专利名称：阵列式智能加热油浴聚合炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于高分子材料聚合反应的阵列式智能加热油浴聚合炉。更具体的涉及一种具有较高温度控制精度的，温场的变化可以用程序智能控制的，用于对反应温度有较特殊要求的聚合反应的实验装置。
本实用新型将多个加热控温元件直接以阵列式固定在油浴中，控温元件分四层，每层八个元件又以阵列式分布，从而形成一个空间立体的阵列式构型，阵列式智能精确控温的特点首先是每个加热控温部件实行独立控制，即每个加热控温部件都独立采集温度信号和根据设定的加热时间进行加热，这种方法对温度的调节快，实现了用计算机对温度进行数值PID调节，实现了智能化控制，控制精度高，可实现温场的均匀变化及得到均匀温场；其次，本装置中特别在油浴的不同深度设置了搅拌器，能更好的得到均匀温场，同时只用一个油浴节省了大量的油浴用油；另外，由于有些聚合反应是放热反应，为了更好的控温本装置在油浴中设计了冷凝剂循环冷却装置。
本实用新型阵列式智能加热油浴聚合炉装置包括炉体和控制系统。炉体包括炉壳、保温层、加热控温装置(包括电炉丝和热电偶)。控制系统分硬件和软件部分。
一.炉体1.炉壳1为圆筒状，长1000mm，外径400mm，采用铝合金材料。
2.炉壳内2为油浴。
3.聚合反应管3长1000mm，内径40mm，规则分布在油浴中。
4.搅拌器4搅动油浴中的油，使油温均匀。
5.加热控温装置5包括K系列镍铬—镍铝热电偶和铁铬电炉丝，阵列式固定于油浴中。
6.装置6为冷凝管，内通冷凝剂(水或油)。
7.保温层7减少热扩散。
二.控制系统(功率分配及温度采集系统)1.硬件部分采用标准的工业控制机，包括微处理器芯片(CPU)、动态存储器(ROM)、硬盘、12位以上模数转换器以及放大器等构成的控制单元和由固态继电器构成的执行单元两部分。电源经固态继电器与各组炉丝相连，从控制单元发出控制信号，控制执行单元固态继电器的开关。
2.软件部分把各个独立控温装置的导通按周期进行，以实现对温场的控制。根据高分子材料制备要求的温场、升温、降温速率及保温时间等，对油浴内在各时刻(即各加热周期)的温度分布进行计算设定，把采集的油浴内各时刻的温度分布与该时刻的设定值进行比较，通过多点邻里相关的数值PID技术，决定实验中每一时刻每一个固态继电器导通与否及导通时间，实现高分子材料制备要求的均匀温场及其变化。
三.工作流程使用根据本发明的上述阵列式智能加热聚合炉装置的工作流程如下所述。
1.准备1.1将注入单体的棒状模具，由聚合炉上方的进口插入油浴内并固定。
2.2运行控制软件，在输入界面的提示下输入36组炉丝的设定温度，反应时间。
2.装置自动调节过程。
2.1各个加热控温装置中的热电偶采集油浴中各点的温度。
2.2控制系统将采集到的温度值同设定值进行比较，偏高则打开冷凝装置，偏低则计算出每个加热控温装置中的炉丝分配的加热时间。
2.3固态继电器依次按所分配的导通时间打开，各个加热控温装置中的炉丝根据分配得加热时间进行加热。
2.4重复步骤2.1、2.2温场按预先设定进行调节。
权利要求1.一种阵列式智能加热油浴聚合炉装置，其特征在于整个装置由炉体和控制系统组成。
2.根据权利要求1所述的阵列式智能加热油浴聚合炉装置，其特征在于其中的炉体包括炉壳、保温层、加热控温装置，炉壳为圆筒状或其他形状，采用金属材料或其他耐油材料，外裹保温层，内为油浴，聚合反应管为圆柱体。
3.根据权利要求1所述的阵列式智能加热油浴聚合炉装置，其特征在于控温元件按阵列式构型分布，分多层，每层多个，控制系统的硬件部分由包括微处理器芯片(CPU)、动态存储器(ROM)、硬盘、12位以上模数转换器以及放大器等构成的控制单元和由固态继电器构成的执行单元两部分。
4.根据权利要求1所述的阵列式智能加热油浴聚合炉装置，其特征在于控制系统的软件部分把各个独立且相互关联的加热控温元件进行多点数值PID控制。
专利摘要一种阵列式智能加热油浴聚合炉装置,整个装置由炉体和控制系统组成。其中的炉体包括炉壳、保温层、加热控温装置。炉壳为圆筒状,长1000mm,外径Φ400mm,采用铝合金材料,外裹保温层,内为油浴。聚合反应管长1000mm,内径Φ40mm。控制系统的硬件部分由包括微处理器芯片(CPU)、动态存储器(ROM)、硬盘、12位以上模数转换器以及放大器等构成的控制单元和由固态继电器构成的执行单元两部分。控制系统的软件部分把各个独立的加热控温元件的导通按周期进行,以实现对温场的控制。
文档编号B01L3/00GK2510493SQ01259748
公开日2002年9月11日 申请日期2001年8月22日 优先权日2001年8月22日
发明者葛培文, 翟永亮, 李超荣, 洪勇, 董涛 申请人:中国科学院物理研究所