一种智能温控水浴锅的制作方法

本实用新型涉及水浴加热技术领域，具体涉及一种可以控制温度变化的智能温控水浴锅。

背景技术：

化工生产是一个对反应条件要求比较苛刻的行业。以前陈旧的生产方式已经不能适应现代生产要求。现代化的可编程控制器已经在化工生产中大规模应用，他具有反应迅速、测量灵敏等点，并且大大节省了人工，实现了大规模连续化生产，是现代化工生产技术的发展方向。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，具有体积小、测量灵敏度高、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，在化工工业控制领域应用广泛。

水浴锅属于生物、遗传、病毒、水产、环保、医药、卫生、化验室、分析室和教育科研的常见设备之一，在实验过程中，部分实验需要采用水浴锅对试管、烧杯等器具进行加热。日常实验时，往往不同的样品需要不同的水浴温度，多个样品同时水浴加热时而又需要不同的水浴温度时，就需要多个水浴锅同时使用。在加热过程中，需要控制水浴锅内的温度，需要保持恒定以及持续一定的时间。

目前的水浴锅主要有恒温水浴锅，主要用于恒温加热等温度试验。所用的恒温水浴锅其温度为数字电显示，在使用过程中由于数字技术的不稳定，导致了一些试验结果出现误差。在应用化学的教学实验中，对反应温度要求较高，而旧式的水浴锅对温度控制效果较差，使得反应的效果较差，难以达到教学的效果。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种智能温控水浴锅，该设备采用机械接触式控制，实现了温度的自动调整，调整精度高，完全可以满足教学需求，提高生产产品的质量和安全性，大大节省仪器采购费用。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种智能温控水浴锅，包括水浴锅，在水浴锅的底部设有电热丝，其特征在于：所述的水浴锅的侧面设有控制箱，所述的控制箱与水浴锅之间螺栓固定，控制箱的外表面设有显示屏和输出端口，控制箱的内部设有用于控制水浴锅内部温度的电路板和供电模块，所述的电路板分别与显示屏输出端口、电热丝和温度传感器连接，其中温度传感器设于水浴锅的内表面。

对上述结构作进一步说明，所述的温度传感器为两个，分别设于水浴锅的开口处和底部。

对上述结构作进一步说明，所述的电路板包括微型计算机模块和光耦隔离模块，微型计算机模块采集温度传感器的信号，并实时反映至显示屏，在显示屏一侧设置贴片键盘，贴片键盘输入温度值至微型计算机模块，微型计算机模块经光耦隔离模块与电热丝连接。

对上述结构作进一步说明，所述的供电模块包括变压器和稳压器，在变压器和外接220伏交流电源之间设有保险丝，稳压器分别与显示屏和微型计算机模块电连接，保险丝处分支直接与光耦隔离模块电连接。

对上述结构作进一步说明，所述的变压器的输出电压为15伏，输入电压为220伏，所述的稳压器为7805三端稳压器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型利用电路板上固定的控制装置采集水浴锅的温度，并根据输入信号调控，实现对水浴锅内温度的实时调节，并且温度控制精度高；本实用新型中的元件采用市场常见元件，利用通用单片机作为微型计算机模块，与PLC可编程控制器相比，改造成本低，并且本实用新型中的控制箱和水浴锅为分体式，方便改造，改造后的智能温控水浴锅，采用光电隔离器，将控制系统和加热系统分离，大大增强了安全可靠性；具有可扩展空间，可添加其他测量传感器及相关程序，根据化学反应的进行程度自动调节温度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中电路控制的连接框图；

其中：1、水浴锅，2、控制箱，3、温度传感器，4、显示屏，5、输出端口，6、电路板，7，电热丝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

根据附图1可知，本实用新型具体涉及一种智能温控水浴锅，该水浴锅是在旧式水浴锅的基础上进行改造，因此其具体包括水浴锅1和控制箱2，水浴锅1的底部设有电热丝7，水浴锅1的侧面设有控制箱2，控制箱2与水浴锅1之间螺栓固定，水浴锅1和控制箱2分别为独立的两部分，这样可对现有旧式水浴锅进行升级改造，只需连接上控制箱2即可。本实用新型中的控制箱2的外表面设有显示屏4和输出端口5，控制箱2的内部设有用于控制水浴锅1内部温度的电路板6和供电模块，电路板6分别与显示屏4输出端口5、电热丝7和温度传感器3连接，其中温度传感器3设于水浴锅1的内表面，温度传感器3为一个或者两个，如果一个，设置于水浴锅1底部，若为两个分别设于水浴锅的开口处和底部，其型号可以选择DS18B20，精度满足要求，成本低。

本实用新型的核心部件为电路板6，利用电路板6把每个部件连接为一体，形成一个控制系统，完成其功能，因此电路板6包括微型计算机模块和光耦隔离模块，微型计算机模块为市场常见具有简单计算功能的单片机，其采集口与温度传感器3连接，采集温度传感器3的信号，并实时反映至显示屏4，在显示屏4一侧设置贴片键盘，贴片键盘输入温度值至微型计算机模块，微型计算机模块经光耦隔离模块与电热丝7连接。

本实用新型需要外部供电，在控制箱2内设置供电模块，其中供电模块包括变压器和稳压器，在变压器和外接220伏交流电源之间设有保险丝，稳压器分别与显示屏4和微型计算机模块电连接，保险丝处分支直接与光耦隔离模块电连接。变压器的输出电压为15伏，输入电压为220伏，稳压器为7805三端稳压器，主要是为了起到稳压保护，防止电流过高而损坏电路板上的元件。

下面给出一个具体实施例，来说明本实用新型具体组装的实用性，同时可节约成本。通常选用美国微芯公司生产的PIC16F877A通用型单片机，将实验室旧式的水浴锅改进成为可智能控温的水浴锅。使用光耦隔离器，使控制系统与加热系统分离，增加自恢复保护电路，增加安全性。通过温度传感器获取温度，由1602液晶显示器显示参数。应用自动控制原理，通过C语言编程实现：温度较低时快速加热；温度较高时停止加热；温度接近时程序自动调节加热速度，使温度稳定在设定值±0.06℃。

在具体实现时，在单片机中固化控制程序，使用MPLAB软件，编写程序实现以下功能：对DS18B20温度传感器读取温度的驱动程序。可将数据传送至液晶显示器显示的驱动程序。扫描键盘按键程序。对实际温度进行处理，并生成控制信号。温度低于设定值时全速加热，接近设定值时减速加热(速度为V1)，刚超过设定值时低速加热(速度为V2)，温度超过设定值1℃时完全停止加热。设置看门狗程序，防止程序卡死。在软件调试时，可以设置成不同温度进行测试，并调节合适的V1、V2，使温度尽可能稳定，记录不同温度下的V1、V2，编入程序，由程序自动选取合适的V1、V2值。

本实用新型的特点：

1、温度控制精度高，旧式水浴锅采用机械接触式控制，对温度控制的精度在±10℃，本作品精度在±0.06℃。

2、成本低，相对于PLC可编程控制器仅控制器就需数千元乃至上万元，本设计的改装费用仅为不足90元。

3、安全性高，本系统采用光电隔离器，将控制系统和加热系统分离，大大增强了安全可靠性。

4、具有可扩展空间，可添加其他测量传感器及相关程序，根据化学反应的进行程度自动调节温度。