CN201281823Y

CN201281823Y - 干式电热恒温控制箱

Info

Publication number: CN201281823Y
Application number: CNU2008201144363U
Authority: CN
Inventors: 孙吉华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2018-05-19

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

干式电热恒温控制箱

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系统方面，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

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。