一种高精度自适应温度控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种温度控制装置，具体涉及一种具有自动检测、自动调整功能的高精度自适应温度控制装置，属于自动控制设备技术领域。

背景技术：

在某些热量测试系统中，热量测试反应装置通常为一个密闭容器1，化学物质3与介质2装在密闭容器1中进行反应(如附图1所示)，随着反应的进行释放出热量，反应体系的温度升高，用于监测反应体系的温度计的读数也会升高。当温度升高至一定程度以至温度计在连续15分钟内温升低于0.003℃时，可以认为反应完全完成，此时记下最终温度。通过初始温度和最终温度及介质B的比热等参数计算，可以获得该反应所释放的热量。

在这种反应体系中，整个反应作用持续时间较长，为了减少反应过程中介质2与周边环境及物体发生热传递以提高测试准确性，需给介质提供一个与之“完全一致”的环境温度，尽可能减少热传递。

介质随着反应的进行，温度呈现无规律上升，温度变化情况未知，这就要求温控装置具备自适应功能，能实时跟随介质的温度变化而且要求控温精度高。

而目前来看，还没有一套温度控制装置能够满足要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高精度自适应温度控制装置，能够实现温度的实时调节和控制，使环境温度和介质温度实时保持一致性。

本实用新型是这样实现的：

一种高精度自适应温度控制装置，包括一个装有环境水的密封筒体，在密封筒体内部有被环境水包围的热量测试反应装置，在密封筒体内还设置有循环泵，在筒体外周缠绕有电加热带和冷凝管，电加热带和冷凝管依次间隔。

在冷凝管上接有冷水机，冷水机上设置有可以控制冷水机开启度的电磁阀。

在电加热带上设置有可调节电加热温度的可控硅。

在密封筒体的环境水中设置有环境水温度传感器，热量测试反应装置的介质中设置有介质温度传感器，两个温度传感器均与计算机通信，计算机与电磁阀通讯相连，计算机还通过可控硅与电加热带相连。

本实用新型从两方面进行温度的调节和控制。从硬件上来看，首先将环境水装在一个可以循环的密封筒体内，借助循环泵使得筒体内的水不间断循环，确保水温测试准确性和水温一致性。其次在密封筒体外周均匀缠绕电加热带和冷凝管，其中电加热管和冷凝管依次间隔，冷凝管接冷水机通过比例电磁阀控制开启度从而控制冷凝水流大小。通过两只高精度温度传感器实现对介质2和环境水温的测量，通过可控硅实现对电加热带无极调温控制。

本实用新型在实际工作时，通过计算机将介质的温度和环境水的温度读入，同时通过485通讯将冷却水机冷却水的温度读入并直接控制电磁阀的开启比例。通过控温算法输出控制信号，实现对可控硅的控制。当反应剧烈时释放热量速度加大介质升温迅速，此时计算机通过485通讯关闭冷却水比例电磁阀，同时按照算法加大控制输出加热功率增大，使环境水温快速上升，跟随上介质的温度。相反，当反应趋于平稳或结束时介质的温度可能低于环境水温度，这就需要通过计算机按照控制算法一边减少加热控制输出，一边通过485通讯加大比例阀输出，加大冷凝效果。

本实用新型从硬件和控制软件两方面共同作用保证了温度控制的精密性，实现了热量测量的准确性和可信性。在整个试验过程中，环境水的温度实时跟随介质的温度，动态跟随误差最大能够控制在在0.005℃内，动态控温精度非常高，尽可能减少了介质与外界的热量传递。另外，本实用新型自动化程度高，全程自动化控温，无需人员参与。

附图说明

图1为热量测试反应装置结构示意图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型密封筒体示意图；

图4为本实用新型工作原理示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如附图2、3所示，一种高精度自适应温度控制装置，包括一个装有环境水5的密封筒体4，在密封筒体4内部有被环境水包围的热量测试反应装置，在密封筒体内还设置有循环泵6，在筒体外周缠绕有电加热带9和冷凝管10，电加热带9和冷凝管10依次间隔。

在冷凝管10上接有冷水机，冷水机上设置有可以控制冷水机开启度的电磁阀。

在电加热带9上设置有可调节电加热温度的可控硅。

在密封筒体的环境水中设置有环境水温度传感器8，热量测试反应装置的介质2中设置有介质温度传感器7，两个温度传感器均与计算机通信，计算机与电磁阀通讯相连，计算机还通过可控硅与电加热带相连。

如附图4所示，本实用新型在实际使用时，计算机通过环境水温度传感器和介质温度传感器，读取环境水温度T1和介质温度T2。当热量测试反应装置内部化学物质3反应剧烈时，释放出大量的热量导致介质2迅速升温，介质温度T2迅速上升，此时计算机根据读取的T2和T1的温度情况，利用485通讯控制电磁阀将冷水机开启度降低或者关闭，同时控制可控硅加大电加热带的加热功率，使环境水温度快速上升，使环境水温度T1跟随上介质温度T2。相反，当反应趋于平衡或者结束时，介质温度T2开始降低，此时通过计算机一边控制可控硅降低电加热带的加热功率，一边通过485通讯控制电磁阀将冷水机开启度提高，加大降温冷凝效果，保持环境水温度T1和介质温度T2的一致。

鉴于技术的发展，本实用新型中涉及的通讯设备如485通讯，温度控制的可控硅等等，均可以根据实际情况进行选择调整，不影响本实用新型的保护范围。

尽管这里参照本实用新型的解释性实施例对本实用新型进行了描述，上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。