CN201281823Y - 干式电热恒温控制箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种干式电热恒温控制箱,包括恒温箱本体和控制电路,其特征为:所述恒温箱本体具有夹层,里层为设有鼓风均衡装置的恒温工作室,恒温工作室外的夹层为内设保温用循环导热溶液的保温层,保温层外为真空保温层,所述控制电路包括电源,电源与传感器、放大器、模数转换器、显示器、加热器和鼓风机相连,所述传感器连接放大器,放大器又连接模数转换器,模数转换器与CPU电脑芯片连接,所述电脑芯片还与显示器、编程器、PID控制器、超温保护电路和鼓风机连接,PID控制器和超温保护电路又分别连接到加热器。本实用新型具有箱体升温快,控温精度高,使用操作方便的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及恒温设备技术领域,具体的说是一种电热恒温控制箱。
背景技术
药物透皮扩散仪主要应用于制药行业,化妆品行业,客观地再现制剂在规定的溶液中渗透的速度和程度,是目前国际通行的检测方法。该仪器目前在温度控制***方面,主要以恒温水循环保温,在使用中有水蒸气不断蒸发,仪器箱盖上形成水珠,滴入杯中影响溶剂的测定。对特殊的药剂在不同的扩散池如卧式形状扩散池工作时,对温控的精度要求特别高、工作时间长,使用水箱及许多的管接头有漏水的隐患,对仪器的使用存在不安全因素,在清洁水箱工作中有带来诸多不便。
实用新型内容
本实用新型的目的为提供一种解决上述缺陷的干式电热恒温控制箱。
实现上述发明目的的技术方案如下:
干式电热恒温控制箱,包括恒温箱本体和控制电路,其特征为:所述恒温箱本体具有夹层,里层为设有鼓风均衡装置的恒温工作室,恒温工作室外的夹层为内设保温用循环导热溶液的保温层,保温层外为真空保温层,所述控制电路包括电源,电源与传感器、放大器、模数转换器、显示器、加热器和鼓风机相连,所述传感器连接放大器,放大器又连接模数转换器,模数转换器与CPU电脑芯片连接,所述电脑芯片还与显示器、编程器、PID控制器、超温保护电路和鼓风机连接,PID控制器和超温保护电路又分别连接到加热器。
所述传感器采用电桥结构,固定电阻R35,R36为上桥臂,电阻R37与VR1串联,与PT1000(R38)构成下桥臂。
所述放大器采用AD620放大器。
本实用新型的优点为:箱体升温快,控温精度高,使用操作方便,最主要的是将导热溶液循环装置隐藏起来,箱体外层采用真空保温技术,整个恒温工作室温度均匀度达到正负0.2度以下,给药剂的测试工作带来更高的精度,取消了原有对箱体内经常更换循环水的不便,对节能环保有一定实际意义。
附图说明
图1为本实用新型电原理结构框图
图2为本实用新型的恒温箱结构截面图
图3为本实用新型的电原理图的左半部分
图4为本实用新型的电原理图的右半部分
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1和2所示,干式电热恒温控制器,包括恒温箱本体和控制电路,其特征为:所述恒温箱本体具有夹层,里层为设有鼓风均衡装置的恒温工作室1,恒温工作室1外的夹层为内设保温用循环导热溶液的保温层2,保温层2外为真空保温层3,所述控制电路包括电源,电源与传感器、放大器、模数转换器、显示器、加热器和鼓风机相连,所述传感器连接放大器,放大器又连接模数转换器,模数转换器与CPU电脑芯片连接,所述电脑芯片还与显示器、编程器、PID控制器、超温保护电路和鼓风机连接,PID控制器和超温保护电路又分别连接到加热器。
其中传感器采用电桥结构,固定电阻R35,R36为上桥臂,R37与VR1串联可看成一个电阻,与PT1000(R38)构成下桥臂。
其中放大器采用AD620放大器,AD620是ADI公司出品的增益可调(也就是放大倍数可调)仪表放大器,放大器的放大倍数由接在第1脚与第8脚的电阻的大小决定。电桥的输出电压经R40、C37、R41、C38滤波后送入AD620放大,由于AD620的输入阻抗非常高,因此电桥输出的电压不受R40、C37、R41、C38的影响,也就是说:AD620的输入电压等于电桥的输出电压。电桥的输出电压,也就是AD620的输入电压,其计算公式如下:
AD620的输入电压=基准源电压*(Rt/(Rt+4700)-基准源电压*(R37+Rc)/(R37+Rc+4700)
同相端电压-反相端电压,也就是AD620的输入电压
AD620输出的电压经过限流保护电阻R31和D8后,直接输入到单片机内部的100位AD转换器,由于R31电阻很小,并且AD转换的输入阻抗较高,因此电阻R31与D8不会对AD620输出的电压有影响,也就是说AD转换器的输入电压与AD620的输出电压相同。
AD转换器的基准源由MC1403供给,电压为2.5V左右,AD620的输出电压与AD转换器的关系如下:当AD620输出电压为0V,或者低于0V时,AD转换器的输出结果为最小值0;当AD620输出的电压达到基准源电压时,AD转换器的输出结果为最大值1023(2的10次方-1),上述中的Rt就是PT1000,注意Rt是随着温度而变化的。上述公式的理解其实非常简单,其实就是串联电路的分压公式,电桥相当于有两个串联分压公式,将这两个分压相减得到的结果就是电桥的输出电压。
为了能够最大限度的利用AD转换器,达到最佳的精度,AD620应该尽可能将测量范围转换为0~基准源电压。
通过编程器设定所需的温度值,由传感器获得随温度变化的电信号经桥路仪表放大器,AD数模转换再经过CPU电脑芯片处理成数字信号,由标准的PID控制算法,温度采用分段控制方法:根据温差大小分为四个控制段:升温1—升温2—稳定—过冲。
1、升温1:当温差大于厂商参数中的“第二区间温度”设定值时,PID算法使用第一
套控制参数,也就是厂商参数中的“PID参数1-xx”。
2、升温2:当温差小于“第二区间温度”并且大于“稳定温度”时,PID算法使用第二套控制参数。
3、稳定:当温差大于“过冲温度”并且小于“稳定温度”时,PID算法使用第三套控制参数。注意:“过冲温度”为负值。
4、过冲:当温差小于“过冲温度”(过冲温度为负值)时,PID算法进入过冲处理阶段,这个阶段不使用控制参数,而是直接停止加热,并且将积分项清零。
升温1、升温2、稳定这三个控制阶段都有一个对应的控制周期,通常设置为100mS,也就是每隔100mS的时间执行一个PID控制算法。
积分项反饱和算法:在标准PID控制算法中,积分项用于消除余差,当温差>0时,积分向朝正方向积分,<0时负方向积分,=0时保持不变,因此,如果积分常数而加热时间又过长,很容易使积分项达到一个非常大的值,这样,当温度超过设定值时,尽管积分项开始朝负方向累加,但由于之前已经达到一个相当大的值,此时需要很长的时间才能使积分项为0或为负,导致长时间过冲。当积分项开始为负值时,如果当前温度度仍大于设定温度,积分项就开始往负方向积分,如果温度下降缓慢,就会使积分项积分到一个非常大的负值,即使温度下降到设定温度以下,积分项仍然输出为负,从而导致长时间不加热。为此,药物透皮试验仪温控部分对积分项算法作了如下改进:
1、当加热功率超过厂商参数中设定的“最大加热时间”时,积分项停止积分。
2、当积分为负时,停止积分。
只有在第一次升温过程中产生了不超过0.5度的过冲,而后就进入了稳态,并且保持正负0.05度的控制精度。
直到设定值与当前温度值相等时,工作室温控进入恒温状态。电加热采用PTC陶瓷发热器,优点:升温快热效率高,热贯性小,整个过程由CPU智能发出控制指令控制可控硅导通角的大小,当温度易常时,超温保护继电器动作,切断加热器电源,并有报警声发出。工作室的温度在离心式鼓风机的作用下,配上合理的风道结构,风以此不断循环,从而使工作室内温度达到均衡。
Claims (3)
1.干式电热恒温控制箱,包括恒温箱本体和控制电路,其特征为:所述恒温箱本体具有夹层,里层为设有鼓风均衡装置的恒温工作室,恒温工作室外的夹层为内设保温用循环导热溶液的保温层,保温层外为真空保温层,所述控制电路包括电源,电源与传感器、放大器、模数转换器、显示器、加热器和鼓风机相连,所述传感器连接放大器,放大器又连接模数转换器,模数转换器与CPU电脑芯片连接,所述电脑芯片还与显示器、编程器、PID控制器、超温保护电路和鼓风机连接,PID控制器和超温保护电路又分别连接到加热器。
2.根据权利要求1所述的电热恒温控制箱,其特征为:所述传感器采用电桥结构,固定电阻R35,R36为上桥臂,电阻R37与VR1串联,与PT1000构成下桥臂。
3.根据权利要求1所述的电热恒温控制箱,其特征为:所述放大器采用AD620放大器。
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