一種電子控溫調控儀的製作方法
2023-05-14 20:47:51 2
專利名稱：一種電子控溫調控儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子控溫調控儀，屬於醫藥化工合成體系中有較精確的 恆溫控制的單相電加熱圈設備技術領域。
背景技術：
近年來，醫藥合成領域涉外加工醫藥中間體需求量增多。國內很多醫藥化工 合成企業通過實驗室搭設小型反應裝置來滿足加工量。很多項目反應體系中有利 用單相電加熱圈給介質加熱，通過控溫設備控制介質溫度恆定在設定值。為了滿 足這樣的要求，國內外常見的溫控設備有
水銀電接點溫度計控溫設備工作原理結合附圖l說明，自水銀電接點引出 一組開關KS電路，該電路包括電磁斷電器KM，電磁斷電器KM串聯開關KS後與 矽穩壓二極體Vd及電容C並聯，變壓器TA經橋式整流電路及電阻R連接上述並 聯迴路組成電路迴路，該電路迴路與串聯的動斷觸頭KM1及負載電加熱圈RF並 聯，並聯後同通過啟動按鈕SB接在火線L及零線N上。水銀電接點對應的接通 值為設定溫度值。工作過程是按下啟動按鈕SB，電路中工作電流經電磁斷電 器動斷觸頭KM1及負載電加熱圈RF。當溫度升至設定目標值時水銀電接點導通， 控制電路中的電磁繼電器KM得電吸合，其動斷觸頭KM1斷開，負載電加熱圈RF 上無電流，工作電路斷路，停止升溫。由於電加熱圈RF能量無法立即釋放，即 使電加熱圈RF上無電流溫度還會繼續上升一些，且隨加在RF上的電壓降成正比 關係。經過一段時間，由於反應體系吸熱，介質溫度緩慢回落， 一旦降至電接點 對應值以下瞬間。電磁繼電器KM失電，KM1接通，負載電加熱圈RF兩端又有電 壓降，如此反覆控制，得到一組如附圖2中的恆溫段非正弦半波加熱曲線。
由上可見，水銀電接點溫度計控溫優點是電路簡單，使用元器件少，造價低。 但同時存在控溫精度差，溫度波動在+5。C以上。由於負載電加熱圈RF上電壓降 不可調，當電網電壓降波動時，溫度過衝更明顯。且電磁繼電器機械壽命有限。 一般用在較低控溫要求反應體系中。
溫控儀觸發雙向可控矽作為負載電加熱圈開關電路，熱電偶作為體系價值溫度傳感信號，用接觸式自耦變壓器調壓輸出的控溫設備，該設備電路圖如圖3 所示，包括溫控儀，溫控儀通過啟動按鈕SB連接火線L及零線N，在溫控儀上 分別連接有雙向可控矽VD、 K型熱電偶及自耦變壓器TA，在自耦變壓器TA上連 接有負載電加熱圈RL。其工作原理為將K型熱電偶安裝在體系介質中，按下 啟動按鈕SB，儀表得電後，顯示體系當前溫度及初始設定值。輸入設定值指令， 如設定值高於當前值，儀表內部M0C3041過零觸發模塊觸發雙向可空矽VD導通， 工作電流經雙向可控矽VD流過自耦變壓器TA —次線圈，調整自耦變壓器TA， 負載電加熱圈RL上有電流，開始升溫。體系中介質溫度變化由K型熱電偶反饋 至溫控儀。當介質溫度升至設定值90X時雙向可控矽VD通斷頻繁，負載電加熱 圈RL產生的熱能量均勻與介質交換，當溫度升至目標值後雙向可控矽VD關斷， 介質溫度過衝很小，經過一段時間由於反應體系吸熱，介質溫度下降至設定值以 下，此時儀表經過升溫P1D自整定運算出一組控溫曲線，不會立即觸發雙向可控 矽，而是按照運算曲線觸發，適當調整自耦邊壓器TA得到一組如附圖3中的恆 ^段正泫波全波加熱曲線.由於電路中串入了自耦變壓器TA，相當於串入了一個 電抗器，對電網中的高次諧波有吸收抑制作用，使控溫曲線更平滑。
由上可見，用溫控儀觸發雙向可控矽作為電路開關，自耦變壓器作為調壓元 器件，具有控溫精度高(精度在土2。C左右)，控溫曲線平滑，抗幹擾強等優點。 同時也存在設備佔地大，且自耦變壓器在調壓過程中有火花產生及感應靜電存 在，有一定的安全隱患。但由於其很好的控溫精度，大部分實驗體系採用這種設 備。
還有一些國外控溫設備，也具有精高度，安全性變等優點，其控溫方式均採 用集成運算電子模塊。但由於其售價高，加大了企業設備投入資金壓力。且主要 元器件不易配套， 一旦出現故障，造成維修困難。目前一般在國家醫藥研發中心 及一些外資企業使用居多。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種控溫精度高，安全性高，體積小，調功方便， 造價低，功能更集中的電子控溫調控儀。
為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了 一種電子控溫調控儀， 包括溫控儀，溫控儀通過啟動按鈕連接火線及零線，其特徵在於，在溫控儀上連接有熱電阻溫度傳感器，固態繼電器的一端連接溫控儀，另一端分別連接固態調 壓器及啟動按鈕的火線端，固態調壓器通過負載電加熱圈連接溫控儀，在固態調
壓器的另 一端上連接有電位器。
本實用新型採用了解析度更高的Ptl00熱電阻溫度傳感器作為體系介質溫 度反饋信號輸入；採用了觸發幅度更寬(4 32V)，響應速度更快(2s)，負載功 率更大(220V (20A))的固態繼電器作為控溫電路中的開關電路，由於其內部電 路為光耦合電路，無機械觸點，所以壽命長，可靠性高，安全性高；採用了調壓 範圍廣(0 220V)，操作更簡捷，安全性更好的固態調壓器作為控溫電路中的調 功電路，由於其內部電路為晶閘管調壓電路，通過調節外部連接的電位器阻值， 改變時間常數t，從而改變晶管觸發角a的電角度，使負載電加熱圈兩端得到可
調的電壓降。該電子模塊內部還設有穩壓及浪湧吸收模塊，所以對電網的高次諧 潑同樣具有抑制、吸收作用。
本實用新型的優點是控溫精度高，安全性高，體積小，調功方便，造價低， 功能更集中。
圖1為水銀電接點控溫電路原理圖； 圖2為水銀電接點控溫加熱曲線圖3為熱電偶信號輸入，雙向可掛矽開關，自耦變壓器調壓控溫電路原理圖； 圖4為熱電偶信號輸入，雙向可掛矽開關，自耦變壓器調壓控溫加熱曲線圖； 圖5為本實用新型提供的一種電子控溫調控儀的電路原理圖； 圖6為電子控溫調功溫控儀控溫加熱曲線圖。
具體實施方式
以下結合實施例來具體說明本實用新型。
實施例
如圖5所示，為本實用新型提供的一種電子控溫調控儀的電路原理圖，單相 交流輸入L端，N端通過啟動按鈕SB接入溫控儀表的第一引腳及第二引腳，從 第一引腳另引一根線與固態繼電器SSR上的第14引腳連結，固態繼電器SSR上 的第13引腳與固態調壓器DVR上的第15引腳連結，固態調壓器DVR上的第16引腳為負載電加熱圈RL相線輸入端，RL零電位端並接入溫控儀表的第二引腳。 將ptl00熱電阻傳感器t正極性接入溫控儀表第五腳，負極性分別接入溫控儀表 的第三及第四引腳。溫控儀表的第九腳正極性接入第七引腳，溫控儀表的第六引 腳與固態繼電器SSR上的正極第12引腳連結，負極性第11引腳與溫控儀表的第 十引腳連結，電位器RP接固態調壓器DVR第17及第18引腳，注意調壓方向為 順時針，若為逆時針，對換連結點。電壓表V跨接在負載電加熱圈RL兩端。
本實用新型的工作原理為閉合啟動按鈕SB，溫控儀表得電工作，此時儀 表處在初始階段，第九及第十引腳無輸出，負載RL上無電壓降。溫控儀表穩定 後，顯示當前體系介質溫度及初始設定溫度值，溫控儀表內部運算電路分析對比， 若設定溫度高於當前體系介質溫度，第九及第十腳有5V直流電源輸出，固態繼 電器SSR上的第13及第14引腳導通，相電壓經固態繼電器SSR及固態調壓器 DVR加在負載RL兩端，升溫開始。為了減少升溫時間，調節電位器RP，使相電 壓全壓加在負載RL上。待體系介質溫度上升至設定值90%時，溫控儀表第九及 第十引腳周期性輸出，負載RL產生的熱能與體系介質均勻交換。體系介質溫度 升至設定值後，溫控儀表第九及第十引腳無輸出，經過一段時間後，由於反應體 系吸熱，介質溫度降至設定值以下，此時儀表經過升溫PID自整定運算，不會立 即導通固態繼電器SSR，而是按照運算曲線導通固態繼電器SSR。若溫度過衝較 高，適當調整電位器RP，得到一組如圖6中的恆溫段正弦波全波加熱曲線，適 當降低RL的端電壓，加熱曲線將更平緩。控溫精度可達土0.5T:。電子調壓器 DVR調功作用根據公式PW2/R得出，式中R值一定時，U值越小，則P越小，從 而推導出電壓降U與負載功率P成正比關係。電路中溫控儀表上的第六及第七引 腳為超高限動斷保護觸頭， 一般不會動作，且其導通電壓低(5V)，觸頭負載不 大，是為了防止溫控程序出錯時斷開固態繼電器SSR輸入迴路，起到了雙重保護 作用。
由上可知，本實用新型僅用了三個電子模型就達到了控溫、調功的目的。結 構簡單，穩定性，可靠性高。本實用新型中採用了目前較成熟的通用型電子模塊， 價格低，極易配套，但控溫精度可與昂貴的進口設備相媲美，實現了傳統設備與
6進口設備無法達到的技術特徵和技術效應c
權利要求1.一種電子控溫調控儀，包括溫控儀，溫控儀通過啟動按鈕(SB)連接火線(L)及零線(N)，其特徵在於，在溫控儀上連接有熱電阻溫度傳感器(t)，固態繼電器(SSR)的一端連接溫控儀，另一端分別連接固態調壓器(DVR)及啟動按鈕(SB)的火線端，固態調壓器(DVR)通過負載電加熱圈(RL)連接溫控儀，在固態調壓器(DVR)的另一端上連接有電位器(RP)。
2. 如權利要求l所述的一種電子控溫調控儀，其特徵在於，在所述負載電加熱 圈(RL)上並聯有電壓表。
專利摘要本實用新型涉及一種電子控溫調控儀，包括溫控儀，溫控儀通過啟動按鈕連接火線及零線，其特徵在於，在溫控儀上連接有熱電阻溫度傳感器，固態繼電器的一端連接溫控儀，另一端分別連接固態調壓器及啟動按鈕的火線端，固態調壓器通過負載電加熱圈連接溫控儀，在固態調壓器的另一端上連接有電位器。本實用新型的優點是控溫精度高，安全性高，體積小，調功方便，造價低，功能更集中。
文檔編號G05D23/24GK201413483SQ200920073070
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月27日 優先權日2009年5月27日
發明者蔡世美, 陳可師 申請人:傑達維(上海)醫藥科技發展有限公司