一种用于电磁加热装置中的恒温控制模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种应用于管道内衬防腐材料耐温测试电磁加热控制领域中的实现恒温控制的元件。
【背景技术】
[0002]石油在实际运输过程中有时需要局部加温，因此输送石油的管道不仅需要具备一定的耐腐蚀、耐磨损、不结垢的性能，而且需要内衬材料具有较高的耐热性和耐热有腐蚀性。因此，对管道内衬防腐材料进行耐温试验是油田上一种非常必要的测试管道的环节，已经被广泛应用很多年。管道内衬防腐材料耐温测试通常需要将管道内衬防腐材料放置于内部盛水的密闭容器内，在一定条件下对密闭容器进行恒温、恒压控制。目前油田在用的恒温控制装置通常采用电热丝作为加热升温的装置，当温度达到指定温度时控制单片机进行温度调节。但经过长时间的应用后发现，传统的电热丝加热存在加热不均匀、温度不稳地等问题，严重影响石油管道的运输。不仅如此，采用电阻丝加热会无形中损耗大量能源，造成资源浪费，同时影响到石油管道正常的运输作业情况。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中所提到的技术问题，本实用新型提供一种用于电磁加热装置中的恒温控制模块，该种恒温控制模块可以解决现有恒温控制模块造成的电阻丝加热不均匀、寿命短、热损较大等问题，另外使用该模块后，可以利用便携式移动终端远程监控该模块的工作状态。
[0004]本实用新型的技术方案是:该种用于电磁加热装置中的恒温控制模块，包括一个单片机控制模块，其独特之处在于:所述恒温控制模块还包括GPRS模块、温度采集模块、电磁加热驱动模块和电磁加热模块;其中，温度采集模块将采集到的温度模拟信号通过A/D转换后输入到单片机控制模块中，单片机控制模块向电磁加热驱动模块输出控制信号；电磁加热驱动模块由同步振荡与锯齿波产生电路和IGBT驱动电路两部分组成，当单片机控制模块输入的控制信号经过同步振荡与锯齿波产生电路产生锯齿波后触发所述IGBT驱动电路；电磁加热模块由谐振逆变电路和高频高压电流线圈以及相配合的外围元件连接后组成，其中，所述谐振逆变电路由励磁线圈与谐振电容及IGBT管组成，所述IGBT管接收来自于所述IGBT驱动电路发出的驱动信号;GPRS模块与单片机控制模块之间采用双向数据流传递的方式连接。
[0005]本实用新型具有如下有益效果:采用该种电磁加热恒温控制模块的装置不再采用原有的电阻丝加热作业模式，不仅操作简单，且效率高，更加节能。当该恒温控制模块应用于管道内衬防腐材料耐温测试之后，不但安全可靠，而且适用于所有运输管道，最重要的是高效节能且准确控温，热启动非常快，平均预热时间比电阻圈加热方式缩短60%以上，同时热效率高达90%以上，在同等条件下，比电阻圈加热节电30—70%，大大提高了生产效率。相比于电阻丝容易因高温老化而烧断寿命较短后期维修工作量较大的弊端，电磁加热因线圈本身基本不会产生热量，寿命长，无需检修，无维护更换成本;加热部分采用环形电缆结构，电缆本身不会产生热量，并可承受500°C以上高温，使用寿命长，不需维护，后期基本无维护费用。另外，该模块可以利用GPRS模块和便携式移动终端模块相连接，同单片机做信息数据的交互传输，随时随地能够在移动终端接受所传输的恒温模块的工作数据，大大提高了工作效率，替代了原有人工监控的作业模式。
[0006]【附图说明】:
[0007]图1是本实用新型的整体结构框图。
[0008]图2是具体实施时本实用新型的电路图。
[0009]图3是本实用新型具体实施时采用的温度检测模块电路图。
[0010]图4是本实用新型具体实施时采用的单片机控制模块双电源电路图。
[0011]图5是本实用新型具体实施时采用的电磁加热驱动模块电路图。
[0012]图6是本实用新型具体实施时采用的IGBT驱动电路的电路图
[0013]图7是本实用新型具体实施时采用的电磁加热模块电路图。
[0014]图8是本实用新型具体实施时采用的GPRS模块电路图。
[0015]【具体实施方式】:
[0016]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0017]由图1至图8所示，该种用于电磁加热装置中的恒温控制模块，包括一个单片机控制模块3，其独特之处在于:所述恒温控制模块还包括GPRS模块7、温度采集模块1、电磁加热驱动模块4和电磁加热模块5。其中，温度采集模块将采集到的温度模拟信号通过A/D转换模块转换后输入到单片机控制模块中，单片机控制模块向电磁加热驱动模块输出控制信号；电磁加热驱动模块由同步振荡与锯齿波产生电路和IGBT驱动电路两部分组成，当单片机控制模块输入的控制信号经过同步振荡与锯齿波产生电路产生锯齿波后触发所述IGBT驱动电路;电磁加热模块由谐振逆变电路和高频高压电流线圈以及相配合的外围元件连接后组成，其中，所述谐振逆变电路由励磁线圈与谐振电容及IGBT管组成，所述IGBT管接收来自于所述IGBT驱动电路发出的驱动信号;GPRS模块与单片机控制模块之间采用双向数据流传递的方式连接。
[0018]此外，在上述方案的基础上还可以增加便携式移动终端模块6和视频监控模块8，从而实现可以远程提取数据和观察实施效果。
[0019]下面结合具体实施方案给出详细描述，系统总体框图如图1所示，其电路图如图2所示。温度检测模块电路如图3所示。其内置的温度传感器能够将在油田运输管道内部采集的温度转换成可用模拟输出信号，作为A/D转换模块的输入变量。将温度的变化转化变为电压的变化，经过放大后送往A/D转化为数字量进行处理。Rx为传感器热电阻，由电桥实现温度到电压的转化，由运放IC3完成信号的放大，由IC4完成信号的调整。
[0020]单片机控制模块是处理数据的核心单元，既能够接受将来自A/D转换的数字电平信号，又能够与GPRS模块之间进行信息传递。经单片机处理后的数据以高低电平信号的形式输出传递给对应端口的电磁加热驱动模块。本设计单片机采用双电源电路支持整个设计工作。供电电路由主电源和备用电源组成。主电源主要是由变压器、6A整流桥、2颗100yF电容以及7805三端稳压管组成。这个部分为系统提供主要的供电，输出电压为5V直流。备用电源主要是由4位的5号电池盒组成。这个部分在主电源断电时能够几乎瞬时的为系统提供电源，输出电压也是6V直流。该电源直接接到单片机的电源端。备用电源存在的意义就在于，如果主电源一旦断电的话能够及时的提供系统所需要的电力，以保证整个系统在主电源断电的时间内依然能够正常的工作。
[0021]电磁加热驱动模块的内部是由同步振荡与锯齿波产生电路和IGBT驱动电路两部分组成。同步振荡和锯齿波产生电路主要作用是从LC振荡回路中取得同步信号，同时产生同步锯齿波，为IGBT驱动电路中的IGBT管导通提供驱动波形，电路输出信号为锯齿波11.