單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種恒溫水浴，特別是涉及一種可以提供大尺寸、高均勻性、低波動(dòng)性溫場(chǎng)的單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴，屬于溫度計(jì)量測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型給出的這種單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴，恒溫水在控溫區(qū)域自下而上循環(huán)，漫過(guò)單側(cè)斷層擋板后進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)精確的溫度控制后再進(jìn)入控溫區(qū)域完成循環(huán)。
技術(shù)背景
[0002]恒溫水浴裝置在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研宄和人們的生活領(lǐng)域中，得到了廣泛應(yīng)用。尤其在科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，很多時(shí)候都需要對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以保證得實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。市場(chǎng)上供應(yīng)的恒溫水浴主要有三類(lèi)。第一類(lèi)是普通的恒溫水浴，其在水浴槽內(nèi)配置一套恒溫加熱系統(tǒng)，并外帶一機(jī)械攪拌裝置，但由于沒(méi)有制冷源，只能將溫度控制在室溫以上，限制了其使用范圍。第二類(lèi)恒溫水浴，恒溫區(qū)域之外有一個(gè)恒溫緩沖區(qū)，控溫系統(tǒng)對(duì)該緩沖區(qū)進(jìn)行控溫，再由循環(huán)系統(tǒng)將恒溫水送至恒溫區(qū)域，這種水浴雖然可以較精確恒溫，但由于恒溫容器內(nèi)沒(méi)有攪拌裝置，其溫度均勻性偏低±0.5°C)。第三類(lèi)是利用控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷和加熱并帶有循環(huán)系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)的恒溫水浴，這種恒溫水浴可根據(jù)用戶(hù)要求，準(zhǔn)確快速的將水溫控制到指定溫度，但目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的此類(lèi)恒溫水浴控溫區(qū)域較小(通常< 20L)。而設(shè)計(jì)制造一種大尺寸、快速響應(yīng)、精確控溫的恒溫水浴可以在很多對(duì)環(huán)境溫度要求高的領(lǐng)域(例如:PVTt氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置等)等到應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的就在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，給出了一種可以大尺寸、響應(yīng)快速、精確精確、均勻度高、波動(dòng)度低的單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型給出的技術(shù)方案是:一種單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴，其裝置主體包括有恒溫水浴槽體1、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、槽液循環(huán)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是槽體內(nèi)設(shè)置的恒溫區(qū)域?yàn)閱蝹?cè)斷層溢流式循環(huán)方式結(jié)構(gòu)，其中。
[0005]整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)水經(jīng)過(guò)制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)后由槽液循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)給水管5注入到恒溫區(qū)域的緩沖區(qū)。
[0006]在恒溫區(qū)域的緩沖區(qū)與恒溫區(qū)域之間放置有一個(gè)多孔出水孔板(底面)4，保證緩沖區(qū)內(nèi)的水自下而上均勻的進(jìn)入恒溫區(qū)域與之進(jìn)行熱交換。在恒溫區(qū)域的一端設(shè)置有一個(gè)單側(cè)溢流式擋水板3，恒溫水浴中漫過(guò)該單側(cè)溢流式擋水板3的那部分水流入待控溫區(qū)2，再由循環(huán)泵吸入控溫模塊(制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng))，注入恒溫水浴緩沖區(qū)，完成循環(huán)。
[0007]所述的給水管5為一端進(jìn)水，一端封堵上的PVC管，直徑25mm，在水浴內(nèi)長(zhǎng)1800mm，每間隔10mm設(shè)置有一個(gè)出水孔10，由于每個(gè)孔都存在壓降，為了保證每個(gè)孔出水量相等，所述出水孔徑加工成漸變大小，每個(gè)孔的出水量為0.56L/min。上述設(shè)計(jì)保證了恒溫水均勻的進(jìn)入恒溫區(qū)域的緩沖區(qū)。
[0008]電氣控制系統(tǒng)采用P I D調(diào)節(jié)控制，溫度穩(wěn)定性好，控溫精度高。由制冷機(jī)持續(xù)提供相對(duì)恒定的冷量，再由溫度控制器7，采用PID控制加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱補(bǔ)償，從而將水溫恒定在要求的溫度范圍內(nèi)。在恒溫水浴與緩沖區(qū)之間的多孔出水孔板(底面)4上方設(shè)置一只精度為±0.05°C的鉑電阻溫度計(jì)6，通過(guò)該鉑電阻溫度計(jì)6，測(cè)量恒溫槽水的溫度，溫度控制器7根據(jù)設(shè)定的溫度，對(duì)固態(tài)繼電器8進(jìn)行觸發(fā)，來(lái)控制固態(tài)繼電器8負(fù)載端的通斷，從而調(diào)節(jié)加熱制冷裝置9的加熱量，達(dá)到恒溫的目的。
[0009]所述的單側(cè)斷層溢流式循環(huán)方式是指:在恒溫水浴一端設(shè)置一個(gè)高度固定的單側(cè)斷層溢流擋板，循環(huán)水通過(guò)制冷加熱系統(tǒng)控溫，由循環(huán)泵注入恒溫水浴緩沖區(qū)，經(jīng)過(guò)多空孔板不斷流入恒溫區(qū)域，漫過(guò)溢流擋板的水流入待控溫區(qū)，再被循環(huán)泵吸入控溫系統(tǒng)，完成循環(huán)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果。
[0011]本實(shí)用新型采用自下而上單側(cè)溢流的循環(huán)方式，通過(guò)固定結(jié)構(gòu)而非外加攪拌系統(tǒng)，降低了裝置能耗。漸變多孔入水管和多孔孔板的設(shè)計(jì)，使恒溫水均勻流入恒溫水浴的整個(gè)區(qū)域，保證了恒溫水浴良好的溫度均勻性。采用持續(xù)制冷電動(dòng)加熱PID調(diào)節(jié)控制方法，保證了系統(tǒng)溫度控制的閉環(huán)反饋，快速準(zhǔn)確的控制水浴溫度，保證了恒溫水浴良好的溫度波動(dòng)性。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為恒溫水浴的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為控制基本電路的示意圖。
[0014]圖3為給水管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中標(biāo)記:1.恒溫水浴槽體，2.待控溫區(qū)，3.單側(cè)溢流式擋水板，4.多孔出水孔板(底面)，5.給水管，6.鉑電阻溫度計(jì)，7.溫度控制器，8.固態(tài)繼電器，9.加熱制冷裝置，
10.出水孔。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例。
[0017]如圖1所示，這種單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴的裝置主體由恒溫水浴槽體1、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、槽液循環(huán)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。槽體外形尺寸長(zhǎng)寬高為2630mmX 1065mmX 1520mm，恒溫區(qū)域長(zhǎng)寬高為 1800mmX800mmX480mm(690L)。恒溫區(qū)域米用單側(cè)斷層溢流式循環(huán)方式，整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)水經(jīng)過(guò)制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)后由循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)三根間距為270mm的給水管5注入到恒溫區(qū)域的緩沖區(qū)2 (1800mmX800mmX 100mm)。
[0018]在緩沖區(qū)與水浴恒溫區(qū)域之間放置一個(gè)多孔出水孔板(底面)4，保證緩沖區(qū)內(nèi)的水自下而上均勻的進(jìn)入恒溫區(qū)域與之進(jìn)行熱交換。在恒溫區(qū)域的一端有一個(gè)1800mmX 480mm垂直的單側(cè)溢流式擋水板3，恒溫水浴中漫過(guò)該單側(cè)溢流式擋水板3的那部分水流入待控溫區(qū)2，再由循環(huán)泵吸入控溫模塊(制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng))，注入恒溫水浴緩沖區(qū)，完成循環(huán)。
[0019]如圖2所示，本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)采用P I D調(diào)節(jié)控制，溫度穩(wěn)定性好，控溫精度高。由制冷機(jī)持續(xù)提供相對(duì)恒定的冷量，再由溫度控制器7，采用PID控制加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱補(bǔ)償，從而將水溫恒定在要求的溫度范圍內(nèi)。在恒溫水浴與緩沖區(qū)之間的多孔出水孔板(底面)4上方設(shè)置一只高精度鉑電阻溫度計(jì)6，通過(guò)該鉑電阻溫度計(jì)6，測(cè)量恒溫槽水的溫度，溫度控制器7根據(jù)設(shè)定的溫度，對(duì)固態(tài)繼電器8進(jìn)行觸發(fā)，來(lái)控制固態(tài)繼電器8負(fù)載端的通斷，從而調(diào)節(jié)加熱制冷裝置9的加熱量，達(dá)到恒溫的目的。
[0020]如圖3所示，所述的給水管5為一端進(jìn)水，一端封堵上的PVC管，直徑25mm，在水浴內(nèi)長(zhǎng)1800mm，間隔10mm有一個(gè)出水孔10，由于每個(gè)孔都存在壓降，為了保證每個(gè)孔出水量相等，我們將出水孔徑加工成漸變大小，每個(gè)孔的出水量為0.56L/min。上述設(shè)計(jì)保證了恒溫水均勻的進(jìn)入緩沖區(qū)。
[0021]通過(guò)上述設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型在硬件上實(shí)現(xiàn)了大尺寸恒溫區(qū)域1800mmX 800mmX 480mm的水浴循環(huán)問(wèn)題，保證了恒溫水均勾流入恒溫區(qū)域，為單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴的均勻性提供了技術(shù)保障。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴，其裝置主體包括有恒溫水浴槽體(1)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、槽液循環(huán)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)，其特征在于恒溫水浴槽體(I)內(nèi)設(shè)置的恒溫區(qū)域?yàn)閱蝹?cè)斷層溢流式循環(huán)方式結(jié)構(gòu)，其中: 整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)水經(jīng)過(guò)制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)后由槽液循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)給水管(5 )注入到恒溫區(qū)域的緩沖區(qū)； 在恒溫區(qū)域的緩沖區(qū)與恒溫區(qū)域之間放置有一個(gè)多孔出水孔板(4)，保證緩沖區(qū)內(nèi)的水自下而上均勻的進(jìn)入恒溫區(qū)域與之進(jìn)行熱交換； 在恒溫區(qū)域的一端設(shè)置有一個(gè)單側(cè)溢流式擋水板(3)，恒溫水浴中漫過(guò)該單側(cè)溢流式擋水板(3)的那部分水流入待控溫區(qū)(2)，再由循環(huán)泵吸入控溫模塊，注入恒溫水浴緩沖區(qū)，完成循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴，其特征在于給水管(5)為一端進(jìn)水，一端封堵上的PVC管，直徑25mm，在水浴內(nèi)長(zhǎng)1800mm，每間隔10mm設(shè)置有一個(gè)出水孔(1)03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴，其特征在于控制系統(tǒng)采用PID調(diào)節(jié)控制，由制冷機(jī)持續(xù)提供相對(duì)恒定的冷量，再由溫度控制器(7)，采用PID控制加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱補(bǔ)償，從而將水溫恒定在要求的溫度范圍內(nèi)，在恒溫水浴與緩沖區(qū)之間的多孔出水孔板(4)上方設(shè)置一只精度為±0.05°C的鉑電阻溫度計(jì)(6)，通過(guò)該鉑電阻溫度計(jì)(6)，測(cè)量恒溫槽水的溫度，溫度控制器(7)根據(jù)設(shè)定的溫度，對(duì)固態(tài)繼電器(8)進(jìn)行觸發(fā)，來(lái)控制固態(tài)繼電器(8)負(fù)載端的通斷，從而調(diào)節(jié)加熱制冷裝置(9)的加熱量，達(dá)到恒溫的目的。
【專(zhuān)利摘要】一種單側(cè)斷層溢流式恒溫水浴，包括有恒溫水浴槽體，其特點(diǎn)是恒溫水浴槽體內(nèi)設(shè)置的恒溫區(qū)域?yàn)閱蝹?cè)斷層溢流式循環(huán)方式結(jié)構(gòu)，其中：整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)水經(jīng)過(guò)制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)后由槽液循環(huán)系統(tǒng)通過(guò)給水管注入到恒溫區(qū)域的緩沖區(qū)；在恒溫區(qū)域的緩沖區(qū)與恒溫區(qū)域之間放置有一個(gè)多孔出水孔板，保證緩沖區(qū)內(nèi)的水自下而上均勻的進(jìn)入恒溫區(qū)域與之進(jìn)行熱交換；在恒溫區(qū)域的一端設(shè)置有一個(gè)單側(cè)溢流式擋水板，恒溫水浴中漫過(guò)該單側(cè)溢流式擋水板的那部分水流入待控溫區(qū)，再由循環(huán)泵吸入控溫模塊，注入恒溫水浴緩沖區(qū)，完成循環(huán)。本實(shí)用新型使恒溫水均勻流入恒溫水浴的整個(gè)區(qū)域，保證了恒溫水浴良好的溫度均勻性。
【IPC分類(lèi)】B01L7/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204699722
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520332481
【發(fā)明人】王振, 鄒海波, 王俊, 李宏偉, 韓聰, 陸科, 李濤
【申請(qǐng)人】遼寧省計(jì)量科學(xué)研究院
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日