CN113687669A - 用于调节干燥箱温度方法、装置、干燥箱及存储介质 - Google Patents

用于调节干燥箱温度方法、装置、干燥箱及存储介质 Download PDF

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陈欢
宋鸿辉
戴本银
段泽鹏
胡伟
陈海涛
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Abstract

本申请涉及高温干燥设备技术领域，公开一种用于调节干燥箱温度的方法。获取干燥箱内的初始温度Tinit；根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N；通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset。通过调节时长与调节周期确定了通过PID算法进行温度调节的次数，控制每次通过PID算法进行温度调节时的温度变化值相同，且每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep，每个温度调节周期内的升温速率相比于整体的升温曲线，更趋向线性，实现了干燥箱的线性升温，有利于研究人员研究材料的特性。本申请还公开一种用于调节干燥箱温度的装置、干燥箱及存储介质。

Description

用于调节干燥箱温度方法、装置、干燥箱及存储介质
技术领域
本申请涉及高温干燥设备技术领域，例如涉及一种用于调节干燥箱温度的方法、装置、干燥箱及存储介质。
背景技术
目前，干燥箱是一种高温干燥设备，广泛应用于医药、化工等领域样品的加热固化、干燥脱水、灭菌和老化试验等。利用干燥箱做样品实验时需要控制升温速率来研究材料的特性，通常采用PID(Proportion，Integration，Differentiation比例-积分-微分)控制算法来控制干燥箱的升温，即当目标温度值改变或者系统开始控温后，程序根据设定的PID参数在过冲(温度过冲，指超过设定值)允许范围内，以最快速度达到目标温度值。既要以最快速度到达目标温度值又不能有温度过充，导致通过PID控制算法控制升温的升温曲线呈现先快后慢的非线性特点。
现有技术存在一种升温方法，即在在初始温度值和目标温度值之间选取多个节点(不固定)，然后，控制温度在节点间升温，这样升温速率一定程度上得到了控制。
在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
现有技术的划分温度段以控制升温的办法升温曲线仍然不够平滑，即时间与温度呈非线性关系，这对于研究人员研究材料的特性是十分不利的。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
本公开实施例提供了一种用于调节干燥箱温度的方法、装置、干燥箱及存储介质，以使干燥箱线性升温。
在一些实施例中，所述方法包括：
获取干燥箱内的初始温度Tinit；
根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N；
通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset；
其中，每次温度调节的周期均为T，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep。
在一些实施例中，所述装置包括：
获取模块，被配置为获取干燥箱内的初始温度Tinit；
确定模块，被配置为根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N；
控制模块，被配置为通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset；
其中，每次温度调节的周期均为T，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep。
在一些实施例中，所述装置包括：
处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行上述程序指令时，执行上述的用于调节干燥箱温度的方法。
在一些实施例中，所述干燥箱包括：
上述的用于调节干燥箱温度的装置。
在一些实施例中，所述存储介质包括：
存储有程序指令，程序指令在运行时，执行上述的用于调节干燥箱温度的方法。
本公开实施例提供的用于调节干燥箱温度方法、装置、干燥箱及存储介质，可以实现以下技术效果：
通过调节时长与调节周期确定了通过PID算法进行温度调节的次数，控制每次通过PID算法进行温度调节时的温度变化值相同，且每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep，每个温度调节周期内的升温速率相比于整体的升温曲线，更趋向线性，实现了干燥箱的线性升温，有利于研究人员研究材料的特性。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
图1是本公开实施例提供的一个用于调节干燥箱温度的方法的示意图；
图2是本公开实施例提供的另一个用于调节干燥箱温度的方法的示意图；
图3是本公开实施例提供的一个用于调节干燥箱温度的装置的示意图；
图4是本公开实施例提供的另一个用于调节干燥箱温度的装置的示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
结合图1所示，本公开实施例提供一种用于调节干燥箱温度的方法，包括：
S01，干燥箱获取干燥箱内的初始温度Tinit。
S02，干燥箱根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N。
S03，干燥箱通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset。
其中，干燥箱每次温度调节的周期均为T，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep。
采用本公开实施例提供的用于调节干燥箱温度的方法，根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N，并通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset。这里执行N次温度调节，使得时间参数参与了干燥箱的控制，保证了干燥箱能够在一定时间内的N个周期中，完成干燥箱的加热样本的任务，提高了干燥箱加热的效率，此外，干燥箱每次温度的调节周期均为T，即，干燥箱每次进行温度调节的时间相同，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，即保证在每个调节周期干燥箱的温度的变化值相同，并且，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep，这使得干燥箱在每个时间段内加热的曲线都相同。相比于现有的划分温度段通过PID算法来控制干燥箱升温的方法，现有的划分温度段的方法，在每个温度段内升温，时间与温度呈现非线性关系，而本实施例所采用的方法，在每个调节周期内，PID算法的输入参数的差值都等于温度变化值Tstep，因此，本实施例在每个调节周期内的升温曲线，相比于整体的升温曲线，趋向于线性，实现了干燥箱的线性升温，更有利于研究人员研究材料的特性。
可选地，干燥箱根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N，包括步计算
Figure BDA0003173510610000041
其中，t和T的单位一致。
这样，计算干燥箱预设的调节时长t和调节周期T的比值，可以获得干燥箱温度调节的次数N，只需要干燥箱执行N次温度调节，即可将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset。
可选地，干燥箱每次通过PID算法执行温度调节，包括在温度调节的开始，干燥箱获取干燥箱内的当前温度Ti；干燥箱根据温度变化值Tstep修正目标温度Tset，得到设定值Tn；干燥箱将当前温度Ti与设定值Tn作为当前温度调节的PID算法的输入参数，计算目标功率；干燥箱将干燥箱的加热装置的输出功率调节至目标功率。
这样，在每次温度调节过程中，在调节周期的开始，需要获取PID算法的两个输入参数，即干燥箱在本次温度调节的当前温度Ti以及设定值Tn，其中，设定值Tn使根据温度变化值Tstep修正目标温度Tset从而得到的，使得PID算法的两个输入参数，即当前温度Ti以及设定值Tn的差值等于温度变化值Tstep，相比于现有的划分温度段通过PID算法来控制干燥箱升温的方法，现有的划分温度段的方法，在每个温度段内升温，时间与温度呈现非线性关系，而本实施例所采用的方法，在每个调节周期内，PID算法的输入参数的差值都等于温度变化值Tstep，因此，本实施例在每个调节周期内的升温曲线，相比于整体的升温曲线，更趋向于线性，实现了干燥箱的线性升温。
可选地，干燥箱根据温度变化值Tstep修正目标温度Tset，得到设定值包括：干燥箱确定已经完成的温度调节的次数i-1；干燥箱计算Tn＝×Tstep+Tinit。
其中，i＝1，…，N，i和N均为整数。
这样，通过确定已经完成的温度调节次数i-1，可以确定在本次温度调节时PID算法的其中一个输入参数，即设定值。将本次的温度调节次数i乘以温度变化值Tstep，即可得到本次温度调节的修正值，计算修正值与目标温度Tinit的和值，该和值即为设定值。由于经过i-1次温度调节已经将初始温度Tinit提高了i-1个温度变化值Tstep，保证了PID算法的输入参数地差值等于温度变化值Tstep。
结合图2所示，本公开实施例提供一种用于调节干燥箱温度的方法，包括：
S01，干燥箱获取干燥箱内的初始温度Tinit。
S02，干燥箱根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N。
S21，干燥箱根据温度调节的次数N、初始温度Tinit和目标温度Tset，确定温度变化值Tstep。
S03，干燥箱通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset。
其中，干燥箱每次温度调节的周期均为T，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep。
采用本公开实施例提供的用于调节干燥箱温度的方法，可以通过温度调节的次数N、初始温度Tinit和目标温度Tset得到温度变化值Tstep，保证了每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，即保证在每个调节周期干燥箱的温度的变化值相同。
可选地，干燥箱根据温度调节的次数N、初始温度Tinit和目标温度Tset，确定温度变化值Tstep包括：干燥箱计算
Figure BDA0003173510610000061
这样，采用本公开实施例提供的用于调节干燥箱温度的方法，可以得到温度变化值Tstep，要通过N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset，则需要通过N次温度调节，使总的温度变化值达到Tset-Tinit，并且，要保证每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，计算总的温度变化值与温度调节的次数N的比值，即可得到每次温度调节的温度变化值Tstep。
结合图3所示，本公开实施例提供一种用于调节干燥箱温度的装置，包括获取模块21、确定模块22和控制模块23。获取模块21被配置为获取干燥箱内的初始温度Tinit；确定模块22被配置为根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N；控制模块23被配置为通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset。
其中，每次温度调节的周期均为T，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep。
采用本公开实施例提供的用于调节干燥箱温度的方法，根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N，并通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从初始温度Tinit调节至目标温度Tset。这里执行N次温度调节，使得时间参数参与了干燥箱的控制，保证了干燥箱能够在一定时间内的N个周期中，完成干燥箱的加热样本的任务，提高了干燥箱加热的效率，此外，干燥箱每次温度的调节周期均为T，即，干燥箱每次进行温度调节的时间相同，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，即保证在每个调节周期干燥箱的温度的变化值相同，并且，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep，这使得干燥箱在每个时间段内加热的曲线都相同。相比于现有的划分温度段通过PID算法来控制干燥箱升温的方法，现有的划分温度段的方法，在每个温度段内升温，时间与温度呈现非线性关系，而本实施例所采用的方法，在每个调节周期内，PID算法的输入参数的差值都等于温度变化值Tstep，因此，本实施例在每个调节周期内的升温曲线，相比于整体的升温曲线，趋向于线性，实现了干燥箱的线性升温，更有利于研究人员研究材料的特性。
结合图4所示，本公开实施例提供一种用于调节干燥箱温度的装置，包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地，该装置还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于调节干燥箱温度的方法。
此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于调节干燥箱温度的方法。
存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
本公开实施例提供了一种干燥箱，包含上述的用于调节干燥箱温度的装置。
本公开实施例提供了一种可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于调节干燥箱温度的方法。
本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于调节干燥箱温度的方法。
上述的可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。
本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种用于调节干燥箱温度的方法，其特征在于，包括：
获取干燥箱内的初始温度Tinit；
根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N；
通过比例-积分-微分PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从所述初始温度Tinit调节至目标温度Tset；
其中，每次温度调节的周期均为T，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N，包括：
计算
Figure FDA0003173510600000011
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过PID算法执行第i次温度调节，包括：
在所述温度调节的开始，获取干燥箱内的当前温度Ti；
根据所述温度变化值Tstep修正目标温度Tset，得到所述设定值Tn；
将所述当前温度Ti与所述设定值Tn作为当前温度调节的PID算法的输入参数，计算目标功率；
将干燥箱的加热装置的输出功率调节至所述目标功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度变化值Tstep修正目标温度Tset，得到设定值，包括：
确定已经完成的温度调节的次数i-1；
计算Tn＝i×Tsrep+Tinit；
其中，i＝1，...，N。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述通过PID算法连续执行N次温度调节前，还包括；
根据所述温度调节的次数N、所述初始温度Tinit和所述目标温度Tset，确定所述温度变化值Tstep。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述温度调节的次数N、所述初始温度Tinit和所述目标温度Tset，确定所述温度变化值Tstep，包括：
计算
Figure FDA0003173510600000021
7.一种用于调节干燥箱温度的装置，其特征在于，包括：
获取模块，被配置为获取干燥箱内的初始温度Tinit；
确定模块，被配置为根据预设的调节时长t和调节周期T，确定温度调节的次数N；
控制模块，被配置为通过PID算法连续执行N次温度调节，将干燥箱内的温度从所述初始温度Tinit调节至目标温度Tset；
其中，每次温度调节的周期均为T，每次温度调节的温度变化值Tstep均相同，每次温度调节PID算法的设定值Tn均改变温度变化值Tstep。
8.一种用于调节干燥箱温度的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至6任一项所述的用于调节干燥箱温度的方法。
9.一种干燥箱，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的用于调节干燥箱温度的装置。
10.一种存储介质，存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令在运行时，执行如权利要求1至6任一项所述的用于调节干燥箱温度的方法。
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