專利名稱：實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，屬于智能溫控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
恒溫箱廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如光纖溫度傳感的實(shí)驗(yàn)研究，熱學(xué)實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域，制藥領(lǐng)域，食品保鮮領(lǐng)域等。一直以來，備受關(guān)注。就實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域而言可涉及諸多方面，如光纖溫度傳感特性的研究，耐溫材料的研究等。由于系統(tǒng)的特性，要想通過簡單加熱而把系統(tǒng)控制在一定的溫度是十分困難的，必須通過一定的方法才能實(shí)現(xiàn)。就目前而言，現(xiàn)有設(shè)備比較復(fù)雜，操作不簡便，而且價格相對較高，對于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)研究，以及小型應(yīng)用場合來說，不可取。一方面，價格低一點(diǎn)的，溫度控制不是很精確，箱內(nèi)溫度不均勻，而且波動很大，溫度控制精確的設(shè)備成本也很高。另ー方面，溫度 調(diào)節(jié)周期較長，達(dá)到穩(wěn)定溫度需要一段時間。例如申請?zhí)枮?01020275530. 4、公開號為CN201765523U的中國專利“智能溫控箱”裝置復(fù)雜、成本較高，而且沒有溫度曲線實(shí)時顯示功能，不能直觀觀察加熱過程中箱內(nèi)溫度的變化及放入光纖的功能，以及穩(wěn)定后的波動情況；申請?zhí)?00720201623. O、公開號CN201134050的中國專利“組合式溫控箱”結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，體積贅余部分太多，而且也沒有實(shí)時溫度曲線顯示及放入光纖的功能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為了解決現(xiàn)有溫控箱裝置復(fù)雜、成本高，且沒有實(shí)時溫度曲線顯示及放入光纖的功能的問題，提供了一種實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱。本實(shí)用新型所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，它包括箱體和電氣控制系統(tǒng)，箱體內(nèi)置DS18B20溫度傳感器、PtlOOO溫度傳感器、攪動風(fēng)扇和加熱電阻絲，DS18B20溫度傳感器和PtlOOO溫度傳感器設(shè)置在箱體的頂蓋上，加熱電阻絲的端點(diǎn)通過銅柱固定在箱體的下基板上，加熱電阻絲的上方架空設(shè)置攪動風(fēng)扇，電氣控制系統(tǒng)包括MCU、電源、設(shè)置目標(biāo)溫度指令輸入電路、加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路、溫度曲線顯示指令輸入電路、箱體降溫指令輸入電路、風(fēng)扇驅(qū)動器和加熱繼電器，電源給MCU供電，設(shè)置目標(biāo)溫度指令輸入電路的溫度設(shè)置指令輸出端與MCU的目標(biāo)溫度指令輸入端相連，加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路的加熱指令輸出端與MCU的加熱指令輸入端相連，溫度曲線顯示指令輸入電路的溫度曲線顯示指令輸出端與MCU的溫度曲線顯示指令輸入端相連，箱體降溫指令輸入電路的箱體降溫指令輸出端與MCU的箱體降溫指令輸入端相連，DS18B20溫度傳感器的溫度信號輸出端與MCU的第一溫度信號輸入端相連，PtlOOO溫度傳感器的溫度信號輸出端與MCU的第二溫度信號輸入端相連，MCU的箱體降溫指令輸出端與風(fēng)扇驅(qū)動器的輸入端相連，風(fēng)扇驅(qū)動器的箱體降溫指令輸出端與攪動風(fēng)扇的控制端相連，MCU的加熱指令輸出端與加熱繼電器的輸入端相連，加熱繼電器的加熱指令輸出端與加熱電阻絲的控制端相連。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)[0010]I.結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。 2.恒溫箱體設(shè)計(jì)獨(dú)特，有將光纖穿過恒溫箱體固定的功能。3.加熱電阻絲和風(fēng)扇采用PID算法，溫度控制精確，在室溫到+70°C精度為O. 1°C,+70 到 +150°C為 O. 50C ο4.電阻絲結(jié)構(gòu)巧妙設(shè)計(jì)，啟動加熱到溫度穩(wěn)定時間短。5.液晶屏實(shí)時顯示溫度曲線(以設(shè)定溫度為參考線)、溫度值(顯示分辨率為
0.01°c )、設(shè)定溫度值(顯示分辨率為0.01°C )、加熱占空比、風(fēng)扇占空比、PID調(diào)節(jié)參數(shù)等信息和參數(shù)。

圖I是本實(shí)用新型所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱的電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖I和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，它包括箱體和電氣控制系統(tǒng)，箱體內(nèi)置DS18B20溫度傳感器l、Ptl000溫度傳感器2、攪動風(fēng)扇3和加熱電阻絲4，DS18B20溫度傳感器I和PtlOOO溫度傳感器2設(shè)置在箱體的頂蓋上，加熱電阻絲4的端點(diǎn)通過銅柱固定在箱體的下基板上，加熱電阻絲4的上方架空設(shè)置攪動風(fēng)扇3，電氣控制系統(tǒng)包括MCU5、電源6、設(shè)直目標(biāo)溫度指令輸入電路7、加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路8、溫度曲線顯示指令輸入電路9、箱體降溫指令輸入電路10、風(fēng)扇驅(qū)動器12和加熱繼電器13，電源6給MCU5供電，設(shè)置目標(biāo)溫度指令輸入電路7的溫度設(shè)置指令輸出端與MCU5的目標(biāo)溫度指令輸入端相連，加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路8的加熱指令輸出端與MCU5的加熱指令輸入端相連，溫度曲線顯示指令輸入電路9的溫度曲線顯示指令輸出端與MCU5的溫度曲線顯示指令輸入端相連，箱體降溫指令輸入電路10的箱體降溫指令輸出端與MCU5的箱體降溫指令輸入端相連，DS18B20溫度傳感器I的溫度信號輸出端與MCU5的第一溫度信號輸入端相連，PtlOOO溫度傳感器2的溫度信號輸出端與MCU5的第二溫度信號輸入端相連，MCU5的箱體降溫指令輸出端與風(fēng)扇驅(qū)動器12的輸入端相連，風(fēng)扇驅(qū)動器12的箱體降溫指令輸出端與攪動風(fēng)扇3的控制端相連，MCU5的加熱指令輸出端與加熱繼電器13的輸入端相連，加熱繼電器13的加熱指令輸出端與加熱電阻絲4的控制端相連。加熱電阻絲4位于箱體最下面，正上方5毫米處放置攪動風(fēng)扇3。加熱電阻絲4采用36V供電，使用PID算法，通過MCU5控制加熱繼電器13給加熱電阻絲4加熱。使加熱迅速，達(dá)到設(shè)定時間段，且穩(wěn)定時溫度漂移小。攪動風(fēng)扇3采用12V供電，使用PID算法，通過MCU5控制風(fēng)扇驅(qū)動器12，控制攪動風(fēng)扇3轉(zhuǎn)速。使風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨著加熱強(qiáng)度的不同而改變，可達(dá)到更穩(wěn)定的控制效果，實(shí)現(xiàn)箱體內(nèi)溫度處處一致以及降溫。設(shè)置目標(biāo)溫度指令輸入電路7、加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路8、溫度曲線顯示指令輸入電路9和箱體降溫指令輸入電路10為輸入指令的部分，當(dāng)設(shè)置目標(biāo)溫度指令輸入電路7輸出信號吋，MCU5就會接到目標(biāo)溫度的數(shù)值；加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路8輸出信號吋，MCU5就接到啟/停加熱的指令，通過啟動或停止加熱繼電器13的線圈，進(jìn)而啟動或停止加熱電阻絲4來實(shí)現(xiàn)；溫度曲線顯示指令輸入電路9輸出信號吋，MCU5就接到了在顯示屏11上顯示溫度曲線的指令；當(dāng)箱體降溫指令輸入電路10輸出信號吋，MCU5就接到了給箱體降溫的指令，通過啟動或停止風(fēng)扇驅(qū)動器12的線圈,進(jìn)而啟動或停止攪動風(fēng)扇3來實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施方式
ニ 本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)ー步說明，它還包括顯示屏11，顯示屏11通過8-位并行端ロ與MCU5相連。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式對實(shí)施方式ニ作進(jìn)ー步說明，顯示屏11采用11IXD12864通用漢字圖形型點(diǎn)陣顯示液晶屏。 顯示屏11可程控顯示各種曲線，以及漢字?jǐn)?shù)字等常用字符。顯示內(nèi)容有實(shí)時溫度曲線、加熱占空比、風(fēng)扇占空比、PID算法參數(shù)、設(shè)定溫度、實(shí)時溫度、功能選擇界面等。其中實(shí)時溫度曲線在屏幕中央以一條橫向虛直線顯示設(shè)定溫度，可以直觀地顯示出實(shí)時溫度和設(shè)定溫度之間的關(guān)系，便于觀察箱內(nèi)實(shí)時情況。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)ー步說明，MCU5的主控芯片選用51系列STC12C5A60S2單片機(jī)。MCU5采用STC12C5A60S2單片機(jī)，通過程控，達(dá)到系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，控制各個部分分時工作。51系列STC12C5A60S2單片機(jī)性能穩(wěn)定，低功耗，內(nèi)部集成10位ADC，成本低。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)ー步說明，風(fēng)扇驅(qū)動器12米用L298驅(qū)動芯片。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)ー步說明，加熱繼電器13采用固態(tài)繼電器。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)ー步說明，加熱電阻絲4為螺旋狀成“Z”字型。這樣設(shè)置可有效的使加熱面積變大。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)ー步說明，箱體的外殼為PVC塑料板。恒溫箱外殼材料為PVC塑料，此材料熔化溫度185 205°C，具有成本低、不易燃性、高強(qiáng)度、牢固耐用、耐氣候變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC對氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。恒溫箱外殼內(nèi)附PCB覆銅板，増加耐熱強(qiáng)度及熱傳導(dǎo)速度，進(jìn)而使箱內(nèi)溫度均勻。
權(quán)利要求1.實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，其特征在于，它包括箱體和電氣控制系統(tǒng)， 箱體內(nèi)置DS18B20溫度傳感器(I)、PtlOOO溫度傳感器(2)、攪動風(fēng)扇(3)和加熱電阻絲(4)，DS18B20溫度傳感器(I)和PtlOOO溫度傳感器(2)設(shè)置在箱體的頂蓋上，加熱電阻絲(4)的端點(diǎn)通過銅柱固定在箱體的下基板上，加熱電阻絲(4)的上方架空設(shè)置攪動風(fēng)扇(3)， 電氣控制系統(tǒng)包括MCU (5)、電源(6)、設(shè)置目標(biāo)溫度指令輸入電路(7)、加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路(8)、溫度曲線顯示指令輸入電路(9)、箱體降溫指令輸入電路(10)、風(fēng)扇驅(qū)動器(12)和加熱繼電器(13)， 電源(6)給MCU (5)供電，設(shè)置目標(biāo)溫度指令輸入電路(7)的溫度設(shè)置指令輸出端與MCU (5)的目標(biāo)溫度指令輸入端相連，加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路(8)的加熱指令輸出端與MCU (5)的加熱指令輸入端相連，溫度曲線顯示指令輸入電路(9)的溫度曲線顯示指令輸出端與MCU (5)的溫度曲線顯示指令輸入端相連，箱體降溫指令輸入電路(10)的箱體降溫指令輸出端與MCU (5)的箱體降溫指令輸入端相連，DS18B20溫度傳感器(I)的溫度信號輸出端與MCU (5)的第一溫度信號輸入端相連，PtlOOO溫度傳感器(2)的溫度信號輸出端與MCU (5)的第二溫度信號輸入端相連，MCU (5)的箱體降溫指令輸出端與風(fēng)扇驅(qū)動器(12)的輸入端相連，風(fēng)扇驅(qū)動器(12)的箱體降溫指令輸出端與攪動風(fēng)扇(3)的控制端相連，MCU(5)的加熱指令輸出端與加熱繼電器(13)的輸入端相連，加熱繼電器(13)的加熱指令輸出端與加熱電阻絲(4)的控制端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，其特征在于，它還包括顯示屏(11)，顯示屏(11)通過8-位并行端ロ與MCU (5)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，其特征在干，顯示屏(11)采用11IXD12864通用漢字圖形型點(diǎn)陣顯示液晶屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，其特征在干，MCU(5)的主控芯片選用51系列STC12C5A60S2單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，其特征在于，風(fēng)扇驅(qū)動器(12)采用L298驅(qū)動芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，其特征在于，加熱繼電器(13)采用固態(tài)繼電器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，其特征在于，加熱電阻絲(4)為螺旋狀成“Z”字型。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，其特征在于，箱體的外殼為PVC塑料板。
專利摘要實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱，屬于智能溫控領(lǐng)域，本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有溫控箱裝置復(fù)雜、成本高，且沒有實(shí)時溫度曲線顯示及放入光纖的功能的問題。本實(shí)用新型所述實(shí)時溫度曲線顯示的小型恒溫箱包括箱體和電氣控制系統(tǒng)，箱體內(nèi)置DS18B20溫度傳感器、Pt1000溫度傳感器、攪動風(fēng)扇和加熱電阻絲，DS18B20溫度傳感器和Pt1000溫度傳感器設(shè)置在箱體的頂蓋上，加熱電阻絲的端點(diǎn)通過銅柱固定在箱體的下基板上，加熱電阻絲的上方架空設(shè)置攪動風(fēng)扇，電氣控制系統(tǒng)包括MCU、電源、設(shè)置目標(biāo)溫度指令輸入電路、加熱系統(tǒng)啟停指令輸入電路、溫度曲線顯示指令輸入電路、箱體降溫指令輸入電路、風(fēng)扇驅(qū)動器和加熱繼電器。
文檔編號G05D23/24GK202600525SQ2012202637
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者高瑋, 何強(qiáng), 馮聚萌, 張蕾, 劉勝男 申請人:哈爾濱理工大學(xué)