專利名稱：干式電熱恒溫控制箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及恒溫設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種電熱恒溫控 制箱。
背景技術(shù)：
藥物透皮擴(kuò)散儀主要應(yīng)用于制藥行業(yè)，化妝品行業(yè)，客觀地再現(xiàn) 制劑在規(guī)定的溶液中滲透的速度和程度，是目前國際通行的檢測方 法。該儀器目前在溫度控制系統(tǒng)方面，主要以恒溫水循環(huán)保溫，在使 用中有水蒸氣不斷蒸發(fā)，儀器箱蓋上形成水珠，滴入杯中影響溶劑的 測定。對特殊的藥劑在不同的擴(kuò)散池如臥式形狀擴(kuò)散池工作時，對溫 控的精度要求特別高、工作時間長，使用水箱及許多的管接頭有漏水 的隱患，對儀器的使用存在不安全因素，在清潔水箱工作中有帶來諸 多不便。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的為提供一種解決上述缺陷的干式電熱恒溫控 制箱。
實現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下
干式電熱恒溫控制箱，包括恒溫箱本體和控制電路，其特征為 所述恒溫箱本體具有夾層，里層為設(shè)有鼓風(fēng)均衡裝置的恒溫工作室， 恒溫工作室外的夾層為內(nèi)設(shè)保溫用循環(huán)導(dǎo)熱溶液的保溫層，保溫層外為真空保溫層，所述控制電路包括電源，電源與傳感器、放大器、模 數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示器、加熱器和鼓風(fēng)機(jī)相連，所述傳感器連接放大器，
放大器又連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與CPU電腦芯片連接，所述電 腦芯片還與顯示器、編程器、PID控制器、超溫保護(hù)電路和鼓風(fēng)機(jī)連 接，PID控制器和超溫保護(hù)電路又分別連接到加熱器。
所述傳感器采用電橋結(jié)構(gòu)，固定電阻R35， R36為上橋臂，電阻 R37與VR1串聯(lián)，與PT1000(R38)構(gòu)成下橋臂。
所述放大器采用AD620放大器。
本實用新型的優(yōu)點為箱體升溫快，控溫精度高，使用操作方便， 最主要的是將導(dǎo)熱溶液循環(huán)裝置隱藏起來，箱體外層采用真空保溫技 術(shù)，整個恒溫工作室溫度均勻度達(dá)到正負(fù)0.2度以下，給藥劑的測試工 作帶來更高的精度，取消了原有對箱體內(nèi)經(jīng)常更換循環(huán)水的不便，對 節(jié)能環(huán)保有一定實際意義。

圖1為本實用新型電原理結(jié)構(gòu)框圖
圖2為本實用新型的恒溫箱結(jié)構(gòu)截面圖
圖3為本實用新型的電原理圖的左半部分
圖4為本實用新型的電原理圖的右半部分
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。 如圖l和2所示，干式電熱恒溫控制器，包括恒溫箱本體和控制 電路，其特征為所述恒溫箱本體具有夾層，里層為設(shè)有鼓風(fēng)均衡裝置的恒溫工作室1，恒溫工作室1外的夾層為內(nèi)設(shè)保溫用循環(huán)導(dǎo)熱溶
液的保溫層2，保溫層2外為真空保溫層3，所述控制電路包括電源， 電源與傳感器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示器、加熱器和鼓風(fēng)機(jī)相連， 所述傳感器連接放大器，放大器又連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與 CPU電腦芯片連接，所述電腦芯片還與顯示器、編程器、PID控制器、 超溫保護(hù)電路和鼓風(fēng)機(jī)連接，PID控制器和超溫保護(hù)電路又分別連接 到加熱器。
其中傳感器采用電橋結(jié)構(gòu)，固定電阻R35， R36為上橋臂，R37 與VR1串聯(lián)可看成一個電阻，與PT1000(R38)構(gòu)成下橋臂。
其中放大器采用AD620放大器，AD620是ADI公司出品的增益 可調(diào)(也就是放大倍數(shù)可調(diào))儀表放大器，放大器的放大倍數(shù)由接在 第1腳與第8腳的電阻的大小決定。電橋的輸出電壓經(jīng)R40、 C37、 R41、 C38濾波后送入AD620放大，由于AD620的輸入阻抗非常高， 因此電橋輸出的電壓不受R40、 C37、 R41、 C38的影響，也就是說 AD620的輸入電壓等于電橋的輸出電壓。電橋的輸出電壓，也就是 AD620的輸入電壓，其計算公式如下
AD620的輸入電壓=基準(zhǔn)源電壓* (Rt / (Rt + 4700)-基準(zhǔn)源電壓 *(R37 + Rc)/ (R37 + Rc + 4700)
同相端電壓-反相端電壓，也就是AD620的輸入電壓 AD620輸出的電壓經(jīng)過限流保護(hù)電阻R31和D8后，直接輸入到 單片機(jī)內(nèi)部的IO位AD轉(zhuǎn)換器，由于R31電阻很小，并且AD轉(zhuǎn)換 的輸入阻抗較高，因此電阻R31與D8不會對AD620輸出的電壓有影響，也就是說AD轉(zhuǎn)換器的輸入電壓與AD620的輸出電壓相同。
AD轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)源由MC1403供給，電壓為2.5V左右，AD620 的輸出電壓與AD轉(zhuǎn)換器的關(guān)系如下當(dāng)AD620輸出電壓為0V，或 者低于OV時，AD轉(zhuǎn)換器的輸出結(jié)果為最小值O;當(dāng)AD620輸出的 電壓達(dá)到基準(zhǔn)源電壓時，AD轉(zhuǎn)換器的輸出結(jié)果為最大值1023 (2的 IO次方-1)，上述中的Rt就是PTlOOO，注意Rt是隨著溫度而變化 的。上述公式的理解其實非常簡單，其實就是串聯(lián)電路的分壓公式， 電橋相當(dāng)于有兩個串聯(lián)分壓公式，將這兩個分壓相減得到的結(jié)果就是 電橋的輸出電壓。
為了能夠最大限度的利用AD轉(zhuǎn)換器，達(dá)到最佳的精度，AD620 應(yīng)該盡可能將測量范圍轉(zhuǎn)換為0 基準(zhǔn)源電壓。
通過編程器設(shè)定所需的溫度值,由傳感器獲得隨溫度變化的電信 號經(jīng)橋路儀表放大器，AD數(shù)模轉(zhuǎn)換再經(jīng)過CPU電腦芯片處理成數(shù)字 信號，由標(biāo)準(zhǔn)的PID控制算法，溫度采用分段控制方法:根據(jù)溫差大小分 為四個控制段:升溫1 —升溫2—穩(wěn)定一過沖。
1、 升溫l:當(dāng)溫差大于廠商參數(shù)中的"第二區(qū)間溫度"設(shè)定值時， PID算法使用第一
套控制參數(shù)，也就是廠商參數(shù)中的"PID參數(shù)l-xx"。
2、 升溫2:當(dāng)溫差小于"第二區(qū)間溫度"并且大于"穩(wěn)定溫度"
時，PID算法使用第二套控制參數(shù)。
3、 穩(wěn)定當(dāng)溫差大于"過沖溫度"并且小于"穩(wěn)定溫度"時，
PID算法使用第三套控制參數(shù)。注意"過沖溫度"為負(fù)值。
4、過沖當(dāng)溫差小于"過沖溫度"(過沖溫度為負(fù)值)時，PID 算法進(jìn)入過沖處理階段，這個階段不使用控制參數(shù)，而是直接停止加 熱，并且將積分項清零。 升溫l、升溫2、穩(wěn)定這三個控制階段都有一個對應(yīng)的控制周期，通
常設(shè)置為100mS，也就是每隔100mS的時間執(zhí)行一個PID控制算法。 積分項反飽和算法在標(biāo)準(zhǔn)PID控制算法中，積分項用于消除余 差，當(dāng)溫差>0時，積分向朝正方向積分，<0時負(fù)方向積分，=0時保 持不變，因此，如果積分常數(shù)而加熱時間又過長，很容易使積分項達(dá) 到一個非常大的值，這樣，當(dāng)溫度超過設(shè)定值時，盡管積分項開始朝 負(fù)方向累加，但由于之前已經(jīng)達(dá)到一個相當(dāng)大的值，此時需要很長的 時間才能使積分項為O或為負(fù)，導(dǎo)致長時間過沖。當(dāng)積分項開始為負(fù) 值時，如果當(dāng)前溫度度仍大于設(shè)定溫度，積分項就開始往負(fù)方向積分， 如果溫度下降緩慢，就會使積分項積分到一個非常大的負(fù)值，即使溫 度下降到設(shè)定溫度以下，積分項仍然輸出為負(fù)，從而導(dǎo)致長時間不加 熱。為此，藥物透皮試驗儀溫控部分對積分項算法作了如下改進(jìn)-
1、 當(dāng)加熱功率超過廠商參數(shù)中設(shè)定的"最大加熱時間"時，積分 項停止積分。
2、 當(dāng)積分為負(fù)時，停止積分。
只有在第一次升溫過程中產(chǎn)生了不超過0.5度的過沖,而后就進(jìn) 入了穩(wěn)態(tài),并且保持正負(fù)0.05度的控制精度。
直到設(shè)定值與當(dāng)前溫度值相等時，工作室溫控進(jìn)入恒溫狀態(tài)。電加熱采用PTC陶瓷發(fā)熱器，優(yōu)點:升溫快熱效率高，熱貫性小,整個過程 由CPU智能發(fā)出控制指令控制可控硅導(dǎo)通角的大小，當(dāng)溫度易常時, 超溫保護(hù)繼電器動作,切斷加熱器電源,并有報警聲發(fā)出。工作室的溫 度在離心式鼓風(fēng)機(jī)的作用下,配上合理的風(fēng)道結(jié)構(gòu)，風(fēng)以此不斷循環(huán)， 從而使工作室內(nèi)溫度達(dá)到均衡。
權(quán)利要求1. 干式電熱恒溫控制箱，包括恒溫箱本體和控制電路，其特征為所述恒溫箱本體具有夾層，里層為設(shè)有鼓風(fēng)均衡裝置的恒溫工作室，恒溫工作室外的夾層為內(nèi)設(shè)保溫用循環(huán)導(dǎo)熱溶液的保溫層，保溫層外為真空保溫層，所述控制電路包括電源，電源與傳感器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示器、加熱器和鼓風(fēng)機(jī)相連，所述傳感器連接放大器，放大器又連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與CPU電腦芯片連接，所述電腦芯片還與顯示器、編程器、PID控制器、超溫保護(hù)電路和鼓風(fēng)機(jī)連接，PID控制器和超溫保護(hù)電路又分別連接到加熱器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱恒溫控制箱，其特征為所述傳感器采用電橋結(jié)構(gòu)，固定電阻R35， R36為上橋臂，電阻R37與VR1 串聯(lián)，與PT1000構(gòu)成下橋臂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱恒溫控制箱，其特征為所述放大 器采用AD620放大器。
專利摘要本實用新型公開了一種干式電熱恒溫控制箱，包括恒溫箱本體和控制電路，其特征為所述恒溫箱本體具有夾層，里層為設(shè)有鼓風(fēng)均衡裝置的恒溫工作室，恒溫工作室外的夾層為內(nèi)設(shè)保溫用循環(huán)導(dǎo)熱溶液的保溫層，保溫層外為真空保溫層，所述控制電路包括電源，電源與傳感器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、顯示器、加熱器和鼓風(fēng)機(jī)相連，所述傳感器連接放大器，放大器又連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與CPU電腦芯片連接，所述電腦芯片還與顯示器、編程器、PID控制器、超溫保護(hù)電路和鼓風(fēng)機(jī)連接，PID控制器和超溫保護(hù)電路又分別連接到加熱器。本實用新型具有箱體升溫快，控溫精度高，使用操作方便的特點。
文檔編號G05D23/01GK201281823SQ20082011443
公開日2009年7月29日 申請日期2008年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者孫吉華 申請人:孫吉華