[发明专利]室内环境场多场同时自动测量装置

说明书

技术领域

本发明属于一种测量装置，具体的说，是涉及一种用于室内环境场多场同时测试的三维自动测量装置。

背景技术

为了研究室内空气流动、温度分布、污染物传播规律等，确保室内环境的舒适健康，需要对特定空间内的温度场、速度场、浓度场等环境场进行测量。如何将各环境场测量仪器准确定位、实现高效测量成为特点空间内环境场测量的重点难点。

目前，特定空间内环境测量通常采用可调支架搭载测量仪器，使用标尺确定测点空间位置。使用这种人工测量的方法，首先会产生定位误差，导致实验的准确性降低，每次测量需要人为组装、挪动支架，人为使用标尺定位，这都会导致定位误差。其次，人员在环境场内的活动会对测量环境造成扰动，需要大量的等待时间消除扰动的影响，这就增加了实验时间及测量周期。第三，在复杂空间环境或有毒有害环境内，人工测量很难或不能实现。综上，人工需要花费巨大的时间、人力、物力，定位及测量精度也不能得到保证，因此需要借助机械测量，减少测量花费，提高测量精度。

发明内容

本发明要解决的是现有人工操作可调支架及标尺定位产生定位误差、实验人员在测量区域内活动导致测量场误差的技术问题，提供了一种室内环境场多场同时自动测量装置，采用三维运动系统代替人工操作，不仅可以进行精确定位，避免测量人员对流场的影响，还可以节省测量时间，减少测量人数，降低测量费用，提高测量效率，并且该自动测量装置能够对多个环境场进行同时测量、自动将测量仪器测得的环境场信息与测量仪器所在的空间坐标配对输出，减少由于多场测量时间的不同步带来的误差以及人工处理数据的时间。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种室内环境场多场同时自动测量装置，包括三维运动系统、控制系统、数据采集系统；

所述三维运动系统包括底座，底座上固定安装有纵向直线模组，纵向直线模组通过第一转接件连接有竖向直线模组，竖向直线模组通过第二转接件连接有横向直线模组，横向直线模组上安装有仪器搭载平台，仪器搭载平台用于安装环境场的测量仪器；

所述控制系统包括人机界面设备、可编程逻辑控制器、三个电机驱动器；所述可编程逻辑控制器用于接收人机界面设备传输的输入信号，并根据该输入信号通过所述纵向直线模组所对应的所述电机驱动器控制所述竖向直线模组在所述纵向直线模组上进行纵向移动，通过所述竖向直线模组所对应的所述电机驱动器控制所述横向直线模组在所述竖向直线模组上进行竖向移动，通过所述横向直线模组所对应的所述电机驱动器控制所述仪器搭载平台在所述横向直线模组上进行横向移动，使所述测量仪器依次移动到每个测量点；

所述数据采集系统包括所述测量仪器、所述可编程逻辑控制器、数据采集卡、计算机，所述数据采集卡用于接收所述测量仪器输出的当前测量点的环境场信号并传输给所述计算机，所述可编程逻辑控制器用于将输入信号中当前测量点的空间坐标传输给所述计算机，所述计算机调用判断函数对所述环境场信号和所述空间坐标进行匹配判断：若所述计算机接收所述环境场信号的时间和接收所述空间坐标的时间相差在1秒内，则认为所述环境场信号和所述空间坐标匹配，将匹配的“信号接收时间，空间坐标，环境场信息”写入文本文档；若所述计算机接收所述环境场信号的时间和接收所述空间坐标的时间相差在1秒以上，则认为所述环境场信号和所述空间坐标不匹配，不写入文本文档。

所述三维运动系统的底座为底部设置有支撑脚架和脚轮的框架结构。

所述三维运动系统中的所述纵向直线模组、所述竖向直线模组、所述横向直线模组均由伺服电机、驱动轴、从动轴、带轮、同步带、滑台、连接板、直线导轨、滑块、坐标架组成；所述坐标架的两端分别设置所述驱动轴和所述从动轴，所述驱动轴由所述伺服电机提供动力；两个所述同步带轮分别安装在所述驱动轴和所述从动轴上，随所述驱动轴的转动带动所述同步带运动；所述同步带固定有所述连接板，所述连接板上部固定有所述滑台、下部固定有所述滑块，所述滑块安装于所述坐标架上表面设置的所述直线导轨；

所述第一转接件将所述竖向直线模组连接在所述纵向直线模组的滑台上；所述第二转接件将所述横向直线模组连接在所述竖向直线模组的滑台上；所述仪器搭载平台安装在所述横向直线模组的滑台上。

所述三维运动系统中的所述仪器搭载平台底部设置有用于固定在所述横向直线模组上的安装孔，所述仪器搭载平台前面、后面、顶面和底面分别设置有安装槽，所述安装槽用于安装不同环境场的测量仪器。

所述三维运动系统中的所述纵向直线模组、所述竖向直线模组、所述横向直线模组的侧边分别设置有第一拖链、第二拖链、第三拖链。