CN202410710U - 实验室简易温度梯度加热装置 - Google Patents
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Abstract
实验室简易温度梯度加热装置，涉及温度梯度加热装置，它为了解决在制备梯度薄膜材料的时候，现有温度梯度加热装置难以保证梯度加热反应物的准确温度的问题。本实用新型包括铁坯加热板、加热釜、一号电阻丝、二号电阻丝、第一温度传感器、第三温度传感器、加热电源、一号温度调节器和二号温度调节器，用铁坯做热传导，两端温度不同，热量由高温端向低温端传导，在传导的过程中铁坯的整体温度呈现梯度温度分布，这样就实现了为反应物梯度加热的目的。铁坯上加热釜内表面两端的温度传感器可以分别精确的控制反应釜内表面两端的温度，即准确控制反应物的表面不同位置的相应温度。本实用新型适用于化学实验及生物实验的温度梯度加热装置领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度梯度加热装置。
背景技术
目前实验用的温度梯度加热装置存在结构复杂、成本高及加热温度控制不精确的问题，尤其是在制备梯度薄膜材料的时候，现有温度梯度加热装置难以保证梯度加热反应物的准确温度。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决在制备梯度薄膜材料的时候，现有温度梯度加热装置难以保证梯度加热反应物的准确温度的问题，提供一种实验室简易温度梯度加热装置。
实验室简易温度梯度加热装置，它包括铁坯加热板、加热釜、一号电阻丝、二号电阻丝、第一温度传感器、第三温度传感器、一号加热电源、二号加热电源、一号温度调节器和二号温度调节器，铁坯加热板是上、下表面为相同四边形的六面体，六面体的铁坯加热板的上表面开有四边形的凹槽，所述四边形的凹槽为加热釜，一号电阻丝和二号电阻丝设置在铁坯加热板的内部，并且一号电阻丝和二号电阻丝对称设置在加热釜的左右两侧，在加热釜底面的左右两侧分别固定有第一温度传感器和第三温度传感器；一号加热电源的两个输出端分别连接一号电阻丝的两端，第一温度传感器的温度信号输出端连接在一号温度调节器的温度信号输入端，一号温度调节器的加热控制信号输出端连接在一号加热电源的输出电压控制信号输入端；二号加热电源的两个输出端分别连接二号电阻丝的两端，第三温度传感器的温度信号输出端连接在二号温度调节器的温度信号输入端，二号温度调节器的加热控制信号输出端连接在二号加热电源的输出电压控制信号输入端。
本实用新型用于化学实验及生物实验时，可以对反应装置进行梯度加热，本实用新型是用铁坯做热传导，两端温度不同，热量由高温端向低温端传导，在传导的过程中铁坯的整体温度呈现梯度温度分布，这样就实现了为反应物梯度加热的目的。铁坯上加热釜内表面两端的温度传感器可以分别精确的控制反应釜内表面两端的温度，即准确控制反应物的表面不同位置的相应温度。本实用新型结构简单，成本低，体系温度变化稳定，受外界影响小，实用性强。
附图说明
图1为具体实施方式二所述的实验室简易温度梯度加热装置的结构示意图，图2为具体实施方式三所述的实验室简易温度梯度加热装置的金属底盘与铁坯加热板之间的位置关系示意图，图3为具体实施方式三所述的实验室简易温度梯度加热装置的结构透视图，图4为具体实施方式一所述的实验室简易温度梯度加热装置的温度控制信号的流程示意图，图5为具体实施方式七所述的实验室简易温度梯度加热装置的电气控制原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式所述实验室简易温度梯度加热装置，它包括铁坯加热板5、加热釜6、一号电阻丝7、二号电阻丝8、第一温度传感器6-1、第三温度传感器6-3、一号加热电源11、二号加热电源12、一号温度调节器9和二号温度调节器10，铁坯加热板5是上、下表面为相同四边形的六面体，六面体的铁坯加热板5的上表面开有四边形的凹槽，所述四边形的凹槽为加热釜6，一号电阻丝7和二号电阻丝8设置在铁坯加热板5的内部，并且一号电阻丝7和二号电阻丝8对称设置在加热釜6的左右两侧，在加热釜6底面的左右两侧分别固定有第一温度传感器6-1和第三温度传感器6-3；一号加热电源11的两个输出端分别连接一号电阻丝7的两端，第一温度传感器6-1的温度信号输出端连接在一号温度调节器9的温度信号输入端，一号温度调节器9的加热控制信号输出端连接在一号加热电源11的输出电压控制信号输入端；二号加热电源12的两个输出端分别连接二号电阻丝8的两端，第三温度传感器6-3的温度信号输出端连接在二号温度调节器10的温度信号输入端，二号温度调节器10的加热控制信号输出端连接在二号加热电源12的输出电压控制信号输入端。
一号电阻丝7和二号电阻丝8设置在铁坯加热板5的内部，一号电阻丝7、二号电阻丝8主要给铁坯加热板5加热，铁坯加热板5的热量再传递给加热釜6内的反应物，这样避免了用电阻丝直接给反应物加热造成的受热不均匀的问题，同时铁坯加热板5升温、降温都很慢，有效地保证了反应物环境温度的恒定，降低了空气等外界对整个反应过程的影响。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式与实施方式一所述实验室简易温度梯度加热装置不同的是，它还包括石棉隔热层17，所述石棉隔热层17覆盖在铁坯加热板5的底面和四个侧立面上。
本实施方式在铁坯加热板5外侧增加了石棉隔热层17，能够起到隔热、保温、防止热量散失的作用，能够提高电阻丝的加热效率，进而提高加热速度。
具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式与实施方式一或二所述实验室简易温度梯度加热装置不同的是，它还包括有机玻璃上盖1和金属底盘2，金属底盘2为顶部开有四边形开口的箱体，该箱体内嵌入覆盖有石棉隔热层17的铁坯加热板5；有机玻璃上盖1盖在金属底盘2上，有机玻璃上盖1与金属底盘2的连接缝隙设置有密封胶条，有机玻璃上盖1和金属底盘2构成密闭箱体。
当铁坯加热板5外设置有石棉隔热层17时，石棉隔热层17填充了铁坯加热板5与金属底盘2箱体的内腔体之间的间隙；石棉隔热层17不但能够起到保温作用，还能够有效防止铁坯加热板5的温度传递到金属底盘2上，进而保证其内部被加热的同时外壳不会被加热。
本实施方式中的金属底盘2箱体的底部还可以设置有四个支撑脚18。
具体实施方式四：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式与实施方式三所述实验室简易温度梯度加热装置不同的是，它还包括控制面板4，控制面板4位于金属底盘2的一个侧面上。
具体实施方式五：结合图3说明本实施方式，本实施方式与实施方式三所述实验室简易温度梯度加热装置不同的是，它还包括操作窗口3和推拉窗，操作窗口3是四边形开口，四边形开口的操作窗口3位于有机玻璃上盖1的上表面中心，推拉窗位于操作窗口3内，并且与所述操作窗口3密封连接。
具体实施方式六：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式与实施方式四所述实验室简易温度梯度加热装置不同的是，它还包括第二温度传感器6-2、第一温度显示器4-1、第二温度显示器4-2和第三温度显示器4-3，第二温度传感器6-2设置在加热釜6的底面上的中心位置，第一温度显示器4-1、第二温度显示器4-2和第三温度显示器4-3设置在控制面板4上，并且排列成一行；
第一温度显示器4-1的温度信号输入端连接在一号温度调节器9的温度信号输出端，第三温度显示器4-3的温度信号输入端连接在二号温度调节器10的温度信号输出端，第二温度显示器4-2的温度信号输入端连接在第二温度传感器6-2的温度信号输出端。
具体实施方式七：结合图4和图5说明本实施方式，本实施方式与实施方式四或六所述实验室简易温度梯度加热装置不同的是，所述实验室简易温度梯度加热装置还包括控制单元19、第一绿灯13、第一红灯14、第二绿灯15、第二红灯16、set键、<键、>键和Ent键，set键的输出端连接在控制单元19的设置输入端，<键的输出端连接在控制单元19的减量输入端，>键的输出端连接在控制单元19的增量输入端，Ent键的输出端连接在控制单元19的确认输入端，控制单元19的一号加热电源开启工作状态信号输出端连接在第一绿灯13的控制信号输入端；控制单元19的一号加热电源停止工作状态信号输出端连接在第一红灯14的控制信号输入端；控制单元19的二号加热电源开启工作状态信号输出端连接在第二绿灯15的控制信号输入端；控制单元19的二号加热电源停止工作状态信号输出端连接在第二红灯16的控制信号输入端；第一绿灯13、第一红灯14、第二绿灯15、第二红灯16、set键、<键、>键和Ent键均设置在控制面板4上，控制单元19采用单片机或PLC实现。
本实施方式所述的实验室简易温度梯度加热装置在使用过程中，采用第一绿灯13和第一红灯14指示一号加热电源11的工作状态，第一绿灯13亮，指示一号加热电源11对一号电阻丝7供电；第一红灯14亮，指示一号加热电源11停止对一号电阻丝7供电，
本实施方式所述的实验室简易温度梯度加热装置在使用过程中，采用第二绿灯15和第二红灯16指示二号加热电源12的工作状态，第二绿灯15亮，指示二号加热电源12对二号电阻丝8供电；第二红灯16亮，指示二号加热电源12停止对二号电阻丝8供电。
本实施方式所述的实验室简易温度梯度加热装置在使用过程中，可以采用三个按键设置工作参数，例如：按动set键，第一温度显示器闪动，按动<键或>键键调节使其温度显示为预设定第一温度值；再次按动set键，第三温度显示器闪动，同样按动<键或>键调节使其温度显示为预设定第二温度值；然后按Ent键，设定完成。
具体实施方式八：本实施方式是上述实施方式的具体实施例，
由有机玻璃上盖1和金属底盘2组成密闭箱体，有机玻璃上盖1表面上安装了推拉操作窗，主要加热的装置是金属底盘内嵌的铁坯加热板5，铁坯加热板5与外壳之间加入石棉隔热层，起到保温作用同时避免外壳被加热板加热。在金属底盘2的外表面上安装着温度显示及控制面板4，主要用来控制或显示加热釜内不同部分的温度。
铁坯加热板5的上表面切割出一个长方形的凹槽，即加热釜6，加热釜底面有三个温度传感器(如图1所示6-1、6-2、6-3)。一号电阻丝7、二号电阻丝8分别植入在铁坯加热板两端的内部，为加热板提供热源。
例如当反应的温度梯度要求在40-80℃之间时，本仪器的工作原理是：
在控制面板4上，按动set键，第一温度显示器闪动，按动<或>键调节使其温度显示为40℃，再按动set键，第三温度显示器闪动，同样按动<或>键调节使其温度显示为80℃，然后按Ent键，设定完成。第二温度显示器只是显示反应釜内中间位置的温度，不能控制温度的变化，起到控制作用的是一、三温度显示器。
第一温度传感器6-1的温度信号输出端连接在一号温度调节器9的温度信号输入端，一号温度调节器9一方面将温度信号传递给第一温度显示器4-1显示当前的温度，另一方面温度调节器9的加热信号输出端连接一号加热电源11的加热信号输入端，指示一号加热电源11对一号电阻丝7进行加热，第一绿灯13亮，表示一号加热电源11在对一号电阻丝7供电，当第一温度传感器6-1检测达到预设的温度40℃时，一号加热电源11停止加热，第二红灯14亮，表示一号加热电源11停止供电。
第三温度传感器6-3的温度信号输出端连接在二号温度调节器10的温度信号输入端，二号温度调节器10一方面将温度信号传递给第三温度显示器4-3显示当前的温度，另一方面二号温度调节器10加热信号输出端连接在二号加热电源12的加热信号输入端，指示二号加热电源12对二号电阻丝8进行加热，第一绿灯15亮，表示二号加热电源12在对二号电阻丝8供电，当第三温度传感器6-3传感器检测达到预设的温度80℃时，二号加热电源12停止加热，第二红灯16亮，表示二号加热电源12停止供电。
第二温度传感器6-2的温度信号输出端连接在第二温度显示器4-2的信号输入端，此过程只是显示加热釜6内中间部分的温度，不参与调节釜内温度。
有机玻璃上盖1与金属材质底盘2之间加入密封胶条，有机玻璃上盖1与可推拉操作窗口3之间有密封胶条，使整个系统密封性良好。
有机玻璃上盖1透明，便于观察反应中的现象，耐腐蚀并且保温效果好。
一号加热电源11、二号加热电源12均采用220V交流电。
本实用新型所述的实验室简易温度梯度加热装置的结构不局限于上述各个具体实施方式所述的具体结构，还可以是各个实施方式所记载的技术特征的合理组合。
Claims (7)
1.实验室简易温度梯度加热装置，其特征是它包括铁坯加热板(5)、加热釜(6)、一号电阻丝(7)、二号电阻丝(8)、第一温度传感器(6-1)、第三温度传感器(6-3)、一号加热电源(11)、二号加热电源(12)、一号温度调节器(9)和二号温度调节器(10)，铁坯加热板(5)是上、下表面为相同四边形的六面体，六面体的铁坯加热板(5)的上表面开有四边形的凹槽，所述四边形的凹槽为加热釜(6)，一号电阻丝(7)和二号电阻丝(8)设置在铁坯加热板(5)的内部，并且一号电阻丝(7)和二号电阻丝(8)对称设置在加热釜(6)的左右两侧，在加热釜(6)底面的左右两侧分别固定有第一温度传感器(6-1)和第三温度传感器(6-3)；一号加热电源(11)的两个输出端分别连接一号电阻丝(7)的两端，第一温度传感器(6-1)的温度信号输出端连接在一号温度调节器(9)的温度信号输入端，一号温度调节器(9)的加热控制信号输出端连接在一号加热电源(11)的输出电压控制信号输入端；二号加热电源(12)的两个输出端分别连接二号电阻丝(8)的两端，第三温度传感器(6-3)的温度信号输出端连接在二号温度调节器(10)的温度信号输入端，二号温度调节器(10)的加热控制信号输出端连接在二号加热电源(12)的输出电压控制信号输入端。
2.根据权利要求1所述实验室简易温度梯度加热装置，其特征在于它还包括石棉隔热层(17)，所述石棉隔热层(17)覆盖在铁坯加热板(5)的底面表面上和四个侧面表面上。
3.根据权利要求2所述实验室简易温度梯度加热装置，其特征在于它还包括有机玻璃上盖(1)和金属底盘(2)，金属底盘(2)为顶部开有四边形开口的箱体，该箱体内嵌入覆盖有石棉隔热层(17)的铁坯加热板(5)；有机玻璃上盖(1)盖在金属底盘(2)上，有机玻璃上盖(1)与金属底盘(2)的连接缝隙设置有密封胶条，有机玻璃上盖(1)和金属底盘(2)构成密闭箱体。
4.根据权利要求3所述实验室简易温度梯度加热装置，其特征在于它还包括控制面板(4)，控制面板(4)位于金属底盘(2)的一个侧面上。
5.根据权利要求3所述实验室简易温度梯度加热装置，其特征在于它还包括操作窗口(3)和推拉窗，操作窗口(3)是四边形开口，四边形开口的操作窗口(3)位于有机玻璃上盖(1)的上表面中心，推拉窗位于操作窗口(3)内，并且与所述操作窗口(3)密封连接。
6.根据权利要求4所述实验室简易温度梯度加热装置，其特征在于它还包括第二温度传感器(6-2)、第一温度显示器(4-1)、第二温度显示器(4-2)和第三温度显示器(4-3)，第二温度传感器(6-2)设置在加热釜(6)的底面上的中心位置，第一温度显示器(4-1)、第二温度显示器(4-2)和第三温度显示器(4-3)设置在控制面板(4)上，并且排列成一行；
第一温度显示器(4-1)的温度信号输入端连接在一号温度调节器(9)的温度信号输出端，第三温度显示器(4-3)的温度信号输入端连接在二号温度调节器(10)的温度信号输出端，第二温度显示器(4-2)的温度信号输入端连接在第二温度传感器(6-2)的温度信号输出端。
7.根据权利要求4或6所述实验室简易温度梯度加热装置，其特征在于所述加热装置还包括控制单元(19)、第一绿灯(13)、第一红灯(14)、第二绿灯(15)、第二红灯(16)、set键、<键、>键和Ent键，set键的输出端连接在控制单元(19)的设置输入端，<键的输出端连接在控制单元(19)的减量输入端，>键的输出端连接在控制单元(19)的增量输入端，Ent键的输出端连接在控制单元(19)的确认输入端，控制单元(19)的一号加热电源开启工作状态信号输出端连接在第一绿灯(13)的控制信号输入端；控制单元(19)的一号加热电源停止工作状态信号输出端连接在第一红灯(14)的控制信号输入端；控制单元(19)的二号加热电源开启工作状态信号输出端连接在第二绿灯(15)的控制信号输入端；控制单元(19)的二号加热电源停止工作状态信号输出端连接在第二红灯(16)的控制信号输入端；第一绿灯(13)、第一红灯(14)、第二绿灯(15)、第二红灯(16)、set键、<键、>键和Ent键均设置在控制面板(4)上，控制单元(19)采用单片机或PLC实现。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN103630567A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-12 | 哈尔滨工业大学 | 用于测量半透明材料试样发射率的抗背景噪声的试样加热系统 |
| CN107215847A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-09-29 | 上海应用技术大学 | 一种特氟龙快速微加工装置及方法 |
| CN110389149A (zh) * | 2018-04-16 | 2019-10-29 | 天津市港源试验仪器厂 | 一种最低成膜温度测定仪 |
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