CN106979829A - 一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器 - Google Patents

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沈星
王鹏军
刘浩
李杰锋
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Abstract

本发明实施例公开了一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，涉及工业控制领域，能够在实现多路温度检测的同时避免温度传感器和搅拌轴的碰撞，保证温度检测效果。本发明中，搅拌轴沿轴向均匀安装叶片和温度传感器保护套，温度传感器保护套的末端安装温度传感器，搅拌轴的末端设置温度处理电路，导线穿过搅拌轴内部连接温度传感器和温度处理电路，搅拌轴末端还安装了无线通信模块和电池，无线通信模块连接温度处理电路，电池连接温度处理电路和无线通信模块。本发明适用范围较广，可以应用于所有固体发酵场合，且对于发酵过程影响较小，使用简单，部件较少，易于加工和装配，可靠性高。

Description

一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器
技术领域
本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器。
背景技术
发酵温度控制过程采用的是闭环的控制方式，控制过程中需要根据温度测量值来计算控制输出量，因此对发酵温度进行精确控制的前提是发酵物温度的准确测量。而对于固体发酵过程，由于发酵物的浓度较高，在加热过程中热量传递速度较慢，发酵罐中不同位置的发酵物温度经常会有较大偏差，需要高效的发酵温度检测装置。
为了实现发酵罐中不同位置的检测,现在使用较广的方法是将温度传感器布置在发酵罐内壁上，同时可以避免温度传感器与搅拌器发生碰撞。然而，这种温度传感器安装方式只能很好的适应湿法发酵，在湿法发酵过程中，由于发酵物存在于液体中，不同位置液体的温度差异很小，温度传感器可以对整个发酵罐内发酵物的温度进行有效的检测。但是固体发酵中发酵物温度并不是均匀分布，因此分布在发酵罐上的温度检测装置并不适用于固体发酵，需要针对固体发酵过程重新设计温度检测装置。
目前固体发酵温度检测装置的设计方法主要是将温度传感器直接插入到发酵罐中，如刘刚等人设计的一种反应釜温度监测装置，该设计将温度传感器直接安装到反应釜底部，温度传感器的末端控制放在发酵罐外侧，但是该设计中温度传感器为了防止与搅拌器发生碰撞，只能有少部分深入发酵罐内，使得整个装置只能检测发酵罐底部极少部分发酵物的温度。因为固体发酵过程中发酵物间容易出现温度差，单纯检测一点发酵物温度的方法往往会带来较大的误差，无法对整个发酵罐内发酵物温度进行准确检测。为了解决这个问题，必须要采用多点温度检测的方法。但是进行多点温度测量的主要问题是，发酵罐内部放置的温度传感器会与运动的搅拌器发生碰撞。
发明内容
本发明的实施例提供一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，能够在实现多路温度传感器检测的同时，避免温度传感器与运动的搅拌器发生碰撞。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，包括：叶片（1）、温度传感器保护套（2）、温度传感器（3）、温度处理电路（4）、导线（5）、无线通信模块（6）、电池（7）、搅拌轴（8），搅拌轴（8）和温度传感器保护套（2）是空心的，搅拌轴（8）沿轴向均匀安装叶片（1）,搅拌轴(8)根据温度传感器保护套(2)的个数开孔,孔内设置母螺纹,孔径大小和温度传感器保护套(2)上的公螺纹的直径相同,温度传感器保护套（2）和搅拌轴(8)通过螺纹配合紧固，温度传感器保护套（2）内腔的末端安装温度传感器（3），搅拌轴（8）的末端设置温度处理电路（4），伸出到发酵罐外部，导线（5）穿过搅拌轴（8）内部连接温度传感器（3）和温度处理电路（4），搅拌轴（8）末端还安装了无线通信模块（6）和电池（7），无线通信模块（6）连接温度处理电路（4），电池（7）连接温度处理电路（4）和无线通信模块（6）。
进一步的，叶片(1)采用双螺带叶片设计,包括内螺带叶片和外螺带叶片,且转动方向相反。
进一步的，无线通信模块（6）采用ZigBee通信方式连接上位机，把采集到的温度信号上传至上位机进行处理。
进一步的，温度传感器（3）采用PT100温度传感器。
进一步的，温度传感器保护套（2）的长度不固定，根据温度检测点的位置调整长度。
进一步的，温度传感器保护套（2）采用不锈钢材料制作，不锈钢材料具有良好的热传导性，因此温度传感器（3）可以对温度传感器保护套（2）接触的发酵物进行温度检测。
进一步的，温度处理电路（4）包括模数转换模块和微处理器单元。
进一步的，所述模数转换模块采用ADS1248芯片，采集温度传感器（3）输出的模拟信号再进行模数转换。
进一步的，所述微处理器单元采用AT89C52芯片，采集模数转换模块输出的数字信号。
进一步的，所述微处理器单元和无线通信模块（6）采用串口通信，微处理器单元把采集的数字信号换为适用串口通信的信号，再通过串口通信方式发送至无线通信模块。
本发明实施例提供的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，通过把叶片和温度传感器安装在搅拌轴径向的方式，避免了温度传感器和搅拌轴发生碰撞，保证温度监测的正常进行。
附图说明
图1为本发明实施例提供的结构示意图。
其中，1-叶片，2-温度传感器保护套，3-温度传感器，4-温度处理电路，5-导线，6-无线通信模块，7-电池，8-搅拌轴。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，如图1所示，包括多路温度检测模块和温度控制模块。
多路温度检测模块包括温度传感器3和温度传感器保护套2，温度传感器3使用PT100温度传感器，温度传感器3的导线5可以根据需要进行加长。温度传感器保护套2采用不锈钢材质，通过铸造加工成的圆柱形中空造型，并且底部外围有公头螺纹，与搅拌轴8上的母头螺纹配合使用。温度传感器3安装在温度传感器保护套2的内部，由于不锈钢具有良好的热传导性，因此温度传感器3可以对温度传感器保护套2接触的发酵物进行温度检测。根据安装的温度传感器3的数量，使用钻头在中空的搅拌轴8上开孔，开孔尺寸根据不温度传感器保护套2的螺纹直径确定。搅拌轴8上的开孔有两个作用：一是用于安装温度传感器保护套2，二是使温度传感器3的导线5从搅拌轴8内部连接到发酵罐外部的温度控制模块。
温度控制模块安装在伸出到发酵罐外部的搅拌轴8上，跟随搅拌轴9转动，包括电池7、温度处理电路4、无线通信模块。由于温度控制模块跟随搅拌轴8转动，所以使用电池7供电，电池7采用锂电池，电池容量为2.2A·h。温度处理模块的主要作用是将温度数值进行模数转换，并将温度值发送个外部控制系统。温度处理电路4包括模数转换模块和微处理器，模数转换模块采用ADS1248芯片，微处理器采用AT89C52芯片。ADS1248芯片将PT100温度传感器的电阻值变化转化为电压变化，并转换为16进制的数字量输出给AT89C52芯片，AT89C52芯片将采集的16进制的数字量通过串口进行发送给无线通信模块6，无线通信模块6借助ZigBee通信方式将温度数据进行无线传输，传输至上位机。温度检测模块可以将发酵罐内多点发酵物的温度值实时发送给温度控制系统，使用简单方便。
综上，本发明提供的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，能够在实现多路温度检测的同时，避免温度传感器和搅拌轴的碰撞，保证温度检测效果，且结构简单，使用方便。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，包括：叶片（1）、温度传感器保护套（2）、温度传感器（3）、温度处理电路（4）、导线（5）、无线通信模块（6）、电池（7）、搅拌轴（8），搅拌轴（8）和温度传感器保护套（2）是空心的，搅拌轴（8）沿轴向均匀安装叶片（1）,搅拌轴(8)根据温度传感器保护套(2)的个数开孔,孔内设置母螺纹,孔径大小和温度传感器保护套(2)上的公螺纹的直径相同,温度传感器保护套（2）和搅拌轴(8)通过螺纹配合紧固，温度传感器保护套（2）内腔的末端安装温度传感器（3），搅拌轴（8）的末端设置温度处理电路（4），伸出到发酵罐外部，导线（5）穿过搅拌轴（8）内部连接温度传感器（3）和温度处理电路（4），搅拌轴（8）末端还安装了无线通信模块（6）和电池（7），无线通信模块（6）连接温度处理电路（4），电池（7）连接温度处理电路（4）和无线通信模块（6）。
2.根据权利要求1所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，叶片(1)采用双螺带叶片设计,包括内螺带叶片和外螺带叶片,且转动方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，无线通信模块（6）采用ZigBee通信方式连接上位机。
4.根据权利要求1所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，温度传感器（3）采用PT100温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，温度传感器保护套（2）根据温度检测点的位置调整长度。
6.根据权利要求5所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，温度传感器保护套（2）采用不锈钢材料制作。
7.根据权利要求1所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，温度处理电路（4）包括模数转换模块和微处理器单元。
8.根据权利要求7所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，所述模数转换模块采用ADS1248芯片。
9.根据权利要求7所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，所述微处理器单元采用AT89C52芯片。
10.根据权利要求7所述的一种应用于连续搅拌釜的多路温度检测器，其特征在于，所述微处理器单元和无线通信模块（6）采用串口通信。
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