一种提高超低温制冷装置温场均匀度的方法及系统与流程

本发明涉及温度控制，特别涉及一种提高超低温制冷装置温场均匀度的方法及系统。

背景技术：

1、目前，在现有的大部分超低温制冷装置中，都存在有内部温场的不均匀性的问题，尤其是医用领域，医用冰柜中存储着大量高价值药品和制剂，而医用冰柜的内部温场的不均匀性会导致药品或制剂的保存温度不同，导致药效或者活性受影响。因此，对超低温制冷装置的风道系统进行温场均匀性分析研究，对提高超低温制冷装置温场均匀度具有非常重要的意义。

2、但是，现有的提高超低温制冷装置温场均匀度的方法及系统只是通过利用中空的导热管提供温度标定所需要的温度场相对均匀的温度环境，便于对温度传感器进行批量标定，并未对超低温制冷装置的风道系统进行温场均匀性分析研究，并未更精确地、更高效地对每个风道口的风速进行调节，并未实现更高效地提高超低温制冷装置温场均匀度。例如公开号为“cn114136497a”、专利名称为“提高温度场均匀度的温度标定设备”，其方法包括以下步骤：隔热箱、以及用于运送和标定待标定温度传感器的流水线，流水线包括：运送待标定温度传感器的输送带、标定待标定温度传感器的标定腔以及包围输送带的导热管，隔热箱设有用于输送带穿过的进口和出口，导热管和标定腔均安装在隔热箱内，输送带在导热管中运送时经过标定腔。隔热箱内设有在导热管外部流动的流体，流体为气体或液体，流体装在隔热箱内的流体腔中，流体腔可以是箱体或者管体。但是该专利只是利用中空的导热管提供温度标定所需要的温度场相对均匀的温度环境，便于对温度传感器进行批量标定，具有通用性强、标定数据准确、标定速度快等优点，并未通过对每个风道口的风速进行调节来提高超低温制冷装置温场均匀度，并未实现更高效地提高超低温制冷装置温场均匀度。

3、因此，本发明提出了一种提高超低温制冷装置温场均匀度的方法及系统。

技术实现思路

1、本发明提供一种提高超低温制冷装置温场均匀度的方法及系统，用以根据所有风道口的结构参数和每个风道口在当前时刻的稳定风速值，获得每个风道口的面积系数、角度系数及风速系数，便于后续的矩阵构建，根据所有风道口的面积系数、角度系数及风速系数构建出超低温制冷装置的制冷矩阵，便于后续风速调控值的计算，根据每个风道口在当前时刻的温度数值和超低温制冷装置的基本参数更精确地获得每个风道口的热传递值，根据每个风道口的热传递值获得每个风道口的热调控值，便于后续风速调控值的计算，根据超低温制冷装置的制冷矩阵和每个风道口的热调控值更精确地获得每个风道口的风速调控值，并通过对每个风道口的风速进行调节来提高超低温制冷装置温场均匀度，更高效地提高了超低温制冷装置温场均匀度。

2、本发明提供一种提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，包括：

3、s1：获取超低温制冷装置的每个风道口在预设时间段内的所有实时风速值，并基于每个风道口在预设时间段内的所有实时风速值获得每个风道口在当前时刻的稳定风速值；

4、s2：获取超低温制冷装置内所有风道口的结构参数，并基于所有风道口的结构参数和每个风道口在当前时刻的稳定风速值获得每个风道口的面积系数、角度系数及风速系数，基于所有风道口的面积系数、角度系数及风速系数获得超低温制冷装置的制冷矩阵；

5、s3：获取每个风道口在当前时刻的温度数值，并获取超低温制冷装置的基本参数，基于每个风道口在当前时刻的温度数值和超低温制冷装置的基本参数获得每个风道口的热传递值，基于每个风道口的热传递值获得每个风道口的热调控值；

6、s4：基于超低温制冷装置的制冷矩阵、每个风道口在当前时刻的稳定风速值及每个风道口的热调控值获得每个风道口的风速调控值，并基于所有风道口的风速调控值获得超低温制冷装置的温场均匀度控制结果。

7、优选的，提高超低温制冷装置温场均匀度的方法s1：获取超低温制冷装置的每个风道口在预设时间段内的所有实时风速值，并基于每个风道口在预设时间段内的所有实时风速值获得每个风道口在当前时刻的稳定风速值，包括：

8、获取超低温制冷装置的每个风道口在当前时刻前预设时间段内的所有实时风速值，并将预设时间段内从起始时刻起每隔单位时间的时刻都当作计算时刻，将每个风道口的所有计算时刻按时序进行从1开始的序数定义，获得计算时刻的序数定义结果；

9、基于每个风道口的所有计算时刻的实时风速值和计算时刻的序数定义结果，获得每个风道口在当前时刻的稳定风速值，即为：

10、

11、其中，为风道口在当前时刻的稳定风速值，m为风道口的所有计算时刻的数量，vi为风道口序数为i的计算时刻的实时风速值，∏为连乘符号。

12、优选的，提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，s2：获取超低温制冷装置内所有风道口的结构参数，并基于所有风道口的结构参数和每个风道口在当前时刻的稳定风速值获得每个风道口的面积系数、角度系数及风速系数，基于所有风道口的面积系数、角度系数及风速系数获得超低温制冷装置的制冷矩阵，包括：

13、获取超低温制冷装置内所有风道口的结构参数，其中风道口的结构参数包括风道口面积、风道口延伸角度；

14、基于所有风道口的结构参数和每个风道口在当前时刻的稳定风速值，获得每个风道口的面积系数、角度系数及风速系数；

15、基于所有风道口的面积系数、角度系数及风速系数，获得超低温制冷装置的制冷矩阵。

16、优选的，提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，基于所有风道口的结构参数和每个风道口在当前时刻的稳定风速值，获得每个风道口的面积系数、角度系数及风速系数，包括：

17、获取所有风道口的结构参数中的风道口面积，并将每个风道口结构参数中的风道口面积与所有风道口结构参数中的风道口面积之和的商值，作为每个每个风道口的面积系数；

18、获取所有风道口的结构参数中的风道口延伸角度，并将每个风道口的结构参数中的风道口延伸角度的余弦值的倒数，当作对应风道口的角度系数；

19、获取所有风道口在当前时刻的稳定风速值，并将每个风道口在当前时刻的稳定风速值与所有风道口在当前时刻的稳定风速值的均值之商，当作对应风道口的风速系数。

20、优选的，提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，基于所有风道口的面积系数、角度系数及风速系数获得超低温制冷装置的制冷矩阵，包括：

21、按面积系数从大到小对超低温制冷装置的所有风道口进行序数定义，获得风道口的序数定义结果；

22、基于每个风道口的面积系数、角度系数、风速系数及风道口的序数定义结果，构建超低温制冷装置的制冷矩阵，即为：

23、

24、其中，k为超低温制冷装置的制冷矩阵，r1为序数为1的风道口的面积系数，j1为序数为1的风道口的角度系数，c1为序数为1的风道口的风速系数，r2为序数为2的风道口的面积系数，j2为序数为2的风道口的角度系数，c2为序数为2的风道口的风速系数，rn为序数为n的风道口的面积系数，jn为序数为n的风道口的角度系数，cn为序数为n的风道口的风速系数，n为超低温制冷装置的风道口的数量。

25、优选的，提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，s3：获取每个风道口在当前时刻的温度数值，并获取超低温制冷装置的基本参数，基于每个风道口在当前时刻的温度数值和超低温制冷装置的基本参数获得每个风道口的热传递值，基于每个风道口的热传递值获得每个风道口的热调控值，包括：

26、基于设置于超低温制冷装置的每个风道口处的温度传感器，获取每个风道口在当前时刻的温度数值；

27、获取超低温制冷装置的基本参数，其中超低温制冷装置的基本参数包括超低温制冷装置的保温层面积、超低温制冷装置的保温层厚度及超低温制冷装置的保温层导热系数；

28、基于每个风道口在当前时刻的温度数值和超低温制冷装置的基本参数获得每个风道口的热传递值，并基于每个风道口的热传递值获得每个风道口的热调控值。

29、优选的，提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，基于每个风道口在当前时刻的温度数值和超低温制冷装置的基本参数获得每个风道口的热传递值，包括：

30、

31、其中，σ为风道口的热传递值，且热传递值的单位为w，s为超低温制冷装置的保温层面积，ε为超低温制冷装置的保温层导热系数，且保温层导热系数单位为w/(m·k)，γ为超低温制冷装置的保温层厚度，t为风道口在当前时刻的温度数值，且单位为k，r为风道口的面积系数，j为风道口的角度系数，c为风道口的风速系数，ln为自然对数，且自然常数e的取值为2.718。

32、优选的，提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，基于每个风道口的热传递值获得每个风道口的热调控值，包括：

33、接收超低温制冷装置的输入制冷档数，基于预设制冷档数表和输入制冷档数获得超低温制冷装置的设定制冷温度数值；

34、将每个风道口在当前时刻的温度数值和超低温制冷装置的设定制冷温度数值的商值，与对应风道口的热传递值的积值作为对应风道口的热调控值，获得每个风道口的热调控值。

35、优选的，提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，s4：基于超低温制冷装置的制冷矩阵、每个风道口在当前时刻的稳定风速值及每个风道口的热调控值获得每个风道口的风速调控值，并基于所有风道口的风速调控值获得超低温制冷装置的温场均匀度控制结果，包括：

36、基于超低温制冷装置的制冷矩阵、每个风道口在当前时刻的稳定风速值及每个风道口的热调控值，计算出每个风道口的风速调控值：

37、

38、其中，vp为风道口的风速调控值，且风速调控值单位为m/s，qk为超低温制冷装置的制冷矩阵的秩，为风道口在当前时刻的稳定风速值，τ为风道口的热调控值，且热调控值的单位为w，σ为风道口的热传递值，且热传递值的单位为w；

39、基于每个风道口的风速调控值，对对应风道口在当前时刻的稳定风速值进行调控，获得超低温制冷装置的温场均匀度控制结果。

40、本发明提供了一种提高超低温制冷装置温场均匀度的系统，用于执行实施例1至9中任一一种提高超低温制冷装置温场均匀度的方法，包括：

41、获取模块，用于获取超低温制冷装置的每个风道口在预设时间段内的所有实时风速值，并基于每个风道口在预设时间段内的所有实时风速值获得每个风道口在当前时刻的稳定风速值；

42、构建模块，用于获取超低温制冷装置内所有风道口的结构参数，并基于所有风道口的结构参数和每个风道口在当前时刻的稳定风速值获得每个风道口的面积系数、角度系数及风速系数，基于所有风道口的面积系数、角度系数及风速系数获得超低温制冷装置的制冷矩阵；

43、计算模块，用于获取每个风道口在当前时刻的温度数值，并获取超低温制冷装置的基本参数，基于每个风道口在当前时刻的温度数值和超低温制冷装置的基本参数获得每个风道口的热传递值，基于每个风道口的热传递值获得每个风道口的热调控值；

44、调控模块，用于基于超低温制冷装置的制冷矩阵、每个风道口在当前时刻的稳定风速值及每个风道口的热调控值获得每个风道口的风速调控值，并基于所有风道口的风速调控值获得超低温制冷装置的温场均匀度控制结果。

45、本发明相对于现有技术产生的有益效果为：根据所有风道口的结构参数和每个风道口在当前时刻的稳定风速值，获得每个风道口的面积系数、角度系数及风速系数，便于后续的矩阵构建，根据所有风道口的面积系数、角度系数及风速系数构建出超低温制冷装置的制冷矩阵，便于后续风速调控值的计算，根据每个风道口在当前时刻的温度数值和超低温制冷装置的基本参数更精确地获得每个风道口的热传递值，根据每个风道口的热传递值获得每个风道口的热调控值，便于后续风速调控值的计算，根据超低温制冷装置的制冷矩阵和每个风道口的热调控值更精确地获得每个风道口的风速调控值，并通过对每个风道口的风速进行调节来提高超低温制冷装置温场均匀度，更高效地提高了超低温制冷装置温场均匀度。

46、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的本技术文件中所特别指出的结构来实现和获得。

47、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。