專利名稱：小型空氣濕度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種小型空氣濕度控制器，屬濕敏元件及空氣濕度控制技術(shù)領(lǐng)域。
隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，有不少場合要求對(duì)空氣濕度進(jìn)行控制。已有的濕度控制器主要有毛發(fā)式和電子探頭式兩大類。毛發(fā)濕度控制器的敏感元件是毛發(fā)，因?yàn)槊l(fā)的長度會(huì)隨空氣濕度改變而改變。但毛發(fā)的感濕敏感度較低，應(yīng)用時(shí)得采用長達(dá)20cm的長毛發(fā)才行。因此，這種濕度控制器無法做得很小巧。電子濕度控制器主要包括濕敏探頭和控制器兩部分。前者結(jié)構(gòu)精巧，不易制造；后者構(gòu)造復(fù)雜。雖然這種濕度控制器工作可靠，控濕精度高，但價(jià)格昂貴。另外，申請(qǐng)中的中國實(shí)用新型專利CN90207145.9涉及一種利用涂敷有高分子濕敏材料薄層的濕敏曲張片制成的指針式空氣濕度計(jì)。雖然這種濕度計(jì)造價(jià)低廉，精度較高，但它只能用來測量空氣濕度，不能用來控制濕度，即不能作空氣濕度控制器。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種中國實(shí)用新型專利CN90207145.9專利產(chǎn)品的改進(jìn)型產(chǎn)品，可設(shè)定濕敏開關(guān)，可設(shè)定指濕敏開關(guān)動(dòng)作(從斷開轉(zhuǎn)換成閉合，或從閉合轉(zhuǎn)換成斷開)時(shí)對(duì)應(yīng)的空氣濕度值可以設(shè)定。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種利用該可設(shè)定濕敏開關(guān)制成的小型空氣濕度控制器。


圖1是本實(shí)用新型的外形圖，其中1是電源開關(guān)K；2是機(jī)殼；3是尖頭旋鈕；22是電源線；和23是電源插頭CT。
圖2是本實(shí)用新型的主要元器件排列圖，其中4是電源變壓器B；5是橋式整流器D1～D4；6是電容C；7是轉(zhuǎn)軸；8是電阻R；9是濕敏曲張片架；10是金屬片；11是濕敏曲張片；12是接線端；13是集成電路IC；14是繼電器J；和15是印刷線路板。
圖3是可設(shè)定濕敏開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中16是高分子感濕層；17是膠層；18是彈性金屬基片；和19是可設(shè)定濕敏開關(guān)。
圖4是本實(shí)用新型的電路圖，其中21是繼電器J14的常開－常閉觸點(diǎn)j；和24是續(xù)流二極管D5。
圖5是本實(shí)用新型與加濕機(jī)聯(lián)用時(shí)的接線圖，其中20是加濕機(jī)的電動(dòng)機(jī)M。
現(xiàn)結(jié)合附圖，說明本實(shí)用新型的內(nèi)容和工作原理。
本實(shí)用新型的核心部分是可設(shè)定濕敏開關(guān)19，主要由濕敏曲張片11、濕敏曲張片架9、轉(zhuǎn)軸7、金屬片10和絕緣板組成。濕敏曲張片11由三層材料迭合而成，底層是彈性金屬基片18；中層為膠層17；表層為高分子感濕層16。濕敏曲張片11的制法，見中國實(shí)用新型專利CN90207145.9。濕敏曲張片11的一端固定于用金屬片制成的濕敏曲張片架9，濕敏曲張片架9安裝在一塊由印刷線路板15兼任的絕緣板上。在濕敏曲張片架9附近安裝有用金屬制成的轉(zhuǎn)軸7及其軸套，轉(zhuǎn)軸7的一端上固定有金屬片10，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸7時(shí)，金屬片10的另一端(動(dòng)端)隨之旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸7的另一端從機(jī)殼3伸出，其上安裝有尖頭旋鈕3。在機(jī)殼2的面板上畫有空氣濕度(RH)值的標(biāo)度。濕敏曲張片11的另一端(動(dòng)端)與金屬片10的動(dòng)端構(gòu)成了可設(shè)定濕敏開關(guān)19的兩個(gè)觸點(diǎn)，并分別從濕敏曲張片架9和轉(zhuǎn)軸7的軸套引出。見圖3。高分子感濕層16遇濕會(huì)伸長，遇干會(huì)縮短，而彈性金屬基片18和膠層17沒有濕敏性，它們的長度不會(huì)隨空氣濕度改變而改變。當(dāng)可設(shè)定濕敏開關(guān)19置于完全干燥的空氣中時(shí)，高分子感濕層16和膠層17的長度與彈性金屬基片18的長度相等，濕敏曲張片11保持平直；當(dāng)空氣濕度(RH)逐漸增加時(shí)，高分子感濕層16的長度隨之伸長，而膠層17和彈性金屬基片18的長度仍保持不變，導(dǎo)致濕敏曲張片11彎曲變形。當(dāng)空氣濕度(RH)從40％增至90％時(shí)，濕敏曲張片11的動(dòng)端隨之沿近似為圓弧的軌跡移動(dòng)。尖頭旋鈕3應(yīng)如此安裝，使空氣濕度(RH)為尖頭旋鈕3的尖頭對(duì)準(zhǔn)面板上的標(biāo)度的指示值時(shí)，濕敏曲張片11的動(dòng)端與金屬片10的動(dòng)端正好閉合，即可設(shè)定濕敏開關(guān)19正好動(dòng)作。通過旋轉(zhuǎn)尖頭旋鈕3可使可設(shè)定濕敏開關(guān)19動(dòng)作時(shí)所對(duì)應(yīng)的空氣濕度(RH)值能在40－90％的范圍內(nèi)得到設(shè)定。由于面板上的空氣濕度(RH)標(biāo)度經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)空氣濕度計(jì)校正，所以它們是可以信賴的。
可設(shè)定濕敏開關(guān)19的觸點(diǎn)面科和觸點(diǎn)壓力過小，觸點(diǎn)電阻過大，這些表明可設(shè)定濕敏開關(guān)19不能直接作去濕機(jī)、加濕機(jī)和干燥箱中必不可少的電動(dòng)機(jī)的電源開關(guān)，否則它的觸點(diǎn)必定會(huì)因通過電流過大，導(dǎo)致發(fā)熱過甚而燒毀。為使可設(shè)定濕敏開關(guān)19正常工作，必需限制流過其觸點(diǎn)的電流，可設(shè)定濕敏開關(guān)19與電動(dòng)機(jī)之類負(fù)載之間必需增設(shè)一只能起隔離作用的電子控制器。本實(shí)用新型就是采用這種可設(shè)定濕敏開關(guān)19與電子控制器相結(jié)合的結(jié)構(gòu)裝制而成的。由圖1、2知，可設(shè)定濕敏開關(guān)19與電子控制器合裝在同一機(jī)殼2內(nèi)，體積小巧，但電子控制器需在受控的潮濕環(huán)境中工作，電子控制器的可靠性和壽命多少要受到一些影響。實(shí)際上，可設(shè)定濕敏開關(guān)19與電子控制器完全可以分裝在兩只機(jī)殼內(nèi)，可設(shè)定濕敏開關(guān)19機(jī)殼放在受控的潮濕環(huán)境中，電子控制器機(jī)殼放在受控的潮濕環(huán)境外，兩者用2～3米長的兩芯電纜連接，這樣，電子控制器就不必在潮濕的環(huán)境中工作了。本實(shí)用新型的電路圖示于圖4。電源插頭CT 23插在市電插孔內(nèi)，開啟電源開關(guān)K1，220V交流電壓加至電源變壓器B4初級(jí)線圈兩端，電源變壓器B4次級(jí)線圈兩端將輸出10V左右的交流電壓。經(jīng)橋式整流器D1～D45整流后，在電容C6兩端產(chǎn)生12V左右的直流電壓，上端為正，下端為負(fù)。電容C6的作用是濾除橋式整流器D1～D45輸出的脈動(dòng)直流電壓中含有的紋波。集成電路IC13為施密特觸發(fā)器，其正、負(fù)電源輸入端分別跨接在12V直流電壓的正、負(fù)端。設(shè)環(huán)境的空氣濕度低于可設(shè)定濕敏開關(guān)19的設(shè)定值，可設(shè)定濕敏開關(guān)19斷開，集成電路IC13輸入端的輸入電壓為OV，低于集成電路IC13狀態(tài)轉(zhuǎn)換的臨界電壓值(閾值)，集成電路IC13輸出高位，即輸出電壓為12V，繼電器J14因其線圈內(nèi)沒有電流流過而不動(dòng)作，繼電器J14的觸點(diǎn)j21維持原狀常閉觸點(diǎn)閉合；常開觸點(diǎn)斷開。如環(huán)境的空氣濕度增至設(shè)定值，可設(shè)定濕敏開關(guān)19閉合，集成電路IC13的輸入電壓，即電阻R8與集成電路IC13輸入電阻的分壓超過了閾值，集成電路IC13轉(zhuǎn)換狀態(tài)，輸出低位，即輸出電壓等于OV，繼電器J14因其線圈兩端加有12V直流電壓而動(dòng)作。繼電器J14的觸點(diǎn)j21隨之轉(zhuǎn)換常閉觸點(diǎn)斷開；常開觸點(diǎn)閉合。電阻R8增加了與可設(shè)定濕敏開關(guān)19串聯(lián)的電阻的阻值，有助于限制可設(shè)定濕敏開關(guān)19閉合時(shí)流過其觸點(diǎn)的電流。反之，設(shè)環(huán)境的空氣濕度高于可設(shè)定濕敏開關(guān)19的設(shè)定值，可設(shè)定濕敏開關(guān)19閉合，繼電器J14的觸點(diǎn)j21的狀態(tài)必為，常閉觸點(diǎn)斷開；常開觸點(diǎn)閉合。如環(huán)境的空氣濕度減至略小于設(shè)定值，可設(shè)定濕敏開關(guān)19斷開，繼電器J14的觸點(diǎn)j21必定隨之轉(zhuǎn)換狀態(tài)常閉觸點(diǎn)閉合；常開觸點(diǎn)斷開。二極管D，24為續(xù)流二極管，有保護(hù)集成電路IC13的作用當(dāng)集成電路IC13的輸出電流突然減至OA時(shí)，原先流過繼電器J14的電流可通過二極管D324繼續(xù)流動(dòng)，釋放貯藏在繼電器J14的線圈內(nèi)的磁場能，使該線圈兩端不會(huì)產(chǎn)生足以把集成電路IC13擊穿的高壓。綜上所述，本實(shí)用新型可看作是一只觸點(diǎn)電流容量大的、觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)所對(duì)應(yīng)的空氣濕度值可設(shè)定的濕敏繼電器。
本實(shí)用新型元器件的選擇電源開關(guān)K1可選用耐壓高于220V的小型單刀單擲開關(guān)；電源變壓器B4可選用220V／10V的、功率容量為2～3W的降壓變壓器；橋式整流器D1～D45可選用任何電流為1A左右的橋堆整流器，也可選用4只分立的硅整流子，如2CP系列的硅整流子；電容C6可選用容量介于100～500μF、工作電壓為25V的鋁電解電容；電阻R8與集成電路IC13的輸入電阻和閾值電壓有關(guān)，可選用2～5MΩ，1／16W的碳膜電阻；二極管D324可選用2CP系列的硅整流子；繼電器J14可選用任何工作電壓為12V、觸點(diǎn)電流容量為5A的小型繼電器，如4123型；集成電路IC13可選用任何諸如JEC－2之類的施密特觸發(fā)器集成電路。
圖5示出了本實(shí)用新型與加濕機(jī)聯(lián)用的實(shí)例。裝有本實(shí)用新型的機(jī)殼2放在欲施行空氣濕度控制的房間內(nèi)，加濕機(jī)電動(dòng)機(jī)M20通過饋線與繼電器J14的觸點(diǎn)j21的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在一起，加濕機(jī)電動(dòng)機(jī)M20的軸上裝有風(fēng)葉(未示出)，用來吹拂懸掛在它前方的濕潤的紗布條。如我們希望室內(nèi)的空氣濕度(RH)保持為80％，為此我們只需調(diào)節(jié)尖頭旋鈕3，使其尖頭正好對(duì)準(zhǔn)空氣濕度(RH)標(biāo)度上的80％，并把風(fēng)葉對(duì)準(zhǔn)室內(nèi)。開始時(shí)室內(nèi)的空氣濕度低于80％，可設(shè)定濕敏開關(guān)19斷開，繼電器J14的觸點(diǎn)j21的常閉觸點(diǎn)閉合，加濕機(jī)電動(dòng)機(jī)M20因得到供電而旋轉(zhuǎn)，風(fēng)葉吹拂濕潤的紗布條，把水汽吹入室內(nèi)，增加了室內(nèi)的空氣濕度。當(dāng)該濕度達(dá)到80％時(shí)，可設(shè)定濕敏開關(guān)19閉合，繼電器J14的觸點(diǎn)j21轉(zhuǎn)換成常閉觸點(diǎn)斷開，加濕機(jī)電動(dòng)機(jī)M20因斷電而停轉(zhuǎn)，加濕機(jī)停止加濕，使室內(nèi)的空氣濕度保持為80％。
本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)簡單、取材容易、制造方便和成本低廉。
2.控濕精度高，達(dá)±1％。
3.控制功率大，達(dá)1KW。
4.感濕元件體積小，反應(yīng)快。
5.體積小巧，比一包香煙略大。
由于本實(shí)用新型特別適于裝用在諸如去濕機(jī)、加濕機(jī)和干燥箱之類小型和普及型設(shè)備之中，作空氣濕度控制器，所以在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、醫(yī)學(xué)、倉庫和家庭等領(lǐng)域里有著極為廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求1.一種小型空氣濕度控制器，其特征在于它主要包括由尖頭旋鈕3、空氣濕度(RH)標(biāo)度、隨空氣濕度而曲張的濕敏曲張11、位置可用尖頭旋鈕3設(shè)定的金屬片10和一對(duì)在空氣濕度為尖頭旋鈕3的尖頭在空氣濕度(RH)標(biāo)度上指示的數(shù)值(設(shè)定值)時(shí)會(huì)閉合的開關(guān)觸點(diǎn)組成的可設(shè)定濕敏開關(guān)19和由繼電器J14和集成電路IC13組成的、動(dòng)作(從輸出低位轉(zhuǎn)換成輸出高位或從輸出高位轉(zhuǎn)換成輸出低位)受可設(shè)定濕敏開關(guān)19開關(guān)觸點(diǎn)的開合控制的電子控制器兩大部分，可設(shè)定濕敏開關(guān)19的一對(duì)開關(guān)觸點(diǎn)分別由濕敏曲張片11和金屬片10構(gòu)成，隨集成電路IC13動(dòng)作的繼電器J14上裝有作控制開關(guān)用的常開一常閉觸點(diǎn)J21。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型空氣濕度控制器，其特征在于可設(shè)定濕敏開關(guān)19由尖頭旋鈕3、空氣濕度(RH)標(biāo)度、安裝在絕緣板上的濕敏曲張片架9和轉(zhuǎn)軸7及其軸套、一端固定在濕敏曲張片架9上的濕敏曲張片11和一端固定在轉(zhuǎn)軸7的一端上的金屬片10組成，轉(zhuǎn)軸7的另一端上安裝有尖頭旋鈕3，隨空氣濕度而曲張的濕敏曲張片11的動(dòng)端和位置可用尖頭旋鈕3設(shè)定的金屬片10的動(dòng)端構(gòu)成了可設(shè)定濕敏開關(guān)19的一對(duì)在空氣濕度增大至尖頭旋鈕3的尖頭在空氣濕度(RH)標(biāo)度上指示的數(shù)值(設(shè)定值)時(shí)會(huì)閉合的開關(guān)觸點(diǎn)，分別從濕敏曲張片架9和轉(zhuǎn)軸7的軸套引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型空氣濕度控制器，其特征在于可設(shè)定濕敏開關(guān)19和電子控制器既可合裝在同一機(jī)殼2內(nèi)，也可分裝在兩只用兩芯電纜連接在一起的機(jī)殼內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型空氣濕度控制器，其特征是電子控制器主要由電源變壓器B4、橋式整流器D1～D45、電容C6、二極管D24、繼電器J14、集成電路IC13以及它們之間的電氣連接組成，其特征在于集成電路IC13為JEC－2之類的施密特觸發(fā)器集成電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子控制器，其特征在于集成電路IC13的輸入端與可設(shè)定濕敏開關(guān)19之間接有限制可設(shè)定濕敏開關(guān)19閉合時(shí)流過開關(guān)觸點(diǎn)的電流的電阻R8，其阻值可在2～5MΩ的范圍內(nèi)選擇，耗散功率為1／16W。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種小型空氣濕度控制器，主要由可設(shè)定濕敏開關(guān)19和電子控制器組成，前者的開合控制了后者內(nèi)的繼電器j14的動(dòng)作，當(dāng)空氣濕度增大至前者內(nèi)的尖頭旋鈕3尖頭的指示值(設(shè)定值)時(shí)，前者閉合，繼電器J14隨之動(dòng)作，繼電器J14的常閉-常開觸點(diǎn)j21可作控制開關(guān)之用，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)便宜，適于在去濕機(jī)、加濕機(jī)和干燥箱之尖小型和普及型設(shè)備內(nèi)作空氣濕度控制器，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、醫(yī)學(xué)、倉庫和家庭等領(lǐng)域里有著極為廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F24F3/14GK2077093SQ9020746
公開日1991年5月15日 申請(qǐng)日期1990年7月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月30日
發(fā)明者趙實(shí) 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)