CN102228815A - 一种自动控制时长间歇正反转搅拌器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动控制时长间歇正反转搅拌器。该电路由可调短时搅拌电路、长延时电路、电机正反转电路和清零电路组成。并按事先预置的时间以搅拌与停止的方式自动循环，并在搅拌时间里让电机在规定的时间内正转或反转搅拌晶体，用于化学结晶过程控制晶粒大小及提高纯度。

Description

一种自动控制时长间歇正反转搅拌器

技术领域

本发明涉及一种自动控制时长间歇正反转搅拌器，具体涉及一种短时正反转搅拌，长时停止自动控制时长间歇正反转搅拌器。

背景技术

化学工作者为了得到较纯的晶体或要求得到不同大小的晶体颗粒时，往往在实现结晶以后，沉放一段时间再搅拌一段时间周而复始，由于一般搅拌时间较短，停止沉放的时间较长，为了扩大晶体间的摩擦对撞以达到较快的转晶过程，本发明设计一种有间歇搅拌功能并在设定的搅拌时间内让电机正向和反向往复旋转的搅拌器。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动控制时长间歇正反转搅拌器。为满足晶体短时正反搅拌，长时间停止的周期循环要求，本发明采用以下技术方案：

提供一种自动控制时长间歇正反转搅拌器。该电路由可调短时搅拌电路、长延时电路、电机正反转电路和清零电路组成。

所述的可调短时搅拌电路由振荡分频(IC1)，启动按钮(AN1、AN2)、电阻(R1、R2、RP、R3)、电容(C1)、波段开关W1、晶体管VT1和继电器K1组成。其中R2、RP、C1组成振荡回路。振荡周期T＝2.2(R2+RP)C1，调节电位器RP可改变振荡周期。当按下启动按钮(AN1、AN2)后，IC1复位并开始振荡和分频，此时IC1输出为低电平，VT1迅速导通，继电器K1吸合，K1-1与K1-2分别与A和B接通，IC3和VT3通过B得到电源开始工作。IC3产生振荡脉冲使VT3导通和截止，从而带动电机(M)正转和反转，搅拌晶体溶液。此时继电器K2不工作，K2-1接触点C1。搅拌时间T1＝1/2×2ⁿT(n是IC1每一个输出端Q的序号)，通过手调波段开关W1可选定需要搅拌的时间。

所述的可调长延时电路由振荡分频(IC1)、计数分频(IC2)、晶体管VT2、耦合电阻R6，波段开关W2和继电器K2组成。当IC1定时结束后，在IC1任意输出端(Q8、Q9、Q10)输出高电平，通过波段开关W1，一路经R3使VT1截止，K1释放，K1-1与K1-2分别接触点A1、B1，IC3和VT3停止工作，电机(M)停转，搅拌停止。此时K1-1与A1接通使IC2得到工作电压。W1另一路连接IC2的输入端，IC1输出脉冲经波段开关W2和IC2的再次分频使IC2的输出端得到IC1输出时间的10倍(即：停止时间T2＝10T1)。通过手调波段开关W2，在IC2输出端可根据需要选择不同的停止时间。长延时结束后，IC2的任意输出端(Q5、Q6、Q7)输出高电平使VT2导通，K2吸合，K2-1与触点C接通，即IC1得到工作电压，使VT1导通，K1吸合，K1-1与K1-2又分别重新接通触点A和B，IC3和VT3通过触点B得到工作电压开始工作。IC3产生振荡脉冲使VT3导通和截止，从而带动电机(M)正转和反转，搅拌晶体溶液。此时IC2和VT2停止工作，K2-1接通触点C1。下一个周期T＝T1+T2重新开始，自动循环。

所述的电机正反转电路由多谐振荡IC3、晶体管VT3、电阻(R8、R9、D5、R10)、电容(C4、C5)、继电器K3和电机(M)组成。其中IC3、R8、R9、D5、C4构成多谐振荡器。T(充)＝0.693×R8×C4，T(放)＝0.693×R9×C4。IC3接通电源瞬间时，C4两端电压不能突变，IC3的2脚和6脚电压低于1/3电源电压，此时3脚为高电平，VT3导通，继电器K3吸合，K3-1与K3-2分别接通触点E和F，此时电流通过K3-1、触点E、电机(M)、K3-2、触点F到地，使电机(M)正向旋转。随着电源经R8，D5对C4充电，IC3的2脚和6脚电压不断上升，当C4两端充电电压上升至2/3电源时，IC3内电路翻转，其3脚输出低电平，VT3截止，K3释放，K3-1与K3-2分别接通触点E1和F1，此时电流通过K3-1、触点E1、电机(M)、K3-2、触点F1到地，使电机反向旋转。同时C4经R9和IC3的7脚内电路放电，使IC3的2脚和6脚电压不断下降，当电压降至低于1/3电源电压时，内电路翻转，3脚输出高电平。在定时搅拌时间内，IC3的3脚不断输出高低电平使VT3不断的导通和截止，控制K3吸合和释放，实现电机正反旋转。

所述的清零电路由AN1、C2、R7、R4、D4、C3和R5组成，其中AN1、C2和R7为IC1电源清零，C3和R5为IC2电源清零。D4和R4串接后与波段开关W2相连，将IC2输出高电平反馈至IC1清零端，使其迅速清零，保证精确定时。

本发明具有结构简单，成本低，精确定时的优点，可以根据实际需要将IC1和IC2输出端不同组合，即能得到想要的负载动作和停止时间，并让负载在工作时间内改变运转方式，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明提供的一种自动控制时长间歇正反转搅拌器电路图。

具体实施方式

以下根据图1具体说明本发明的实施例：

如图1所示，本发明提供了一种自动控制时长间歇正反转搅拌器。该电路由可调短时搅拌电路、长延时电路、电机正反转电路和清零电路组成。

所述的可调短时搅拌电路由振荡分频(IC1)、启动按钮(AN1、AN2)、电阻(R1、R2、R3、RP)、电容(C1)、波段开关W1、晶体管VT1和继电器K1组成。其中R2、RP、C1组成振荡回路。振荡周期T＝2.2(R2+RP)C1，调节电位器RP可改变振荡周期。本实施例选择电阻R1(1MΩ)、R2(1.5MΩ)、RP(1MΩ电位器)、C1(1uF)。当按下启动按钮(AN1、AN2)后，IC1复位并开始振荡和分频，此时IC1输出为低电平，VT1迅速导通，继电器K1吸合，K1-1与K1-2分别与触点A和B接通，IC3和VT3通过触点B得到电源开始工作。IC3产生振荡脉冲使VT3导通和截止，从而带动电机(M)正转和反转，搅拌晶体溶液。此时继电器K2不工作，K2-1接触点C1。IC1采用的是由振荡器和14级二进制串行计数器集于一体的集成块CD4060。在振荡信号的作用下，其内部计数器开始工作。该集成块其输出端Q4～Q14构成16～16384分频系数，根据其特性，搅拌时间T1＝1/2×2ⁿT(n是IC1每一个输出端Q的序号)，根据周期计算公式和调节电位器RP可以得到Q8(10分钟)，Q9(20分钟)，Q10(30分钟)。本实施例将搅拌时间分为10分，20分，30分三档，通过手调波段开关W1可选定需要搅拌的时间。

所述的可调长延时电路由振荡分频(IC1)、计数分频(IC2)、晶体管VT2、耦合电阻R6、波段开关W2，继电器K2组成。当IC1定时结束后，在IC1任意输出端(Q8、Q9、Q10)输出高电平，通过波段开关W1，一路经R3使VT1截止，K1释放，K1-1与K1-2分别接触点A1、B1，IC3和VT3停止工作，电机(M)停转，搅拌停止。此时K1-1与A1接通使IC2得到工作电压。W1另一路连接IC2的输入端，IC2是由十进制计数器CD4017组成10级分频器。IC1输出脉冲经波段开关W2和IC2的再次分频，IC2的输出端得到IC1输出时间的10倍(即：停止时间T2＝10T1)。本实例选择CD4017中的Q5、Q6、Q7三个输出挡位，通过手调波段开关W1和W2，可选择Q5(500、1000、1500分钟)、Q6(600、1200、1800分钟)、Q7(700、1400、2100分钟)。(IC2有Q0-Q10个输出端可选择，可根据需要手调波段开关W1和W2得到不同组合的停止时间)。长延时结束后，IC2的任意输出端(Q5、Q6、Q7)输出高电平使VT2导通，K2吸合，K2-1与触点C接通，即IC1得到工作电压，使VT1导通，K1吸合，K1-1与K1-2又分别重新接通触点A和B，IC3和VT3通过触点B得到工作电压开始工作。IC3产生振荡脉冲使VT3导通和截止，从而带动电机(M)正转和反转，搅拌晶体溶液。此时IC2和VT2停止工作，K2-1接通触点C1。下一个周期T＝T1+T2重新开始，自动循环。

所述的电机正反转电路由多谐振荡IC3、晶体管VT3、电阻(R8、R9、D5、R10)、电容(C4、C5)、继电器K3和电机(M)组成。本实例中IC3采用NE555集成块。NE555与R8、R9、D5、C4构成多谐振荡器。根据其特性：T(充)＝0.693×R8×C4，T(放)＝0.693×R9×C4。IC3接通电源瞬间时，C4两端电压不能突变，IC3的2脚和6脚电压低于1/3电源电压，此时3脚为高电平，VT3导通，继电器K3吸合，K3-1与K3-2分别接通触点E和F，此时电流通过K3-1、触点E、电机(M)、K3-2、触点F到地，使电机(M)正向旋转。随着电源经R8，D5对C4充电，此时IC3的2脚和6脚电压不断上升，当C4两端充电电压上升至2/3电源时，IC3内电路翻转，其3脚输出低电平，VT3截止，K3释放，K3-1与K3-2分别接通触点E1和F1，此时电流通过K3-1、触点E1、电机(M)、K3-2、触点F1到地，使电机反向旋转。随后C4经R9和IC3的7脚内电路放电，使IC3的2脚和6脚电压不断下降，当电压降至低于1/3电源电压时，内电路翻转，3脚输出高电平。在定时搅拌时间内，IC3的3脚不断输出高低电平使VT3不断的导通和截止，控制K3吸合和释放，实现电机正反旋转。本实施例中，电阻取值R8＝R9＝10MΩ，C4取值10uF，这样可以使电机正反转搅拌时间近似相同(约1分钟)，同时也满足该振荡周期小于定时搅拌周期。

所述的清零电路由AN1、C2、R7、R4、D4、C3和R5组成，其中AN1、C2和R7为IC1电源清零，C3和R5为IC2电源清零。D4和R4串接后与波段开关W2相连，将IC2输出高电平反馈至IC1清零端，使其迅速清零，保证精确定时。

图1中采用的元器件：

IC1选用CD4060，14位串行二进制计数Z分频/振荡器数字集成块；IC2选用CD4017，十进制计数/脉冲分配器数字集成块；IC3选用NE555集成块；K1、K2型号为JRX-13F/12直流继电器；M为50W的直流电机；VT1型号为2SA940；VT2、VT3型号为2SC2482；D1、D2、D3为1N4001；D4、D5为1N4148；C1为1uF/25V；C2为0.47uF/25V；C3为0.1uF/25V；C4为10uF/25V；C5为0.01uF/25V；R1阻值为2MΩ；R2阻值为1MΩ；RP可调电位器阻值为1.5MΩ；R3、R4、R6为10KΩ；R5、R7为100KΩ；R8、R9为10MΩ；12V直流稳压电源选用通用型元器件。

Claims (3)

1.一种自动控制时长间歇正反转搅拌器，其特征在于：该电路由可调短时搅拌电路、长延时电路、电机正反转电路和清零电路组成。

所述的可调短时搅拌电路由振荡分频(IC1)、启动按钮(AN1、AN2)、电阻(R1、R2、RP、R3)、电容(C1)、波段开关W1、晶体管VT1和继电器K1组成。当按下启动按钮(AN1、AN2)后，IC1复位并开始振荡分频，此时IC1输出为低电平，VT1导通，继电器K1吸合，K1-1与K1-2分别与A和B接通，IC3和VT3通过B得到工作电压开始工作。IC3产生振荡脉冲使VT3导通和截止，从而带动电机(M)正转和反转，搅拌晶体溶液。此时继电器K2不工作，K2-1接C1。

所述的长延时电路由振荡分频(IC1)、分频(IC2)、晶体管VT2、耦合电阻R6、波段开关W2、继电器K2组成。当IC1定时结束后，在IC1任意输出端(Q8、Q9、Q10)输出高电平，通过波段开关(W1)使VT1截止，K1释放，K1-1与K1-2分别接A1和B1，此时IC3和VT3停止工作，电机(M)停转。K1-1与A1接通后，使IC2得到工作电压，开始分频延时。IC1输出的延时脉冲，通过波段开关W1，经IC2再次分频延时，输出端得到IC1输出时间的10倍。长延时结束后，IC2的任意输出端(Q5、Q6、Q7)输出高电平经W2使VT2导通，K2吸合，K2-1与C接通，IC1得到工作电压，使VT1导通，K1吸合，K1-1与K1-2分别再次接通A、B，使IC3和VT3得到电源开始工作，带动电机正转和反转。此时IC2和VT2停止工作。继电器K2不工作，K2-1接通C1。

所述的电机正反转电路由多谐振荡IC3、晶体管VT3、电阻(R8、R9、D5、R10)、电容(C4、C5)、继电器K3和电机(M)组成。在短时搅拌定时时间内，VT1导通，继电器K1吸合，K1-1与K1-2分别与A和B接通，IC3、VT3得到工作电压，IC3输出振荡脉冲。当一个振荡脉冲到来时，VT3导通，K3吸合，K3-1与K3-2分别接通E和F，此时电流通过K3-1、E、电机(M)、K3-2、F到地，使电机(M)正向旋转。当该脉冲消失后，VT3截止，K3释放，K3-1与K3-2分别接通E1和F1，此时电流通过K3-1、E1、电机(M)、K3-2、F1到地，使电机反向旋转。随着VT3不断的导通和截止，控制K3吸合和释放，实现电机正反旋转。

所述的清零电路由AN1、C2、R7、R4、D4、C3和R5组成，其中AN1、C2和R7为IC1电源清零，C3和R5为IC2电源清零。D4和R4串接后与波段开关W2相连，将IC2输出高电平反馈至IC1清零端，使其迅速清零。

2.如权利要求1一种自动控制时长间歇正反转搅拌器，其特征在于：IC1在搅拌时间和停止时间里向VT1及IC2提供振荡延时脉冲，完成短时搅拌和长时停止任务。

3.如权利要求1所述一种自动控制时长间歇正反转搅拌器，其特征在于：所述的可调短时搅拌启动按钮AN1、AN2为连动按钮，使搅拌、分频同步进行。