CN204107536U - 液浴加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液浴加热技术领域，公开了一种液浴加热系统，包括液浴箱、控制系统、加热装置、第一热探头和第二热探头，加热装置、第一热探头和第二热探头均位于液浴箱的液面之下，加热装置包括电发热丝和导热管，电发热丝安装在导热管的内部，第一热探头与导热管接触连接并与导热管位于同一水平面，以测得电发热丝的加热温度，第二热探头不与电发热丝接触，可测量出液体的实际温度，因此不影响电发热丝对液体的加热，当第一热探头或第二热探头的温度高于预设的保护温度值时，电发热丝与电源断开，可防止在液浴加热过程中发生干烧和过热的现象，起到双重保护的作用。进一步地，采用两个控制器形成联动控制，提高自动化程度，可减少设备故障率。

Description

液浴加热系统

技术领域

本实用新型涉及液浴加热技术领域，特别是涉及一种液浴加热系统。

背景技术

像水浴箱和油浴锅一类的间接式浴液加热装置，当液体介质的液位下降低于电发热丝，会发生干烧现象，其后果是可能导致机器烧坏，同时加热的目标也会温度过高。当加热的目标是可燃性药物时，则有可能会爆炸，进而发生火灾。

目前的水浴加热系统，一般应用于实验室中的实验和检验过程，以30-100℃的均匀加热过程。而油浴加热系统，则可应用于更高温度。推广至其它以不可燃液体介质作为媒介的加热系统。现有的水浴或油浴系统的加热原理主要是由电发热丝加热液体介质(例如水或油)，再经热探头测得液体的实际温度，所测温度反馈到控制器，由控制器开启或关闭电发热丝，形成一个闭环控制过程。

目前的水浴箱一般将热探头置于液体中并不与电发热丝接触，而油浴锅的热探头在使用时人工插入油中。在加热过程中，电发热丝与液体介质存在温差，需要将测量液体温度的热探头设置在与电发热丝隔开一段距离的位置，否则会测量不准，而为防止电发热丝过量加热或干烧，则需要热探头直接碰触电发热丝以测量电发热丝的温度，目前在水浴箱和油浴锅中都没有防干烧功能。

因此，在加热过程中，当没有液体，或液体不能连接电发热丝与热探头时，则热探头不能得到正确的反馈信号，此时，热探头得到的温度信号显示为低于控制器设定温度，控制器一直开启电发热丝，电发热丝无节制加热，可能造成实验物品过热，实验失败，严重时会烧坏设备，引爆或引燃实验物品。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是如何防止在液浴加热系统的加热过程中发生干烧现象。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种液浴加热系统，其包括液浴箱、控制系统、加热装置、第一热探头和第二热探头，所述加热装置、第一热探头和第二热探头均位于所述液浴箱的液面之下，所述加热装置包括电发热丝和导热管，所述电发热丝安装在导热管的内部，所述第一热探头与导热管接触连接并与所述导热管位于同一水平面，用于测量导热管温度，所述第二热探头不与所述导热管接触，用于测量液体温度，所述电发热丝、第一热探头和第二热探头分别与控制系统电连接，所述控制系统控制所述电发热丝在第一热探头或第二热探头所测得的温度高于预设的保护温度值时与电源断开。

进一步地，所述控制系统包括预设有保护温度值的第一控制器、预设有加热温度值的第二控制器、第一触点开关和第二触点开关，所述第一控制器连接第一热探头，所述第二控制器连接第二热探头，所述第二控制器与第一触点开关串联后与第一控制器并联后并接入电源，所述电发热丝与第二触点开关串联后接入电源；

所述第二控制器控制所述第二触点开关在所述第二热探头测得的温度低于所述加热温度值时闭合，使得电发热丝加热；并控制所述第二触点开关在所述第二热探头测得的温度位于所述加热温度值和保护温度值之间时间歇性闭合；

所述第一控制器控制所述第一触点开关在所述第一热探头或第二热探头测得的温度高于所述保护温度值时断开，并使所述第二触点开关自动断开。

进一步地，所述控制系统还包括固态继电器和直流电源，所述第二触点开关与直流电源串联后与所述固态继电器并联。

进一步地，所述导热管设于液浴箱的底部区域，所述第二热探头设于液面和导热管之间。

进一步地，所述第二热探头设于液面和导热管之间的中间位置。

进一步地，所述电发热丝为环状，所述导热管为与所述电发热丝相适配的环状。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的一种液浴加热系统，采用两个热探头分别测量液体和电发热丝的温度，其中第一热探头与导热管接触连接且位于同一水平面，与电发热丝同步浸于液体中，以测得电发热丝的加热温度，而第二热探头不与电发热丝直接接触，可测量出液体的实际温度，因此不影响电发热丝对液体的加热，当第一热探头的温度高于保护温度时，使电发热丝与电源断开，可有效防止在液浴加热系统的加热过程中发生干烧现象，同时当第一热探头发生故障时，第二热探头检测到液体温度超过保护温度时，控制电发热丝和电源断开，具有防过热功能，起到双重保护的作用。

进一步地，当液体蒸发，或操作员加水量不足(甚至忘记加水)，液面位于第二热探头以下，温度反馈通道消失，导热管会一直被加热；第一热探头就能发挥作用，当导热管温度高于保护温度，则断开导热管，可以保护整个加热系统。

进一步地，设置第一控制器与第一热探头连接，第二控制器与第二热探头连接，采用两个控制器形成联动控制，实现了恒温控制，提高自动化程度，可减少设备故障率。

附图说明

图1是本实用新型液浴加热系统的结构示意图；

图2是本实用新型控制原理图。

其中，1、液浴箱；2、导热管；3、电发热丝；4、第一热探头；5、第二热探头；6、液面；7、第一控制器；8、第二控制器；9、固态继电器；A、第一触点开关；B、第二触点开关；C、总开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型的一种液浴加热系统，其包括液浴箱1、控制系统、加热装置、第一热探头4和第二热探头5，加热装置、第一热探头4和第二热探头5均设于液浴箱1的液面6以下，加热装置包括电发热丝3和导热管2，电发热丝3安装在导热管2的内部，导热管用于隔绝电发热丝与外界液体的接触并可以对电发热丝进行导热，电发热丝3、第一热探头4和第二热探头5均与控制系统电连接，用于为电发热丝3、第一热探头4、第二热探头5和控制系统供电的电源可为外接电源或内接电源，一般采用220V交流电，第一热探头4与导热管2接触连接并与导热管2位于同一水平面，第二热探头5不与导热管2接触，控制系统控制电发热丝3在第一热探头4或第二热探头5所测得的温度高于预设的保护温度值时与电源断开。优选地，本实用新型的电发热丝3为环状，相应地，导热管2为与电发热丝3相适配的环状。

本实用新型采用两个热探头分别测量液体和电发热丝的温度，其中一个热探头与电发热丝接触连接且位于同一水平面，可与电发热丝同步浸于液体中，以测得电发热丝的加热温度，而另一个热探头不与电发热丝直接接触，可测量出液体的实际温度，因此不影响电发热丝对液体的加热，当第一热探头的温度高于保护温度时，使电发热丝与电源断开，可有效防止在液浴加热系统的加热过程中发生干烧现象，同时当第一热探头发生故障时，第二热探头检测到液体温度超过保护温度时，控制电发热丝和电源断开，具有防过热功能，起到双重保护的作用。

如图2所示，优选地，控制系统包括第一控制器7、第二控制器8、第一触点开关A和第二触点开关B，第一控制器7连接第一热探头4，第二控制器8连接第二热探头5，第二控制器8与第一触点开关A串联后与第一控制器7并联后并接入电源，电发热丝3与第二触点开关B串联后接入电源，第一控制器7预设有保护温度值，第二控制器8预设有加热温度值，保护温度值高于加热温度值，一般是高10℃左右。其中，本申请所使用的控制器可为单片机或工业用温度控制器。第二控制器8控制第二触点开关B在第二热探头5测得的温度低于预设的加热温度值时闭合，使得电发热丝3加热；并控制第二触点开关B在第二热探头5测得的温度位于加热温度值和保护温度值之间时间歇性闭合；第一控制器7控制第一触点开关A在第一热探头4或第二热探头5测得的温度高于保护温度值时断开，并使第二触点开关B自动断开。设置第一控制器与第一热探头连接，第二控制器与第二热探头连接，两个控制器形成联动控制，同时实现了恒温控制，提高自动化程度，当液浴箱内的温度超过保护温度时自动切断电发热丝与电源的开关，减少设备故障率。

本实用新型用于控制电发热丝3导通或断开的开关可只采用上述方式的触点开关，但由于电发热丝3需要较大的电流，通过电路的电流较大，触点开关容易烧坏，因此，为了提高设备的使用寿命和工作的稳定性，本实用新型优选实施例的控制系统还包括固态继电器9和直流电源，第二触点开关B与直流电源串联后与固态继电器9并联，该直流电源采用24V直流电，用于为固态继电器9供电以使其导通。

由于热源是自下而上散开，为了提高液体发热效率，导热管2设于液浴箱1的底部区域，相应地第二热探头5设于液面6和导热管2之间。更优地，为了提高测量准确性，第二热探头5设于液面6和导热管2的中间位置，此时，可避开外界和电发热丝的影响，阻尼最小，测量液体温度时最准确。

上述技术方案所提供的液浴加热系统，其具体工作过程为：

将液浴箱1装入所需的液体到指定的液位，接通总开关C，第一触点开关A处于闭合状态，第一控制器7和第二控制器8通电并启动，这是第一热探头4和第二热探头5同时测得实际的液体温度，当第二热探头5所测得的液体温度低于加热温度时，第二控制器8控制第二触点开关B闭合，令固态继电器9导通，让电发热丝3得到220V电源，电发热丝3加热以加热液体，此时，第一控制器7没有动作，当电发热丝3开始加热后，第一热探头4开始测得电发热丝3的实际温度，而第二热探头5测得液体的实际温度；一般来说，当加热功率最高时，电发热丝温度应比液体温度高出2℃。

当第二热探头5所测得的温度位于加热温度值和保护温度值之间时，第一控制器7仍然没有动作，而第二控制器8控制第二触点开关B间歇性闭合，使得电发热丝间歇性加热，以达到恒温的目的，实现了恒温控制；

当第二热探头5、第二控制器8损坏，或者固态继电器9短路时，第二热探头5所检测到的液体温度高于保护温度值，此时，第一控制器7体现其保护作用，控制第一触点开关A断开，第二控制器8关闭，第二触点开关B自动断开，使得电发热丝3与第一电源断开，停止加热，起到防过热的作用，避免实验物品和设备被烧坏。

当液体已经蒸发一定量，液面下降至第一热探头4和第二热探头5之间，则第二热探头5所测得的温度必然低于液体实际的温度，而第一热探头4继续测量电发热丝3的温度，因此，第二控制器8会一直认为液体温度一直未达到加热温度，则一直闭合第二触点开关B给电发热丝3加热，加热温度最终会超过第一控制器7所设定的保护温度，第一热探头4所测得的电发热丝的加热温度高于保护温度时，第一控制器7体现其保护作用，控制第一触点开关A断开，而第二触点开关B自动断开。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种液浴加热系统，其特征在于，包括液浴箱、控制系统、加热装置、第一热探头和第二热探头，所述加热装置、第一热探头和第二热探头均位于所述液浴箱的液面之下，所述加热装置包括电发热丝和导热管，所述电发热丝安装在导热管的内部，所述第一热探头与导热管接触连接并与所述导热管位于同一水平面，所述第二热探头不与所述导热管接触，所述电发热丝、第一热探头和第二热探头分别与控制系统电连接，所述控制系统控制所述电发热丝在第一热探头或第二热探头所测得的温度高于预设的保护温度值时与电源断开。

2.如权利要求1所述的液浴加热系统，其特征在于，所述控制系统包括预设有保护温度值的第一控制器、预设有加热温度值的第二控制器、第一触点开关和第二触点开关，所述第一控制器连接第一热探头，所述第二控制器连接第二热探头，所述第二控制器与第一触点开关串联后与第一控制器并联后并接入电源，所述电发热丝与第二触点开关串联后接入电源；

所述第二控制器控制所述第二触点开关在所述第二热探头测得的温度低于所述加热温度值时闭合，使得电发热丝加热；并控制所述第二触点开关在所述第二热探头测得的温度位于所述加热温度值和保护温度值之间时间歇性闭合；

所述第一控制器控制所述第一触点开关在所述第一热探头或第二热探头测得的温度高于所述保护温度值时断开，并使所述第二触点开关自动断开。

3.如权利要求2所述的液浴加热系统，其特征在于，所述控制系统还包括固态继电器和直流电源，所述第二触点开关与直流电源串联后与所述固态继电器并联。

4.如权利要求1所述的液浴加热系统，其特征在于，所述导热管设于液浴箱的底部区域，所述第二热探头设于液面和导热管之间。

5.如权利要求4所述的液浴加热系统，其特征在于，所述第二热探头设于液面和导热管之间的中间位置。

6.如权利要求1所述的液浴加热系统，其特征在于，所述电发热丝为环状，所述导热管为与所述电发热丝相适配的环状。