CN2682460Y - 多重温度控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多重温度控制装置,由加热元件(PTC)、温度传感器(T)、模数转换器(A/D)、单片机(MCU)、数模转换器(D/A)、调压模块(IC)、继电器(J1)、继电器(J2)和电源(V0)组成;其中加热元件(PTC)采用正温度系数热敏陶瓷电阻。本实用新型在加热元件的选用、加热电源的通断控制、加热电源的调节方面采取了三重安全保护措施,结构简化,控温精度高,在实际运行中取得了较好的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及控制装置,特别是一种多重温度控制装置。
技术背景
通常的温度控制装置由加热元件、制冷元件、温度传感器、采样、运算、控制等部份组成,根据温度传感器采集的温度信号控制加热元件或制冷元件工作,以达到恒温效果。其控制部份可以采用机械控制或电子控制方式。机械控制的优点是可靠性较好,但其控温精度较差。而一般的电子控制精度较高,但其可靠性又不理想。
化学需氧量(COD)在线监测仪器需要对溶液温度进行较高精度的控制,以保证测量COD值的精度需要,只能采用电子控制方式。而现有的电子控制仅有一重或两重控制,容易失效使溶液加热过度,从而危及仪器的安全运行。
发明内容
本实用新型为了解决现有电子温度控制装置结构复杂、可靠性差所存在的技术问题而提供一种多重温度控制装置。
本实用新型的技术方案:一种多重温度控制装置,由加热元件PTC、温度传感器T、模数转换器A/D、单片机MCU、数模转换器D/A、调压模块IC、继电器J1、继电器J2和电源V0组成。其中温度传感器T的输出信号与模数转换器A/D的引脚1、2相连;模数转换器A/D的引脚3、4、5分别与单片机MCU引脚的1、2、3连接;单片机MCU的引脚5、6、7分别与数模转换器D/A的引脚3、2、1连接;数模转换器D/A的引脚4、5分别与调压模块IC的引脚1、2连接;调压模块IC的引脚5、6与加热元件PTC连接;单片机MCU的引脚4分别与继电器J1、J2的线圈一端连接;继电器J1、J2的触点J11、J21与电源V0连接;继电器J1、J2的触点J12、J22分别与调压模块IC的引脚3、4连接;继电器J1、J2的线圈另一端接地。
上述装置,其中加热元件PTC采用正温度系数热敏陶瓷电阻。
本实用新型由于采取了上述技术措施,使温度控制装置的结构简化,获得了较高的控温精度,提高了加热控制的安全性,在实际运行中取得了较好的效果。
附图说明
附图是本实用新型的电路图
具体实施方式
如附图所示:化学需氧量(COD)在线监测仪器,为了获得较高的控温精度,采用了三重电子控制方式以保证加热装置的安全性能。
本恒温控制装置需要将溶液温度控制在一个固定的温度30℃左右。当溶液温度小于30℃时进行加热,当溶液温度大于30℃时则不进行加热。采用PTC热敏电阻作为加热元件PTC,将PTC和温度传感器T放入恒温溶液中,温度传感器T采集的信号经过转换器A/D送给单片机MCU,单片机MCU根据当前的溶液温度输出加热控制信号到继电器J1、J2的线圈,控制触点J11与J12、J21与J22的闭合,决定电源V0是否供给交流220V加热。同时单片机MCU输出数字信号经过转换器D/A,变成在1V~5V范围变化的直流信号控制调压模块IC。调压模块IC则在直流信号的控制下,对电源V0输入的加热电压进行变换,输出在0V~220V范围变化的加热电压给加热元件PTC对溶液进行加热。这样就实现了一个循环的控制过程。
本实用新型对溶液的加热控制实现了三重安全保护:
1.加热元件的选用。
温度控制装置在各行各业的应用较多,采用的控制方式有电子控制和机械控制方式,采用的加热元件有电阻丝,热电耦,半导体,PTC等多种,在控制中可能不但具有加热元件而且还有制冷元件。
本实用新型的加热元件PTC采用正温度系数热敏陶瓷电阻。利用其本身的特性,可以防止加热失控。即遇加热故障时,加热元件PTC因得不到充分散热,其功率会自动急剧下降,此时加热元件的表面温度维持在居里温度左右(一般在140℃上下),与其他加热元件表面温度持续上升相比实现了第一重安全保护。
2.加热电源的调节。
利用调压模块IC调节电源V0对PTC加热以实现加热速度的控制。单片机MCU根据传感器T采集的溶液温度信号进行判断,输出合适的控制电压。这里需要设定2个温度点:T0为加热控制的起始点,T1为加热控制的终点。
当溶液温度低于T0时调压模块IC输出加热电压为满度值220V,当溶液温度高于T1时,调压模块IC输出加热电压为0V,从而在PTC上无加热电压,PTC不能进行加热,实现了第二重安全保护。当温度处于T0和T1之间时,输出电压在0V~220V范围内进行线性变化,即输出电压随着溶液温度的增加而逐渐减小。这样就形成了一个控制的反馈,防止加热过冲,实现了较高的控温精度。同时,在控制中不再需要一个单独的制冷元件,简化了装置结构和控制过程。
3.加热电源的通断控制。
为了保证加热控制的安全性,我们增加了二个继电器J1和J2以实现对加热电源V0的控制。方式如下:
加热电源V0(0V~220V)的火线和零线分别接入二个继电器J1、J2的触点J11、J21。单片机MCU根据传感器T测量的溶液温度由引脚4输出加热信号接到继电器J1和J2的线圈控制继电器触点J11与J12和J21与J22的闭合状态。当溶液温度小于T1时,单片机MCU的引脚4输出高电平信号使继电器J1、J2的触点闭合,加热电压V0通过继电器J1、J2的触点送给调压模块IC的引脚3、4;当溶液温度大于T1时单片机MCU的引脚4输出低电平信号使继电器J1、J2的触点断开,加热电压V0不能送给调压模块IC,从而在PTC上无加热电压,实现了第三重安全保护。
Claims (2)
1.一种多重温度控制装置,其特征是:由加热元件(PTC)、温度传感器(T)、模数转换器(A/D)、单片机(MCU)、数模转换器(D/A)、调压模块(IC)、继电器(J1)、继电器(J2)和电源(V0)组成;其中温度传感器(T)的输出信号与模数转换器(A/D)的引脚(1)、(2)相连;模数转换器(A/D)的引脚(3)、(4)、(5)分别与单片机(MCU)引脚的(1)、(2)、(3)连接;单片机(MCU)的引脚(5)、(6)、(7)分别与数模转换器(D/A) 的引脚(3)、(2)、(1)连接;数模转换器(D/A)的引脚(4)、(5)分别与调压模块(IC)的引脚(1)、(2)连接;调压模块(IC)的引脚(5)、(6)与加热元件(PTC)连接;单片机(MCU)的引脚(4)分别与继电器(J1)、(J2)的线圈一端连接;继电器(J1)、(J2)的触点(J11)、(J21)与电源(V0)连接;继电器(J1)、(J2)的触点(J12)、(J22)分别与调压模块(IC)的引脚(3)、(4)连接;继电器(J1)、(J2)的线圈另一端接地。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征是:其中加热元件(PTC)采用正温度系数热敏陶瓷电阻。
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CN102548060A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-04 | 广东美的电器股份有限公司 | Ptc电加热装置及控制方法 |
CN103064448A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 四川九洲空管科技有限责任公司 | 一种机载防撞系统温度监视和调控装置 |
CN104199480A (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-10 | 无锡市华牧机械有限公司 | 用于生物质颗粒机中的加热电路 |
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