一种超低温实验室用加湿器及其控制电路

技术领域

本发明涉及加湿设备技术领域，特别涉及一种超低温实验室用加湿器及其控制电路。

背景技术

目前的加湿器都是常温加湿使用，在使用环境的环境温度接近0℃时，加湿器仍可勉强使用，但对于环境温度低于0°的场景而言，如超低温实验室，由于加湿器内部的液体会产生结冰现象，导致加湿器无法正常工作，因此，只能将加湿器的主机放置在外部常温工况下，将加湿软管加长，连接到要低温加湿的超低温实验室内部以对实验室内部环境进行加湿；连接的前提是超低温实验室需要开孔来穿过加湿软管，此种方法使用条件有限，对需要低温加湿的低温实验室有特殊要求，不能通用，即现有的加湿器无法普遍应用于多种不同的超低温实验室，存在适用度差、使用灵活度低的问题。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种超低温实验室用加湿器，可确保加湿器在低于0℃的场景下仍可正常工作，增大加湿器的适用范围。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种超低温实验室用加湿器，包括保温罐、箱体和喷雾机构和喷雾软管，所述箱体内设置有雾化水箱、控制装置以及与控制装置电性连接的送雾机构和加热机构，所述保温罐设置于所述箱体的顶部，并与所述雾化水箱连接；所述加热机构设置于所述雾化水箱内，用于加热雾化水箱内的水，所述雾化水箱用于对水进行雾化；所述喷雾机构设置于所述箱体的上方，所述喷雾软管的一端与所述喷雾机构连接，所述喷雾软管的另一端与位于所述箱体内的送雾机构连接。

所述的超低温实验室用加湿器中，所述箱体内还设置有缓冲水箱以及所述控制装置电性连接的循环水泵和控水阀，所述箱体的顶部设置有进水塞，所述保温罐的底部通过所述进水塞与所述缓冲水箱连通，所述缓冲水箱通过所述控水阀以及所述循环水泵与所述雾化水箱连接。

所述的超低温实验室用加湿器中，所述雾化水箱内设置有与所述控制装置电性连接的水位开关和换能器，所述换能器设置于所述雾化水箱的底部，用于实现水的雾化；所述水位开关设置于所述雾化水箱的底部，用于实现雾化水箱的低水位检测；所述雾化水箱的顶部和底部还分别设置有溢水口和排水口。

所述的超低温实验室用加湿器中，所述保温罐包括罐体以及与所述罐体可拆卸连接的顶盖，所述罐体包括第一外层和第一内层，所述顶盖包括第二外层和第二内层，所述第一外层和所述第一内层之间以及所述第二外层以及所述第二内层之间分别填充有保温材料。

所述的超低温实验室用加湿器中，所述喷雾机构包括分水管、喷雾板以及固定件，所述固定件与所述分水管固定连接，所述固定件用于实现喷雾机构的固定，所述分水管的底部与所述喷雾软管的一端连接，所述喷雾板包括多块，多块所述喷雾板分别均匀地设置于所述分水管的两侧，所述喷雾板上均匀地开设有多个喷雾孔。

所述的超低温实验室用加湿器中，所述喷雾软管倾斜设置，所述喷雾软管与水平地面之间的夹角大于15°。

所述的超低温实验室用加湿器中，所述加热机构包括分别与所述控制装置电性连接的恒温加热器和温控器，所述恒温加热器和所述温控器分别设置于所述雾化水箱内，所述恒温加热器用于加热雾化水箱内的水，所述温控器用于获取雾化水箱内的水的实时温度。

所述的超低温实验室用加湿器中，所述箱体的底部设置有多个带自锁装置的脚轮。

本发明还相应地公开了一种超低温实验室用加湿器的控制电路，所述控制电路用于实现如上任一所述的超低温实验室用加湿器的工作控制，所述控制电路包括输入处理单元、加热单元、保护单元和高频振荡单元，所述输入处理单元的输入端用于连接外部电源，所述输入处理单元的输出端、所述加热单元、所述保护单元以及所述高频振荡单元并联连接。

所述的超低温实验室用加湿器的控制电路中，还包括风机控制单元和循环水泵控制单元，所述风机控制单元的输入端以及所述循环水泵控制单元的输入端分别与所述输入处理单元的输出端连接。

有益效果：

本发明提供了一种超低温实验室用加湿器，雾化水箱内设有加热机构，可避免雾化水箱内的水结冰，确保加湿器正常产生雾气，且设置有保温罐，可避免雾化水箱的进水温度过低，减少热损失，降低加湿器工作时的工作能耗；进一步地，通过送雾机构向位于箱体上方的喷雾机构送雾气，可防止凝结水堵塞喷雾机构，确保正常喷雾，提高加湿器工作时的稳定度。

附图说明

图1为本发明提供的加湿器的结构示意图；

图2为本发明提供的控制电路的电路结构图。

主要元件符号说明：1-保温罐、2-箱体、21-雾化水箱、211-水位开关、212-换能器、213-循环水泵、214-溢水口、215-排水口、22-控制装置、23-风机、241-恒温加热器、242-温控器、25-缓冲水箱、251-控水阀、252-进水塞、26-脚轮、31-分水管、32-喷雾板、321-喷雾孔、33-固定件、4-喷雾软管。

具体实施方式

本发明提供了一种超低温实验室用加湿器及其控制电路，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制；此外，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明提供了一种超低温实验室用加湿器，包括保温罐1、箱体2和喷雾机构和喷雾软管4，所述箱体2内设置有雾化水箱21、控制装置22以及与控制装置22电性连接的送雾机构和加热机构，所述保温罐1设置于所述箱体2的顶部，并与所述雾化水箱21连接；所述加热机构设置于所述雾化水箱21内，用于加热雾化水箱21内的水，所述雾化水箱21用于对水进行雾化；所述喷雾机构设置于所述箱体2的上方，所述喷雾软管4的一端与所述喷雾机构连接，所述喷雾软管4的另一端与位于所述箱体2内的送雾机构连接；在本实施例中，所述控制装置22可以是单片机。

本申请公开了一种超低温实验室用加湿器，雾化水箱21内设有加热机构，可避免雾化水箱21内的水结冰，确保加湿器正常产生雾气，且设置有保温罐1，可避免雾化水箱21的进水温度过低，减少热损失，降低加湿器工作时的工作能耗；进一步地，通过送雾机构向位于箱体2上方的喷雾机构送雾气，可防止凝结水堵塞喷雾机构，确保正常喷雾，提高加湿器工作时的稳定度；通过加热机构、保温罐1和喷雾机构配合，使加湿器可正常工作于低于0℃的场景，扩大了加湿器的适用范围，提高了加湿器的工作灵活度。

在本实施例中，所述送雾机构包括风机23，所述风机23的送风端与所述喷雾软管4的另一端连接，雾化水箱21内所产生的雾气通过风机23输送至喷雾机构内。

进一步地，请参阅图1，所述箱体2内还设置有缓冲水箱25以及所述控制装置22电性连接的循环水泵213和控水阀251，所述箱体2的顶部设置有进水塞252，所述保温罐1的底部通过所述进水塞252与所述缓冲水箱25连通，所述缓冲水箱25通过所述控水阀251以及所述循环水泵213与所述雾化水箱21连接。

在本实施例中，设置缓冲水箱25用于实现雾化水箱21内的水循环，使雾化水箱21内的水可保持流动状态，进一步降低雾化水箱21内的水出现结冰问题的可能性；且由于加热机构的加热范围有限，通过设置循环水泵213进行水循环，可实现热传递，避免出现局部结冰问题，大大降低了雾化水箱21内部出现结冰问题的可能性，提高雾化水箱21工作时的稳定度。

在本实施例中，可在控制装置22内预先设置循环水泵213的预设工作频率和控水阀251的预设开度，循环水泵213根据预设工作频率工作且控水阀251根据预设开度工作，实现雾化水箱21与缓冲水箱25之间的水循环；此外，还可在控制装置22内设置循环模式以及循环模式的工作时间和工作时长，当达到预设的工作时间时，加湿器执行循环模式，循环水泵213根据预设工作频率工作且控水阀251根据预设开度工作，当达到工作时长时，退出循环模式，循环水泵213和控水阀251停止工作，即循环水泵213和控水阀251定期工作而非长期不停机工作，可降低加湿器的工作能耗。

在本实施例中，所述缓冲水箱25通过所述进水塞252与所述保温罐1连接，可提高缓冲水箱25与保温罐1的连接紧密度，进一步降低热损失。

进一步地，请参阅图1，所述雾化水箱21内设置有与所述控制装置22电性连接的水位开关211和换能器212，所述换能器212设置于所述雾化水箱21的底部，用于实现水的雾化；所述水位开关211设置于所述雾化水箱21的底部，用于实现雾化水箱21的低水位检测；所述雾化水箱21的顶部和底部还分别设置有溢水口214和排水口215。

在本实施例中，换能器212通过逆电压效应原理，给雾化片通入高频电压，使雾化片产生高频振动；利用换能器212的高频振动，将水雾化成5微米左右的微小悬浮颗粒，并通过送雾机构和喷雾机构配合，将雾气吹到空气中，起到加湿的目的；所述换能器212为超声波换能器212。

在本实施例中，设置水位开关211，当水位开关211反馈检测信号至控制装置22时，表明雾化水箱21内水位较低，加湿器内缺水；由于换能器212的振荡频率比较高，并且加热机构以及换能器212在工作时会产生热量，热量的消散主要是靠水来进行冷却散热，如果在缺水时加湿器仍保持工作，就会出现换能器212或者是恒温加热器241出现损坏问题，因此，当水位开关211反馈检测信号时，控制装置22控制加湿器停止工作，提高加湿器工作时的安全度。

进一步地，请参阅图1，所述保温罐1包括罐体以及与所述罐体可拆卸连接的顶盖，所述罐体包括第一外层和第一内层，所述顶盖包括第二外层和第二内层，所述第一外层和所述第一内层之间以及所述第二外层以及所述第二内层之间分别填充有保温材料；在本实施例中，所述顶盖与所述罐体通过卡扣实现可拆卸连接，所述罐体为一体成型结构，所述顶盖为一体成型结构。

在本实施例中，所述第一外层、第一内层、第二外层和第二内层均采用不锈钢制成，所述保温材料为PU发泡层；采用双层结构配合保温材料，可对保温罐1内的水进行有效保温的同时，避免保温罐1内的热量耗散对实验室环境温度的影响。

进一步地，请参阅图1，所述喷雾机构包括分水管31、喷雾板32以及固定件33，所述固定件33与所述分水管31固定连接，所述固定件33用于实现喷雾机构的固定，所述分水管31的底部与所述喷雾软管4的一端连接，所述喷雾板32包括多块，多块所述喷雾板32分别均匀地设置于所述分水管31的两侧，所述喷雾板32上均匀地开设有多个喷雾孔321。

在本实施例中，所述喷雾板32包括六块，所述分水管31的两侧分别均匀地设置有三块所述喷雾板32；所述喷雾板32与所述分水管31为一体结构，所述喷雾板32以及所述分水管31采用PVC制成；通过多个喷雾板32配合多个喷雾孔321进行喷雾，可增大雾气扩散范围和扩散均匀度，降低加湿器加湿时所耗费的水资源，提高水的利用率。

在本实施例中，所述固定件33包括一体成型的固定环和固定杆，所述固定环与所述分水管31固定连接，所述固定杆上开设有一或多个固定孔，通过固定孔与超低温实验室内的装置进行螺栓连接，实现喷雾机构的固定，所述超低温实验室内的装置可以是杆或支架。

进一步地，请参阅图1，所述喷雾软管4倾斜设置，所述喷雾软管4向箱体2的一侧倾斜；所述喷雾软管4与水平地面之间的夹角大于15°。

在本实施例中，喷雾软管4在输送雾气的过程中，容易导致喷雾软管4与分水管31的连接端凝结水，因此，将喷雾机构设置于箱体2的上方，采用从下向上的加湿方法，当分水管31和喷雾板32的温度较低时，在喷雾板32中出现的凝结水时可以迅速排回至雾化水箱21内，防止凝结水在喷雾板32和加湿软管内结冰，确保喷雾机构可正常喷雾，提高加湿器工作时的稳定度。

进一步地，请参阅图1，所述加热机构包括分别与所述控制装置22电性连接的恒温加热器241和温控器242，所述恒温加热器241和所述温控器242分别设置于所述雾化水箱21内，所述恒温加热器241用于加热雾化水箱21内的水，所述温控器242用于获取雾化水箱21内的水的实时温度；在本实施例中，所述控制装置22根据温控器242反馈的实时温度结果调整恒温加热器241的工作状态，避免雾化水箱21内的水出现结冰问题，且可避免恒温加热器241长时间不停机工作，降低加湿器工作时的工作能耗。

进一步地，请参阅图1，所述箱体2的底部设置有多个带自锁装置的脚轮26，在本实施例中，所述箱体2的底部设置有两个带自锁装置的脚轮26，所述脚轮26与所述箱体2的底部螺栓连接；设置带自锁装置装置的脚轮26，方便用户移动加湿器至适宜的加湿位置，并将移动后的加湿器固定，提高加湿器工作时的灵活度，从而提高用户的使用体验。

请参阅图2，本发明还相应地公开了一种超低温实验室用加湿器的控制电路，所述控制电路用于实现如上任一所述的超低温实验室用加湿器的工作控制，所述控制电路包括输入处理单元、加热单元、保护单元和高频振荡单元，所述输入处理单元的输入端用于连接外部电源，所述输入处理单元的输出端、所述加热单元、所述保护单元以及所述高频振荡单元并联连接。

进一步地，请参阅图2，所述超低温实验室用加湿器的控制电路还包括风机控制单元和循环水泵控制单元，所述风机控制单元的输入端以及所述循环水泵控制单元的输入端分别与所述输入处理单元的输出端连接。

在本实施例汇总，请参阅图2，所述输入处理单元包括第一变压器T1、第一整流部、第一电容C1、第一电阻R1和第五二极管D5；所述保护单元包括第一三极管Q1、水位开关211OTC1、第二电阻R2、第十五二极管D15、第三电阻R3、第四电阻R4、第一可变电阻VR1、第二可变电阻VR2和第二电容C2；所高频振荡单元包括第一晶振X1、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第六电阻R6、第七电阻R7、第二三极管Q2和第六二极管D6；所述风机控制单元包括第二整流部、第八电容C8和风机M2，所述循环水泵控制单元包括第三整流部、第七电容C7和循环水泵M1；所述变压器T1的引脚1和引脚2用于连接输入电源，所述变压器T1的引脚5和引脚6与所述第一整流部连接，所述第一整流部的输出端分别与所述第一电容C1、第一电阻R1、第五二极管D5和电加热FH1并联，所述第一电阻R1与所述第五二极管D5串联，所述第一整流部的输出端分别与所述加热单元、所述保护单元以及所述高频振荡单元连接；所述第一变压器T1的引脚7和引脚8与所述第二整流部的输入端连接，所述第二整流部的输出端分别与所述第八电容C8以及所述风机M2连接；所述第一变压器T1的引脚3和引脚4分别与所述第三整流部的输入端连接，所述第三整流部的输出端分别与所述第七电容C7以及所述循环水泵M1连接。

在本实施例中，当水位开关211反馈检测信号至控制装置22时，水位开关211断开，即保护电路及与保护电路并联连接的高频振荡电路断开，换能器212停止工作，避免加湿器工作时温度过热，且避免换能器212和恒温加热器241出现损坏问题，提高加湿器工作时的稳定度和安全度。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。