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龍圖騰網(wǎng)獲悉上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司申請的專利一種恒溫恒濕箱控制方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN120010606B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-23發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510158903.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05D27/02；該發(fā)明授權(quán)一種恒溫恒濕箱控制方法是由楊昱峰;沈福軍設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-02-13向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種恒溫恒濕箱控制方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明涉及恒溫恒濕箱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種恒溫恒濕箱控制方法，包括以下步驟：S1、設(shè)計恒溫恒濕系統(tǒng)，基于帕爾貼效應(yīng)通過改變電流的極性控制模式轉(zhuǎn)換，模式包括制冷和加熱；本發(fā)明在使用時，較傳統(tǒng)恒溫恒濕類產(chǎn)品，節(jié)省了零部件，有利于節(jié)約成本，根據(jù)濕度數(shù)據(jù)變化動態(tài)調(diào)節(jié)加濕和除濕的速率和調(diào)節(jié)加濕和除濕的強(qiáng)度，有利于提高了濕度在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)波動的穩(wěn)定性，優(yōu)化控制策略，確保溫度差在±0.5℃內(nèi)被視為已穩(wěn)定。不僅有利于提高溫度控制的精確性，還避免了過度調(diào)節(jié)和能源浪費，在接近目標(biāo)溫濕度時，選擇低功率調(diào)整非關(guān)鍵設(shè)備，達(dá)到節(jié)能和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的效果，有利于提高了恒溫恒濕系統(tǒng)的適應(yīng)性、效率和可靠性。

本發(fā)明授權(quán)一種恒溫恒濕箱控制方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種恒溫恒濕箱控制方法，其特征在于，包括以下步驟： S1、設(shè)計恒溫恒濕系統(tǒng)，基于帕爾貼效應(yīng)通過改變電流的極性控制模式轉(zhuǎn)換，模式包括制冷和加熱； S2、通過傳感器采集恒溫恒濕箱內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測制冷模式和加熱模式下溫度和濕度的變化； S3、根據(jù)濕度數(shù)據(jù)的高低變化，控制恒溫恒濕系統(tǒng)進(jìn)行對應(yīng)除濕和加濕的工作； S4、根據(jù)恒溫恒濕箱預(yù)設(shè)的溫度條件，通過控制電流的方向調(diào)節(jié)恒溫恒濕箱內(nèi)部的溫度； S5、根據(jù)溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)在調(diào)節(jié)時的變化進(jìn)行智能分析和優(yōu)化； 在步驟S1中，設(shè)計恒溫恒濕系統(tǒng)，基于帕爾貼效應(yīng)通過改變電流的極性控制模式轉(zhuǎn)換，模式包括制冷和加熱的方法為： 將傳統(tǒng)恒溫恒濕產(chǎn)品內(nèi)的制冷壓縮機(jī)、蒸發(fā)器和空氣加熱器替代為半導(dǎo)體致冷器，將除濕器和水槽加熱器替代為水冷半導(dǎo)體致冷器，用兩塊不同材料的導(dǎo)體連接成電偶，帕爾貼效應(yīng)依靠電流通過兩種不同材料的半導(dǎo)體時，在電偶的冷端吸熱、熱端放熱，從而實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)；通過反轉(zhuǎn)電流的方向，冷端與熱端的功能互換，從而實現(xiàn)制冷和加熱兩種模式，帕爾貼效應(yīng)與溫度調(diào)節(jié)公式：，其中表示由電流和溫差引起的總熱效應(yīng)，是熱電系數(shù)，是熱導(dǎo)率，是兩端溫差，是電流強(qiáng)度，是溫差的平方，是直流電壓，是半導(dǎo)體的熱電阻，表示單位時間內(nèi)傳遞的熱量； 在步驟S2中，通過傳感器采集恒溫恒濕箱內(nèi)部的溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測制冷模式和加熱模式下溫度和濕度的變化的方法為： 通過傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，傳感器包括PT100溫度傳感器和DHT22濕度傳感器，采集到的溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)通過Arduino微控制器進(jìn)行實時處理，溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)被校準(zhǔn)并經(jīng)過濾波處理，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)監(jiān)控箱內(nèi)的溫濕度變化，設(shè)目標(biāo)溫度為，目標(biāo)濕度為，濾波處理公式：，其中是濾波器的時間常數(shù)，是拉普拉斯變換變量，是系統(tǒng)的傳遞函數(shù)； 根據(jù)溫濕度變化判斷是否需要切換工作模式，在制冷模式下，溫度逐漸降低，濕度上升，在加熱模式下，溫度升高，濕度下降；實時的溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)通過UART、I2C或SPI中任意一種的通信協(xié)議進(jìn)行傳輸，用于實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)，判斷公式：，其中表示當(dāng)前溫度與目標(biāo)溫度之間的差異，表示當(dāng)前濕度與目標(biāo)濕度之間的差異，當(dāng)且時切換工作模式，是溫度偏差的閾值，是濕度偏差的閾值； 在步驟S3中，根據(jù)濕度數(shù)據(jù)的高低變化，控制恒溫恒濕系統(tǒng)進(jìn)行對應(yīng)除濕和加濕的工作的方法為： 用戶自行設(shè)定濕度的上下限閾值，當(dāng)濕度低于40%RH時啟動加濕操作，超過70%RH時啟動除濕操作；除濕過程中，通過水冷半導(dǎo)體制冷器利用帕爾貼效應(yīng)使冷端溫度降至低于空氣露點溫度，從而實現(xiàn)水蒸氣凝結(jié)；加濕時，通過改變水冷半導(dǎo)體制冷器的直流電壓極性，對恒溫恒濕箱中的加濕水槽內(nèi)的水進(jìn)行加熱，水溫上升后，水汽蒸發(fā)，達(dá)到加濕目的，濕度變化公式：，其中是溫度變化率與濕度變化率的比值，表示濕度變化對溫度調(diào)整的線性影響程度，表示溫差變化對濕度調(diào)整的影響程度，表示空氣中的水蒸氣開始凝結(jié)的溫度，濕度閾值控制公式：，其中代表當(dāng)前的濕度值，是除濕模式啟動，是加濕模式啟動； 除濕過程和加濕過程都受到傳感器的實時反饋，根據(jù)實際濕度變化動態(tài)調(diào)節(jié)操作強(qiáng)度，同時，還會調(diào)節(jié)加濕和除濕速率以及實施溫度保護(hù)和濕度保護(hù)，并記錄濕度數(shù)據(jù)和操作日志，分析和優(yōu)化濕度控制策略，動態(tài)調(diào)節(jié)公式；，其中是加濕過程中的濕氣的質(zhì)量流量，是加濕過程的函數(shù)，是加濕效率，是當(dāng)前的溫度差，是制冷功率，是除濕過程中的濕氣的質(zhì)量流量，是除濕過程的函數(shù)，是除濕效率，是當(dāng)前的溫度差，是加熱功率； 在步驟S4中，根據(jù)恒溫恒濕箱預(yù)設(shè)的溫度條件，通過控制電流的方向調(diào)節(jié)恒溫恒濕箱內(nèi)部的溫度的方法為： 通過PT100溫度傳感器實時從恒溫恒濕箱內(nèi)采集的溫度數(shù)據(jù)，與用戶預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度進(jìn)行比較；通過計算溫度差，判斷是否需要調(diào)整電流方向，以執(zhí)行加熱或制冷中任意一種操作；采用PID控制算法來平穩(wěn)調(diào)節(jié)溫度，通過實時監(jiān)控溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行閉環(huán)控制，當(dāng)溫度高于用戶預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度，則啟動制冷模式；當(dāng)溫度低于用戶預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度，則反向調(diào)節(jié)電流方向，啟動加熱模式，PID控制算法的表達(dá)式：，其中是控制輸出，是誤差，是比例增益，是積分增益，是微分增益，是誤差的積分，是誤差的導(dǎo)數(shù)： 通過動態(tài)調(diào)整PID參數(shù)模型優(yōu)化響應(yīng)時間和平衡反應(yīng)力度；溫度差若小于容忍范圍±0.5°C，則視為溫度已穩(wěn)定；同時，設(shè)有過溫和低溫保護(hù)機(jī)制，并通過自適應(yīng)算法優(yōu)化PID參數(shù)，根據(jù)過往溫度數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)整控制策略，動態(tài)調(diào)整PID參數(shù)模型表達(dá)式：，其中是一個時間依賴的函數(shù)，是比例增益的基準(zhǔn)值，是比例增益隨誤差變化的調(diào)整系數(shù)，是當(dāng)前誤差，是動態(tài)變化的積分增益，是積分增益的基準(zhǔn)值，是一個系數(shù)控制誤差積分對增益的影響，表示從起始時間到當(dāng)前時刻的誤差積分，是動態(tài)變化的微分增益，是微分增益的基準(zhǔn)值，是微分增益調(diào)整系數(shù)，是誤差的變化率； 在步驟S5中，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)在調(diào)節(jié)時的變化進(jìn)行智能分析和優(yōu)化的方法為： 通過計算溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)分別與目標(biāo)值的差異，智能選擇加熱、制冷、加濕或除濕中的任意一種工作模式，當(dāng)溫度數(shù)據(jù)超出用戶預(yù)設(shè)目標(biāo)值時，根據(jù)濕度數(shù)據(jù)選擇啟動制冷或加熱中的任意一種工作模式，同時根據(jù)濕度數(shù)據(jù)用戶預(yù)設(shè)目標(biāo)值的誤差決定是否啟動加濕或除濕中的任意一種工作模式；當(dāng)溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)同時出現(xiàn)波動，采用平衡控制策略，實現(xiàn)加熱、制冷、加濕和除濕模式的同步調(diào)節(jié)，智能選擇公式：，其中是在時刻的狀態(tài)向量，是下一個時刻的狀態(tài)，是當(dāng)前狀態(tài)到下一個狀態(tài)的線性關(guān)系的矩陣，是控制矩陣，是在時刻的控制輸入向量； 利用PID控制算法，結(jié)合比例、積分和微分項來實時調(diào)整工作模式，同時，通過自適應(yīng)調(diào)節(jié)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化控制策略，持續(xù)學(xué)習(xí)溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)的波動規(guī)律，此外，通過模糊控制進(jìn)行智能決策，處理不確定性和復(fù)雜情境下的溫度和濕度調(diào)節(jié)需求，通過溫濕度耦合控制，協(xié)調(diào)溫濕度調(diào)節(jié)過程，在接近用戶預(yù)設(shè)目標(biāo)溫濕度時選擇低功率調(diào)整非關(guān)鍵設(shè)備，模糊控制與智能決策的表達(dá)公式：，其中是溫度誤差的模糊隸屬函數(shù)，是濕度誤差的模糊隸屬函數(shù)。

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