专利名称：多阶对象模拟纯滞后水箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多阶对象模拟纯滞后水箱。
背景技术：
目前，过程控制实验装置大都采用盘管来实现纯滞后特性。用加热到一定温度的热水流过盘管到达测量点，延长热水经过的距离来实现滞后特性。为了较好的体现纯滞后特性，所需盘管就比较长；盘管一般都是水管外包有色塑胶后盘旋而成，即使如此因体积较大还是影响整个装置的美观，破坏装置的整体感而且浪费空间；塑管不透明，无法观察水流的确切状况，不能给操作者直观的感受；如果需要不同的时间常数的滞后对象，就需要在盘管中部抽头测温，十分不可靠。
此外，部分过程控制实验装置对象以二阶或三阶对象来代替纯滞后，具体做法是用两个或三个上下排列的有机玻璃水箱来构造二阶或三阶对象，当输入水流发生变化时，各水箱的液位将随后发生变化。它的好处是比较直观，而且无需复杂的加热及其保护设备，但纯滞后特性不显著。
发明内容
本实用新型的目的在于提供用于过程控制实验纯滞后环节的一种多阶对象模拟纯滞后水箱。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是方案1由有机玻璃水箱和有机玻璃隔板组成，用隔板将水箱垂直分隔成N个连通的区间，第一个区间经隔板下端与第二个区间连通，第二个区间经隔板上端与第三个区间连通，第三个区间经隔板下端与第四个区间连通，依次构成N个相连通的区间；从上部连通的隔板呈直角梯形依次排列；进水管上装有测温传感器，在水箱的其它区间内装有测温传感器；从上部连通的隔板底部开有用于实验完毕排水的小通孔；最后一个区间底部装有排水管。
方案2由有机玻璃水箱和有机玻璃隔板组成，用“L”型的隔板将水箱水平分隔成N个连通的区间，每块隔板的短边向上且位于区间的出水口处，第一个区间经隔板右端与第二个区间连通，第二个区间经隔板左端与第三个区间连通，第三个区间经隔板右端与第四个区间连通，依次构成N个相连通的区间；进水管上装有测温传感器，在水箱的其它区间内装有测温传感器；最后一个区间底部装有排水管。
所述的区间N为奇数或偶数。
热水通过水箱的各个区间最终流出，通过隔板的设置增加了水流从入口处到各区间的时间，这样各区间水温与入口区水温存在着滞后，不同区间的滞后时间常数不同，可根据实验的需要挑选不同的区间进行测温，完成纯滞后对象控制实验。与水箱底板相连的隔板下部开有小通孔，实验时通过通孔的水流很小，可忽略不计，实验完毕纯滞后水箱的积水将通过通孔排空。热水由装有功率可调加热管的加热水箱提供，水流大小可改变。
本实用新型具有的有益的效果是水箱及隔板采用透明的有机玻璃材质制成，实验时水流直观的展现在操作者面前，且有机玻璃有着较好的隔热保温效果；纯滞后时间长，最长纯滞后时间常数达10分钟；纯滞后对象时间常数可选择；整个装置外形紧凑，占用空间小。
图1是本实用新型的第一种结构原理示意图；图2为本实用新型的第二种结构原理示意图；图3为本实用新型的第三种结构原理示意图；图4为本实用新型的第四种结构原理示意图；图5为本实用新型的第五种结构原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，是本实用新型的第一种结构原理示意图，由有机玻璃水箱和有机玻璃隔板组成，隔板将水箱分割成九个连通的区间，热水由第一个区间A上部流入，第一个区间A与第二个区间B从隔板下部连通，第二个区间B与第三个区间C从隔板上部连通，第三个区间C与第四个区间D从隔板下部连通，第四个区间D与第五个区间E从隔板上部连通，第五个区间E与第六个区间F从隔板下部连通，第六个区间F与第七个区间G从隔板上部连通，第七个区间G与第八个区间H从隔板下部连通，第八个区间H与第九个区间I从隔板上部连通。第二个区间B与第三个区间C之间的隔板、第四个区间D与第五个区间E之间的隔板、第六个区间F与第七个区间G之间的隔板、第八个区间H与第九个区间I之间的隔板高度按直角梯形变化降低，且其下部均开有φ2mm的小通孔R用于排水。在进水管中装有测温传感器TT1、第四个区间D中装有测温传感器TT2、第八个区间H中装有测温传感器TT3。第九个区间I装有排水管。所述的分隔成的连通区间水流成一条直线，区间截面为长方形。
如图2所示，是本实用新型的第二种结构原理示意图，它是图1所示水箱的一种改变，即纯滞后水箱被分隔为8个区间，进水管直接插入第一个区间底部，热水由第一个区间A底部流入，最后由第八个区间H流出。在进水管中装有测温传感器TT1、第三个区间C中装有测温传感器TT2、第七个区间G中装有测温传感器TT3。第八个区间H装有排水管。所述的分隔成的连通区间水流成一条直线，区间截面为长方形。
如图3所示，是本实用新型的第三种结构原理示意图，圆柱形水箱中间立有一个有机玻璃棒，周围围着8块有机玻璃板将水箱分为8个扇形空间，热水由第一个区间A顶部流入，从第八个区间I流出。热水呈环状流动。在进水管中装有测温传感器TT1、第三个区间C中装有测温传感器TT2、第七个区间G中装有测温传感器TT3。第八个区间H装有排水管。所述的分隔成的连通区间水流成环型，区间截面为扇形。
如图4所示，是本实用新型的第四种结构原理示意图，方形水箱被有机玻璃隔板分隔为9个方形空间，热水由第一个区间A顶部流入，从第九个区间I流出。热水呈“S”状流动。在进水管中装有测温传感器TT1、第四个区间D中装有测温传感器TT2、第八个区间H中装有测温传感器TT3。第九个区间I装有排水管。所述的分隔成的连通区间水流成S型，区间截面为方形。
如图5所示，是本实用新型的第五种结构原理示意图，塔状有机玻璃水箱被有机玻璃隔板分隔为9个垂直排列的空间，热水由对第一个区间A顶部流入，从第九个区间I流出。在进水管中装有测温传感器TT1、第四个区间D中装有测温传感器TT2、第八个区间H中装有测温传感器TT3。第九个区间I装有排水管。
上述具体实施方式
用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种多阶对象模拟纯滞后水箱，其特征在于由有机玻璃水箱和有机玻璃隔板组成，用隔板将水箱垂直分隔成N个连通的区间，第一个区间经隔板下端与第二个区间连通，第二个区间经隔板上端与第三个区间连通，第三个区间经隔板下端与第四个区间连通，依次构成N个相连通的区间；从上部连通的隔板呈直角梯形依次排列；进水管上装有测温传感器，在水箱的其它区间内装有测温传感器；从上部连通的隔板底部开有用于实验完毕排水的小通孔；最后一个区间底部装有排水管。
2.根据权利要求1所述的一种多阶对象模拟纯滞后水箱，其特征在于所述的分隔成的连通区间水流成一条直线，区间截面为长方形。
3.根据权利要求1所述的一种多阶对象模拟纯滞后水箱，其特征在于所述的分隔成的连通区间水流成环型，区间截面为扇形。
4.根据权利要求1所述的一种多阶对象模拟纯滞后水箱，其特征在于所述的分隔成的连通区间水流成S型，区间截面为方形。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种多阶对象模拟纯滞后水箱，其特征在于所述的区间N为奇数或偶数。
6.一种多阶对象模拟纯滞后水箱，其特征在于由有机玻璃水箱和有机玻璃隔板组成，用“L”型的隔板将水箱水平分隔成N个连通的区间，每块隔板的短边向上且位于区间的出水口处，第一个区间经隔板右端与第二个区间连通，第二个区间经隔板左端与第三个区间连通，第三个区间经隔板右端与第四个区间连通，依次构成N个相连通的区间；进水管上装有测温传感器，在水箱的其它区间内装有测温传感器；最后一个区间底部装有排水管。
7.根据权利要求6所述的一种多阶对象模拟纯滞后水箱，其特征在于所述的区间N为奇数或偶数。
专利摘要本实用新型涉及一种多阶对象模拟纯滞后水箱。它的基本原理是利用多阶对象模拟纯滞后环节，包括有机玻璃水箱、隔板、测温传感器、进水管、排水管。隔板将水箱分为若干个区间，热水从第一个区间进入，流经各个区间最后流出水箱，各个区间可加装温度检测装置。各个区间的水温变化存在着滞后关系。水箱、隔板为透明有机玻璃材质制成，便于实验时观察且隔热保温效果较好。整个装置结构紧凑、体积小，成本低。
文档编号B01L3/00GK2778381SQ20052010172
公开日2006年5月10日 申请日期2005年4月20日 优先权日2005年4月20日
发明者戴连奎, 邢子龙 申请人:浙江中控科教仪器设备有限公司