CN2047571U

CN2047571U - 液体直接加热式自动控制仪

Info

Publication number: CN2047571U
Application number: CN 89207633
Authority: CN
Inventors: 刘秋雷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-20
Filing date: 1989-05-20
Publication date: 1989-11-15

Abstract

一种用于对液体加热进行自动控制的液体直接加热式自动控制仪，主要由检测装置、数据设定装置、运算器、电路控制装置、继电器控制装置、显示转换及显示装置组成。由检测装置测得的检测量与设定量进行比较、运算，然后经电路控制装置驱动继电器控制装置，对有关装置进行控制，完成液体加热(灭菌)过程。检测量和设定量可根据需要随时显示。

Description

本实用新型涉及一种对一般液体、特别是对粘性或腐蚀性较大的液体（如：酱油、食醋等）进行加热（灭菌）的自动控制仪。

目前常用的对液体进行加热（灭菌）的夹层锅、列管式、盘管式设备，长期使用将在设备内壁或外壁结膜，使设备的传热系数大为降低，热效率低，且无降温措施。目前常用的直接接触式加热设备，是将蒸汽直接通入被加热液体，虽然不存在上述缺点，但其蒸汽中的冷凝水难以控制，被加热液体比重变化较大。现有的液体加热设备，均是人为控制，操作复杂，劳动强度大。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处，而提供一种操作简便，可控制蒸汽中冷凝水，对整个加热过程进行自动控制的自动控制仪。

实现上述目的的技术方案如下：

本实用新型包括运算器2、显示装置8、检测装置1、数据设定装置6、包括比较部分3和电路控制部分4的电路控制装置、继电器控制装置5和显示转换控制装置7。所述的检测装置1和数据设定装置6的输出端分别与运算放大器2、比较部分3、显示转换控制装置7相接，所述运算器2的输出端接比较部分3，所述比较部分3的输出端接电路控制部分4，所述电路控制部分4的输出端接继电器控制装置5，所述显示转换控制装置7的输出端接显示装置8。

本实用新型的电路控制装置包括低液位控制、高液位控制、升温保温控制、降温控制、冷凝水控制，所述的检测装置1包括差压式液位计15、差压式液位计13、温度传感器10，所述低液位控制和高液位控制的输入端接差压式液位计15，所述升温保温控制和降温控制的输入端接温度传感器10，冷凝水控制的输入端接差压式液位计13。

本实用新型的数据设定装置6包括转换开关9、D／A转换器和保持器。

本实用新型的继电器控制装置5包括蒸汽阀控制、保温时间控制、降温控制、冷凝水控制。

附图图面说明如下：

图1是本实用新型原理框图

图2是最佳实施例的数据设定装置原理图

图3是最佳实施例的运算器原理图

图4是最佳实施例的温度控制原理图

图5是最佳实施例的冷凝水控制原理图

图6是最佳实施例的比重控制原理图

图7是最佳实施例的继电器控制装置原理图

图8是最佳实施例的显示转换控制装置原理图

图9最佳是实施例的显示装置原理图

下面结合附图对本实用新型及最佳实施例予以描述：

图1为本实用新型原理框图。由检测装置1输出的检测量和由数据设定装置6输出的设定量均输入运算器2，运算结果输出给比较部分3与检测量和设定量进行比较，比较结果输入电路控制部分4，电路控制部分4驱动继电器控制装置5工作，对有关装置进行控制。显示转换控制装置7可驱动显示装置8，对检测量和设定量进行显示。

本实用新型最佳实施例所控制的液体加热工作流程是：首先将比重值大于设定比重值的液体注入加热罐，检测其初始比重，然后通入蒸汽对液体进行加热，同时，蒸汽中的冷凝水可将液体逐渐稀释，通过控制蒸汽阀可达到控制冷凝水的目的，由此可使液体比重值最终达到设定比重值。在加热罐各横截面积一定的情况下，加热过程中液体比重可通过液体高度来间接反映，换算方法如下：

设：质量比重体积高度

加热前 m₁d₁V₁h₁

加热后 m₂d₂V₂h₂

冷凝水 m₀d₀V₀h₀

加热罐横截面积为S，

则： m₂＝m₁＋m₀

d₂V₂＝d₁V₁＋d₀V₀（∵m＝d·V）

d₂·s·h₂＝d₁·s·h₁＋d₀·s·h₀

d₂h₂＝d₁h₁＋d₀h₀

d₂h₂＝d₁h₁＋d₀（h₂－h₁）

d₂＝（d₁－d₀）h₁／h₂＋d₀

因为d₁、d₀、h₁均为已知量，由此，通过检测加热过程中液位高度h₂，通过运算器运算，即可得到液体比重d₂。

图2为最佳实施例的数据设定装置原理图。电阻R₁～R₃、运算放大器A₁组成I／U转换器；二极管D₁、D₂，场效应管CZ₁、CZ₂，电容C₁、C₂，运算放大器A₂、电阻R₄组成第一个保持器；二极管D₃、D₄，场效应管CZ₃、CZ₄，电容C₃、C₄，运算放大器A₃、电阻R₅组成第二个保持器；二极管D₅、D₆，场效应管CZ₅、CZ₆，电容C₅、C₆，运算放大器A₄、电阻R₆组成第三个保持器。将设定数据由键盘9输入，经D／A转换器转换成模拟量，该模拟量经I／U转换器输出给保持器。

图3为最佳实施例的运算器原理图，电阻R₇～R₁₁，运算放大器A₅、电容C₇组成减法器；电阻R₂₂～R₂₆，电容C₈、运算放大器A₇组成加法器；电阻R₁₂～R₁₉、运算放大器A₆组成乘法器；电阻R₂₇～R₄₅、运算放大器A₈～A₁₁组成除法器。该加法器、减法器、乘法器和除法器组成本实施例的运算器，用于完成本实施例所需主要运算工作。

图4为最佳实施例的温度控制原理图。电阻R₄₆～R₄₈，运算放大器A₁₂组成I／U转换器；电阻R₄₉～R₅₈、运算放大器A₁₃、集成比较器B₁、三极管T₁、继电器3J组成升温保温控制部分；电阻R₅₉～R₆₈、运算放大器A₁₄、集成比较器B₂、三极管T₂、继电器5J、继电器1J的触点1J4组成降温控制部分。由温度传感器10检测得的温度，经I／U转换器输入比较器B₁，与设定温度值进行比较，比较结果经运算放大器A₁₃输入射极输出电路11，当温度上升至设定值时，射极输出电路11驱动继电器3J工作，同时，液位达到设定高度，继电器1J的触点1J4闭合，为液体降温作准备。当液体温度下降至设定温度值时，射极输出电路12驱动继电器5J工作。

图5为最佳实施例的冷凝水控制原理图。电阻R₆₉～R₈₀、运算放大器A₁₅和A₁₆、集成比较器B₃、三极管T₃、继电器4J组成冷凝水控制部分。差压式液位计13检测得的冷凝水高度，与设定值进行比较，达到设定值时，射极输出电路14驱动继电器4J工作。

图6为最佳实施例的比重控制原理图。电阻R₈₁～R₈₅、运算放大器A₁₇组成I／U转换器；电阻R₈₆～R₉₆、比较器B₄、运算放大器A₁₈、三极管T₄、继电器2J组成低水位控制；电阻R₁₁₀～R₁₁₉、比较器B₅、运算放大器A₂₁、三极管T₅、继电器1J组成高水位控制；电阻R₉₇～R₁₀₉、运算放大器A₁₉和A₂₀、电容C₉组成加法器和减法器；电阻R₁₂₀～R₁₂₂、场效应管CZ₇和CZ₈、二极管D₇和D₈、电容C₁₀～C₁₂、施密特触发器B₆、运算放大器A₂₂组成比重控制的运算部分。由差压式液位计15得到的检测量经I／U转换器与设定值进行比较，比较结果输出驱动继电器工作。当液位达到低液位设定值时，继电器2J被驱动工作，当液位达到高液位设定值时，继电器1J被驱动工作。

图7为最佳实施例的继电器控制装置原理图。当液体高度达到低液位设定值时，继电器2J线圈得电，触点2J1断开，关断粗蒸汽阀16，触点2J2闭合，打开细蒸汽阀17。当液体高度达到高液位设定值时，继电器1J线圈得电，触点1J1断开，关断细蒸汽阀17，触电1J2闭合接通电铃18，触点1J3闭合，指示灯L₁亮，触点1J4闭合，为降温作准备。当液体温度上升至设定温度值时，继电器3J线圈得电，触点3J1断开，切断整个蒸汽源，触点3J2闭合，时间继电器SJ得电，开始保温计时。保温时间到，触点SJ1闭合，水力喷射器19开始工作。当液体温度降至设定温度值时，继电器5J线圈得电，触点5J1闭合，接通电铃18，触点5J2断开，关断水力喷射器19，触点5J3闭合，指示灯L₂亮。当冷凝水液位达到设定值时，继电器4J线圈得电。触点4J1闭合，打开排冷凝水阀20。

图8为最佳实施例的显示转换装置原理图。显示转换装置包括编码器21，模拟开关22，积分器A₂₃，比较器B₇和逻辑电路。积分器零点较正是从正负参考电压上通过可调电阻R₁₂₃取得一可调电压，通过电阻R₁₂₄加在积分器相加点上。基准稳压电源电路包括稳压管D₁₂和D₁₃，电阻R₁₂₇和R₁₃₀、电容C₁₃和C₁₄。接地开关23接在电阻R₁₂₅和R₁₂₆的连接点上，接地开关24接在电阻R₁₂₈和R₁₂₉的连接点上，接地开关25接在电阻R₁₃₁和R₁₃₂的连接点上。关闭哪个开关，哪个开关连接点短路，因而制止了到达积分器相加点的信号电流。需显示量的十进制数代码输入编码器21，编码器21输出的BCD码做为选通模拟开关22和显示模拟量的地址。来自各路需显示的模拟量经模拟开关22传送给积分器A₂₃，积分器A₂₃输出的积分电压经比较器B₇输入触发器T₁₅和门电路，产生和模拟开关22输出量相对应的脉冲。当模拟开关22输出为正时，T₁₆输出；当模拟开关22输出为负时，T₁₇输出，T₁₆、T₁₇输出均经T₁₈得到总的调宽脉冲。

图9是最佳实施例的显示装置原理图。它包括时钟电路、D触发器T₂₉、计数器T₁₆～T₁₉、寄存器T₂₀～T₂₃、译码器T₂₄～T₂₇和显示器CT₁～CT₄组成。当显示转换控制装置输出的调宽脉冲的前沿使计数器“复位”到零，则下一个CP时钟脉冲到来时，开始计数。当调宽脉冲的后沿到达时，产生寄存器打入脉冲，将计数器状态打入寄存器，并送到译码器，进行显示。时钟脉冲振荡器由门电路组成。振荡频率经计数器和D触发器T₂₉的分频产生积分周期控制信号。

本实施例中，运算放大器A₁～A₄、A₉～A₂₃采用F007C，运算放大器A₅和A₇采用F008C，运算放大器A₆和A₈采用F3080，比较器B₁～B₅、B₇采用CJ1414，施密特触发器B₆采用CC40106，D／A转换器采用DAC0808，模拟开关22采用CD4051，编码器21采用74LS147，反向器T₁₃～T₁₅采用T4005，计数器T₁₆～T₁₉采用T4160，触发器T₁₂和T₂₉采用T4074，寄存器T₂₀～T₂₃采用T4175，译码器T₂₄～T₂₇采用T4049，显示器CT₁～CT₄采用NT4014，场效应管CZ₁～CZ₆采用3C03E，中间继电器采用JQX－4F，时间继电器采用JQX－10F。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、集成化程度高，反应速度快，精度高。

2、各参量输入均采用十进制数，易于输入，各控制参量均可显示。

3、自动化程度高，操作简便，调节方便。

4、所有元器件均采用标准件，便于生产和维修。

5、成本低，约700～800元。

Claims

1、一种用于对液体加热进行自动控制的液体直接加热式自动控制仪，包括运算器2、显示装置8、其特征在于：它还包括检测装置1、数据设定装置6、包括比较部分3和电路控制部分4的电路控制装置、继电器控制装置5、显示转换控制装置7，所述检测装置1和数据设定装置6和输出端分别与运算器2、比较部分3、显示转换控制装置7相接，所述运算器2的输出端接比较部分3，所述比较部分3的输出端接电路控制部分4，所述电路控制部分4的输出端接继电器控制装置5，所述显示转换控制装置7的输出端接显示装置8。

2、根据权利要求1所述的控制仪，其特征在于：所述的电路控制装置包括低液位控制、高液位控制、升温保温控制、降温控制和冷凝水控制，所述检测装置1包括差压式液位计15、差压式液位计13、温度传感器10，所述低液位控制和高液位控制的输入端接差压式液位计15，所述升温保温控制和降温控制的输入端接温度传感器10，冷凝水控制的输入端接差压式液位计13。

3、根据权利要求1所述的控制仪，其特征在于：所述的数据设定装置6包括键盘9、D／A转换器和保持器。

4、根据权利要求1所述的控制仪，其特征在于：所述的继电器控制装置5包括蒸汽阀控制、保温时间控制、降温控制、冷凝水控制。