关于实验室烘箱智能化控制电路
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摘要 在日常生活中有许多旧的设备仪器需要改进和维护,用常见的电子器件设计组装的烘箱智能化控制电路,在教学科研和生产生活中能够起到重要的作用。掌握和理解这个电路原理,可以设计出种类更多的、功能性更强的自动控制电路。学习设计各类实用电路,可以极大的丰富大学生实验课堂,对培养大学生参与科研的兴趣,增强大学生实践动手能力,为他们提供进一步展示并发挥想象的空间,解决科研和生产中的实际问题,可以起到事半功倍的效果。大学生通过设计出理念新颖、结构合理、性能优良、实用性强的电路来树立对成功的渴望和展示自我的才艺,对大学生毕业后的择业和创业,一定会有更多的选择余地。
关键词 自动控制;电子电路;实验室
中图分类号TN7 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)30-0042-01
烘箱在高校实验室和科研机构以及医药生产和食品加工等行业生产一线,是使用频繁的设备之一。烘箱在物品消毒,物料烘干和加热方面是其他设备难以代替的。然而,现在科研教学和生产生活中,常见的烘箱仍然存在大量老式的机械式烘箱,这些烘箱由于制造生产的年代长、采用热胀冷缩原理的控制触点,控温精度差,有些烘箱在使用中,常常因为温度控制不准使物品达不到需要的指标,严重地影响科研实验数据和生产的产品质量,同时,烘箱在恒温后,由于没有自动延时控制,导致电能大量的浪费;有些烘箱使用日久、粉尘多、环境差,导致温控触点因积灰、锈蚀发生触点粘连而无法控制电路的断开,发生火灾事故的情况也不在少数。由于需要长时间和连续的工作,为了防止烘箱出现各种问题,人们在使用烘箱时,使用者往往心有余悸,不得不安排专人值班,随时查看烘箱工作的状态和温度的情况,以保证其正常工作和防止出现安全事故。
现在,由嵌入式技术和单片机制作的高精密度、自动控制的数显式烘箱已经进入到实验室和生产一线。这类烘箱外形美观、自动化程度高、使用方便,但是这类烘箱价格昂贵,在实验或生产中,一旦烘箱出现故障,需要厂家的专业技术工程师才能维修维护,且设备部件(电路板)价格不菲,给日常的使用和维护带来很大的影响,有时还会影响到实验和生产的正常进行。然而,更为重要的是,原有的烘箱怎么办,弃之不用,旧烘箱即占用资金又占用地方;继续使用,烘箱的控温精度和使用方法又不能满足现代科研和生产的要求,即浪费资源又浪费人力。
通过观察,机械式烘箱除了电路的设计不能满足现代高精密烘箱的要求外,它的加热部件、箱体结构以及热风循环等都能满足作为现代烘箱的条件,为了解决电路这个棘手的问题,为了节能减排,提倡低碳,我们设计了一种智能型控制烘箱的电路,它具有数显精确控温、到达设定温度具有自动延时恒温,延时时间自动设定;延时时间到,自动切断电源。电路中,有超温报警功能可以保证烘箱的安全,防止极限状态的发生,有自动和手动操作功能,随时更改烘箱的工作状态,最大限度地满足和方便人们对烘箱的使用习惯。改造烘箱的主要电器部件均采用电器商场直接购买的。电路采用的数显温控器、延时继电器等成熟的电子产品,这些产品也包含了集成电路和单片机技术,这样的核心部件充分保证了烘箱的高精度和外形美观,由于是成熟定型的产品,其可靠性、安全性、包括价格方面,有时都比自己设计安装来的更便捷可靠,我们将各个电器部件用搭积木的方式将他们有机的集合起来。用这种方法改造的烘箱,成本仅需一二百元,但是,它所起的作用,却大大地改善了原有烘箱的使用效果,通过烘箱的改进,能进一步满足科研和生产对高精度烘箱的需要。
这个电路的设计思想,不仅仅使用在烘箱改造方面,更多的可以应用在生产一线的设备和其他的科研设备上,例如在医药行业,中药材的烘干设备、喷雾干燥设备等一系列制药设备。由于电路采用常规的交流接触器控制,便于普通电工安装改进,同时更有利于设备在实际应用中的维修保养。虽然这个电路简单,易于制作、易于维修且价格低廉,然而,它对烘箱的温度控制能力、自动化要求以及使用功能等方面,相比动辄数千甚至上万的现代烘箱设备却毫不逊色。
大学生刚刚踏上工作岗位,需要通过展示自己的学术知识和动手能力来赢得领导、同事的认可和信任。仔细观察在我们工作生活的周围,特别是生产一线,到处都有设计不合理的设备需要改进和完善;有很多设备仪器的实用功能,需要你设计电路并实施。通过一个个具体电路的设计安装调试,即培养了对科研的兴趣也增强了实践动手能力,而且每一个设备仪器的改进完善,也给自己树立了更大的信心。
很多科研项目并不深奥神秘,科研就在我们身边,用科研的态度对待工作中的每一件小事,一定会有很大的收获。
主要元器件的选用:
1)数显温控器:XMTD-2202型;
2)定时器、数显时间继电器:DS14S型;
3)CJX2型交流接触器;
3)温度保险丝5A/1600C;
4)控制开关:DZ47系列;
5)自动手动切换开关:双刀双掷开关;
6)指示灯AD16/220V。