中的誤差。
[0062]如圖11-1以及圖11-2所示，所述的基于單片機(jī)的自動控制系統(tǒng)包括開關(guān)電源39和40、80C51單片機(jī)46、5V低電平電磁繼電器模塊45、電磁繼電器43、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器41、液晶顯示屏34、手動控制按鍵33、指示燈35、接線端子42和走線槽38?？諝忾_關(guān)37為整個控制系統(tǒng)提供電路保護(hù)。24V開關(guān)電源39為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器41、電磁繼電器43和指示燈35提供工作電壓。5V開關(guān)電源40為單片機(jī)46和溫度傳感器模塊44提供工作電壓。5V低電平電磁繼電器模塊45可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)46輸出信號對指示燈35的控制。液晶顯示屏34直接與單片機(jī)46相連，可直接顯示檢測到的舍內(nèi)外溫度值。接線端子42可方便控制系統(tǒng)與外圍設(shè)備的連接，走線槽38可方便控制柜內(nèi)連接導(dǎo)線的布置。液晶顯示屏34、指示燈35和手動控制按鍵33固定在控制柜如面板32上，其余部件固定于控制柜箱體36內(nèi)。在必要條件下，手動控制按鍵33可執(zhí)行對整個控制系統(tǒng)的調(diào)制調(diào)控。
[0063]所述的基于單片機(jī)的自動控制系統(tǒng)采取全閉環(huán)控制的策略，即當(dāng)舍內(nèi)溫度升高時，傳感器將采集到的溫度值傳至控制單元，控制單元通過與用戶設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度值滿足條件時發(fā)出指令，使步進(jìn)電機(jī)直線滑臺15通過牽引繩索24對調(diào)水板3的位置進(jìn)行控制，使得淋水系統(tǒng)處于不同的淋水狀態(tài)，對應(yīng)地，濕簾降溫系統(tǒng)處于不同的降溫狀態(tài)。在自動控制系統(tǒng)中設(shè)定上限溫度T和下限溫度t，并滿足:t〈T?？刂葡到y(tǒng)整體的控制流程如下:自動控制系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化，根據(jù)光電傳感器16輸入的信號對調(diào)水板3的位置進(jìn)行校準(zhǔn)，舍內(nèi)外的溫度傳感器開始采集溫度信息并傳送，舍內(nèi)外溫度值被顯示在液晶顯示屏34上，濕簾降溫系統(tǒng)處于第一級降溫狀態(tài)。當(dāng)舍內(nèi)溫度上升到設(shè)定溫度T時，單片機(jī)46根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，發(fā)出一定數(shù)量的脈沖信號，脈沖信號經(jīng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器41放大、處理后傳送至步進(jìn)電機(jī)23，濕簾降溫系統(tǒng)進(jìn)入第二級降溫狀態(tài)，如果舍內(nèi)溫度不再升高，或者變化幅度很小，則濕簾降溫系統(tǒng)維持在第二級降溫狀態(tài)。但是外界溫度仍在繼續(xù)升高，舍內(nèi)溫度也會隨之升高，當(dāng)舍內(nèi)溫度再次上升到設(shè)定溫度T時，單片機(jī)46根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，發(fā)出命令，重復(fù)以上動作，濕簾降溫系統(tǒng)可進(jìn)入第三級降溫狀態(tài)。以此類推，直到濕簾降溫系統(tǒng)達(dá)到最大降溫幅度。同樣，當(dāng)舍內(nèi)溫度下降到控制系統(tǒng)設(shè)定的下限溫度值t時，控制系統(tǒng)也會做出相同動作，降低濕簾降溫系統(tǒng)的降溫等級，以使舍內(nèi)維持在一個適宜的溫度范圍。
[0064]所述的溫度傳感器系統(tǒng)包括DS18B20數(shù)字溫度傳感器和溫度傳感器模塊44。共有四支DS18B20數(shù)字溫度傳感器，分別布置在雞舍前、中、后位置和舍外。DS18B20數(shù)字溫度傳感器由5V開關(guān)電源40提供工作電壓，將所探測到的溫度值轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)由溫度傳感器模塊44傳遞到單片機(jī)46，單片機(jī)46將輸入的溫度信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化并計(jì)算出舍內(nèi)平均溫度值，將舍內(nèi)外各測點(diǎn)溫度和舍內(nèi)平均溫度顯示在液晶顯示屏34上。溫度傳感器模塊44對溫度傳感器起到保護(hù)作用，保證其安全運(yùn)行，同時也有利于數(shù)據(jù)傳送。
[0065]下面結(jié)合本發(fā)明方法，對本發(fā)明裝置的工作原理進(jìn)行描述:
[0066]本發(fā)明進(jìn)行濕簾降溫系統(tǒng)分級調(diào)控模擬時，包括以下步驟:
[0067]I)根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸加工和安裝調(diào)水板3、導(dǎo)流槽8等相關(guān)設(shè)備，布置光電傳感器16、溫度傳感器等相關(guān)儀器，對整個系統(tǒng)的施工工藝和流程進(jìn)行檢測，以保證系統(tǒng)設(shè)備零部件維護(hù)和更新的方便性和安全性。
[0068]2)對濕簾降溫系統(tǒng)的分級淋水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和檢驗(yàn)，將調(diào)水板3控制在不同的位置，查看和測量不同淋水狀態(tài)下濕簾14表面的淋濕面積和分布，檢驗(yàn)分級淋水系統(tǒng)對濕簾淋濕面積和分布規(guī)律控制的精確性。
[0069]3)對濕簾降溫系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，自動控制系統(tǒng)開啟后首先利用光電傳感器16對調(diào)水板3的初始位置進(jìn)行校準(zhǔn)，然后給溫度傳感器不同的模擬溫度值，觀測控制系統(tǒng)自動調(diào)控的運(yùn)行狀 況。按動手動控制按鍵32，同樣也可以實(shí)現(xiàn)對濕簾降溫系統(tǒng)的調(diào)控。
[0070]4)使用實(shí)驗(yàn)型風(fēng)洞為濕簾降溫系統(tǒng)提供一模擬風(fēng)速，將模擬風(fēng)速設(shè)定在1.5m/s左右，以保證接近實(shí)際生產(chǎn)的工作狀況。在濕簾14前布置一干濕球溫度計(jì)，用于測量濕簾降溫前的空氣干球溫度和濕球溫度，同時在濕簾14后距濕簾不同距離處布置熱電偶，用于測量濕簾降溫后的溫度分布規(guī)律。運(yùn)行濕簾降溫系統(tǒng)，測試不同降溫等級時濕簾的降溫效率，同時測量出濕簾后冷熱空氣混合均勻需要的距離。測試結(jié)果表明，分級調(diào)控的實(shí)際降溫效果比較理想，濕簾一級降溫狀態(tài)下濕簾降溫效率非常小，只有15.84%，二級降溫的降溫效率雖然比一級降溫時增加了約一倍，但也只有30.53%，三級降溫的濕簾降溫效率增加幅度最大，達(dá)到56.67%，四級降溫時濕簾降溫效率為83.70%，相比三級降溫增加比較明顯。由此可以說明，隨著降溫等級的提高，分級調(diào)控濕簾降溫效率隨濕簾淋濕面積的增加而增大，分級效果非常明顯。同時，濕簾14后的冷熱空氣在距離濕簾Im處就已經(jīng)混合均勻，這表明濕簾后冷熱氣流很容易混合均勻，不會出現(xiàn)舍內(nèi)橫向溫度分布不均勻的問題。對自動控制系統(tǒng)進(jìn)行意外斷電測試，以保證在實(shí)際運(yùn)行中遇到意外情況時，不至于對整個系統(tǒng)造成太大影響。
[0071]5)根據(jù)整個系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的測試和效果，對自動控制系統(tǒng)內(nèi)的一些參數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，修訂單片機(jī)46單次命令所發(fā)出的脈沖數(shù)值，以便更精確地控制調(diào)水板的位置。修訂控制系統(tǒng)中調(diào)控上限溫度值T和下限溫度值t，以使整個系統(tǒng)的溫度調(diào)控更精細(xì)。
[0072]6)對濕簾降溫系統(tǒng)淋水系統(tǒng)進(jìn)行拆裝和清洗，模擬在實(shí)際生產(chǎn)中由于工作時間長久，工作環(huán)境較差，設(shè)備零部件沉積有灰塵或者水垢，需要對設(shè)備進(jìn)行清洗，也檢測設(shè)備拆裝的便捷性。[0073]該濕簾降溫分級調(diào)控方法及設(shè)備可以根據(jù)采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行舍內(nèi)環(huán)境溫度的自動化和精細(xì)化控制，也可以人為根據(jù)溫度數(shù)據(jù)采取手動的控制方式，可有效解決一般濕簾降溫系統(tǒng)調(diào)控模式單一，粗放且造成舍內(nèi)溫度驟降等問題。
[0074]符號列表
[0075]I反水板2上框架
[0076]3調(diào)水板4噴水管
[0077]5管堵6管托
[0078]7小滑輪8導(dǎo)流槽
[0079]9上拴板10前擋板
[0080]11轉(zhuǎn)向滑輪12端蓋
[0081]13側(cè)板14濕簾
[0082]15步進(jìn)電機(jī)直線滑臺16光電傳感器
[0083]17調(diào)水板拴卡18緊線器
[0084]19步進(jìn)電機(jī)滑臺底座 20直線滑塊
[0085]21絲桿22聯(lián)軸器
[0086]23步進(jìn)電機(jī)24牽引繩索
[0087]25轉(zhuǎn)向滑輪支架26噴水孔
[0088]27漏水孔28三通接頭連接處
[0089]29導(dǎo)水孔30小滑輪固定孔
[0090]31光電傳感器支架32控制柜前面板
[0091]33手動控制按鍵34液晶顯示屏
[0092]35濕簾運(yùn)行狀態(tài)指示燈36控制柜箱體
[0093]37空氣開關(guān)38走線槽
[0094]39 24V開關(guān)電源40 5V開關(guān)電源
[0095]41步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器42接線端子
[0096]43電磁繼電器44溫度傳感器模塊
[0097]455V低電平繼電器模塊46 80C51單片機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備，其特征在于:所述設(shè)備包括濕簾分級淋水系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)、基于單片機(jī)的自動控制系統(tǒng)、溫度傳感器系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備，其特征在于:所述濕簾分級淋水系統(tǒng)包括噴水管(4)、調(diào)水板(3)、反水板(I)、導(dǎo)流槽(8)和管托(6)，其中；濕簾上框架(2)、前擋板(10)、側(cè)板(13)和端蓋(12)組成一個支撐框架；上框架(2)和前擋板(10)之間設(shè)置有上拴板(9)，其為淋水系統(tǒng)提供支撐平臺；濕簾(14)安置于上拴板(9)下方，由上框架(2)、前擋板(10)和側(cè)板(13)固定支撐；反水板(I)安置在上拴板(9)中部位置，反水板(I)與上拴板(9)之間有一定空間；導(dǎo)流槽(8)固定在上拴板(9)中部，位于反水板(I)下方；在導(dǎo)流槽(8)內(nèi)側(cè)固定有多個小滑輪(7)，小滑輪(7)與調(diào)水板(3)連接、并為調(diào)水板(3)提供支撐；噴水管(4)放置在調(diào)水板(3)下部、導(dǎo)流槽(8)內(nèi)部，其下部由管托(6)固定和支撐；噴水管(4)上分布有多個噴水孔(26)，調(diào)水板(3)上設(shè)有多個漏水孔(27)，所述漏水孔(27)適于阻擋至少一部分噴水孔(26)。
3.如權(quán)利要求2所述的濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備，其特征在于:所述噴水管(4)上，等距離分布有直徑3mm的噴水孔(26)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備，其特征在于:所述多個漏水孔(27)寬度相同，但是長度不同，漏水孔(27)的長度值按照4:3:2:1的比例和規(guī)律進(jìn)行重復(fù)分布。
5.如權(quán)利要求2或3所述的濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備，其特征在于:在調(diào)水板(3)的一側(cè)安裝有光電傳感器支架 (31),用于安裝光電傳感器(16)。
6.如權(quán)利要求2或3所述的濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備，其特征在于:調(diào)水板(3)外側(cè)固定有多個調(diào)水板拴卡(17 )，調(diào)水板(3 )和調(diào)水板拴卡(17 )之間非緊密接觸。
7.如權(quán)利要求1所述的濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)位置控制系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)直線滑臺(15)、緊線器(18)和牽引繩索(24);其中，步進(jìn)電機(jī)直線滑臺(15)包括步進(jìn)電機(jī)(23)、聯(lián)軸器(22)、絲桿(21)、直線滑塊(20)和步進(jìn)電機(jī)滑臺底座(19);步進(jìn)電機(jī)(23)通過聯(lián)軸器(22)與絲桿(21)連接，直線滑塊(20)套在絲桿(21)上，牽引繩索(24 )兩端連接直線滑塊(20 )和調(diào)水板(3 )。
8.—種濕簾降溫分級調(diào)控方法，其特征在于: 本方法包括以下步驟: 當(dāng)舍內(nèi)溫度升高時，傳感器將采集到的溫度值傳至控制單元，控制單元通過與用戶設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度值滿足條件時發(fā)出指令，使步進(jìn)電機(jī)直線滑臺(15)通過牽引繩索(24)對調(diào)水板(3)的位置進(jìn)行控制，使得淋水系統(tǒng)處于不同的淋水狀態(tài)，對應(yīng)地，濕簾降溫系統(tǒng)處于不同的降溫狀態(tài)； 在自動控制系統(tǒng)中設(shè)定上限溫度T和下限溫度t，并滿足:t〈T ； 自動控制系統(tǒng)整體的控制流程如下: 自動控制系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化，根據(jù)光電傳感器(16)輸入的信號對調(diào)水板(3)的位置進(jìn)行校準(zhǔn)，舍內(nèi)外的溫度傳感器開始采集溫度信息并傳送，舍內(nèi)外溫度值被顯示在液晶顯示屏(34)上，濕簾降溫系統(tǒng)處于第一級降溫狀態(tài)； 當(dāng)舍內(nèi)溫度上升到設(shè)定溫度T時，單片機(jī)(46)根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，發(fā)出一定數(shù)量的脈沖信號，脈沖信號經(jīng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(41)放大、處理后傳送至步進(jìn)電機(jī)(23)，濕簾降溫系統(tǒng)進(jìn)入第二級降溫狀態(tài)； 如果舍內(nèi)溫度不再升高，或者變化幅度很小，則濕簾降溫系統(tǒng)維持在第二級降溫狀態(tài)；但是外界溫度仍在繼續(xù)升高，舍內(nèi)溫度也會隨之升高，當(dāng)舍內(nèi)溫度再次上升到設(shè)定的上限溫度T時，單片機(jī)(46)根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，發(fā)出命令，重復(fù)以上動作，濕簾降溫系統(tǒng)可進(jìn)入第三級降溫狀態(tài)； 以此類推，直到濕簾降溫系統(tǒng)達(dá)到最大降溫幅度； 同樣，當(dāng)舍內(nèi)溫度下降到控制系統(tǒng)設(shè)定的下限溫度值t時，控制系統(tǒng)也會做出相同動作，降低濕簾降溫系統(tǒng)的降溫等級，以使舍內(nèi)維持在一個適宜的溫度范圍。
9.一種濕簾降溫系統(tǒng)分級調(diào)控設(shè)備的調(diào)試方法，其特征在于: 本方法包括以下步驟: 1)加工和安裝如權(quán)利要求1-7之一所述濕簾降溫分級調(diào)控設(shè)備； 2)對濕簾降溫系統(tǒng)的分級淋水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和檢驗(yàn)，將調(diào)水板(3)控制在不同的位置，查看和測量不同淋水狀態(tài)下濕簾(14)表面的淋濕面積和分布，檢驗(yàn)分級淋水系統(tǒng)對濕簾淋濕面積和分布規(guī)律控制的精確性； 3)對濕簾降溫系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，自動控制系統(tǒng)開啟后，首先利用光電傳感器(16)對調(diào)水板(3)的初始位置進(jìn)行校準(zhǔn)，然后給溫度傳感器不同的模擬溫度值，觀測控制系統(tǒng)自動調(diào)控的運(yùn)行狀況； 4)使用實(shí)驗(yàn)型風(fēng)洞為濕簾降溫系統(tǒng)提供一模擬風(fēng)速，將模擬風(fēng)速設(shè)定在1.5m/s左右；在濕簾(14)前布置一干濕球溫度計(jì)，用于測量濕簾降溫前的空氣干球溫度和濕球溫度，同時在濕簾(14)后距濕簾不同距離處布置熱電偶，用于測量濕簾降溫后的溫度分布規(guī)律； 5)根據(jù)整個系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的測試和效果，對自動控制系統(tǒng)內(nèi)的一些參數(shù)值進(jìn)行調(diào)整，修訂單片機(jī)(46)單次命令所發(fā)出的脈沖數(shù)值，以便更精確地控制調(diào)水板(3)的位置；修訂控制系統(tǒng)中調(diào)控上限溫度值T和下限溫度值t ； 6)對濕簾降溫系統(tǒng)淋水系統(tǒng)進(jìn)行拆裝和清洗。
【文檔編號】A01K31/00GK103598113SQ201310566302
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】趙淑梅, 韓國鋒, 鄧松林, 李保明, 蘇益明 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué), 北京四方新域科技發(fā)展有限公司