CN105807816A - 一种烘烤装置温度控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烘烤装置温度控制电路，该电路包括加热控制单元，其设有加热器及控制加热器开关状态的双向晶闸管，一光耦合器与双向晶闸管相连，用于为双向晶闸管提供触发电流；光耦合器与三极管Tl及偏置电阻构成一放大电路，放大电路通过发射极为光祸合器提供驱动电流，该放大电路另与第三继电器并联，两者共同经串联设置的第一继电器的常开触点J1‑1及第二继电器的常闭触点J2‑1接地，第三继电器的常开触点J3‑1与常开触点J1‑1并联。

Description

一种烘烤装置温度控制电路

技术领域

本发明涉及温度控制电路领域，更具体地，涉及一种烘烤装置温度控制电路。

背景技术

烤烟房是烤烟生产中不可缺少的基本设备。烤烟房经过内烘烤调制后，便显现出烤烟特有的色、香、味、型，成为符合卷烟工业需要的优质原料。其基本原理是烟叶受热后，烟叶内的水分排出，水分汽化后被排出烤烟房外，从而使烟叶烤黄、干燥。

烤烟房温度控制常见的一种控制思路是，利用电压比较器，选择适用的温度传感器，以其输出的电压信号作为比较器的一路输入，另一路输入是通过电阻分压而得到一个适用同定电位，当温度发生变化时，传感器的输出电庄随之发生变化，电压比较器通过比较两组输入电压的大小而决定的输出为高电位或是低电位，依此来控制加热器的开关状态，达到控制温度的目的。这种温度控制方式虽然可实现趋于恒温的加热要求，但其缺点是加热器频繁开闭，不单降低了系统的寿命和可靠性，还污染电磁环境。

而烤烟生产实践中，需要实现的目标温度井无严格恒温要求，仅需将温度控制在一个适度的范围内即可，前述的温度控制电路是将温度控制在某一数低上，而无法实现将温度控制在预设区间中的技术要求。如开发设计一种温度控制电路，经过预设后其可将温度控制在一要求的区间内，从而可减少加热器的开关频率，提高系统运行的稳定性与寿命，并可减少对电网的冲击而优化电磁环境，在温度控制领域具有重要意义。

发明内容

本发明提供一种烘烤装置温度控制电路，该电路可根据需要将温度控制在一预设区间范围内，从而可减少加热器的开关频率。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种烘烤装置温度控制电路，其中，烘烤装置包括设有框架的烤烟室，所述的框架为金属框架且其表面设有多个条形孔；所述的烤烟室内部及烤烟室外部的延伸有导轨，框架设于导轨上；所述的框架外还设有用于堆放框架的机械臂；烘烤装置还包括设于地面上的地暖装置；地暖装置为水地暖装置，所述的地暖装置连接加热装置，加热装置为液化石油气燃料加热装置，其特征在于，该双温度控制电路设置在地暖装置中，包括加热控制单元，其设有加热器及控制加热器开关状态的双向晶闸管，一光耦合器与双向晶闸管相连，用于为双向晶闸管提供触发电流；光耦合器与三极管Tl及偏置电阻构成一放大电路，放大电路通过发射极为光祸合器提供驱动电流，该放大电路另与第三继电器并联，两者共同经串联设置的第一继电器的常开触点J1-1及第二继电器的常闭触点J2-1接地，第三继电器的常开触点J3-1与常开触点J1-1并联；

下限温度控制单元，其包括第一温度传感器LM35D，第一温度传感器LM35D的电压信号输出端与一电压比较器ICl的反相输入端相连，而电压比较器IC1的同相输入端由一电位器RP1来提供一基准电压，电压比较器IC1的输出端与一三极管T2基极相连，两者构成一开关电路，电压比较器ICl输出高电位时三极管导通，该开关电路的负载为第一继电器J1；

上限温度控制单元，其包括第二温度传感器LM35D，第二温度传感器LM35D的电压信号输出端与一电压比较器IC2的同相输入端相连，而电压比较器IC2的反相输入端由一电位器RP2来提供一基准电压，电压比较器IC2的输出端与一三极管T3基极相连，两者构成一开关电路，电压比较器IC2输出高电位时三极管导通，该开关电路的负载为第二继电器J2。

本发明中，由于第一温度传感器LM35D及第二温度传感器LM35D所处位置的温度与输出的电压信号均成线性比例，故在下限温度控制单元可利用RP1设定下限温度t1，而在上限温度控制单元可利用RP2设定上限温度t2，实际应用时，第一温度传感器LM35D与第二温度传感器LM35D置于同一位置。

当该环境中温度＜t1时，电压比较器IC1输出高电位，使得第一继电器J1导通，而电压比较器IC2输出低电位，使得第二继电器J2仍处于失电状态；故在加热控制单元的电路中，常开触点J1-1闭合，常闭触点J2-1闭合，整个电路形成通路，加热器处于工作状态；与此同时，由于第三继电器J3所在电路形成通路，其导通而使得常开触点J3-1闭合。

当温度上升至＞t1但＜t2时，电压比较器IC1输出低电位，使得第一继电器J1变为失电状态，电压比较器IC2输出低电位，使得第二继电器J2仍处于失电状态；故在加热控制单元的电路中，常开触点J1-1断开，常闭触点J2-1闭合，但第三继电器J3处于导通状态，使得常开触点J3-1闭合，加热控制单元的整个电路仍处于通路状态，加热器继续工作。

当温度上升至＞t2时，电压比较器IC2输出高电位，使得第二继电器J2处于导通状态；故在加热控制单元的电路中，常闭触点J2-1断开，加热控制单元的电路处于断路状态，加热器停止工作，温度停止升高，且与此同时，由于第三继电器J3变为失电状态，使得常开触点J3-1断开。

当温度下降至＜t2但＞t1时，电压比较器IC1输出低电位，使得第一继电器J1仍未失电状态，而第三继电器J3仍维持失电状态；故在加热控制单元的电路中，常开触点J11断开，常开触点J3-1断开，加热器仍停止工作，温度继续降低。

当温度下降至＜t1时，电压比较器IC1输出高电位，使得第一继电器J1导通，而电压比较器IC2输出低电位，使得第二继电器J2仍处于失电状态；在加热控制单元的电路中，常开触点J1-1闭合，常闭触点J2-1闭合，整个电路形成通路，加热器再次进入工作状态，温度升高，由于第三继电器J3所在电路形成通路，其导通而使得常开触点J3-1闭合。

由此可见，将本电路控制的温度预设在t1-t2的区间后，通过对加热器的控制，使得实际温度往复的由t1升高至t2，然后由t2降低至t1，使温度始终维持在预设区间中。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明电路可根据预设将温度控制在一区间内，即可满足诸多科学实验和生产实践中对温度条件的要求，又减少加热器的开关频率，提高系统运行的稳定性与寿命，并减少对电网的冲击而优化电磁环境，在温度控制领域具有重要意义。另外，其电路简单，成本低廉，容易实现。

附图说明

图1是烤烟房俯视结构示意图；

图2是烤烟房侧视结构示意图；

图3是烤烟房框架堆放状态示意图；

图4是烤烟房框架结构示意图；

图5是烤烟房加热装置示意图；

图6为加热控制单元的电路图；

图7为下限温度控制单元的电路图；

图8为上限温度控制单元的电路图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1-4所示，烘烤装置包括设有框架3的烤烟室1，框架3为金属框架且其表面设有多个条形孔31；烤烟室1内部及烤烟室1外部的延伸有导轨，框架3设于导轨上；框架3外还设有用于堆放框架3的机械臂315；

烤烟房还包括设于地面上的地暖装置20；地暖装置20为水地暖装置，地暖装置20连接加热装置，加热装置为液化石油气燃料加热装置；利用地暖装置20中散发的暖气对烟叶进行烘烤，利用了地暖装置而不需要另外设置加热装置，节省了另外设置加热装置的成本，地暖装置设于烤烟房的地面，不会占用烤烟房的空间，节省了空间，可有效对烟叶进行烘烤；利用地暖装置20中散发的热量进行烤烟，形成室内温差，最后进行热循环使整个室内温度均匀上升。而且利用水地暖的形式，使烤烟时最高温度达到60－70度左右；烟叶的烘烤方式为竖立散装烘烤，即将采集好的烟叶一块块散装竖立放在框架3内，框架3具有一定的容积，可将烟叶竖直且在横向并排放置数量较多的烟叶。由于框架3为金属框架，可以承受较高的温度而且金属结构稳定结实，地暖装置散发的热量可通过多个条形孔31传递到框架内，使得烟叶可得到均匀的烘烤。

另外，由于现有的安装及收取烟叶一般都在烤烟房内完成，其空间狭小难以操作，而本发明中可先在烤烟房的外部通过框架把烟叶都放在框架内，然后先把其中整个框架推进烤烟房内。收取烟叶的过程也同上。这样，方便了人员的安装及收取烟叶的操作，节省了安装及收取烟叶的时间，提高了工作效率。

地暖装置包括地暖管，地暖管在烤烟房内的地面迂回形成地热系统。迂回的地热系统使得地暖管中的热量可均匀的在烤烟房内散发，使烤烟房内温度均匀，烤烟的效率提高；框架3形状为方形，框架3上还设有提手32；烤烟室1内框架3的数量为18个,每个框架3堆积后相互之间设有间隙，且设于底部的框架3与烤烟室1的地面还设有间隙。由于一般的烤烟房尺寸为长度为8米，宽度为2.7米，高度为3米，本框架每个的长度约为2.3米，宽度约为1.3米，高度约为0.6米，上述尺寸的设置使得可在烤烟室内放置18个，每个框架的高度与烟叶的高度相匹配，可以最大程度的放置烟叶。

另外，设置了上述的间隙保证了烤烟室内热量的传递，使得热量可均匀的循环到每个框架中，保证了烟叶烘烤的均匀性；由于一般的框架内装满了较多的烟叶，框架的重量较重。本实施例中，在烤烟室内部及烤烟室外部的延伸处铺设导轨，可通过导轨将框架推进或推出烤烟房，这样方便了整个框架的移动和运输，节省了人力的消耗，提高了工作效率。

另一方面，为了进一步提高自动化的程度，还可以在导轨上设置传送带及电机，通过电机驱动传送带转动，从而可全自动的沿导轨使框架移动进烤烟房或在烤烟房内移动到外部，这样全自动的运输框架极大的方便使用者的操作，节省了人力的消耗，提高了工作效率；采用机械臂315可自动将框架3堆放起来，这样减少了人工搬运的成本，提高了自动化的程度。

如图3中，这12个框架3的状态为在烤烟房内烘烤时的状态，此时，可先在机械臂315中设定好程序，使12个框架3堆放成上述状态，接着，通过电机驱动传送带转动，使堆放好的12个框架3沿传送带进入烤烟房内进行烤烟，烤烟完成后，通过电机驱动传送带转动，使12个框架3沿传送带从烤烟房内传送出来，接着，利用机械臂315搬动框架3使每个框架3放置在合适的位置，使用者再将框架3中已经烘烤好的烟叶取出。上述完整的烤烟及运输过程可通过一中央控制系统完成，如此减少了人工操作的成本，大大提高了烤烟的效率。

烤烟室1侧壁上设有排湿口10。排湿口10上设有除湿机11。随着烘烤效率的提高，烤烟室设置相应的排湿口和除湿机能够提高排湿性能。烤烟室1的侧壁上设有观察窗05。本发明中，通过观察窗05可实时的观察到烟叶的状态，如颜色、形状等。

如图5中，加热装置包括液化石油气储存罐41、与液化石油气储存罐41连接的输气管路42，输气管路42上设有手动阀门43，输气管路42上还设有分控制阀44，分控制阀44通过管路连接发热器45，发热器45连接地暖装置20的管路。

液化石油气储存罐41可储存液化石油气，加热时，打开手动阀门43，合上电源开关，再合上点火旋钮同时，分控制阀44打开，开始加热，发热器45发出的热量传递到地暖装置20的管路。

本发明的双温度控制电路设置在地暖装置20中，如图6所示，包括加热控制单元，其设有加热器及控制加热器开关状态的双向晶闸管，一光耦合器与双向晶闸管相连，用于为双向晶闸管提供触发电流；光耦合器与三极管Tl及偏置电阻构成一放大电路，放大电路通过发射极为光祸合器提供驱动电流，该放大电路另与第三继电器并联，两者共同经串联设置的第一继电器的常开触点J1-1及第二继电器的常闭触点J2-1接地，第三继电器的常开触点J3-1与常开触点J1-1并联；

如图7所示，下限温度控制单元，其包括第一温度传感器LM35D，第一温度传感器LM35D的电压信号输出端与一电压比较器ICl的反相输入端相连，而电压比较器IC1的同相输入端由一电位器RP1来提供一基准电压，电压比较器IC1的输出端与一三极管T2基极相连，两者构成一开关电路，电压比较器ICl输出高电位时三极管导通，该开关电路的负载为第一继电器J1；

如图8所示，上限温度控制单元，其包括第二温度传感器LM35D，第二温度传感器LM35D的电压信号输出端与一电压比较器IC2的同相输入端相连，而电压比较器IC2的反相输入端由一电位器RP2来提供一基准电压，电压比较器IC2的输出端与一三极管T3基极相连，两者构成一开关电路，电压比较器IC2输出高电位时三极管导通，该开关电路的负载为第二继电器J2。

本电路的工作流程为：

1、升温过程。

1.1当温度小于50℃时。

第一温度传感器LM35D输出的电压信号小于电压比较器IC1的同相输入端电压，电压比较器IC1的输出端B1处于高电位，第一继电器J1导通；第二温度传感器LM35D输出的电压信号小于电压比较器IC2的反相输入端电压，电压比较器IC2的输出端B2处于低电位，第二继电器J2处于失电状态；第一继电器J1、第二继电器J2的状态使得加热控制单元中的常开触点J1-1闭合、常闭触点J2-1仍然闭合，继而使得第三继电器J3导通，常开触点J3-1闭合，三极管T1导通，点亮光电耦合器Rcds的发光管，触发双向晶闸管JZ，使加热器工作，并保持这种状态直到温度小于60℃。

1.2当温度大于50℃，小于60℃时。

当温度等于50℃时，第一温度传感器LM35D输出的电压信号与电压比较器IC1的同相输入端电压相等，电压比较器IC1处于临界状态，只要温度稍大于50℃，其反相输入端电位高于同相输入端电位，电压比较器IC1的输出端B1处呈现低电位，第一继电器J1变为失电状态，虽然会使加热控制单元中的常开触点J1-1变为断开状态，但因和它并联的常开触点J3-1状态不变，第三继电器J3仍然导通，加热器仍然工作，一直延续到温度小于60℃。

1.3当温度大于60℃时。

当温度等于60℃时，第二温度传感器LM35D输出的电压信号与电压比较器IC2的反相输入端电压相等，电压比较器IC2处于临界状态，只要温度稍大于60℃，其同相输入端电位高于反相输入端电位，电压比较器IC2输出端B2处呈现高电位，第二继电器J2导通，使加热控制单元中的常闭触点J2-1处于断开状态，继而第三继电器J3失电，常开触点J3-1呈断开状态，光电耦合器Rcds的发光管熄灭，双向晶闸管JZ被关闭，加热器停止工作。

2、降温过程。

2.1温度大于60℃时。

当温度大于60℃时，第一温度传感器LM35D输出的电压信号大于电压比较器IC1的同相输入端电压，电压比较器IC1的输出端B1处于低电位，第一继电器J1处于失电状态，第二温度传感器LM35D输出的电压信号大于电压比较器IC2的反相输入端电压，电压比较器IC2的输出端B2处于高电位，第二继电器J2处于导通状态；从而使得加热控制单元中的常开触点J1-1、常闭触点J2-1及常开触点J3-1都处于断开状态，三极管T1截止，加热器不工作，降温继续。

2.2温度小于60℃，大于50℃时。

第一温度传感器LM35D输出的电压信号大于电压比较器IC1的同相输入端电压，电压比较器IC1的输出端B1处于低电位，第一继电器J1处于失电状态，第二温度传感器LM35D输出的电压信号小于电压比较器IC2的反相输入端电压，电压比较器IC2的输出端B2处于低电位，第二继电器J2处于失电状态；从而使得加热控制单元中的常开触点J1-1与常开触点J3-1处于断开状态，常闭触点J2-1闭合，三极管T1截止，加热器不工作，降温继续。

2.3温度小于50℃时。

第一温度传感器LM35D输出的电压信号小于电压比较器IC1的同相输入端电压，电压比较器IC1的输出端B1处于高电位，第一继电器J1导通；第二温度传感器LM35D输出的电压信号小于电压比较器IC2的反相输入端电压，电压比较器IC2的输出端B2处于低电位，第二继电器J2处于失电状态；第一继电器J1、第二继电器J2的状态使得加热控制单元中的常开触点J1-1闭合、常闭触点J2-1仍然闭合，继而使得第三继电器J3导通，常开触点J3-1闭合，三极管T1导通，点亮光电耦合器Rcds的发光管，触发双向晶闸管JZ，使加热器再次进入工作状态。

如上所示，本电路通过对加热器的控制，使得实际温度往复的由50℃升高至60℃，然后由60℃降低至50℃，使温度始终维持在预设的50℃-60℃区间中。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种烘烤装置温度控制电路，其中，烘烤装置包括设有框架(3)的烤烟室(1)，所述的框架(3)为金属框架且其表面设有多个条形孔(31)；所述的烤烟室(1)内部及烤烟室(1)外部的延伸有导轨，框架(3)设于导轨上；所述的框架(3)外还设有用于堆放框架(3)的机械臂(315)；烘烤装置还包括设于地面上的地暖装置(20)；地暖装置(20)为水地暖装置，所述的地暖装置(20)连接加热装置，加热装置为液化石油气燃料加热装置，其特征在于，该双温度控制电路设置在地暖装置(20)中，包括加热控制单元，其设有加热器及控制加热器开关状态的双向晶闸管，一光耦合器与双向晶闸管相连，用于为双向晶闸管提供触发电流；光耦合器与三极管Tl及偏置电阻构成一放大电路，放大电路通过发射极为光祸合器提供驱动电流，该放大电路另与第三继电器并联，两者共同经串联设置的第一继电器的常开触点J1-1及第二继电器的常闭触点J2-1接地，第三继电器的常开触点J3-1与常开触点J1-1并联；

下限温度控制单元，其包括第一温度传感器LM35D，第一温度传感器LM35D的电压信号输出端与一电压比较器ICl的反相输入端相连，而电压比较器IC1的同相输入端由一电位器RP1来提供一基准电压，电压比较器IC1的输出端与一三极管T2基极相连，两者构成一开关电路，电压比较器ICl输出高电位时三极管导通，该开关电路的负载为第一继电器J1；

上限温度控制单元，其包括第二温度传感器LM35D，第二温度传感器LM35D的电压信号输出端与一电压比较器IC2的同相输入端相连，而电压比较器IC2的反相输入端由一电位器RP2来提供一基准电压，电压比较器IC2的输出端与一三极管T3基极相连，两者构成一开关电路，电压比较器IC2输出高电位时三极管导通，该开关电路的负载为第二继电器J2。