基于风向分析的温室大棚降温系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于风向分析的温室大棚降温系统，包括导风板、传感器和传感系统信号处理器，传感系统信号处理器根据传感器的输出值计算风速，并使导风板沿着风向展开，传感器包括圆环电容单元组合条状电容单元组，条状电容单元组设置在基板圆环电容单元组外的四角或者圆心，圆环电容单元组包括至少一组圆环电容单元对，圆环电容单元对包括两个相互圆环电容单元，条状电容单元组是由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个圆环电容单元和条状电容单元均包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极。充分利用当地的季风性资源，通过对风向的测量分析，对大棚温室的通风窗口进行改进，对自然风加以引导，实现自然通风降温。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农产品生产
，涉及温室大棚的降温控制，具体涉及一种基于 风向分析的温室大棚降温系统。
技术介绍
华南地区地处亚热带季风气候区，夏季炎热气温高，高温高湿天气时间长，温室内 湿热空气不易散发，需配置通风降温设施，满足农作物生长需求，避免温室闲置荒废，实现 周年轮作，提高设施的利用率。 夏季对温室大棚进行降温的方式多种多样，例如：机械通风、遮阳降温、蒸发降温、 湿帘-风机降温、喷雾降温、屋顶喷淋降温、机械制冷降温、空气-土壤热交换降温等等方 式，但是这些方式多要消耗其他的资源来达到降温的目的，比如：电能、水资源等，没用充分 利用当地的季风性资源。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于风向分析的温室大棚降温系统， 充分利用当地的季风性资源，通过对风向的测量分析，对大棚温室的通风窗口进行改进，对 自然风加以引导，实现自然通风降温。 本专利技术的技术方案是：一种基于风向分析的温室大棚降温系统，包括导风板、传感 器和传感系统信号处理器，传感系统信号处理器根据传感器的输出值计算风速，并使导风 板沿着风向展开，传感器包括圆环电容单元组合条状电容单元组，所述条状电容单元组设 置在基板圆环电容单元组外的四角或者圆心，所述圆环电容单元组包括至少一组圆环电容 单元对，圆环电容单元对包括两个相互圆环电容单元，所述条状电容单元组是由两个以上 的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个圆环电容单元和条状电容单元均包括上极板的驱 动电极和下极板的感应电极。 所述导风板包括水平导风板和侧向导风板，侧向导风板设在大棚四周通风窗两 侦牝水平导风板设在通风窗下窗沿，紧靠通风窗内侧，侧向导风板沿着风向展开，风速在 0. 3~1.0 m · S4范围内，水平导风板不转动，风速超过1.0 m · S H时，水平导向板与水平方 向夹角为其中，h为水平导风板与温室内植物层的高度。所述一个通风窗设有一对侧向 0.3 导风板，侧向导风板向中间开合，所述侧向导风板包括固定端和自由端，自由端厚度要比导 风板板面处薄，两个侧向导风板搭接的自由端内侧设有柔性凸起结构。所述圆环电容单元 的感应电极和驱动电极正对且形状相同，条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同， 驱动电极长度两端分别预留左差位s左和右差位δ右，b 0驱=b0S+s右+ δ左，其中b0驱为 条状电容单元的驱动电极长度，心^为感应电极长度。所述条状电容的差位δ&= ，且 δΑ_ 2 Clrr^，其中Cltl为介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，τ ymax为最大应力值。所述 条状电容单元的驱动电极和感应电极沿宽度方向设有初始偏移δ x。。所述条状电容的宽度 = f，其中，Cltl为介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述圆 环电容单元组和条状电容单元组的驱动电极通过一个引出线与传感系统信号处理器连接， 所述圆环电容单元组的感应电极的每个圆环单独引线与传感系统信号处理器连接，条状电 容单元组的感应电极设一根引线。所述传感系统信号处理器和电容单元之间设有中间变换 器，变换器用于设置电压或频率对电容的传输系数。 本专利技术的有益效果是：本专利技术的温室降温系统通过利用传感器测量风速，控制导 风板的风向，最大限度的开发了季风性资源，节约能源，并且本专利技术在传感器选择上，设计 出了以PCB板为平行板电极和PDMS为基材的介质层，平面尺寸为10X IOmm2的组合式电容 敏感器件。本专利技术在通过电容测量二维力的基础上，有效使用平板的使用面积，并且通过差 动等方法有效解决二维力耦合，从而使法向与切向转换都达到较高的线性、精度与灵敏度。【附图说明】 图1是本专利技术的【具体实施方式】的同心圆环偏移错位面积分析图。 图2是本专利技术的【具体实施方式】的同心圆环错位对外径圆分析图。 图3是本专利技术的【具体实施方式】的平行板电容的平面设计图。 图4是本专利技术的【具体实施方式】的条形电容单元组平面设计图。 图5是本专利技术的【具体实施方式】的两组圆环电容组结构图。 图6是本专利技术的【具体实施方式】的单元电容对的信号差动示意图。 图7是本专利技术的【具体实施方式】的平行板电容器剖面结构。 图8为本专利技术【具体实施方式】的温室大棚的结构图。 图9为本专利技术【具体实施方式】导风板的结构图。 图10为本专利技术【具体实施方式】以温室大棚为主体的坐标系。 其中，1驱动电极、2感应电极、3侧向导风板、301固定端、302自由端、303转轴、4 水平导风板、5上PCB板、6下PCB板。【具体实施方式】 下面对照附图，通过对实施例的描述，本专利技术的【具体实施方式】如所涉及的各构件 的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及 操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术 方案有更完整、准确和深入的理解。 本专利技术的主要思路是：夏季利用季风性资源对温室大棚进行通风降温，风速在 0. 3~1.0 m · f范围内时，对植物降温和生长有促进作用，植物叶片的边界层阻力减少，气 孔导度增大，光合作用增强。若风速过高，会导致植物的部分气孔关闭，气孔导度降低，光合 作用降低。因此，必须对通过温室的气流进行测量，对于低风速，可以将气流引导到植物层， 给植物降温，促进植物生长，而对于高风速，要避免流向植物层。同时，对风向进行监测，通 过导风板等结构引导气流沿着原来的水平方向通过温室，避免在温室内形成过强的紊流， 影响植物生长。另外，冷空气在经过温室的过程中将以约7度的角度扩散，亦即气流每流动 2. 5m将扩散0. 3m，因此，在竖直方向上也需要对风向进行引导。 如图8所示，为本专利技术的温室大棚侧墙上的通风窗口的安装示意图，为了图片清 晰，后侧和另一端的通风窗口没有画出，通风窗口设有水平导风板和侧向导风板。本专利技术的 导风板包括自由端和固定端，侧向导风板的自由端厚度要比导风板板面处更薄，每个通风 窗口设有一个水平导风板和两个侧向导风板，两个侧向导风板分别固定在通风窗的两个侧 面，分别向两侧开合，水平导风板设在窗口的下侧。一对侧向导风板中，一个侧向导风板的 自由端内表面相对板面凹陷，一个侧向导风板的自由端外表面相对板面凹陷。相对凹陷的 两面中其中的一面上设有凸起结构，该凸起结构的高度和侧向导风板闭合后两个导风板之 间的间隙相匹配。固定端设在转动轴上，自由端围绕转动轴转动，实现通风功能。 较佳的，作为一种可实施方式，凸起结构的材质为柔性材料，如塑料、海绵、树脂 等，在导风板闭合过程中，两个自由端相互搭接，凸起结构与另一个自由端之间为柔性接 触，可实现其与板面的紧密贴合，能够更好有效的保证温室的气密性。导风板的自由端转动 是通过电机的带动实现的，因此需要将导风板与电机进行装配。本专利技术的通风窗为连续设 置，保证气流分布均匀，方向给定准确，窗口设置在稍高于植物层的位置，水平导向板设置 在温室内部，侧向导风板为向外开合。 本专利技术通过一个圆环型的电容式压力传感器来测量风向，由于风是一个相对较大 范围内形成的气体流动，所以近似认为近地面风向是水平的，为了连续测量风速的大小和 方向，本专利技术将传感器设置在通风窗口的下窗沿或上窗沿，在实际使用的过程中，压力传感 器将测量到的电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于风向分析的温室大棚降温系统，其特征在于，包括导风板、传感器和传感系统信号处理器，传感系统信号处理器根据传感器的输出值计算风速，并使导风板沿着风向展开，传感器包括圆环电容单元组合条状电容单元组，所述条状电容单元组设置在基板圆环电容单元组外的四角或者圆心，所述圆环电容单元组包括至少一组圆环电容单元对，圆环电容单元对包括两个相互圆环电容单元，所述条状电容单元组是由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个圆环电容单元和条状电容单元均包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王蒙，刘珊，陈代，李菲，方安琪，
申请(专利权)人：安徽机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34