一种热分解试验用试管加热升温器的制作方法

文档序号:28210462发布日期:2021-12-28 20:26阅读:96来源:国知局

1.本发明涉及温度控制技术领域,具体是一种热分解试验用试管加热升温器。


背景技术:

2.热分解实验是检验化合物尤其是有机化合物常见的实验内容,实验过程中需要对盛放试样的试管进行加温致其分解,要求对温度的变化和变化速率进行控制,只有试验物质在所用的温度范围内具有热活性,才能更好的实现热分解试验,目前市面上该试管加热升温器大都采用导热介质(如甘油、硅油等)的方式,通过搅拌器搅拌和电炉加热,对热分解试验用试管进行加热升温,同时采用共同加热的方式对所有试管口进行加热,当试管数量较少时,容易导致热量的散失,造成能源浪费,并且该试管加热升温器智能度不高,需要有工作人员时刻对试管加热升温器进行监测,浪费人力资源。


技术实现要素:

3.本发明实施例提供一种热分解试验用试管加热升温器,以解决上述背景技术中提出的问题。
4.依据本发明实施例的第一方面,提供一种热分解试验用试管加热升温器,该热分解试验用试管加热升温器包括温度检测模块,数量检测模块,主控制模块,温度控制模块,加热组件模块,通信模块,报警模块和显示模块;所述温度检测模块,用于检测热分解试验用试管的温度变化并输出温度信号;所述数量检测模块,用于检测升温器中热分解试验用试管的数量并输出电压信号;所述主控制模块,用于连接所述温度检测模块和所述数量检测模块的输出端并接收所述温度检测模块输出的温度信号和数量检测模块输出的电压信号,用于输出控制信号和数据信号;所述温度控制模块,用于接收所述主控制模块输出的控制信号,用于连接所述加热组件模块的输入端并改变输入加热组件模块的电流;所述加热组件模块,用于接收所述温度控制模块输出的电流从而改变加热组件的温度,用于对该热分解试验用试管进行加热处理;所述通信模块,用于连接所述主控制模块的第三端并接收所述主控制模块输出的数据信号,用于与用户终端进行数据交互;所述报警模块,用于接收所述主控制模块输出的控制信号并发出警报;所述显示模块,用于接收所述主控制模块输出的数据信号并显示检测的温度数据。
5.与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明热分解试验用试管加热升温器通过检测电路智能的对热分解试验用试管的数量和温度进行检测,通过试管的数量决定加热片的工作数量,并通过温度检测可自动调节加热温度的变化和变化速率,提高该热分解试
验用试管加热升温器的工作效率和智能度,同时避免热能的流失和电能的浪费。
附图说明
6.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
7.图1为本发明实例提供的热分解试验用试管加热升温器的原理方框示意图。
8.图2为本发明实例提供的热分解试验用试管数量和温度检测电路图。
9.图3为本发明实例提供的温度控制模块的方框示意图。
10.图4为本发明实例提供的温度控制模块的电路图。
具体实施方式
11.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
12.参见图1,本发明实施例提供一种热分解试验用试管加热升温器,该热分解试验用试管加热升温器包括温度检测模块1,数量检测模块2,主控制模块3,温度控制模块4,加热组件模块5,通信模块6,报警模块7和显示模块8;具体地,温度检测模块1,用于检测热分解试验用试管的温度变化并输出温度信号;所述温度检测模块1的第一端连接主控制模块3的第一端;数量检测模块2,用于检测升温器中热分解试验用试管的数量并输出电压信号;所述数量检测模块2连接主控制模块3的第二端;主控制模块3,用于接收所述温度检测模块1输出的温度信号和数量检测模块2输出的电压信号,用于输出控制信号和数据信号;温度控制模块4,用于接收所述主控制模块3输出的控制信号,用于改变输入加热组件模块5的电流;所述温度控制模块4的第一端连接主控制模块3的第四端、第五端和第六端;加热组件模块5,用于接收所述温度控制模块4输出的电流从而改变加热组件的温度,用于对该热分解试验用试管进行加热处理;所述加热组件模块5连接温度控制模块4的第二端;通信模块6,用于接收所述主控制模块3输出的数据信号,用于与用户终端进行数据交互;所述通信模块6连接主控制模块的第三端;报警模块7,用于接收所述主控制模块3输出的控制信号并发出警报;所述报警模块7连接主控制模块3的第七端;显示模块8,用于接收所述主控制模块3输出的数据信号并显示检测的温度数据;所述显示模块8连接主控制模块3的第八端。
13.在具体实施例中,上述温度检测模块1可采用热电阻配合信号处理器对该热分解
试验用试管进行实时温度检测,或者采用温度传感器的方式进行温度检测;上述数量检测模块2可采用按键控制的方式通过热分解试验用试管接触所在的按键进行数量检测,可安装在每个热分解试验用试管安放的下方,也可在特定数量的下方安装该按键进行数量检测;上述主控制模块3可采用单片机或者cpu(central processing unit,中央处理器)实现对数据的采集、处理和传输功能并控制温度的变化和变化速率;上述温度控制模块4可采用主控制模块3智能控制开关管的闭断和电位器的阻值,控制加热片的加温和加温速率控制热分解试验用试管的温度变化;上述加热组件模块5采用整流器g和滤波器处理供电电源ac,为加热组件进行供电;上述通信模块6可采用rs系列通信、wifi通信、蓝牙通信中的一种近距离通信方式,通过与主控制模块3的spi(serial peripheral interface, 串行外围设备)通信接口连接实现无线通信;上述显示模块8可采用数码管或者液晶显示屏的方式显示实时的温度数值;上述报警模块7可采用声光报警的方式进行报警,在此不做赘述。
14.实施例2:在实施例1的基础上,请参阅图2,在本发明所述的热分解试验用试管加热升温器的一个具体实施例中,所述温度检测模块1包括第一温度传感器j1、第二温度传感器j2、第一电阻r1、第一电容c1和第一电源+5v;所述主控制模块3包括第一控制器u1;具体地,第一温度传感器j1的第一端、第二温度传感器j2的第一端、第一电阻r1的第一端连接第一电源+5v,第一温度传感器j1的第二端和第二温度传感器j2的第二端共同连接地端,第一温度传感器j1的第三端、第二温度传感器j2的第三端、第一电阻r1的另一端和第一电容c1的第一端连接第一控制器u1的第一端,第一电容c1的第二端接地。
15.进一步地,所述数量检测模块2包括第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第一触摸开关sa、第二触摸开关sb和驱动器s1;具体地,驱动器s1的第一端连接第一电源+5v和第二电容c2的第一端,第二电容c2的第二端接地,驱动器s1的第二端连接第三电容c3的第一端和第一触摸开关sa,驱动器s1的第三端连接第四电容c4的第一端和第二触摸开关,第三电容c3的第二端和第四电容c4的第二端接地,驱动器s1的第四端接地,驱动器s1的第五端和第六端分别连接第一控制器u1的第二端和第三端。
16.在具体实施例中,上述第一温度传感器j1和第二温度传感器j2选用ds18b20多点式温度传感器,通过单缆线进行温度信号的采集并传输给第一控制器u1;上述第一控制器u1可采用stm32系列单片机接收、处理采集的信号、该热分解试验用试管加热升温器的控制和报警;上述驱动器s1可采用bs812通过触控的方式检测该热分解试验用试管的数量;上述第一按键开关和第二触摸开关可采用无声响、不需要按键帽的弹性接触式开关。
17.实施例3:在实施例1的基础上,请参阅图3和图4,在本发明所述的热分解试验用试管加热升温器的一个具体实施例中,所述温度控制模块4包括第一控制单元401、第二控制单元402和温度调节单元403;具体地,第一控制单元401和第二控制单元402,用于控制所述加热组件模块5工作;温度调节单元403,用于控制所述加热组件模块5的温度变化;所述第一控制单元401的第一端连接所述主控制模块3的第四端,第一控制单元401的第二端连接加热组件模块5的第一端,第二控制单元402的第一端连接所述主控制模块3的第五端,第二控制单元402的第二端连接加热组件模块5的第二端,加热组件模块5的第三端连接温度调节单元
403,温度调节单元403的第二端连接主控制模块3的第六端。
18.进一步地,所述第一控制单元401包括第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第一耦合器u2、第一开关管p1、第二开关管n1和第五电容c5;具体地,第二电阻r2连接第一电源+5v,第二电阻r2的另一端连接第一耦合器u2的第一端,第一耦合器u2的第二端连接第一开关管p1的发射极,第一开关管p1的基极通过第六电阻r6连接第一控制器u1的第四端,第一开关管p1的集电极接地,第一耦合器u2的第三端连接第二开关管n1的基极和第三电阻r3,第一耦合器u2的第四端通过第四电阻r4连接第二开关管n1的发射极和第五电容c5的第一端,第五电容c5的第二端通过第五电阻r5连接第二电阻r2的另一端和第二开关管n1的集电极。
19.进一步地,所述第二控制单元402的连接结构与第一控制单元401相同。
20.进一步地,所述温度调节单元403包括数字电位器dcp;所述加热组件模块5包括第一加热片rl1;具体地,数字电位器dcp的第一端连接第一加热片rl1的第一端,第一加热片rl1的第二端连接第二开关管n1的集电极,数字电位器dcp的第二端连接第五电容c5的第二端,数字电位器dcp的第三端连接第一控制器u1的第六端。
21.进一步地,所述加热组件模块5还包括整流器g、供电电源ac、第七电阻r7和第六电容c6;具体地,整流器g的第一端连接数字电位器dcp的第一端,整流器g的第二端连接供电电源ac的第一端,供电电源ac的第二端连接第六电容c6和第七电阻r7,第七电阻r7的一端和第六电容c6的另一端连接整流器g的第四端,整流器g的第三端连接数字电位器dcp的第二端。
22.在具体实施例中,上述第一开关管p1可选用pnp型三极管的方式控制第一耦合器u2的导通;上述第二开关管n1可采用npn型三极管;上述第一耦合器u2可采用4n25光电耦合器自带光控三极管触发电路,控制温度控制模块4的工作,当加热组件模块5的功率较大时可采用moc3023光电耦合器,其中,该第一耦合器u2的导通控制第二开关管n1的导通;上述第一加热片rl1可选用红外定向陶瓷加热板;上述数字电位器dcp可采用x9312,通过第一控制器u1控制控制该数字电位器dcp的滑片端,从而改变数字电位器dcp的电阻,改变输入第一加热片rl1的电流。
23.在本发明实施例中,通过温度检测模块1检测该热分解试验用试管的温度,数量检测模块2检测其数量,检测的信号传输给主控制模块3进行接收处理,显示模块8显示检测的温度值和热分解试验用试管的数量值,主控制模块3控制温度控制模块4工作,温度控制模块4控制加热组件模块5改变温度,在实验初期升温较快,温度控制模块4便控制温度快速升高,当接近分解温度临界点(设定值)时,温度控制模块4缓慢提高温度,升温到一定温度(设定值)时,温度控制模块4维持恒温,如果超出设定的温度值或者该热分解试验用试管加热升温器出现故障,报警模块7便会发出警报,其中在数量检测模块2中,通过对热分解试验用试管的数量统计,温度控制模块4进一步控制加热组件模块5中加热组件的数量,从而避免加热组件全工作导致电能的浪费,采集到的数据都将通过主控制模块3传输给通信模块6,通过无线通信的方式与用户终端进行数据交互。
24.对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
25.此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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