[发明专利]一种大田自动箱式被动增温装置及试验站

权利要求书

1.一种大田自动箱式被动增温装置，用于对被测目标对象的环境温度进行模拟与控制，其特征在于，所述增温装置包括：

增温箱，

所述增温箱为方形透明罩体，罩于所述被测目标对象外，以通过阳光辐射增加所述被测目标对象的环境温度；所述增温箱的侧壁沿纵向设有多层窗口，每层所述窗口上均设有可独立进行开闭的窗体；

环境监测系统，

所述环境监测系统至少包括：辐射传感器和温度传感器，

所述辐射传感器用以对阳光辐射强度进行实时监测；

所述温度传感器有多个，至少一个所述温度传感器设置于所述增温箱外部且靠近所述增温箱的位置，以对所述增温箱外部温度进行实时监测；多个所述温度传感器中的其余所述温度传感器，沿纵向并列设置于所述增温箱的内部，以对所述增温箱内部温度沿纵向进行分层实时监测；

控制系统，

所述控制系统与所述环境监测系统通讯连接，并根据所述环境监测系统监测数据对所述窗体的开口面积进行控制，以实现所述增温箱内部温度的自动调节，其中，所述监测数据包括所述辐射传感器监测到的阳光辐射强度，和所述温度传感器监测到的所述增温箱的外部温度和内部温度；

借助温控模型获得增温箱温度变化和窗体开口面积之间的关系，所述温控模型的具体计算公式为：

其中：ρ为空气密度；C_P为空气定压比热容；V为增温箱体积；dT/dt为单位时间增温箱内的温度变化；E_a为阳光辐射强度；E_s为增温箱材料与增温箱内部的气体换热量；E_c为增温箱内气体对流换热量；E_w为箱体的通风量；

所述控制系统包括：

数据接收模块，通讯连接所述环境监测系统，以进行监测数据接收；

控制中心，基于预先建立的温控模型获得所述增温箱内外的温度变化和窗体开口面积之间、以及所述阳光辐射强度和窗体开口面积之间的关系；并根据所述监测数据，确定所述窗体的开口面积、并生成窗体开口指令；

执行模块，与所述控制中心通讯连接，并根据所述控制中心的窗体开口指令对所述窗体的开口面积进行动态调整；

两个有机玻璃板拼接形成所述窗体，且所述两个有机玻璃板能够相对滑动，对应的，所述执行模块驱动所述两个有机玻璃板相对滑动，以实现所述窗体开闭和开口面积变化；

所述执行模块包括：

齿条，对应连接在所述有机玻璃板下沿；

驱动齿轮，与所述齿条相互啮合，以带动所述有机玻璃板进行相对滑动；

伺服电机，对应连接所述驱动齿轮，为所述驱动齿轮提供驱动力；

所述增温箱顶部可开启，以供雨水进入所述增温箱；

箱体顶部由两个有机玻璃板拼接形成，执行模块驱动两个有机玻璃板位移。

2.根据权利要求1所述的大田自动箱式被动增温装置，其特征在于，所述控制系统还包括：

存储模块，与所述数据接收模块通讯连接，以对所述环境监测系统的监测数据进行存储；

显示屏，与所述数据接收模块或所述存储模块通讯连接，以对所述环境监测系统的监测数据进行动态显示。

3.根据权利要求1所述的大田自动箱式被动增温装置，其特征在于，所述控制系统与控制终端通过有线或者无线通讯连接，以供所述控制终端进行数据预设和实时数据浏览；

其中，

所述控制终端为PC端或者手机端；

所述数据预设包括：所述增温箱内温度预设、所述监测数据存储间隔预设。

4.根据权利要求1所述的大田自动箱式被动增温装置，其特征在于，所述环境监测系统还包括：

风速传感器，以对所述增温箱外的风速、风量进行实时监测；

风向传感器，以对所述增温箱外的风向进行实时监测；

其中，所述风速传感器和所述风向传感器设置于所述增温箱外部。

5.根据权利要求1所述的大田自动箱式被动增温装置，其特征在于，所述增温箱至少具有支撑骨架，所述支撑骨架上连接斜拉支撑杆，以对所述增温箱进行固定。

6.一种大田自动箱式被动增温试验站，包括至少两个权利要求1-5任一所述大田自动箱式被动增温装置，其特征在于，所述试验站对至少两个所述增温装置的试验数据进行对比。