CN101790261A - 一种电动防霜观察窗 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动防霜观察窗，它包括一观察窗、一贴设在观察窗的内表面上的加热膜、一法兰、一密封圈和一加热控制电路；观察窗通过法兰和密封圈设置在墙体上，加热控制电路包括一温度传感装置、一温度判断控制装置和一继电器，温度判断控制装置预设一与结霜的临界温度相对应的标准电压；温度传感装置采集加热膜的实际温度，并转化成相应的电压信号输送给温度判断控制装置；当实际温度低于临界温度时，温度判断控制装置使继电器吸合，加热控制电路与加热膜形成通路，加热膜加热；当实际温度高于临界温度时，使继电器释放，加热控制电路与加热膜形成断路。本发明密封效果好，而且能够有效避免结霜、结露现象，可以广泛应用在环境模拟试验室、气候模拟实验室等相关领域。

Description

一种电动防霜观察窗

技术领域

本发明涉及一种实验室观察窗，特别是关于一种电动防霜观察窗。

背景技术

玻璃结霜是一种在实验室观察窗上经常发生的现象，特别是在进行低温试验时，实验室内的温度较低且湿度较大，玻璃内表面上容易蒙结上水汽。如果玻璃内表面温度继续降低到0℃以下，则会出现结霜现象或者形成冰层。为了防止结霜现象的产生影响观察效果，很多发明都是围绕着玻璃防霜功能进行研究的。例如，2002年11月20日公告的CN02215477.9的中国发明专利说明书就公开了这样一种利用玻璃支撑圈及其两端的内圈和外圈上的密封垫来避免在透明镜片上“结露”或“结霜”的装置。这种观察窗由于具有内、外圈里侧的密封垫和螺栓上的绝热套，可以有效地提高箱体和观察窗之间的密封效果，并且可以杜绝“冷桥”现象的产生，从而实现防霜功能。但是这种防冷桥密封观察窗密封效果欠佳，对于一般的温度可以起到防霜作用，但当实验室内需要模拟高湿度、淋雨、覆冰、低温等环境时，这种观察窗仍不可避免地会出现“结露”或“结霜”情况。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种密封效果好，而且能够有效避免结霜的电动防霜观察窗。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电动防霜观察窗，其特征在于：它包括一观察窗、一贴设在所述观察窗的内表面上的加热膜、一法兰、一密封圈和一加热控制电路；所述观察窗通过所述法兰和密封圈设置在墙体上，所述加热控制电路包括一温度传感装置、一温度判断控制装置和一继电器，所述温度判断控制装置预设一与结霜的临界温度相对应的标准电压；所述温度传感装置采集所述加热膜的实际温度，并转化成相应的电压信号输送给所述温度判断控制装置；当所述实际温度低于所述临界温度时，所述温度判断控制装置使所述继电器吸合，所述加热控制电路与加热膜形成通路，所述加热膜加热；当所述实际温度高于所述临界温度时，使所述继电器释放，所述加热控制电路与加热膜形成断路。

所述温度传感装置为测量空气和液体温度的热敏电阻，且所述热敏电阻的感应头设置在所述加热膜与观察窗之间。

所述加热膜是一透明导电镀层。

所述透明导电镀层是厚度为0.55μm的掺Sn的In₂O₃。

所述标准电压对应的临界温度为5℃。

所述温度判断控制装置包括窗口鉴别器、后接的PNP晶体管、稳压整流桥和电感线圈。

它还包括一转动控制机构和一通过所述转动控制机构设置在墙体上的遮板，所述转动控制机构包括一电机、一直齿轮条、一齿轮、一转轴和两行程开关；所述电机的输出轴连接所述转轴，所述转轴穿过所述齿轮中心设置在墙体上；所述齿轮与所述直齿轮条啮合，所述直齿轮条与所述遮板内侧面固定连接；所述电机同时电连接所述两行程开关。

所述转动控制机构还包括一正转开关和一反转开关，所述正转开关电连接在所述电机与一所述行程开关之间，所述反转开关电连接在所述电机与另一所述行程开关之间。

所述遮板上部的内侧设置有一导轮，所述墙体上固设有一与所述导轮相配合的竖向设置的导轨。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置了观察窗、贴设在观察窗的内表面上的加热膜、法兰、密封圈和加热控制电路，观察窗通过法兰和密封圈设置在密闭的实验室墙壁上，加热控制电路包括温度传感装置、温度判断控制装置和继电器，温度判断控制装置预设有防止观察窗结霜、结露的标准电压值，因此不仅密封效果好，而且还可以通过温度判断控制装置来控制对观察窗的加热，从而有效防止了观察窗的结霜、结露。2、本发明由于温度传感装置采用的是测量空气和液体温度的热敏电阻，且热敏电阻的感应部分设置在加热膜与密封圈之间的空气层内，因此温度灵敏度高。3、本发明由于标准电压对应的温度为5℃，因此该温度不仅可以有效防止观察窗结冰，而且可以避免水汽的产生。4、本发明由于温度判断控制装置包括窗口鉴别器、后接的PNP晶体管、稳压整流桥和电感线圈，因此温度控制较为准确，而且很稳定、安全。5、本发明由于设置了遮板和转动控制机构，且转动控制机构包括电机、与遮板内侧面固定连接的直齿轮条、与直齿轮条啮合的齿轮、穿过齿轮中心并与电机的输出轴连接的转轴和两行程开关，电机同时电连接两行程开关，因此在电机的带动下，直齿轮条也随着齿轮运动，从而可以带动遮板的开闭运动，当遮板触碰到行程开关时，电机会断电而停止工作。6、本发明由于转动控制机构中设置了正转开关和反转开关，且正转开关电连接在电机与一行程开关之间，反转开关电连接在电机与另一述行程开关之间，因此通过正、反转开关可以控制电机输出轴的正反转，从而实现遮板的开闭。7、本发明由于遮板上部的内侧设置有一导轮，与此相对应，实验室墙壁上固定有一竖向设置的导轨，因此遮板可以在直齿轮条的带动下，依靠导轮和导轨上下运动，实现遮板开闭。本发明密封效果好，而且能够有效避免结霜、结露现象，可以广泛应用在环境模拟试验室、气候模拟实验室等相关领域。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明中加热控制电路的方框图

图3是本发明中加热控制电路的一实施例

图4是本发明中转动控制电路的连接示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明包括一观察窗1、一透明的加热膜2、一法兰3、一密封圈4和一加热控制电路5，其中，观察窗1通过法兰3设置在实验室的墙体中，并将观察窗1上的周边用密封圈4密封，以防止实验室与外界的气体形成对流。加热膜2是一透明导电镀层，其贴设在观察窗1的内表面上，加热膜2本实施例中选用的是厚度为0.55μm的掺Sn的In₂O₃(掺锡的三氧化二铟)。加热膜2通过导线与加热控制电路5电连接，由加热控制电路5根据采集到的实际温度和设定的温度值进行比较，当实际温度低于设定温度时，加热控制电路5启动加热膜2给观察窗1加热，从而避免由于玻璃温度过低导致玻璃表面的结霜、结露。

如图2所示，加热控制电路5包括一温度传感装置51、一温度判断控制装置52和一继电器53。其中，温度传感装置51用于采集观察窗1的实际温度，并转化成电压信号输送给温度判断控制装置52。温度判断控制装置52中预设一标准电压值，标准电压值与结霜的临界温度对应，在实际实践中，该临界温度通常为5℃。当实际温度低于5℃时，温度传感装置51输入的电压值低于标准电压值，温度判断控制装置52输出一控制信号，使继电器53吸合，使加热控制电路5与加热膜2形成通路，加热膜2加热；反之，使继电器53释放，使加热控制电路5与加热膜2形成断路，加热膜2不加热。下面是加热控制电路5的一个具体实施例。

如图3所示，温度传感装置51可以采用测量空气和液体温度的热敏电阻，热敏电阻的感应头511(即包封头)设置在观察窗1与加热膜2之间，由温度传感装置51将感应到的观察窗1的温度变化量转化为电压变化量输送给温度判断控制装置52。温度判断控制装置52包括一窗口鉴别器521、后接的PNP晶体管522、稳压整流桥523和电感线圈524。窗口鉴别器521为型号TCA965的芯片，窗口鉴别器521上的脚6、脚7分别接在6.8kΩ电阻R1两端，用于输入采集到的电压变化量U₆、U₇；脚8用于输入标准电压值U₈，对应5℃的温度，其可以通过调节电位器R的电阻值来得到改变。稳压整流桥523连接外界220伏电源，用于前级稳压。如果在电压上升并保持U₈≤U₇时，即实际温度高于5℃，则窗口鉴别器521上的输出端(即是说，脚14)保持在高电平，即存储了“1”状态，此时，继电器53断开，加热控制电路5与加热膜2形成断路，加热膜2不加热；如果在电压下降时保持U₈＞U₆时，即实际温度低于5℃，则窗口鉴别器521上的输出端(即是说，脚2)保持在低电平上，将比较结果输出给PNP晶体管522进行放大，此时继电器53吸合，加热控制电路5与加热膜2形成通路，加热膜2加热，观察窗1得到升温。

如图1、图4所示，上述实施例中，本发明还可以包括一遮板6和一转动控制机构7，遮板6设置在实验室墙壁的外侧，由转动控制机构7控制遮板6的开闭。遮板6的上部内侧设置有一导轮61，与导轮61相对应，实验室墙壁上固设有一竖向的导轨62，遮板6可以通过导轮61，沿导轨62上下移动，从而可以实现对观察窗1的开闭。导轨62的顶端和低端分别设置有挡板，用于限制导轮61始终在导轨62内移动。

转动控制机构7包括一电机71、一直齿轮条72、一齿轮73、一转轴74、两行程开关75、一正转开关76和一反转开关77。电机71的输出轴连接转轴74，转轴74穿过齿轮73中心，设置在实验室的墙壁上。直齿轮条72与齿轮73啮合，并固定连接在遮板6的内侧面上，因此，遮板6可以在直齿轮条72的带动下，依靠导轮61和导轨62上下运动，从而实现遮板6的开闭。直齿轮条72与遮板6之间的固定可以通过装配方式来实现，也可以采用法兰和焊接等方式。两行程开关75分别设置在遮板6的底部和顶部，遮板6完全闭合或打开时，遮板6均会触碰到其顶部和底部的行程开关75，从而控制电机71停转。正转开关76和反转开关77分别控制电机71的正、反转。下面是转动控制机构7的一具体实施例。

如图4所示，电机71的三相输入端分别电连接二交流接触器8、9，交流接触器8、9的另一端通过闸刀开关10电连接三相电源11。正转开关76与一行程开关75组成串联支路，与由反转开关77和另一行程开关75构成的串联支路并联，该并联支路通过一急停开关12再与交流接触器8、9串联。无论电机正转或是反转，当发生危险情况需要关机时，按下急停开关12，可以使电机71停转。当电流超过规定值一定时间后，熔断器13可以使电路断开，用于短路和过电路保护。热继电器14作为保护电路的电气元件。当需要电机71正转(反转)时，按下正转开关76(反转开关77开关)，电机71的输出轴带动直齿轮条72和遮板6正转(反转)，当遮板6转到触碰到行程开关75时，电机71停止工作。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种电动防霜观察窗，其特征在于：它包括一观察窗、一贴设在所述观察窗的内表面上的加热膜、一法兰、一密封圈和一加热控制电路；所述观察窗通过所述法兰和密封圈设置在墙体上，所述加热控制电路包括一温度传感装置、一温度判断控制装置和一继电器，所述温度判断控制装置预设一与结霜的临界温度相对应的标准电压；所述温度传感装置采集所述加热膜的实际温度，并转化成相应的电压信号输送给所述温度判断控制装置；当所述实际温度低于所述临界温度时，所述温度判断控制装置使所述继电器吸合，所述加热控制电路与加热膜形成通路，所述加热膜加热；当所述实际温度高于所述临界温度时，使所述继电器释放，所述加热控制电路与加热膜形成断路。

2.如权利要求1所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：所述温度传感装置为测量空气和液体温度的热敏电阻，且所述热敏电阻的感应头设置在所述加热膜与观察窗之间。

3.如权利要求1所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：所述加热膜是一透明导电镀层。

4.如权利要求2所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：所述加热膜是一透明导电镀层。

5.如权利要求1或2所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：所述透明导电镀层是厚度为0.55μm的掺Sn的In₂O₃。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：所述标准电压对应的临界温度为5℃。

7.如权利要求1或2或3或4所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：所述温度判断控制装置包括窗口鉴别器、后接的PNP晶体管、稳压整流桥和电感线圈。

8.如权利要求1或2或3或4或6或7所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：它还包括一转动控制机构和一通过所述转动控制机构设置在墙体上的遮板，所述转动控制机构包括一电机、一直齿轮条、一齿轮、一转轴和两行程开关；所述电机的输出轴连接所述转轴，所述转轴穿过所述齿轮中心设置在墙体上；所述齿轮与所述直齿轮条啮合，所述直齿轮条与所述遮板内侧面固定连接；所述电机同时电连接所述两行程开关。

9.如权利要求8所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：所述转动控制机构还包括一正转开关和一反转开关，所述正转开关电连接在所述电机与一所述行程开关之间，所述反转开关电连接在所述电机与另一所述行程开关之间。

10.如权利要求8所述的一种电动防霜观察窗，其特征在于：所述遮板上部的内侧设置有一导轮，所述墙体上固设有一与所述导轮相配合的竖向设置的导轨。

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