溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器及其攪拌控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器及其攪拌控制方法，磁力攪拌器包括攪拌反應(yīng)爐和控制盒，攪拌反應(yīng)爐上設(shè)有封閉連接的攪拌區(qū)和控制區(qū)，在攪拌區(qū)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，攪拌區(qū)上設(shè)有至少一個(gè)攪拌槽，控制區(qū)內(nèi)部設(shè)有電加熱板和攪拌驅(qū)動板，攪拌驅(qū)動板上有至少一個(gè)由攪拌馬達(dá)和磁性攪拌子組成的磁性攪拌機(jī)構(gòu)，磁性攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)置在攪拌槽的底部；攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上有隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動的磁編碼器，控制盒內(nèi)有控制器，電加熱板、攪拌驅(qū)動板、溫度傳感器和磁編碼器均與控制器電連接。該磁力攪拌器可在溫度實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的基礎(chǔ)上，通過溫度聯(lián)動攪拌馬達(dá)實(shí)時(shí)改變轉(zhuǎn)速，利用磁力攪拌方式進(jìn)行攪拌，控溫穩(wěn)定，攪拌均勻，工作效率高且節(jié)能美觀。
【專利說明】
溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器及其攪拌控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種磁力攪拌器，尤其涉及一種攪拌速度可隨溫度變化進(jìn)行自適應(yīng)調(diào) 控的磁力攪拌器，具體地說是一種采用溫度聯(lián)動馬達(dá)進(jìn)行自適應(yīng)攪拌控制的磁力攪拌器以 及自適應(yīng)控制方法，應(yīng)用在化工行業(yè)，屬于化工精密控制及聚酯化纖結(jié)構(gòu)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著醫(yī)藥、食品、有機(jī)合成、石油化工以及核工業(yè)等行業(yè)的發(fā)展，工業(yè)中對一些易 燃、易爆、有毒、強(qiáng)腐蝕性和貴重介質(zhì)的攪拌或攪拌反應(yīng)過程的要求越來越嚴(yán)格，因此，對攪 拌器的精密攪拌控制備受關(guān)注。一般的磁力攪拌器具有三個(gè)作用:一是使反應(yīng)物混合均勻， 使溫度均勻;二是作用是在一個(gè)密閉的容器中加熱，可防止暴沸;三是加快反應(yīng)速度或者加 快蒸發(fā)速度。在聚酯化纖生產(chǎn)過程中，需要對原料進(jìn)行攪拌試驗(yàn)，現(xiàn)有市場上的磁力攪拌器 是一種利用磁性物質(zhì)同極相斥的特性，通過不斷變換基座的兩端的極性來推動磁性攪拌子 轉(zhuǎn)動，再依靠磁性攪拌子的轉(zhuǎn)動帶動樣本旋轉(zhuǎn)，使樣本達(dá)到均勻混合的一種儀器。但是現(xiàn)有 磁力攪拌器的采購成本高，而且也無法適應(yīng)不同用戶的需求，使用不方便，工作效率低。因 此，迫切的需要一種成本低、攪拌效果好并能夠滿足不同需求的磁力攪拌器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器及其攪拌控 制方法，該磁力攪拌器可在溫度實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制的基礎(chǔ)上，通過溫度傳感器的數(shù)值聯(lián)動攪拌 馬達(dá)實(shí)時(shí)改變轉(zhuǎn)速，并利用磁力攪拌方式對化學(xué)溶液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，控溫穩(wěn)定，攪拌均勻， 工作效率高且節(jié)能美觀。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，一種溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的 磁力攪拌器，包括攪拌反應(yīng)爐和控制盒，所述攪拌反應(yīng)爐上設(shè)有攪拌區(qū)和控制區(qū)，所述攪拌 區(qū)設(shè)置在控制區(qū)的上方并與控制區(qū)封閉連接;在攪拌區(qū)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述攪拌區(qū)上 設(shè)有至少一個(gè)攪拌槽，所述控制區(qū)內(nèi)部設(shè)有電加熱板和攪拌驅(qū)動板，所述攪拌驅(qū)動板上設(shè) 有至少一個(gè)由攪拌馬達(dá)和磁性攪拌子組成的磁性攪拌機(jī)構(gòu)，所述磁性攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)置在攪拌 槽的底部;所述攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動的磁編碼器，所述控制盒內(nèi)設(shè)有控 制器，所述電加熱板、攪拌驅(qū)動板、溫度傳感器和磁編碼器均與控制器電連接。
[0005] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述攪拌馬達(dá)固定在攪拌驅(qū)動板上，攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸與 磁性攪拌子的中心固定連接，所述磁性攪拌子的中心與攪拌槽的中心位于同一豎直線上。
[0006] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述攪拌馬達(dá)采用直流電機(jī)，具有體積小、重量輕、易于 安裝等優(yōu)點(diǎn)，可方便的安裝在攪拌驅(qū)動板上，同時(shí)也有效減小了攪拌反應(yīng)爐的體積。
[0007] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述攪拌槽的數(shù)量為1-10個(gè)，每個(gè)攪拌槽可單獨(dú)使用，從 而實(shí)現(xiàn)多個(gè)原料同時(shí)攪拌，使用方便，工作效率高;所述攪拌槽的形狀為子彈型，形狀美觀 且可便于在試驗(yàn)過程中將試驗(yàn)管插入攪拌槽中并能將試驗(yàn)管與攪拌槽貼合緊密，有助于提 高原料的加熱攪拌均勻性。
[0008] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，在所述攪拌槽的底部設(shè)有金屬傳熱管，所述電加熱板將 熱量先傳遞給金屬傳熱管，再由金屬傳熱管將熱量傳遞至攪拌槽，在金屬傳熱管與攪拌驅(qū) 動板間設(shè)有絕緣隔熱層，防止攪拌驅(qū)動板受高溫?fù)p壞。
[0009] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，在所述控制區(qū)的外側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)磁塊，通過改變磁塊 的數(shù)量來輔助調(diào)節(jié)攪拌區(qū)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)磁場的變化頻率，從而可改變磁性攪拌子的攪拌速度。
[0010] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述控制盒上設(shè)有控制面板，所述控制面板上設(shè)有PV顯 示窗口、SV顯示窗口、開關(guān)鍵、指示燈、功能鍵和調(diào)節(jié)鍵;另外，為了防止溫度失控，在所述控 制盒上設(shè)有高溫報(bào)警的蜂鳴器，所述蜂鳴器通過繼電器連接控制器，一旦溫度超出設(shè)定閾 值，蜂鳴器會立即報(bào)警，防止出現(xiàn)事故。
[0011] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述控制器包括自適應(yīng)濾波器和主控芯片，所述主控芯 片上設(shè)有電機(jī)驅(qū)動模塊和溫度控制模塊，所述溫度傳感器通過自適應(yīng)濾波器連接主控芯 片，所述攪拌驅(qū)動板、磁編碼器與電機(jī)驅(qū)動模塊相連，所述電加熱板與溫度控制模塊相連， 所述溫度控制模塊的輸出端連接電機(jī)驅(qū)動模塊的輸入端。
[0012] -種應(yīng)用于上述磁力攪拌器的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)攪拌控制方法，在控制面板上 設(shè)定溫度設(shè)定值并作為溫度控制模塊的溫度輸入，溫度控制模塊根據(jù)溫度傳感器以及自適 應(yīng)濾波器反饋過來的溫度誤差進(jìn)行溫度自適應(yīng)調(diào)整，保證溫度傳感器測得的溫度值與溫度 設(shè)定值保持一致;建立溫度控制模塊的溫度輸出值與攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)速值間的對應(yīng)關(guān)系，并 將溫度控制模塊的溫度輸出值作為電機(jī)驅(qū)動模塊的信號輸入，電機(jī)驅(qū)動模塊根據(jù)溫度輸出 值與轉(zhuǎn)速值間的對應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生隨溫度自適應(yīng)改變的脈沖頻率，用于控制攪拌馬達(dá)的攪拌速 度;具體包括如下步驟：
[0013] (1)對溫度傳感器溫度檢測的誤差進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，建立測量溫度誤差的物理方程；
[0014] (2)將通過控制面板設(shè)定的溫度值S(n)作為溫度控制模塊的溫度輸入，并將溫度 設(shè)定值S(n)與該溫度所對應(yīng)的溫度誤差方程所解出的值Vo(n)進(jìn)行求和計(jì)算后所得的值d (n)作為自適應(yīng)濾波器的原始信號輸入，將溫度傳感器檢測的值VKn)作為自適應(yīng)濾波器的 參考信號輸入，自適應(yīng)濾波器的輸出為溫度誤差方程所解出的值的估計(jì)值y(n);
[0015] (3)溫度控制模塊的溫度輸出e(n)為溫度設(shè)定值S(n)、該溫度誤差方程所解出來 的值Vo(n)以及自適應(yīng)濾波器輸出的溫度估計(jì)值y(n)的代數(shù)和，即e(n) = S(n)+V〇(n)-y(n);
[0016] (4)將溫度控制模塊的溫度輸出e(n)與溫度設(shè)定值S(n)進(jìn)行比較，若兩者不相等 則發(fā)送加熱信號驅(qū)動電加熱板加熱直至兩者相等；
[0017] 在實(shí)現(xiàn)了攪拌溫度的精準(zhǔn)控制后，將溫度控制模塊的溫度輸出值作為控制攪拌馬 達(dá)轉(zhuǎn)速的一個(gè)反饋，實(shí)現(xiàn)溫度聯(lián)動馬達(dá)控制的過程，達(dá)到不同溫度對應(yīng)不同的攪拌速度的 效果，具體如下：
[0018] (5)建立攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)速V(n)與輸出溫度e(n)間的對應(yīng)關(guān)系式 100,0 < e(/?) < 25 r(")〕100 + 12(.c;(") -25)，25 < < 100，其中，e(n)的單位是。C，V(n)的單位是r/min; 1000,e(/?)> 100
[0019] (6)將溫度控制模塊的溫度輸出作為電機(jī)驅(qū)動模塊的一個(gè)反饋輸入信號，電機(jī)驅(qū) 動模塊根據(jù)溫度輸出值與轉(zhuǎn)速值間的對應(yīng)關(guān)系式產(chǎn)生隨溫度自適應(yīng)改變的脈沖頻率，攪拌 驅(qū)動板接收到脈沖頻率信號后對攪拌馬達(dá)進(jìn)行自動調(diào)速，以實(shí)現(xiàn)攪拌馬達(dá)的自適應(yīng)調(diào)速， 從而磁性攪拌子產(chǎn)生的磁場變化頻率也發(fā)生改變，達(dá)到不同攪拌效果的目的。
[0020] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:磁力攪拌器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，拆卸組裝 維修更換方便，成本較低，攪拌效果好，節(jié)能美觀;采用控制盒內(nèi)的控制器通過電加熱板對 攪拌反應(yīng)爐內(nèi)的實(shí)驗(yàn)溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，加熱溫度提前控制，控溫穩(wěn)定，充分滿足了某些化 學(xué)實(shí)驗(yàn)的溫度苛刻條件，有助于對攪拌反應(yīng)爐中的化學(xué)溶液產(chǎn)生正常的化學(xué)反應(yīng);根據(jù)建 立的溫度與攪拌馬達(dá)轉(zhuǎn)速間的對應(yīng)關(guān)系通過溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)聯(lián)動攪拌馬達(dá)實(shí)現(xiàn)電 機(jī)的自動調(diào)速，間接改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速率，更加利于化學(xué)溶液的充分混合;并利用磁力 攪拌方式對化學(xué)溶液進(jìn)行間接的充分?jǐn)嚢瑁粌H避免了人為攪拌的不便，減少了由于人工 攪拌的溶液浪費(fèi)，確保了實(shí)驗(yàn)員的人身安全，而且還實(shí)現(xiàn)了魯棒性性強(qiáng)的全自動攪拌功能。 此外，在反應(yīng)爐上設(shè)有多個(gè)攪拌槽，每個(gè)攪拌槽可單獨(dú)使用，攪拌均勻，能夠適應(yīng)不同用戶 的需求，使用方便，工作效率高，且每個(gè)攪拌槽的形狀都設(shè)置為子彈型，不僅形狀美觀，還便 于在試驗(yàn)過程中將試驗(yàn)管插入攪拌槽中并讓試驗(yàn)管與攪拌槽貼合緊密，有助于提高原料的 加熱攪拌均勻性。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明所提出的磁力攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為本發(fā)明所提出的磁力攪拌器中的攪拌反應(yīng)爐剖面圖。
[0023]圖3為本發(fā)明所提出的磁力攪拌器的電控原理框圖。
[0024]圖4為本發(fā)明的溫度自適應(yīng)控制原理圖。
[0025]圖5為本發(fā)明的攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)速與溫度對應(yīng)關(guān)系圖。
[0026] 圖中：1、控制盒，2、導(dǎo)線，3、蜂鳴器，4、攪拌反應(yīng)爐，5、PV顯示窗口，6、SV顯示窗口， 7、開關(guān)鍵，8、指示燈，9、功能鍵，10、調(diào)節(jié)鍵，11、攪拌區(qū)，12、控制區(qū)，13、攪拌槽，14、磁塊， 15、攪拌驅(qū)動板，16、磁性攪拌子，17、電加熱板。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了加深對本發(fā)明的理解和認(rèn)識，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本 發(fā)明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。需要說明 的是，下面描述中使用的詞語"前"、"后"、"左"、"右"、"上"和"下"指的是附圖中的方向，詞 語"內(nèi)"和"外"分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。
[0028] 如圖1 一圖3所示，一種溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，包括攪拌反應(yīng)爐4 和控制盒1，所述攪拌反應(yīng)爐4上設(shè)有攪拌區(qū)11和控制區(qū)12,所述攪拌區(qū)11設(shè)置在控制區(qū)12 的上方并與控制區(qū)12封閉連接。在攪拌區(qū)11內(nèi)設(shè)有熱電偶溫度傳感器，所述攪拌區(qū)11上設(shè) 有九個(gè)攪拌槽13,分為三排，每排三個(gè)攪拌槽13均勻排列。每個(gè)攪拌槽13可單獨(dú)使用，從而 實(shí)現(xiàn)多個(gè)原料同時(shí)攪拌，使用方便，工作效率高;所有攪拌槽13的形狀為子彈型，形狀美觀 且可便于在試驗(yàn)過程中將試驗(yàn)管插入攪拌槽13中并能將試驗(yàn)管與攪拌槽13貼合緊密，有助 于提高原料的加熱攪拌均勻性。
[0029]所述控制區(qū)12內(nèi)部設(shè)有電加熱板17和攪拌驅(qū)動板15,所述攪拌驅(qū)動板15上設(shè)有九 個(gè)磁性攪拌機(jī)構(gòu)，每個(gè)磁性攪拌機(jī)構(gòu)都由攪拌馬達(dá)和磁性攪拌子16組成，所述攪拌馬達(dá)固 定在攪拌驅(qū)動板15上，攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸與磁性攪拌子16的中心固定連接，所述磁性攪拌子 16的中心與攪拌槽13的中心位于同一豎直線上。所述攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn) 動的磁編碼器，磁編碼器測量攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，使控制馬達(dá)的脈沖頻率自適應(yīng)溫度值而改 變，實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的自動調(diào)速，從而磁場變化的頻率也將發(fā)生改變，達(dá)到不同攪拌效果的目的。 另外，所述攪拌馬達(dá)采用直流電機(jī)，具有體積小、重量輕、易于安裝等優(yōu)點(diǎn)，可方便的安裝在 攪拌驅(qū)動板15上，同時(shí)也有效減小了攪拌反應(yīng)爐4的體積。并且在所述控制區(qū)12的外側(cè)壁上 設(shè)有多個(gè)磁塊14,通過改變磁塊14的數(shù)量來輔助調(diào)節(jié)攪拌區(qū)11內(nèi)的旋轉(zhuǎn)磁場的變化頻率， 從而可改變磁性攪拌子16的攪拌速度。
[0030] 在所述攪拌槽13的底部設(shè)有鋁制金屬傳熱管，所述電加熱板17將熱量先傳遞給金 屬傳熱管，再由金屬傳熱管將熱量傳遞至攪拌槽13,在金屬傳熱管與攪拌驅(qū)動板15間設(shè)有 絕緣隔熱層，防止攪拌驅(qū)動板15受高溫?fù)p壞。
[0031] 所述控制盒1內(nèi)設(shè)有控制面板和控制器，所述電加熱板17、攪拌驅(qū)動板15、熱電偶 溫度傳感器和磁編碼器均通過導(dǎo)線2與控制器電連接。所述控制面板的正面上設(shè)有PV顯示 窗口 5、SV顯示窗口 6、開關(guān)鍵7、指示燈8、功能鍵9和調(diào)節(jié)鍵10，PV顯示窗口 5顯示設(shè)定溫度， SV顯示窗口 6顯示瞬間溫度，開關(guān)鍵7打開時(shí)指示燈8亮，功能鍵9用于設(shè)定值、參數(shù)的修改， 調(diào)節(jié)鍵10可以調(diào)節(jié)參數(shù)或進(jìn)入定時(shí)狀態(tài)。其中，所述控制器包括自適應(yīng)濾波器和主控芯片， 所述主控芯片上設(shè)有電機(jī)驅(qū)動模塊和溫度控制模塊，所述熱電偶溫度傳感器通過自適應(yīng)濾 波器連接主控芯片，所述攪拌驅(qū)動板15、磁編碼器與電機(jī)驅(qū)動模塊相連，所述電加熱板17與 溫度控制模塊相連，所述溫度控制模塊的輸出端連接電機(jī)驅(qū)動模塊的輸入端。另外，為了防 止溫度失控，在所述控制盒1上設(shè)有高溫報(bào)警的蜂鳴器3,所述蜂鳴器3通過繼電器連接控制 器，一旦溫度超出設(shè)定閾值，蜂鳴器3會立即報(bào)警，防止出現(xiàn)事故。
[0032] 如圖4所示，一種應(yīng)用于上述磁力攪拌器的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)攪拌控制方法，在 控制面板上設(shè)定溫度設(shè)定值并作為溫度控制模塊的溫度輸入，溫度控制模塊根據(jù)熱電偶溫 度傳感器以及自適應(yīng)濾波器反饋過來的溫度誤差進(jìn)行溫度自適應(yīng)調(diào)整，保證熱電偶溫度傳 感器測得的溫度值與溫度設(shè)定值保持一致;建立溫度控制模塊的溫度輸出值與攪拌馬達(dá)的 轉(zhuǎn)速值間的對應(yīng)關(guān)系，并將溫度控制模塊的溫度輸出值作為電機(jī)驅(qū)動模塊的信號輸入，電 機(jī)驅(qū)動模塊根據(jù)溫度輸出值與轉(zhuǎn)速值間的對應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生隨溫度自適應(yīng)改變的脈沖頻率，用 于控制攪拌馬達(dá)的攪拌速度;具體包括如下步驟：
[0033] (1)對熱電偶溫度傳感器溫度檢測的誤差進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，建立測量溫度誤差的物 理方程T= 土T〇*K，其中，T為誤差溫度(單位：°C)，T〇為測量溫度(單位：°C)，K為熱電偶溫度 傳感器所允許的最大誤差系數(shù)（％)，具體取決于熱電偶溫度傳感器的型號及生產(chǎn)廠家對誤 差的標(biāo)定，K的取值一般有0.4%、0.5%、0.75%等等。
[0034] (2)將控制面板中設(shè)定的溫度值S(n)作為溫度控制模塊的溫度輸入，并將溫度設(shè) 定值S(n)與該溫度所對應(yīng)的溫度誤差方程所解出的值V〇(n)(V〇(n) = ±S(n)*K)進(jìn)行求和計(jì) 算后所得的值d(n)作為自適應(yīng)濾波器的原始信號輸入，將熱電偶溫度傳感器檢測的值Vi U)作為自適應(yīng)濾波器的參考信號輸入，自適應(yīng)濾波器的輸出為溫度誤差方程所解出的值 的估計(jì)值y(n);其中，自適應(yīng)濾波器具體采用自適應(yīng)FIR濾波器，自適應(yīng)FIR濾波器的沖激響 應(yīng)為w(n) = {w(0)，w(l)，? ? ?，w(N-l)}，因此自適應(yīng)濾波器的輸出為y(n)=Vi(n)*w(n)。
[0035] (3)溫度控制模塊的溫度輸出e(n)為溫度設(shè)定值S(n)、該溫度誤差方程所解出來 的值Vo(n)以及自適應(yīng)濾波器輸出的溫度估計(jì)值y(n)的代數(shù)和，即e(n) = S(n)+V〇(n)-y(n);
[0036] (4)將溫度控制模塊的溫度輸出e(n)與溫度設(shè)定值S(n)進(jìn)行比較，若兩者不相等 則發(fā)送加熱信號驅(qū)動電加熱板17加熱直至兩者相等；
[0037] 在實(shí)現(xiàn)了攪拌溫度的精準(zhǔn)控制后，將溫度控制模塊輸出的溫度值作為控制攪拌馬 達(dá)轉(zhuǎn)速的一個(gè)反饋，實(shí)現(xiàn)溫度聯(lián)動馬達(dá)控制的過程，達(dá)到不同溫度對應(yīng)不同的攪拌速度的 效果，具體如下：
[0038] (5)建立攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)速V (n)與輸出溫度e (n)間的對應(yīng)關(guān)系式 100,0<(，("）<25 K (/?) = 100+ 12(e(/?) -25),25 < (/?) S 丨00，其中，e(n)的單位是°〇，V(n)的單位是r/min; 1000，K")> 100
[0039 ] (6)將溫度控制模塊的溫度輸出作為電機(jī)驅(qū)動模塊的一個(gè)信號輸入，電機(jī)驅(qū)動模 塊根據(jù)溫度輸出值與轉(zhuǎn)速值間的對應(yīng)關(guān)系式產(chǎn)生隨溫度自適應(yīng)改變的脈沖頻率，攪拌驅(qū)動 板15接收到脈沖頻率信號后對攪拌馬達(dá)進(jìn)行自動調(diào)速，以實(shí)現(xiàn)攪拌馬達(dá)的自適應(yīng)調(diào)速，從 而磁性攪拌子16產(chǎn)生的磁場變化頻率也發(fā)生改變，達(dá)到不同攪拌效果的目的。
[0040]本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開的技術(shù)手段，還包括 由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，其特征在于:包括攪拌反應(yīng)爐和控制 盒，所述攪拌反應(yīng)爐上設(shè)有攪拌區(qū)和控制區(qū)，所述攪拌區(qū)設(shè)置在控制區(qū)的上方并與控制區(qū) 封閉連接;在攪拌區(qū)內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述攪拌區(qū)上設(shè)有至少一個(gè)攪拌槽，所述控制區(qū)內(nèi) 部設(shè)有電加熱板和攪拌驅(qū)動板，所述攪拌驅(qū)動板上設(shè)有至少一個(gè)由攪拌馬達(dá)和磁性攪拌子 組成的磁性攪拌機(jī)構(gòu)，所述磁性攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)置在攪拌槽的底部;所述攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸上設(shè) 有隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動的磁編碼器，所述控制盒內(nèi)設(shè)有控制器，所述電加熱板、攪拌驅(qū)動板、溫 度傳感器和磁編碼器均與控制器電連接。2. 如權(quán)利要求1所述的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，其特征在于，所述攪拌 馬達(dá)固定在攪拌驅(qū)動板上，攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸與磁性攪拌子的中心固定連接，所述磁性攪拌 子的中心與攪拌槽的中心位于同一豎直線上。3. 如權(quán)利要求2所述的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，其特征在于，所述攪拌 馬達(dá)米用直流電機(jī)。4. 如權(quán)利要求1所述的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，其特征在于，所述攪拌 槽的數(shù)量為1-10個(gè)，攪拌槽的形狀為子彈型。5. 如權(quán)利要求1所述的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，其特征在于，在所述攪 拌槽的底部設(shè)有金屬傳熱管，所述電加熱板將熱量先傳遞給金屬傳熱管，再由金屬傳熱管 將熱量傳遞至攪拌槽，在金屬傳熱管與攪拌驅(qū)動板間設(shè)有絕緣隔熱層。6. 如權(quán)利要求3所述的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，其特征在于，在所述控 制區(qū)的外側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)磁塊。7. 如權(quán)利要求1所述的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，其特征在于，所述控制 盒上設(shè)有控制面板，所述控制面板上設(shè)有PV顯示窗口、SV顯示窗口、開關(guān)鍵、指示燈、功能鍵 和調(diào)節(jié)鍵，在所述控制盒上設(shè)有高溫報(bào)警的蜂鳴器，所述蜂鳴器通過繼電器連接控制器。8. 如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)控制的磁力攪拌器，其特征在于， 所述控制器包括自適應(yīng)濾波器和主控芯片，所述主控芯片上設(shè)有電機(jī)驅(qū)動模塊和溫度控制 模塊，所述溫度傳感器通過自適應(yīng)濾波器連接主控芯片，所述攪拌驅(qū)動板、磁編碼器與電機(jī) 驅(qū)動模塊相連，所述電加熱板與溫度控制模塊相連，所述溫度控制模塊的輸出端連接電機(jī) 驅(qū)動t吳塊的輸入端。9. 一種應(yīng)用于磁力攪拌器的溫度聯(lián)動馬達(dá)自適應(yīng)攪拌控制方法，其特征在于，在所述 控制面板上設(shè)定溫度設(shè)定值并作為溫度控制模塊的溫度輸入，溫度控制模塊根據(jù)溫度傳感 器以及自適應(yīng)濾波器反饋過來的溫度誤差進(jìn)行溫度自適應(yīng)調(diào)整，保證溫度傳感器測得的溫 度值與溫度設(shè)定值保持一致;建立溫度控制模塊的溫度輸出值與攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)速值間的對 應(yīng)關(guān)系，并將溫度控制模塊的溫度輸出值作為電機(jī)驅(qū)動模塊的信號輸入，電機(jī)驅(qū)動模塊根 據(jù)溫度輸出值與轉(zhuǎn)速值間的對應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生隨溫度自適應(yīng)改變的脈沖頻率，用于控制攪拌馬 達(dá)的攪拌速度。10. 如權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)攪拌控制方法，其特征在于，該方法具體包括如下步驟： (1) 對溫度傳感器溫度檢測的誤差進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，建立測量溫度誤差的物理方程； (2) 將控制面板中設(shè)定的溫度值S(n)作為溫度控制模塊的溫度輸入，并將溫度設(shè)定值S U)與該溫度所對應(yīng)的溫度誤差方程所解出的值Vo(n)進(jìn)行求和計(jì)算后所得的值d(n)作為 自適應(yīng)濾波器的原始信號輸入，將溫度傳感器檢測的值V 1U)作為自適應(yīng)濾波器的參考信 號輸入，自適應(yīng)濾波器的輸出為溫度誤差方程所解出的值的估計(jì)值y(n); (3) 溫度控制模塊的溫度輸出e(n)為溫度設(shè)定值S(n)、溫度誤差方程所解出來的值V0 (η)以及自適應(yīng)濾波器輸出的溫度估計(jì)值y(n)的代數(shù)和，即e(n)=S(n)+VQ(n)-y(n); (4) 將溫度控制模塊的溫度輸出e(n)與溫度設(shè)定值S(n)進(jìn)行比較，若兩者不相等則發(fā) 送加熱信號驅(qū)動電加熱板加熱直至兩者相等； (5) 建立攪拌馬達(dá)的轉(zhuǎn)速V (η)與溫度輸出e (η)間的對應(yīng)關(guān)系式，_其中，e(n)的單位是"€，V(n)的單位是r/ min； (6) 將溫度控制模塊的溫度輸出作為電機(jī)驅(qū)動模塊的反饋信號輸入，電機(jī)驅(qū)動模塊根 據(jù)溫度輸出值與轉(zhuǎn)速值間的對應(yīng)關(guān)系式產(chǎn)生隨溫度自適應(yīng)改變的脈沖頻率，攪拌驅(qū)動板接 收到脈沖頻率信號后對攪拌馬達(dá)進(jìn)行自動調(diào)速。
【文檔編號】B01F15/00GK105879765SQ201610348724
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】孫銘榮
【申請人】南京漢之力化工科技有限公司