CN112965559A - 工业电脑湿度监测控制***及监测控制方法 - Google Patents

工业电脑湿度监测控制***及监测控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工业电脑湿度监测控制***及监测控制方法，该***包括温湿度传感器、湿度监控平台和湿度干预卡(1)，其中湿度干预卡(1)内可放置干燥盒(2)，湿度传感器与湿度监控平台通讯连接,温湿度传感器至少具有两个，分别置于待监测电脑内部和电脑外部，通过对电脑内部温度与外部露点值比对，确定电脑是否需要除湿。本发明提供的工业电脑湿度监测控制***及监测控制方法，操作简单，可快速更换干燥盒，结构简单，成本低，可实时监控电脑机箱内湿度。

Description

工业电脑湿度监测控制***及监测控制方法
技术领域
本发明涉及一种湿度监测控制***，具体涉及一种工业电脑湿度监测控制***，属于电脑安全领域。
背景技术
湿度对电子元件的影响较大，尤其是对工业电脑的影响较大，首先，潮热环境会加速内部板卡电路和元器件的腐蚀速度，其次，在生产制造行业、控制领域等存在下班停电、停机、设备封存、停线倒班等情况，停机再开启会导致计算机内、外环境温度、湿度有差异产生凝露，凝露直接滴落在电脑内部电子元件上会损坏电脑发生非预期风险。
目前，对电子和大型电力设备进行干燥的方式主要为在大型设备的内部加装电加热设备，通过提高内部温度来降低湿度，来避免潮湿和凝露对大型设备的影响；而对于小型的计算机设备因受内部空间限制，无法加装电热装置，通常的作法是在小型电子信息设备内加干燥剂包来降低内部湿度，通过调整湿度而错开凝露点来避免发生凝露和降低湿度，从而减少潮湿对电子信息设备的影响。
但是计算机(电子信息设备)大部分是集成在生产设备中，采用开机箱盖加干燥剂包的作业方式费时费力。
尤其是对于工业、控制、物联网、计算机房、环保、生产制造、交通等行业中，部分计算机因季节、生产条件、生产工艺、工作制度、设备结构、安防保密等限制无法打开机箱盖。
因此，亟代研究并设计出一种无需打开机箱盖即可更换干燥剂，并能够对干燥效果进行监控的***。
发明内容
为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，一方面，设计出一种工业电脑湿度检测控制***，包括温湿度传感器、湿度监控平台和湿度干预卡1，其中湿度传感器与湿度监控平台通讯连接。
进一步地，所述温湿度传感器至少具有两个，分别置于待监测电脑内部和电脑外部，分别称之为内部传感器和外部传感器；
所述湿度监控平台用于对温湿度传感器采集到的数据进行监控，判断待测电脑内部湿度是否过大；
所述湿度干预卡用于在电脑内部湿度过大时进行湿度干预，以降低电脑内部湿度。
优选地，所述温湿度传感器上设置有供电模块。
根据本发明，所述湿度监控平台中具有露点获取子模块和报警子模块，
露点获取子模块接收外部传感器检测的温湿度，获取电脑外部环境露点值；
报警子模块将露点值与内部传感器检测的温度值比对，当内部传感器检测到的温度小于等于露点值时进行报警。
优选地，所述湿度干预卡1安装在电脑机箱上，其具有开口11，通过开口11将干燥盒2置于电脑机箱中或从电脑机箱中取出。
在一个优选的实施方式中，湿度干预卡1的一端安装在电脑后背板或前面板上，在安装端具有开口11，使得干燥盒2可以通过开口11从电脑机箱外部放入到电脑机箱内部；
所述干燥盒2中具有干燥剂。
另一方面，本发明还提供了一种工业电脑湿度检测控制方法，包括以下步骤：
S1、在电脑内部和外部分别安装内部传感器和外部传感器；
S2、获取电脑所在环境的露点值；
S3、确定电脑内部是否有露点生成风险，若有则报警，以提示需要进行除湿处理；
S4、重复步骤S2～S3，持续对电脑进行湿度监控。
进一步地，在步骤S2中，通过下式获取电脑环境的露点值：
Figure BDA0002934876840000031
其中，Td表示环境露点，a、b表示常数系数，e表示水汽压，E0表示0℃时的饱和水汽压，一般为6.1078hPa；
水汽压e通过下式获得：
Figure BDA0002934876840000032
其中，U表示外部传感器检测到的湿度，Ew表示干球温度所对应的纯水平液面饱和水汽压，进一步的，Ew可通过下式获得：
Figure BDA0002934876840000033
其中，T1表示水的三相点温度，一般取273.16；
T表示绝对温度，T＝273.15+t；t表示温度外部传感器检测的温度。
在步骤S3中，当内部传感器检测到的温度大于露点值时，说明电脑内部无露点生成风险；
当内部传感器检测到的温度小于等于露点值时，说明电脑内部有露点生成风险，进行报警，提示用户电脑内部湿度过高，需要进行除湿处理。
在一个优选的实施方式中，在步骤S3中，所述吸湿处理为通过放置或更换干燥盒实现。
本发明所提供的工业电脑湿度检测控制***具有以下有益效果：
(1)根据本发明提供的工业电脑湿度检测控制***，操作简单，可快速更换干燥盒；
(2)根据本发明提供的工业电脑湿度检测控制***，结构简单，成本低；
(3)根据本发明提供的工业电脑湿度检测控制***，可实时预防电脑内部出现凝露现象，从而避免电脑内部元器件受潮、霉菌腐蚀；
(4)根据本发明提供的工业电脑湿度检测控制***，可远程对多台电脑同时进行监控。
附图说明
图1示出根据本发明一种优选实施方式的工业电脑湿度监测控制***结构示意图；
图2示出根据本发明一种优选实施方式的工业电脑湿度监测控制***湿度干预卡结构示意图；
图3示出根据本发明一种优选实施方式的工业电脑湿度监测控制***湿度干预卡结构示意图；
图4示出根据本发明一种优选实施方式的工业电脑湿度监测控制***干燥盒结构示意图；
图5示出根据本发明一种优选实施方式的工业电脑湿度监测控制***湿度干预卡结构示意图；
图6示出根据本发明一种优选实施方式的工业电脑湿度监测控制方法流程图。
附图标号说明：
1-湿度干预卡；
2-干燥盒；
9-后背板；
11-开口；
12-吸湿孔；
13-滑槽；
14-卡口；
15-螺孔；
16-机箱固定架；
17-支架；
18-遮挡面板。
具体实施方式
下面通过附图和实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
其中，尽管在附图中示出了实施方式的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
一方面，本发明公开了一种工业电脑湿度检测控制***，包括温湿度传感器、湿度监控平台和湿度干预卡，其中湿度传感器与湿度监控平台通讯连接。
所述温湿度传感器至少具有两个，分别置于待监测电脑内部和电脑外部，分别称之为内部传感器和外部传感器；
进一步地，所述电脑外部是指电脑机箱所处的环境，例如若电脑机箱置于生产设备中，则外部传感器置于生产设备中，若电脑机箱置于机房中，则外部传感器置于机房中。
根据本发明一个优选的实施方式，所述温湿度传感器上还设置有供电模块，优选地，所述供电模块为电池。
本发明中温湿度传感器自带供电模块，使得其不与电脑内部电源连接，既避免了电脑内部电源对温湿度传感器的影响，例如电脑电源关闭时，又避免了温湿度传感器影响电脑内部电压电流稳定性。
优选地，所述温湿度传感器还具有通讯模块，所述通讯模块优选为蓝牙、WiFi等无线通讯模块，通过通讯模块与湿度监控平台进行通讯，将检测值传递至湿度监控平台。
所述湿度监控平台用于对温湿度传感器采集到的数据进行监控，判断待测电脑内部湿度是否过大，所述湿度监控平台可以为手机、电脑、服务器、pad中的一种或多种，优选为云端服务器。
在一个优选的实施方式中，所述湿度监控平台与多个温湿度传感器连接，同时对多台电脑进行监控。
所述湿度干预卡用于在电脑内部湿度过大时进行湿度干预，以降低电脑内部湿度。
进一步地，在本发明中，所述湿度监控平台通过对电脑内部温度与电脑外部露点进行监控，从而判断电脑内部湿度是否过大。
所述露点是指在空气中水汽含量不变，保持气压一定的情况下，使空气冷却达到饱和时的温度。当电脑机箱内部环境温度低于外部环境的露点时，环境中的水蒸气会在机箱内部表面上析出,即水由气态转变为凝集的液态，从而使得电脑内部元器件受潮、霉菌腐蚀而导致元器件失效进而出现整机功能失效、电性能、稳定性下降的风险。
根据本发明一个优选的实施方式，所述湿度监控平台中具有露点获取子模块。
更优选地，所述湿度监控平台中还具有报警子模块。
所述露点获取子模块用于获取露点值，将露点值传递至报警子模块；
报警子模块将露点值与内部传感器检测的温度值比对，确定电脑内部湿度是否过大。
所述露点获取子模块可以通过下式表示：
Figure BDA0002934876840000071
其中，Td表示环境露点，a、b表示常数系数，e表示水汽压，E0表示0℃时的饱和水汽压，一般为6.1078hPa。
优选地，在本发明中，a的取值为6～9，更优选为7.69；
b的取值为220～250，更优选为243.92；
上述参数取值为发明人根据经验总结获得，经过验证，当–80℃＜Td＜40℃时，上述参数误差为±0.14℃；当40℃≤Td＜50℃时，误差为±0.2℃。
进一步地，水汽压e可通过下式获得：
Figure BDA0002934876840000081
其中，U表示外部传感器检测到的湿度，Ew表示干球温度所对应的纯水平液面饱和水汽压，进一步的，Ew可通过下式获得：
Figure BDA0002934876840000082
其中，T1表示水的三相点温度，一般取273.16；
T表示绝对温度，T＝273.15+t；t表示温度外部传感器检测的温度。
所述报警子模块将露点获取子模块获得的露点值与内部传感器检测到的温度进行比对：
当内部传感器检测到的温度大于露点值时，说明电脑内部无露点生成风险；
当内部传感器检测到的温度小于等于露点值时，说明电脑内部有露点生成风险，进行报警；
所述报警可以是声光电报警，也可以是短信提示、屏幕弹窗提示或其它的提示方式，在本发明中不做特别限制。
所述湿度干预卡1内放置有干燥盒2。
进一步地，所述湿度干预卡1设置在电脑机箱中，湿度干预卡1的一端安装在电脑上，优选安装在电脑后背板9或前面板上，如图1～5所示所示，在安装端具有开口11，使得干燥盒2可以通过开口11从电脑机箱外部放入到电脑机箱内部；
在一个优选的实施方式中，所述湿度干预卡1的长度为150～180mm，宽度为10～20mm，高度为70～100mm，上述尺寸与电脑常规的扩展元件的最大尺寸相同，使得湿度干预卡1仅仅占用一个PIC、PICE或光驱扩展位置，对电脑的扩展能力影响小。
所述干燥盒2为长方体，所述干燥盒2中具有干燥剂。
在一个优选的实施方式中，所述干燥盒2的长度为140～160mm，高度为70～90mm，宽度为10～20mm。
根据本发明一种优选的实施方式所述干燥盒2的一面或多面为尼龙网，如图4所示，使得干燥盒2内的干燥剂能够与外界充分接触。
优选地，所述干燥剂为硅胶干燥粒。
在一个优选的实施方式中，所述湿度干预卡1具有滑槽13，所述干燥盒2放置在滑槽13中；滑槽的设计，便于干燥盒2从湿度干预卡1中取出和放入。
更优选地，所述湿度干预卡1的一个或多个侧面开口，使得干燥盒2与空气的接触范围更大。
在一个优选的实施方式中，当所述湿度干预卡1安装在电脑后背板9上时，所述湿度干预卡1是由一整片不锈钢弯折制成，降低制造成本。
进一步地，在本发明中，所述湿度干预卡1开口11的安装端形状和尺寸与电脑后背板9标准安装口相对应，在其上具有螺孔15，通过螺栓与螺孔15的配合将湿度干预卡1固定在电脑后背板9或前面板上。
优选地，在本发明中，所述电脑标准安装口是指4U机箱标准安装口。
在一个优选的实施方式中，所述湿度干预卡1上设置有吸湿孔12，使得湿度干预卡1内的干燥盒2能够吸收机箱内的水汽。
在一个更优选的实施方式中，所述湿度干预卡1的下端设置有与PCI或PCIE接口外形相似卡口14，卡口14***到电脑主板PCI或PCIE接口中，使得湿度干预卡1更加稳固的固定在电脑主板上。
在另一个优选的实施方式中，当所述湿度干预卡1安装在电脑前面板上时，所述湿度干预卡1还包括机箱固定架16和支架17，如图5所示。
所述机箱固定架16为能够固定安装在电脑机箱侧壁上的方形槽体，所述支架17通过螺栓与机箱固定架16固定连接。
进一步地，在本发明中，所述湿度干预卡1开口11的安装端形状和尺寸与前面板光驱扩展位安装口相对应。
在一个优选的实施方式中，所述湿度干预卡1两个侧面镂空，使得湿度干预卡1内的干燥盒2能够吸收机箱内的水汽。
进一步地，所述滑槽13设置在支架17上，便于干燥盒2从支架17中取出和放入。
在一个优选的实施方式中，所述湿度干预卡1还包括遮挡面板18，以遮挡住开口11，从而使得湿度干预卡1更加安全、美观。
优选地，所述遮挡面板18通过螺栓固定在支架17上。
另一方面，本发明还提供了一种工业电脑湿度检测控制方法，如图6所示，包括以下步骤：
S1、在电脑内部和外部分别安装内部传感器和外部传感器；
S2、获取电脑所在环境的露点值；
S3、确定电脑内部是否有露点生成风险，若有则报警，以提示需要进行除湿处理；
S4、重复步骤S2～S3，持续对电脑进行湿度监控。
在本发明中，对步骤S1中内部传感器和外部传感器的安装方法不做特别限定，可以是粘贴在电脑机箱上，或者采用支架固定等。
进一步地，在步骤S2中，通过下式获取电脑环境的露点值：
Figure BDA0002934876840000111
其中，Td表示环境露点，a、b表示常数系数，e表示水汽压，E0表示0℃时的饱和水汽压，一般为6.1078hPa。
优选地，在本发明中，a的取值为6～9，更优选为7.69；
b的取值为220～250，更优选为243.92；
上述参数取值为发明人根据经验总结获得，经过验证，当–80℃＜Td＜40℃时，上述参数误差为±0.14℃；当40℃≤Td＜50℃时，误差为±0.2℃。
进一步地，水汽压e可通过下式获得：
Figure BDA0002934876840000112
其中，U表示外部传感器检测到的湿度，Ew表示干球温度所对应的纯水平液面饱和水汽压，进一步的，Ew可通过下式获得：
Figure BDA0002934876840000113
其中，T1表示水的三相点温度，一般取273.16；
T表示绝对温度，T＝273.15+t；t表示温度外部传感器检测的温度。
在步骤S3中，通过将内部传感器检测到的温度与获得的露点值进行比对，确定电脑内部是否有露点生成风险。
具体地，当内部传感器检测到的温度大于露点值时，说明电脑内部无露点生成风险；
当内部传感器检测到的温度小于等于露点值时，说明电脑内部有露点生成风险。
进一步地，当电脑内部有露点生成风险时进行报警，提示用户电脑内部湿度过高，需要进行除湿处理。
所述除湿处理优选为采用干燥剂进行吸湿处理。
在一个优选的实施方式中，在步骤S3之前，还包括步骤S3’、在电脑机箱上安装湿度干预卡。
所述湿度干预卡位于电脑机箱内部，优选安装在电脑机箱后背板上。
进一步地，所述湿度干预卡具有开口，以方便的将干燥剂从机箱外部置入湿度干预卡中或替换湿度干预卡中已使用过的干燥剂。
进一步地，在步骤S3中，通过放置或更换干燥盒实现干燥剂吸湿处理。
具体地，当报警提示需要除湿处理后，将干燥盒通过湿度干预卡的开口置入湿度干预卡，或将湿度干预卡中的干燥盒替换掉。
实施例
实施例1
对某工业电脑进行湿度监测控制，在电脑内部和外部放置一个温湿度传感器。
其中，外部传感器检测的温度t＝20℃，湿度U＝80％，内部传感器检测的温度为15℃。
通过下式获取电脑环境的露点值：
Figure BDA0002934876840000131
其中，Td表示环境露点，a＝7.69，b＝243.92；
e表示水汽压，E0表示0℃时的饱和水汽压，一般为6.1078hPa。
进一步地，水汽压e可通过下式获得：
Figure BDA0002934876840000132
其中，U表示外部传感器检测到的湿度，Ew表示干球温度所对应的纯水平液面饱和水汽压，进一步的，Ew可通过下式获得：
Figure BDA0002934876840000133
则可得：
EW＝10C
＝101.368676
＝23.3708(hPa)
代入式一、式二可得环境中露点值为：
Figure BDA0002934876840000141
将内部传感器检测的温度与露点值比对，内部温度低于露点值，说明可能有露点生成，将干燥盒置于湿度干预卡中，进行除湿。
以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工业电脑湿度监测控制***，其特征在于，包括温湿度传感器、湿度监控平台和湿度干预卡(1)，其中湿度传感器与湿度监控平台通讯连接。
2.根据权利要求1所述的工业电脑湿度监测控制***，其特征在于，
所述温湿度传感器至少具有两个，分别置于待监测电脑内部和电脑外部，分别称之为内部传感器和外部传感器；
所述湿度监控平台用于对温湿度传感器采集到的数据进行监控，判断待测电脑内部湿度是否过大；
所述湿度干预卡用于在电脑内部湿度过大时进行湿度干预，以降低电脑内部湿度。
3.根据权利要求1所述的工业电脑湿度监测控制***，其特征在于，
所述温湿度传感器上设置有供电模块。
4.根据权利要求1所述的工业电脑湿度监测控制***，其特征在于，
所述湿度监控平台中具有露点获取子模块和报警子模块，
露点获取子模块接收外部传感器检测的温湿度，获取电脑外部环境露点值；
报警子模块将露点值与内部传感器检测的温度值比对，当内部传感器检测到的温度小于等于露点值时进行报警。
5.根据权利要求1所述的工业电脑湿度监测控制***，其特征在于，
所述湿度干预卡(1)安装在电脑机箱上，其具有开口(11)，通过开口(11)将干燥盒(2)置于电脑机箱中或从电脑机箱中取出。
6.根据权利要求1所述的工业电脑湿度监测控制***，其特征在于，
湿度干预卡(1)的一端安装在电脑后背板或前面板上，在安装端具有开口(11)，使得干燥盒(2)可以通过开口(11)从电脑机箱外部放入到电脑机箱内部；
所述干燥盒(2)中具有干燥剂。
7.一种工业电脑湿度监测控制方法，包括以下步骤：
S1、在电脑内部和外部分别安装内部传感器和外部传感器；
S2、获取电脑所在环境的露点值；
S3、确定电脑内部是否有露点生成风险，若有则报警，以提示需要进行除湿处理；
S4、重复步骤S2～S3，持续对电脑进行湿度监控。
8.根据权利要求7所述的工业电脑湿度监测控制方法，其特征在于，
在步骤S2中，通过下式获取电脑环境的露点值：
Figure RE-FDA0003056782930000021
其中，Td表示环境露点，a、b表示常数系数，e表示水汽压，E0表示0℃时的饱和水汽压，一般为6.1078hPa；
水汽压e通过下式获得：
Figure RE-FDA0003056782930000022
其中，U表示外部传感器检测到的湿度，Ew表示干球温度所对应的纯水平液面饱和水汽压，进一步的，Ew可通过下式获得：
Figure RE-FDA0003056782930000031
其中，T1表示水的三相点温度，一般取273.16；
T表示绝对温度，T＝273.15+t；t表示温度外部传感器检测的温度。
9.根据权利要求7所述的工业电脑湿度监测控制方法，其特征在于，
在步骤S3中，当内部传感器检测到的温度大于露点值时，说明电脑内部无露点生成风险；
当内部传感器检测到的温度小于等于露点值时，说明电脑内部有露点生成风险，进行报警，提示用户电脑内部湿度过高，需要进行除湿处理。
10.根据权利要求7所述的工业电脑湿度监测控制方法，其特征在于，
在步骤S3中，所述吸湿处理为通过放置或更换干燥盒实现。
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