一體式遠紅外碳纖維數顯恆溫磁力攪拌儀的製作方法

2023-08-10 02:30:46

本發明涉及一種恆溫磁力攪拌裝置，更具體地說，尤其涉及一體式遠紅外碳纖維數顯恆溫磁力攪拌儀。
背景技術：
：恆溫磁力攪拌器是一種可對低粘度液體同時進行加熱和磁力攪拌處理的儀器設備，屬於教學實驗中常用的儀器設備。傳統的以常規金屬發熱體覆蓋耐溫材料作為發熱源的平板式和電熱套式恆溫磁力攪拌器，如電熱套、封閉電爐、加熱平板等，只對特定形狀的容器才能起較好的加熱效果，使用不太方便，且存在加熱不均勻，熱效率低下的特點。以金屬紅外發熱片作為發熱源的恆溫磁力攪拌器，雖然不挑容器，但熱效率較低，且為了減少工作時高溫爐盤對機身內部元器件的影響，高溫爐盤只能高高凸出在機體殼體表面，這種結構不僅容易傷人，易進水，不太美觀，而且磁鐵距離攪拌子較遠，容易在工作時出現攪拌子「跳子」現象。因此，如何克服上述缺點，成為亟待解決的問題。技術實現要素：本發明的目的在於針對上述現有技術的不足，提供了一種一體式外觀，使用安全簡單，不挑容器，具有高熱效率，節能健康特點的遠紅外碳纖維恆溫磁力攪拌器。為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：一體式遠紅外碳纖維數顯恆溫磁力攪拌儀，包括外殼，所述的外殼呈方形結構；微晶面板，所述的微晶面板設於外殼頂部；加熱裝置，所述的加熱裝置設於外殼上部與所述微晶面板底面貼合；磁力攪拌裝置，所述的磁力攪拌裝置設於所述加熱裝置底部中心處；散熱風扇，所述的散熱風扇設於外殼後側的內部；控制顯示面板，所述的控制顯示面板設於外殼前側；主控制電路板，所述的主控制電路板設於外殼內部的左側，主控制電路板上設有蜂鳴器、溫度保溫探頭和功率調節模塊，所述的功率調節模塊包括雙向可控矽和光電耦合器；電源板，所述的電源板設於外殼內部的右側；測溫探頭，所述的測溫探頭外置於外殼外部。進一步的，所述的加熱裝置包括盤殼、隔熱盤、發熱管和固定支架，所述的隔熱盤設於盤殼內部，所述的隔熱盤表面內凹形成凹槽，所述的發熱管設於所述凹槽內，所述的發熱管包括發熱絲和玻璃管，所述的發熱絲封裝於玻璃管內部，所述的盤殼底部邊緣設有三個腳片，所述的固定支架設於所述腳片底部與外殼底板固定，所述的固定支架包括定位柱和彈簧，所述的彈簧套在定位柱上。進一步的，所述的隔熱盤表面設有三個固定夾片，所述的固定夾片夾持發熱管在其內部，所述的盤殼和隔熱盤一側內部均設有兩通孔，所述的發熱管兩端部向下彎折貫穿通孔至盤殼底部，所述的盤殼和隔熱盤底部中心處均向上凸出，分別形成第一凸面和第二凸面。進一步的，所述的磁力攪拌裝置包括電機、電機支架、電機聯軸器、磁鐵和磁鐵支架，所述的電機支架與外殼底板固定，所述的電機安裝在電機支架上，所述的電機聯軸器與磁鐵支架連接，所述的磁鐵設於磁鐵支架上，所述的磁鐵設於第一凸面內。進一步的，所述的控制顯示面板左側設有顯示屏，右側設有調節旋鈕和功能切換旋鈕，右側上部還設有電源指示燈。進一步的，所述的外殼為方形結構，其左右兩側設有把手，底部設有四個橡膠腳墊，右側底部還設有加熱開關和攪拌開關，後側還設有電源插座和測溫探頭接口，左側還設有測溫探頭固定座。進一步的，所述的主控制電路板輸入端連接調節旋鈕、功能切換旋鈕、測溫探頭、加熱開關、攪拌開關、電機和電源，輸出端連接電機、散熱風扇、顯示屏、蜂鳴器和功率調節模塊。進一步的，所述的電源板輸入端連接外部電源，輸出端分別連接主控制電路板和功率調節模塊，所述的功率調節模塊輸入端連接主控制電路板，輸出端連接發熱管。進一步的，所述的外殼兩側面和底面分別設有若干散熱條。進一步的，所述的主控制電路板和電源板底面四個角底部設有支撐柱。本發明的一體式遠紅外碳纖維數顯恆溫磁力攪拌儀與現有技術相比，具有如下有益效果：1、將加熱裝置和攪拌裝置緊湊集成並內置於殼體內部，實現了一體式外觀設計，使用更安全，外形美觀，體積小，結構簡單；2、採用遠紅外碳纖維輻射加熱方式加熱，無明火，更安全，紅外輻射轉換率高，電熱能轉換率高，高效節能；3、微晶面板與外殼密封黏貼，前面板覆蓋防油pvc貼膜，具備較好的防水效果；4、外殼兩側設置的把手方便移動儀器，避免人體接觸高溫微晶面板；5、外殼內部設有過熱保護系統，自動檢測、聲光報警以及風機延時運行設置，散熱效果好，避免高溫損壞內部元器件；6、採用多重用電安全保護系統，消除實驗過程中的安全隱患。附圖說明圖1為本發明攪拌器整體結構分解示意圖；圖2為本發明加熱裝置的整體裝配圖；圖3為本發明加熱裝置和磁力攪拌裝置的結構示意圖；圖4為本發明外殼部分結構的分解示意圖；圖5為本發明使用時外殼前面板的操作示意圖；圖6為本發明液晶數顯控制流程圖；圖7為本發明磁力攪拌控制流程圖；圖8為本發明安全保護系統的控制流程圖；圖9為本發明散熱保護控制流程圖；圖10為本發明記憶功能控制流程圖。具體實施方式下面結合具體實施方式對發明作進一步詳細的說明。如圖1-4所示的一體式遠紅外碳纖維數顯恆溫磁力攪拌儀包括外殼1，外殼1呈方形結構，採用鋁合金一體成型，美觀、防水、耐腐蝕、耐高溫、易清潔；設於外殼1頂部的微晶面板2；加熱裝置3，設於外殼1上部與微晶面板2底面貼合的加熱裝置3；設於加熱裝置底部中心處的磁力攪拌裝置4；設於外殼1後側內部的散熱風扇5；設於外殼1前側的控制顯示面板6；設於外殼1內部左側的主控制電路板7，主控制電路板7上設有蜂鳴器71、溫度保溫探頭72和功率調節模塊，功率調節模塊包括雙向可控矽和光電耦合器；設於外殼1內部右側的電源板8；外置於外殼1外部的測溫探頭；主控制電路板7和電源板8底底面四個角底部設有支撐柱70，具有防水的作用，其高度範圍為5-8mm。加熱裝置3包括盤殼31、隔熱盤32、發熱管33和固定支架34，隔熱盤32設於盤殼31內部，隔熱盤32表面內凹形成凹槽321，發熱管33設於凹槽321內，發熱管33包括發熱絲331和玻璃管332，發熱絲331封裝於玻璃管332內部，盤殼31底部邊緣設有三個腳片310，腳片310靠近外側設有與定位柱341直徑等同的安裝孔，固定支架34設於腳片310底部與外殼1底板固定，固定支架34包括定位柱341和彈簧342，彈簧342套在定位柱341上，腳片310通過安裝孔套在定位柱341上並壓在彈簧342上端，定位柱341下部與外殼1底板固定，上部鎖螺絲使腳片310無法從安裝孔內脫離，彈簧342起到了減震緩衝和支撐的作用，安裝時隔熱盤32承受微晶面板2壓力，盤殼31會對彈簧342施加壓力使彈簧342被壓縮，彈簧342將隔熱盤32頂住，使其頂部緊貼微晶面板2底部，這樣的結構不僅減少熱量從縫隙中溢出，保護內部元器件，提高了熱量利用率，而且極大地降低了對定位柱341長度、盤殼31和腳片310的加工裝配精度要求，起到降低生產成本的作用；隔熱盤32表面設有三個固定夾片322，固定夾片322夾持發熱管33在其內部，固定夾片322採用gh4145高溫合金材料製作，其厚0.3mm，耐高溫，盤殼31和隔熱盤32一側內部均設有兩通孔310，發熱管33兩端部向下彎折貫穿通孔至盤殼31底部，發熱管33電連接電源板8，盤殼31和隔熱盤32底部中心處均向上凸出，分別形成第一凸面311和第二凸面312。盤殼31採用鋁合金，主要起固定作用；隔熱盤32採用矽酸鋁陶瓷纖維材料，隔熱效果好，使發熱管33發射的能量集中向上傳輸，提高熱能利用率，同時也減少熱能向下逸散，避免高溫損壞爐盤下方的電子元器件；發熱管33呈「ω」型或「u」型或球板型，在發熱管13外壁面鍍一層反射層，半鍍白或半鍍金，反射層角度範圍為60°-180°，主要起到定向輻射的作用，反射層使發熱管33能量集中，提高了紅外輻射的效率，發熱管33為遠紅外碳纖維發熱管，其中發熱絲331採用長絲碳纖維材料，此種材料紅外輻射轉換率高達74％，電熱能轉換率高達98％以上，與普通材料相比，可節省至少30％的電能，與一般金屬發熱體紅外電熱管相比，紅外輻射效率高出20％，達到了高效節能的技術效果，同時還具有升溫速度快，熱滯後小，熱輻射距離遠，啟動無衝擊電流等特點；玻璃管132採用高純度脫羥基石英材料，熱膨脹係數小，防爆，能承受劇烈溫度變化和-2℃冰水噴淋測試，耐酸鹼(hf除外)，耐腐蝕性強，相當於耐酸陶瓷的30倍，相當於不鏽鋼的150倍。磁力攪拌裝置4包括電機41、電機支架42、電機聯軸器43、磁鐵44和磁鐵支架45，電機支架42與外殼1底板固定，電機41安裝在電機支架42上，電機41採用大扭力無刷直流電機，可無極調速，電機聯軸器43與磁鐵支架45連接，磁鐵44設於磁鐵支架45上，磁鐵44設於第一凸面311內，磁鐵44表面到微晶面板的距離為15mm-18mm，攪拌子與磁鐵24的距離大大縮短，減少了磁場約束力過弱導致的攪拌子跳子現象。控制顯示面板6左側設有顯示屏61，顯示屏採用3.5英寸lcd液晶數顯屏，右側設有調節旋鈕62和功能切換旋鈕63，功能切換包括溫度、轉速和熱功率的切換，右側上部還設有電源指示燈64，採用簡單可靠的旋鈕式控制方式進行操作，加熱功率設有八個檔位，可適應不同的加熱速率要求。外殼1為方形結構，其左右兩側設有把手11，便於移動儀器和避免接觸高溫微晶面板2，防止燙傷實驗人員，底部設有四個高度為22mm的橡膠腳墊12，便於在儀器底部插入鐵架臺底座以配合使用，右側底部還設有加熱開關13和攪拌開關14，後側還設有電源插座15和測溫探頭接口16，電源插座15上連接帶有漏電保護的插頭，左側還設有測溫探頭固定座17，探頭固定座17設有上中下三個插口，使用後，測溫探頭直接插入到插口內部固定，方便實用，測溫探頭固定座17主要便於實驗人員在實驗結束後將測溫探頭放置在外殼上，使實驗臺面更整潔，加熱開關13和攪拌開關14使用時僅與直流5v信號線路相連，避免使用220v交流電。主控制電路板7輸入端連接調節旋鈕62、功能切換旋鈕63、測溫探頭、加熱開關13、攪拌開關14、電機41和電源，輸出端連接電機41、散熱風扇5、顯示屏61、蜂鳴器71和功率調節模塊。電源板8輸入端連接外部電源，輸出端分別連接主控制電路板7和功率調節模塊，功率調節模塊輸入端連接主控制電路板7，輸出端連接發熱管33。外殼1兩側面和底面分別設有若干散熱條18，側面各設有七條，底面設有十七條，散熱條18與散熱風扇5形成散熱風道，保證儀器內部的散熱效果，散熱條18還具有排水的功能，當滲水入儀器內部時，水可以從底面的散熱條18排出。本發明的磁力攪拌儀主要應用於實驗教學，採用單片機控制，集成遠紅外輻射加熱、智能溫控、磁力攪拌及液晶數顯4大功能。具有無明火、節能高效、操作簡便、溫控精準、不挑容器、一機多用、安全保護措施全面等特點，還具有漏電保護、過載保護、強制散熱保護、超溫聲光報警和超溫斷熱保護、溫度偏差保護等主動安全保護功能特點。其性能參數如下表：攪拌轉速(r/min)100-650攪拌容量(ml)800溫控範圍(℃)室溫-250℃溫控精度(℃)±1加熱功率(w)750(8檔可調)工作電壓230v50hz圖5為外殼1前面板的操作界面，圖6為顯示屏控制流程圖，具體說明如下：外殼前面板左側為顯示屏61，顯示屏61從上至下顯示有：液晶屏警示標語、測量溫度、設定溫度、轉速和熱功率；液晶屏警示標語有兩個用途，當液晶屏出現「注意：面板高溫！」該閃爍標語時，用於提醒使用者在使用過程中注意防止微晶面板2高溫餘熱傷手；當液晶屏出現「超溫報警！」警示標語時，則表示儀器內部溫度過高，出現溫度異常；測量溫度上顯示的數值表示的是測溫探頭探測到的探頭頭端附近區域的當前溫度；設定溫度上顯示的數值表示的是使用者設定的目標控溫溫度；轉速上顯示的數值表示當前電機41的轉速；熱功率用於顯示當前功率級別，總共分為八級，級數越大，加熱功率越大，加熱速率越高。外殼1前面板的右側為調節旋鈕62和功能切換旋鈕63，調節旋鈕62用於對功能切換旋鈕63指針所指的功能檔的參數進行增減調節；功能切換旋鈕63分為溫度、轉速和熱功率三個功能檔，使用時溫度會顯示在左側液晶顯示屏61的設定溫度上，旋轉功能切換旋鈕63可以進行功能檔切換，旋鈕指針所指檔位為當前可進行設定調節的功能；外殼1前面板的右側上方設有電源指示燈64，用於指示當前設備是否通電。本發明的磁力攪拌儀在具體使用時，首先插好電源線和溫度感應探頭，將漏電保護插頭插入實驗臺面插座，如漏電保護插頭上的紅色指示燈和儀器控制面板上的電源指示燈64同時亮起，則說明設備已正常通電，可進行下一步操作，如果漏電保護插頭上的紅色指示燈不亮，此時用力按下插頭上的白色「復位」按鈕，漏電保護插頭和儀器控制面板上的紅色指示燈同時亮起，說明設備已恢復正常通電，儀器正常通電後，儀器內的散熱風扇5會立刻工作，散熱風扇5會運行6分鐘後自動停止運行；需注意的是「復位」按鈕不需要每次插拔插頭後都按，只有在每次進行漏電保護測試後才需按「復位」按鈕；再打開加熱開關13和攪拌開關14，相應開關上紅色指示燈亮起，即說明可進行加熱或磁力攪拌操作，使用時，加熱開關和攪拌開關可同時打開，也可根據需要單獨打開；進行恆溫加熱時，將溫度感應探頭金屬頭端插入被加熱介質中，操作時，首先使功能切換旋鈕63指針指向「溫度」檔，這時屏幕「設定溫度」字樣閃爍，然後旋轉設定調節旋鈕62，直至「設定溫度」一欄顯示的數值達到實驗所需溫度，在旋轉設定調節旋鈕62時，旋轉得快數值變化大，旋轉得慢數值變化小；進行「非恆溫加熱」時，溫度感應探頭不插入被加熱介質中，操作時，須注意液晶顯示屏61上「測量溫度」數值小於「設定溫度」數值方可進行下一步操作；因為當「測量溫度」數值大於「設定溫度」數值時，加熱管斷電且熱功率控制失效；將功能切換旋鈕63指針旋至熱功率功能檔，這時熱功率字樣閃爍，然後順時針旋轉設定調節旋鈕62，最高可將「熱功率」調節至八檔，最高檔時液晶屏熱功率一欄有八格方塊，最低檔時液晶屏熱功率一欄無方格，此時等同不加熱，即完成儀器加熱實驗所需的操作設定。如圖7磁力攪拌控制流程圖所示，當需要進行磁力攪拌時，只需打開磁力攪拌開關14，磁力攪拌電機41即會自動以最低100r/min轉動，首先將功能切換旋鈕63指針指至轉速功能檔，然後旋轉設定調節旋鈕62設定所需攪拌轉速，旋轉設定調節旋鈕62時，旋轉得快數值變化大，旋轉得慢數值變化小；因電機41特性所限，電機轉速在200r/min以上轉動時，液晶屏上「轉速」一欄顯示的轉速計數數值可達到最高精度，因此建議在使用時將轉速設定至200r/min以上，以獲得高精度轉速計數。本發明的磁力攪拌儀在使用時其安全保護系統包括如下幾種方式，如圖8所示：漏電保護：儀器採用接地保護，且同時配有10a漏電保護插頭,一旦發生漏電故障，可在0.1s內切斷設備電源，保護人身安全，且不影響實驗室其他設備的正常工作。建議每隔一周進行一次漏電保護測試，目的在於測試漏電保護插頭的漏電保護能否正常動作，具體測試方法：確定電源插座已通電情況下，插頭插好在電源插座上，插頭上的紅色指示燈亮起後，按下插頭上「黃色」的「測試」按鈕，「吧嗒」一聲響起，同時紅色指示燈熄滅，接著按下「白色」的「復位」按鈕，紅色指示燈重新亮起，則說明該漏電保護插頭的漏電保護功能正常，如果紅色指示燈不亮，則說明漏電保護功能失常，需即刻更換漏電保護插頭。過載保護：本功能由儀器自帶的保險絲實現。超溫聲光報警和超溫斷熱保護：是指安全控制系統通過設於機身內部的溫度保護探頭偵測到探頭附近溫度超過55℃時，發出控制指令，使蜂鳴器71「滴滴」鳴響，顯示屏61閃現「超溫報警！」警示，同時切斷髮熱管33電源，熱功率調節功能失效，當機身內部溫度低於55℃時，警報自動解除，發熱管33恢復加熱。溫度偏差保護：是指安全控制系統通過溫度感應探頭偵測到探頭頭端附近溫度(即「測量溫度」)大於「設定溫度」10℃時，顯示屏61出現「超溫報警！」警報。如圖9所示的強制散熱保護：本功能由控制機身內部的散熱風扇5實現。設備接通電源後，無論是否進行加熱操作，當加熱開關處於「打下」狀態時，散熱風扇會在工作6分鐘後停止；當加熱開關處於「打開」狀態時，散熱風扇5會一直工作，在關閉加熱開關後，散熱風扇會繼續運行6分鐘，避免餘熱損害殼體內部元器件。本發明的磁力攪拌儀還具有記憶功能，其控制流程如圖10所示，儀器主機電源接通後，顯示屏61即顯現上次操作時「溫度設定」的參數，熱功率和轉速的參數設置好後，保持主機通電狀態下，關閉加熱開關13和攪拌開關14，再次打開加熱開關或攪拌開關，顯示屏上顯示的設置參數不變。本發明採用遠紅外輻射加熱方式，不挑容器，無明火，更安全，遠紅外線穿透力強，加熱均勻，內外一致，本裝置發出的電磁波96％以上集中在10-15微米的「生命光線」波段，能被人體組織和細胞共振吸收，促進新陳代謝，健康環保；採用長絲碳纖維材料作為發熱絲，紅外輻射轉換率高，具有高效節能的特點；採用釤鈷磁鐵、矽酸鋁陶瓷纖維隔熱材料以及散熱系統，提高了磁鐵對高溫的耐受性，降低了磁鐵工作環境的溫度，消除了磁鐵在高溫下因失去磁性而出現的攪拌子跳子或無法運轉現象；將遠紅外碳纖維輻射發熱裝置和磁力攪拌裝置緊湊集成並內置於殼體內部，實現了一體式設計，體積更小，外形更美觀，還具有良好的密封性和防水性；採用了內部過熱保護系統，自動監測、聲光報警以及風機延時運行設置，用電安全保護系統多重防護，防止漏電，大大減少實驗過程的安全隱患。綜上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。當前第1頁12