CN205182771U - 一种智能恒温水浴装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能恒温水浴装置，包括恒温水浴箱和恒温控制箱，恒温水浴箱包括箱体、加热装置、制冷装置，恒温控制箱包括主控制器、与主控制器分别相连的检测模块、报警模块、搅拌模块、无线通信模块、显示模块和电源模块；本实用新型能够实现自动注水放水，加热时间提醒，液位温度自动报警等功能，通过无线通信模块与PC机实现通信，从而可以实时观测恒温水浴的液位，温度，记录加热时间，温度变化曲线，并能实现对恒温水浴远距离实时监测和智能调节，方便实验人员使用，免去了奔波于实验室观测数据的麻烦。

Description

一种智能恒温水浴装置

技术领域

本实用新型属于化学生物医药加热设备技术领域，具体涉及一种智能恒温水浴装置。

背景技术

现代温度控制设备大都是在传统设备的基础上，融合半导体技术、电子技术、检测技术、控制技术和计算机技术等现代技术，通过各技术间相互渗透、有机结合，从而赋予设备新的功能和性能，使其实现智能化。温控设备的智能化、高精度化、高性能化和轻量化是目前现代温度控制设备的发展方向。

传统的恒温水浴结构简单、功能单一。中国专利文献中，公开号CN204685126U、名称是一种高效恒温水浴锅（参见该申请说明书具体实施方式部分），公开了一种高效恒温水浴锅，包括水浴箱和操控箱，所述水浴箱顶部设有盖板，所述水浴箱两壁内侧设有保温层、隔热层和带孔隔板，所述带孔隔板下方设有防潮套，所述防潮套内部设有温度传感器，所述水浴箱底部连接转轴，所述转轴顶部设有加热器，所述转轴下方连接固定板、电机和减速离合器，所述水浴箱底部设有温度分析仪，所述操控箱设有显示屏、开关和温度调节仪。该现有技术可以通过转轴带动加热器转动提高加热效率，但该现有技术没有制冷功能，无法实现低温的恒温效果；此外，当实验人员在实验过程中距离恒温水浴比较远时，就需要经常奔波于实验室观测数据，该现有技术无法实时查看恒温水浴的温度状况，也不能对恒温水浴进行实时调节和监测。

因此，为了解决现有技术中存在的问题，研究一种便利、直观、实时查看恒温水浴的温度状况并能够对恒温水浴实时进行远距离监测与调节的智能恒温水浴装置已经成为一项重要任务。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种智能恒温水浴装置，目的是通过无线通信模块实现PC机与恒温水浴的实时通信，并通过PC机对恒温水浴进行远距离监测和调节，方便实验人员在PC机前操作恒温水浴，免去了奔波于实验室观测数据的麻烦。

本实用新型的技术方案为：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能恒温水浴装置，包括恒温水浴箱和恒温控制箱，所述恒温水浴箱包括箱体、固定安装在箱体前后两侧的加热装置、对称安装在箱体左右两侧的制冷装置，所述恒温水浴箱的箱体包括箱体外壳、箱盖、内胆、设置在箱体外壳与内胆之间的保温层，所述恒温水浴箱的箱体上部设有进水口，箱体下部设有出水口，其特征在于：所述恒温控制箱包括主控制器、与主控制器分别相连的检测模块、报警模块、搅拌模块、无线通信模块、显示模块和电源模块，所述检测模块包括安装在恒温水浴箱箱盖上的超声波液位传感器和安装在恒温水浴箱箱体内的温度传感器，报警模块包括蜂鸣器和报警指示灯，搅拌模块包括电机和设置在恒温水浴箱箱体内侧底部的螺旋桨，所述无线通信模块为2.4G无线通信模块，所述显示模块采用触摸屏，触摸屏设置在恒温控制箱的顶部，恒温控制箱顶部还设有开关，所述恒温水浴箱的进水口和出水口位置均设有电磁阀。

与现有技术相比，本实用新型通过温度传感器和超声波液位传感器实时采集恒温水浴箱中的温度和液位数据，经主控制器处理后输出控制信号对加热装置和制冷装置进行控制，并通过触摸屏实时显示恒温水浴箱内的温度和液位等各项参数信息以及加热装置和制冷装置的运行状态，在使用过程中，操作人员还可以通过触摸屏触摸画面完成温度和液位的参数设定，同时，该装置还具有报警模块，报警信息也可以在触摸屏上进行显示。此外，该装置还可以通过无线通信模块将检测模块中的超声波液位传感器和温度传感器采集数据信息传输到PC机，操作人员便可以通过PC机接收数据信息并进行控制，从而将控制指令下发至主控制器，主控制器接收到PC机发送来的控制指令后输出控制信号，从而控制加热装置和制冷装置及时动作，最终完成整个温控过程。本实用新型中的超声波液位传感器由脉冲信号激励发出超声波，通过传声介质传到被测物体，形成反射波；反射波再通过传声介质返回到接收传感器，传感器把声信号转换成电信号；由系统计算出超声波从发射到接收所传播的时间，再根据超声波在介质中传播的速度就可以确定超声波液位传感器到被测物体之间的距离。根据所用传感器的工作方式，测距又可分为自发自收当传感器和一发一收双传感器；由于单发单收的探头检测死区比较大，为避免这点采用双探头的设计，即采用两个超声波液位传感器，一个用来接收，一个用来发射。超声波液位传感器可以探测恒温水浴箱中的液位，并将液位信息传输到主控制器，当液位低于一定液位时，主控制器则启动蜂鸣器以及报警指示灯进行报警，并控制进水口位置的电磁阀开启，自动注水，到达一定高度后，主控制器控制电磁阀关闭，并关闭蜂鸣器和报警指示灯；当液位高于一定液位时，主控制器则启动蜂鸣器以及报警指示灯进行报警，并控制出水口位置的电磁阀开启，自动放水，到达一定高度后，主控制器控制电磁阀关闭，并关闭蜂鸣器和报警指示灯；如恒温水浴箱没有接外界水源，也可以通过蜂鸣器报警，提示实验室人员及时加水。温度传感器采用PT100铂热电阻，PT100铂热电阻阻值随温度变化而变化，通过温度传感器采集恒温水浴箱中水的温度，主控制器可以根据测得恒温水浴箱中水的温度，并根据PID算法，调节加热制冷装置，使水温保持恒定，并绘制水箱内温度变化曲线，通过触摸屏显示出来，供实验人员直观了解加热时间以及温度达到恒定后的时间。搅拌模块通过电机带动螺旋桨转动，从而使箱体内的水循环流动，使水体温度均匀一致，提高了实验的精度。电源模块为整个恒温水浴装置提供工作电源。本实用新型在现有技术基础上增加无线通信模块，能够实现PC机对恒温水浴的远距离智能调节和实时监测，方便实验人员使用，操作简便，成本低廉，运行稳定，通过PC机登录恒温水浴控制系统可以方便的读取液位，水温变化曲线，加热或制冷时间等参数，也可方便的更改设定的水浴温度，控制电磁阀完成注水放水。本实用新型还能够实现自动注水放水，加热时间提醒，液位温度自动报警等功能，通过无线通信模块与PC机实现通信，从而实时观测恒温水浴的液位，温度，记录加热时间，温度变化曲线，并能实现对恒温水浴远距离智能调节，方便实验人员使用，免去了奔波于实验室观测数据的麻烦。

所述加热装置包括固定安装在内胆上的支架以及安装在支架上的硅胶加热片；硅胶加热片是采用耐高温、高导热、绝缘性能佳、强度好的硅橡胶、耐高温的纤维增强材料以及金属发热膜电路集合而成的软性电加热膜元件，由两张玻璃纤维布及双片压硅胶合制而成的硅胶玻璃纤维布构成；由于硅胶加热片为薄片状产品，它具有很好的柔软性，可以与被加热物体完全紧密接触；与现有技术相比，加热装置采用占用空间极小的硅胶加热片作为箱体内空间加热的元件，硅胶加热片的升温速率很高，能够很好的保证整个箱体的温度调节速率。

所述制冷装置包括安装在恒温水浴箱箱体上的导冷块、散热片、散热风扇以及设置在导冷块和散热片之间的半导体制冷片；散热片和散热风扇置于恒温水浴箱箱体外部，导冷块安装时伸入恒温水浴箱箱体内部；与现有技术相比，半导体制冷片是一个热传递的工具，当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。采用半导体制冷片不需要使用制冷剂，无泄漏、无环境污染、洁净卫生，而且没有机械传动结构的部件，结构简单、体积小、重量轻、无磨损、无噪声、使用寿命长，器件可靠性高，方便维修；由于半导体制冷片制冷的时候一端温度低，另一端温度高，使用导冷块传递箱体内部的热量，起到了更好的制冷目的，半导体制冷片另一端温度高，需要将热量排到恒温水浴箱箱体外，加散热片有利于热量导出，通过散热风扇将热量排出，散热片和散热风扇置于恒温水浴箱箱体外部，确保热端的热量不能传入箱体之中。

所述硅胶加热片采用耐高温胶带捆绑安装在内胆的支架上，箱体前后两侧的每一侧面的硅胶加热片数量为3片且均匀分布。

所述保温层采用聚乙烯泡沫保温板；聚乙烯泡沫有其独特的优越性，复原率强，无吸水性，耐冲击性，耐气候性，耐化学药品性，耐老化性是其他材料没有的，聚乙烯泡沫保温板是一种高性能的保温材料。所述半导体制冷片采用表面导热硅胶黏贴固定在导冷块和散热片之间。

所述恒温水浴箱箱体外壳和内胆均采用铝板；箱体外壳以及内胆采用的铝板具有抗摔抗震、不易变形、牢固耐用、防火防潮等优点，这样可以很好的保证箱体的耐用程度。

所述温度传感器采用PT100铂热电阻。

所述主控制器还通过I/O端口分别与加热装置和制冷装置相连，通过主控制器控制加热装置与制冷装置的执行操作。

本实用新型的技术效果为：

本实用新型提供了一种智能恒温水浴装置，通过增加无线通信模块能够实现PC机对恒温水浴的远距离智能调节和实时监测，方便实验人员使用，操作简便，成本低廉，运行稳定，可以通过PC机登录恒温水浴控制系统方便的读取液位，水温变化曲线，加热或制冷时间等参数，也可通过PC机登录恒温水浴控制系统方便的更改设定的水浴温度，控制电磁阀完成注水放水。本实用新型还能够实现自动注水放水，加热时间提醒，液位温度自动报警等功能，通过无线通信模块与PC机实现通信，从而可以实时观测恒温水浴的液位，温度，记录加热时间，温度变化曲线，并能实现对恒温水浴远距离智能调节，方便实验人员使用，免去了奔波于实验室观测数据的麻烦。

附图说明

图1为本实用新型智能恒温水浴装置正视图。

图2为本实用新型智能恒温水浴装置俯视图。

图3为本实用新型智能恒温水浴装置左视图。

图4为本实用新型恒温控制箱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：

如图1-图4所示，本实用新型提供了一种智能恒温水浴装置，包括恒温水浴箱和恒温控制箱，所述恒温水浴箱包括箱体、固定安装在箱体前后两侧的加热装置、对称安装在箱体左右两侧的制冷装置，所述恒温水浴箱的箱体包括箱体外壳18、箱盖8、内胆19、设置在箱体外壳18与内胆19之间的保温层13，所述恒温水浴箱的箱体上部设有进水口，箱体下部设有出水口，所述恒温控制箱包括主控制器3、与主控制器3分别相连的检测模块、报警模块、搅拌模块、无线通信模块、显示模块和电源模块，所述检测模块包括安装在恒温水浴箱箱盖上的超声波液位传感器1和安装在恒温水浴箱箱体内的温度传感器17，报警模块包括蜂鸣器和报警指示灯，搅拌模块包括电机5和设置在恒温水浴箱箱体内侧底部的螺旋桨7，所述无线通信模块为2.4G无线通信模块，所述显示模块采用触摸屏2，触摸屏2设置在恒温控制箱的顶部，恒温控制箱顶部还设有开关16，所述恒温水浴箱的进水口和出水口位置均设有电磁阀。所述主控制器3还通过I/O端口分别与加热装置和制冷装置相连。所述加热装置包括固定安装在内胆19上的支架以及安装在支架上的硅胶加热片4。所述硅胶加热片4采用耐高温胶带捆绑安装在内胆19的支架上，恒温水浴箱箱体前后两侧的每一侧面的硅胶加热片4数量为3片且均匀分布。所述保温层13采用聚乙烯泡沫保温板。所述制冷装置包括安装在恒温水浴箱箱体上的导冷块11、散热片15、散热风扇10以及设置在导冷块11和散热片15之间的半导体制冷片12；散热片15和散热风扇10置于恒温水浴箱箱体外部，导冷块11安装时伸入恒温水浴箱箱体内部；制冷装置有4片半导体制冷片12，分别安装在恒温水浴箱箱体的左右两侧；所述半导体制冷片12采用表面导热硅胶黏贴固定在导冷块11和散热片15之间。所述恒温水浴箱箱体外壳18和内胆19均采用铝板。所述温度传感器17采用PT100铂热电阻。电源6为整个恒温水浴装置提供工作电源。

打开恒温水浴装置恒温控制箱上的开关16，恒温水浴装置开始工作。通过恒温水浴箱箱盖上的超声波液位传感器1测量箱体内的液位高度，并将液位信息传输到主控制器3，当液位低于一定液位时，主控制器3则启动蜂鸣器以及报警指示灯进行报警，并控制进水口位置的进水口电磁阀9开启，自动注水，到达一定高度后，主控制器3控制进水口电磁阀9关闭，并关闭蜂鸣器和报警指示灯；当液位高于一定液位时，主控制器3则启动蜂鸣器以及报警指示灯进行报警，并控制出水口位置的出水口电磁阀14开启，自动放水，到达一定高度后，主控制器3控制出水口电磁阀14关闭，并关闭蜂鸣器和报警指示灯；如恒温水浴箱没有接外界水源，也可以通过蜂鸣器报警，提示实验室人员及时加水。温度传感器17采用PT100铂热电阻，PT100铂热电阻阻值随温度变化而变化，通过温度传感器17采集恒温水浴箱中水的温度，主控制器3可以根据测得恒温水浴箱中水的温度，并根据PID算法，调节加热装置和制冷装置，使水温保持恒定，并绘制水箱内温度变化曲线，通过触摸屏2显示出来，供实验人员直观了解加热时间以及温度达到恒定后的时间。搅拌模块通过电机5带动螺旋桨7转动，从而使恒温水浴箱箱体内的水循环流动，使水体温度均匀一致，提高了实验的精度。本实用新型通过触摸屏2方便的读取恒温水浴的各项参数信息，并通过无线通信模块将检测模块采集到的液位、温度、加热时间等各项参数信息传输到PC机，实现主控制器3与PC机之间的通信，从而实现对恒温水浴的无线智能控制和实时监测；同时实验人员也可以通过PC机方便的观测恒温水浴的温度曲线，液位值和加热时间等各项参数信息。

Claims (9)

1.一种智能恒温水浴装置，包括恒温水浴箱和恒温控制箱，所述恒温水浴箱包括箱体、固定安装在箱体前后两侧的加热装置、对称安装在箱体左右两侧的制冷装置，所述恒温水浴箱的箱体包括箱体外壳、箱盖、内胆、设置在箱体外壳与内胆之间的保温层，所述恒温水浴箱的箱体上部设有进水口，箱体下部设有出水口，其特征在于：所述恒温控制箱包括主控制器、与主控制器分别相连的检测模块、报警模块、搅拌模块、无线通信模块、显示模块和电源模块，所述检测模块包括安装在恒温水浴箱箱盖上的超声波液位传感器和安装在恒温水浴箱箱体内的温度传感器，报警模块包括蜂鸣器和报警指示灯，搅拌模块包括电机和设置在恒温水浴箱箱体内侧底部的螺旋桨，所述无线通信模块为2.4G无线通信模块，所述显示模块采用触摸屏，触摸屏设置在恒温控制箱的顶部，恒温控制箱顶部还设有开关，所述恒温水浴箱的进水口和出水口位置均设有电磁阀。

2.如权利要求1所述的智能恒温水浴装置，其特征在于：所述加热装置包括固定安装在内胆上的支架以及安装在支架上的硅胶加热片。

3.如权利要求1所述的智能恒温水浴装置，其特征在于：所述制冷装置包括安装在恒温水浴箱箱体上的导冷块、散热片、散热风扇以及设置在导冷块和散热片之间的半导体制冷片。

4.如权利要求2所述的智能恒温水浴装置，其特征在于：所述硅胶加热片采用耐高温胶带捆绑安装在内胆的支架上，箱体前后两侧的每一侧面的硅胶加热片数量为3片且均匀分布。

5.如权利要求1所述的智能恒温水浴装置，其特征在于：所述保温层采用聚乙烯泡沫保温板。

6.如权利要求3所述的智能恒温水浴装置，其特征在于：所述半导体制冷片采用表面导热硅胶黏贴固定在导冷块和散热片之间。

7.如权利要求1所述的智能恒温水浴装置，其特征在于：所述恒温水浴箱箱体外壳和内胆均采用铝板。

8.如权利要求1所述的智能恒温水浴装置，其特征在于：所述温度传感器采用PT100铂热电阻。

9.如权利要求1所述的智能恒温水浴装置，其特征在于：所述主控制器还通过I/O端口分别与加热装置和冷却装置相连。