《檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》課程論文

1、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)開關(guān)窗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)開關(guān)窗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用Thedesignapplicationofthelabatyautomaticswitchwindowsystem（信息科學(xué)與工程學(xué)院自動(dòng)化系電自091班10093389）摘要：摘要：人們希望工作在一個(gè)方便舒適而又綠色的環(huán)境中，為保障室內(nèi)空氣清新，適時(shí)開關(guān)窗換氣很必要。很多地方都需要適時(shí)通風(fēng)，但有需要適時(shí)關(guān)閉門窗，但人為進(jìn)行開關(guān)窗又顯得單調(diào)而枯燥，本文結(jié)合課程內(nèi)容及專業(yè)知

2、識，分析并設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)開關(guān)窗系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)開關(guān)窗自動(dòng)化的目的。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：適時(shí)通風(fēng)；開關(guān)窗；自動(dòng)化引言高校實(shí)驗(yàn)室負(fù)擔(dān)著學(xué)校教學(xué)、科研等重要任務(wù)實(shí)驗(yàn)室的功能也由單一走向多元化[1]。但目前落后的管理體制及管理方式大大制約了實(shí)驗(yàn)室效益的充分發(fā)揮[2]同時(shí)高校實(shí)驗(yàn)室安全管理面臨許多新的問題和挑戰(zhàn)[3]，因而實(shí)行科學(xué)的現(xiàn)代化管理手段尤其重要。由于各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里會有各種類型的污染出現(xiàn)，會嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)室內(nèi)工作人員的身體健康，所以保持通風(fēng)換氣必

3、不可少，除了實(shí)驗(yàn)室要具備換氣設(shè)備以外，通過窗戶通風(fēng)換氣也是必不可少的。窗戶的開關(guān)關(guān)系到室內(nèi)環(huán)境的清新，與室內(nèi)人員的身體健康有著很大的聯(lián)系。保持開窗通風(fēng)固然重要，但是有的同學(xué)離開實(shí)驗(yàn)室時(shí)忘記關(guān)窗碰到刮風(fēng)下雨天會給實(shí)驗(yàn)室?guī)頁p失，因此設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)自動(dòng)開創(chuàng)系統(tǒng)非常必要。刮風(fēng)下雨、夜晚離開，窗戶會自動(dòng)關(guān)閉；室內(nèi)長時(shí)間封閉，空氣污濁，影響身體健康時(shí)，窗戶自動(dòng)打開通風(fēng)換氣。因?yàn)轱L(fēng)的大小可以通過風(fēng)速儀檢測其風(fēng)速來確定，是否下雨以及是否潮濕可以通過濕敏

4、傳感器檢測其濕度來確定，是白天還是黑夜可以通過光敏傳感器來確定，實(shí)驗(yàn)室里是否有高濃度的污染氣體可以用氣敏傳感器進(jìn)行檢測。所以我們可以利用檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的開關(guān)窗自動(dòng)化，這樣不僅保證了室內(nèi)空氣的清新，減小了污染氣體對人體健康造成的影響，而且也使實(shí)驗(yàn)室效益得到了的更充分發(fā)揮。此外，在其他地方也同樣需要適時(shí)通風(fēng)與適時(shí)關(guān)閉門窗，但人為進(jìn)行這些單調(diào)的工作又顯得很枯燥，而且目前世界的發(fā)展趨勢正是逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，用智能化的產(chǎn)品來為我們服務(wù)

5、。因此，研究實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)開關(guān)窗系統(tǒng)具有重要的意義。1系統(tǒng)工作原理白天天氣很好時(shí)，各檢測元件將檢測信息送到控制器中，控制器指揮直流電機(jī)工作，打開窗口；當(dāng)風(fēng)速、濕度、光照等任意一個(gè)因素要求關(guān)窗時(shí)，控制器便執(zhí)行關(guān)窗任務(wù)。所以執(zhí)行開窗或關(guān)窗任務(wù)的前提是以上因素同時(shí)滿足開窗或關(guān)窗的要求。但是如果化學(xué)氣體濃度大，同時(shí)外面又有大風(fēng)或大雨怎么辦？這就要求再設(shè)置一個(gè)提醒的裝置，當(dāng)化學(xué)氣體濃度大時(shí)，就閃亮紅燈，并伴有“滴滴”的聲音，提示人們進(jìn)行認(rèn)為操作處理。

6、其工作原通過內(nèi)部Rf變換器將傳感器輸出的特征量（即電阻值）轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的頻率f，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再通過單片機(jī)進(jìn)行信息處理，隨后進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，最終實(shí)現(xiàn)開關(guān)窗的目的。2系統(tǒng)的主要部件及性能由圖1可以看出，該自動(dòng)開關(guān)窗系統(tǒng)主要分為檢測元件、控制器和直流電機(jī)三個(gè)部分，而本文涉及的元器件又主要由以下七個(gè)部分組成：（1）控制器：它是自動(dòng)開關(guān)窗的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊。當(dāng)接收到傳感器送來的信號后，立

7、刻處理這些信息，并發(fā)出相應(yīng)指令，指揮直流電機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)開關(guān)窗的功能。（2）風(fēng)速儀：負(fù)責(zé)檢測風(fēng)速的大小，當(dāng)風(fēng)很大時(shí)，其風(fēng)速也很大，通過信號傳送到主控制器，從而控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉窗戶；當(dāng)風(fēng)很小，并且其他條件也符合開窗條件時(shí)，主控制器控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，打開窗戶。（3）濕敏傳感器：負(fù)責(zé)檢測室外空氣中水蒸氣濃度，當(dāng)濕度很大時(shí)，濕敏傳感器通過信號傳到主控制器，控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉窗戶；當(dāng)濕度很小，并且其他條件也符合開窗條件時(shí)，主控制器控制直流

8、電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，打開窗戶。（4）光敏傳感器：負(fù)責(zé)檢測光的亮度，到了夜晚，光敏傳感器將信號傳給主控制器，通過控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉窗戶；天亮后，并且其他條件也符合開窗條件時(shí)，主控制器控制直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，打開窗戶。（5）氣敏傳感器：負(fù)責(zé)檢測實(shí)驗(yàn)室化學(xué)氣體濃度，當(dāng)濃度很大，則會閃亮紅燈，并伴有“滴滴”的響鈴聲，如果其他開窗條件滿足時(shí)，則通過控制器使直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開窗，同時(shí)停止閃燈和響鈴；如果其他開窗條件不滿足時(shí)，則會持續(xù)閃燈和響鈴，提醒人們

9、進(jìn)行人為操作，直到濃度降低到標(biāo)準(zhǔn)以下，才停止閃燈和響鈴。（6）直流電機(jī)：受控制其指揮，進(jìn)行正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，從而為開窗與關(guān)門窗提供動(dòng)力。（7）紅燈與響鈴：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)化學(xué)氣體濃度大而又不能有效地進(jìn)行自動(dòng)處理時(shí)，紅燈開始持續(xù)閃光，響鈴?fù)瑫r(shí)不斷地發(fā)出“滴滴”的響聲，提示實(shí)驗(yàn)室里的人進(jìn)行人為操作處理。3系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)可以采用單片機(jī)進(jìn)行匯編來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，設(shè)風(fēng)速、濕度、亮度、化學(xué)氣體濃度的大小轉(zhuǎn)換位數(shù)字信號如表1所示。表1所測物理量大小所對應(yīng)的