专利名称：恒温设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种恒温设备及其控制方法。
背景技术：
恒温设备主要用于对产品按照国家标准要求或用户自定要求，在低温、高温、条件下，对产品的物理以及其他相关特性进行环境模拟测试，测试后，通过检测，来判断产品的性能，是否仍然能够符合预定要求，以便供产品设计、改进、鉴定及出厂检验用。恒温设备主要由箱体、加热系统、制冷系统、空气循环系统以及控制系统组成，目前市场上的恒温设备箱体结构复杂，一般为四个面的风道结构，结构复杂，制作成本高，除此之外，控制系统的控制方法繁琐不简洁，而且很难达到较好的控制精度。
发明内容
本发明目的在于提供一种恒温设备，其仅需简单的风道结构就能达到较好的温度均勻度，结构简单，加工成本较低。为了实现上述目标，本发明提供的技术方案是
一种恒温设备，包括具有控制系统的箱体和箱门，所述箱体的腔体内通过隔板隔设形成有工作腔及风道，所述风道位于工作腔的后方，所述隔板的上部和下部分别设有多个用于连通风道和工作腔的进风孔和多个用于连通风道和工作腔的出风孔，风道内由下向上依次设有制冷系统、加热系统及风机，所述的工作腔的底部设有摇板，所述的摇板下端设有可规律运动的振荡机构，制冷系统为多根铜管或铜管与片状散热翅片组成的蒸发器，加热系统为加热器件。本发明的目的还在于提供一种针对上述恒温设备的控制简单且具有较好的控制精度的控制方法。本发明的技术方案是一种对恒温设备进行控制的方法，所述方法包括以下步骤
1)设备上电，系统初始化配置并设定期望参数；
2)对设备进行预热，预热结束后所述的恒温设备进入通讯控制阶段；
3)对恒温设备内的温度、转速分别进行温度控制和转速控制以保证运行在适当范围内，同时对恒温设备进行告警控制；
4)检测当前设备运行周期以对设备运行周期进行控制，如设备运行时间达到设备的期望运行时间，则停止设备的运行，如设备运行时间未达到设备的期望运行时间，则重复步骤 3、步骤4。进一步，期望参数包括期望温度、期望运行时间、期望转速。进一步，温度控制包括加热控制、化霜控制以及制冷控制，所述的加热控制根据期望温度与工作腔内温度采取不同的加热方式，所述的化霜控制是对制冷系统、冷凝器风扇进行控制以提高或者降低制冷效果并且实现对冷凝器的保护，所述的制冷控制是根据期望温度、工作腔内温度以及环境温度实现对制冷系统的有效控制。更进一步，加热控制将期望温度与工作腔内温度进行比较得出温度差ΔΤ，即 AT=tO_tl，如果Δ T大于预设的温度差值，则进行全加热，即持续加热；如果ΔΤ小于预设的温度差值，则进行点加热，即间断加热。更进一步，制冷控制中，首先比较期望温度与工作腔内的温度，若期望温度小于工作腔内温度且温差大于;TC，则开启制冷系统，而如果期望温度小于工作腔内温度且温差小于;TC则再比较期望温度与环境温度的温差，此时期望温度与环境温度的温差如果小于 3°C则开启制冷系统，否则重新判断是否制冷；若期望温度大于工作腔内温度且温差大于 10°c，则关闭制冷系统，而如果期望温度大于工作腔内温度且温差小于10°C则再比较期望温度与环境温度的温差，此时期望温度与环境温度的温差大于5°c则关闭制冷系统，否则重新判断是否制冷。进一步，转速控制是根据振荡机构的期望转速与实际转速对振荡机构进行差别控制，在实际转速低于期望转速时使振荡机构加速，在实际转速高于期望转速时使振荡机构减速。进一步，告警控制包括温差告警与转速告警，所述的温差告警将期望温度与工作腔内温度进行比较，如果期望温度与工作腔内温度的温度差高于预设预警值则发出温度告警并打开设备门，否则继续告警监测；所述的转速告警将振荡机构的期望转速与实际转速进行比较，如果期望转速与实际转速的转速差高于预设预警值则发出转速告警并打开设备门，否则继续告警监测。相对于现有技术中的方案，本发明的优点是
1.本发明所提供的恒温设备将风道设置在腔体的后部，风道内由下向上依次设有制冷系统、加热系统及风机，该风机吹出的风经进风孔流向工作腔，经过箱门反弹后从工作腔底部穿过出风孔流回风道，再顺次经过制冷系统、加热系统及风机后进入工作腔内形成一循环，这样恒温设备仅需简单的风道结构就能达到较好的温度均勻度，结构简单，降低了加工成本及加工要求；
2.本发明所提供的控制方法分别对加热系统、制冷系统进行控制，协同控制工作腔内温度，使得工作腔内温度尽可能地逼近期望温度，控制方法简单有效，而且大大降低了调试要求，除此之外，这一控制方法还针对振荡机构进行控制，使得振荡机构的转速维持在一稳定范围内，提高了设备的工作稳定性；
3.本发明所提供的控制方法中还设有告警控制功能，能够针对工作腔内的温度与期望温度温差过大、振荡机构的实际转速与期望转速间差异过大等问题，及时发出告警提示。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述 图1为本发明的立体图2为本发明左右向的剖面图； 图3为本发明前后向的剖面图； 图4为本发明的控制流程图； 图5为本发明的温度控制的流程5图6为本发明的告警控制的流程图； 图7为本发明的转速控制的流程图； 图8为本发明的时间控制的流程其中1、箱体；2、箱门；3、隔板；4、工作腔；5、风道；6、进风孔；7、出风孔；8、制冷系统； 9、加热系统；10、风机；11、振荡机构；12、摇板。
具体实施例方式以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。实施例
如图1至图3所示，一种恒温振荡器，包括具有控制系统及振荡机构11的箱体1和箱门2，所述箱体1的腔体内通过隔板3隔设形成有工作腔4及风道5，所述风道5位于工作腔4的后方，所述工作腔4的底部设有摇板12，摇板12由振荡机构11带动振动，所述隔板 3的上部均布有多个用于连通风道5和工作腔4的进风孔6，隔板3的下部均布有多个用于连通风道5和工作腔4的出风孔7，所述风道5内由下向上依次设有制冷系统8、加热系统 9及风机10，本实施例中，上述制冷系统8为蒸发器，上述加热系统9为加热管。该恒温振荡器工作时，所述风机10吹出的风经进风孔6流向工作腔4，经过箱门2 反弹，穿过摇板12下方和上方后经出风孔7流回风道5，再顺次经过制冷系统8、加热系统9 及风机10后进入工作腔4内形成一循环。这样恒温振荡器仅需简单的风道结构就能达到较好的温度均勻度，结构简单，降低了加工成本及加工要求。如图4所示，一种对恒温设备进行控制的方法，所述方法包括以下步骤
1)设备上电，系统初始化配置并设定期望参数；
2)对设备进行预热，预热结束后所述的恒温设备进入通讯控制阶段；
3)对恒温设备内的温度、转速分别进行温度控制和转速控制以保证运行在适当范围内，同时对恒温设备进行告警控制；
4)检测当前设备运行周期以对设备运行周期进行控制，如设备运行时间达到设备的期望运行时间，则停止设备的运行，如设备运行时间未达到设备的期望运行时间，则重复步骤 3、步骤4。本实施例中，期望参数包括期望温度t0、期望运行时间TO、期望转速RO以及相关的预设差值，例如温度差值为4°C，温度预警值为5°C，转速预警值为5r/min。其中，温度控制如图5所示，温度控制包括加热控制、化霜控制以及制冷控制。如图5所示，加热控制将期望温度与工作腔内温度进行比较得出温度差ΔΤ，即 AT=tO_tl，如果ΔΤ大于预设的温度差值，本实施例中，设定的温度差值为4°C，此时即ΔΤ 大于4°C则进行全加热，即持续加热以快速提高工作腔内温度tl ；如果ΔΤ小于预设的温度差值，即ΔΤ小于4°C，则进行点加热，即间断加热以使得工作腔内温度缓慢提高。如图5所示，制冷控制中，首先比较期望温度与工作腔内的温度，若期望温度小于工作腔内温度且温差大于;TC，则开启制冷系统，而如果期望温度小于工作腔内温度且温差小于;TC则再比较期望温度与环境温度的温差，此时期望温度与环境温度的温差如果小于3°C则开启制冷系统，否则重新判断是否制冷；若期望温度大于工作腔内温度且温差大于 10°C，则关闭制冷系统，而如果期望温度大于工作腔内温度且温差小于10°C则再比较期望温度与环境温度的温差，此时期望温度与环境温度的温差大于5°C则关闭制冷系统，否则重新判断是否制冷。如图5所示，化霜控制中，首先检查蒸发器温度t4，若t4<0°C，继续检查进风口温度t3与出风口温度t2的温度差At，At=t3_t2，如果AtM关闭制冷系统，然后继续检查蒸发器温度t4，如果t4<-5°C则关闭冷凝器风扇，否则退出本次化霜控制；若t4>0°C，继续检查t4是否大于2°C，如果t4>2°C则开启制冷系统，然后继续检查期望温度与工作腔内温度的温度差ΔΤ，如果ΔΤ>1则开启冷凝器风扇，否则退出本次化霜控制。如图7所示，转速控制是根据振荡机构的期望转速RO与实际转速Rl对振荡机构进行差别控制，在实际转速R1<R0时控制振荡机构加速转动，在实际转速R1>R0时控制振荡机构减速转动，若Rl=RO则返回继续进行转速控制。如图6所示，告警控制包括温差告警与转速告警，所述的温差告警将期望温度t0 与工作腔内温度ti进行比较，如果期望温度to与工作腔内温度tl的温度差高于预设预警值4°c，g卩It0-tl|>4则发出温度告警并打开设备门，否则继续告警监测；所述的转速告警将振荡机构的期望转速RO与实际转速Rl进行比较，如果期望转速RO与实际转速Rl的转速差高于预设预警值5 r/min，g卩| RO-Rl | >5 r/min则发出转速告警并打开设备门，否则继续告警监测。本实施例中，如图8所示，时间控制中，预设的期望设备运行周期为T0，而当前设备运行周期Tl的初始值为0，在恒温设备的通讯控制过程中，每轮通讯控制结束设备对当前设备运行周期Tl进行自检，检查Tl是否等于T0，若Tl等于TO则设备退出通讯控制阶段、打开设备门并发出开门提示，否则Tl自增1，并返回通讯控制的初始端。本发明所提供的装置结构简单、制作成本低，所提供的控制方法提高了设备控制的整体协调性，不仅降低了调试要求，同时提高了对于温度及转速的控制精度。上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种恒温设备，包括具有控制系统的箱体(1)和箱门(2)，其特征在于所述箱体(1) 的腔体内通过隔板(3)隔设形成有工作腔(4)及风道(5)，所述风道(5)位于工作腔(4)的后方，所述隔板(3)的上部和下部分别设有多个用于连通风道(5)和工作腔(4)的进风孔 (6)和多个用于连通风道(5)和工作腔(4)的出风孔(7)，风道(5)内由下向上依次设有制冷系统(8)、加热系统(9)及风机(10)，所述的工作腔(4)的底部设有摇板(12)，所述的摇板 (12)下端设有可规律运动的振荡机构(11)。
2.根据权利要求1所述的一种恒温设备，其特征在于，所述的制冷系统(8)为多根铜管或铜管与片状散热翅片组成的蒸发器。
3.根据权利要求1或2所述的一种恒温设备，其特征在于，所述的加热系统(9)为加热器件。
4.一种对恒温设备进行控制的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤设备上电，系统初始化配置并设定期望参数；对设备进行预热，预热结束后所述的恒温设备进入通讯控制阶段；对恒温设备内的温度、转速分别进行温度控制和转速控制以保证运行在适当范围内， 同时对恒温设备进行告警控制；检测当前设备运行周期以对设备运行周期进行控制，如设备运行时间达到设备的期望运行时间，则停止设备的运行，如设备运行时间未达到设备的期望运行时间，则重复步骤3、 步骤4。
5.根据权利要求4所述的一种对恒温设备进行控制的方法，其特征在于，所述的期望参数包括期望温度、期望运行时间、期望转速。
6.根据权利要求4或5所述的一种对恒温设备进行控制的方法，其特征在于，所述的温度控制包括加热控制、化霜控制以及制冷控制，所述的加热控制根据期望温度与工作腔内温度采取不同的加热方式，所述的化霜控制是对制冷系统、冷凝器风扇进行控制以提高或者降低制冷效果并且实现对冷凝器的保护，所述的制冷控制是根据期望温度、工作腔内温度以及环境温度实现对制冷系统的有效控制。
7.根据权利要求6所述的一种对恒温设备进行控制的方法，其特征在于，所述的加热控制将期望温度与工作腔内温度进行比较得出温度差ΔΤ，即AT=tO_tl，如果ΔΤ大于预设的温度差值，则进行全加热，即持续加热；如果Δ T小于预设的温度差值，则进行点加热， 即间断加热。
8.根据权利要求6所述的一种对恒温设备进行控制的方法，其特征在于，所述的制冷控制中，首先比较期望温度与工作腔内的温度，若期望温度小于工作腔内温度且温差大于 3°C，则开启制冷系统，而如果期望温度小于工作腔内温度且温差小于；TC则再比较期望温度与环境温度的温差，此时期望温度与环境温度的温差如果小于；TC则开启制冷系统，否则重新判断是否制冷；若期望温度大于工作腔内温度且温差大于10°C，则关闭制冷系统，而如果期望温度大于工作腔内温度且温差小于10°C则再比较期望温度与环境温度的温差，此时期望温度与环境温度的温差大于5°C则关闭制冷系统，否则重新判断是否制冷。
9.根据权利要求4或5所述的一种对恒温设备进行控制的方法，其特征在于，所述的转速控制是根据振荡机构的期望转速与实际转速对振荡机构进行差别控制，在实际转速低于期望转速时使振荡机构加速，在实际转速高于期望转速时使振荡机构减速。
10.根据权利要求4所述的一种对恒温设备进行控制的方法，其特征在于，所述的告警控制包括温差告警与转速告警，所述的温差告警将期望温度与工作腔内温度进行比较， 如果期望温度与工作腔内温度的温度差高于预设预警值则发出温度告警并打开设备门，否则继续告警监测；所述的转速告警将振荡机构的期望转速与实际转速进行比较，如果期望转速与实际转速的转速差高于预设预警值则发出转速告警并打开设备门，否则继续告警监测。
全文摘要
本发明公开了一种恒温设备，它将风道设置在腔体的后部，风道内由下向上依次设有制冷系统、加热系统及风机，该风机吹出的风经进风孔流向工作腔，经过箱门反弹后从工作腔底部穿过出风孔流回风道，再顺次经过制冷系统、加热系统及风机后进入工作腔内形成一循环，这样恒温设备仅需简单的风道结构就能达到较好的温度均匀度，结构简单，降低了加工成本及加工要求。本发明还提供了一种对恒温设备进行控制的方法，其中参数可按需设定，并且控制方法分别对加热系统、制冷系统进行控制，协同控制工作腔内温度，使得工作腔内温度尽可能地逼近期望温度，控制方法简单有效，而且大大降低了调试要求。
文档编号G05D23/30GK102213965SQ20111009208
公开日2011年10月12日 申请日期2011年4月13日 优先权日2011年4月13日
发明者张永罡, 杨强, 陈志明, 顾马强 申请人:苏州捷美电子有限公司