CN109341347A - 一种全自动灰分测定控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明的技术方案包括一种全自动灰分测定控制系统，用于实现：包括温控仪、风量控制模块和高温电阻炉，通过温控仪对高温电阻炉的炉膛温度进行实时监控，按照预设的工作温度进行调节，使样品按照国标规定的调节下进行反应，通过风量控制模块对风机进行控制，从而控制高温电阻炉的氧气含量和降低反应温度。本发明的有益效果为：简化了灰分测定中繁琐的人工操作过程，实现了高效率的样品测定，自动补充氧气，炭化、灰分彻底，使反应更彻底，由于省略了炭化灰化过程中需要在不同反应炉中反应的步骤，使得实验时间更短。

Description

一种全自动灰分测定控制系统

技术领域

本发明涉及一种全自动灰分测定控制系统，属于灰分度检测领域。

背景技术

灰分测定的意义：灰分测定是一项应用广泛的分析手段，特别是在食品质量检测领域，更是具有重要的意义，被列为各类食品的重要指标。灰分含量在不同的行业和不同的产品中，所代表的意义也完全不同，因此，检测的目的也不同。因此，国家制定了各行业各领域的灰分测定的标准方法，并颁布实施。

灰分测定的原理：一定量的样品经炭化后放入高温炉内(550度-900度)灼烧，其中的有机物质被氧化分解，以二氧化碳、氮的氧化物及水等形式逸出，而无机物质则以硫酸盐、磷酸盐、氧化物、氯化物等无机盐或金属氧化物的形式残留下来，这些残留物即为灰分。称量残留物的质量即可计算出样品中总灰分的含量。

灰分测定的关键步骤及使用设备：

炭化：炭化电炉、通风设施(通风橱或者吸油烟机)

灰化：高温马弗炉(高温电阻炉)，温度最高1100度；

灰分测定的国标方法的缺点：

时间长：整个过程需要5-6个小时；

步骤多：炭化后需要人工使用长柄钳子将样品坩埚移到高温炉，一个一个移动，非常麻烦；在灰化的过程中，需要人工打开炉门，移动样品位置2-3次，全程需要操作人员参与；出炉时，需要人工一个一个移出来，一旦样品跌落，非常危险，高温的碎片容易造成伤害；

灰化过程中，样品坩埚直接接触炉壁，受热温度根本不是电炉控制的目标温度，容易造局部高温燃烧过度，导致灰分溢出，双实验误差较大。。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种全自动灰分测定控制系统，包括温控仪、风量控制模块和高温电阻炉，通过温控仪对高温电阻炉的炉膛温度进行实时监控，按照预设的工作温度进行调节，通过风量控制模块对风机进行控制，从而控制高温电阻炉的氧气含量。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：一种全自动灰分测定控制系统，包括温控仪、风量控制模块及高温电阻炉，其特征在于：所述温控仪用于获取高温电阻炉的温度信息，并通过控制风量控制模块和高温电阻炉来控制加热温度；所述风量控制模块用于控制高温电阻炉的的进出风量；所述高温电阻炉用于对样品进行加热反应，并将炉膛温度反馈给温控仪。

进一步的，所述温控仪还包括温度传感器、控制模块和温度设置模块。

进一步的，所述温度传感器用于采集高温电阻炉的温度信息，并将数据发送给控制模块；所述控制模块包括温度调节模块和高温电阻炉控制模块；所述温度设置模块用于预设加热温度，并将信息发送给温度调节模块。

进一步的，所述温度调节模块用于根据温度传感器和温度设置模块预设的温度执行对比，根据对比结果发送给对应控制模块。

进一步的，所述对比结果包括：若当前温度高于预设温度，则将对比结果发送给风量控制模块；若当前温度低于预设温度，则将对比结果发送给高温电阻炉控制模块；若当前温度等于预设温度，则由温度控制模块执行对应计算，通过对风量控制模块和高温电阻炉控制模块下达对应指令，使当前温度在预设的温度范围内上下波动。

进一步的，所述风量控制模块包括风机转速控制模块，用于根据温控仪发送的对比结果，调节风机转速，对高温电阻炉执行进出风量大小控制用以降低炉膛温度以及控制炉膛氧气含量。

进一步的，所述高温电阻炉包括加热模块，用于对样品进行加热反应，并由温度传感器采集反应温度。

进一步的，所述报警模块受温控仪控制，当温度达到预设值时温控仪调用报警模块，执行报警动作。

进一步的，所述风量控制模块还包括风机工作控制模块，该模块用于预设风机工作时间和工作间隔，控制风机的启停和运行时长。

进一步的，所述预设的温度范围包括±3℃及以上。

本发明的有益效果是：本发明采用的一种全自动灰分测定控制系统，本系统因为炭化灰化过程集合在一个系统中控制，所以只需要4-5小时即可实验完毕，无需人员参与，结束后，系统报警提示；能自动补充氧气，炭化、灰分彻底；炭化灰化都只需在一个电阻炉内完成，无需中途转移，取放样品一次完成，温控仪预设温度可按需调节，以满足不同样品的对不同反应温度的要求。

附图说明

图1所示为根据本发明的系统结构图；

图2所示为根据本发明的具体实施例一；

图3所示为根据本发明的具体实施例二；

图4所示为根据本发明的具体实施例三；

图5所示为根据本发明的具体实施例四。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

需要说明的是，如无特殊说明，在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

参照图1所示为根据本发明的系统结构图，系统包括：温控仪、风量控制模块及高温电阻炉，温控仪用于获取高温电阻炉的温度信息，并通过控制风量控制模块和高温电阻炉来控制加热温度；风量控制模块用于控制高温电阻炉的的进出风量；高温电阻炉用于对样品进行加热反应，并将炉膛温度反馈给温控仪。

参照图2所示为根据本发明的具体实施例一，工作时主要通过全自动灰分炉温控仪对高温电阻炉、热电偶、风机、报警器等进行自动控制，自动对样品进行灰分测定，该控制系统的各个炉温值与恒温时间均可自定义调节。

1.高温电阻炉的炉膛中有电炉丝，通电后可产生高温，用于对样品进行加热，使样品达到炭化灰化要求；

2.高温电阻炉后部插入热电偶，热电偶获取高温电阻炉的炉膛温度，并实时将温度信息反馈回全自动灰分炉温控仪，全自动灰分炉温控仪根据热电偶反馈回来的温度按照程序控制各个组件的工作；

3.全自动灰分炉温控仪用于对高温电阻炉电炉丝的输出电流控制，还用于控制风机，通过改变吸风大小和控制高温电阻炉电炉丝电流，使高温电阻炉达到或维持相应温度，从而使样品进入炭化或灰化状态。

参照图3所示为根据本发明的具体实施例二，总体工作控制流程，

1.通电：打开全自动灰分炉温控仪的电源开关，为整套系统上电；

2.预热：通电后，全自动灰分炉温控仪会自动控制高温电阻炉开始加热，当达到预热设定的温度250℃(可调节)后，全自动灰分炉温控仪会启动报警，提示放入样品；

3.放入样品：操作员打开炉门，放入样品后，按一下全自动灰分炉温控仪的解除键，解除报警，自动进入炭化阶段并启动风机并开始加热升温。(开始吸风时有报警提示3秒钟,表示风机开始工作,吸风会持续到炭化过程结束)；

4.样品炭化：当高温电阻炉温度达到350℃(可调节)后恒温20分钟(可调节)，然后自动进入灰化阶段，开始加热，并全自动灰分炉温控仪会控制风机关闭；

5.样品灰化：样品进入灰化状态后，温度达到550℃(可调节)，恒温210分钟(可调节)(此恒温期间风机每隔10分钟，吸风10秒钟，吸风时全自动灰分炉温控仪报警提示风机在工作；

6.灰化结束：全自动灰分炉温控仪自动报警提示，操作员按解除键解除报警，打开炉门，取出样品，关闭炉门，关闭电源。下次使用重启电源，进入自动程序。

参照图4所示为根据本发明的具体实施例三，温控仪各个模块在控制中的运行方式，温度传感器采集高温电阻炉的炉膛温度，并将温度信息发送给温度调节模块，温度调节模块调用温度设置模块中预设的温度信息，执行对比，根据对比结果，将控制指令发送给高温电阻炉控制模块和风量控制模块，高温电阻炉控制模块通过加大电流等方法使电炉丝升温或维持相应温度，风量控制模块则接收到对应控制指令，通过调节风机转数来实现降低反应温度和使氧气含量增加使反应更充分等目的，同时，风机工作控制模块也会根据预设的工作任务对风机执行启停等操作。

参照图5所示为根据本发明的具体实施例四，温度调节模块通过获取当前温度与预设温度对比，根据对比结果发送对应指令到对应模块，从而实现对炉膛温度的实时监控。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种全自动灰分测定控制系统，包括温控仪、风量控制模块及高温电阻炉，其特征在于：

所述温控仪用于获取高温电阻炉的温度信息，并通过控制风量控制模块和高温电阻炉来控制加热温度；

所述风量控制模块用于控制高温电阻炉的的进出风量；

所述高温电阻炉用于对样品进行加热反应，并将炉膛温度反馈给温控仪。

2.根据权利要求1所述的全自动灰分测定系统，其特征在于，所述温控仪还包括温度传感器、控制模块和温度设置模块。

3.根据权利要求2所述的全自动灰分测定系统，其特征在于：

所述温度传感器用于采集高温电阻炉的温度信息，并将数据发送给控制模块；

所述控制模块包括温度调节模块和高温电阻炉控制模块；

所述温度设置模块用于预设加热温度，并将信息发送给温度调节模块。

4.根据权利要求3所述的全自动灰分测定系统，其特征在于，所述温度调节模块用于根据温度传感器和温度设置模块预设的温度执行对比，根据对比结果发送给对应控制模块。

5.根据权利要求4所述的全自动灰分测定系统，其特征在于，所述对比结果包括：

若当前温度高于预设温度，则将对比结果发送给风量控制模块；

若当前温度低于预设温度，则将对比结果发送给高温电阻炉控制模块；

若当前温度等于预设温度，则由温度控制模块执行对应计算，通过对风量控制模块和高温电阻炉控制模块下达对应指令，使当前温度在预设的温度范围内上下波动。

6.根据权利要求1所述的全自动灰分测定系统，其特征在于，所述风量控制模块包括风机转速控制模块，用于根据温控仪发送的对比结果，调节风机转速，对高温电阻炉执行进出风量大小控制用以降低炉膛温度以及控制炉膛氧气含量。

7.根据权利要求1所述的全自动灰分测定系统，其特征在于，所述高温电阻炉包括加热模块，用于对样品进行加热反应，并由温度传感器采集反应温度。

8.根据权利要求1至6任一项所述的全自动灰分测定系统，其特征在于，还包括报警模块，所述报警模块受温控仪控制，当温度达到预设值时温控仪调用报警模块，执行报警动作。

9.根据权利要求1所述的全自动灰分测定系统，其特征在于，所述风量控制模块还包括风机工作控制模块，该模块用于预设风机工作时间和工作间隔，控制风机的启停和运行时长。

10.根据权利要求5所述的全自动灰分测定系统，其特征在于，所述预设的温度范围包括±3℃及以上。