CN2476815Y - 微电脑控制的金属相图实验炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种教学实验用品,包括炉体、传感器、微电脑控制器、蜂鸣器、电源电路和显示电路,炉膛内存放装有试样及传感器的试管,传感器的输出端与微电脑控制器的输入端连接,微电脑控制器的输出端一方面与连接蜂鸣器的音频电路连接,另一方面通过光耦隔离电路与控制炉体加温的电源电路的可控硅连接,再一方面与显示电路连接。具有性能稳定、数据可靠、操作简便、体积小、自动化程度高等优点,是绘制二元合金相图的理想设备。
Description
本实用新型涉及一种教学实验用品，确切地说是一种微电脑控制的金属相图实验炉。
在高校的物理化学实验中，有个金属相图的实验，这个实验是将两种金属，例如铅和铋放在一起，加热升温到某个需要的温度值时，让其冷却，观看其冷却的过程和趋势，并定时记录温度值，然后将所得的数值用曲线连线，称作二元合金步冷曲线。金属相图实验炉则是这个实验所用的装置。目前，高校普遍使用的金属相图实验炉，均由炉体、调压器、热电偶、秒表、冰桶、电位差计等组成，其缺陷是装置复杂笨重，操作繁琐；实验数据误差大，故障频率高等。
本实用新型的目的在于提供一种智能化、小型化、操作简便、数据可靠、装置性能稳定的微电脑控制的金属相图实验炉。
本实用新型的微电脑控制的金属相图实验炉，包括炉体、传感器、微电脑控制器，蜂鸣器、电源电路和显示电路，其特征是：所述的炉体的炉膛内存放装有试样及传感器的试管，传感器的输出端与微电脑控制器的输入端连接，微电脑控制器的输出端一方面与连接蜂鸣器的音频电路连接，另一方面通过光耦隔离电路与控制炉体加温的电源电路的可控硅连接，再一方面与显示电路连接。
以下结合附图和实施例对本实用新型加以说明。
图1为本实用新型结构连接框图；
图2为实验炉结构示意图；
图3为本实用新型电原理图；
图4为程序流程图。
由附图2可见，本实验炉采用圆型，由炉盖1、炉壁2及底座7组成，炉壁2内四周设有填充物3，炉胆5内设有可对炉体加热的炉丝4。底座7内设有可控硅控制的供炉体加热的电源电路，底座7上端一侧设有电压表6。
炉膛内存放装有试样及传感器8的耐高温玻璃试管9，试管9的端口用软木塞塞紧，防止金属气体逸出。传感器8采用铂电阻8-1测温，其测温精度比热电偶高。
微电脑控制器10的主机，选用性价比较高的8031单片机(见图3)，晶振频率采用典型值6MHz，配置EPROM2764作为外接程序存储器，以利于今后软件的进一步扩展，74LS373用作地址锁存器，A/D转换采用积分式的MC14433，其抗干扰性好。为了避免实验中多次设置温度，采用拨码盘来设置温度值，使之操作方便，稳定可靠，8031单片机通过74LS245将设置的温度值读入后与采样值比较可进行温度控制。74LS377用作P。口扩展，完成自动报时信号和控制加热炉信号的输出，其自动报时通过音频电路11使蜂鸣器12报时(见图1)，其控制加热炉信号通过光耦隔离电路13调整可控硅14的角的导通来控制炉体加热电流的大小，从而控制加热温度的范围。以光耦隔离电路13来代替传统的机械继电器，使电路具有无机械触点的烧黑烧结现象，无温度阶跃，提高了温度的精确性，也减少了断电后炉体还继续升温的幅度，即热惯性。显示电路15采取串行静态显示方式，74LS164用作移位寄存器，器示器采用数码管LED，数码管LED3-1分别显示百、十、个位，LED4为欠量程标志。
其程序控制为(见图4)：开始时系统进行初始化，数码管显示“0000”，操作人员可拨动拨码盘设置温度，8031单片机通过查询把数据存入相应的存储单元，接着开始温度采集，通过数据处理来进行非线性补偿，从而判断采样温度是否达到设定温度，来决定炉体是否继续加热，并可随时通过数码管显示采样温度。当温度达到设定值时，炉体停止加热，当温度降到需要的记录值时按下定时键，微电脑控制器自动进行报时，提醒工作人员记下相应的温度，以便绘出二元合金步冷曲线。若记录中途需要重新升温或测试完毕后要对新样品继续实验时，可按下复位键，系统就恢复到初始状态。
本实验炉经试用证明，其装置性能稳定，数据可靠，操作简便，且体积小，自动化程度高，是绘制二元合金相图的理想设备。
Claims (3)
1、一种微电脑控制的金属相图实验炉，包括炉体、传感器、微电脑控制器，蜂鸣器、电源电路和显示电路，其特征是：所述的炉体的炉膛内存放装有试样及传杆器(8)的试管(9)传感器(8)的输出端与微电脑控制器(10)的输入端连接，微电脑控制器(10)的输出端一方面与连接蜂鸣器(12)的音频电路(11)连接，另一方面通过光耦隔离电路(13)与控制炉体加温的电源电路的可控硅(14)连接，再一方面与显示电路(15)连接。
2、根据权利要求1所述的一种实验炉，其特征是：所述的炉体为圆型，其炉壁(2)内四周设有填充物(3)，炉胆(5)内设有炉丝(4)。
3、根据权利要求1所述的一种实验炉，其特征是：所述的显示电路(15)所用的显示器为数码管(LED1-4)。
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| CN 01237767 CN2476815Y (zh) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 微电脑控制的金属相图实验炉 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1314957C (zh) * | 2004-09-28 | 2007-05-09 | 东南大学 | 用于绘制纳米乳液控温相图的检测装置 |
| CN104616556A (zh) * | 2015-03-08 | 2015-05-13 | 张胜来 | 模拟灶台 |
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2001
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| CN104616556B (zh) * | 2015-03-08 | 2017-08-04 | 张胜来 | 模拟灶台 |
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