專利名稱:雙溫控恒溫加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于一種加熱恒溫技術(shù),尤其涉及一種雙溫控恒溫加熱系統(tǒng)。
背景技術(shù):
在科研、生產(chǎn)領(lǐng)域大量需要恒溫加熱控制技術(shù)滿足生產(chǎn)科研需要,目前,恒溫加熱技術(shù)都采用單一測(cè)量溫度法控制加熱器,進(jìn)而控制被加熱介質(zhì)溫度,主要有兩種控制方式,但都有弊端。一種是直接測(cè)量加熱器溫度,控制加熱器通斷,這種方法要求加熱器溫度均勻,力口熱器被允許最高以設(shè)定溫度值加熱,待溫度接近設(shè)定溫度時(shí),停止加熱,因?yàn)闊崃總鬟f梯度問(wèn)題,被加熱介質(zhì)加熱速度較慢,事實(shí)上,在設(shè)定溫度高于介質(zhì)溫度時(shí),加熱器溫度可以允許遠(yuǎn)高于設(shè)定溫度工作,形成較大溫度梯度以便于加熱器迅速向被加熱介質(zhì)傳熱;加熱器 恒定在設(shè)定溫度,溫度梯度較小,要想使被加熱介質(zhì)達(dá)到同樣的設(shè)定溫度,將是一個(gè)緩慢的過(guò)程。還有一種間接測(cè)量法,加熱器和被加熱介質(zhì)間輔助一種加熱介質(zhì),溫度傳感器測(cè)量加熱介質(zhì)溫度,這樣可以有效緩解溫度波動(dòng),但這種介質(zhì)必須是液體良導(dǎo)體介質(zhì),而且往往需要輔助攪拌裝置,但同樣也存在溫度梯度問(wèn)題和恒溫速度慢的問(wèn)題。另一種是直接測(cè)量被加熱介質(zhì)溫度,控制加熱器通斷,這種方法最大的問(wèn)題是溫沖,在被加熱介質(zhì)達(dá)到設(shè)定溫度后,加熱器溫度往往高于被加熱介質(zhì)溫度很多,加熱器的余熱將會(huì)使被加熱介質(zhì)超過(guò)設(shè)定溫度,形成較大溫沖,同時(shí)在恒溫階段,因?yàn)闊醾鬟f滯后問(wèn)題,被加熱介質(zhì)溫度波動(dòng)也較大,恒溫精度較差。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是針對(duì)背景技術(shù)中的不足,提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣、加熱迅速、恒溫精度高的恒溫控制系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案一種雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),包括加熱器、盛裝被加熱介質(zhì)的加熱容器和電子溫控裝置,兩個(gè)溫度傳感器分別置于加熱器和加熱容器內(nèi),兩個(gè)溫度傳感器的輸出端分別與電子溫控裝置連接。加熱器上溫度傳感器即時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)為T1,被加熱介質(zhì)上溫度傳感器即時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)為T2,即時(shí)測(cè)量1\、T2獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)傳入電子溫控裝置,通過(guò)計(jì)算公式TzaTfbT2-C得到即時(shí)測(cè)量計(jì)算數(shù)據(jù)T,其中,a、b、C為計(jì)算公式擬合常數(shù),b大于a,C為修正值,將T與設(shè)定溫度Ttl比較,若T小于Ttl,則加熱器繼續(xù)加熱,若T大于等于Ttl則加熱器停止加熱,Tl處于動(dòng)態(tài)控制中,最終Tl和T2趨近TO到達(dá)恒溫點(diǎn)。加熱容器內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。加熱器上設(shè)有降溫風(fēng)扇。本發(fā)明雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),設(shè)計(jì)新穎合理,既提高了升溫速度,又很好的解決了溫沖問(wèn)題,同時(shí)大大提高了控溫精度,而且系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用。
圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示,一種雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),包括加熱器、盛裝被加熱介質(zhì)的加熱容器和電子溫控裝置;加熱容器內(nèi)設(shè)有攪拌裝置,加熱器上設(shè)有降溫風(fēng)扇。兩個(gè)溫度傳感器分別置于加熱器和加熱容器內(nèi),兩個(gè)溫度傳感器的輸出端分別與電子溫控裝置連接。溫度均勻的加熱器內(nèi)置一溫度傳感器,測(cè)量值為T1,被加熱介質(zhì)內(nèi)置一溫度傳感器,測(cè)量值為T2, —個(gè)電子溫控裝置連接兩個(gè)溫度傳感器,并瞬間交替測(cè)量?jī)蓚€(gè)溫度值T1和T2,若取值a=0. 25,b=0. 75,通過(guò)電子溫控裝置內(nèi)的單片機(jī)計(jì)算,代入T=BTjbT2-C公式得T=O. 251\+0. 75T2-C,通過(guò)運(yùn)算得到即時(shí)測(cè)量計(jì)算數(shù)據(jù)T,通過(guò)軟件設(shè)置,將T和設(shè)定溫度值 T0比較,若T小于Ttl則加熱器繼續(xù)加熱,若T大于等于Ttl則加熱器停止加熱。這個(gè)過(guò)程中,T1最初全速升溫到達(dá)遠(yuǎn)高于Ttl的最高點(diǎn),最后逐漸降低趨近Ttl,加熱器隨著T1的數(shù)值變化,動(dòng)態(tài)通斷加熱,滿足最高效率給被加熱介質(zhì)傳熱,同時(shí)又保證不至于使被加熱介質(zhì)到達(dá)恒溫點(diǎn)后出現(xiàn)溫沖,這種動(dòng)態(tài)逼近控溫法實(shí)現(xiàn)了最快的加熱速率和最小的溫沖。這里將公式反運(yùn)算,可以得出1^=41+4031,T以Ttl為比較值,則T1=ATc^C-ST2,假設(shè)設(shè)定溫度Ttl為100度,被加熱介質(zhì)溫度T2為60度,那么1\=220+4(,也就是說(shuō)當(dāng)1\=220+扣時(shí),T=Ttl,加熱器才會(huì)停止加熱,這時(shí)T1的允許溫度至少為220度,隨著T2不斷升高,T1允許值也迅速下降,一方面加熱器上的熱量迅速傳遞給被加熱介質(zhì),自身降溫,另一方面,降溫風(fēng)扇也給加熱器降溫,加熱器會(huì)根據(jù)T1的允許值間斷加熱,使得1^=41^+4(:-31^當(dāng)T2到99度時(shí),通過(guò)運(yùn)算,1\=103+4(,也即T1的允許溫度為103+4C,最后T2就不可能有較大的溫沖,到達(dá)設(shè)定溫度值100度時(shí),T1的允許值是100+4C,同樣可以推算,當(dāng)溫度為99. 9度時(shí),T1的允許值是100. 3+4C,可以看出控溫的動(dòng)作被放大了 3倍,也就是說(shuō),當(dāng)被控溫介質(zhì)溫度有微小波動(dòng)時(shí),加熱器將會(huì)快速反應(yīng)進(jìn)行修正,可以有效提高控溫精度。實(shí)際應(yīng)用中,可根據(jù)需要選定a和b的值,以便達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)狀態(tài),根據(jù)經(jīng)驗(yàn),被加熱介質(zhì)輔助一攪拌裝置,以便被加熱介質(zhì)溫度均勻,溫度測(cè)量準(zhǔn)確,同時(shí),加熱器輔助一有效的降溫風(fēng)扇,將加熱功率和降溫風(fēng)扇合理匹配好,可以達(dá)到很高的控溫精度。
權(quán)利要求
1.一種雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),包括加熱器、盛裝被加熱介質(zhì)的加熱容器和電子溫控裝置,其特征在于兩個(gè)溫度傳感器分別置于加熱器和加熱容器內(nèi),兩個(gè)溫度傳感器的輸出端分別與電子溫控裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),其特征在于加熱器上溫度傳感器即時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)為T1,被加熱介質(zhì)上溫度傳感器即時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)為T2,即時(shí)測(cè)量I\、T2獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)傳入電子溫控裝置,通過(guò)計(jì)算公式T=BTJbT2-C得到即時(shí)測(cè)量計(jì)算數(shù)據(jù)T,其中,a、b、C為計(jì)算公式擬合常數(shù),b大于a,C為修正值,將T與設(shè)定溫度Ttl比較,若T小于Ttl,則加熱器繼續(xù)加熱,若T大于等于Ttl則加熱器停止加熱,Tl處于動(dòng)態(tài)控制中,最終Tl和T2趨近TO到達(dá)恒溫點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),其特征在于加熱容器內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),其特征在于加熱器上設(shè)有降溫風(fēng)扇。
全文摘要
一種雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),包括加熱器、盛裝被加熱介質(zhì)的加熱容器和電子溫控裝置,兩個(gè)溫度傳感器分別置于加熱器和加熱容器內(nèi),兩個(gè)溫度傳感器的輸出端分別與電子溫控裝置連接。本發(fā)明雙溫控恒溫加熱系統(tǒng),設(shè)計(jì)新穎合理,既提高了升溫速度,又很好的解決了溫沖問(wèn)題,同時(shí)大大提高了控溫精度,而且系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102749940SQ20121026606
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者趙華, 陳鵬沖 申請(qǐng)人:趙華