专利名称：干式电热恒温控制箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及恒温设备技术领域，具体的说是一种电热恒温控 制箱。
背景技术：
药物透皮扩散仪主要应用于制药行业，化妆品行业，客观地再现 制剂在规定的溶液中渗透的速度和程度，是目前国际通行的检测方 法。该仪器目前在温度控制系统方面，主要以恒温水循环保温，在使 用中有水蒸气不断蒸发，仪器箱盖上形成水珠，滴入杯中影响溶剂的 测定。对特殊的药剂在不同的扩散池如卧式形状扩散池工作时，对温 控的精度要求特别高、工作时间长，使用水箱及许多的管接头有漏水 的隐患，对仪器的使用存在不安全因素，在清洁水箱工作中有带来诸 多不便。
实用新型内容
本实用新型的目的为提供一种解决上述缺陷的干式电热恒温控 制箱。
实现上述发明目的的技术方案如下
干式电热恒温控制箱，包括恒温箱本体和控制电路，其特征为 所述恒温箱本体具有夹层，里层为设有鼓风均衡装置的恒温工作室， 恒温工作室外的夹层为内设保温用循环导热溶液的保温层，保温层外为真空保温层，所述控制电路包括电源，电源与传感器、放大器、模 数转换器、显示器、加热器和鼓风机相连，所述传感器连接放大器，
放大器又连接模数转换器，模数转换器与CPU电脑芯片连接，所述电 脑芯片还与显示器、编程器、PID控制器、超温保护电路和鼓风机连 接，PID控制器和超温保护电路又分别连接到加热器。
所述传感器采用电桥结构，固定电阻R35， R36为上桥臂，电阻 R37与VR1串联，与PT1000(R38)构成下桥臂。
所述放大器采用AD620放大器。
本实用新型的优点为箱体升温快，控温精度高，使用操作方便， 最主要的是将导热溶液循环装置隐藏起来，箱体外层采用真空保温技 术，整个恒温工作室温度均匀度达到正负0.2度以下，给药剂的测试工 作带来更高的精度，取消了原有对箱体内经常更换循环水的不便，对 节能环保有一定实际意义。
图1为本实用新型电原理结构框图
图2为本实用新型的恒温箱结构截面图
图3为本实用新型的电原理图的左半部分
图4为本实用新型的电原理图的右半部分
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。 如图l和2所示，干式电热恒温控制器，包括恒温箱本体和控制 电路，其特征为所述恒温箱本体具有夹层，里层为设有鼓风均衡装置的恒温工作室1，恒温工作室1外的夹层为内设保温用循环导热溶
液的保温层2，保温层2外为真空保温层3，所述控制电路包括电源， 电源与传感器、放大器、模数转换器、显示器、加热器和鼓风机相连， 所述传感器连接放大器，放大器又连接模数转换器，模数转换器与 CPU电脑芯片连接，所述电脑芯片还与显示器、编程器、PID控制器、 超温保护电路和鼓风机连接，PID控制器和超温保护电路又分别连接 到加热器。
其中传感器采用电桥结构，固定电阻R35， R36为上桥臂，R37 与VR1串联可看成一个电阻，与PT1000(R38)构成下桥臂。
其中放大器采用AD620放大器，AD620是ADI公司出品的增益 可调(也就是放大倍数可调)仪表放大器，放大器的放大倍数由接在 第1脚与第8脚的电阻的大小决定。电桥的输出电压经R40、 C37、 R41、 C38滤波后送入AD620放大，由于AD620的输入阻抗非常高， 因此电桥输出的电压不受R40、 C37、 R41、 C38的影响，也就是说 AD620的输入电压等于电桥的输出电压。电桥的输出电压，也就是 AD620的输入电压，其计算公式如下
AD620的输入电压=基准源电压* (Rt / (Rt + 4700)-基准源电压 *(R37 + Rc)/ (R37 + Rc + 4700)
同相端电压-反相端电压，也就是AD620的输入电压 AD620输出的电压经过限流保护电阻R31和D8后，直接输入到 单片机内部的IO位AD转换器，由于R31电阻很小，并且AD转换 的输入阻抗较高，因此电阻R31与D8不会对AD620输出的电压有影响，也就是说AD转换器的输入电压与AD620的输出电压相同。
AD转换器的基准源由MC1403供给，电压为2.5V左右，AD620 的输出电压与AD转换器的关系如下当AD620输出电压为0V，或 者低于OV时，AD转换器的输出结果为最小值O;当AD620输出的 电压达到基准源电压时，AD转换器的输出结果为最大值1023 (2的 IO次方-1)，上述中的Rt就是PTlOOO，注意Rt是随着温度而变化 的。上述公式的理解其实非常简单，其实就是串联电路的分压公式， 电桥相当于有两个串联分压公式，将这两个分压相减得到的结果就是 电桥的输出电压。
为了能够最大限度的利用AD转换器，达到最佳的精度，AD620 应该尽可能将测量范围转换为0 基准源电压。
通过编程器设定所需的温度值,由传感器获得随温度变化的电信 号经桥路仪表放大器，AD数模转换再经过CPU电脑芯片处理成数字 信号，由标准的PID控制算法，温度采用分段控制方法:根据温差大小分 为四个控制段:升温1 —升温2—稳定一过冲。
1、 升温l:当温差大于厂商参数中的"第二区间温度"设定值时， PID算法使用第一
套控制参数，也就是厂商参数中的"PID参数l-xx"。
2、 升温2:当温差小于"第二区间温度"并且大于"稳定温度"
时，PID算法使用第二套控制参数。
3、 稳定当温差大于"过冲温度"并且小于"稳定温度"时，
PID算法使用第三套控制参数。注意"过冲温度"为负值。
4、过冲当温差小于"过冲温度"(过冲温度为负值)时，PID 算法进入过冲处理阶段，这个阶段不使用控制参数，而是直接停止加 热，并且将积分项清零。 升温l、升温2、稳定这三个控制阶段都有一个对应的控制周期，通
常设置为100mS，也就是每隔100mS的时间执行一个PID控制算法。 积分项反饱和算法在标准PID控制算法中，积分项用于消除余 差，当温差>0时，积分向朝正方向积分，<0时负方向积分，=0时保 持不变，因此，如果积分常数而加热时间又过长，很容易使积分项达 到一个非常大的值，这样，当温度超过设定值时，尽管积分项开始朝 负方向累加，但由于之前已经达到一个相当大的值，此时需要很长的 时间才能使积分项为O或为负，导致长时间过冲。当积分项开始为负 值时，如果当前温度度仍大于设定温度，积分项就开始往负方向积分， 如果温度下降缓慢，就会使积分项积分到一个非常大的负值，即使温 度下降到设定温度以下，积分项仍然输出为负，从而导致长时间不加 热。为此，药物透皮试验仪温控部分对积分项算法作了如下改进-
1、 当加热功率超过厂商参数中设定的"最大加热时间"时，积分 项停止积分。
2、 当积分为负时，停止积分。
只有在第一次升温过程中产生了不超过0.5度的过冲,而后就进 入了稳态,并且保持正负0.05度的控制精度。
直到设定值与当前温度值相等时，工作室温控进入恒温状态。电加热采用PTC陶瓷发热器，优点:升温快热效率高，热贯性小,整个过程 由CPU智能发出控制指令控制可控硅导通角的大小，当温度易常时, 超温保护继电器动作,切断加热器电源,并有报警声发出。工作室的温 度在离心式鼓风机的作用下,配上合理的风道结构，风以此不断循环， 从而使工作室内温度达到均衡。
权利要求1. 干式电热恒温控制箱，包括恒温箱本体和控制电路，其特征为所述恒温箱本体具有夹层，里层为设有鼓风均衡装置的恒温工作室，恒温工作室外的夹层为内设保温用循环导热溶液的保温层，保温层外为真空保温层，所述控制电路包括电源，电源与传感器、放大器、模数转换器、显示器、加热器和鼓风机相连，所述传感器连接放大器，放大器又连接模数转换器，模数转换器与CPU电脑芯片连接，所述电脑芯片还与显示器、编程器、PID控制器、超温保护电路和鼓风机连接，PID控制器和超温保护电路又分别连接到加热器。
2. 根据权利要求1所述的电热恒温控制箱，其特征为所述传感器采用电桥结构，固定电阻R35， R36为上桥臂，电阻R37与VR1 串联，与PT1000构成下桥臂。
3. 根据权利要求1所述的电热恒温控制箱，其特征为所述放大 器采用AD620放大器。
专利摘要本实用新型公开了一种干式电热恒温控制箱，包括恒温箱本体和控制电路，其特征为所述恒温箱本体具有夹层，里层为设有鼓风均衡装置的恒温工作室，恒温工作室外的夹层为内设保温用循环导热溶液的保温层，保温层外为真空保温层，所述控制电路包括电源，电源与传感器、放大器、模数转换器、显示器、加热器和鼓风机相连，所述传感器连接放大器，放大器又连接模数转换器，模数转换器与CPU电脑芯片连接，所述电脑芯片还与显示器、编程器、PID控制器、超温保护电路和鼓风机连接，PID控制器和超温保护电路又分别连接到加热器。本实用新型具有箱体升温快，控温精度高，使用操作方便的特点。
文档编号G05D23/01GK201281823SQ20082011443
公开日2009年7月29日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者孙吉华 申请人:孙吉华