一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法与流程

本发明涉及温度控制，具体涉及一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法。

背景技术：

1、振荡培养箱俗称“摇床”，广泛应用于各大高校、医疗卫生、农业环保、卫生防疫、科研等单位。不同的培养标的对温度的要求不同，能否控制好培养箱内的温度对培养的最终效果起到至关重要的作用，其它科学研究、生化反应等对培养箱的温度往往也有较高的要求，因此温度调节范围和调节精准度是振荡培养箱的两个主要性能指标。

2、目前的振荡培养箱只有升温控制功能且温度设置值必须比培养箱使用环境温度高10℃以上才能正常使用；因此在正常温度条件下不能提供培养哺乳动物细胞(37.0℃最佳)、鸟类(38.5℃最佳)、昆虫(27℃最佳)、海鲜(15～26℃)或其它生化研究(4～60℃)等需要的所有温度。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法，克服了现有技术的不足，设计合理，在不依赖于环境温度的条件下能够对摇床所有允许设置的温度实现精准调节；同时具有温度超调少、调节时间短、环境温度附近不超调的优点，实现了对摇床内温度的全温快速精准控制。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：设置培养箱周边环境温度at，at的值通过检测安装在培养箱内腔外部的温度传感器确定；

5、步骤s2：设置客观因素补偿值ocot，当温度设置值st与周边环境温度值at的差eat小于ocot时开启步骤s8降温调节；

6、步骤s3：以温度设置值st和温度现值pt的差作为温控实时偏差et；并设置小于温度设置值st的固定数做为算法带常数td；

7、步骤s4：设置功率调节系数kdis，kdis的值由设置温度最大值smax与环境温度at的差值和设置温度st与环境温度at的差值之间的比值确定；

8、步骤s5：设置当前调控周期内制热装置或制冷装置的功率输出占比pduty。在温度线性调节阶段时，功率输出占比pduty＝1.0。在温度精准调节阶段时，功率输出占比pduty通过检测温控实时偏差et再经过闭环计算得出。通过不断的调节pduty，最终使温度现值pt收敛在st±0.1℃；

9、步骤s6：升温调节；首先判断温控实时偏差et是否小于客观加热因素补偿值ocot；既et<ocot，若是，则同时进行步骤s8降温调节；并一直检测温控实时偏差et，当检测到温控实时偏差et大于等于算法带常数td；既et≥td，控制状态一直保持在温度线性调节阶段；当温控实时偏差et小于算法带常数td；既et<td，则控制状态进入到温度精准调节阶段，一直到箱体内温度现值pt达到并稳定在温度设置值st±0.1℃；

10、步骤s7：设置升温调节偏差阈值err_h，当步骤s6升温调节时，箱体内温度现值pt大于err_h时，则关闭升温调节的同时开启步骤s8降温调节；

11、步骤s8：降温调节；当检测到温控实时偏差et大于等于算法带常数td；既et≥td；控制状态一直保持在温度线性调节阶段；当检测到温控实时偏差et小于算法带常数td；既et<td，则进入温度精准调节控制阶段，一直到箱体内温度现值pt达到并稳定在温度设置值st±0.1℃；

12、步骤s9：设置降温调节偏差阈值err_l，当降温调节时箱体内温度现值pt小于err_l时，则关闭降温调节的同时开启步骤s6升温调节。

13、优选地，所述步骤s5中，功率输出占比pduty由指数调节参数、积分调节参数、微分调节参数经过运算得到；其中，

14、指数调节参数的计算方式为：

15、其中，ke为常数，et为温控实时偏差，td为算法带常数；

16、积分调节参数的计算方式为：pi＝∑(ki*et)；

17、其中，ki为积分系数；

18、微分调节参数的计算方式为：pd＝∑[kd*et+(et-elt)]；

19、其中，kd为微分系数，elt为上一调控周期箱体内温控实时偏差。

20、优选地，还包括步骤s10：功率输出调节器开度修正；修正选择功率输出调节器的软件指示开度oind和软件设置开度oset均为阈值时进行，每隔固定时间开启一次修正；

21、当软件指示开度和软件设置开度均为最小时，修正算法为：软件指示开度oind＝最小开度+单次校准开度常数；

22、当软件指示开度和软件设置开度均为最大时，修正算法为：软件指示开度oind＝最大开度-单次校准开度常数。

23、本发明提供了一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法。具备以下有益效果：在不依赖于环境温度的条件下，能够对摇床所有允许的设置温度实现精准调节；并且调节时间均在1小时之内；当调节时间允许更长时，调节精度可以更准。同时具有温度超调少、调节时间短、环境温度附近不超调等优点，实现了对摇床内温度的全温快速精准控制。

技术特征：

1.一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法，其特征在于：所述步骤s5中，功率输出占比pduty由指数调节参数、积分调节参数、微分调节参数经过运算得到；其中，

3.根据权利要求1所述的一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法，其特征在于：还包括步骤s10：制冷功率输出调节器开度修正；修正选择制冷功率输出调节器的软件指示开度oind和软件设置开度oset均为阈值时进行，每隔固定时间开启一次修正；

技术总结
一种适用于三气振荡培养箱的温度控制方法，包括：设置培养箱周边环境温度；设置客观因素补偿值，以温度设置值和温度现值的差作为温控实时偏差；并设置算法带常数；设置功率调节系数；设置当前调控周期内制热装置或制冷装置的打开和关闭的功率输出占比P<subgt;duty</subgt;；升温调节和降温调节；降温调节时对降温装置中功率输出调节器的阈值做修正，修正选择功率输出调节器的软件指示开度和软件设置开度均为阈值进行，每隔固定时间开启一次修正。本发明克服了现有技术的不足，可在不依赖于环境温度的条件下均能够对摇床内的温度实现精准调节；同时具有温度超调少、调节时间短、环境温度附近不超调的优点，实现了对摇床内温度的全温快速精准控制。

技术研发人员：王言歌,李振华,冯飞,钱俊,钱兵
受保护的技术使用者：上海知楚仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25