一种具有误差修正功能的家用加湿器及误差修正方法技术

本发明专利技术公开了一种具有误差修正功能的家用加湿器及误差修正方法，包括数据采集装置、加湿器本体、微控制器芯片、电源模块和显示模块。数据采集装置包括高反射率温度传感器和湿度传感器。加湿器本体包括超声波底座和设置于超声波底座上的水箱；水箱的顶部中心设置有出雾口，该出雾口能够水平旋转和竖向转动；水箱内设置有与出雾口相连通的导风道，该导风道内设置有反渗透膜；超声波底座上设置有与显示模块相连接的显示屏、调节旋钮和用于工作状态指示的指示灯。采用上述结构与方法后，利用相同环境下获取到的标准相对湿度、温度和线性输出电压构成的误差修正方程来对空气湿度进行准确的测量，对出雾口的出雾量进行自动调节，精度高，能耗低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加湿器及使用方法，属于电子、通讯与信息工程领域，特别是一种具有误差修正功能的家用加湿器及误差修正方法。
技术介绍
随着经济的发展和人民生活水平的提高，人民越来越注重生活质量和健康。而湿度是影响环境质量的重要因素，生活环境中空气相对湿度的大小影响着人们的舒适度和生命健康。湿度过低时，蒸发加快，导致人体水分的缺乏，易使人皮肤干裂，鼻腔黏膜受到刺激，出现口渴、喉痛等症状。尤其在我国北方的冬天和现代职场办公地点，干燥的天气容易诱发很多疾病，如皮肤病、支气管炎等。因此，人们常常使用加湿器来进行室内空气的加湿。目前市面上的加湿器种类繁多，但往往故障率高、能耗高、雾化效率低且不能保证相对湿度测量的高精度。除此之外，市场上的很多家用加湿器往往没有温度补偿机制，温度不但影响湿度的准确测量，更会对相对湿度造成直接影响，进而使加湿器的出雾口雾量的大小、开启与关闭仅凭个人主观的感觉来进行调控，这样很容易造成空气相对湿度的过高或过低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种具有误差修正功能的家用加湿器，该具有误差修正功能的家用加湿器精度高，能耗低，能对工作时的环境温度和环境湿度进行实时采集，并能根据环境温度，对出雾口的出雾量进行自动调节。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种具有误差修正功能的家用加湿器，包括数据采集装置、加湿器本体、微控制器芯片、电源模块和显示模块。数据采集装置包括高反射率温度传感器和湿度传感器；高反射率温度传感器用于加湿器本体工作时环境温度的实时监测，并将数据传递给微控制器芯片；湿度传感器用于加湿器本体工作时环境湿度的实时监测，并将数据传递给微控制器芯片。加湿器本体包括超声波底座和设置于超声波底座上的水箱；水箱的顶部中心设置有出雾口，该出雾口能够水平旋转和竖向转动；水箱内设置有与出雾口相连通的导风道，该导风道内设置有反渗透膜；超声波底座上设置有与显示模块相连接的显示屏、调节旋钮和用于工作状态指示的指示灯。微控制器芯片，用于接收数据采集装置传送的环境温度和湿度数据，并对接收的环境温 度和湿度数据进行误差修正处理后，自动调节加湿器本体中出雾口的出雾量。电源模块，用于供电。显示模块，用于显示环境温度和湿度数据，并能供用户输入相对湿度值。还包括模数转换模块和隔离模块，模数转换模块与数据采集装置和隔离模块相连接，隔离模块的输出端与微控制器芯片相连接；模数转换模块用于将高反射率温度传感器和湿度传感器采集到的模拟量信号转化成数字信号进行输出；隔离模块用于对微控制器芯片的输入和输出电信号进行隔离，保证电绝缘能力和抗干扰能力。所述数据采集装置还包括水位感应模块，该水位感应模块能对加湿器本体中水箱内的水位进行实时监测，并将监测数据传递给微控制器芯片，微控制器芯片能指令加湿器本体进行缺水时的断电自我保护。还包括与微控制器芯片相连接的时钟模块。还包括聚风扇，该聚风扇能为加湿器本体的出雾提供动力，削减送风阻力。所述显示屏为TFT式LED显示屏。所述高反射率温度传感器包括具有高反射率的铜球、薄膜铂电阻和衬底；其中，铜球的直径为8mm，衬底的材料为氧化铝陶瓷。所述湿度传感器的型号为HM1500型。本专利技术还提供一种具有误差修正功能的家用加湿器进行误差修正的方法，该具有误差修正功能的家用加湿器进行误差修正的方法，湿度测量精度高，能耗低，能对工作时的环境温度和环境湿度进行实时采集，并能根据环境温度，对出雾口的出雾量进行自动调节。一种具有误差修正功能的家用加湿器进行误差修正的方法，包括如下步骤。第一步，加湿器本体中水量添加：往水箱里面注入设定容量的水，并将水箱的进水口组件扭紧。第二步，环境温度和湿度数据的采集：加湿器本体上电开机后，高反射率温度传感器采集加湿器本体工作时的实时环境温度Ta、湿度传感器采集加湿器本体工作时的实时线性电压输出值U0。第三步，计算实时环境相对湿度Rg：根据第三步采集的实时环境温度Ta和实时线性电压输出值U0，并借助相同环境下获取到的标准相对湿度值RH，采用Levenberg-Marquardt算法进行非线性曲线拟合出误差修正方程U0＝f(Ta，RH)，进而求出实时环境相对湿度Rg。第四步，输入相对湿度值Rw：显示屏对第二步采集到的实时环境温度Ta、实时线性电压输出值U0和第三步计算出的实时环境相对湿度Rg进行实时显示，用户根据显示数据，在 显示屏中输入预设相对湿度值Rw。第五步，计算相对湿度差值系统误差e：根据第三步所得到的实时环境相对湿度Rg及第四步输入预设相对湿度值Rw，通过微控制器芯片计算得到实时环境相对湿度Rg与预设相对湿度值Rw的绝对差值，该计算得到的绝对差值，也即为相对湿度差值系统误差e。第六步，加湿器本体出雾量自动调节：根据第五步计算出的相对湿度差值系统误差e，微控制器芯片采用PID控制算法，控制PWM占空比的大小，对加湿器本体的出雾量进行自动调节控制。本专利技术采用上述结构与方法后，湿度传感器输出的线性电压不仅受到空气中水汽分子的影响，还和空气的温度有关。本专利技术利用相同环境下获取到的标准相对湿度、温度和线性输出电压构成的误差修正方程来对空气湿度进行准确的测量。用户通过对显示屏输入预设相对湿度值Rw，微控制器芯片通过Levenberg-Marquardt算法、PID控制算法对加湿器本体进行智能化高精度调节。整个加湿器实现了智能化误差修正、自动化报警、断电保护等措施。除此之外，根据用户个人使用习惯，用户可以通过调节旋钮进行人为出雾量的调控，进而调节空气相对湿度。从而，目的明确、市场潜力巨大，具有一定的实用与推广价值。附图说明图1显示了本专利技术一种具有误差修正功能的家用加湿器的结构示意图。图2显示了一种具有误差修正功能的家用加湿器的模块功能框图。图3显示了一种具有误差修正功能的家用加湿器的控制结构框图。其中有：1.水箱；11.出雾口；12.透明水窗；2.导风道；21.反渗透膜；3.超声波底座；31.显示屏；32.调节旋钮；33.指示灯。具体实施方式下面结合附图和具体较佳实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图2所示，一种具有误差修正功能的家用加湿器，包括数据采集装置、加湿器本体、微控制器芯片、电源模块、时钟模块、聚风扇、显示模块、模数转换模块和隔离模块。数据采集装置包括高反射率温度传感器、湿度传感器和水位感应模块。其中，水位感应模块可以根据需要进行设置。上述高反射率温度传感器用于加湿器本体工作时环境温度的实时监测，并将数据传递给微控制器芯片。高反射率温度传感器包括具有高反射率的铜球、薄膜铂电阻和衬底；其中，铜球的直径优选为8mm，薄膜铂电阻优选为A级Pt100。衬底的材料为氧化铝陶瓷，能减少辐射误差， 提高温度测量精度。湿度传感器用于加湿器本体工作时环境湿度的实时监测，并将数据传递给微控制器芯片。湿度传感器优选采用以高分子湿敏元件构成的HM1500型湿度传感器，该传感器具有响应速度快、重复性好、抗干扰能力强等特点。如图1所示，加湿器本体包括超声波底座3和设置于超声波底座上的水箱1；水箱的顶部中心设置有出雾口11，该出雾口能够水平旋转和竖向转动。这样，出雾口可以进行水平360°旋转出雾，且出雾口可以上下0°至90°转动，这样便于用户根据不同的放置位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有误差修正功能的家用加湿器，其特征在于：包括数据采集装置、加湿器本体、微控制器芯片、电源模块和显示模块；数据采集装置包括高反射率温度传感器和湿度传感器；高反射率温度传感器用于加湿器本体工作时环境温度的实时监测，并将数据传递给微控制器芯片；湿度传感器用于加湿器本体工作时环境湿度的实时监测，并将数据传递给微控制器芯片；加湿器本体包括超声波底座和设置于超声波底座上的水箱；水箱的顶部中心设置有出雾口，该出雾口能够水平旋转和竖向转动；水箱内设置有与出雾口相连通的导风道，该导风道内设置有反渗透膜；超声波底座上设置有与显示模块相连接的显示屏、调节旋钮和用于工作状态指示的指示灯；微控制器芯片，用于接收数据采集装置传送的环境温度和湿度数据，并对接收的环境温度和湿度数据进行误差修正处理后，自动调节加湿器本体中出雾口的出雾量；电源模块，用于供电；显示模块，用于显示环境温度和湿度数据，并能供用户输入相对湿度值。

【技术特征摘要】
1.一种具有误差修正功能的家用加湿器，其特征在于：包括数据采集装置、加湿器本体、微控制器芯片、电源模块和显示模块；数据采集装置包括高反射率温度传感器和湿度传感器；高反射率温度传感器用于加湿器本体工作时环境温度的实时监测，并将数据传递给微控制器芯片；湿度传感器用于加湿器本体工作时环境湿度的实时监测，并将数据传递给微控制器芯片；加湿器本体包括超声波底座和设置于超声波底座上的水箱；水箱的顶部中心设置有出雾口，该出雾口能够水平旋转和竖向转动；水箱内设置有与出雾口相连通的导风道，该导风道内设置有反渗透膜；超声波底座上设置有与显示模块相连接的显示屏、调节旋钮和用于工作状态指示的指示灯；微控制器芯片，用于接收数据采集装置传送的环境温度和湿度数据，并对接收的环境温度和湿度数据进行误差修正处理后，自动调节加湿器本体中出雾口的出雾量；电源模块，用于供电；显示模块，用于显示环境温度和湿度数据，并能供用户输入相对湿度值。2.根据权利要求1所述的具有误差修正功能的家用加湿器，其特征在于：还包括模数转换模块和隔离模块，模数转换模块与数据采集装置和隔离模块相连接，隔离模块的输出端与微控制器芯片相连接；模数转换模块用于将高反射率温度传感器和湿度传感器采集到的模拟量信号转化成数字信号进行输出；隔离模块用于对微控制器芯片的输入和输出电信号进行隔离，保证电绝缘能力和抗干扰能力。3.根据权利要求1所述的具有误差修正功能的家用加湿器，其特征在于：所述数据采集装置还包括水位感应模块，该水位感应模块能对加湿器本体中水箱内的水位进行实时监测，并将监测数据传递给微控制器芯片，微控制器芯片能指令加湿器本体进行缺水时的断电自我保护。4.根据权利要求1所述的具有误差修正功能的家用加湿器，其特征在于：还包括与微控制器芯片相连接的时钟模块。5.根据权利要求1所述的具有误差修正功能的家用加湿器，其特征在于：还包括聚风扇，该聚风扇能为加湿器本体的出雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵益波，靳炜，蒋祎，卢春霞，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32