[发明专利]便携式列车温湿度舒适性测试仪

说明书

技术领域

本发明涉及检测仪器领域，具体有关一种便携式列车车厢内温湿度舒适性的检测方法与装置。

背景技术

温湿度控制在日常生活和工业生产中使用比较普遍，而在空调列车车厢空气环境中，温湿度是主要的影响因素之一。随着技术的发展，为保障行车安全和提高乘坐的舒适性，现在的旅客列车普遍采用密闭的空调车厢，在长时间的行车过程中，车内与车外环境隔离开来，成为一个相对独立的空间，有必要对对车内环境进行监控与测评，对温度、湿度等因素对人体舒适度的影响进行更加系统的研究，深入探讨列车车厢内环境温湿度对人的影响，不断改善车内的空气环境，使旅客在乘车的过程中减少疲劳和不舒适感。

车厢内温湿度随室外温湿度及乘客数量变化而波动，车厢内湿度场和温度场分布不均匀，不同位置的乘客对车室内的热舒适感差别较大。通过随车实时动态的检测车厢内不同位置的温湿度，在分析车内温湿度对影响旅客乘坐舒适性的关系的基础上，提出基于高速列车温湿度舒适性的评价指标和评价方法，对于改善车内气流组织、优化高速动车组空调换气系统提供参考和建议，提高高速列车旅客乘坐的舒适性具有重要意义。

常见的低端温湿度测试产品多采用机械指针式或水银柱式温湿度计，质量轻，没有LED显示屏，不方便读取测量值，难以向智能化方向发展，也不利于进行功能扩展。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种基于单片机的列车温湿度舒适性测试仪设计，力图使设计简单实用，体积小、重量轻、便于携带，适合现场随车检测温湿度，测量精度高、响应速度快、稳定性好、抗结露能力强、湿滞小。同时带有接口电路、利于扩展。

本测试仪设计拟通过固定连接温湿度探头(温湿度模块)测量车厢内动态瞬时温湿度和平均温湿度，把测试信号转化为数字信号，传递给单片机，由单片机进行数据处理并送给显示单元。

本装置参照UIC553标准《客车采暖、通风和空调》有关空气舒适温度、通风量和微风速的标准以及GB5599-85“铁道技术标准能评定与试验规范”进行设计。本设计的核心电路有温湿度测量模块、单片机控制模块、显示模块、扩展接口模块、PC RS-232接口以及给各个模块供电的电源模块。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、传感器采用湿敏电容作为湿度检测部件，高精度铂电阻PT1000作为温度的敏感元件，选用集成温湿度传感器，同时测量温度和湿度信号。可以根据输出信号的形式，进行A/D转换后送入单片机。

2、单片机的程序通过在线编程写入，方便读写修改和下载、调试程序；单片机同时配有扩展口，可扩展实现多路测量、多路显示、串口/并口传输、模式切换等功能。单片机系统的任务是完成现场环境参量的采集、存储与处理。

3、显示器件为双显示LCD含模拟刻度指示(同时显示温度、湿度)，双读值(％RH及℃/°F)。内置时钟芯片，可以实时显示时间和预约时间自动(激活/关机)储存资料功能，可以记录最大及最小测量值。手动记录可以存储99笔由LCD显示读取的资料，连续记忆储存容量达15000笔，通过USB接口与电脑通信读取记录数据，保存为txt格式的文字表格。

4、为实现便于携带和随车测试，电路元器件尽量采用贴片器件，减小电路板的尺寸，尽量使结构紧凑，并满足功能要求。本仪表采用电池供电，低功耗设计方便移动检测，同时配置电源适配器以便电池电量不够时使用。

温湿度计的温度测量范围：-20℃～60℃(-4°F～140°F)，湿度测量范围：10％RH～95％RH，分辨率为0.1℃/0.1°F/0.1％RH，准确度温度：±0.5℃(±0.9°F)，湿度：±3％RH(25℃时30～95％RH)；±5％RH(25℃时10～30％RH)。

具体实施方式

图1是温湿度测试仪内部结构框图，包括温湿度测量模块、单片机控制模块、显示模块、扩展接口模块、PC RS-232接口以及给各个模块供电的电源模块。电源选用便携式电池供电，通过过稳压芯片转换成数字电源供电。

图2是单片机控制电路。单片机中包含中央处理器、程序存储器、数据存储器(RAM)、EEPROM、定时器/计数器、I/O接口、UART接口和中断系统、SPI接口、高速A/D转换模块以及硬件看门狗、电源监控、片内RC振荡器等模块。P1口用作位码显示，P2口用作数据线和段码显示，RXD和TXD用作串行输入数据数据，传送XTAL外部晶振。

图3是温湿度测试仪的主程序流程图。上电后将采集的数据经A/D转换单元后在LED上显示，可以同时显示温度、湿度值，并进行资料锁定及相对值比较功能(可以显示最大值和最小值)，由PC RS-232接口将数据传至计算机进行数据存储和处理。